KR100199316B1 - 다중 채널 디지탈 송수신기 및 방법 - Google Patents

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KR100199316B1
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파울 펠딩 스미스
존 엠 스미스
알란 피. 롯틴가우스
셰리아 마리에 래더
대니 토마스 핀클리
유다 예후다 루즈
다니엘 모리스 루레이
케빈 마이클 레이어드
토니 코브리네츠
로버트 씨. 엘더
도날드 이. 배일리
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안쏘니 제이. 살리 주니어
모토로라 인크
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Abstract

다중 채널 디지탈 송수신기(400)는 업 링크(uplink) 무선 주파수 신호를 수신하며, 이러한 신호를 디지탈 중간 주파수 신호로 변환한다. 디지탈 컨버터 모듈(426)을 포함하는 디지탈 신호 처리는 다수의 안테나(412)에서 수신된 디지탈 중간 주파수 신호를 선택하고 이들 신호를 기본 대역 신호로 변환하도록 채용된다. 상기 기본 대역 신호는 그로부터 통신 채널을 회복하도록 처리된다. 다운링크(dowmlink)기본 대역 신호도 또한 처리되고, 디지탈 컨버터 모듈(426)내에서 처리하는 디지탈 신호는 다운링크 기본 대역 신호를 디지탈 중간 주파수 신호로 업 변환0, 변조한다. 디지탈 중간 주파수 신호는 아날로그 무선 주파수 신호로 변환되고, 송신 안테나(420)로부터 증폭 및 방사된다.

Description

다중 채널 디지탈 송수신기 및 방법
통신 시스템용 송신기 및 수신기는 일반적으로 광범위하게 변하는 대역폭을 가지며 특정 주파수 범위내에 속할수 있는 다수의 신호중 한 신호를 송신 및 수신하도록 설계된다. 이러한 송신기 및 수신기가 각각 희망한 주파수 대역내에서 전자가 방사선을 방사 또는, 차단한다는 것은 본 기술 분야의 기술자에게는 명백할 것이다. 전자기 방사선은 안테나, 도파관, 동축 케이블 및 광섬유를 포함하는 여러 형태의 장치에 의해 각각 송신기 또는, 수신기로부터 출력 또는, 그들로 입력될 수있다.
이들 통신 시스템 송신기 및 수신기는 다수의 신호를 송신 및 수신할 수 있으나, 그러한 송신기 및 수신기는 일반적으로 서로 다른 주파수 또는, 대역폭을 가지며 송신 및 수신될 각각의 신호에 대해 복제되는 회로를 이용한다. 이러한 회로 복제는 각각의통신 채널용의 완전 독립 송신기 및/또는 수신기를 형성하는 것과 관련한 원가 추가 및 복잡성으로 인해 최선의 광학 다중 채널 통신 유니트 설계 구조체가 아니다.
희망한 다중 채널 광 대역폭을 갖는 신호를 송신 및 또는 수신할 수 있는 또다른 송신기 및 수신기 구조체가 가능하다. 이러한 또다른 송신기 및 수신기는 희망한 대역폭의 신호가 나이키스트 판정에 따라 디지탈화 될 수 있도록 하기에 충분할 정도로 충분히 높은 샘플링 속도로(예를 들면, 디지탈화 될 대역폭의 적어도 두배와 동일한 샘플링 속도로 디지탈화)작동하는 디지타이저(digitizer)(예를 들면, 아날로그-디지탈 컨버터)를 이용할 수도 있다. 후속적으로, 디지탈화 신호는 디지탈화된 대역 폭 내에서 다중 채널 사이에서 미분하기 위하여 디지탈 신호 처리 기술을 이용하여 사전 또는, 사후 처리된다.
도1에는 종래 기술의 송수신기(100)가 도시된다. 무선 주파수(RF) 신호는 안테나(102)에서 수신되고 RF 컨버터(104)를 통해 처리되며 아날로그-디지탈 컨버터(106)에 의해 디지탈화 된다. 디지탈화 신호는 분산 푸리에 변환기(fourier transform)(DFT)(108), 채널 처리기(110)를 통하여 상기 채널 처리기(110)로부터 셀룰러 통신망 및 공증 전화망(PSTN)으로 처리된다. 송신 모두에서, 셀룰러 통신망으로부터 수신된 신호는 채널 처리기(110), 역 분산 푸리에 변화기(IDFT)(114) 및 디지탈-아날고르 컨버터(116)를 통해 처리된다. 디지탈-아날로그 컨버터(116)로부터의 아날로그 신호는 RF 업(up) 컨버터(118)에서 변환되고 안테나(120)로부터 방사된다.
이러한 또다른 형태의 통신 유니트의 단점은 상기 통신 유니트의 디지탈 처리 부분이, 나이키스트 판정이 합성 수신된 전자기 방사선 대역폭을 형성하는 개별 통신 채널의 합과 동일한 수신된 전자기 방사선의 최대 대역폭에 대해 부합되도록 하기에 충분할 정도로 높은 샘플링 속도를 가져야만 한다는 점이다. 만약 합성 대역폭 신호가 충분히 넓으면 통신 유니트의 디지탈 처리 부분은 매우 값비쌀 수도 있으며, 상당한 양의 전력을 소비할 수도 있다. 또한, DFT 또는, IDFT 필터링 기술에 의해 개발된 채널은 전형적으로 서로 인접해 있어야만 한다.
위에서 설명되었고 동일 송신기 및 수신기 회로를 갖춘 대응 채널내에 다수의 신호를 송신 및 수신할 수 있는 송신기 및 수신기와 같은 송신기 및 수신기에 대한 필요성이 존재한다. 그러나 이러한 송신기 및 수신기 회로는 상기 송수신기 구조체와 관련된 통신 유니트 설계의 속박을 감소시키는 것이 바람직하다. 그러한 송신기 및 수신기 구조체가 개발된다면, 이것은 셀룰러 무선 전화 통신 시스템에 이상적으로 적합할 것이다. 셀룰러 기지국은 전형적으로 넓은 주파수 대역폭(예를들면, 824MHz 내지 894MHz) 내에서 다중 채널을 송신 및 수신할 필요가 있다. 마찬가지로, 그러한 다중 채널 송신기 및 수신기 구조체는 각각의 기지국에 대해 (그들의 반대되는 셀룰러 서비스 영역보다) 좁은 서비스 영역을 가질 개인 통신 시스템에 매우 적합할 것이며 그러한 대응하는 다수의 기지국은 주어진 지리적 영역을 커버하는데 필요할 것이다. 기지국을 구입하는 운영자는 이상적으로, 그들의 라이센스 서비스 영역을 통해 설치하기에 덜 복잡하고 원가가 감축된 유니트를 갖기를 원할 것이다. 또다른 장점은 동일 아날로그 신호 처리 부분을 공유하는 다중 채널 통신 유니트의 설계 결과, 셀룰러 및 PCS 제조자에 의해 얻어질 수 있다. 전통적 통신 유니트는 단일 정보 신호 코딩 및 채널화 표준하에서 작동하도록 설계된다. 이와 대조적으로, 이러한 다중 채널 통신 유니트는 이러한 다중 채널 통신 유니트가 여러 정보 신호 코딩 및 표준중 어느것에 따라 작동할 수 있도록, 제조 처리 동안 소프트웨어를 통해서나 또는, 설치후 필드에서 의지에 따라 재프로그래밍될 수 있는 디지탈 신호 처리 부분을 포함한다.
본 발명의 많은 장점 및 특성은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 양호한 실시예에 대한 아래의 상세한 설명에 의해 명백해질 것이다.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것이며 특히, 통신 시스템에서 사용하기 위한 다중 채널 디지탈 송신기, 수신기 및 송수신기에 관한 것이다.
제1도는 종래 기술의 다중 채널 송수신기에 대한 블럭 선도이다.
제2도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 다중 채널 수신기의 블럭 선도이다.
제3도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 다중 채널 송신기의 블럭 선도이다.
제4도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 다중 채널 송수신기의 블럭 선도이다.
제5도는 제2도에 도시되어 있으며, 본 발명의 양호한 실시예에 따라 매 채널당 주사를 제공하도록 수정된 다중 채널 수신기의 블럭 선도이다.
제6도는 본 발명의 또다른 양호한 실시예에 따른 다중 채널 송수신기의 블럭 선도이다.
제7도는 본 발명의 또다른 양호한 실시예에 따른 다중 채널 송수신기의 블럭 선도이다.
제8도는 본 발명의 또다른 양호한 실시예에 따른 다중 채널 송수신기에서 데이타 루팅(routing)에 대한 블럭 선도이다.
제9도는 본 발명의 또다른 양호한 실시예에 따른 다중 채널 송수신기에서 데이타 루팅에 대한 블럭 선도이다.
제10도는 본 발명의 또다른 양호한 실시예에 따른 다중 채널 송수신기에서 데이타 루팅에 대한 블럭 선도이다.
제11도는 제5도의 다중 채널 송수신기용으로서, 본 발명의 또다른 양호한 실시예에 따른 디지탈 컨버터 모듈에 대한 블럭 선도이다.
제12도는 본 발명에 따른 디지탈 다운(down) 컨버터의 양호한 실시예에 대한 블럭 선도이다.
제13도는 본 발명에 따른 디지탈 업(up) 컨버터의 양호한 실시예에 대한 블럭 선도이다.
제14도는 본 발명에 따른 디지탈 업 컨버터에 적응 시킬수 있는 업 컨버터에 대한 블럭 선도이다.
제15도는 본 발명에 따른 디지탈 업 컨버터에 적응 시킬수 있는 변조기에 대한 블럭 선도이다.
제16도는 본 발명에 따른 디지탈 업 컨버용의 업 컨버터/변조기의 양호한 실시예에 대한 블럭 선도이다.
제17도는 본 발명에 따른 채널 처리기 카드의 양호한 실시예에 대한 블럭 선도이다.
제18도는 본 발명에 따른 채널 처리기 카드의 또다른 양호한 실시예에 대한 블럭 선도이다.
제19도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 주사 절차를 설명하는 플로우챠트이다.
본 발명은 고도의 가요성과(flexibility) 용장도(redundancy)를 갖추고 있으며 셀룰러 또는, PCS 통신 시스템에 특히 적응할 수 있는 광대역 다중 채널 송신기 및 수신기(송수신기)에 관한 것이다. 상기 송수신기는 섹터화(sectorized) 셀룰러 작동, 다이버시티(diversity) 수신, 용장도 또는, 양호하게는 이러한 특성 모두의 결합을 감축된 원가로 향상된 사용자 용량을 갖추고서 다중 안테나에 지원한다. 본 발명의 송수신기는 실제 디지탈 처리 및 다이나믹 장비 공유(DES)의 합체를 통하여 성능을 향상시키는 실제적 구조를 통하여 상기 특성 및 다른 많은 특성을 성취한다.
제4도에서, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 송수신기(400)가 도시된다. 설명을 용이하게 하기 위하여 송수신기(400)의 광폭 다중 채널 디지탈 수신기 부분(200) 및 송신기 부분(300)의 양호한 실시예가 도시된다. 더 나아가, 본 발명의 양호한 실시예를 나타내기 위하여, 셀룰러 무선 주파수(RF) 대역에서 작동할 수 있는 송수신기가 제시된다. 그러나, 본 발명은 예를들면, PCS 또는, 유사한 대역을 포함하는 어떤 RF 통신 대역도 서비스 하는데 쉽게 적응할 수 있음을 이해해야 한다.
제2도에서, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 광대역 다중 채널 디지탈 수신기 부분(수신기)(200)이 도시된다. 수신기(200)는 안테나(202)에서 수신된 RF 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환시키기 위해 다수의 무선 주파수 믹서(mixer)(204)에 각각 결합된 다수의 안테나(개별 안테나1,2, . . . ,n-1)를 포함한다. 믹서(204)는 수신된 RF 신호를 사전 조정하고, 관심 있는 특정 RF 대역를 분리시키며, 상기 RF 신호를 희망하는 IF 신호에 혼합하기 위하여 적어도 필터, 증폭기 및 발진기를 포함함을 알아야 한다.
IF 신호는 그 다음 관심있는 전체 대역이 디지탈화 되는 다수의 아날로그-디지탈 변환기(ADC)(210)와 통신된다. 종래 광대역 수신기의 한가지 단점은 전체 대역을 완전히 그리고 정확히 디지탈화 하기 위한 ADC는 매우 높은 샘플링 속도로 작동하는 요구 조건 이었다. 예를들면, 셀룰러 A 및 B 대역은 RF 스펙드럼의 25 MHz를 점유한다. 공지의 나이스키스트 판정에 따르면, 전체 셀룰러 대역을 단일 ADC로 정확히 디지탈화 하기 위해서는 50MHz 이상의 샘플링 속도(또는, 매초당 5천만 샘플, 50Ms/s)로 작동할 수 있는 장치를 필요로 한다. 그러한 장치는 더 일상적으로 되어가고 있으며, 적어도 ADC 기술을 이용하는 것은 본 발명의 범위 내에서 기도된다. ADC(210)는 IF 신호를 디지탈화 하여, 디지탈 신호를 발생한다. 이러한 디지탈 신호는 그다음, 디지탈 다운 컨버터(DDC)(214)와 통신된다.
제12도에 좀더 명확히 도시된, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 DDC(214)는 DDC(214)로 하여금 다수의 안테나(202)중 어느 하나로부터 IF 신호를 선택하도록 허용하는 스위치(1216)를 포함한다. 스위치(1216)의 상태에 근거하여, DDC(214)는 양호한 실시예에서 뒷면 상호 접속부(1108)(제11도)를 통하여 선택된 안테나와 결합된 ADC(210)로부터 디지탈 워드의 고속 스트림(예를들면, 약 60 MHz)을 받아들인다. DDC(214)는 특정 주파수(디지탈 도메인(domain)에서)를 선택하고, 데시메이션(decimation)(속도 감축)을 제공하며, 상기 신호를 통신 시스템의 채널과 연관된 대역폭으로 여파하는 작동을 할 수 있다. 특히 제12도와 관련하여, 각각의 DDC(214)는 수동 제어 발진기(NCO)(1218) 및 복합 배율기(1220)를 포함하여, 디지탈 워드 스트림 상에서 다운 변환을 수행한다. 이것은 제1 다운 변환이 믹서(204)에 의해 수신된 아날로그 신호 상에서 수행되었으므로 제2 다운 변환임을 알아두자. 다운 변환 및 복합 배율의 결과는 0 Hz의 중심 주파수(기본 대역 또는 IF)로 특별히 변경된, 동위상 I 및 좌표 Q 성분을 갖는 좌표에서의 데이타 스트림이다. 상기 데이타 스트림의 I 및 Q 성분은 각각 한쌍의 데시메이션 필터(1222)와 통신하여, 대역폭 및 데이타 속도를 처리될 특정 통신 시스템 공기 인터페이스(공통 공기 인터페이스 즉, CAI)에 적합한 속도로 감소시킨다. 양호한 실시예에서, 데시메이션 필터의 데이타 속도 출력은 CIA의 희망 대역폭의 약 2.5배이다. 희망 대역폭은 양호한 데시메이션 필터(1222) 출력 속도를 변경시킬 수도 있다. 데시메이션 데이타 스트림은 저역통과 여파되어, 어떤 바람직하지 않는 성분도 디지탈 필터(1224)를 통해 제거하게 된다. 데시메이션 필터(1222) 및 디지탈 필터(1224)는 대충의 선택도를 제공하며, 최종 선택도는 공지의 방식으로 채널 처리기(228) 내에서 이루어 진다.
제2도에서 알게 되듯이, 다수의 DDC(214)는 양호한 실시예에서 제공되며, 각각 ADC(210)에 상호 접속된다. 각각의 DDC(214)는 다수의 ADC(210)/안테나(202)중 하나를 선택할 수 있고, 그들로부터 뒷면(1106)을 통하여 고속 디지탈 워드 스트림을 수신하게 된다. DDC(214)의 출력인 저속 데이타 스트림(예를들면, 약 10MHz의 기본 대역 신호)은 출력 포매터(formatter)(1232)를 통하여 다수의 채널 처리기(228)와 통신하기 위하여 데이타 도메인 멀티플렉스(TDM) 버스(226)에 접속된다. DDC의 출력을 TDM 버스(224) 상에 배치함으로써, 채널 처리기(228)중 어느 하나로 하여금 기본 대역 신호를 수신하기 위해 DDC(214)중 어느 하나를 선택 하도록 할 수 있다. 채널 처리기(228) 또는, DDC(214)의 고장의 경우, 채널 처리기(228)는 제어 버스(224) 및 제어 인터페이스(1234)를 통하여 유효 채널 처리기를 유효 DDC에 적절한 회선 자동 선택/중재 처리로 유효 DDC에 상호 접속하여, 두 채널 처리기가 동일 DDC에 억세스 하기위해 시도하는 것을 방지하는 작동을 할수 있다. 그러나, 양호한 실시예에서, DDC(214)는 특정 채널 처리기(228)에 상호 접속하기 위하여 TDM 버스(226)상에 전용 시간 슬로트를 할당받는다.
채널 처리기(228)는 디지탈 워드 스트림 처리 변수를 세트하기 위하여 제2 제어 신호를 제어 버스(224)를 통하여 DDC(214)에 전송하는 작동을 할 수 있다. 즉 채널 처리기(228)는 디지탈 데이타 스트림을 처리하기 위하여 DDC(214)로 하여금 다운 변환 주파수, 데시메이션 속도 및 필터 특성(예를들면, 대역폭 공간 등)을 선택 하도록 명령할 수 있다. NCO(1218), 복합 배율기(1220), 데시메이터(1222) 및 디지탈 필터(1224)는 수치 제어에 응답하여 신호 처리 변수를 수정하게 된다. 이것은 수신기(200)로 하여금 다수의 서로 다른 공기 인터페이스 표준에 맞는 통신 신호를 수신하도록 허용한다.
제2도를 참조하면, 본 발명의 수신기는 다수의 수신기 뱅크(230,230'로 도시된 두 수신기 뱅크)를 더 제공한다. 각각의 수신기 뱅크(230, 230')는 무선 주파수 신호를 수신 및 처리하기 위한 TDM 버스(226)앞의 위에서 설명된 소자를 포함한다. 본 발명으로 다이버시티 수신을 제공하기 위하여, 한쌍의 인접 안테나, 즉, 각각 수신기 뱅크(230, 230')와 연결된 안테나(202)으로부터의 한 안테나 및 안테나(202')로부터의 한 안테나(개별적으로 2,4, . . . , n으로 언급됨)가 통신 시스템의 섹터를 서비스 하도록 설계된다. 각각의 안테나(202, 202')에서 수신된 신호는 수신된 신호는 수신기 뱅크(230, 230')를 통해 독립적으로 처리된다. 수신기뱅크(230, 230')의 출력은 비록 단일 버스가 사용될 수도 있는 것으로 이해되지만, 각각 TDM 버스(226, 226') 상에서 채널 처리기(228)와 통신되며, 여기서 다이버시티 수신이 완료된다.
채널 처리기(228)는 기본 대역 신호를 수신하며, 요구되는 기본 대역 신호 처리 감도를 수행하여, 통신 채널을 회복시킨다. 이러한 처리는 적어도 아날로그 CAI 통신 시스템에서 오디오 여파, 디지탈 CAI 통신 시스템에서 순방향 에러 정정을 포함하며, 모든 통신 시스템에서 신호 강도 표시(RSSI)를 수신한다. 각각의 채널 처리기(228)는 트래픽 채널을 독립적으로 회복한다. 더 나아가, 다이버시티를 제공하기 위하여, 각각의 채널 처리기(228)는 섹터에 할당된 상기 안테나 쌍 각각에 따르도록 작동할 수 있으며, 그에따라, 매 안테나당 하나씩 두 기본 대역 신호를 수신 및 처리하게 된다. 채널 처리기(228)에는 통신망과의 인터페이스(436)(제4도)가 제공되며, 예를들면, 셀룰러 통신 시스템에서 적절한 상호 접속부를 통하여 기지국 제어기 또는, 이동 스위칭 센터와의 인터페이스가 제공된다.
제17도에서, 채널 처리기(228)의 양호한 실시예가 도시된다. 설명되는 바와 같이, 각각의 채널 처리기는 송신 및 수신 작동 모두에 대해 작동할 수 있다. 양호한 실시예에서, 각각의 채널 처리기(228)는 송신 및 수신 모두에서 통신 시스템의 최고 8통신 채널 까지(다이버시티로 수신 모드에서 4 채널)를 서비스 할 수 있다. TDM 버스(226 또는, 226')로부터의 저속 기본 대역 신호는 입력/출력(I/O) 포트(1740, 1740')에서 각각 수신되며, 한쌍의 처리기(1742, 1742')와 통신된다. 각각의 처리기 (1742, 1742')와 연결되는 것은 디지탈 신호 처리기(DSP)(1744, 1744') 및 메모리(1746, 1746')이다. 각각의 처리기(1742, 1742')는 4 통신 채널을 서비스 하는 작동을 한다. 제17도에서 알 수 있는 바와 같이, 양호한 실시예에서, 처리기(1742, 1742')는 양호한 다이버시티 장치에서 요구될 때 수신기 뱅크(230, 230')중 어느 하나 또는, 둘 모두에 귀를 기울이도록 구성된다. 이러한 구조는 다이버시티를 인에이블링하는 동안 용장도를 제공한다. 이러한 수신 모드에서, 만약 처리기(1742, 1742')중 하나가 고장이면 다른 처리기(1742, 1742')가 다른 수신기 뱅크로부터 업링크 기본 대역 신호를 처리할 수 있을 때까지 단지 다이버시티 만이 손실된다. 처리기(1742, 1742')는 적절한 다이버시티 선택 또는 다이버시티 결합 처리 능력으로 이행될 수 있다. 처리기(1742, 1742')는 설명된 바와 같이, 제어 정보를 처리, I/O 포트 (1740, 1740') 및 제어 버스(224)를 통하여 DDC(214)와 통신하기 위하여 각각 제어 소자(1748, 1748')와 더 통신한다.
제17도 및 제4도를 참조하여, 송수신기(400)의 송신기 부분(300)(송신기)이 설명될 것이다. 송신 모드에서, 채널 처리기(228)는 통신 채널을 통하여 통신하기 위하여 통신 시스템 통신망으로부터(제17도에 도시되지 않은 인터페이스(436)를 통하여) 다운링크 통신 신호를 수신한다. 이러한 다운링크 신호는 예를들면, 전체 셀(예를들면, 페이지 메시지) 또는, 셀의 특정 섹터(예를들면, 핸드오프 명령) 또는, 다운링크 음성 및/또는 데이타(예를들면, 트래픽 채널)용으로 의도된 제어 또는 시그널링(signalling) 정보일 수 있다. 채널 처리기(228)내에서, 처리기(1742, 1742')는 다운링크 신호에 대해 독립적으로 작용하여, 저속 기본 대역 신호를 발생할 수 있다. 송신 모드에서, 채널 처리기(228)는 8 통신 채널(트래픽 채널, 시그널링 채널 또는, 그들의 조합)을 서비스 할 수 있다. 처리기(1742, 1742')중 하나가 고장이면, 시스템에 대한 영향은 전체 섹터 또는, 셀의 손실이 아니라 용량의 손실이다. 더 나아가, 통신 시스템으로부터 상기 다수의 채널 처리기(228)중 하나를 제거함으로써 단지 8 채널의 손실 만을 가져온다.
송신기(300)를 통한 기본 대역 신호의 처리는 수신기(200)에서 완료된 처리와 상보관계이다. 저속 기본 대역 신호는 비록 단일 버스가 사용될 수 있지만, 채널 처리기(228)로부터 I/O 포트(1740 또는, 1740')를 경유하여 TDM 다운링크 버스(300, 300')와 통신되고, 그로부터 다수의 디지탈 업 컨버터(DUC)(302)와 통신된다. DCU(302)는 기본 대역 신호를 적절한 데이타 속도로 보간한다. 채널 처리기(228)로부터의 모든 기본 대역 신호가 중앙 위치에서 기본 대역 신호를 동일 속도로 합산할 것을 허용하도록 보간이 필요하다. 보간된 기본 대역 신호를 그다음 직각 위상 이동 키잉(QPSK), 차동 직각 위상 키잉(DQSK), 주파수 변조(FM) 또는, 진폭 변조(AM) 신호(I, Q 입력으로, 채널 처리기(228)내에서 변조가 이루어 진다)와 같은 적절한 IF 신호로 업 변환된다. 상기 기본 대역 신호는 이제 0 Hz 로부터 오프셋된 반송파 변조 고속 기본 대역 데이타 신호이다. 오프셋의 크기는 DUC(302)의 프로그래밍에 의해 제어된다. 변조된 기본 대역 신호는 고속 뒷면 상호 접속부(304)상에서 신호 선택기(306)로 통신된다. 신호 선택기는 변조된 기본 대역 신호의 서브 그룹을 선택하도록 작동할 수 있다. 선택된 서브 그룹은 통신 시스템의 특정 섹터내에서 송신될 통신 채널이다. 변조된 기본 대역 신호의 선택된 서브 그룹은 디지탈 합산기(308)와 통신되어 합산된다. 합산된 신호는 뒷면 상호 접속부(1130)를 통하여 디지탈-아날로그 컨버터(DAC)(310)로 아직까지 고속으로 통신되고, IF 아날로그 신호로 변환된다. 이러한 IF 아날로그 신호는 업 컨버터(314)에 의해 RF 신호로 업 변환되고, 증폭기(418)(제4도)에 의해 증폭되며, 안테나(420)(제4도)로부터 방사된다.
양호한 실시예에서, 일단 또다시 향상된 시스템 신뢰도를 제공하기 위하여, 세 DAC가 RF 자체 상에 배치되고 한 DAC가 하나의 RF와 연결되는 세 DAC의 그룹(311)에 다수의 DAC(310)가 제공된다. 이러한 DAC의 그룹(311)은 뒷면 상호 접속부(1130)의 분리된 신호 버스(313)상에서 수신된 세 합산 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 이것은 단일 DAC로 달성될 수 있는 증가된 다이나믹 범위에 대해 제공 된다. 이러한 장치는 DAC중 어느것이라도 고장이면 사용능한 다른 것이 있기 때문에 용장도를 더 제공한다. 그 결과는 전체 섹터 또는, 셀의 손실이 아니라 단지 시스템 용량에 있어서의 감소이다. 통신 시스템의 한 섹터에 대한 신호를 수신하는 DAC의 그룹(311)의 출력은 합산기(312)에서 아날로그 합산되며, 합산된 아날로그 신호는 업 컨버터(314)와 통신된다.
수신기(200)와 유사하게, 송신기(300)는 다수의 송신기 뱅크(330, 330'로 도시된 두송신기 뱅크)와 배열된다. 송신기 뱅크(330, 330')는 채널 처리기(228)와 증폭기(418) 사이에 모든 송신기용 장비를 포함한다. 각각의 송신기 뱅크(330, 330')에 대하여, 통신 시스템의 한 섹터용의 합산된 아날로그 신호를 업 변환하는 업 변환기(314)는 RF 합산기(316)에서 합산된다. 합산된 RF 신호는 증폭기(418)와 통신되고 안테나(420)상에서 방사된다. 전체 송신기 뱅크(330, 330')가 고장이면, 그 영향은 통신 시스템의 전체 부분의 손실이 아니라 시스템 용량의 손실일 뿐이다.
제13도에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 DUC(302)가 도시된다. 양호한 실시예에서, 버스(300, 300')로부터 다운링크 기본 대역 신호를 수신하고 제어 버스(224)로 부터 포매터 회로(1341)를 통하여 제어 신호를 수신하는 업 컨버터/변조기(1340)를 각각 포함하는 다수의 DUC(302)가 제공된다. 업 컨버터/변조기(1340)의 출력은 선택기(306)와 통신된다. 양호한 실시예에서, 선택기(306)는 이중 입력 AND 케이트의 뱅크의 형태를 취하며, 상기 AND 케이트의 한 입력은 데이타 워드 한 비트(즉, 변조된 기본 대역 신호)에 접속된다. 제어 라인을 하이(high)(논리 1)로 유지하여, 출력은 입력의 천이를 따를 것이다. 선택기(306)의 출력은 다른 DCU와 연관된 앞의 디지탈 합산기로부터의 데이타를 다수의 신호 선로(313)상에 부가하는 디지탈 합산기 뱅크(1308)와 통신한다. 표시된 바와 같이, 각각의 신호 선로는 통신 시스템의 한 섹터와 연관되며 합산된 신호를 DAC 그룹(311)에 통신한다. 선택기(306)가 개방되면, 선택기(306)의 출력은 0 으로 되고, 합산기(1308)의 입력으로서, 인입 신호를 불변 상태로 남긴다. 합산기(1038)의 다이나믹 범위내에서 합산된 디지탈 신호를 스케일링하기 위하여 합산기(1038)의 입력, 출력 또는 그들 모두에서 스케일링이 필요할 수도 있음을 이해해야 한다. 이러한 방식으로, 통신 시스템의 특정 섹터를 위해 지정된 신호를 나타내는 DUC의 출력은 아날로그 신호로 변환하기 위해 단일 신호로 합산될 수 있다. 또는, 양호한 실시예에서 달성되는 바와 같이, 세트에서 더 수집될 수도 있으며, 다이나믹 영역을 향상시키고 용장도를 제공하기 위하여 다중 DAC에 의해 아날로그 신호로 변환될 수도 있다.
제14도에서는 본 발명에 따른 I,Q 변조를 위한 업 컨버터(1400)가 도시된다. 상기 업 컨버터(1400)는 각각 기본 대역 신호의 I,Q 부분을 보간하기 위하여 제1 및 제2 보간 필터(1402, 1404)(예를들면, 한정된 임펄스 응답(FIR)필터)를 포함한다. 기본 대역 신호의 보간된 I,Q 부분은 수치 제어된 발진기(1410)로부터 입력을 수신하는 믹서(1406,1408)에서 변환된다. 수치 제어된 발진기(NCO)(1410)는 업 변환 주파수 ω0와 업 변환 주파수에 대해 의존하는 고정 위상 증분인 역 샘플 속도τ와의 곱을 입력으로서 수신한다. 그 곱은 NCO(1410)내에서 위상 어큐뮬레이터(1412)에 공급된다. 위상 어큐뮬레이터(1412)의 출력은 업 변환 신호를 발생하기 위하여 각각 사인 및 코사인 발생기(1414,1416)와 통신되는 샘플 위상 Φ이다. 기본 대역 신호의 업변환된 I, Q부분은 업 컨버터(1400)의 변조된 IF신호 출력을 제공하는 합산기(1418)에서 합산된다.
제15도에서는 위상의 직접 변조인 R,Θ변조에 대한 변조기(1500)가 업 컨버터(1400)를 거쳐서 FM을 발생하는단순화된 방법을 제공한다. 상기 기본 대역 신호는 스케일러(1504)에서 kτ에 의해 스케일링되는 보간 필터(1502)(예를 들면, 및 FIR필터)와 통신된다. 상기 보간 및 스케일링된 기본 대역 신호는 수치 제어된 발진기/변조기(NCOM)(1508)에서 고정된 위상 증분 ωOT와 합산기(1506)에서 합산된다. 이러한 합신호는 동일 위상 Φ를 출력하는 위상 어큐뮬레이터(1510)와 통신되며, 상기 샘플 위상은 그 다음 변조기(1500)의 변조된 IF 신호 출력을 발생하기 위하여 싸인 사인 발생기(1512)와 통신한다.
제14도 및 제15도 에 도시된 장치는 본 발명의 업 컨버터/변조기(1340)에서 사용하기에 적합하다. 그러나, 업 컨버터(1400)는 FM을 발생하는데 대해 효율적이 아니며, 변조기(1500)는 I,Q업 변환을 재공하지 않는다. 제16도에서, I,Q업 변환 및 FM변조 모두를 제공하는 양호한 업 컨버터/변조기(1340)가 도시된다. 보간기/변조기 (1340)는 단일 기본 대역 신호용 I,Q업 변환 또는 두 기본 대역 신호에 대한 R,Θ 를 제공한다.
상기 기본 대역 신호의 I,Q 부분 또는 두 R,Θ 신호는 각각 포트(1602,1604)에서 업 컨버터/변조기(1340)로 입력된다. 신호 선택기(1606, 1608)가 제공되어, 업 컨버터/변조기(1340)의 작동 모드에 근거하여 I,Q 또는 R,Θ 신호 사이에서 선택한다.
I,Q신호의 처리에 있어서, 상기 신호의 Ⅰ부분은 선택기(1606)로부터 보간 필터(예를들면, FIR필터)(1610)와 통신된다. 보간된 Ⅰ신호는 코사인 발생기(1614)로부터의 사인파에 의해 업 변환되어 믹서(1612)와 통신된다. 코사인 발생기(1614)는 위상 어큐뮬레이터(1616)로부터 입력 샘플 위상 Φ을 수신한다. 선택기(1618)가 제공되어, I,Q업 변환을 위해 0입력을 선택한다. 선택기(1618)의 출력은 스케일러(1620)에서 kτ로 스케일링 되어, 가산기(1622)에서 ωoτ에 가산되어 0출력을 발생한다. I,Q/업 변환의 경우 ωoτ인 이러한 합은 위상 어큐뮬레이터(1616)에 입력되어 샘플 위상 출력Φ을 발생한다.
신호의 Q 부분의 처리는 유사한다. Q신호는 선택기(1608)에 의해 선택되고, 보간필터(예를들면, FIR필터)(1626)와 통신된다. 보간된 Q신호는 사인 발생기(1630)로 부터의 사인파에 의해 업 변환되는 믹서(1628)와 통신된다. 사인 발생기(1630)는 I,Q 경우에 위상 어큐뮬레이터(1616)에 의해 발생된 동일 위상 Φ를 선택하는 선택기(1632)로부터 입력을 수신한다. 업 변환된 I,Q신호는 I,Q모드에서 업 컨버터/변조기(1340)의 업 변환/변조된 출력으로서 합산기(1634)에서 합산된다.
R,Θ처리에서, 선택기(1606, 1608)는 두 분리된 신호 R,Θ를 선택한다. R. Θ처리의 경우, 업 컨버터/변조기(340)는 두 R,Θ신호를 동시에 처리하도록 작동할 수 있다. 제1신호 R. Θ-1은 보간 필터(1610)에서 보간 및 여파된다. R,Θ경우에, 선택기(1618)는 스케일러(1620)에서 kτ에 의해 스케일링 되고 가산기(1622)에서 ω0τ에 부가되는 보간된 R, Θ-1신호를 선택한다. 가산기(1622)의 출력은 코사인 발생기(1614)의 입력인 샘플 위상 Φ를 발생하는 위상 어큐뮬레이터(1616)와 통신된다. 코사인 발생기(1614)의 출력은 R,Θ처리 모드에서 업 컨버터/변조기(1340)의 두 변조된 IF신호 출력중 하나이다.
제2 R, Θ 신호 R,Θ-2는 선택기(1608)에 의해 선택되고 보간 필터(1626)와 통신된다. 보간된 R,Θ-2 신호는 kτ에 의해 스케일링되는 스케일러(1636)와 통신된다. 가산기(1638)의 출력은 선택기(1632)에 의해 선택된 출력 샘플 위상Φ을 발생하는 위상 어큐뮬레이터(1640)의 입력이다. 사인 발생기(1630)의 출력은 R,Θ처리 모드에서 업 컨버터/변조기(1340)의 제2의 두 변조된 IF 신호 출력이다.
송수신기(400)의 수신기(200) 및 송신(300) 부분을 분리 설명하면, 송수신기(400)는 제4도를 참조하여 좀더 상세히 설명될 것이다. 송수신기(400)는 한쌍의 송수신기 뱅크(402, 404) 에 구성된다. 각각의 뱅크는 동일하며, 다수의 RF 처리단(406)을 포함한다. 각각 RF 처리단(406)은 안테나(412)로부터 신호를 수신 및 디지탈화하도록 결합되는 RF 믹서(408) 및 ADC(410)를 수용한다. RF 처리단(406)은 세 DAC(414)를 더 포함하며, 상기 DAC의 출력은 합산기(416)에 의해 합산되며, RF 업 컨버터(418)와 통신된다. RF업컨버터(417)의 출력은 송수신기 뱅크(404)로부터의 대응 출력과 합산하기 위하여 RF 합산기(419)와 더 통신된다. 합산된 RF 신호는 안테나 (420)로부터 방사되기 전에 증폭되는 증폭기(418)와 통신된다.
ADC(410)로부터 수신된 신호는 수신 버스(428)를 통하여 다수의 디지탈 컨버터 모듈(DCM)(426)에 상호 접속된다. 마찬가지로, 송신 신호는 DCM(426)으로부터 송신 버스(430)를 경유하여 DAC(414)로 통신된다. 알수 있는 바와 같이, 수신 버스(428) 및 송신 버스(430)는 RF 프레임(432)내의 뒷면 구조체에 설비된 고속 데이타 버스이다. 양호한 실시예에서, 뒷면을 통한 통신은 약 60MHz이나, 상기 소자의 물리적 근접 관계는 고속 데이타 신호에서 중대한 에러 없이, 그러한 고속 통신에 대해 허용한다.
제11도에서는 DCM(426)의 양호한 실시예가 도시된다. DCM(426)은 송신 및 수신 신호 처리를 제공하기 위하여 다수의 DDC 응용 특정 집적 회로(ACIC)(1102)및 다수의 DUC ASIC를 포함한다. 수신 신호는 안테나(412)로부터 수신 뒷면 상호 접속부(1108), 뒷면 수신기(1106) 및 버퍼/구동기 뱅크(1107)을 통하여, 통신 링크(1110)를 지나 DDC ASIC(1102)와 통신된다. 양호한 실시예에서, DCM(426)은 10 DDC ASIC(1102)를 포함하며, 각각의 DDC ASIC(1102)는 위에서 설명된 바와 같이, 세개별 DDC를 구비하고 있다. DDC ASIC(1102)중 8개의 통신 채널 기능을 제공하며, DDC ASIC(1102) 중 둘은 주사 기능을 제공한다. DDC ASIC(1102)의 출력은 링크(1112), 뒷면 포매터(1114) 및 뒷면 구동기(1106)를 경유하여 뒷면 상호 접속부(1118)와 통신된다. 뒷면 상호 접속부(1118)로부터 수신 신호는 처리가 단(446)에 배열된 다수의 채널 처리기(448)와 통신하기 위하여 인터페이스 매체(450)(제4도)와 통신된다.
송신 모드에서, 송신 신호는 채널 처리기(448)로부터 인터페이스 매체(450) 및 뒷면 상호 접속부(1118)를 통하여 송신 뒷면 수신기(1120)로, 선택기/포매터(1124)를 경유하여 다수의 DUC ASIC(1104)로 통신된다. 각각의 DUC ASIC(1104)는 4개별 DUC 를 포함하며, 위에서 설명된 바와 같이, DUC는 R,0모드에서 4통신 채널, I,Q모드에서 2통신 채널을 처리하기위한 것이다. DUC ASIC(1104)는 DAC (1104)와 통신하기 위하여 링크(1126)를 통하여 송신 뒷면 구동기(1128) 및 뒷면 상호 접속부(1130)와 통신된다.
일반적으로 (460)으로 표시된 DCM(426)의 소자에 클럭 신호를 제공하기 위하여 적절히 제공되어 왔음을 이해해야 한다.
DCM(426)과 채널 처리기(448) 사이의 인터페이스 매체(450)에 대해서는 이것이 어떤 적절한 매체가 될 수도 있다. 예를들면, 인터페이스 매체는 마이크로파 링크, TDM 스판 또는 광섬유 링크일 수도 있다. 그러한 배열은 채널 처리기(448)로 하여금 DCM(426) 및 RF 처리단(406)에 대해 실제로 원격 배치되도록 허용한다. 따라서 채널 처리 기능은 중앙에서 달성될 수 있으나 송수신기 기능은 통신 셀 위치에서 달성될 수 있다. 이러한 배열은 통신 장비의 실제적 부분이 실제 통신 셀 위치와 원격 배치될수 있으므로 통신 셀 위치의 구조를 단순화 한다.
제4도에서 도시한 바와 같이, 송수신기(400)는 매 DCM(426) 당 12통신 채널 능력을 갖춘 세DCM(426)을 포함한다. 이러한 장치는 시스템 신뢰도를 제공한다. DCM(426)이 고장이면, 시스템은 유효 통신 채널의 한 부분만을 잃게 된다. 더 나아가, DCM은 다중 공기 인터페이스 능력을 제공하도록 수정될수 있다. 즉, DCM상의 DDC 및 DCU는 특정 공기 인터페이스용으로 개별 프로그램된다. 따라서, 송수신기(400)는 다중 공기 인터페이스 능력을 제공한다.
위에서 알수 있듯이, 송수신기(400)의 구조에 대해 여러 장점이 있다. 제5도에는 제2도의 수신기(200)와 매우 유사한 송수신기(400)의 수신기(500)가 도시된다. 다수의 DDC(214) 및 상호 접속TDM 버스(226)는 단지 명료하게 하기 위하여 제거되었으며, 수신기(500)가 이러한 소자들을 포함하고 있음을 알아야 한다. 수신기(500)는 안테나(508)/믹서(509)로부터 업링크 디지탈 신호를 수신하기 위하여 그리고 데이타 버스(514)를 경유하여 채널 처리기(510)로 데이타 신호를 통신하기 위하여 선택기(504)를 통하여 ADC(506)에 상호 접속된 추가의 DDC(502)를 포함한다. 작동 기간 동안 채널 처리기(510)는 통신 셀에서 최상의 안테나를 통해 통신하고 있는가를 판정하기 위하여 현재 통신 채널을 처리하고 있는 안테나 이외의 다른 안테나를 검사할 필요가 있다. 즉, 통신 셀의 다른 섹터를 서비스 하는 안테나가 더 나은 통신 질을 제공할 경우, 통신 링크는 그 안테나 상에서 다시 설정되어야 한다. 더 나은 통신 질을 제공하는 그러한 안테나의 유효성을 경정하기 위하여 채널 처리기는 통신 셀의 각각의 섹터를 주사한다. 본 발명에서, 이러한 것은 채널 처리기(510)로 하여금 DDC(502)를 정지 시키게 하고, 제어 버스(512)를 통하여 통신 셀에서 각각의 안테나로 부터 통신을 수신하도록 프로그래밍 함으로써 달성된다. 예를 들면 수신된 신호 강도 표시(RSSI) 및 그러한 종류의 것과 같은 수신정보는 더 나은 안테나가 존재하는가의 여부를 결정하기 위해 채널 처리기(510)에 의해 평가된다. DDC(502)에서의 처리는 채널 처리기(510)의 명령 하에서DDC(502)가 활성 통신 채널에 서비스 하는 단일 안테나에 대립된 통신 셀에서 다수의 안테나로부터 신호를 수신한다는점을 제외하면 DDC(214)성취도는 처리와 동일한다.
제19도는 이러한 매 채널 주사 특성을 달성하는 방법(1900-1926)을 설명하고 있다. 이 방법은 블럭(1900)에서 시작하여, 타이머가 세트되는 블럭(1902)으로 진행한다. 채널 처리기는 그 다음, DDC(302)가 유휴(idle) 인가를 검사하고(1904) 즉, 다른 채널 처리기를 위해 주사를 현재 실행하지 않는가를 검사하고, 만약 유휴이면, 제어 버스(312)도 또한 유휴인가를 검사한다(1906). 만약 유휴이면 타이머가 정지되고(1908) , 채널 처리기(310)는 제어 버스(312)를 정지시킨다(1909). 만약 채널 처리기(310)가 제어 버스(312)를 정지시킬수 없으면(1912), 상기 방법은 블럭(1902)으로 되돌아 루프된다. DDC(312)나 또는 제어 버스(312)가 아니면 시간 종료 검사가
이루어지고(1910), 시간종료에 이르지 않은 경우 상기 방법은 DDC가 유효하게 되었는가를 검사하기 위해 되돌아 루프된다. 시간 종료에 도달되면 에러가 보고되고
(1920)즉, 채널 처리기(310)는 희망하는 주사를 달성할 수 없었다.
제어 버스(312)가 성공적으로 정지되면(1912) 채널 처리기는 주사 기능을 위해 DDC(302)를 프로그래밍한다(1914). 그러나DDC(302)가 활성화 되면(1916) 프로그래밍은 중지되고 에러가 보고된다(1920). 그렇지 않을 경우, DDC(302)는 프로그래밍을 받아들이고 여러 안테나(308)로부터 샘플 수집을 시작한다(1918). 모든 샘플이 수집되면(1922) DDC는 유휴 상태로 프로그래밍 되고(1924) 상기 방법은 종료된다(1926). 송신기(400)의 특성은 시그널링을 특정 섹터 또는 통신 채널의 모든 섹터에 제공하는 능력이다. 제3도 및 제3도를 참조하면, 업 컨버터/변조기(1340)는 통신 셀의 특정 섹터로 지정될 다수의 업 컨버터/변조기( 1340)로부터 출력을 선택하는 작동을 하는선택기(305)와 통신된다. 제3도에서 설명된 바와 같이, 3섹터 통신 셀에 대하여 통신 셀의 3섹터에 대응하는 3데이타 선로(313)가 제공되고 선택기(306)의 기능은 업 컨버터/변조기(1340)의 출력을 이들 3데이타 선로중 하나에서 합산하는 것이다. 이러한 방식으로, 업 컨버터/변조기(1340)로부터의 다운링크신호는 통신 셀의 적절한 섹터와 통신된다.
그러나, 선택기(306)는 업 컨버터/변조기(1340)의 출력을 신호 선로(313) 모두에 인가하는 작동을 더 할 수 있다. 이 경우, 업 컨버터/변조기(1340)로부터의 다운링크 신호는 통신 셀의 모든 섹터와 통신된다. 따라서, 시멀케스트를 통한 포괄 유사 시그널링 채널은 업 컨버터/변조기를 시그널링 채널로 지정하고 선택기(306)를 프로그래밍하여, 이러한 업 컨버터/변조기로부터의 다운링크 신호를 통신 셀의 모든 섹터기를 재프로그래밍하여 시그널링 업 컨버터/변조기(1340)로부터의 다운링크 신호를 통신 셀의 하나 이상의 섹터와 통신하게 됨으로써 달성된다.
제6도에는 송수신기(400)에 대해 설명된 기능 소자를 포함하면서 다른 구조의 장치를 제공하는 송수신기(600)가 도시된다. 송수신기(600)는 채널 처리기 내에서 업링크 디지탈 다운 변환 및 대응 다운링크 디지탈 업 변환을 제공한다. 그 다음, 상기 채널 처리기는 고속 링크를 통하여 RF 하드웨어와 상호 접속된다.
수신 모드에서, RF 신호는 안테나(602)(개별 번호 1,2,...,N) 에서 수신되며, 관련 수신 RF 처리 단(604)과 통신된다. 각각의 수신 RF 단(604)은 RF 다운 컨버터(606) 및 아날로그-디지탈 컨버터(608)를 포함한다. 수신 RF 단(604)의 출력은 업 링크 버스(610)를 통하여 다수의 채널 처리기(612)와 통신되는 고속 디지탈 데이타 스트림이다. 업링크 버스(610)는 광섬유 버스 또는 그러한 종류의 것과 같은 적절한 고속 버스이다. 채널 처리기(612)는 안테나로부터 데이타를 수신하기 위해 안태나 중 하나를 선택하기 위한 선택기와, 상기 안테나 중 하나로부터 데이타 스트림을 선택 및 처리하여 통신 채널을 회복하기 위한 DDC 및 다른 기본 대역 처리 성분(613)을 포함한다. 통신 채널은 그 다음, 적절한 상호 접속부를 통하여 셀룰러 통신망 및 PSTN에 접속된다.
송신 모드에서, 다운링크 신호는 셀룰러 통신망 및 PSTN으로부터 채널 처리기(612)에 의해 수신된다. 채널 처리기는 다운링크 데이타 스트림을 송신 버스(616)를통하여 송신 RF 처리단(614)과 통신하기 전에 다운링크 신호를 업 변환 및 변조하기위한 업 컨버터/변조기(615)를 포함한다. 송신 버스(616)가 적절한 고속 버스임을 이해해야 한다. 송신 처리 단(614)은 다운링크 데이타 스트림을 처리하기 위하여 디지탈 합산기(618), DAC(620)및 RF 업 컨버터(622)를 포함한다. RF 아날로그 신호는 그 다음, 아날로그 송신 버스(624)를 통하여 전력 증폭기(626) 및 RF 아날로그 신호가방 사되는 안테나(628)와 통신된다.
제7도에는 송수신기(400)에 대해 설명된 상기 기능 소자도 또한 포함하면서 다른 구조의 장치도 제공하는 송수신기(700)가 도시된다. 송수신기(700)는 섹터화된 통신 시스템의 단일 섹터용으로 설명된다. 송수신기(700)는 다수의 섹터를 서비스하도록 쉽게 수정됨을 이해해야 한다.
수신 모드에서, RF 신호는 안테나(702)에 의해 수신되고, 수신 RF 처리단(704)와 통신된다. 수신 RF 처리단(704) 각각은 RF 다운 컨버터(703) 및 ADC(705)를 포함한다. 수신 RF 처리단(704)의 출력은 고속 뒷면(706)을 통하여 다수의 DDC(708)와 통신되는 고속 데이타 스트림이다. DDC(708)는 위에서 설명된 바와 같이, 고속 데이타 스트림을 선택하고 상기 데이타 스트림을 다운 변환하는 작동을 한다. DDC(708)의 출력은 버스(710, 712)상에서 채널 처리기(714)와 통신되는 저속 데이타 스트림이다. 채널 처리기(714)는 위에서 설명된 바와 같이, 통신 채널을 처리하고 상기 통신 채널을 채널 버스(716) 및 통신망 인터페이스(718)를 통하여 셀룰러 통신망 및 PSTN과 통신하도록 작동한다. 송수신기(700)의 DDC(708)는 적절한 고속 뒷면 상호 접속부를 갖추고서 채널 처리기 단에 바람직하게 배치될 수도 있다.
송신 모드에서, 다운링크 신호는 셀룰러 통신망 및 PSTN으로부터 인터페이스(718) 및 버스(716)를 통하여 채널 처리기(714)와 통신된다. 채널 처리기(714)는 다운링크 신호를 아날로그 IF 신호로 업 변환 및 디지탈화 하기 위한 DUC 및 DAC를 포함한다. 아날로그 IF 신호는 동축 케이블 상호 접속부(722) 또는 다른 적절한 상호 접속 매체를 통하여, 다운링크 신호가 다른 다운링크 아날로그 IF 신호와 결합되는 송신 매트릭스(724)와 통신된다. 결합된 아날로그 IF 신호는 그 다음, 동축 상호 접속부(726)를 통하여 RF 업 컨버터(728)와 통신된다. RF 업 컨버터(728)는 IF 신호를 RF 신호로 변환한다. 업 컨버터(728)로부터의 RF 신호는 합산기(730)에서 RF 합산되며, 전력 증폭기 및 송신 안테나(도시되지 않음)와 통신된다.
송수신기(700)로부터 알수 있는 바와 같이, 다운링크 신호상에서의 고속 데이타 처리 즉, 디지탈 업 변환은 채널 처리기(714)내에서 유익하게 달성된다. 채널 처리기(714)의 양호한 실시예는 제18도에 도시된다. 채널 처리기(714)는 유사 소자가 유사 도면 부호를 갖는 제17도에 도시된 채널 처리기(228)와 모든 양상에서 유사하다. 채널 처리기(714)는 이러한 소자들 뿐만 아니라 DUC(1802)를 포함하며, 상기 DUC(1802)는 처리기(1742, 1742')로부터 다운링크 신호를 수신하도록 결합된다.
DUC(1802)는 다운링크 신호가 아날로그 IF 신호로 변환되는 DAC(1806)와 통신되는 다운링크 신호를 업 변환한다. 아날로그 IF 신호는 포트(1740, 1740')를 통하여 송신 매트릭스(724)와 통신된다.
제8도, 제9도 및 제10도 및 도 10에는 송수신기(400)의 소자를 상호 접속하기 위한 장치가 도시된다. 단일 성분의 고장으로 인한 전체 셀의 손실을 피하기 위하여, 성분의 데이지 체인(daisy chain) 상호 접속이 회피된다. 제8도에 도시된 바와 같이, 그리고 예를들면, 다운링크 장치에서, 선택기(800)는 DUC(804) 및 DAC(806) 전에 DCM(802)에 제공된다. 직접 데이타 링크(808)는 DUC(804)로부터 선택기(800)까지, DCM(802)로부터 DCM(802)까지 그리고 최종적으로 DAC(806)까지 제공된다. 바이패스 데이타 링크(810)에는 직접 데이타 링크(808)로의 태핑(tapping)이 제공된다. 작동에 있어서, 하나 이상의 DCM(802)이 고장이면, 선택기(800)는 적절한 바이패스 데이타 링크(810)를 활성화 시켜, 고장난 DCM(802)을 바이패스하고 증폭기(812) 및 송신 안테나(814)와 신호의 계속된 통신을 허용하는 작동을 한다. 업링크 소자는 유사하게 접속되어, 송수신기의 결함을 견뎌내는 수신기 부분을 제공하게 된다.
제9도에는 또다른 장치가 도시된다 제9도에서, 채널 처리기(920)는 TDM 버스(922)를경유하여 DCM(902)에 상호 접속된다. DCM은 제8도에 설명된 바와 같이 상호 접속되며, 각각의 DCM(902)과 연관된 선택기(900)는 도시되지 않으며, 선택기는 DCM(902)에 직접적으로 쉽게 설치될 수도 있음을 이해해야 한다. 바이패스 링크 (924)는 채널 처리기(920)를 관련 DCM에 직접 상호 접속하고 DCM(902)내의 추가 선택기(도시되지 않음)에 접속한다. TDM 버스(922)를 곤란한 상태로 만드는 채널 처리기(920)의 고장 또는, TDM 버스(922) 그 자체의 고장인 경우, DCM(902)내의 선택기는 적절한 바이패스 링크(924)를 활성화 시켜 DAC(906), 증폭기(912) 및 송신안테나(914)와 신호의 연속된 통신을 허용할 수 있다.
제10도에는 또다른 장치가 도시된다. 또다시, DCM(1002)은 제8도에 설명된 바와 같이 상호 접속된다. 제10도에서, 직접 링크(1013)는 채널 처리기(820)를 데이지 체인 형태로 상호 접속하고, 각각의 채널 처리기(1020)의 출력은 합산기(1032)에서 합산되며 TDM 버스(1034)상에서 DCM(1002)과 통신된다. 제 2버스를 형성하는 바이패스 링크(1036)는 제8도에서 DCM(802)용으로 설명된 것과 유사한 방식으로 선택기(1038)에 대해 제공된다. 상기 채널 처리기중 어느 하나가 고장일 경우, 잔여 채널 처리기(1020)로부터의 신호는 DCM(802)에 대해 설명된 것과 유사한 방식으로 고장난 채널 처리기를 돌아서 선택기(1000), DAC(1006), 증폭시(1012) 및 안테나(1014)로 전송된다.
본 발명의 많은 장점 및 특성은 여러 양호한 실시예에 대한 상기 설명으로부터 명백해질 것이다. 많은 다른 실시예, 장점 및 특성은 첨부된 청구 범위로부터 이해되는 바와 같이 그 공정한 범위내에 속함을 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 무선 주파수 신호를 수신하기 위한 다수의 안테나; 상기 다수의 안테나 각각에 결합되고 무선 주파수 신호를 중간 주파수 신호로 변환 시키는 작동을 할수 있는 다수의 무선 주파수 컨버터; 상기 무선 주파수 컨버터 각각에 결합되어 중간 주파수 신호를 디지탈 신호로 변환 하기 위한 다수의 아날로그-디지탈 컨버터; 상기 아날로그-디지탈 컨버터에 결합되고, 디지탈 신호 중 한 신호를 선택하여 상기 디지탈 신호중 한 신호를 기본 대역 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 작동을 할 수 있는 스위치된 디지탈 다운 컨버터; 및 상기 스위치된 디지탈 다운 컨버터에 결합되어, 기본 대역 중간 주파수 신호내에 포함된 다수의 통신 채널중 한 채널을 회복시키기 위한 채널 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지탈 수신기.
  2. 다수의 안테나에서 무선 주파수 신호를 수신하는 단계; 상기 무선 주파수 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 단계; 상기 중간 주파수 신호를 디지탈 신호로 변환하는 단계; 상기 디지탈 신호중 한 신호를 선택하는 단계; 상기 디지탈 신호중 한 신호를 시본 대역 중간 주파수 신호로 디지탈식으로 다운 변환하는 단계; 및 기본 대역 중간 주파수 신호를 처리하여, 여기에 포함된 다수의 통신 채널중 한 채널을 회복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한는 무선 주파수 통신의 수신 방법.
  3. 제2항에 있어서, 시간 도메인 멀티플렉스 통신 매체를 통하여 기본 대역 중간 주파수 신호를 통신하는 단계를 더 포함하는 을 특징으로 하는 무선 주파수 통신의 수신 방법.
  4. 제1수신기 뱅크가 각각 제1다수의 안테나에 접속되고 상기 제1다수의 안테나에서 수신된 무선 주파수 신호를 제1세트의 중간 주파수 신호로 변환하는 작동을 할수 있는 제1다수의 무선 주파수 컨버터, 각각의 상기 제1다수의 무선 주파수 컨버터에 결합되어, 상기 제1세트의 중간 주파수 신호를 제1세트의 디지탈 신호로 변환하기 위한 제1다수의 아날로그-디지탈 컨버터, 및 상기 제1다수의 아날로그-디지탈 컨버터에 결합되어, 상기 제1세트의 디지탈 신호 중 한 신호를 선택하고 상기 제1세트의 디지탈 신호중 한 신호를 제1기본 대역 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 작동을 할 수 있는 제1스위치된 디지탈 다운 컨버터를 포함하는 상기 제1수신기 뱅크; 및 제2수신기 뱅크가 각각 제2다수의 안테나에 접속되고 상기 제2다수의 안테나에서 수신된 무선 주파수 신호를 제2세트의 중간 주파수 신호로 변환하는 작동을 할 수 있는 제2다수의 무선 주파수 컨버터, 각각의 상기 제2다수의 무선 주파수 컨버터에 결합되어, 상기 제2세트의 중간 주파수 신호를 제2세트의 디지탈 신호로 변환하기 위한 제2다수의 아날로그-디지탈 컨버터, 상기 제2다수의 아날로그- 디지탈 컨버터에 결합되어, 상기 제2세트의 디지탈 신호중 한 신호를 선택하고 상기 제2세트의 디지탈 신호중 한 신호를 제2기본 대역 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 작동을 할 수 있는 제2스위치된 디지탈 다운 컨버터, 및 상기 제1 및 제2스위치된 디지탈 다운 컨버터와 통신하여, 상기 제1 및 제2 기본 대역 중간 주파수 신호 내에 포함된 다수의 통신 채널중 한 채널을 회복하기 위한 채널 처리기를 포함하는 상기 제2수신기 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지탈 수신기.
  5. 무선 파수 신호를 수신하기 위한 다수의 안테나; 각각 상기 다수의 안테나에 접속되고 상기 무선 주파수 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 작동을 할 수 있는 다수의 무선 주파수 컨버터; 각각의 상기 무선 주파수 컨버터에 결합되어, 상기 중간 주파수 신호를 디지탈 신호를 변환하기 위한 다수의 아날로그-디지탈 컨버터; 상기 다수의 아날로그-디지탈 컨버터를 각각 스위치된 디지탈 다운 컨버터와 상호 접속하는 고속 통신 링크로서, 상기 스위치된 디지탈 다운 컨버터가 디지탈 신호중 한 신호를 선택하고 상기 디지탈 신호중 한 신호를 기본 대역 중간 주파수 신호로 변화하기 위한 작동을 할 수 있는 상기 고속 통신 링크; 및 상기 스위치된 디지탈 다운 컨버터와 통신하여 상기 기본 대역 중간 주파수 신호내에 포함된 다수의 통신 채널중 한 채널을 회복하기 위한 채널 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지탈 수신기.
  6. 다수의 통신 시스템과 통신하여, 디지탈 다운링크 통신 신호를 수신하고 다수의 통신 채널 중 한 채널상에서 송신하기 위해 디지탈 다운링크 통신 신호를 처리하기 위한 다수의 채널 처리기; 각각 상기 다수의 통신 채널과 연관되고 상기 채널 처리기에 접속되어, 디지탈 다운링크 통신 신호를 디지탈 중간 주파수 신호로의 업 변환 및 변조중 어느 하나를 행하기 위한 다수의 업 컨버터/변조기; 상기 디지탈 업 컨버터/변조기를 접속하여 상기 디지탈 중간 주파수 신호를 디지탈 중간 주파수 신호 서브 그룹에 합산하기 위한 다수의 디지탈 합산기; 상기 디지탈 중간 주파수 신호 서브 그룹을 다수의 아날로그 신호로 변환하기 위한 다수의 디지탈 -아날로그 컨버터; 각각 상기 디지탈-아날로그 컨버터에 결합되어 아날로그 신호를 무선 주파수 신호로 변환하기 위한 다수의 무선 주파수 업 컨버터;및 각각 상기 업 컨버터에 결합되어, 상기 무선 주파수 신호를 증폭하고 상기 무선 주파수 신호를 다수의 안테나와 통신시키기 위한 다수의 전력 증폭기를 포함하는것을 특징으로 하는 다중 채널 디지탈 송신기.
  7. 청구항 1의 상기 다중 채널 디지탈 수신기와 청구항 6의 상기 다중 채널 디지탈 송신기의 결합을 포함하며, 적어도 하나의 채널 처리기와 통신하는 고속 데이타버스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  8. 한 통신 시스템과 통신하여, 디지탈 다운링크 통신 신호를 수신하고 다수의 통신 채널중 한 채널상에서 송신하기 위해 디지탈 다운링크 통신 신호를 처리하기 위한 다수의 채널 처리기; 각각 상기 다수의 통신 채널과 연관되고 상기 채널 처리기에 접속되어, 디지탈 다운링크 통신 신호를 디지탈 중간 주파수 신호로의 업 변환 및 변조중 어느 하나를 행하기 위한 다수의 업 컨버터/변조기; 상기 디지탈 업 컨버터/변조기를 접속하여 상기 디지탈 중간 주파수 신호를 디지탈 중간 주파수 신호 서브 그룹에 합산하기 위한 다수의 디지탈 합산기; 상기 디지탈 중간 주파수 신호 서브 그룹을 아날로그 신호로 변환하기 위한 다수의 디지탈-아날로그 컨버터; 디지탈-아날로그 컨버터에 선택적으로 접속되어 아날로그 신호의 서브 세트를 아날로그 중간 주파수 신호 무선 중간 주파수 신호에 합산하기 위한 아날로그 합산기; 상기 아날로그 합산기에 결합되어 아날로그 중간 주파수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하기 위한 무선 주파수 업 컨버터; 및 상기 업 컨버터에 결합되어, 상기 무선 주파수 신호를 증폭하고 상기 무선 주파수 신호를 안테나와 통신시키기 위한 전력 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지탈 송신기.
  9. 한 통신 시스템과 통신하여, 디지탈 다운링크 통신 신호를 수신하고 다수의 통신 채널중 한 채널상에서 송신하기 위해 디지탈 다운링크 통신 신호를 처리하기 위한 다수의 채널 처리기; 다수의 송신기 뱅크로서, 각각의 송신기 뱅크가, (a)다수의 무선 주파수 처리단으로서, 각각의 무선 주파수 처리단이, 각각의 상기 다수의 통신 채널과 각각 연관되고 상기 채널 처리기와 결합되어, 디지탈 다운링크 통신 신호를 디지탈 중간 주파수 신호로 업 변환 및 변조하기 위한 다수의 업 컨버터/변조기, 및 상기 업 컨버터/변조기를 결합하여 상기 디지탈 중간 주파수 신호를 디지탈 중간 주파수 신호 서브 그룹에 합산하기 위한 다수의 디지탈 합산기를 포함하는 상기 다수의 무선 주파수 처리단, (b)상기 디지탈 중간 주파수 신호 서브 그룹을 아날로그 신호로 변환하기 위한 다수의 디지탈 -아날로그 컨버터, (c) 상기 디지탈-아날로그 컨버터에 선택적으로 접속되어 상기 아날로그 신호의 서브 세트를 아날로그 중간 주파수 신호에 합산하기 위한 다수의 아날로그 합산기, 및 (d) 상기 다수의 아날로그 합산기에 결합되어 상기 아날로그 중간 주파수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하기 위한 다수의 무선 주파수 업 컨버터를 포함하는 상기 다수의 송신기 뱅크; 무선 주파수 신호의 서브 세트를 합산된 무선 주파수 신호에 합산하기 위한 다수의 무선 주파수 합산기; 및 각각 상기 무선 주파수 합산기에 결합되어 상기 무선 주파수 신호를 증폭하고 상기 무선 주파수 신호를 안테나와 통신시키기 위한 다수의 전력 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 디지탈 송신기.
  10. 통신 시스템의 통신망 상호 접속부로부터 디지탈 다운링크 신호를 수신하는 단계; 다수의 통신 채널 중 한 채널 상에서 송신하기 위하여 상기 디지탈 다운링크 신호를 처리하는 단계; 상기 디지탈 다운링크 신호를 디지탈 중간 주파수 신호로의 업 변환 및 변조 중 어느 하나를 행하는 단계; 상기 디지탈 중간 주파수 신호의 서브 그룹을 합산하는 단계; 상기 디지탈 중간 주파수 신호의 서브 그룹을 각각 상기 통신 시스템의 섹터로 향하게 하는 단계; 상기 디지탈 중간 주파수 신호를 아날로그 중간 주파수 신호로 변환하는 단계; 상기 아날로그 중간 주파수 신호를 무선 주파수 신호로 업 변환 하는 단계 중 한 단계; 상기 무선 주파수 신호를 증폭하는 단계; 및 안테나로부터 상기 무선 주파수 신호를 방사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 광대역 주파수 신호의 디지탈식 송신 방법.
  11. 송신기가, 수치 제어된 발진기와 변조기 장치; 및 상기 수치 제어된 발진기 및 변조기 장치와 통신하는 디지탈 스위치를 포함하는 무선 통신 시스템내의 송신기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 디지탈 스위치가 상기 수취 제어된 발진기 변조기 장치에 응답하는 제1입력; 및 제1 및 제2출력을 포함하며, 상기 송신기가 상기 제1출력에 응답하는 제1합산기와 상기 제2출력에 응답하는 제2합산기; 및 다수의 안테나 각각이 상기 합산기중 적어도 한 합산기에 응답하는 상기 다수의 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  13. 송신기가, 수치 제어된 발진기 및 디지탈 믹서를 포함하는 직각 주파수 업 변환 장치; 및 상기 직각 주파수 업 변환 장치와 통신하는 디지탈 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템내의 송신기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 디지탈 스위치가 상기 직각 주파수 업 변환 장치에 응답하는 제1입력; 및 제1 및 제2출력을 구비하며, 상기 송신기가 상기 제1출력에 응답하는 제1합산기와 상기 제2 출력에 응답하는 제2합산기; 및 다수의 안테나 각각이 상기 합산기중 적어도 한 합산기에 응답하는 상기 다수의 안테나를 더 포함하는 것을특징으로 하는 송신기.
  15. 제1 및 제2 선택기 각각이 출력이 제1보간 필터 및 제2보간 필터에 각각 결합되는, 다수의 입력과 하나의 출력을 각각 구비하는 상기 제1 및 제2선택기; 제1믹서에 결합되고 제1가산기에 선택적으로 결합된 상기 제1보간 필터의 출력으로서, 상기 제1가산기가 제1위상값을 수신하도록 더 결합되고 상기 제1가산기가 제1위상 어큐뮬레이터에 결합된 출력을 구비하는, 상기 제1보간 필터의 출력; 제1사인파 발생기에 결합되고 제2사인파 발생기에 선택적으로 결합된 상기 제1위상 어큐뮬레이터의 출력; 제2믹서에 결합되고 제2가산기에 선택적으로 결합된 상기 제2보간 필터의 출력으로서, 상기 제2가산기가 제2위상값을 수신하도록 더 결합되고 상기 제2가산기가 제2위상 어큐뮬레이터에 결합된 출력을 구비하는, 상기 제2보간 필터의 출력; 출력 가산기에 선택적으로 결합된 상기 제1 및 제2믹서 각각의 출력; 및 상기 제2사인파 발생기에 선택적으로 결합된 상기 제2위상 어큐뮬레이터의 출력을 포함하는 것을 특징으로 하는 업 컨버터/변조기.
  16. 다중 모드 업 컨버터/변조기가, 제1선택기 및 제2선택기 각각이 다수의 입력 및 하나의 출력을 구비하되, 상기 다수의 입력이 다수의 입력 신호를 수신하도록 결합되고 상기 제1 및 제2선택기 각각이 상기 다수의 입력 신호 중 하나를 선택하도록 작동할 수 있는 상기 제1 및 제2 선택기; 제1 및 제2보간 필터의 입력에 각각 결합된 상기 제1 및 제2선택기의 출력을 포함하며, 제1작동 모드에서, 제1성분 및 제2성분을 갖는 입력 신호는 상기 업 컨버터/변조기에 결합되어, 상기 제1성분이 상기 제1선택기를 통하여 상기 제1보간 필터와 결합되고, 상기 제2성분이 상기 제2선택기를 통하여 상기 제1보간 필터와 결합되고, 상기 제1보간 필터의 출력은 제1믹서의 제1입력에 결합되고; 제 1사인파 발생기의 출력은 제1믹서의 제2입력에 결합되고 상기 제1믹서의 력은 출력 가산기의 제1입력에 결합되고, 상기 제2보간 필터의 출력은 제2믹서의 제1입력에 결합되고, 제2사인파 발생기의 출력은 상기 제2믹서의 제2입력에 결합되고, 상기 제2믹서의 출력은 상기 출력 가산기의 제2입력에 결합되며; 상기 다중 모드 업 컨버터/변조기가, 제1위상값을 수신하도록 결합되고, 상기 제1 및 제2사인파 발생기 각각의 입력에 결합된 위상값 출력을 갖는 제1위상 어큐뮬레이터를 더 포함하며, 제2작동 모드에서, 제1입력 신호 및 제2입력 신호가 상기 업 컨버터/변조기에 결합되어, 상기 제1입력 신호가 상기 제1선택기를 통하여 상기 제1보간 필터에 결합되고 상기 제2출력 신호가 상기 제2선택기를 통하여 상기 제2보간 필터에 결합되며; 상기 제1보간 필터의 출력은 제1스케일러에 결합되며; 제1가산기는 상기 제1스케일러로부터 스케일링된 출력과 제1위상값을 수신하도록 결합되고, 그 합산된 제1의 출력값은 상기 제1위상 어큐뮬레이터에 결합되고, 그 위상값 출력은 제1사인파 발생기에 결합되며; 상기 제2보간 필터의 출력은 제2스케일러에 결합되며; 제2가산기는 상기 제2스케일러로부터의 스케일링된 출력 및 제2위상값을 수신하도록 결합되고, 그 합산된 제2출력은 제2위상 어큐뮬레이터에 결합되고, 그 위상값 출력은 상기 제2사인파 발생기에 결합되는 것을 특징으로 하는 다중 모드 업 컨버/변조기.
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