KR20100122063A - 인접 채널로부터의 노이즈 검출을 개선하기 위한 신호 분석 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주파수 변조된 라디오 신호를 수신하고, 그 라디오 신호가 인접 채널로부터의 간섭을 갖고 있는지 여부를 판단하는 방법에 관한 것이다. 반송파/중간 주파수 위아래의 주파수 편이가 먼저 별도로 결정되고, 서로 비교된다. 반송파/중간 주파수 위의 주파수 편이가 반송파/중간 주파수 아래의 주파수 편이와 실질상 상이한 경우에, 상기 라디오 신호는 인접 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는다. 별법으로서, 인접 채널로부터의 노이즈의 존재는 복조된 FM MPX 신호의 양 및 음의 진폭을 별개로 결정하고, 이들을 비교함으로써 검출될 수 있다. 이들이 실질상 서로 상이하다면, 상기 라디오 신호는 인접 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는다. 이어서, 상기 결정의 결과는 슈퍼헤테로다인 수신기의 중간 주파수 필터의 대역폭을 제어하는 데에 이용될 수 있다.

Description

인접 채널로부터의 노이즈 검출을 개선하기 위한 신호 분석{SIGNAL ANALYSIS FOR AN IMPROVED DETECTION OF NOISE FROM ADJACENT CHANNEL}

본 발명은 주파수 변조된 라디오 신호를 수신하는 방법, 특히, 인접 채널로부터의 노이즈를 필터링하기 위한 라디오 수신기에서의 동적 선택의 개선된 이용에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 방법에 이용되기 적합한 라디오 수신기에 관한 것이다.

전기통신에서, 주파수는 일정하게 유지하면서 반송파의 진폭을 변화시키는 진폭 변조(Amplitude Modulation; AM)에 비하여, 주파수 변조(Frequency Modulaion; FM)는 그 주파수를 변화시킴으로써 반송파를 통하여 정보를 전달한다. FM은 AM에 비하여 노이즈 및 간섭에 대해 더 강인하므로, FM이 더욱 널리 이용된다.

FM에서, 반송파 신호의 높은 반송파 주파수를 변화시키는 데에 저주파수 변조 신호(정보 신호)가 이용된다. 반송파, 변조파 및 변조된 결과를 도시하는 도 1에서, 변조파의 부호는 반송파 주파수가 증가 또는 감소하는지를 정의하고, 변조파의 진폭은 반송파 주파수가 변화하는 크기를 규정한다. 예를 들어, 변조파의 양의 부분은 반송파 주파수를 증가시키고, 변조파의 음의 부분은 반송파 주파수를 감소시키는데, 이는 도 1의 변조된 결과로부터 이해할 수 있다.

도 2는 변조파와 그 결과 변조된 반송파 신호를 대비하고, 변조파 신호의 크고 작은 진폭과 그 결과 변조된 반송파 신호 주파수 변화 사이의 대응을 나타낸다. 더욱 상세하게, 도 2는 다른 진폭을 갖는 두 개의 변조 신호와, 그 결과 변조된 반송파 신호를 도시한다. 도 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 변조 신호의 진폭은 반송파 신호의 주파수 편이(frequency deviation)의 양을 결정한다. 달리 말하면, 반송파 신호는 두 개의 경계 주파수 값 사이의 모든 주파수 사이에서 계속 이어진다. 변조파의 영과 교차하는 지점에서, 변조되지 않은 반송파 주파수 신호가 잠깐 존재한다.

주파수 편이(Δf)라는 용어는 FM 라디오에서, FM 변조된 주파수와 명목 반송파 주파수 사이의 어떤 특정 순간의 최대 차이를 설명하는데 사용되는 용어로서, 한 방향으로 반송파 주파수로부터 멀어지는 최대 시프트(shift)를 나타낸다. 상기 용어는 명목 주파수로부터 오실레이터(oscillator)의 의도하지 않은 오프셋(offset)인 주파수 드리프트(drift)와 동의어인 것으로 잘못 사용되기도 한다.

주파수 변조는 오디오 스펙트럼에 속하는 음악 및 음성과 같은 방송용 오디오 신호에 넓게 적용되지만, 비디오 시그널링 또는 다른 데이터에도 적용될 수 있다. 전체 오디오 스펙트럼 범위는 20 내지 20,000Hz이지만, (AM 라디오의 주파수 상한이 5kHz로 제한되는 것과 비교하여) FM 라디오의 변조 주파수 상한은 15kHz로 제한된다.

FM-스테레오 방송은 동일한 FM 채널에서 스테레오 방송의 좌측 및 우측 채널 모두를 방송함으로써 스테레오로 오디오 전송을 가능하게 한다. 원래의 신호가 수신기에 의하여 재구성될 수 있는 방식으로 복수의 신호를 하나의 합성 신호로 결합하는 과정을 멀티플렉싱(Multiplexing)이라고 한다. 스테레오 멀티플렉스(Muitiplexed; MPX) 신호는 초기의 모노 FM 라디오와 양립 가능하였으므로, 지금까지 스테레오 MPX 신호의 낮은 부분(0-15kHz)은 계속된 모노 수신을 위해 좌측 및 우측 채널의 합, 즉 L+R을 포함하여야 한다.

또한, L-R 신호는 AM 변조인 더블 사이드밴드 억제 반송파(double sideband suppressed carrier; DSBSC) 변조를 이용하여 MPX 신호의 일부로 전송되어, 수신기가 좌측 및 우측 채널을 다음과 같이 결정하게 한다. 만약, 수신기가 L-R 신호에서 L+R 신호를 추가하면, 수신기는 2L, 즉 2배로 증폭된 좌측 채널 신호를 얻는다. 만약, 수신기가 L-R 신호에서 L+R 신호를 빼면, 수신기는 2R, 즉 2배로 증폭된 우측 채널 신호를 얻는다.

최대 15kHz까지 오디오 신호는 MPX 신호와 함께 전송되므로, 30kHz를 넘는 MPX 신호의 반송파 주파수를 이용할 필요가 있다. 38kHz의 반송파 주파수가 선택되었지만, 실제 38kHz의 반송파 신호는 제거된다. 대신, 19kHz(=38/2kHz)에서 파일럿 신호(pilot signal)가 MPX 신호에 삽입되어, 라디오 수신기에 신호가 스테레오라는 것을 알려주고, 동시에 라디오 수신기가 단순 주파수 더블러(simple freqeuncy doubler)를 이용하여 정정 위상을 갖는 38kHz 반송파 신호를 재생성하도록 한다.

38kHz의 반송파 주파수에서 L-R 신호를 AM 변조하게 되면, 15kHz의 최대 오디오 주파수 대역폭을 갖는 두 개의 사이드 대역, 즉 23-38kHz 및 38-53kHz이 생성된다.

도 3에서 불 수 있는 바와 같이, FM MPX 신호는 최대 15kHz의 L+R (모노) 신호, 19kHz의 파일럿 신호, 및 23 내지 53kHz 범위의 L-R 신호를 포함하고, 여기서 완전한 FM MPX 신호가 FM 반송파 신호를 주파수 변조하는데에 이용된다.

전 세계적으로, 방송 대역은 극히 일부를 제외하면, 일반적으로 87.5 - 108.0MHz인, 라디오 스펙트럼의 초단파(very high frequency; VHF) 범위 안에 있다.

라디오 신호의 주파수 편이는 대역폭과의 관계에서 특히 중요한데, 왜냐하면 편이가 적다는 것은 더 많은 채널이 동일한 양의 주파수 스펙트럼에 맞춰질 수 있다는 것을 의미하기 때문이다. FM 방송(예컨대, 87.5-108MHz)은 다른 채널과의 간섭을 줄이기 위하여 중심 주파수의 위 아래로 25kHz의 버퍼를 남겨두면서, 100 kHz의 채널 스페이싱(channel spacing)을 이용하는데, 최대 주파수 편이는 75 kHz이다.

FM MPX 신호의 대역폭은 다음의 식을 이용하여 예측할 수 있다.

BW≒2*(Δf+f_audio)

여기서, f_audio는 15kHz의 최대 변조 주파수이고, Δf는 75kHz이다. 이에 따라, 대역폭은 약 180kHz가 된다.

두 인접 채널의 주파수 중첩을 피하기 위해서는 약 200kHz 이상의 채널 스페이싱이 필요하다는 것은 명백하다. 하지만, FM 방송은 낮은 거리 범위를 갖는다는 점을 감안하면, 두 개의 채널이 서로 떨어져 있으면 일반적으로 한 채널의 신호 에너지는 다른 채널에서 노이즈를 일으키기에 너무 작기 때문에, 100kHz의 채널 스페이싱은 먼 영역들에서 두 인접 채널을 가질 수 있도록 해준다.

이러한 준비에도 불구하고, 특히 반송파 주파수가 인접해 있고, 인접 라디오 채널의 신호 강도가 실제 신호의 신호 강도와 비교하여 충분히 큰 경우, 인접 라디오 스테이션은 다른 신호에 간섭을 일으킬 수 있다.

인접 라디오 스테이션에서 오는 노이즈의 감쇠를 위하여, 가능한 많이 노이즈를 제거하기 위하여, 신호가 실제로 노이즈에 영향을 받을 때와 받지 않을 때, 노이즈가 존재하지 않을 때, 노이즈가 존재할 때를 결정하는 것이 가장 먼저 필요하다. 하지만, 노이즈의 존재를 확실히 결정하는 것이 중요한데, 왜냐하면 라디오 신호가 인접 채널 또는 다른 소스로부터의 간섭을 갖고 있다고 잘못 판단하게 되면, 상기 간섭을 제거하기 위한 수단은 수신된 신호의 품질을 불필요하게 악화시킬 것이기 때문이다. 잘못 적용된 노이즈 제거의 영향은 이용된 노이즈 제거의 종류에 따라 다르다.

본 발명의 목적은 노이즈 제거를 개선하기 위하여, 인접 채널로부터의 노이즈가 확실하게 식별될 수 있는 라디오 신호 수신 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 독립항의 발명에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 실시에는 종속항의 발명이다.

본 발명의 한 가지 양태는 인접 채널로부터의 노이즈를 검출하기 위하여, 반송파/중간 주파수(carrier/intermediate frequency) 위아래의 주파수 편이(frequency deviation)를 별개로 결정하는 것이다. 반송파/중간 주파수 위의 주파수 편이가 반송파/중간 주파수 아래의 주파수 편이와는 실질적으로 상이한 경우에, 라디오 신호(radio signal)는 인접 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는다.

이와 비교하여, 큰 주파수 편이는 반송파/중간 주파수 위아래로 본질적으로 동일한 주파수 편이를 생성할 것이다. 따라서, 인접 채널로부터의 노이즈는 큰 주파수 편이와 쉽게 구별될 수 있다.

유리하게도, 주파수 변조에 있어서, 주파수 편이의 정도는 복조된 신호(demodulated signal)의 진폭에 대응한다는 것을 염두해 두면서, 복조된 FM MPX 신호의 양의 진폭 및 음의 진폭을 별개로 결정한 다음에, 이들을 서로 비교함으로써, 인접 채널로부터의 노이즈의 존재를 결정할 수 있다. 양의 진폭이 음의 진폭과 실질적으로 상이한 경우에, 라디오 신호는 인접 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는다.

본 발명의 한 가지 실시예는 특정 중심 주파수에서 라디오 채널(radio channel) 상에서 주파수 변조된 라디오 신호를 수신하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 방법은 상기 라디오 채널이 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는지 여부를 판단하며, 그 판단 결과는 상기 라디오 신호에 있는 노이즈를 제거하는 데에 이용 가능하다. 상기 수신된 라디오 신호의 미리 정해진 부분에 걸쳐서, 상기 중심 주파수 위의 주파수 편이의 정도 및 상기 중심 주파수 아래의 주파수 편이의 정도가 결정된다. 상기 중심 주파수 아래의 주파수 편이의 정도가 중심 주파수 위의 주파수 편이의 정도와 실질적으로 상이한 경우에, 상기 라디오 신호는 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는다고 판단된다.

본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 상기 중심 주파수로부터 라디오 신호의 큰 주파수 편이는 상기 라디오 신호에 영향을 미치는 인접 라디오 채널로부터의 노이즈와 구별된다. 상기 중심 주파수 아래의 주파수 편이 정도가 상기 중심 주파수 위의 주파수 편이 정도와 실질적으로 동일한 경우에, 상기 라디오 신호는 큰 주파수 편이를 갖고 있다고 판단된다.

본 발명의 다른 실시예는 라디오 채널 상에서 주파수 변조된 라디오 신호를 수신하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 방법은 상기 라디오 채널이 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는지 여부를 판단하고, 그 판단 결과는 상기 라디오 신호 중의 노이즈를 제거하는 데에 이용 가능하다. 상기 수신된 라디오 신호는 정보 신호로 복조된다. 상기 정보 신호의 미리 정해진 부분에 걸쳐, 상기 정보 신호의 양의 진폭의 정도 및 상기 정보 신호의 음의 진폭의 정도가 결정된다. 상기 양의 진폭의 정도가 상기 음의 진폭의 정도와 실질상 상이한 경우에, 상기 라디오 신호는 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 라디오 신호를 주파수 변조하는 데에 이용되는 중심 주파수로부터의 큰 주파수 편이가 상기 라디오 신호에 영향을 미치는 인접 라디오 채널로부터의 노이즈와 구별된다. 이를 위해, 상기 양의 진폭의 정도가 상기 음의 진폭의 정도와 실질상 동일하다면, 상기 라디오 신호는 큰 주파수 편이를 갖고 있다고 추론할 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 있어서, 상기 양의 진폭의 정도와 상기 음의 진폭의 정도의 차이는 임계치(threshold)에 대하여 비교된다. 다음에, 상기 임계치를 초과하는 경우에, 상기 라디오 신호는 큰 주파수 편이를 갖고 있다.

본 발명의 보다 구체적인 실시예에 따르면, 상기 라디오 신호의 중심 주파수 부근의 미리 정해진 주파수 대역을 갖고 있는 대역 통과 필터(band pass filter)가 제공되어, 인접 채널로부터의 노이즈를 상기 라디오 신호로부터 필터링한다. 상기 라디오 신호가 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 영향을 받는다고 판단되는 경우에, 상기 대역 통과 필터는 상기 중심 주파수 부근의 제2의 주파수 대역으로 변경되는데, 상기 제2 주파수 대역은 상기 미리 정해진 주파수 대역보다 더 좁다.

본 발명의 다른 실시예와 관련하여, 상기 라디오 신호가 큰 주파수 편이를 갖고 있다고 판단되는 경우에, 상기 대역 통과 필터의 상기 미리 정해진 주파수 대역은 유지되고 변경되지 않는다.

본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 상기 라디오 신호의 간섭은 상기 양 및 음의 진폭의 정도를 결정하기 전에 소거된다(blanked out).

상기 본 발명의 실시예는 슈퍼헤테로다인 수신기(superheterodyne receiver)에서 이용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 중심 주파수는 상기 라디오 신호의 반송파 주파수를 미리 정해진 제2 주파수와 믹싱하여 얻어지는 중간 주파수, 또는 상기 라디오 신호의 반송파 주파수일 수 있다.

본 발명의 한 가지 실시예는 또한 라디오 채널을 통해 주파수 변조된 라디오 신호를 수신하는 라디오 수신기를 제공하는데, 이 수신기에서 상기 방법 중 하나가 이용된다.

이하에서는, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 도면에서 유사하거나 대응되는 부분들은 동일한 참조 부호로 표시한다.
도 1은 반송파파, 변조파(modulating wave) 및 그 결과 생성된 변조된 파를 보여주는 3개의 파형도이다.
도 2는 주파수 변조된 반송파 신호와 대응하는 변조파를 보여주는 도면이다.
도 3은 모노 신호, 스테레오 신호 및 파일럿 신호(pilot signal)을 포함하는, FM 스테레오 멀티플렉스 신호의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 라디오 신호를 복조하기 위하여 중간 주파수를 이용하는 슈퍼헤테로다인 라디오 수신기를 보여주는 도면이다.
도 5는 FM MPX 신호의 오실로스코프 출력(oscilloscope output)을 보여주는 도면으로서, 큰 주파수 편이가 주파수 변조를 위해 이용되었지만, 인접 채널로부터의 간섭은 받지 않았다.
도 6은 FM MPX 신호의 다른 오실로스코프 출력을 보여주는 도면으로서, "통상(normal)"의 주파수 편이가 주파수 변조를 위해 이용되었으나, 인접 채널로부터의 간섭을 포함하지 않았다.

이하에서는 본 발명의 다양한 실시예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이,그 실시예에 제한되지 않으며, 다른 기술 분야에도 적용될 수 있다.

동조된 라디오 주파수(tuned radio frequency; TRF) 수신기는 보통, 오디오 신호를 검출하고 증폭하는 회로가 수반되는 몇몇 동조된 하이 라디오 주파수 증폭기(high radio frequency amplifiers)로 구성되는 라디오 수신기(radio receiver)이다. 3-스테이지 TRF 수신기는 고주파수에 대한 RF 스테이지, 검출기 스테이지 및 오디오 스테이지를 포함한다. 일반적으로, 수신된 주파수 신호를 필터링하여 상기 검출기 스테이지를 구동하는 데에 충분할 레벨로 증폭하기 위해서는 두 개 혹은 세 개의 RF 증폭기가 필요하다. 상기 검출기는 RF 신호를 다이렉트로 정보로 변환하고, 상기 오디오 스테이지는 상기 정보 신호를 이용 가능한 레벨로 증폭한다. 동조된 라디오 주파수 수신기에서, 상기 원하는 주파수의 선택은 고주파수 회로의 주파수 선택에 기초한다. 그러나, 고주파수에서, 선택을 위한 좋은 결과를 달성하는 것은 어려운데, 왜냐하면 필요한 필터가 고가이고 또 그 성능이 제한되기 때문이다.

슈퍼헤테로다인 수신기는 상기 동조된 라디오 주파수 수신기를 더욱 발전시킨 것으로서, 많은 모바일 라디오 통신 시스템뿐만 아니라, 방송 수신기에서 2방향 라디오 통신 링크에 이르는 다양한 애플리케이션에서 오늘날 사용되는 수신기 중 가장 인기 있는 형태 중 하나이다. 슈퍼헤테로다인 수신기의 아이디어는 처리 전에 원래의 주파수보다 더 낮은 중간 주파수(IF)를 생성하는 믹싱 프로세스에 초점을 맞추는 것이다. 이는 (슈퍼)헤테로다이닝, 즉 두 주파수를 믹싱하여 그 둘 사이의 차이 주파수를 생성함으로써 이루어진다. 상기 슈퍼헤테로다인 수신기는 RF 주파수를 변화시켜 더 낮은 중간 주파수를 처리한다. 이 중간 주파수는 상기 정보 신호를 얻기 위하여 증폭되고 복조될 것이다.

이러한 프로세스를 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다. 도 4는 슈퍼헤테로다인 수신기의 개략도로서, 그 내부의 회로를 구체적으로 나타낸다.

라디오 신호는 안테나(41)를 통해 수신된 다음에, 고주파수 증폭기 및 필터(42)에서 예비선택되어(preselected) 증폭된다. 예비 선택이 일어나, 원하는 수신 대역 내의 주파수만이 증폭되고 나머지는 필터링된다.

믹서(43)는 상기 RF 신호를 로컬 오실레이터(local oscillator)(44)로부터의 신호(f_LO)와 믹싱하여, 몇몇 새로운 주파수를 생성한다. 믹서(43)의 품질에 따라, 이들 주파수는 원래의 주파수, 원래의 주파수와 오실레이터 주파수의 합 주파수 및 그 차이 주파수를 포함한다. 보통, 상기 차이 신호는 중간 주파수(IF)로서 사용된다. (RF 신호의 주파수 변조를 위해 사용된 반송파 주파수를 포함하는) RF 증폭기 및 필터에 의한 예비선택의 원하는 수신 대역은, 상기 믹서에 의해 동일한 차이 주파수, 즉 동일한 중간 주파수(보통, 예컨대 약 10.7 MHz)를 늘 달성하기 위하여, 상기 로컬 오실레이터에서 사용된 주파수(f_LO)와 함께 제어된다.

중간 주파수 필터, 즉 IF 필터(45)는 중간 주파수 부근의 주파수 중 작은 대역만이 통과할 수 있도록 해주는 대역 통과 필터이다. 다음에, 상기 필터링된 신호는 복조기(47)에서의 추가 처리를 위해 IF 증폭기(46)에 의해 증폭되며, 상기 복조기에서 정보 신호(저주파수 신호, 즉 LF-신호)가 IF-신호로부터 복조된다.

이들 IF 스테이지(45, 46)는, 어느 한 주파수 상의 신호가 다음 주파수 상의 신호로부터 분리될 수 있도록 해주는 필터링뿐만 아니라, 수신기에서의 대부분의 증폭을 담고 있다. 처리가 이루어지는 더 낮은 IF-주파수 때문에, 상기 증폭 및 필터링은 보다 정밀하게 이루어질 수 있다.

상이한 타입의 전송을 위해서는 상이한 복조기들이 필요하고, 그 결과 일부 수신기들은 직면하게 되는 상이한 타입의 전송을 수용하기 위해 스위칭될 수 있는 다양한 복조기들을 구비할 수 있다. 복조기로부터의 출력은 예컨대, 복구된 오디오(recovered audio)이다. 이는 오디오 스테이지로 통과되는데, 상기 스테이지에서 LF-신호는 LF- 증폭기(48)에서서 증폭되고, 오디오 라디오 신호가 수신된 경우에는, 예컨대 스피커를 통해 출력된다.

일부 슈퍼헤테로다인 수신기는 2개 이상의 주파수 변환기를 갖고 있으며, 필요한 레벨의 성능을 제공하기 위하여 추가의 회로를 구비할 수 있다.

슈퍼헤테로다인 수신기의 주요 이점 중 하나는 대부분의 라디오 신호 경로가 좁은 범위의 주파수에만 민감해야 한다는 것이다. 전단부(주파수 변환기 스테이지 앞의 부분)만이 넓은 주파수 범위에 민감하면 된다. 예컨대, 전단부는 1-30 MHz에 민감하기만 하면 되고, 나머지 라디오 신호 경로는, 455 kHz, 진폭 변조를 위한 전형적인 중간 주파수, 또는 주파수 변조를 위한 10.7 MHz에만 민감하면 된다.

슈퍼헤테로다인 수신기에서, 수신기의 선택성(selectivity)은 IF 스테이지, 즉 IF-필터에 의해 결정된다. 따라서, 슈퍼헤테로다인 수신기는 TRF 수신기보다 더 나은 선택성을 달성할 수 있다. 선택성은 (라디오 스테이션 채널과 같이) 동조된 전송에만 응답하고, 인접 채널 상의 다른 방송과 같은 부근의 다른 신호는 거절하는 라디오 수신기의 성능의 척도이다. 라디오 수신기에 사용되는 많은 필터들이 매우 높은 레벨의 성능을 갖고 있으며, 인접한 많은 다른 신호가 존재하여도 라디오 수신기가 개별 신호들을 선택할 수 있도록 해준다.

슈퍼헤테로다인 수신기의 보다 나은 선택성에도 불구하고, 인접 채널로부터의 라디오 신호는 여전히 상기 예비선택 스테이지 및 IF-필터 스테이지를 통과할 수 있고, 복조된 정보 신호에 노이즈를 야기할 수 있다. IF-필터 스테이지의 선택된 대역폭은 좋은 선택성, 낮은 왜곡 및 가능하게는 다른 특성을 달성하기 위하여 제어된다. 인접 주파수 상에서 부근의 스테이션으로부터의 간섭을 감쇠시키기 위하여, IF-필터의 대역폭은 좁아질 수 있다. 그러나, 그렇게 함으로써, 동시에 복조 신호의 왜곡이 IF-필터 스테이지의 대역폭이 좁아짐에 따라 증가한다. 반대로, 더 넓은 대역폭은 복조 신호 왜곡을 약화시키고, 따라서 톤 품질을 개선할 수도 있지만, 특히 입력 신호가 약하거나 부근에 고출력의 스테이션이 존재한다면, 수신기가 간섭에 더 영향을 받기 쉽게 한다.

보통, 수신기는 두 양태의 이점을 이용하기 위하여, IF-필터에 대한 적어도 두 상이한 대역폭 사이에서 스위칭될 수 있다. 구체적으로, 인접 채널로부터의 간섭이 라디오 신호에 존재하지 않는 경우에, IF-필터의 주파수 대역폭은 넓게 유지되어, 왜곡을 줄일 수 있다. 그러나, 인접 채널이 라디오 신호에 노이즈를 야기하는 경우에, IF-필터의 주파수 대역폭은 상기 인접 채널로부터의 간섭을 필터링하기 위하여 좁아진다.

따라서, 인접 채널이 정말로 라디오 신호에 노이즈를 발생시키는지 여부를 신뢰성 있게 결정하는 것이 중요하다. 그렇지 않을 경우, 중간 필터에서 주파수 대역폭의 스위칭은 이롭기보다는 해를 끼칠 수 있다.

수신기는 FM 복조된 신호 중의 노이즈의 레벨을 검출하기 위하여 검출기를 구비할 수 있다. 당업계에는 인접 채널로부터의 노이즈를 식별하기 위하여 상이한 접근법이 있다. 보통의 노이즈 블랭커(blanker)가 상기 관점에서 제공될 수 있고, 또는 멀티패스 검출기(multipath detector)가 제공될 수 있다. 그러나, 이들 노이즈용 검출기는 노이즈로서 잘못 판단되는 큰 주파수 편이에도 응답한다. 따라서, 큰 주파수 편이를 갖고 있지만 노이즈는 없는 신호에 대하여, IF-필터의 주파수 대역폭 역시 좁아져, 신호의 음질을 더 악화, 예컨대 신호에 더 많은 왜곡을 야기한다.

이것은 더 큰 주파수 편이가 종종 이용되는 동유럽과 같은 나라에서는 특히 불리하다. 주파수 편이는 보통, 예컨대 라디오 FM에서 75 kHz로 제한되며, 반면에 동유럽에서는 최대 300 kHz의 주파수 편이와 마주치게 되어, 자연히 종래의 노이즈 검출의 기능이 제대로 작동하지 못하도록 한다.

본 발명은 인접 채널에서 오는 노이즈를 신뢰성 있게 식별하는 방법을 제공하여, IF 주파수 대역폭 적합화가 수행되어서는 안되는 큰 주파수 편이와 상기 노이즈를 식별할 수 있도록 해준다.

본 발명의 요점은 주파수 변조된 신호의 주파수 편이의 양의 부분(fmax)과 음의 부분(fmin)을 별개로 결정한 다음에, 상기 양의 부분과 음의 부분의 절대값을 서로 비교하는 것이다. 인접 채널로부터 오는 노이즈에 대하여, 주파수는 대칭적 방식으로 반송파 주파수로부터 편이되지 않지만, 인접 채널의 반송파 주파수의 주파수로 편이하는 경향이 있다. 즉, 주파수 편이의 양의 부분 또는 음의 부분 중 하나가 실질상 다른 부분보다 더 크다.

이와 대조적으로, 큰 주파수 편이는 대칭적이며, 따라서 일반적으로 동일한 크기의 양의 주파수 편이(fmax)와 음의 주파수 편이(fmin)를 나타낸다. 따라서, 주파수 편이의 양이 크고, 양의 부분 및 음의 부분이 어느 정도 동일한 경우에, 상기 라디오 신호를 주파수 변조하기 위하여 큰 주파수 편이가 사용된다고 추론할 수 있다.

그러나, 실제 신호 분석은 수신된 FM 라디오 신호 상에서가 아니라 복조된 신호, 예컨대 복조기(47)에 의해 발생된 MPX 신호 상에서 수행되는데, 왜냐하면 이것이 보다 효율적이고 덜 복잡하기 때문이다. 예컨대, 도 2와 관련하여 상기한 바와 같이, 복조된 신호의 진폭은 주파수 변조된 라디오 신호의 주파수 편이에 의존한다. 이러한 의존성 때문에, 유사한 MPX 신호 분석을 수행할 수 있다. 이는 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.

도 5는 주파수 변조가 변조를 위해 큰 주파수 편이를 이용하는 경우에 대하여, MPX 신호의 오실로스코프 출력을 보여준다. 도 6은 인접 채널로부터의 간섭을 포함하고, 도 5의 것보다 더 낮은 주파수 편이를 이용하는, MPX 신호의 오실로스코프 출력을 보여준다. 유리하게도, FM MPX 신호는 인접 채널로부터의 노이즈를 검출하는 본 발명의 방법을 수행하기 전에, 간섭을 소거함으로써 깨끗하게 된다.

두 도면에서 수평선은 0 볼트에 있고, 따라서 MPX 신호를 낮은 부분과 높은 부분, 즉 음의 부분과 양의 부분으로 분할한다. 도 5와 도 6을 비교해 보면, 도 5 및 도 6의 MPX 신호는 동일한 최대 편이 차를 갖고 있다는 것을 알 수 있다. 즉 가장 큰 음의 진폭과 가장 큰 양의 진폭 사이의 거리가 동일하다. 그러나, 도 5의 MPX 신호가 0V에 대하여 대칭적인 반면에, 도 6의 MPX 신호는 비대칭이다. 따라서, 음의 방향 및 양의 방향으로의 편이의 양이 별개로 결정되고 서로 비교되는 경우에, 주파수 변조를 위해 사용된 큰 주파수 편이(도 5)와 더 낮고 보다 많은 통상의 주파수 편이를 이용하는 신호에 존재하는 인접 채널 간섭(도 6)을 구별할 수 있다.

도 6에서, MPX 신호의 음의 부분은 사용된 주파수 변조의 채용된 주파수 편이를 나타낸다. 이와 비교하여, 도 6의 MPX 신호의 양의 부분은 인접 채널로부터의 간섭 때문에 현저히 더 크다. 이 예에서, 인접 채널의 반송파 주파수는 라디오 신호의 반송파 주파수보다 더 큰데, 왜냐하면 그것은 더 큰 MPX 신호의 양의 부분이기 때문이다. 물론, 본 발명의 실시예는 원하는 라디오 신호보다 더 낮은 반송파 주파수에서 인접 채널로부터의 간섭을 검출하는 데에도 적용할 수 있다. 이러한 경우에, MPX 신호의 음의 부분은 양의 부분보다 더 클 것이다(도시 생략).

어느 경우이든지, MPX 신호의 양의 부분과 음의 부분을 결정하고 그들을 비교함으로써, 인접 채널로부터의 간섭을 신뢰성 있게 검출할 수 있다. 더욱이, 주파수 변조를 위해 이용된 큰 주파수 편이와 인접 채널로부터의 간섭을 쉽게 구별할 수 있다.

슈퍼헤테로다인 수신기를 이용하는 경우에, 이 정보는 중간 주파수 필터에 대한 필터 대역폭을 좁히는 것을 고착(lock)시키는 데에 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, IF-필터의 대역폭은 노니즈가 검출되는 경우에 노이즈를 감쇄시키기 위하여, 더 작게 만들어진다. 그러나, 상기한 바와 같이, 이는 노이즈라고 잘못 판단되는 큰 주파수 편이에 대해서는 바람직하지 않다. 아니면, 상기한 방법에 따라 새로운 노이즈를 결정하는 것이 IF-필터의 대역폭을 제어하기 위해 채용된다.

또는, 본 발명의 노이즈 검출은 IF-필터 주파수 대역폭의 제어를 고착시키는 데에 이용된다. 구체적으로, 통상의 노이즈 결정은 IF-필터의 주파수 대역폭을 제어하기 위하여 라디오 신호에 적용된다. 그러나, 라디오 신호의 주파수 변조를 위해 큰 주파수 편이만이 이용될 때 종래의 노이즈 결정 방법이 라디오 신호에 노이즈가 존재한다고 잘못 판단하는 경우에, IF-필터의 주파수 대역폭을 고착하여 주파수 대역폭 변화를 방지하기 위하여, 본 발명의 노이즈 결정 방법 역시 수행된다.

따라서, 대역폭을 좁히는 것이 라디오 신호에 잘못 적용되는 것을 피하여, 신호 품질이 열화되는 것을 방지하기 위하여, IF-필터를 제어, 즉 그 주파수 대역폭의 변화를 개선된 방식으로 제어할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 여러 실시예를 설명하였다. 당업자라면, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 상기 특정 실시예에 도시된 본 발명에 대하여 여러 변화 및/또는 수정을 할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

또한, 상기 실시예의 대부분은 슈퍼헤테로다인 수신기와 관련한 것이었다는 점에 주목해야 한다. 그러나, 본 발명은 그에 제한되지 않는다.

Claims (11)

1. 특정 중심 주파수에서 라디오 채널 상에서 주파수 변조된 라디오 신호를 수신하고, 상기 라디오 채널이 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는지 여부를 판단하며, 그 판단의 결과가 상기 라디오 신호 중의 노이즈를 제거하는 데에 이용 가능한 방법으로서,
   상기 수신된 라디오 신호의 미리 정해진 부분에 걸쳐서, 상기 중심 주파수 위의 주파수 편이의 정도 및 상기 중심 주파수 아래의 주파수 편이의 정도를 결정하는 단계와,
   상기 중심 주파수 아래의 주파수 편이의 정도가 중심 주파수 위의 주파수 편이의 정도와 실질적으로 상이한 경우에, 상기 라디오 신호는 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는다고 판단하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 중심 주파수로부터 라디오 신호의 큰 주파수 편이가 상기 라디오 신호에 영향을 미치는 인접 라디오 채널로부터의 노이즈와 구별되고, 상기 중심 주파수 아래의 주파수 편이 정도가 상기 중심 주파수 위의 주파수 편이 정도와 실질적으로 동일한 경우에, 상기 라디오 신호는 큰 주파수 편이를 갖고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 라디오 채널 상에서 주파수 변조된 라디오 신호를 수신하고, 상기 라디오 채널이 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는지 여부를 여부를 판단하고, 그 판단 결과는 상기 라디오 신호 중의 노이즈를 제거하는 데에 이용 가능한 방법으로서,
   상기 수신된 라디오 신호를 정보 신호로 복조하는 단계와,
   상기 정보 신호의 미리 정해진 부분에 걸쳐, 상기 정보 신호의 양의 진폭의 정도 및 상기 정보 신호의 음의 진폭의 정도를 결정하는 단계와,
   상기 양의 진폭의 정도가 상기 음의 진폭의 정도와 실질상 상이한 경우에, 상기 라디오 신호는 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 의해 영향을 받는다고 판단하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 라디오 신호를 주파수 변조하는 데에 이용되는 중심 주파수로부터의 큰 주파수 편이가 상기 라디오 신호에 영향을 미치는 인접 라디오 채널로부터의 노이즈와 구별되고, 상기 양의 진폭의 정도가 상기 음의 진폭의 정도와 실질상 동일한 경우에, 상기 라디오 신호는 큰 주파수 편이를 갖고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 양의 진폭의 정도와 상기 음의 진폭의 정도의 차이가 임계치에 대하여 비교되고, 상기 임계치를 초과하는 경우에, 상기 라디오 신호는 큰 주파수 편이를 갖고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라디오 신호의 중심 주파수 부근의 미리 정해진 주파수 대역을 갖고 있는 대역 통과 필터가 제공되어, 인접 채널로부터의 노이즈를 상기 라디오 신호로부터 필터링하며,
   상기 라디오 신호가 인접 라디오 채널로부터의 노이즈에 영향을 받는다고 판단되는 경우에, 상기 대역 통과 필터를 상기 중심 주파수 부근의 제2의 주파수 대역-상기 제2 주파수 대역은 상기 미리 정해진 주파수 대역보다 더 좁다-으로 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 라디오 신호가 큰 주파수 편이를 갖고 있다고 판단되는 경우에, 상기 대역 통과 필터의 상기 미리 정해진 주파수 대역을 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 청구항 3 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라디오 신호의 간섭은 상기 양 및 음의 진폭의 정도를 결정하기 전에 소거되는 것(blanked out)을 특징으로 하는 방법.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 슈퍼헤테로다인 수신기(superheterodyne receiver)에서 이용될 수 있는 것인 방법.
10. 청구항 1, 2, 4 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 주파수는 상기 라디오 신호의 반송파 주파수를 미리 정해진 제2 주파수와 믹싱하여 얻어지는 중간 주파수, 또는 상기 라디오 신호의 반송파 주파수인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 라디오 채널을 통해 주파수 변조된 라디오 신호를 수신하는 라디오 수신기로서, 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 따른 라디오 신호 수신 방법이 상기 라디오 수신기에서 이용되는 것을 특징으로 하는 라디오 수신기.

Images