KR20010108134A - 동조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 응용, 예를 들어, 이동 전화 시스템용 기지국에서 무선 통신을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치에 관한 것이다. 그 장치는 공진 모듈의 입력 및 출력 전력 신호 도출하는 수단을 포함한다. 수단(5)은 도출된 전력 신호의 정보 베어링 부분을 서로 분할하여 이들의 비율을 갖도록 하기 위하여 제공된다. 또한 수단(11)은 상기 비율이 최소값에 도달할 때까지 공진 모듈을 동조시키기 위해 제공된다.

Description

동조 장치 {TUNING ARRANGEMENT}

이동 전화 시스템이 점점 더 많은 정보를 운반하고자 하는 요구 및 점점 더 주파수를 효율적으로 하고자 하는 요구에 기인하여 점점 더 복잡해지고 있기 때문에, 변조 파형이 매우 복잡해지게 되었다. 결합기의 자동-동조용 동조 알고리즘은 적절한 기능을 하기 위하여 매우 진보되어야만 한다.

US 5,408,688은 다수의 공진 모듈을 갖는 기지국을 포함하는 이동 전화 시스템을 기술한다. 각 모듈은 자신의 주파수에 개별적으로 조절되어 이 주파수에서 전화 신호를 수신하여 신속히 처리하도록 한다. 동조는 입력 신호의 주파수에 대한 소정의 공진 위치로 제어된다. 이것은 위상 비교에 의해 구동 전압을 얻기 위하여 접속된 구동장치에 의해 행하여진다. US 5,408,688에서 도 3의 곡선 B로부터 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 위상은 교정될 때, 제로로 진행된다. 그리고 나서, 입력 및 출력 포드 그리고 결선 둘 모두가 조심스럽게 교정되는 것이 요구되며, 그렇지 않은 경우, 위상이 제로로 진행될 때 최소 감쇠를 가질 수 없다. 교정 동작은 매우 어렵다. 이 종류의 시스템은 현재의 시간 갭 내에서 가변 전력 레벨을 취급할 수 없다. 그러한 요구는 그 특허의 출원일에 실제 존재하지 않았다.

본 발명은 본질적으로 공진 모듈용 동조 장치에 관한 것이며, 특히 무선 응용, 예를 들어, 이동 전화 시스템용 기지국에서 무선 통신을 위한 공진 모듈을 개별적으로 동조시키는 동조 장치에 관한 것이며, 상기 기지국은 다수의 공진 모듈(캐비티(cavity))을 가지며, 이들 각각은 입력 신호의 주파수에 대하여 자신의 소정 공진 모드로 자동적으로 제어되므로 아래에 측정 수신기로 일컬어지는 개별적인 동조 장치가 제공된다.

본 발명의 보다 완전한 이해와 부가적인 목적 및 장점을 위하여, 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 대한 다음의 기술이 참조된다.

도 1은 본 발명의 실시예의 블럭도.

도 2는 a) 시간 갭 동안 공진 모듈로의 입력 b)동일한 시간 갭 동안 공진 모듈로부터의 출력 및 c)동일한 시간 동안 이중 채널 측정 수신기로부터의 출력을 도시한 도면.

현재 사용중인 측정 수신기는 단지 공진 모듈의 출력 신호만을 측정한다. 그러므로, 전력 레벨의 변화가 실제 동조 알고리즘에 좌우되는지 또는 변조 파형에 좌우되는지를 결정하는 것은 불가능하다. 현재의 변조 파형은 특히, 현대의 TDMA 시스템에서 시간 갭 내에서의 전력 변화를 가지며, 다가올 새로운 시스템은 그 시간 갭 내에서 보다 더 많은 변화를 가질 것이라고 예상된다. 그러므로, 종래 기술 시스템으로 신속하고 정확하게 자동-동조하는 것이 불가능해지게 되었다.

본 발명의 목적은 공진 모듈을 신속하고 정확하게 자동-동조하게 하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공진 모듈을 자동적이고 신뢰 가능하게 동조 동작하게 하는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1의 특징부에서의 특성을 갖는 장치를 사용함으로써 해결된다. 부가적인 특성 및 개선점은 나머지의 청구항에서 공표된다.

본 발명은 무선 응용, 예를 들어, 이동 전화 시스템용 무선 통신을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치에 관한 것이며, 이 장치는 공진 모듈의 입력 및출력 전력 신호를 도출하기 위한 수단을 포함한다. 상기 장치는 도출된 전력 신호의 정보 베어링(bearing) 부분을 서로 분할하여 이들의 비율을 갖도록 하는 수단과, 상기 비율이 최소값에 도달할 때까지 공진 모듈을 동조시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에서, 공진 모듈의 입력 및 출력의 변화는 상쇄된다. 발진기 수단은 공진 모듈에 적응된 주파수 영역으로 바람직하게 설정될 수 있다. 전력 검출 및 주파수 카운팅 수단이 바람직하게 접속되어 공진 모듈의 입력 신호의 주파수 및 전력을 도출하도록 하며 상기 전력 검출 및 주파수 카운팅 수단의 출력에 근거하여 발진기 수단을 설정하도록 한다. 제 1 및 제 2 혼합 수단은 공진 모듈의 도출된 입력 및 도출된 출력 각각을 발진기 수단의 출력과 혼합한다. 제 1 필터링 수단은 제 1 혼합 수단의 출력을 필터링한다. 제 2 필터링 수단은 제 2 혼합 수단의 출력을 필터링한다. 필터의 출력이 각각의 입력으로 제공되는 분할 유닛은 자신의 입력들 간의 비율이 공진 모듈의 입력 및 출력의 신호 변화에 무관한 신호인 출력을 생성하도록 한다. 처리 수단은 분할 유닛의 출력이 최소값이 될때까지 공진 모듈을 가역 조절(reciprocating adjustment)한다.

이중 채널 측정 수신기, 즉 공진 모듈의 입력 및 출력을 코히어런트하게 측정하여 이들의 비율을 계산하는 수신기를 구현함으로써, 공진 모듈 캐비티의 감쇠에 비례하는 신호를 추론할 수 있다. 측정 수신기로부터의 출력 신호가 어떤 변조 파형과 관계없이 공진 모듈의 입력 및 출력 신호의 비율이기 때문에, 변조 방식의 어떤 영향은 억제될 것이다.

본 발명에 따른 원리를 사용함으로써, 시간 갭마다 전력을 제어하는 이동 전화 시스템에 동조 동작을 제공할 수 있다. 즉, 갭 내에 신호의 가변 전력 레벨을 취급할 수 있다. 이것은 대략 몇 μsec, 가령, 3 내지 5 μsec의 시간 동안 가령, TDMA 시스템(TDMA=시분할 다중 접속) 및 다가올 미래의 시스템에서의 호출을 위한 것이다.

이중 채널 측정 수신기를 사용하는 본 발명에 따른 측정 원리는 또한 현재의 진보된 동조 알고리즘에 대한 요구를 손쉽게 부합시킨다.

도 1을 참조하면, 공진 모듈(1)에는 입력 신호()가 제공된다. 공진 모듈은 출력()을 제공하도록 동조될 것이다. 동조는 공진 모듈의 입력 및 출력 둘 모두를 도출함으로써 제공된다. 고 주파수 발진기(2)는 제어가능하며 공진 모듈(1)로의 입력 신호가 존재하는 주파수 범위를 갖는다. 입력 신호 혼합기(3)는 모듈(1)로 도출된 입력 신호를 발진기(2)의 주파수와 혼합하여 도출된 주파수에 대하여 높은 주파수 오프셋을 갖도록 한다. 출력 혼합기는 모듈(1)로부터 도출된 출력 신호를 발진기의 주파수와 혼합한다.

입력 혼합기(3)의 출력은 채널 필터링하며 저역-통과 또는 대역-통과 필터링할 수 있는 제 1 증폭기 및 필터(F1)를 통하여 분할 유닛(5)의 제 1 입력으로 제공된다. 출력 혼합기(4)의 출력은 저역-통과 또는 대역-통과 필터링할 수 있는 제 2 필터 및 증폭기(F2)를 통하여 분할 유닛(5)의 제 2 입력으로 공급된다. 분할 유닛 (5)은 이중 채널 측정 수신기의 입력들, 즉 공진 모듈(1)의 입력 및 출력 간의 비율을 제공한다.

그러므로, 입력 및 출력 신호는 서로 비교될 것이다. 그러므로,는 공진 모듈에 기인한 감쇠이며, 지수('1')는 신호가 혼합기(3 및 4) 각각에 의해 혼합되었기 때문에 사용된다. 또한, 신호는 상수(k)로 표시되는 도출된 신호에 비례한다. 그리고 나서, 공진 모듈(1)은 분할 유닛(5)의 출력에 의해 동조되어 동조된 주파수에서 자신의 최소 감소를 갖는 일종의 고장률-곡선(bathtub-curve)이 수신되도록 한다.

그러므로, 분할 유닛(5)의 출력은 A/D 변환기(10)에서 아날로그/디지털 변환되어 조절 장치(11)로 제공되는데, 이 장치는 유닛(5)의 출력이 최소가 될 때까지 당업자에게 널리 공지된 방식으로 스테핑 모터를 조절함으로써 동조 절차, 즉 동조 방향을 계산하며 가역 방식으로 공진 모듈(1)을 동조시킨다. 그리고 나서, 그 신호는 그 신호의 순간적인 실제 전력과 무관할 것이다. 동조가 정확한 동조값에 접근할 때 상술된 관계가 보다 더 적합하다는 것을 주의하라.

단지 신호 비율만 존재하기 때문에, 변조의 종류는 신호 전달에 영향을 주지않는다. 그러므로, 공진 모듈(1)의 출력은 자신의 입력과 동일한 형태를 갖는다. 출력과 입력 간에 실제로 적은 시간 지연이 존재하지만, 이 지연은 변조 변화에 대하여 매우 적으며 공진 모듈의 출력측에서 저역 통과 필터를 사용하여 필터링되어 제거된다.

공진 모듈(1)로의 입력 전력은 증폭기(6), 입력 신호를 주파수 분할하는 주파수 카운터(7), 공진 모듈(1)이 동조되어야만 하는 전력과 주파수를 계산하는 처리 유닛(8)을 포함하는 회로에 의해 검출된다. 처리 유닛(8)의 출력은 주파수 발생기의 입력에 제공되어 그 발생기를 실제 주파수 채널에 대한 필터(F1 및 F2)의 중심 주파수로 조절하도록 한다. 다수의 채널(가령, 8, 12, 16, 32 등등의 채널)이 이 방식으로 개별적으로 조절될 수 있다는 것을 주의하라.

그러므로, 공진 모듈(1)의 입력 및 출력 둘 모두를 코히어런트하게 측정하여 신호들 간의 차이를 계산하는 이중 채널 측정 수신기를 구현함으로써, 캐비티(9)의 감쇠에 비례하는 신호를 추론할 수 있다. 변조 방식의 어떤 영향은 모듈(1)의 출력이 어떤 변조 파형과 관계없이 모듈의 입력 및 출력 둘 모두, 즉 이중 채널 수신기로의 입력 둘 모두의 비율이기 때문에 억제될 것이다. 그러므로, 자동-동조의 수행은 종래 기술 수신기에 대하여 본 발명의 측정 수신기에 의해 상당히 개선될 수 있다.

이것은 또한 이중 채널 측정 수신기가 그 자신을 제어한다. 즉, 자동-제어되므로 다른 시스템으로부터 제어될 필요가 없다는 것을 의미한다. 이 종류의 수신기는 결선 등의 임의의 교정을 필요로 하지 않는다. 이중 채널 측정 수신기는 또한그 측정 수신기의 실제 대역 폭에서 변조 형태를 취급할 수 있다. 유닛(5)은 공진 모듈(1)의 각 측으로부터 도출된 신호간의 비율을 발생시킨다. 전력 변화의 영향, 즉, 공진 모듈의 각 측 상에서 신호의 변조는 상쇄되고, 처리 수단(11)이 유닛(5)의 출력이 최소에 도달할 때가지 적은 단계로 공진 모듈(1)을 동조시킴으로써 최적 동조를 발견하는 것이 쉽게된다.

본 발명에 따른 회로가 또한 사용되어 도출 회로의 하나 또는 다른 하나를 비접속시킴으로써 공진 모듈의 입력 신호 및 출력 신호 전력을 개별적으로 측정하도록 한다. 그리고 나서, 분할 유닛(5)의 출력은 개별적으로 측정될 신호에 대한 값을 가질 것이다. 이 특성으로 인해 이중 채널 측정 수신기가 훨씬 더 유용해진다.

도 2는 본 발명에 따른 회로를 가지고 테스트시에 기록된 도면이며, 여기서 곡선은 a) 시간 갭 동안 공진 모듈로의 입력, b)동일한 시간 갭 동안 공진 모듈로부터의 출력, 및 c)동일한 시간 동안 이중 채널 측정 수신기로부터의 출력을 도시한 것이다. 테스트는 공진 모듈(1)의 동조가 종료된 이후에 행하여진다. 신호 변화의 효과가 지워져서 단지 신호 상에서 피할 수 없는 잡음만 유닛(5)의 출력에 남겨진다는 것이 명백해진다.

본 발명이 특정 실시예에 관하여 기술되었지만, 본 발명이 다양하게 변화될 수 있고 등가물이 본 발명의 요소로 대체될 수 있으며 청구항에서 상술된 바와 같은 본 발명의 정신과 범위를 벗어남이 없이 한 실시예에 대해 기술된 다양한 특성이 또한 다른 실시예에 적절할 수 있다는 것을 당업자들은 인지할 것이다. 더구나,청구항으로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 근본적인 교시를 벗어남이 없이 변경이 행하여질 수 있다.

Claims (6)

1. 공진 모듈의 입력 및 출력 전력 신호를 도출하는 수단을 구비하는, 무선 응용을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치에 있어서,

   도출된 전력 신호의 정보 베어링 부분을 서로 분할하여 이들의 비율을 갖도록 하는 수단(5)과, 상기 비율이 최소값에 도달할 때까지 상기 공진 모듈을 동조시키는 수단(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 응용을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공진 모듈(1)에 적응된 주파수 영역으로 설정될 수 있는 발진기 수단 (2)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 응용을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 공진 모듈의 입력 신호의 주파수 및 전력을 도출하기 위하여 접속되며 전력 검출 및 주파수 카운팅 수단의 출력에 근거하여 상기 발진기 수단(2)을 설정하기 위하여 접속되는 전력 검출 및 주파수 카운팅 수단(7, 8)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 응용을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치.
4. 제 2 항 또는 3 항에 있어서,

   상기 공진 모듈(1)의 도출된 입력 및 도출된 출력 각각을 상기 발진기 수단 (2)의 출력과 혼합하는 제 1 및 제 2 혼합 수단(3, 4)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 응용을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치.
5. 제 2 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 혼합 수단(3)의 출력을 필터링하는 제 1 필터링 수단(F1) 및 상기 제 2 혼합 수단(4)의 출력을 필터링하는 제 2 필터링 수단(F2), 및 상기 필터의 출력이 각각의 입력으로 제공되며 자신의 입력 간의 비율이 상기 공진 모듈의 입력 및 출력의 신호 변화에 무관한 신호인 출력을 생성하도록 하는 분할 유닛(5)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 응용을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치.
6. 제 1 항 내지 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 분할 유닛의 출력이 최소값이 될 때까지 상기 공진 모듈을 가역 조절하게 하는 처리 수단(11)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 응용을 위한 공진 모듈을 동조시키는 동조 장치.