KR950003653B1 - 단일의 전압제어 발진기(vco)를 이용한 전이중방식의 무선통신 시스템 - Google Patents

단일의 전압제어 발진기(vco)를 이용한 전이중방식의 무선통신 시스템 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

단일의 전압제어 발진기(VCO)를 이용한 전이중방식의 무선통신 시스템
제1도는 종래의 전이중방식(FULL DUPLEX) 무선통신 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도.
제2도는 본 발명의 무선통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
제3도는 본 발명에 의한 변조성분 제거부의 일실시예 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 듀플렉스 필터 22 : 저잡음 증폭기
23 : 1차 믹서기 24 : 1차 중간주파수 증폭기
25 : 2차 믹서 및 복조기 26 : 버퍼 증폭기
27 : 2차 국부발진기 28 : 전압제어발진기
29 : 분주기 30 : 주파수 합성기
31 : 차지 펌프 32 : 저역 통과기
33 : 버퍼 증폭기 34 : 파워 증폭기
35 : 등가기(Equalizer) 36 : 가산증폭기
37 : 인버터 40 : 변조성분 제거부
본 발명은 전이중방식(FULL DUPLEX)의 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 하나의 전압제어발진기(VCO)와 변조성분 제거회로를 채용하여 구성되는 전이중방식의 무선통신 시스템에 관한 것이다.
종래의 경우, 전이중방식의 무선통신 시스템에서는 통상 두개의 전압제어발진기를 사용하고 있었다. 그예로서, 셀룰라 폰 등의 이동 통신용 단말기의 주파수 변조 방식에 채용되어 있는 위상동기루프(PLL)에 사용되는 전압제어발진기(VCO)는 전이중방식이므로 두개가 필요하다.
따라서, 전압제어발진기의 자체 가격 및 관련회로의 부가가 필수적으로 요구되어 제품의 가격이 매우 비싸고, 시스템의 설계 및 구조자체가 복잡해지지 않을 수 없었다.
이에 대하여 제1도를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 종래의 전이중방식 무선통신 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
종래의 전이중방식의 주파수 변조방식에 사용된 위상동기루프단(PLL)은 송신측과 수신측 각각에 따로따로 구비되어 있다. 이는 곧 전압제어발진기(VCO)를 2개 사용한다는 것을 의미한다. 그 이유는 송신측에 사용하는 전압제어발진기는 송신 오디오 및 데이타에 따라 변조되고, 수신측에는 사용하는 전압제어발진기는 변조없이 1차 국부발진기(1st Local Oscillor)로 사용하기 때문에 각각 분리해서 사용할 수 밖에 없었다.
먼저, 상기 제1도를 참조하여 수신부를 설명한다.
안테나를 통해 들어오는 수신신호는 듀플렉스 필터(1)를 거쳐 저잡음을 증폭기(2)에서 증폭된 후 1차 믹서기(3)에 인가되어 전압제어발진기(8)에 의해 발진되어 버퍼 증폭기(6)를 거쳐 인가되는 1차 국부발진 주파수(1st Local Oscillor Frequency)와 믹싱된다. 상기 믹서기(3) 출력인 1차 중간주파수는 증폭기(4)를 거친 후, 2차 믹서 및 복조기(5)에서 2차 국부발진기(7)의 출력 주파수와 믹싱되어 오디오(A)와 데이타(B)로 복조된다.
다음으로 송신부를 살펴본다.
송신하고자 하는 데이타(C)와 오디오(D)는 별도로 구비된 전압제어발진기(15)에서 변조되어 버퍼 증폭기(13)를 거쳐 파워 증폭기(14)에서 최종 증폭된 후, 듀플렉스 필터(1)를 거쳐 안테나를 통해 전송된다.
그리고, 제1도에 도시된 바와 같이 송신부 및 수신부 각각에 전압제어발진기(8, 15)와, 관련 회로 및 부품, 즉, 분주기(9, 16), 주파수 합성기(10, 17), 차지 펌프(11, 18), 및 저역 통과기(12, 19)등을 구비하고 있어 회로의 구성이 매우 복잡하므로 설계면이나 비용면에서 비효율적이었다.
따라서, 본 발명은 상기 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수신단에서 송신시의 변조성분을 제거하는 회로를 채용함으로써 하나의 전압제어발진기만을 사용하여 전이중방식의 무선통신을 수행하는 시스템을 제공함에 그 목적을 두고 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 하나의 전압제어발진기만을 사용하여 전이중방식의 무선통신을 수행하는 시스템에 있어서, 안테나에 연결된 듀플렉스 필터; 상기 듀플렉스 필터의 수신단에 연결된 저잡음 증폭기; 송신데이타 및 오디오 입력 수단; 상기 송신데이타 및 오디오 입력 수단에 입력단이 연결되어 있으며 송신신호 합성에 필요한 주파수를 발생시키는 전압제어발진기; 상기 전압제어발진기 일출력단에 연결된 분주기; 상기 분주기의 출력단에 연결된 주파수 합성기; 상기 주파수 합성기에 연결된 차지 펌프; 상기 차치 펌프 출려단에 입력단이 연결되고 상기 전압제어발진기에 출력단이 연결된 저역 통과기; 상기 전압제어발진기의 다른 출력단에 연결된 버퍼 증폭기; 상기 저잡음 증폭기 및 버퍼 증폭기의 출력단에 연결된 1차 중간주파수 증폭기; 2차 국부발진기; 상기 1차 중간 증폭기 및 2차 국부발진기에 입력단이 연결된 2차 믹서 및 복조기; 상기 송신데이타 및 오디오 입력 수단과 상기 2차 믹서 및 복조기의 출력단에 연결되어 있으며 상기 가산증폭기에 의해 변조되어 수신 신호에 포함된 변조성분을 제거하는 변조성분 제거수단; 상기 변조성분 제거 수단의 출력단에 연결되어 수신된 오디오 및 데이타를 분리하여 각각 그 신호처리단으로 출력하는 수신오디오 및 데이타 출력 수단; 상기 전압제어발진기의 또다른 출력단에 연결된 버퍼 증폭기; 및 상기 버퍼 증폭기의 출력단에 입력단이 연결되고 듀플렉스 필터의 송신단에 출력단이 연결된 파워 증폭기;를 구비하고 있는 무선통신 시스템을 제공한다.
이하, 첨부된 제2도 및 제3도의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명의 무선통신 시스템 구성을 개략적으로 도시한 블럭도로서, 도면에서 21은 듀플렉스 필터, 22는 저잡음 증폭기, 23은 1차 믹서기, 24는 1차 중간주파수 증폭기, 25는 2차 믹서 및 복조기, 26은 버퍼 증폭기, 27은 2차 국부발진기, 28은 전압제어발진기, 29는 분주기, 30은 주파수 합성기, 31은 차지 펌프, 32는 저역 통과기, 33은 버퍼 증폭기, 34는 파워 증폭기, 35는 등가기, 36은 가산증폭기, 37은 인버터이고, 40은 변조성분 제거부이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전이중방식 무선통신 시스템은 안테나에 연결된 듀플렉스 필터(21)와, 상기 듀플렉스 필터의 수신단에 연결된 저잡음 증폭기(22)와, 송신데이타 입력단(C) 및 송신오디오 입력단(D)에 입력단이 연결되어 있으며 송신신호 합성에 필요한 주파수를 발생시키는 전압제어발진기(28)와, 상기 전압제어발진기 일출력단에 연결된 분주기(29)와, 상기 분주기의 출력단에 연결된 주파수 합성기(30)와, 상기 주파수 합성기에 연결된 차지 펌프(31)와, 상기 차지 펌프 출력단에 입력단이 연결되고 상기 전압제어발진기에 출력단이 연결된 저역 통과기(32)와, 상기 전압제어발진기의 다른 출력단에 연결된 버퍼 증폭기(26)와, 상기 저잡음 증폭기(22) 및 버퍼 증폭기(26)의 출력단에 연결된 1차 중간주파수 증폭기(24)와, 2차 국부발진기(27)와, 상기 1차 중간 증폭기 및 2차 국부발진기에 입력단이 연결된 2차 믹서 및 복조기(25)와, 상기 송신데이타 입력단(C) 및 송신 오디오 입력단(D)과 상기 2차 믹서 및 복조기(25)의 출력단에 연결되어 있으며 상기 전압제어발진기(28)에 의해 변조되어 수신 신호에 포함되어 있는 변조성분을 제거하는 변조성분 제거부(40)와, 상기 변조성분 제거부의 출력단에 연결되어 수신된 오디오 및 데이타를 분리하여 각각 그 신호처리단으로 출력하는 수신 오디오 출력단(A) 및 수신 데이타 출력단(B)과, 상기 전압제어발진기(28)의 또다른 출력단에 연결된 버퍼 증폭기(33)와, 상기 버퍼 증폭기의 출력단에 입력단이 연결되고 듀플렉스 필터(21)의 송신단에 출력단이 연결된 파워 증폭기(34)를 구비하고 있다.
이제, 본 발명의 동작을 살펴보면, 먼저 수신부에서 안테나를 통해 수신되는 입력신호는 상기 듀플렉스필터(21)를 거쳐 저잡음 증폭기(22)에서 증폭된 후 1차 믹서기(23)에 인가되고, 전압제어발진기(28)에서 발생된 국부발진 주파수는 버퍼 증폭기(26)를 거쳐 상기 믹서기(23)에 인가되어 상기 두 신호가 믹싱되어 1차 중간주파수가 된다. 그리고 나서 상기 1차 중간주파수는 1차 중간주파수 증폭기(24)에 의해 증폭되고, 상기 2차 믹서 및 복조기(25)에 인가되어 2차 국부발진 주파수와 믹싱된 후, 복조되어 변조성분 제거부(40)의 한쪽 입력단에 입력된다.
또한, 송신부에서는 송실할 데이타(C)와 오디오(D)가 상기 전압제어발진기(28)에 의해 변조된 후, 버퍼증폭기(33)를 거쳐 파워 증폭기(34)에 인가되어 최종 증폭된 후 상기 듀플렉스 필터(21)에 입력되어 안테나를 통해 전송된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 무선통신 시스템은 기존의 전이중방식 무선통신 시스템의 경우와 동일한 기능을 수행하지만, 하나의 전압제어발진기를 사용하는 점과, 송신을 위해 변조된 전압제어발진기의 일출력이 수신단의 1차 국부발진 주파수로 사용된다는 점이 특이하다.
그러나, 이를 위해서는 상기 변조된 전압제어발진기 출력의 변조성분을 수신단에서 제거하는 것이 필요한데, 본 발명에서는 이를 위해 상기의 변조성분 제거부(40)를 채용하고 있다.
상기 변조성분 제거부의 구성을 좀더 상세히 살펴보면, 송신데이타(C) 및 송신 오디오(D) 입력단에 연결된 등가기(Equalizer)(35)와, 상기 등가기 출력단과 수신단의 2차 믹서 및 복조기(25) 출력단에 두 입력단이 연결된 가산증폭기(Summing Amp.)(36)와, 상기 가산증폭기의 출력단에 입력단이 연결된 인버터(37)로 구성된다.
상기 등가기(35)는 입력되는 송신데이타 및 오디오 신호를 필터링 시킴은 물론 일정시간 지연시킨다. 즉, 상기 전압제어발진기(28)의 신호가 1차 믹서기(23)에서 믹싱되어 상기 가산증폭기(36)까지 도달하는데 걸리는 시간 만큼만 등가기(35)에서 지연시키는 것이다.
그리고 상기 등가기의 출력 신호는 가산증폭기(36)의 일입려단에 인가되고, 다른 한 입력단에는 상기 2차 믹서 및 복조기(25)의 출력 신호가 인가된다. 그러면 상기 가산증폭기(36)에서 전압제어발진기의 변조성분이 제거된다. 왜냐하면 상기 두 입력신호의 성분이 서로 역위상인 상태로 가산되기 때문이다.
또한, 상기 가산증폭기(36)의 출력 신호는 위상천이를 위해 인버터(37)를 거쳐 신호처리단으로 인가되는데, 그 후단의 구성 및 동작은 기존의 신호처리 계통과 동일하다.
제3도는 본 발명에 의한 변조성분 제거부의 일실시예 상세회로도로서, 도면에서 A1 내지 A5는 연산 증폭기, R1 내지 R12는 저항, C1 내지 C7은 캐패시터, VR1은 신호 발란스 조절용 가변저항기이다.
도면에 도시된 바와 같이, 등가기(35)는 송신데이타 및 송신 오디오 입력단에 연결된 공지의 지연선(Delay line)(35a, 35b, 35c)과, 상기의 지연선중 최후단의 지연선(35c) 출력단에 연결된 가변저항(VR1)과, 상기 가변저항에 연결된 캐패시터(C7)와, 분압용 저항(R7, R8)으로 구성된다.
가산증폭기(36)는 상기 등가기(35) 출력신호를 반전입력단으로 입력하고 수신단의 2차 믹서 및 복조기(25)로부터의 수신 데이타 및 오디오 신호를 저항(R9)을 통해 비반전 출력단으로 입력받도록 연결된 연산 증폭기(A4)와, 상기 연산 증폭기(A4)와, 상기 연산 증폭기(A4)의 출력을 비반전 입력단으로 인가하는 궤환저항(R10)으로 구성된다.
그리고 인버터(37)는 비반전 입력단에 기준입력단으로 하고, 상기 가산증폭기(36)의 출력 신호는 저항(R11)을 통해 입력 받는 연산증폭기(A5)와, 상기 연산증폭기의 출력을 반전입력단으로 인가하는 궤환저항(R12)을 구성된다.
이제, 상기의 변조성분 제거부(40)의 동작을 설명하면, 수신단에서 검출된 오디오 및 데이타 신호는 가산 증폭기(36)의 비반전 입력단에 가해진다. 반면에, 송신용 변조신호는 각각 연산증폭기(A1, A2, A3)를 구비하고 있는 지연선(35a, 35b, 35c)에 의해 미세하게 지연되어 상기 가산증폭기(36)의 반전 입력단에 인가된다.
그러면 상기의 두 입력신호가 180°의 위상차를 갖으면서 타이밍 동기된 상태로 입력되어 수신신호에 포함되어 있는 송신신호(이하"측음(Side tone)"이라 함)를 최소 20db이상 줄일 수 있다.
그리고, 상기 가산증폭기(36)의 출력 신호는 후단의 인버터(37)에서 반전되어 최종 신호의 극성은 수신신호에 대해 반전되지 않는다.
측음이란 화자의 목소리가 자신의 핸드셋 수화기에서 들리는 현상을 말하며, 본 발명에서와 같이 하나의 전압제어발진기를 채용한 구조에서는 송신단을 구동하는 변조된 음성신호가 수신단의 1차 국부발진 신호에도 포함되므로 측음이 발생되고, 수신단의 1차 중간주파수는 송신주파수 처럼 변조된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 변조신호(마이크 오디오신호)가 수신단을 통과하여 변조되는데 걸리는 시간이 약 120μS인 것을 감지하여 등가기(35)에 3단의 지연선(35a, 35b, 35c)을 구비시켜 동일한 시간만큼 지연시키도록 하였다. 그리고 신호 바란스 조절용 가변저항기(VR1)는 상기 측음을 최저 상태로 감소시키기 위해 채용된 것이다.
상기한 바와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 단일의 전압제어발진기만으로 전이중방식의 무선통신을 수행할 수 있도록 하여, 시스템의 설계를 간단화하고 제작 비용을 현저하게 절감시키는 효과를 갖는다.

Claims (3)

  1. 하나의 전압제어발진기만을 사용하여 전이중방식의 무선통신을 수행하는 시스템에 있어서, 안테나에 연결된 듀플렉스 필터(21); 상기 듀플렉스 필터의 수신단에 연결된 저잡음 증폭기(22); 송신데이타 및 오디오 입력 수단(C, D); 상기 송신데이타 및 오디오 입력 수단(C, D)에 입력단이 연결되어 있으며 송신신호 합성에 필요한 주파수를 발생시키는 전압제어발진기(28); 상기 전압제어발진기 일출력단에 연결된 분주기(29); 상기 분주기의 출력단에 연결된 주파수 합성기(30); 상기 주파수 합성기에 연결된 차지 펌프(31); 상기 차치 펌프 출려단에 입력단이 연결되고 상기 전압제어발진기에 출력단이 연결된 저역 통과기(32); 상기 전압제어발진기의 다른 출력단에 연결된 버퍼 증폭기(26); 상기 저잡음 증폭기(22) 및 버퍼 증폭기(26)의 출력단에 연결된 1차 중간주파수 증폭기(24); 2차 국부발진기(27); 상기 1차 중간 증폭기 및 2차 국부발진기에 입력단이 연결된 2차 믹서 및 복조기(25); 상기 송신데이타 및 오디오 입력 수단(C, D)과 상기 2차 믹서 및 복조기(25)의 출력단에 연결되어 있으며 상기 전압제어발진기(28)에 의해 변조되어 수신신호에 포함된 변조성분을 제거하는 변조성분 제거 수단(40); 상기 변조성분 제거 수단의 출력단에 연결되어 수신된 오디오 및 데이타를 분리하여 각각 그 신호처리단으로 출력하는 수신오디오 및 데이타 출력 수단(A, B); 상기 전압제어발진기(28)의 또다른 출력단에 연결된 버퍼 증폭기(33); 및 상기 버퍼 증폭기의 출력단에 입력단이 연결되고 듀플렉스 필터(21)의 송신단에 출력단이 연결된 파워 증폭기(34); 를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 단일의 전압제어발진기(VCO)를 이용한 전이중방식의 무선통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변조성분 제거 수단(40)은 상기 송신데이타 및 오디오 입력수단(C, D)에 연결된 등가기(Equalizer)(35); 상기 등가기 출력단과 수신단의 2차 믹서 및 복조기(25) 출력단에 두 입력단이 연결된 가산증폭기(Summing Amp.)(36); 및 상기 가산증폭기의 출력단에 입력단이 연결된 인버터(37); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일의 전압제어발진기(VCO)를 이용한 전이중방식의 무선통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 변조성분 제거 수단(40)의 등가기(Equalizer)(35)는 상기 송신데이타 및 오디오 입력 수단(C, D)에 연결된 제1지연선(Delay line)(35a); 상기 제1지연선의 출력단에 연결된 제2지연선(35b); 상기 제2지연선의 출력단에 연결된 제3지연선(36c); 상기 제3지연선(35c) 출력단에 연결된 신호 바란스 조절용 가변저항(VR1); 및 상기 가변저항에 연결된 캐패시터(C7); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일의 전압제어발진기(VCO)를 이용한 전이중방식의 무선통신 시스템.
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