KR880002165B1 - Communication system & network - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 지역노드 및 중간노드를 통해 연결된 다수의 고정 가입자들과 이동 가입자들을 나타낸 본 발명의 통신 및 제어 시스템의 블럭선도이다.1 is a block diagram of the communication and control system of the present invention showing a plurality of fixed and mobile subscribers connected through local and intermediate nodes.
제 2 도는 한쌍의 가입자와 전이중 모우드로 작동하는 단일 노드 시스템을 도시한 간력화된 블럭 선도이다.2 is a simplified block diagram illustrating a single node system operating with a pair of subscribers and a full duplex mode.
제 3 도는 두 쌍의 가입자 스테이션을 이루고 있는 단일 노드 시스템을 도시한 간략화된 블럭선도이다.3 is a simplified block diagram illustrating a single node system consisting of two pairs of subscriber stations.
제 4 도는 원거리 가입자들을 갖는 시스템의 작동을 나타낸 두개의 노드 시스템의 간략화된 블럭선도이다.4 is a simplified block diagram of a two node system illustrating the operation of a system with remote subscribers.
제 5 도는 호출자와 피호출자 사이를 연결하여 정보를 송신 및 수신하기 위한 통신 시스템에 있는 전형적인 단일 노드 소자를 도시한 블럭선도이다.5 is a block diagram illustrating a typical single node element in a communication system for connecting and transmitting information between a caller and a called party.
제 6 도는 한쌍의 가입자들이 전 이중 모드에서 동작하도록 하기 위해 제 5 도에 도시한 전형적인 단일 노드소자내의 제어 방송신호 처리장치 및 변조신호처리 장치 및 그 장치들 사이의 상호연결을 도시한 것이다.FIG. 6 shows a control broadcast signal processing device and a modulation signal processing device in the typical single node element shown in FIG. 5 and the interconnections between the devices so that a pair of subscribers can operate in full duplex mode.
제 7 도는 전형적인 가입자 스테이션의 블럭선도이다.7 is a block diagram of a typical subscriber station.
제 8 도는 한개의 안테나 어레이 소자쌍(雙)이 있는 분리된 제어 반송 및 변조 채널들을 가진 가입자 스테이션에 있는 반송 신호 처리장치를 도시한 것이다.8 shows a carrier signal processing apparatus at a subscriber station with separate control carrier and modulation channels with one antenna array element pair.
제 9 도는 반송 및 변조가 동일 주파수 채널을 가질때 사용하기 위한 가입자 스테이션 반송 신호처리 장치의 또다른 실시에를 도시한 것이다.9 shows another embodiment of a subscriber station carrier signal processing apparatus for use when carrier and modulation have the same frequency channel.
제 10 도는 가입자 스테이션 반송 신호 처리장치의 대역 필터의 대안을 도시한 것이다.10 shows an alternative to the band pass filter of the subscriber station carrier signal processing apparatus.
제 11 도는 변조 및 반송이 동일 주파수 채널을 점유했을 때 사용하기 위한 각각의 어레이 소자 쌍에 대한 변조 및 반송신호 처리 장치들을 보여주는 한개 노드의 단일 이중 채널의 대안을 도시한 것이다.11 illustrates an alternative of a single dual channel of one node showing modulation and carrier signal processing devices for each array element pair for use when modulation and carrier occupy the same frequency channel.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
(32) : 서측 가입자 스테이션 (34) : 동축 가입자 스테이션32: western subscriber station 34: coaxial subscriber station
(36), (100) : 노드 (38) : 안테나 소자(36), (100): node 38: antenna element
(42), (44) : 역방향 성 루우프 (102) : 수신 안테나42, 44: reverse loop 102: receiving antenna
(104) : 송신 안테나 (110) : 제어 반송신호 처리장치(104) transmit antenna 110 control carrier signal processing apparatus
(112) : 변조신호 처리장치 (204) : 신호 처리장치(112): Modulated signal processing device (204): Signal processing device
본 발명은 통신 및 제어 시스템 또는 통신 망에 관한 것으로 특히 스테이션의 위치나 상호 이동에 관계없이 융통성 있는 통신 및 제어를 제공하는 시스템 및 회로망에 관한 것이다.The present invention relates to a communication and control system or a communication network, and more particularly to a system and a network for providing a flexible communication and control irrespective of the position or mutual movement of stations.
본 통신 및 제어 시스템은 음성, 사무용 또는 컴퓨터용 데이타, 라디오 또는 텔레비젼 프로그래밍과 도식물을 송신 및 수신하는데 사용되어진다. 이러한 시스템에서는 정보가 교환국(central station)에서 교환 되어져서, 한명 혹은 다수 혹은 개인 가입자들이 서로 정보를 교환할 수 있게 된다. 이상적으로는 통신 및 제어 시스템이 어떤 특정시간에 대해 가입자의 지역적인 위치에 무관하게 동작해야 하며 또한 신청자들이 고정된 위치에 있거나 상대적으로 이동하거나 간에 정보를 교환하는 수단을 제공하도록 동작해야 한다. 지금까지는 공중 교환 회신망가 사설 또는 임대차 선(line)을 사용한 시스템에 의한 고정식 통신 및 제어 시스템이 사용되어 왔었다. 현재의 이동식 통신 및 제어 시스템에서는, 가입자들이 베이스 스테이션과 연결되어져 있는 모든 방향으로의 방송을 이용할 수 있는데, 베이스 스테이션은 모든 방향으로의 방송장치를 통해 신청자들 사이의 모든 통신을 중계한다.The communication and control system is used to transmit and receive voice, office or computer data, radio or television programming and drawings. In such a system, information is exchanged at a central station, allowing one, many or individual subscribers to exchange information with each other. Ideally, a communication and control system should operate regardless of the subscriber's geographic location for a particular time and also provide a means for applicants to exchange information between fixed locations, relative movements, or both. Up to now, fixed communication and control systems have been used by systems using public exchange return network private or leased lines. In current mobile communication and control systems, subscribers can use broadcasts in all directions to which the base station is connected, which relays all communications between applicants through broadcast devices in all directions.
이러한 종래 시스템들은 많은 심각한 결점들을 갖고 있다. 고정식 시스템의 가입자들 경우, 호출 및 정보의 상호연결 및 감독에 필요한 교환국 교환 설비의 비용이 매우 높다. 또한 고정식 시스템은 전선 또는 케이블을 통해 가입자들을 연결해 주고 있는데, 이러한 방법은 많은 비용의 재료 및 노동력 뿐만 아니라 대역폭 제한이 있다. 현재의 이동식 통신 시스템은 베이스, 릴레이 및 이동 스테이션용으로 모든 방향으로의 라디오 방송을 사용하기 때문에 일반 지역 상에서 많은 주파수들을 이용하고 있다. 현재의 이동식 시스템 통신 및 릴레이 스테이션의 모든 방향에로의 방송 특성은 각 사용자에 대해 그 지역용 한 동작주파수가 요구되어 지므로 동시 사용 가능자 수를 현격히 감소시킨다. 한지역내에서 동시 사용 가능자의 수를 증가시키기 위한 한 방법은 그 지역을 몇개의 작은 영역들로 나눠 각 이동 또는 릴레이 스테이션이 저 전력 수준의 모든 방향 방송을 받도록 하는 것이있다. 그렇지만 상기 방법은 이동식 시스템의 가격 뿐 아니라 복잡성을 증가시키며 사용자들에게는 한 영역으로부터 다른 영역으로 옮길때 마다 스위치 동작이 가해져야만 한다. 또한 앞으로 있는 사용자들의 증가는 위의 작은 영역들이 더 작아져서 각 스테이션 전송기의 출력은 감소되어 질 것이 요구된다.These conventional systems have many serious drawbacks. For subscribers of fixed systems, the cost of the exchange switching facility required for the interconnection and supervision of calls and information is very high. In addition, fixed systems connect subscribers via wires or cables, which are costly materials and labor as well as bandwidth constrained. Current mobile communication systems use many frequencies over a general area because they use radio broadcast in all directions for bases, relays and mobile stations. Current mobile system communications and broadcast characteristics in all directions of relay stations significantly reduce the number of concurrent users as each operating frequency is required for each user. One way to increase the number of concurrent users in a region is to divide the region into several smaller regions so that each mobile or relay station receives all direction broadcasts at low power levels. However, the method increases the complexity as well as the price of the mobile system and requires users to have a switch action each time they move from one area to another. In addition, the increase in future users requires that the above smaller areas become smaller so that the output of each station transmitter is reduced.
본 발명에서는 통신 및 제어 시스템 또는 통신망이 서어비스 지역에 대해 고정 그리드(grid)로 나누어지게 함으로 위의 문제 뿐 아니라 다른 문제들을 해결한다. 이 통신망 내에서 한 사용자가 다른 사용자와 통화할 링크를 찾을때, 본 시스템은 그들의 공간위치나 상호이동에 관계없이 중간 교환 설비가 사용되지 않고 하나 혹은 그 이상의 노드(node)를 통하여 호출 및 피호출 스테이션(들) 사이를 라디오 주파수로 통해 연결이 가능하도록 하는 장치를 제공한다. 통신 스테이션 사이의 이러한 통신 및 제어 연결을 이루고 각 링크들이 가지는 고도의 방향성 때문에 동일 지역내의 많은 다른 사용자들이 방해받지 않고 동일주파수 대역을 동시에 사용할 수 있으며, 현재있는 이동식 시스템에서 필요한 전력보다 훨씬 감소된 전력으로서도 효과적으로 작동할 수 있다.The present invention solves the above and other problems by allowing the communication and control system or network to be divided into a fixed grid for the service area. When a user finds a link to talk to another user in this network, the system calls and is called through one or more nodes without using intermediate switching facilities regardless of their spatial location or mutual movement. A device is provided that enables connection between station (s) via radio frequencies. This communication and control connection between the communication stations and the high directionality of each link allows many other users in the same area to use the same frequency band simultaneously without interruption, much less than the power required by current mobile systems. It can work effectively as well.
이러한 '공간-링크'시스템에 의해 앞으로 있을 동시 사용자들의 증가가 쉽게 만족되어질 것이며, 필요한만큼의 용량의 증가는 통신망 릴레이 스테이션 또는 노드의 용량을 증가시키므로써 쉽게 이루어질 수 있다. 가입자들 사이의 연결은 역방향성 발진 루우프로 알려져 있는 방향성 통신 및 제어 링크로 이루어지게 되는데, 상기 역 방향성 발진 루우프는 엘리엇 엘. 그루엔버어그(Elliot L. Gruenberg)의 1973년 9월 4일자 계류중인 미국특허 제3,757,335호에 기술되어 있고 여기서 참고로 인용된다. 미국특허 제3,757,335호를 간단히 설명하자면, 이는 한쌍의 원러리 안테나 터미널들 사이의 통신 및 제어 채널용 역 방향성 발진 루우프 또는 링크에 대해 설명하고 있다. 기술된 것에 따르면, 역방향성 발진 루우프용 방송신호는 두 원격 제어 안테나 어레이 터미널들 사이에 이루어지는데, 각 원격제어 안테나 어레이 터미널은 충분한 증폭이 루우프사이의 매체와 터미널에서 발생하는 손실들을 극복하기 위해 루우프에 제공되어질 때 역방향성 성질들을 가진다. 역 방향성 발진 루우프의 안테나 비임은 각 터미널이 상대의 시계 영역내에 있을 때 또는 역 방향성 안테나가 그것의 다중 방사 안테나 각각이 상호 적당한 위상 관계를 가지고 있는 반송파를 전송함으로써, 충분한 이득(gain)을 가질때 자동적으로 서로를 향하게 되는데, 루우프 이득이 1보다 커질때 위와 같은 일이 자동적으로 이뤄진다.With this 'space-link' system the future increase of concurrent users will be easily satisfied, and the increase in capacity as needed can be easily achieved by increasing the capacity of the network relay station or node. The connection between subscribers is made up of a directional communication and control link known as a reverse oscillating loop, wherein the reverse oscillating loop is Elliott El. Described in U. S. Patent No. 3,757, 335, Sept. 4, 1973 to Elliot L. Gruenberg, which is incorporated herein by reference. Briefly described, U.S. Patent No. 3,757,335 describes a reverse oscillating loop or link for a communication and control channel between a pair of circular antenna terminals. According to the description, the broadcast signal for the reverse oscillation loop is made between two remote control antenna array terminals, each remote control antenna array terminal having a loop so that sufficient amplification overcomes the losses in the medium and the terminal between the loops. When provided to, they have reverse properties. The antenna beam of the reverse oscillating loop is automatically applied when each terminal is within its counterpart's field of view, or when the reverse antenna has a sufficient gain by transmitting a carrier with each of its multiple radiating antennas having a suitable phase relationship to each other. This is done automatically when the loop gain is greater than one.
본 발명에 의하여, 역 방향성 릴레이 스테이션들 사이 또는 노드 사이에 일련의 링크들이 장치되어져 몇개의 방향성 링크가 구성된다. 본 발명의 중요한 특징으로, 시스템은 통신연결이 가입자들 사이에 이루어지기 위한 소기 지역 위치에 대한 지식이나 계산이 필요치 않다. 본 발명의 다른 중요한 특징으로, 교환 설비가 가입자들 사이에 통신연결을 이루거나 유지하기 위한 노드상에서 필요치않다.According to the present invention, a series of links are provided between the reverse relay stations or between the nodes to form several directional links. As an important feature of the present invention, the system does not require knowledge or calculations of desired area locations for communication connections to be made between subscribers. In another important feature of the invention, a switching facility is not needed on the node to establish or maintain a communication connection between subscribers.
요즈음의 통신 시스템은 가입자들 사이의 통신이 이뤄지기 위한 교환설비를 필요로 하고 있지는 않지만, 모든 가입자들이 시스템 내의 다른 가입자 모드를 호출할 수 있도록 하기 위해 방대한 양의 연결체제가 필요하다. 교환 설비를 사용하지 않고 가입자들 사이에 연결을 이루어주는 한 시스템이 엘리엇 엘. 그루엔버어그(Elloit L. Gruenberg)의 1977년 1월 4일에 등록된 미국특허 4,001,691에 기술되어 있다. 이 시스템은 좋은 통신 능력을 제공하고는 있지만(n은 시스템내 가입자 수)개의 연결이 필요하다.Today's communication systems do not require an exchange facility for communication between subscribers, but a large amount of connectivity is required to enable all subscribers to invoke different subscriber modes in the system. One system that establishes a connection between subscribers without the use of an exchange facility is Elliott EL. US Patent 4,001,691, registered on January 4, 1977 to Elloit L. Gruenberg. Although this system provides good communication n is the number of subscribers in the system.
본 발명의 시스템에 의하면, 단지 최대개의 연결만이 요구 되어지므로 가입자들 사이를 연결하기 위한 다수의 경로를 제공하는데 있어서의 비용 또는 복잡성이 실질적으로 감소된다. 본 시스템에서는 연결 경로가 호출자에 의해 교환국에 있는 응답기를 통해 피호출자로 연결되는데, 교환국(central station)은 노드로 나타내어질 것이다. 호출자와 노드 사이에 또 노드와 피호출자 사이에는 단지 한개 경로만이 필요하다. 호출 및 피호출로서 동일 경로가 사용되어지기 때문에 어떤 한 순간에 사용되어지는 경로 수는을 넘지 못한다. 그렇지만 n개의 채널이 지정되어져 있어서 시스템내의 각 가입자에 대한 한 가입자는 어떤때는 피호출자가 또 다른 때에는 호출자가 될 수 있다.According to the system of the present invention, only the maximum Since only three connections are required, the cost or complexity of providing multiple paths for connecting between subscribers is substantially reduced. In this system, the connection path is connected by the caller to the called party through the answering machine at the switching center, where the central station will be represented as a node. Only one path is needed between the caller and the node, and between the node and the callee. Since the same path is used as the call and the called, the number of paths used at any one time Do not exceed However, with n channels specified, one subscriber for each subscriber in the system can be called by the callee at other times and the caller at other times.
본 발명의 실시에는, 마이크로파 또는 밀리미터 주파수 배분이 이용되어질 수 있으며 또한 통신 위성 응답기가 사용될 수도 있다. 그렇지만 다른 주파수 영역은 거리에 따라 사용되어질 수 있다. 그러므로, 채널들은 소기의 또는 공인된 대역폭의 채널들이 될 수 있는데, 예를들어, 그 대역폭까지 채널들은 고질의 데이타 혹은 비디오 정보 혹은 비디오, 데이타 및 음성의 혼합 정보를 수용할 수 있다. 본 시스템은 중간 교환장치의 제거로 말미암아 아주 편리하고 또 간단하게 되었으며 빈약한 전위 전송로를 제거하게 되었다.In the practice of the present invention, microwave or millimeter frequency allocation may be used and a communications satellite responder may also be used. However, other frequency ranges can be used depending on the distance. Therefore, the channels can be channels of desired or authorized bandwidth, for example, up to that bandwidth, the channels can accept high quality data or video information or mixed information of video, data and voice. The system has become very convenient and simple due to the elimination of intermediate exchanges and the elimination of poor potential transfer paths.
통상의 방향성 마이크로파는 고정식 통신용으로 사용되어질 수 있기는 하지만 이동식 통신에서는 사용되어질 수 없다. 본 시스템은 고정식 또는 이동식 또는 이들의 혼합식 통신 시스템에 높은 전송 질(質)로 융통성 있게 사용되어질 수 있으며, 또한 복잡성 멀티플랙서 및 교환 설비를 제거하였기 때문에 가격이 현저히 감소된다. 본 발명 시스템의 융통적인 방향성 형태는 다른 데이타 스트림들이 다른 방향으로 갈때 동일 주파수를 사용해도 간섭을 받지 않도록 하기 때문에 지역적으로 볼때 통신 시스템의 용량을 증가시킨다. 따라서 시스템의 유통성은 더 많은 사용자가 저 전력 설비들로 동일 주파수 채널 배분을 사용할 수 있게 한다.Conventional directional microwaves can be used for fixed communications but cannot be used for mobile communications. The system can be used flexibly with high transmission quality in fixed or mobile or mixed communication systems, and the cost is significantly reduced because the complexity multiplexer and exchange facility are eliminated. The flexible directional form of the system of the present invention increases the capacity of the communication system locally, since different data streams do not interfere with the same frequency when going in different directions. Thus, the system's circulation allows more users to use the same frequency channel allocation for lower power installations.
일반적으로 본 발명의 통신 시스템은 하나 혹은 그 이상의 양방향 링크 혹은 루우프에 의해 중간 응답기 또는 노드를 통해서 시스템내 사용자들들 연결시킨다. 특정의 제어반송 주파수를 갖는 제어 반송파가 각 시스템 사용자에게 할당되어진다. 제어 반송파는 보도나 정보를 포함하지 않으며 다만 가입자들 사이를 연결하고, 변조가 탐지되어질 수 있게하며 특정의 방향으로 정보를 보내서 특정의 경로를 따라 가도록 하는데 사용되어지는 신호이다.In general, the communication system of the present invention connects users in the system through an intermediate responder or node by one or more bidirectional links or loops. A control carrier with a specific control carrier frequency is assigned to each system user. Control carriers are signals that do not contain coverage or information but are used to connect subscribers, to allow tampering to be detected, and to send information in a particular direction and to follow a particular path.
본 시스템을 사용하기 위해, 호출자는 피호출자의 제어 반송 주파수와 상보적인(complementary)제어 반송 주파수를 선택한다. 상기 제어 반송 주파수의 선택은 호출자와 피호출자 사이의 전송경로를 자동적으로 이루어준다. 지역 노드 호출의 경우, 호출자와 지역 노드(릴레이 스테이션으로 작용함)사이에 역 방향성 발진 루우프가 이루어지며, 상기 지역 노드와 피호출자 사이에서 두번째 역방향성 루우프가 이루어진다. 원거리 통신에 있어서는 호출자 지역 노드가 중간 노드를 거쳐 피호출자와 연관된 지역노드에 연결되어지며 또한 피호출자 지역노드와 피호출자 사이에 역 방향성 루우프가 형성되어 호출자와 피호출자 사이의 통신 연결을 이루어지게 한다. 본 발명의 또 다른 실시에서 피호출자 지역 노드에 연결된 스테이션은 피호출자에로 연결되기 위해 사용되어지는 공중교환 회선망 같은 다른 통신 시스템의 터미널이 될 수도 있다.To use the system, the caller selects a control carrier frequency that is complementary to the called carrier's control carrier frequency. The selection of the control carrier frequency automatically establishes a transmission path between the caller and the called party. For local node calls, a reverse oscillating loop is made between the caller and the local node (which acts as a relay station), and a second reverse loop is made between the local node and the called party. In telecommunications, the caller's local node is connected to the called party's local node through an intermediate node, and a reverse loop is formed between the called party's local node and the called party to establish a communication link between the caller and the called party. . In another embodiment of the present invention, a station connected to a called party's local node may be a terminal of another communication system, such as a public switched circuit network used to connect to the called party.
시스템의 작동을 좀더 상세히 설명하면, 호출자측 터미널에는 각각이 동일수의 안테나 소자들을 포함하는 수신 안테나 어레이와 송신 안테나 어레이, 증폭기, 및 소정의 주파수를 가지는 제어 반송파를 발생하는 송수신기 안테나 어레이의 각 소자들 사이에 연결된 대역 통과 필터가 설치 되어있다. 실제로는 공지 기술로 잘 알려져 있는 것처럼, 동일한 안테나 소자에 송수신 연결을 중복함으로써 한개의 어레이가 사용되어질 수 있다. 터미널에 있는 발진기는 미국특허 제3,737,335호에 상세히 설명되어 있듯이, 송수신 신호들 사이를 오프셋(offset)하고, 호출자측 터미널과 호출자측 지역 노드사이에 역 방향성 발진 루우프가 이루어질 수 있도록 하는 신호를 제공해 준다.In more detail the operation of the system, each element of a transceiver antenna array having a receiver antenna array, a transmit antenna array, an amplifier, and a control carrier having a predetermined frequency, each having an equal number of antenna elements at the caller side; There is a band pass filter connected between them. In practice, as is well known in the art, one array can be used by overlapping the transmit and receive connections on the same antenna element. The oscillator at the terminal offsets the transmission and reception signals, as described in detail in US Pat. No. 3,737,335, and provides a signal that allows a reverse oscillation loop to be made between the caller terminal and the caller local node. .
본 발명에 있어서의 지역 노드는 수신 및 송신 안테나 어레이들을 포함하는 역 방향성 어레이 트랜시버가 설치되어있다. 수신 안테나 소자들과 송신 안테나 소자들 및 각 안테나 어레이의 송신 안테나 소자들을 연결하는 각 경로에서, 역방향성 발진을 이루기 위해 그 경로내 증폭기 앞에 삽입되는 대역통과 필터와 혼합기가 있다. 이 필터는 2c주파수(여기서 c는 호출자측 제어반송파 주파수)에 맞춰져 있는 기준신호 만을 통과하도록 되어져있다. 혼합기는 두개의 상보신호, 예를들어 c+a와 c-a의 주파수를 가진 신호들을 받았을때 위의 기준 신호를 제공한다. 따라서 만약 호출자가 위 주파수 중 한 주파수에서 신호를 공급하고 피호출자가 지역 노드의 입력에 다른 주파수에서 신호를 자동적으로 제공하도록 설정된다면 동시에 2개의역방향성 발진 루우프가 형성되는데, 하나는 호출자와 지역 노드 사이에서 형성되는 것으로 호출자측에서 노드에 c+a의 주파수를 가진 신호를 공급하며 또 다른 하나는 피호출자와 노드 사이에 형성되는 것으로 피호출자측에서 노드에 c-a의 주파수를 가진 신호를 공급한다. 노드내에서는 위의 두신호가 혼합기에 의해 합쳐져서 2c주파수를 갖는 기준 신호를 제공하거나 혹은 노드에서 호출자와 피호출자 모두에게 전송되는데 적절한 변형 주파수를 갖는 기준신호를 제공한다. 각 가입자에게는 이 기준 신호를 수신하도록 설비되어 있으며 루우프가 완성된다. 적절한 필터 및 지역 발진기 주파수들이 선택되어지면 역방향성 발진용 루우프 이득조건을 설정하기 위해 충분한 전자 안테나 이득이 제공되어 지기만 하면된다.The local node in the present invention is equipped with a reversed array transceiver comprising receive and transmit antenna arrays. In each path connecting receive antenna elements and transmit antenna elements and transmit antenna elements of each antenna array, there is a bandpass filter and mixer that is inserted before the amplifier in the path to achieve reverse oscillation. The filter is designed to pass only the reference signal set to the 2c frequency (where c is the caller-side control carrier frequency). The mixer provides the above reference signal when it receives two complementary signals, e.g., signals with frequencies of c + a and c-a. Thus, if the caller supplies a signal at one of the above frequencies and the called party is set up to automatically provide a signal at the other frequency to the input of the local node, two reverse oscillation loops are formed simultaneously, one for the caller and the local node. It is formed between the caller and supplies the node with the frequency of c + a to the node, and the other is formed between the called party and the node and the caller side supplies the signal with the frequency of ca to the node. Within a node, the above two signals are combined by a mixer to provide a reference signal with a frequency of 2c, or a reference signal with a modified frequency suitable for transmission to both the caller and the called party at the node. Each subscriber is equipped to receive this reference signal and the loop is complete. Once the appropriate filter and local oscillator frequencies have been selected, sufficient electronic antenna gain needs to be provided to establish the loop gain condition for the reverse oscillation.
따라서, 각 터미널에서의 노드 역 방향성 안테나 및 증폭기가 단위 루우프 이득보다 크게 유지할 수 있기만 한다면 제어 반송파를 전송하는 두개의 역방향성 루우프가 형성되는데 하나는 호출자와 지역 노드간에 다른 하나는 피호출자와 지역 노드간에 형성된다. 노드는 각 가입자 간에 방향성 경로를 제공하는데, 즉 노드역 방향성 안테나가 호출자 및 피호출자 터미널들의 두 일반적인 방향으로만 제어 반송신호를 수신하고 송신할 것이다. 호출자와 피호출자의 안테나도 이와 비슷하게 지역 노드의 방향으로 송수신이 이루어지는데, 이는 가입자가 서로에 대하여 고정되어 있든지 이동하게 되어 있든지 관계없이 어루어진다. 일단 역방향성 루우프가 가입자들 사이를 연결시키기만 하면 임의 타입의 정보가 가입자들 사이에 교환되어질 수 있다.Thus, as long as the node reverse directional antenna and amplifier at each terminal can maintain greater than the unit loop gain, two reverse loops are formed that transmit control carriers, one between the caller and the local node, and one between the caller and the local node. It is formed in the liver. The node provides a directional path between each subscriber, that is, the node reverse directional antenna will receive and transmit control carrier signals only in two general directions of caller and callee terminals. The caller's and callee's antennas similarly transmit and receive in the direction of the local node, regardless of whether the subscribers are fixed or mobile relative to each other. Once the reverse loop connects between the subscribers, any type of information can be exchanged between the subscribers.
호출자 스테이션에서 발생된 정보는 반송신호와 함께 주파수 변조된(FM)라디오 신호 형태로 노드에 전송되어진다. 서로에 대해 고정 공간 위상 관계를 갖고 있는 이러한 신호들로 부터의 정보함유 신호가 공간 위상 관계를 전혀 갖지 않는 노드에 제공된다. 이 신호는 혼합처리에 의해 피호출자 스테이션의 반송 신호에 전달된다. 이러한 방식에서, 최종 신호는 호출 스테이션의 정보 함유 변조 신호와 피호출 스테이션의 공간 위상 모두를 포함하게 된다. 노드는 이러한 위상 관계들을 처리하여 상기 합성 신호가 노드에 의해 피호출 스테이션 방향으로 전송되도록 할 것이다.The information generated at the caller station is transmitted to the node in the form of a frequency modulated (FM) radio signal along with the carrier signal. Information bearing signals from these signals having a fixed spatial phase relation to each other are provided to nodes having no spatial phase relation at all. This signal is transmitted to the carrier signal of the called station by the mixing process. In this way, the final signal will contain both the information bearing modulated signal of the calling station and the spatial phase of the called station. The node will process these phase relationships so that the composite signal is sent by the node towards the called station.
본 발명의 이러한 것과 다른 목적들 및 장점들이 도면과 함께 본 발명의 실시예를 상세히 설명함으로써 한층 더 완벽하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.These and other objects and advantages of the present invention will be more fully understood by describing the embodiments of the present invention in detail in conjunction with the drawings. Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도를 참고하면, 본 발명에 따른 전형적인 통신 시스템들이 도시되어 있다. 다수의 가입자들(S1-S9)이 지역 노드들(N1-N4)(또는 인공위성 노드(ST)를 포함)을 가진 고정 송신 링크들(실선으로 도시함)과 이동송신링크들(점선으로 도시됨)에 의해 상호 연결되어 있다. 각 가입자는 특정 가입자의 지역 노드로서 언급될 한 노드의 안테나 시계내에 위치한다. 이러한 가입자와 지역 노드 사이의 관계는 각가입자와 노드 사이를 연결한 선에 의해 표시되어 있다. 지역 통신은 피호출 가입자와 호출 가입자들 모두가 동일한 지역 노드를 통해 통신을 하는 것으로 고려된다.Referring to FIG. 1, typical communication systems in accordance with the present invention are shown. A plurality of subscribers S 1 -S 9 have fixed transmission links (shown in solid lines) and mobile transmission links (with solid nodes N 1 -N 4 ) (or satellite nodes ST). Interconnected by a dashed line). Each subscriber is located within the antenna clock of one node to be referred to as the local node of that particular subscriber. The relationship between the subscriber and the local node is represented by a line connecting each subscriber and the node. Local communication is considered that both the called party and the calling party communicate through the same local node.
원거리 통신의 경우 동일한 지역 노드를 통해 통신이 안되는 가입자들간의 통신으로 정의되는데, 이때는 중간 매개 노드들이 사용된다. 어떤 두 가입자들 사이의 통신은 호출자와 호출자측 지역 노드 사이와 피호출자와 피호출자의 지역노드 사이에 그리고 호출자와 피호출자의 지역 노드들 사이에 송신 경로를 이루는데 필요한 어떤 중간 매개 노드들 사이에 상보적인 역방향성 발진 루우프들이 형성됨으로서 이루어진다. 만일 가입자(S1)가 가입자(S2)에 대해 지역호출 하기를 원한다면 가입자(S1)는 가입자(S2)에 의해 자동적으로 전송된 신호의 주파수에 상보(complement)되는 주파수에서 한 신호를 선택하여 그 신호를, 예를들어, 이동링크(10)을 거쳐 노드(N1)는 피호출 가입자(S2)로 부터 이동 통신 링크(12)를 통하여 상보주파수에 맞는 신호를 수신하게 된다. 노드(N1)는 이러한 신호들을 조합하여 기준 반송신호를 두 가입자들(S1)과 (S2)에 송신한다. 그것으로 호출가입자(S1)와 노드(N1)그리고 피호출가입자(S2)와 노드(N1)사이에 역방향성루우프들이 형성되어 당사자들 사이에 통신링크를 제공한다.In the case of telecommunications, communication between subscribers that cannot communicate through the same local node is used. In this case, intermediate intermediary nodes are used. Communication between any two subscribers is between any caller and caller's local node, and between any called and callee's local nodes, and between any intermediary nodes needed to establish a transmission path between the caller and the callee's local nodes. Complementary reverse oscillation loops are formed. Ten thousand and one subscriber wishes to area called for (S 1) is a subscriber (S 2) the subscriber (S 1) is a signal at a frequency that is automatically complement (complement) to the frequency of the signal transmitted by the subscriber (S 2) The node N 1 receives the signal corresponding to the complementary frequency from the called party S 2 via the
예를들어, 호출 가입자(S1)와 피호출 가입자(S8) 사이의 원거리 통신의 경우, 호출 가입자(S1)는 피호출 가입자(S8)에 의해 자동적으로 송신된 주파수에 상보되는(complementury)한 주파수에서 신호를 송신한다. 이 신호는 노드(N1)에서 수신되어 링크들(14,16,18과 20)을 통하여 노드(N4)로 송신된다. 링크들(14,16,18과 20)은 라디오파, 마이크로파, 케이블 또는 이것들의 어떠한 조합도 될 수 있다. 노드(N4)역시 피호출 가입자(S8)로 부터 상보 신호를 수신한다.For example, in the case of telecommunication between calling party S 1 and called party S 8 , calling party S 1 is complementary to the frequency automatically transmitted by called party S 8 ( complementary) transmits a signal at a frequency. This signal is received at node N 1 and transmitted to nodes N 4 via
그것은 기준 신호를 링크(22)를 통하여 피호출 가입자(S8)로 발생하고, 그리고 노드들(N3S,ST,N2,N1)을 가진 링크들(20,18,16그리고 12)을 통하여 호출 가입자(S1)에 역수신함으로써 통신을 이룬다. 노드(N3S)는 통신망내의 다른 지점으로 신호들을 중계할뿐만 아니라 그곳에 있는 가입자들이 사용하기 위한 정보를 그 위치에서 끌어내거나 삽입하는 부가적인 기능을 갖는다.It generates a reference signal through the link 22 to the called party S 8 , and links 20, 18, 16 and 12 with nodes N 3 S, ST, N 2 , N 1 . Communication is achieved by reverse reception to the calling party S 1 through. The node N 3 S has the additional function of not only relaying signals to other points in the network but also drawing or inserting information at its location for use by subscribers there.
가입자들 사이의 통신 경로들이 일단형성되면 가입자(S1,S8)스테이션들 사이에 정보의 이동이 일어난다. 가입자(S1)스테이션으로 부터 나온 피변조 신호는 편의상west 로서 표시한다.west 신호는 가입자(s1)로 부터 노드(N4)로 송신되어 여기서 가입자(S8)로 부터 나온 반송파로 전달된다. 마찬가지로east 변조로 변조된 가입자(S8)로부터 나온 신호들은 노드(N1)로 송신되어 가입자(S1)로 부터나온 반송신호로 전달된다.Once the communication paths between the subscribers are established, the movement of information occurs between the subscribers S 1 and S 8 stations. The modulated signal from the subscriber (S 1 ) station is for convenience. Display as west. The west signal is transmitted from the subscriber s 1 to the node N 4 , where it is delivered to the carrier from the subscriber S 8 . Likewise Signals from subscriber S 8 modulated by east modulation are transmitted to node N 1 and delivered as a carrier signal from subscriber S 1 .
시스템 작동은 첫째로 한쌍의 가입자들이 단일지역노드를 통하여 통신하는, 제2도에 도시된 간략화된 시스템의 작동을 고려함으로써 자세히 이해될 수 있다. 설명을 위해서 동측(East Party)이라고 언급된 피호출 자는 c+a만큼의 피호출 주파수를 할당받는데 여기서 c는 기준 주파수이고 a는 동측에 고유한 기준 주파수로부터의 오프셋을 제공한다. 호출자는 서측(West Party)라고 언급될 것이다. 서측에서 동측으로 호출을 하려면, 서측은 그의 전화(30) 수화기를 들고 서측을 가리키는 번호 코-드 다이얼을 돌린다. 번호 코-드는 서측 가입자 스테이션(32)에서 수신되며, 여기에서 스테이션은 그 코-드를 해석하여 국부 발전기 또는 필터를 조정하며 이것에 의해 역방향성 루우프가 제어 반송 주파수 c-a로 작동한다. 주파수 c-a인 서측제어 반송신호와 동측 가입자 스테이션(34)에 의해 제공된 주파수c+a의 상보 제어 반송신호는 안테나 소자들(38)을 통해 노드(36)에서 수신된다. 노드(36)에서는 상보 제어 신호들이 조합되고 활용되어 주파수 c인 기준 반송신호를 발생시키며, 이 신호는 안테나 소자들(40)을 통하여 동측과 서측 양측에 회신한다. 이러한 방법에서, 각 가입자와 노드(36)사이에 있는 두개의 역방향성 루우프(42,44)를 포함한 통신링크가 가입자들 사이에 형성된다.System operation can be understood in detail by first considering the operation of the simplified system shown in FIG. 2, in which a pair of subscribers communicate over a single local node. For the sake of illustration, the called party, called the East Party, is assigned the called frequency by c + a, where c is the reference frequency and a provides the offset from the reference frequency unique to the ipsilateral side. The caller will be referred to as the West Party. To call from west to east, the west picks up his telephone 30 handset and dials the number code dial pointing west. The number code is received at the
이 시스템은 종전의 시스템들이 사용한것 같이 독립적인 수신기와 송신기들을 사용하지 않는 대신에 제어반송 경로가 역방향성 루우프들의 작동에 의해서 가입자의 가입자 스테이션들과 노드의 송수신 소자들사이에 형성된다. 제2도에서 도시된 바처럼 역방향성 루우프들이 서측(30)과 노드(36) 그리고 동측 가입자 스테이션(34)와 노드(36)사이에 형성된다. 노드(36)는 상보제어반송신호들이 존재할 때마다 당사자들 사이에 통신을 허용하도록 제작된다.This system does not use independent receivers and transmitters as used by previous systems, but instead a control transport path is formed between the subscriber stations of the subscriber and the transceiver elements of the node by the operation of reverse loops. As shown in FIG. 2, reverse loops are formed between the west side 30 and the node 36 and between the ipsilateral subscriber station 34 and the node 36. Node 36 is configured to allow communication between the parties whenever complementary control carrier signals are present.
이러한 제어반송신호들은 충분한 전자증폭과 안테나 집중력을 갖고 있는 양 측의 루우프들을 제공함으로서 요구되는 주파수들에 있는 각각의 루우프 주위에서 원래의 신호보다 더 큰것을 제공하게 되어 모든 손실들을 극복할 수 있다. 그래서 두 개의 동시 역방향성 루우프들(42,44)은 당사자들 사이에 정보가 이동되기 위해 준비 될 것이다. 더우기, 모든 링크들은 양단에서 방향성이 있게 된다. 따라서 방향으로 이동된 정보는 다른 방향으로 이동하는 정보를 방해하지 않을 것이다.These control carrier signals can provide more than the original signal around each loop at the required frequencies by providing both loops with sufficient electron amplification and antenna concentration to overcome all losses. So two
양측의 역방향성 루우프들(42,44)이 형성되면 동측 전화(46)에 있는 신호울림 벨(bell)은 작동이 될 것이고 동측은 그의 수화기를 듦으로서 연결을 완성하게 된다. 양측은 이제 노드(36)을 통하여 동측과 서측 가입자들 사이에 정보를 교환하도록 이미 형성된 링크들을 사용할 수 있게 된다.Once the reversed
정보는 현재 서측 가입자 스테이션(32)에 존재하는 반송파상에 변조되어 동측 가입자 스테이션으로부터 온 역방향성 어레이 반송파가 역시 존재하는 노드(36)에 송신된다. 노드(36)은 두개의 반송파들을 그들의 반송주파수에 의해 분류하여 개개의 어레이 안테나 소자들상에 있는 공간 위상각의 분포에 의해 반송파의 방향을 확정한다.The information is modulated onto a carrier presently present at the
노드는 좀 더 자세히 후술하게될 처리에 의해 서측 반송파로 부터 변조분을 분리해 내어 이것을 동측 가입자 스테이션(34)으로 되돌아가는 반송파에 싣는다. 동시에 그리고 동일한 처리에 의해 동측 가입자 스테이션으로 부터 나온 변조분은 동측 반송파로 부터 분리되어 서측가입자 스테이션(32)으로 회신되고 있는 서측 반송파에 실린다. 동시적인 변조들은 서로를 방해하지 않는다. 통신이 완료되면 각 당사자는 수화기를 놓는다. 서측 가입자 스테이션(32)과 동측 가입자 스테이션(34)의 각 터미널에 있는 발진기는 그 당사자에게 할당된 고유한 피호출 제어 반송 주파수로 자동적으로 되돌아간다.The node separates the modulation from the west carrier by a process which will be described later in detail, and loads it on the carrier back to the ipsilateral subscriber station 34. At the same time and by the same processing, the modulation coming out of the ipsilateral subscriber station is separated from the ipsilateral carrier and loaded on the western carrier being returned to the
모든 스테이션들은, 사실상, 준비 상태에 있으며 저레벨 잡음과 같은 신호를 당사자에게 할당된 주파수에서 에너지를 포함하는 노드(36)에 발신한다. 노드(3)가 당사자들과 노우드들 사이에 각각의 역방향성 루우프들을 형성시키는, 그 당사자의 할당된 주파수에 상보되는 주파수에서 신호를 수신할때 당사자는다시 신호를 받게 된다.All stations are, in effect, ready and send a signal, such as low-level noise, to node 36, which contains energy at the frequency assigned to the party. The party is again signaled when the
제3도는 한 지역 노드를 통하여 통신하는 4 가입자들을 갖는 시스템의 작동을 도시한 것이다. 제3도에는 각각 가입자 스테이션(54와56)을 갖는 두 동측들(50,52)과 각각 가입자스테이션(62,64)를 갖는 두 서측들(58,60)이 있으며 이들은 노드에 설치되어 있는 분리된 통신 채널들을 통해 지역 노드(66)와 통신하고 있다. 이것을 설명하기 위해, 가입자(58)가 가입자(50)를 호출하고자 하며 가입자(60)가 가입자(52)를 호출하고자 하는데 이 두 호출이 동시에 일어난다고 가정하자 가입자(58)와 가입자(60)는 수화기를 들고 코드 번호로 다이얼을 돌려서 가입자(50)와 가입자(52)에 할당된 주파수에 상보되는 주파수 c-a와 c-b에서 제어반송 신호들을 발생시켜서 노드(66)에 송신한다. 역시 노드(66)에서, 스펙트럼의 에너지가 각각 c+a와 c+b의 상보 주파수를 포함하는 가입자(50,52)로부터 송신된 잡음 신호가 수신된다. 주파수 c+>a 와 c+b는 충분히 분리되어 있어서 노드(66)에 있는 분리된 대역통과 필터들에 의해서 여파된다. 이러한 간격의 폭역시 제어 반송 신호의 형성시간에 영향을 미친다. 왜냐하면 너무 좁은 대역통과 필터는 지나치게 신호형성을 지연시키게 되기 때문이다. 이런 이유 때문에, 1,000hz 의 최소 간격이 추천되고 있다. 이러한 여파는 가입자(58)와 가입자(60)로 부터 수신된 제어 반송신호들에 대한 불리된 경로들을 노드(66)에 형성시킨다. 노드(66)에서는, 상보 반송 신호들이 조합되고 혼합되어 주파수 2c를 중심으로한 대역 통과 필터를 통과하는 공통 신호를 제공한다. 이 신호는, 각 가입자 쌍들 사이에 단위 루우프 이득 이상으로 있는 동안 가입자들과 노드 사이에 열방향성 루우프들(68,60,72와 74)를 형성하기 위해 각각의 가입자에게 회신될 주파수 c의 기준반송 신호를 생성하는데 사용된다. 가입자들(58,50)과 가입자들(60,62)은 분리된 통신 채널들을 통해연결된다. 왜냐하면 노드(66)에서 마련된 독립된 경로들은 4개의 역방향성 루우프들(68,60,72,그리고 74)이 동시에 작동하도록 할 수 있다. 실제로, 충분히 독립된 경로들이 노드에서 제공되기 때문에 다수의 그러한 역방향성 루우프들은 동시에 그리고 독립적으로 작동할 수 있다. 이제 명백해지듯이, 이러한 경로들이나 채널들은, 각각의 채널상에 노드에 있는 독립적인 대역통과 필터를 제공하고, 또한 각 채널에 대한 제어 반송 주파수들을 적절히 선택함으로써 쉽게 확립된다. 변조는 한 스테이션에서 발생되어 독립적인 제어 반송주파수들이 각 가입자용으로 제공되는 동안에 혼선이 없이 그 쌍의 다른편 스테이션에서 수신될 수 있다. 비록 그 쌍들이 동일한 변조 채널 배분을 사용한다고해도, 해당되는 동쪽과 서쪽 가입자들 모두가 그 노드들의 동일 비임폭내에 놓여 있지만 않는다면 가입자들에게는 어떠한 혼선도 없게된다. 이러한 것은 노드가, 좀더 상세히 후술될 처리장치들을 포함하는 각 안테나 소자의 어레이로 되어 있기 때문에 발생한다. 처리장치들의 어레이는 후술할바처럼 소정의 방향에서 터미날로 부터 형성된 반송파의 방향과 실질적으로 다른 방향으로 부터의 변조를 억제할 수가 있다.Figure 3 illustrates the operation of a system with four subscribers communicating through a local node. In Figure 3 there are two
실질적으로 노드의 동일 비임 폭 내에 들어있는 방향으로 부터 생성되고 또는 그 방향으로 송신되는 변조는 간섭을 피하기 위해서 다른 변조 채널을 필요로 한다. 그러나, 가입자 스테이션들은 비록 가입자들이 이동할 수 있고 비임 사이를 움직인다고 해도 제어 반송과 변조 주파수들을 다르게 조합한 것을 할당받음으로써 간섭이 극소화된다. 예를들어, 만일 스테이션들의 갯수가 S이고 비임 위치들(제어반송파들)의 갯수가 C이고 변조 채널들의 갯수가 M이면, 변조 채널들(요구되는 주파수 할당분)의 갯수는 M=S/C이고, 만일 M 이 C와 같으면 M은 S와 같다. 따라서, 10,000사용자들이 단지 100개의 채널들만으로 편리하게 사용할 수 있으며 적어도 100명의 사용자들이 각 비임을 동시에 사용할 수 있다. 채널 배분의 단지 1%만이 필요로 해왔던 주파수를 각 스테이션 할당에 반하여 요구된다. 따라서, 대역폭에 있어서의 막대한 절약과 그리고/또는 시스템 용량의 막대한 증가가 쉽게 이루어진다.Modulations generated from or transmitted in substantially the same beam width of the node require different modulation channels to avoid interference. However, subscriber stations are minimized by being assigned different combinations of control carrier and modulation frequencies, even though subscribers can move and move between beams. For example, if the number of stations is S, the number of beam positions (control carriers) is C and the number of modulation channels is M, then the number of modulation channels (frequency allocation required) is M = S / C. If M is equal to C, then M is equal to S. Thus, 10,000 users can conveniently use only 100 channels and at least 100 users can use each beam simultaneously. The frequency that only 1% of the channel allocation has been required is required against each station assignment. Thus, enormous savings in bandwidth and / or enormous increases in system capacity are easily achieved.
제4도는 원거리 가입자들이 어떻게 그 시스템을 이용하는 가를 예시한다. 원거리 가입자들은 단일 노드의 동일한 범위를 공유 하지 못하기 때문에 두개 또는 그 이상의 노드들을 거쳐서 도달해야 하는 것들이다. 그러한 경우, 노드들 사이에 중게 링크들이 형성되어야 한다.4 illustrates how remote subscribers use the system. Far subscribers must reach across two or more nodes because they do not share the same scope of a single node. In such cases, heavy links must be formed between the nodes.
그리하여, 만일 가입자(80)가 가입자(82)를 호출하고자 한다면 가입자(80)는 전술한 것과 동일한 방법으로 가입자 장치(84)에 의해 송신된 주파수를 조절하여 가압지(82)와 관련된 가입자 장치(86)의 동조된 주파수에 상보하는 주파수 c-a에서 제어 반송 신호를 발생하게 된다. 노드(88)은 주파수 c-a에서 제어 반송파를 수신하며 노드(88)에 의해 수신된 제어 반송 신호가 마아크로파 링크나 케이블이 될 수 있는 통신 채널(92)을 통해 노드(90)로 송신되도록 허용되는 방향성 커플러를 포함하는 하나의 안테나로 설비 되어 있다.Thus, if the subscriber 80 wants to call the
필수적으로, 제어 반송 신호를 수신하는데 있어서 노드(88)는 상보 제어 반송 신호를 발생하도록 설정되는 시스템내 어느 곳에서든지 가입자를 자동적으로 찾을려는 경향이 있게된다.Essentially, in receiving a control carrier signal, node 88 tends to automatically find a subscriber anywhere in the system that is configured to generate a complementary control carrier signal.
제2도와 제3도의 시스템들에서 가입자는 지역노드에 연결되어 있다. 제4도의 시스템에서, 노드는 원거리 노드에 있는 소기의 가입자를 찾아야 한다. 이러한 동작은 가입자들 사이에 연락을 이루는데 필요한 만큼의 중계 노드들을 통해 자동적으로 이루어진다. 제4도는 단지 설명할 목적으로 두개 노드의 사용을 도시한다. 주파수 c+a를 계속 유지하는 가입자(82)에 의해 발생된 잡음 신호가 노드(90)에 수신되어 노드(90)의 입력에 인가되고 통신채널(92)을 통해서 마찬가지로 노드(80)에 송신된다. 노드(88)에서 상보 신호를 수신함으로써 그 신호는 노드(88)을 통과할 수 있게 되며 가입자 스테이션(84)으로 송신되는 주파수 c인 기준 신호를 제공할 수 있다. 마찬가지로, 가입자 스테이션(84)에서 발생하여 노드(88)로 부터 나온 주파수 c-a의 신호는 주파수 c의 신호를 가입자 스테이션(86)으로 보내질 수 있도록 하여 루우프를 완성하는 가입자 스테이션(86)으로 부터 나와서 노드(90)에서 수신되는 주파수 c+a인 신호를 상보한다. 역방향성 루우프들(94,96)은 각각의 루우프 주위의 충분한 이득에 의해 경로(92)와 경로(94)에서 초래되는 것을 포함한 어떤 손실이라도 오프셋할 수 있게된다. 가입자 스테이션(84)으로 부터 오는 변조는 이제 노드(90)에 있는 주파수 c의 제어 반송파로 전달되어 가입자 스테이션(86)으로 송신될 수 있다. 마찬가지로, 변조는 노드(88)에 있는 주파수 c의 제어반송파로 전달되어 가입자 스테이션(84)으로 전송될 수 있다.In the systems of Figures 2 and 3, the subscriber is connected to the local node. In the system of FIG. 4, the node must find the desired subscriber at the far node. This is done automatically through as many relay nodes as necessary to make contact between subscribers. 4 shows the use of two nodes for illustrative purposes only. A noise signal generated by the
시스템의 전형적인 노드(100)는 (노드들의 예는 제1도의 N1, N2, N3s, 제2도의 (36), 제3도의 (66), 제4도의 (88)과 (90)이다)하나 또는 그 이상의 동일한 노드 소자들로 구성되어 있다. 제5도는 그러한 노드 소자(100-1)를 도시한 것이다. 각 노드는 각각 회로를 구성하는 n개의 노드 소자들을 포함하게 된다. 일련의 소자들은 -1, -2, …으로 언급될 것이다. 노드 소자들(100-1,100-2, …100-n)은 모두다 신호를 터미널 장치들로 되돌려 재송신하여 역방향성 발진 루우프들을 완성 할 수 있도록 하기 위해 신호의 공간적인 위상들을 반전하는데 요구되는 공통적인 단일 발진장치(118)에 연결되어 있다. 각 노드는 수신 안테나(102)와 송신 안테나(104)를 포함하며 ; 각 노드 소자는, 예를들어, 안테나 소자들(102-1,104-1)을 각각 포함한다. 안테나소자들(102-1…n과 104-1…n)사이의 물리적 공간이 적절히 이격될때(보통 노드에 의해 수신되거나 송신되는 주파수 파장의 0.9배 보다 작다)수신되거나 송신되는 에너지는 위상이 주어진 어레이들의 잘 알려진 작동원리에 따라서 이산비임들에 집중될 것이다. 이들 비임들은 다른 안테나 소자들(102-1,102-2,103-3…,102-n)에 수신되는 반복 위상차에 따라 방향지워질 것이다.A
서쪽 스테이션에 대한 이러한 위상차는로서, 동쪽 스테이션에 대한 것은 θ로서 언급될 것이다.This phase difference for the west station As for the east station, it will be referred to as θ.
각 노드 소자(100-1, 100-n)는 "m"개의 이중 채널들을 조절하도록 설비되어 있다. 그렇게 하기 위해서 각 노드는 변조 신호 처리장치(112)와 제어신호 처리장치(110)의 쌍들로 설비되어야만 하나. 이중 채널이란 정보를 터미널에서 상대편 터미널로 동시에 반송시킬 수 있는 두개의 터미널들(스테이션들 또는 가입자들)을 연결시키는 하나의 채널을 말한다. 그러한 각 채널은 상보 주파수들의 상이한 세트를 요구한다. 다음은 단일 이중 채널의 역할을 후술할 것이다. 그렇게되면 다중 채널들의 작동은 한 채널의 설명으로부터 쉽게 이해될 수 있다.Each node element 100-1, 100-n is equipped to regulate "m" dual channels. In order to do so, each node must be equipped with a pair of modulation signal processing unit 112 and control signal processing unit 110. A dual channel is a channel that connects two terminals (stations or subscribers) that can simultaneously carry information from the terminal to the other terminal. Each such channel requires a different set of complementary frequencies. Next will be described the role of a single dual channel. Then, the operation of multiple channels can be easily understood from the description of one channel.
주어진 노드에서 사용되는 노드 소자들(100-1, 100-2, 100-3, …100-n)의 갯수는 소기의 독립 비임 방향수에 1차적으로 의존된다. 특별한 의존성은 사용된 위상이 주어진 어레이의 타입에 의해서 결정되지만, 평면 어레이들의 경우에서 "n"개의 노드 소자들은 그 어레이의 시계내에서 "n"개의 비임 방향용으로 사용된다. 그 어레이의 시계는 신호들이 노드로 부터 수신될 수 있고 스테이션들로 부터 노드에 전송될 수 있는 입체 각 내의 범위이며 원리적으로 수신 안테나(102)와 송신 안테나(104)의 안테나 소자 패턴에 의해 결정된다. (사용 가능한 다른 어레이들은 구모양과 원주형 어레이들을 포함한다. 이러한 어레이들은 평면 어레이보다 더 넓은 시계를 갖는다.) 예로 들어 상황은 노드의 시계가 60°이고 6°의 노드 비임폭의 노드 시계내에 10개의 독립 비임 방향을 나타낸다. 따라서 10개의 터미널 스테이션들은 그것들 각각이 다른 비임에 위치하기만 하면 언제든지 어떠한 간섭도 없이 동일한 주파수대를 사용할 수 있다. 역시 각각의 사용자는 좁은 6°비임에 의해 수반되는 안테나 이득의 이점을 받을 수 있다. 이러한 더큰 이득으로 인해 노드와 사용자 사이의 동일한 송신 출력과 거리에 대해서 고도의 정보를 전송할 수 있게 된다.The number of node elements 100-1, 100-2, 100-3, ... 100-n used in a given node depends primarily on the desired independent beam direction number. The particular dependence is determined by the type of array given the phase used, but in the case of planar arrays "n" node elements are used for the "n" beam direction within the field of view of the array. The array's field of view is a range within the solid angle at which signals can be received from the node and transmitted from the stations to the node and is in principle determined by the antenna element pattern of the receiving
지역 노드(100)는 노드의 시계, 즉 노드 소자 안테나 소자들(102-1…n, 과 104-1, …n)이 물리적으로 수신과 송신할 수 있는 부채꼴 지역인 시계내에 있는 가입자들 사이에, 그리고 단일 지역 노드의 시계내에 있지 않는 원거리 가입자들 사이에 통신용 다중 통신 채널들을 제공할 수 있다. 노드(100)과 직접 통신을 하는 지역 가입자들로 부터 나온 신호들은 수신 안테나(102-1, …n)에 의해 수신되어 송신 안테나(104-1, …n)에 의해 이들 가입자들에게 송신된다. 이러한 안테나들은 안테나에 대하여 임의의 방향에 있는 가입자들로 부터 직접 수신하여 교신하는 방향에 있는 가입자 들에게 전송한다. 원거리 가입자들 사이의 통신을 위해 방향성 안테나들(106,과108)은 다른 지역 노드들로 부터 오는 신호들을 수신하고 송신하며 좀더 상세히 후술할 방식으로 수신 안테나(102)에 연결되어 있다.The
제5도는 단일 안테나 소자들(102-1,104-1), 제어 반송 신호 처리장치(110-1), 그리고 변조 신호 처리장치(112-1)을 포함하는 단일 노드 소자(100-1)를 도시한 것이다. 이들 소자들은 서로 협력적으로 작동하여 상보 역방향성 루우프들을 발생하여서 상호 통신하는 상보 스테이션들에 정보를 전달한다. 앞에서 언급했듯이 분리된 처리장치들(110,112)세트는 시스템이 형성 하는데 이용될 수 있는 m개의 상보 전송경로 또는 채널들의 각 세트에 대해 각 노드 소자(100)내에 필요로 한다. 첫번째 노드 소자용으로 서쪽에서 발생하는 제어신호는 "Cw1"으로 언급될 것이다. 첫번째 노드 소자용으로 서쪽에서 발생하는 변조신호는 "Mw1"으로 언급될 것이다. 동쪽에서 발생하는 신호들은 상기 부호에서 첨자 "W"를 첨자"E"로 변경시켜 언급될 것이고 "n번째"소자는 상기 부호에서 첨자 "1"을 첨자 "n"으로 변경시켜 언급될 것이다.5 shows a single node element 100-1 including single antenna elements 102-1 and 104-1, a control carrier signal processor 110-1, and a modulated signal processor 112-1. will be. These devices work cooperatively with each other to generate complementary reverse loops to convey information to complementary stations that communicate with each other. As mentioned earlier, separate sets of processing devices 110 and 112 are required in each
안테나 소자(102-1)는 서쪽 제어 및 변조 신호 CW1, MW1을 기준점에 대해 공간적 위상각 1으로 각각 수신하며, 이에 대해 동쪽 제어 및 변조신호 CE1, ME1은 θ1의 공간각에서 각각 수신된다. 이와 같이, 안테나 소자(102-n)는 n의 각에서 CWn, MWn을 수신하고, θn의 각에서 CEn및 MEn을 수신한다.Antenna element 102-1 is a spatial phase angle relative to the reference point for the west control and modulation signals C W1 , M W1 . 1 , respectively, and east control and modulated signals C E1 and M E1 are received at spatial angles of θ 1 , respectively. As such, the antenna element 102-n in each of the n reception C Wn, Wn M, and receives the C and M En En in each of θ n.
각 안테나 소자(102)에는 신호를 받아들이기 위한 전력 분리기(103)가 설치되어 있으며, 신호들은 방향성 안테나(108)에 전달되어져서 원거리 노드에로 전송되어진다. 이 신호 역시 분열파 합산기(splitter-summer)(105)를 거쳐 제어 반송 신호 처리장치(110) 및 변조 신호 처리장치(112)에 인가되어진다. 원거리 노드 가까이 위치하고 있는 가능한 상보 가입자로 부피의 신호 C'W, M'W가 안테나(106), 분열파 합산기(105)를 거쳐 수신되어지며, 역시 제어 반송 신호 처리장치(110) 및 변조 신호 처리 장치(112)로 향해 진다. 분열파 합산기(105) 역시 공지 기술에서 알려졌듯이, 방향성 커플러일 수 있다.Each
제어 반송 신호처리 장치(110-1)은 일단의 안테나 소자(102-1, 104-1)세트와 함께 동작한다. 따라서 각 채널당 n개의 제어반송 신호처리 장치가 있다. 이와 같이, 변조 신호 처리 장치(112-1)역시 일단의 안테나소자(102-1,104-1)세트와 함께 동작하므로 각 채널에 대해 n개의 변조 신호처리 장치가 있다.The control carrier signal processing apparatus 110-1 operates with a set of antenna elements 102-1 and 104-1. Therefore, there are n control carrier signal processing devices for each channel. As such, the modulated signal processing apparatus 112-1 also operates with a set of sets of antenna elements 102-1 and 104-1, so that there are n modulated signal processing apparatuses for each channel.
수신 안테나(102)가 제어 반송 신호 처리 장치(110)에 연결되어 있는데, 이것은 통신이 형성되거나 이루어질 동쪽 및 서쪽 가입자들로부터 수신된 반송 제어 신호들 CE, CW를 처리한다. 전술한 바처럼, CW1신호의 주파수(c+a와 같음)는 CW1신호 주파수(c-a와 같음)에 상보적이다. 이 신호들이 제어반송 신호처리 장치(110-1)내에서 조합되어 지면, 주파수 2c의 신호가 발생된다. 만약 수신 안테나(102)의 주어진 소자에서의 신호 Cw1의 공간 위상각이 1이고, 수신 안테나(102)에서의 신호 CE1의 공간 위상각이 θ1이면, 최종 신호의 공간 위상각은 1+θ1이 된다. 여기서 공간 위상각은 노드의 다른 기준 위치에서 수신된 신호의 위상각에 대한 노드내의 한 곳에서 수신된 정현파 라디오 주파수 신호의 위상각을 의미한다. 편이를 위해, 최종 신호의 주파수는 제어 반송 신호 처리 장치(110-1)내에서 기준 주파수 c로 변형되어진다. 기주 주파수 c에 따른 최종 기주 반송 신호는 송신 안테나(104)를 거쳐 호출 및 피 호출 가입자 모두에게로 전송되어 진다.A receive
반송 혹은 변조 신호들이 언급되던 곳에는 어디든지간에 간략화된 부호가 채택되어질 것이다. 신호를 Aexp{j(c-a+West)t+}로 하는 대신에, 간단하게 하기 위해 단지 지수 항만을 쓰기로 한다. 즉 위 신호는 c-a+West+로 언급될 것이다. 시간부호 't'는 제거했는데 이는 설명에 필요치 않기 때문이다.West는 변조가 위상 혹은 주파수 변조의 형태일때, Mw와 등가이다. 시스템에 지수적 변조(위상 혹은 주파수)를 사용할때, 시스템이 어떻게 동작하는가를 기술하고 있지만, 이 시스템은 진폭 변조에도 역시 동작한다.Wherever the carrier or modulated signals are mentioned, a simplified code will be adopted. Signal to Aexp {j (c-a + West) t + Instead of}, we use only exponential terms to keep things simple. I.e. c-a + West + Will be mentioned. The time sign 't' has been removed because it is not necessary for the description. West is equivalent to M w when the modulation is in the form of phase or frequency modulation. It describes how the system works when using exponential modulation (phase or frequency) in the system, but the system also works with amplitude modulation.
합산기 및 인버터(113-1)는 기준 발진기(118)로 부터 입력을 수신하여 후술될 송신 안테나(104)를 통하여 전송되기 전에 수신 안테나(102)로 부터 수신된 신호들의 공각 위상각을 반전시킨다. 두개의 역방향성 발진 루우프가 동시에 이뤄지는데, 하나는 호출 가입자와 호출노드 사이에, 다른 하나는 피호출자와 피호출 노드사이에서 이뤄지며, 이는 각 경로의 루우프 이들이 1보다 클때와 동작 주파수 지점에서 루우프 주위의 순(純)위상 변이가 0°이거나 360°의 배수일 경우에 일어난다. 요구되어진 이둑의 일부 또는 전부가 제어 반송신호 처리장치(110)에 의해 제공되어질 수 있는데 이는 상세히 후술되어질 것이다.The summer and inverter 113-1 receive input from the reference oscillator 118 and invert the phantom phase angle of the signals received from the receiving
정보 신호들은 분리된 변조 채널을 거쳐 수신 및 송신된다. 수신안테나(102)를 거쳐 수신된 변조분은 변조신호 처리장치(112)내에서 처리되는데, 이 처리장치는 호출자 및 피호출자로 부터 변조를 수신하고 또 제어반송 신호 처리장치(110)로 부터 수신된 제어 반송신호 Cw및 CE를 사옹해서 상보적인 사용자에게로의 역방향을 위한 신호를 제공한다. 즉 서쪽 가입자로부터의 변조가 제어반송 CE1을 거쳐 동쪽의 피호출 가입자에게로만 재전송된다. 이는 후술되어질 것이다.Information signals are received and transmitted over separate modulation channels. Modulation received through the receiving
변조 신호 처리장치(112)는 역시 노드에 변조 출력을 제공하며 노드로부터 재전송을 위한 변조분을 수신하는데 이는 노드에 가입자가 위치해 있을때 혹은 공중전화망이 소기된 바처럼 외부 통신 시스템에 연결되어 있을 경우이다. 후자의 경우에 있어서, c+a 주파수 신호가 발진기 기준 뱅크(114)로 부터 제어 반송신호 처리장치(112)에 제공되어 진다. 이 신호는 서로가 노드의 시계내에 있거나 원거리 노드이거나 간에 서쪽 호출 가입자로부터 수신된 상보 제어신호 CW(c-a)와 함께 제어반송 신호 처리장치(110)내에서 2c주파수를 가진 신호를 만들어, 스테이션으로 다시 전송되기 위한 c주파수를 가진 제어 반송파를 발생하게 되며, 따라서 노드와 호출자 및 피호출자 사이에 역방향성 발진 루우프가 형성될 수 있게한다. 복조기(115)와 변조기(116)는 노드지역용으로 예정된 정보신호를 추출하고 특정의 가입자에게 전송하기 위한 정보를 투입하는데 제공된다.The modulation signal processing apparatus 112 also provides a modulation output to the node and receives modulation for retransmission from the node when the subscriber is located at the node or when the public telephone network is connected to an external communication system as intended. . In the latter case, the c + a frequency signal is provided from the
제 6 도는 제어 반송신호 처리장치(110-1)와 변조신호 처리장치(112-1)가 훨씬 더 상세하게 도시되어 있다. 제 6 도에 의하면, 제어 반송 신호 처리장치(110-1)는 주파수 대역통과 필터(130,132)를 가지는데 이들은 각각 주파수 CW1=(c-a) 및 CE1=(c+a)에서 동조된다. 대역통과 필터들(130,132)의 출력은 혼합기(134)에 인가되어지는데, 혼합기에서는 이 신호들을 곱해서 곱한 출력, 2c+ 1+θ1을 만든다. 대역통과 필터(136)는 2c주파수분에만 동조되며 다른 소기치 않는 주파수분은 여파해 버린다. 대역통과 필터(136)로 부터의 신호는 증폭기(138)에서 증폭되어 합산기 및 인버터(113)에 인가된다. 공통기준 발진기(118)로 부터의 c주파수의 신호는 증폭기(138)의 출력과 함께 혼합기(142)내에서 혼합되어 주파수 c에서의 기준 제어 반송 신호를 형성하여 합산기(144) 및 혼합기(146)을 통과해서는 안테나 소자(104-1)를 거쳐 호출자 및 피호출자에게 전송되어지는데 이는 변조분이 있든 없든간에 이루어진다.6 shows the control carrier signal processor 110-1 and the modulated signal processor 112-1 in greater detail. Referring to FIG. 6, the control carrier signal processing apparatus 110-1 has frequency bandpass filters 130 and 132, which are tuned at frequencies C W1 = (ca) and C E1 = (c + a), respectively. The output of the bandpass filters 130,132 is applied to the
대역통과 필터들(130,132)의 출력 역시 변조신호 처리장치(112-1)에 인가된다. 처리장치(112-1)는 동쪽과 서쪽 변조분 MW1+ 1와 ME1+θ1을 각각 분리하여 이 신호를 혼합기(152,154)에 신호를 보내는 필터(150)를 포함한다. 혼합기(152)는 대역통과 필터(132)로 부터 수신된 신호와 필터(150)으로 부터의 신호를 혼합하여 적(積) 신호 MW1+ 1-CE1-θ1및 ME-CE를 만든다. 곱한 신호의 두번째 것은 성분을 나타낸다. 즉 변조신호 처리장치(112)의 모든 n내에서 그러한 적(積)은 서로에 대해 동상이다. 반면에 MW1+-CE1-θ 적(積)은 각 변조신호 처리장치에서 가변위상각 1-θ1을 가지며, 따라서 동상 척부분만이 필터(156)을 통과 효과적으로 연결되어질 것이다.The output of the
이와 마찬가지로, 혼합기(154)는 대역통과 필터(130)로 부터의 신호 CW1+ 1과 변조신호 ME1+θ1을 혼합해서 ME1+ 1-CW1-θ1및 ME1-CW1신호를 만드는데, 이것들은 필터(158)에의 입력이다. 위의 적에서 두번째 부분만이 필터(158)내에서 효과적으로 연결된다.Similarly,
필터(158)의 출력은 대역통과 필터(132)로 부터의 출력 CE1+θ1과 함께 혼합기(160)내에서 혼합되며, 그 결과는 MW1-CW1+CE1+θ1이다. 이러한 결과는 대략 MW1+θ1인데, 왜냐하면, CE1-CW1은 무시할수 있을 정도로 작은 값이기 때문이다. 또한 이 결과는 각 θ1에 의한 서측 혹은 호출자 스테이션으로 부터 상보적인 동측 혹은 피호출자 스테이션으로의 방향변경된 변조이다. 이와같이, 필터(156)의 출력도 대역통과 필터(130)로 부터의 신호 CW1+ 1과 함께 혼합기(162)에 혼합되어져서 ME1-CW1+CW1+ 1신호 또는 근사한 ME+ 1신호를 형성한다. 이 신호들은 합산기(164)에서 더해지고 합산된 신호들은 합산기 및 인버터(113)의 합산기(144)에 인가되는데, 여기서 그것들은 합산기(144)에 주파수 c 신호와 선형적으로 더해진다.The output of
공통기준 발전기(118)로 부터의 2c 주파수의 신호는 혼합기(146)로 부터의 공간적으로 위상 반전된 출력신호 c 1-θ1, ME1- 1및 MW1-θ1을 제공하기 위해 사용되어 진다. 이신호들은 위상어레이 작동에 의해 동쪽 스테이션에 이르는 변조신호 MW1-θ1및 서쪽 스테이션에로 이르는 ME1- 1을 제외하고는 각 가입자들로 향하게 될 것인데, 왜냐하면 그 신호들이 공간위상으로 반전되고 MW신호는 동쪽터미널의 공간위상 각 2c와 연관되며, ME신호는 서쪽 터미널의 공간위상각와 연관되기 때문이다. 이는 상세하게 후술될 것이다. 대역통과 필터(136)으로 부터의 2c 주파수 반송 제어신호가 변조신호 MW1및 ME1의 반송 주파수와 비슷한 주파수로 전송되어 지기 위해, 주파수의 변이가 필요하다. 기준 발전기(118)는 주파수 C의 신호를 공급하는데, 이것은 혼합기(142)에 인가되며 이 혼합기는 공간 위상 1및 θ1에 영향을 미치지 않고 변조주파수 C에로 상기 주파수를 변환한다. 기준 발전기(118)은 또한 주파수 2c의 신호를 공급하는데, 이 신호가 혼합기(146)에서 합산 신호와 혼합되며 이 혼합기 출력 적(積)신호 C-θn- n, E1- 1및 ME1-θ1을 제공한다. 기준 발진기(118)로부터의 주파수 2C신호의 위상은 모든 변환기(113, -1…n)에 대해 똑같다.The signal of frequency 2c from the common reference generator 118 is the spatially inverted output signal c from the
제 7 도는 전형적인 가입자 스테이션(200)을 나타낸 블럭선도이다. 설명을 위해 이 가입자 장치는 동쪽 혹은 피호출 가입자로 고려되어질것이다. 안테나 장치(202)는 조합수신/송신 장치기나 혹은 송신 및 수신 장치가 분리된 것일 수 있다. 안테나 장치(202)는 방향성 안테나 혹은 역방향성 안테나 어레이중의 하나이다. 방향성 안테나는 가입자 스테이션이 고정되어 있고 노드 방향을 알고 있을 때 사용되어진다. 변조신호와 제어 반송신호 모두가 안테나 장치(202)를 통해 전송 또는 수신된다. 후술하겠지만, 신호 처리장치(204)는 제어 반송신호 처리장치(110)에서와 비슷한 방식으로 제어 반송신호들을 변환하고 증폭한다. 가입자 장치가 주파수에서 기준 제어 반송신호를 수신해야 한다면 그것은 가입자 스테이션과 그것의 지역 노드 스테이션 사이에 역 방향성 발진 루우프를 이루는 주파수 CE에서의 제어 반송신호로 응답할 것이다.7 is a block diagram illustrating a
변조장치(206)은 가입자 장치(200)으로 부터의 전송용 변조분 ME를 제공한다. 복조기 장치(208)은 다른 가입자로부터 수신된 변조분 ME를 복조한다. 셀렉터(210)는 상기 가입자 스테이션과 상보적인 서쪽 가입자 스테이션 사이에 통신 경로를 이루게 할 상보제어 반송주파수 CE를 선택한다. 멀티플렉서(212)와 디멀티플렉서(214)는 몇몇 다른 사용자 (선(216) 및 (218)로 표시)가 동일 전송경로와 변조 채널을 가질 수 있도록 한다. 후술된것을 제외하고는, 전형적인 가입자 스테이션(200)의 소자들이 통상적임이 이해될것이다.The
제 8 도는 가입자 스테이션을 도시한것으로서 특히 신호처리장치(204)가 좀 더 상세히 도시한것이다. 이신호 처리장치는 한 개의 어레이 소자쌍으로 생각될 수 있다. 가입자 스테이션이 통상의 방향성 안테나를 사용하는 곳일 경우에는, 단지 한 소자쌍만이 사용되어진다. 그렇지만 역방향성 어레이 터미널들이 사용되어지면, 노드(100)에서 설명된 것과 유사한 방법으로 n쌍이 필요해진다. 안테나소자(230)에서 수신된 주파수 C의 기준 반송신호와 변조신호 MW가 필터(232,234)에 의해 각각 분리된다. 수신된 신호의 방향에 따른 공간 위상각을 가지는 이러한 신호들은 혼합기(236)에 인가된다. 최종 신호는 0°의 위상각을 가지며 다른 가입자 스테이션 어레이 쌍들로부터의 다른 신호들과 합해질 수 있다. 혼합기(236-1…n)에서 합해진 신호들은 판별기(208)내에서 복조된다.8 shows a subscriber station, in particular the
제어 반송신호는 증폭기(238)에서 증폭되어 반송을 이룰수 있는 루우프 이득을 제공한다. 셀렉터(210)는 발진기(240)의 주파수를 선택한다. 만약 가입자가 또 다른 가입자를 호출하고 싶다면, 또 다른 가입자의 주파수에 상보적인 주파수 CE, (c+a)가 선택된다. 비작동시, 가입자 자신의 주파수가 맞춰져서 그 스테이션이 상보 주파수를 보내는 다른 가입자에 의해 호출되도록 한다.The control carrier signal is amplified in the
발진기(240)의 출력은 혼합기(242)에서 증폭기(238)의 출력과 함께 혼합되어져 안테나 소자(244)에 전송 출력을 제공한다. 증폭기(238)는 리미팅(limiting)타입이 바람직하다. 발진기(240)로 부터의 신호는 변조신호 MW로 변조기(246)에 의해 변조되어지며 발진기(240)는 변조 및 반송신호를 가입자측 안테나 어레이에 있는 모든 소자들에 공급한다. 발진기(240)의 주파수는 혼합기(242)가 안테나 소자(230)에 의해 수신되는 신호에 대해 공간적으로 위상 반전된 출력을 안테나 소자(244)에 제공하며, 송신된 신호들이 제어신호가 수신되었던 방향으로 송신될 수 있다.The output of oscillator 240 is mixed with the output of
제 9 도는 제어 반송 주파수가 변조신호의 주파수와 동일 주파수 대역에 위치되어 있는 가입자 스테이션의 신호 처리장치(240')의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 가입자 부스테이션은 제11도에 도시한 노드와 함께 동작한다. 안테나 소자(230)로부터 수신된 신호들은 혼합기(260,262)에 인가된다. 만약 정확한 반송신호가 존재한다면, 그것은 좁은 대역 필터(264)에 전달되며, 이 필터는 제한 증폭기(274)를 거쳐 혼합기(262)에로 반송신호를 전달한다. 제 9 도는 서쪽 스테이션을 보여준다. 변조 또는 반송이 모든 신호, c+a-+West는 혼합기(262)내의 반송신호와 혼합되어 변조 주파수적East을 제공하는데 이것은 변조분 대역통과 필터(266)을 통해 제한 증폭기(273)을 거쳐 혼합기(260)에 이른다. 이 신호는 혼합기(260)에서 입력신호와 혼합되어 대역필터(264)에 입력을 제공한다.9 shows another embodiment of a signal processing apparatus 240 'of a subscriber station whose control carrier frequency is located in the same frequency band as the frequency of the modulation signal. The subscriber substation operates in conjunction with the node shown in FIG. Signals received from
이 필터는 상기 신호의 공간 위상을 보유하며 이와 함께 주파수 East의 변조 신호를 발생한다. 이것은 0°의 공간 위 생각을 갖는다. 이 신호는 다른 소자 쌍으로 부터의 동상신호 모두와 합쳐져서 판별기(280)에 인가된 다음 복조된다.This filter retains the spatial phase of the signal and together generates a modulated signal of frequency East. It has an idea on space of 0 °. This signal is combined with all of the in-phase signal from the other device pair, applied to the
이와 동시에, 대역필터(264)로 부터의 반송신호 c+a-가 증폭기(268)에 의하여 증폭되어서 혼합기(270) 및 안테나소자(244)를 통해 역방향 선루우프의 주위로 전송된다. 증폭기(268)는 제한증폭기인 것이 바람직하다. 발진기(272)는 주파수 2c의 신호를 혼합기(270)에 제공한다. 이 신호의 주파수는 대략 수신된 기준 반송주파수의 2배이며, 그 차이는 전술한 바와같은 기준 오프셋 주파수이다. 그 결과 전송된 신호 c-a-'는 입력신호에 대하여 공간 위상이 반전된다. 발진기(272)는 또한 변조기(246)에 의해 변조되어서 이와같이 변조된 신호를 모든 어레이 소자들에 공급하며, 따라서 최종 신호는 c-a-'+West이다.At the same time, the carrier signal c + a- from the
셀렉터(210)는 대역 필터(264)의 대역통과 주파수를 제어한다. 비작동시, 가입자 장치는 상기 주파수를 수신하도록 맞추어져 있으므로 다른 가입자들이 그것을 호출할 수 있다. 호출시, 셀렉터는 이 경우에서의 원하는 가입자의 주파수에 고정된다.The
편의상, 여러 필터를 동조시키기 보다는 1개의 발진기 주파수를 조정하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 대역 필터(264)는 제10도의 장치로 대치되어도 좋다. 오프셋발진기(280)는 셀렉터(210)에 의해 제어된 주파수의 신호를 제공한다. 소정의 오프셋 주파수 a가 선택되면, 이것은 주파수 c와 공간위상'를 갖는 혼합기(260)(제9도)로부터의 입력신호 c+a+'와 혼합되어 고정 소 대역통과 필터(284)를 통과하여서 출력신호를 발생시킨다. 고정 소 대역통과 필터(284)의 출력은 오프셋 발진기(280)로 부터의 오프셋신호와 혼합기(286)에서 혼합되어서, 소기의 출력인 신호 c+a+'를 발생시킨다.For convenience, it may be desirable to adjust one oscillator frequency rather than to tune several filters. In this case, the
제11도는 노드(100)에서 변조 분리 시스템과 함께 사용되는 처리장치(300)의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 이때의 제어 반송 주파수는 필요한 경우 변조 대역내에 위치하게 된다. 반송 주파수가 변조 대역내에 있을 경우, 상기 노드 처리장치는 제9도에 도시된 바와 같은 타입의 가입자 스테이션과 함께 사용되어야만 한다. 제11도에 도시된 처리장치(300)는 제어 반송신호 처리장치(110) 및 변조신호 처리장치(112)둘다에 대치될 수 있다.11 illustrates another embodiment of a processing apparatus 300 for use with a modulation separation system at
수신안테나(102)로부터의 신호들, 즉 c-a++West와 c+a+θ+East는 한쌍의 스테이션으로 부터 동쪽 변조채널을 받아들이는 혼합기(301,302) 및 서쪽 채널을 받아들이는 혼합기(304,306)에 인가된다. 역방향 발진 루우프가 가입자 스테이션과 적절하게 이루어져 신호 c+a+θ+East를 수신 안테나(102)입력에 제공될때, 혼합기(301), 필터(308), 필터(310) 및 제한증폭기(332,334)는 주파수 c+a의 반송파(CE)를 발생시키도록 작동한다. 동시에,East변조는 공간 위상이 없이 필터(310)의 출력측에 전개된다.Signals from receiving
필터(308)의 출력측에서의 반송신호(CE)는 입력신호의 공간위상(θ)을 보유하고 있으며, 이 반송신호(CE)는 신형 증폭기(311)로 전송된다. 이것이 역방향성 발진 루우프의 경로이며, 선형 증폭기(311)는 선택된 반송신호를 유지시키기 위한 이득을 제공한다.The carrier signal C E at the output side of the
이와 비슷한 방법으로, 주파수가 c-a인 제어반송신호(CE)는 혼합기(304), 제한증폭기(334,335), 필터(312) 및 혼합기(306)의 작동에 의해서 주파수 c-a++West의 인입신호로 부터 끌어낸다. 필터(312)는 단지 c-a에 근접한 주파수만을 통과시키며 공간위상각(θ)을 보존시킨다.In a similar manner, the control return signal C E with frequency ca is generated by the operation of
이 신호가 혼합기(306)에서 입력신호 c-a++West와 혼합되면, 그 결과 형성된 차동 주파수는West로서 공간 위상각이 없이 필터(314)의 출력측에 나타난다. 필터(312)의 출력은 증폭기(316)로 공급되는데, 이 증폭기(316)는 노드와 서쪽 스테이션 사이에 역방향성 발진 루우프에 이득을 제공함으로써 제어반송신호(CE)를 전개시키는데 사용된다.This signal is input from
서쪽 스테이션이 동쪽 스테이션을 작동시킬 수 있도록, 이들 스테이션과 노드 사이에 2개 루우프는 동시에 작동된다. 이러한 목적으로, 증폭기(317,316)로부터의 신호는 혼합기(318)로 공급된다. 최종 주파수합을 갖는 신호는 필터(320)로부터 선택되며, 이것은 c+a+θ+(c-a+)=2c+θ+이다. 이 신호는 혼합기(322)에서 선형 증폭기(34)의 출력과 혼합되며 혼합기(324)에서 필터(310)의 출력, 즉East와 혼합되어서 c-a++East의 신호를 발생시킨다. 이와 동시에, 증폭기(316)의 출력은 혼합기(326)에서 필터(320)의 출력과 혼합되어 2c+θ+(c-a+)=c+a+θ의 신호를 발생시키며, 이 신호는 혼합기(328)내에서 필터(314)의 변조출력과 혼합되어 c+a+θ+West의 신호를 발생시킨다.Two loops are operated simultaneously between these stations and the nodes so that the west station can operate the east station. For this purpose, signals from amplifiers 317 and 316 are fed to mixer 318. The signal with the final frequency sum is selected from
이때,West는 입력측에서 공간위상각()과 연관되어 있으며 또한 동쪽으로 부터 수신된 공간위상각(θ)과도 연관되어 있기 때문에, 서쪽으로 부터의 변조파는 동쪽으로 전송되어 있으며, 또한 동쪽으로부터의 변조파도 서쪽으로 전송되어 있다. 이 변조파가 동쪽으로 전송될 수 있도록 하기 위하여서는 공간 위상의 방향이 반전될, 즉-θ로 변할 필요가 있는데, 어떤파를 받아들인 방향으로 이것을 되돌리기 위한 역방향성 어레이에 있어서는 이 어레이 소자들상의 신호의 위상 방향을 반전시켜야 한다는 것은 당업계에 널리 공지되어 있다. 이들 신호를 주파수가 2c인 기준 발진기(118)로 부터의 신호와 혼합기(330)내에서 혼합시키면 상술한 바와같은 반전이 달성된다. 송신 안테나(104)로의 최종 출력은 2c-(c-a+East)=c+a--East이며, 이와 마찬가지로 c-a-θ-West이다.At this time, West is the spatial phase angle at the input side ( ), And also the spatial phase angle (θ) received from the east, the modulated wave from the west is transmitted to the east, and the modulated wave from the east is also transmitted to the west. In order for this modulated wave to be transmitted east, the direction of the spatial phase needs to be reversed, i.e. changed to -theta. It is well known in the art to reverse the phase direction of a signal. The inversion as described above is achieved by mixing these signals in the
는 서쪽 터미널 방향의 공간각도를 나타내므로, 신호 c+a--East가 서쪽 터미널로 보내어질 것임은 명확하다. c+a는 서쪽 터미널에서 받아들일 수 있는 반송파(CW)의 주파수이지만, 동쪽 터미널에서 발생한 변조East를 함유하게 될 것이다. 이와 마찬가지로, 신호 c-a-θ-West는 동쪽 터미널로부터 받아들인 공간각도 θ를 가지므로, 이 신호는 동쪽 터미널 스테이션으로 보내어질 것이다. 전송된 반송파(C' E)의 주파수는 c-a일 것이며, 이 반송파는West의 변조를 함유할 것이다. 이와 같이, 다수의.값(A1,A2,A3, …,An)을 갖는 적절한 주파수 지정장치에 의하여, 노드는 터미널 스테이션 쌍들 사이의 변조파를 적절하게 방향 변경시킨다. 각각의 값은 특정한 쌍을 설정할 것이다. 노드소자는 각 값 A(및 사용될 이중 채널)에 대해 제11도와 등가인 단일 장치로 가져야만 하는데, 이에 의하여 전술한 바와 같이 채널들 사이의 혼변조를 방지할 수 있다. Represents the spatial angle in the west terminal direction, so the signal c + a- - It is clear that East will be sent to the west terminal. c + a is the frequency of the carrier (C W ) acceptable at the west terminal, but modulation at the east terminal It will contain East. Similarly, the signal ca-θ- Since West has a spatial angle θ received from the east terminal, this signal will be sent to the east terminal station. The frequency of the transmitted carrier (C 'E) will be ca, which is It will contain the modulation of West. As such, with a suitable frequency designator having a number of values A 1 , A 2 , A 3 ,..., A n , the node appropriately redirects the modulated waves between the pair of terminal stations. Each value will set a specific pair. The node element must have a single device equivalent to FIG. 11 for each value A (and the dual channel to be used), thereby preventing intermodulation between the channels as described above.
제11도의 상기 실시예에서는 제6도의 실시예에서와 같이 3개의 신호(즉, 변조파 Me,Mw 및 반송파 c)를 사용하는 것이 아니라, 1개 이중 채널당 단지 2개의 피변조신호(즉, c+a-West 및 c-a-West)를 전송시킴을 주목하여야 한다.In the embodiment of FIG. 11, not using three signals (i.e., modulated waves Me, Mw and carrier c) as in the embodiment of FIG. 6, only two modulated signals per dual channel (i.e., c + a- West and ca- It should be noted that West is transmitted.
스테이션 사이의 회의는 전술한 바와 같은 방식으로 다수의 다른 스테이션으로의 스테이션 개시호출을 발함으로써 이루어진다. 이때 회의 개시자는 자신의 계기를 여러 채널의 입력과 출력에 걸쳐 연결한다.Conferences between stations are made by issuing station invocations to a number of other stations in the manner described above. The conference initiator then connects his instrument across the inputs and outputs of the various channels.
만약 각 통화자가 다른 모든 회의 통화자와 개별적으로 대화하기를 원한다면, 각 터미널은 회의가 개시된후에 나머지 회의자들에게 전화할 것이다.If each caller wants to talk to all other conference callers individually, each terminal will call the rest of the conferences after the conference has started.
또다른 회의 방법은 다수의 스테이션, 예컨대 10개의 스테이션에 모두 동일한 채널 지정장치(A1)를 할당하는 방법이다. 따라서 이들 스테이션의 어느 하나를 호출하면 모든 스테이션들이 응답할 것이므로, 모든 통화자는 다른 통화자로 부터 정보를 받거나 보낼 수 있게 된다.Another method of conferencing is to assign the same channel designator A 1 to multiple stations, for example ten stations. Therefore, calling any one of these stations will answer all stations so that all callers can receive or send information from other callers.
송신전력을 미약한 수신측 신호에 의해 방해되는 것을 방지하기 위하여 수신과 전송 주파수에 오프셋을 제공하는 방식은 흔히 사용되고 있다. 이러한 조건은 전술한 설명에서 강조되지 않았으나, 이는 설명을 간략화시키기 위한 것이다. 이와같은 오프셋 주파수는 용이하게 이루어질 수 있는데, 예를 들면 노드내의 기준 발진기(118)를 2c로 부터 z만큼 차이나도록 조정하는 방식 등이 있다. 이와 마찬가지로, 가입자 스테이션 발진기(240)도 정확한 정합 오프셋을 제공하도록 조정하여서 역방향성 루우프가 상하의 분리된 주파수대역에서 작동되도록 하여도 좋다.In order to prevent the transmission power from being disturbed by the weak reception signal, a method of providing an offset in the reception and transmission frequencies is commonly used. These conditions are not emphasized in the foregoing description, but are intended to simplify the description. Such an offset frequency can be easily achieved, for example, by adjusting the reference oscillator 118 in the node to be different from 2c to z. Similarly, subscriber station oscillator 240 may also be adjusted to provide an accurate match offset so that the reverse loop operates in separate up and down frequency bands.
오프셋 주파수 z는 통신 경로에 따라 달라질 수 있다. 예컨데 가입자 스테이션이 그 노드의 시계내에 있을 수 있다. 각 노드는 동일 주파수 채널상의 가입자에게 전송할 수 있다. 그러나 노드 A는 루우프를 완결시키기 위하여 Z8의 오프셋 주파수를 필요로 하는데 반하여 노드 B는 이와는 달리 Zb의 오프셋 주파수를 사용한다. 가입자는 자신의 수신 주파수를 변동시키지 않은 채로 오프셋 주파수를 선택함으로써 어떤 경로를 선택함이 가능하다.The offset frequency z may vary depending on the communication path. For example, the subscriber station may be in the node's field of view. Each node can transmit to subscribers on the same frequency channel. However, node A needs an offset frequency of Z 8 to complete the loop, whereas node B uses an offset frequency of Z b . The subscriber can select any path by selecting the offset frequency without changing his reception frequency.
이러한 작동은 2명의 가입자가 노드 A에 대해서는 동일한 방향에 위치하고 있으나 노드 B에 대해서는 그렇지 못할때 실제적으로 중요하다. 만약 이들 두 가입자가 동일한 수신 주파수 채널을 사용함으로써 방행를 받게 된다면, 어느 한 가입자는 자신의 스테이션의 로프셋 주파수를 변경시켜 다른 노드로 부터 수신하면 된다. 실제로, 이에 의하여 훨씬 더 많은 주파수를 재사용할 수 있다.This operation is practically important when two subscribers are located in the same direction for Node A but not for Node B. If these two subscribers are served by using the same receive frequency channel, one subscriber may change its station's ropeset frequency to receive from another node. Indeed, it is possible to reuse much more frequencies.
이와 마찬가지로, 가입자는 특정한 수신 주파수(f)뿐만 아니라 특정한 오프셋 주파수(Z)도 할당될 수 있다. 이때, 서로 다른 주파수의 할당수를 nf라고 하고, 오프셋 주파수의 할당수를 nz라고 한다면, 가입자 채널의 총수는 nfnz가 될 것이다.Similarly, the subscriber may be assigned a specific offset frequency Z as well as a specific reception frequency f. In this case, if the number of allocations of different frequencies is n f and the number of allocations of offset frequencies is n z , the total number of subscriber channels will be n f n z .
여러가지 경우, 가입자수가 nfnz와 같고 이들이 균일하게 분포되어 있으며 또한 nz가 독립 비임위치의 수와 같게 되어 있다면, 방해가 일어나지 않을 것이다. 이와 같이 하면 n가입자에 대한 주파수 할당수를 √n으로 감소시킬 수 있다.In many cases, if the number of subscribers is equal to n f n z and they are uniformly distributed and n z is equal to the number of independent beam positions, no disturbance will occur. This reduces the frequency allocation for n subscribers to √n.
당업계에 널리 알려져 있는 간섭계 방법은 노드 및 역방향성 터미널에 사용되어 어레이소자들 사이의 공간 위상각을 관측하고 이들 관측결과로부터 신호들이 수신되어질 방향을 결정할 수 있다. 본 발명에 의하면 반송 신호를 용이하게 확인할 수 있으므로 상기와 같은 측정이 용이하게 이루어진다. 더우기, 이 시스템은 완전한 루우프가 작동할 것을 필요로 하므로, 가입자들과 중간노드들 사이의 시간지연 관측으로 부터의 거리를 측정하기 위하여 변조신호를 루우프의 주위를 돌아 보낼 수 있다. 이들 데이터는 통신 가입자들의 위치를 계산하는데 사용될 수 있다.Interferometer methods, well known in the art, can be used in nodes and inverted terminals to observe the spatial phase angle between array elements and to determine the direction from which the signals will be received. According to the present invention, since the carrier signal can be easily confirmed, the above measurement is easily performed. Moreover, since the system requires a complete loop to work, it can send a modulated signal around the loop to measure the distance from the time delay observation between subscribers and intermediate nodes. These data can be used to calculate the location of communication subscribers.
그러므로, 전술한 것은 본 발명의 바람직한 실시예들이다. 이 분야에 숙련된 자라면 본 발명의 범위내에서도 여러가지 변형을 이룰 수 있을 것이다.Therefore, the foregoing are preferred embodiments of the present invention. Those skilled in the art will be able to make various modifications within the scope of the present invention.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR8202129A KR880002165B1 (en) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Communication system & network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR8202129A KR880002165B1 (en) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Communication system & network |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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KR840000128A KR840000128A (en) | 1984-01-30 |
KR880002165B1 true KR880002165B1 (en) | 1988-10-17 |
Family
ID=19224669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR8202129A KR880002165B1 (en) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Communication system & network |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR880002165B1 (en) |
-
1982
- 1982-05-13 KR KR8202129A patent/KR880002165B1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR840000128A (en) | 1984-01-30 |
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