KR20220083375A - 주파수변환기를 구비한 무선통신시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 무선통신기기의 주파수변환기에 관한 것으로서, 서로 다른 주파수(fa)와 주파수(fb)를 사용하는 다른 종류의 무선통신기기 (A)와 무선통신기기(B) 사이의 통신이 가능하도록 하는 무선통신시스템에 있어서; 상기 무선통신시스템은 상기 주파수(fa)의 송신부(ab),수신부(aa)와 상기 주파수(fb)의 송신부(bb),수신부(ba)를 모두 가지는 주파수변환기(AB)를 더 가짐으로써, 상기 무선통신기기(A)에서 상기 주파수(fa)로 발신된 무선신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 주파수(fa)의 상기 수신부(aa)에서 수신하고, 상기 수신부에서 나온 전기신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fb)의 상기 송신부(bb)에 입력시켜 상기 주파수(fb)로 발신하고, 발신된 상기 주파수(fb)를 상기 주파수(fb)를 사용하는 상기 무선통신기기(B)에서 수신함으로써, 상기 무선통신기기(A)에서 상기 주파수(fa)로 발신한 신호를 상기 무선통신기기(B)에서 상기 주파수(fb)로 수신이 가능하며, 상기와 반대로 상기 무선통신기기(B)에서 상기 주파수(fb)로 발신한 무선신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fb)의 상기 수신부(ba)에서 수신하고, 상기 수신부(ba)에서 나온 전기신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fa)의 상기 송신부(ab)에 입력시켜 상기 주파수(fa)로 발신함으로써 상기 무선통신기기(A)에서 수신이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

주파수변환기를 구비한 무선통신시스템{Wireless communication system having frequency converter}

본 발명은 주파수변환기를 구비한 무선통신시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 주파수를 사용하는 무선통신기기 간에 상호통신이 가능하도록 하는 주파수변환기를 가지는 무선통신시스템에 관한 것이다.

종래로부터 소방,경찰,군 등에서는 각 조직의 목적을 달성하기 위하여 각 기관에 배분된 고유의 주파수로 제작된 무선통신기를 사용하고 있다.

대구지하철참사나 세월호사건, 대형산불등과 같은 대형재난의 발생시에는 소방, 경찰, 군, 및 지방자치단체 등등 관련 기관들이 모두 재난극복을 위하여 재난현장에서 상호협력하여 재난구조활동을 하게 된다.

그러나 각각의 재난대응기관 간에서 사용하는 무선통신기는 상술하는 바와 같이, 서로 주파수가 모두 달라서 상호통신이 불가능하다.

2003년 2월, 192명의 사망자가 발생한 대구지하철참사 이후 감사원이 지적한 재난현장에서 소방대원과 경찰간의 통신불가가 재난을 키웠다고 지적한 바 있으며 이후 추진된 행정안전부에서는 34개 재난대응기관이 일사 분란하게 대응하기 위하여 하나의 주파수와 하나의 무선통신기기로 각 재난대응 기관간 통신이 가능한 국가재난안전망사업을 막대한 예산을 들여서 추진 중에 있다.

종래 유사한 선원에서는 한국특허공보 10-0313748 호 (주파수변환기및 주파수변환기를 사용한 무선통신시스템)가 있으며,

본 선원에서는 " 제 1 주파수 대역의 신호를 상이한 주파수를 갖는 복수의 로컬 발진 신호와 연속적으로 혼합함으로써 제 1 주파수 대역의 신호를 제 2 주파수 대역의 신호로 변환하는 주파수 변환기에 있어서, 위상 동기 루프를 포함하며, 상기 위상 동기 루프는 소정의 무선 주파수 비컨 신호를 로컬 발진 신호와 혼합함으로써 발생된 중간 주파수 비컨 신호에 근거하여 복수의 로컬 발진 신호중 낮은 주파수를 갖는 로컬 발진 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기." 로 하고 있어 그 기술적인 영역이 상이하며,

수신된 무선 주파수신호가 중간 주파수 신호로 변환되고 전송된 중간 주파수 신호가 무선 주파수 신호로 변환되게 하여, 주파수의 개선된 정확도 레벨을 가져오는 주파수 변환기를 제공하고, 상대적으로 저 로컬 발진 주파수만을 위해 위상 동기 발진기를 사용하여 간단하고 저비용 디자인을 구현하는 것이 본 발명의 목적이다. 주파수의 개선된 이용을 가져오는 무선 통신 시스템을 제공하고 주파수 변환기를 결합함으로써 가입자에게 부과된 비용을 가볍게 하는 것이 그 목적이었다.

따라서 본 발명이 추구하는, 서로 다른 주파수를 사용하는 무선통신기기 간에 상호통신이 가능하도록 하는 주파수변환기에 관한 것과는 기술적인 차이가 있다.

또한, 한국특허공보 10-0444286 (주파수 변환기 및 이를 이용한 무선통신장치)에서는 동작전류를 크게 증가시키지 않고 왜곡을 저감시킬 수 있는 주파수변환기를 제공하는 것을 목적으로 하며 주파수로 변환시키기 위한 주파수 변환기를 예로서 싱글 밸런스 믹서(single balance mixer: SBM)나 더블 밸런스 믹서(double balance mixer: DBM)가 알려져 있으며 SBM과 DBM 등의 주파수 변환기에서는 Gm 증폭기 및 차동쌍 트랜지스터의 비선형성에 의해 주파수 변환 출력신호에 왜곡, 특히 3차 왜곡 IM3(3차 상호변조 왜곡)이 발생한다는 문제가 있다. 이들 왜곡을 회로기술에 의해 저감시키는 가장 간단한 방법은 Gm 증폭기 및 전류스위치를 구성하는 차동쌍 트랜지스터에 흐르는 동작전류를 크게 하는 것이라 하여;

주파수변환기 자체만의 하드웨어적인 물성의 개선을 제공하고 있다.

본 선원에서는 주파수변환기의 회로적인 특성의 개선을 개시하고 있지만 본 발명에서와 같이 주파수가 다른 무선통신기기 간의 통신이 가능하게 하는 통신 프로토콜(protocol)의 개념과는 무관한 기술이다.

한국특허공보 10-0313748 호 ( 주파수변환기및 주파수변환기를 사용한 무선통신시스템) 한국특허공보 10-0444286 (주파수 변환기 및 이를 이용한 무선통신장치)

없슴.

본 발명은 상기와 같은 주파수가 다른 무선통신기기의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로 주파수를 각각 달리하는 무선통신기기 상호간에 통신을 가능케 하는 주파수변환기를 구비한 무선통신시스템를 제공하고자 한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서,

서로 다른 주파수(fa)와 주파수(fb)를 사용하는 다른 종류의 무선통신기기 (A)와 무선통신기기(B) 사이의 통신이 가능하도록 하는 무선통신시스템에 있어서;

상기 무선통신시스템은 상기 주파수(fa)의 송신부(ab),수신부(aa)와 상기 주파수(fb)의 송신부(bb),수신부(ba)를 모두 가지는 주파수변환기(AB)를 더 가짐으로써,

상기 무선통신기기(A)에서 상기 주파수(fa)로 발신된 무선신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 주파수(fa)의 상기 수신부(aa)에서 수신하고, 상기 수신부에서 나온 전기신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fb)의 상기 송신부(bb)에 입력시켜 상기 주파수(fb)로 발신하고,

발신된 상기 주파수(fb)를 상기 주파수(fb)를 사용하는 상기 무선통신기기(B)에서 수신함으로써, 상기 무선통신기기(A)에서 상기 주파수(fa)로 발신한 신호를 상기 무선통신기기(B)에서 상기 주파수(fb)로 수신이 가능하며,

상기와 반대로 상기 무선통신기기(B)에서 상기 주파수(fb)로 발신한 무선신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fb)의 상기 수신부(ba)에서 수신하고,

상기 수신부(ba)에서 나온 전기신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fa)의 상기 송신부(ab)에 입력시켜 상기 주파수(fa)로 발신함으로써 상기 무선통신기기(A)에서 수신이 이루어지는 것을 기술적인 특징으로 한다.

본 발명은 서로 다른 주파수(fa,fb,fc,. .)를 사용하는 무선통신기기(A,B,C,,..)간의 무선통신이 가능하도록 상기 주파수(fa,fb,fc,. .)의 송,수신부를 모두 가지는 주파수변환기(AB,BC,.)를 가짐으로서, 서로 다른 주파수를 사용하는 무선통신기기(A,B,C,,..)에서 수신이 가능하게 구성할 수있고,

상기 주파수변환기(AB,BC,.)는 서로 다른 주파수(fa,fb,fc)를 무선통신기기(A,B,C,,..) 사이에서 중계할 수 있는 중계기 및 하나의 주파수 신호를 수신하여 이를 증폭하여 다른 주파수로 발신을 하는 증폭기로서 작동하게 하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 주파수변환기를 구비한 무선통신시스템의 일실시예를 설명하는 블럭다이아그램.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 주파수변환기를 구비한 무선통신시스템의 확장된 개념을 설명하는 블럭다이아그램.
도 3은 통신의 기본모델을 도시하는 블럭다이아그램.
도 4는 변조기와 복조기가 분리된 일반적인 통신기기를 도시하는 블럭다이아그램.
도 5는 무선통신기기의 변조기의 기능인 , 복조기의 기능인 수신부를 도시하는 블럭다이아그램.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 주파수변환기를 구비한 무선통신시스템의 일실시예를 설명하는 블럭다이아그램, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 주파수변환기를 구비한 무선통신시스템의 확장된 개념을 설명하는 블럭다이아그램, 도 3은 무선통신의 기본모델을 도시하는 블럭다이아그램, 도 4는 변조기와 복조기가 분리된 일반적인 통신기기를 도시하는 블럭다이아그램, 도 5는 무선통신기기의 변조기의 기능인 송신부, 복조기의 기능인 수신부를 도시하는 블럭다이아그램으로서 순차적으로 설명한다.

본 발명이 적용되는 기술에서의 통신의 기본모델은 통상적으로 하기와 같다.

도 3에서와 같이, 유,무선 및 모든 통신의 기본모델은 정보의 발신자(Source)이며 동시에 수신자(Destination)인 정보원간에 통신을 목적으로 전송로(유선.무선등등)을 통하여 통신을 하기 위하여 전송로의 특성에 맞는 변복조기(Modem)를 거치게 되고,

도 4에서와 같이 통신기기는 정보원이 통신을 위하여 송신하는 경우 정보원의 신호(소리.영상.기타신호)를 전송로의 특성에 맞게 변조하는 변조기와 전송로로부터 전송(수신)받은 신호를 정보원의 신호(소리,영상,기타신호)로 바꿔주는 복조기를 구비하게 되며,

도 5에서와 같이, 통신의기 기본모델을 무선통신에 적용하면 이때 변조기의 기능은 송신부가 담당하며 복조기의 역할은 수신부가 담당을 하게 된다.

본 발명의 기본적인 기술적인 사상은 종래 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 서로 다른 주파수를 사용하는 무선통신기기 간에 상호통신이 가능하도록 하는 주파수변환기 발명에 관한 것이다.

즉, fa 라는 주파수를 사용하는 무선통신기기(A) 의 변조된 발신신호를 주파수변환기내 수신부에서 수신하고, 이를 복조한 전기신호를 주파수변환기내 fb 의 주파수를 이용하는 송신부로 입력하여 주파수 fb로 발신하고 주파수 fb를 사용하는 무선통신기기(B)에서 수신함으로써, 주파수 fa를 사용하는 무선통신기기(A)의 발신정보를 주파수 fb를 사용하는 무선통신기기(B)에서 수신이 가능하며,

이의 역방향통신도 가능하여 서로 다른 주파수를 사용하는 무선통신 기기 상호간에 통신이 되는 것이다.

[실시예1] 주파수를 달리하는 2종류의 무선통신기기 상호간의 통신 방법

도 1에 개시되는 바와 같은 구성도에서,

주파수 fa 와 fb를 사용하는 무선통신기기(A)와 무선통신기기(B)의 송,수신부를 모두 가지는 주파수변환기(AB)를 구성하고 무선통신기기(A)의 마이크(m)를 가지는 송신부(ab)에서 주파수 fa로 발신된 무선신호를 주파수변환기(AB) 내 fa주파수 수신부(aa)에서 수신하고,

여기에서 나오는 전기신호를 주파수변환기(AB) 내의 주파수 fb를 송신하는 송신부(bb)에 입력시켜 주파수 fb로 발신함으로써 fa 주파수에서 발신된 무선통신기기(A)의 전파신호가 주파수변환기(AB)를 거쳐 주파수 fb로 발신하게 되며 fb의 주파수를 사용하는 무선통신기기(B)에서 수신이 가능하게 되는 것이다.

무선통신기기(B)와 무선통신기기(A)사이에는 역과정으로 통신이 이루어진다.

이로서 주파수(fa,fb)가 다른 2대의 무선통신기기(A,B) 간의 통신이 가능해 지는 것이다.

[실시예2] 주파수를 달리하는 3종류의 이상의 무선통신기기 상호간의 통신 방법.

실시예의 확장된 개념으로서 3종류 이상의 주파수,

예를 들면, 주파수 fa, fb, fc를 사용하는 무선통신기기(A,B,C) 상호간 통신을 위해서는 도 2에서와 같이 주파수 fa 와 주파수 fb의 주파수를 처리하는 주파수변환기(AB) 주파수 fb와 주파수 fc를 처리하는 주파수변환기(BC) 2 개의 주파수변환기가 있으면 3 종의 주파수(fa,fb,fc)를 달리하는 무선통신기기(A,B,C) 간에 통신이 가능하다.

주파수 fa와 주파수 fc를 처리하는 주파수변환기가 없어도 주파수변환기(AB)와 주파수변환기(BC)를 통하여 주파수 fb를 통하여 주파수 fa와 주파수 fc를 사용하는 무선통신기기(A)와 무선기기(C) 간에 통신이 가능하게 된다.

무선통신기기(A)와 무선통신기기(C)간의 통신을 예로 들어 도 2와 함께 설명하면 다음과 같다.

무선통신기기(A)에서 송신부에서 주파수 fa로 발신한 정보가 주파수변환기(AB)의 수신부(aa)에서 수신하게 되고 이 정보는 전기신호로 주파수변환기(AB)에 있는 주파수 fb의 송신부(bb)를 통하여 주파수 fb로 발신하게 된다.

그리고, 이 신호는 주파수변환기(BC) 내의 주파수 fb의 수신부(ba)를 거쳐 전기신호로 다시 주파수 fc의 송신부(cb)를 거쳐 주파수 fc로 발신되어 무선통신기기(C)에 수신하게 되어 무선통신기기(A)와 무선통신기기(C) 사이에 통신이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같이 3종류의 다른 주파수(fa,fb,fc) 상간의 통신방법에 더하여 주파수변환기의 수를 증대하게 되면 무수한 수의 주파수 상호간의 통신이 가능하게 하는 것이다.

상술하는 바와 같이 주파수를 달리하는 3종류이상의 무선통신기기에서는 주파수(fa,fb,fc....fx)에서, aa,ab,ac...ax의 주파수수신부와 ba,bb,bc...bx 의 주파수송신부는 서로 다른 주파수를 가지고도 상호 통신이 가능하게 된다.

[ 무선통신기기의 중계기(Repeater)와 증폭기 (Amplifier)]

상술하는 주파수변환기(AB,BC)는 단순히 주파수(fa,fb,fc) 만을 변경시켜 주는 것이 아니라 fa 주파수를 사용하는 무선통신기기(A)와 fb 주파수를 사용하는 무선통신기기(B) 사이에서 중계할 수 있는 중계기로서 그 역활을 수행할 수 있고 또한 주파수변환기(AB,BC)는 하나의 주파수 신호를 수신하여 이를 증폭하여 다른 주파수로 발신을 하므로 각 주파수를 사용하는 무선통신기기의 신호를 증폭하는 증폭기로서 작동할 수도 있다.

fa,fb,fc,. : (상이한) 주파수
AB,BC,,.: 주파수변환기
A,B,C,,..: 무선통신기기
ax: fx주파수수신부
bx: fx 주파수송신부

Claims (1)

1. 서로 다른 주파수(fa)와 주파수(fb)를 사용하는 다른 종류의 무선통신기기 (A)와 무선통신기기(B) 사이의 통신이 가능하도록 하는 무선통신시스템에 있어서;
   상기 무선통신시스템은 상기 주파수(fa)의 송신부(ab),수신부(aa)와 상기 주파수(fb)의 송신부(bb),수신부(ba)를 모두 가지는 주파수변환기(AB)를 더 가짐으로써,
   상기 무선통신기기(A)에서 상기 주파수(fa)로 발신된 무선신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 주파수(fa)의 상기 수신부(aa)에서 수신하고, 상기 수신부에서 나온 전기신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fb)의 상기 송신부(bb)에 입력시켜 상기 주파수(fb)로 발신하고,
   발신된 상기 주파수(fb)를 상기 주파수(fb)를 사용하는 상기 무선통신기기(B)에서 수신함으로써, 상기 무선통신기기(A)에서 상기 주파수(fa)로 발신한 신호를 상기 무선통신기기(B)에서 상기 주파수(fb)로 수신이 가능하며,
   상기와 반대로 상기 무선통신기기(B)에서 상기 주파수(fb)로 발신한 무선신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fb)의 상기 수신부(ba)에서 수신하고,
   상기 수신부(ba)에서 나온 전기신호를 상기 주파수변환기(AB) 내의 상기 주파수(fa)의 상기 송신부(ab)에 입력시켜 상기 주파수(fa)로 발신함으로써 상기 무선통신기기(A)에서 수신이 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
   
   

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