KR100191683B1 - Nethod and system for encoding and decoding frequency shift keying signals - Google Patents

Abstract

유한한 수의 다른 주파수와, 같은 진폭을 갖는 사인파의 위상-코히어런트 결합된 반파 세그먼트를 이용하는 비이상적 통신채널로의 전송을 위한 주파수-시프트 키잉된 데이터 신호 인코딩 및 디코딩 시스템 그리고 그 방범. 데이터 문자의 스트림은 고정되고, 미리 선정된 진폭의 사인파의 반파 세그먼트인 ac 신호를 한정하는 양의 수의 전송 시퀀스{S(n)}로 인코드된다. 데이터 문자의 스트림을 인코딩하는 ac신호는 통신 채널로 전송되어 혼란한 ac 신호로서 수신된다. 수신된 신호는 양의 수의 수신 시퀀스{E(n)}를 산출하는 각 세그먼트의 제로 교차 사이 또는 정점값 사이의 시간 기간을 일관성있게 결정힘으로써 확인된다. 상기 수신 시퀀스의 전부 또는 일부는 무, 하나 또는 그 이상의 데이터 문자의 스트림을 각각 나타내는 한 세트의 미리 선정되고, 기억된 시퀀스와 비교된다. 전송된 데이터 문자와 실제적인 스트림은 수신 시퀀스의 전부 또는 부분과 기억된 스트림-표시 시퀀스를 비교하여 미리 선정된 한계내에 가장 작은 에러를 발생하는 스트림으로서 선택된다.A frequency-shift keyed data signal encoding and decoding system for transmission over a non-ideal communication channel using a finite number of different frequencies and sine waves of the same amplitude using a phase-coherent combined half wave segment. The stream of data characters is fixed and encoded in a positive number of transmission sequences {S (n)} that define an ac signal that is a half wave segment of a sine wave of a predetermined amplitude. The ac signal, which encodes a stream of data characters, is transmitted over a communication channel and received as a confusing ac signal. The received signal is identified by consistently determining the time period between zero crossings or between vertex values of each segment that yields a positive number of receive sequences E (n). All or part of the received sequence is compared with a set of preselected and stored sequences, each representing a stream of zero, one or more data characters. The transmitted data character and the actual stream are selected as the streams that produce the smallest error within a predetermined limit by comparing the stored stream-display sequence with all or part of the received sequence.

Description

[발명의 명칭][Name of invention]

주파수 시프트 키잉 신호 인코딩 및 디코딩 방법과 시스템Method and system for encoding and decoding frequency shift keying signals

[발명의 분야][Field of Invention]

본 발명은 주파수 시프트 키잉(keying)을 통한 데이타 전송에 관한 것으로, 특히 임의의 주파수 시프트 키잉 신호의 빠르고 신뢰할 수 있는 인코딩 및 디코딩 방법과 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to data transmission via frequency shift keying, and in particular, to a method and system for fast and reliable encoding and decoding of any frequency shift keying signal.

[종래 기술의 개요][Overview of Conventional Technology]

서로 어느정도 떨어진 거리에 설치된 컴퓨터, 프린터 등과 같은 전자식 데이터 터미널 장치를 제공하는 것이 일반적이다.It is common to provide electronic data terminal devices such as computers, printers, etc., installed at some distance from each other.

데이터의 교환을 위해서는 특별한 전송 링크에 채택된 신호의 형태로 데이터의 물리적 표시의 사용이 필요하다. 이것은 전류 또는 전압의 시간 시퀀스(sequence)를 이용하여 데이터를 전송하는 것이 공지되어 있다. 만일 전송 링크로서 케이블이 사용된다면, ac 와 dc 신호 둘다 사용될 수 있다. 그러나 ac 신호만이 전화 및 라디오와 같은 통신 채널을 위해 가능하다. 데이터의 전송을 위해서는, 정보를 나타내는 독특한 패턴이 송신기단(end)에 있는 캐리어상에 표시되며, 이것은 수신기단에서 인식되어야만 한다.The exchange of data requires the use of a physical representation of the data in the form of signals employed in a particular transmission link. It is known to transfer data using a time sequence of current or voltage. If a cable is used as the transmission link, both ac and dc signals can be used. However, only ac signals are possible for communication channels such as telephones and radios. For the transmission of data, a unique pattern representing information is displayed on the carrier at the transmitter end, which must be recognized at the receiver end.

수신기단의 패턴 인식에 문제점이 나타나는데 그 이유는 비이상적이 통신 채널은 보통 채널 특성 때문에 표시된 패턴을 왜곡시키기 때문이다. 예를들어, 전형적인 음성(speech)채널은 약 300㎐ 내지 3400㎐ 의 대역폭, 주파수 종속 진폭 응답과 위상(phase) 응답, 수 헤르쯔(Hertz)의 주파수 시프트 등을 갖는다.There is a problem in the pattern recognition at the receiver end because non-ideal communication channels usually distort the displayed pattern due to channel characteristics. For example, a typical speech channel has a bandwidth of about 300 Hz to 3400 Hz, frequency dependent amplitude response and phase response, frequency shifts of several Hertz, and the like.

ac패터은 3 개의 파라미터(Parameters) 즉, 위상, 진폭 그리고 시뉴소이들 오실레이션중의 하나 또는 그 이상의 제어된 조작에 의해 생성된다. CCITT V.29와 V.32에 따라 사용 QAM 방법 구형 진폭 변조(quadrature amplitude modulation)에서 일정한 주파수 사인파의 위상 및 진폭은 변화된다. 주파수-시프트 키잉(FSK) 방법에서(예를들어, CCITT V.21 에 따라 적용되는), 사인파는 제로 교차점 또는 정점(peaks)에서 하나의 주파수에서 또다른 주파수로 서서히 전이(transition)는 위상 점프없이도 실행된다.The ac pattern is generated by one or more controlled manipulations of three parameters: phase, amplitude and synthesizing oscillation. QAM method used in accordance with CCITT V.29 and V.32 The phase and amplitude of a constant frequency sine wave in quadrature amplitude modulation are varied. In the frequency-shift keying (FSK) method (e.g., applied according to CCITT V.21), a sine wave is a phase jump that gradually transitions from one frequency to another at zero crossings or peaks. It runs without it.

주파수 시프트 키잉을 위한 기본적인 인코딩 공식은 간단하다. 하나의 디지틀 비트 조합은 하나의 주파수에 의해 표시되고 또다른 디지틀 비트 조합은 또다른 주파수에 의해 표시된다. 따라서 어떤 특정 시간에 통신 채널에 있는 어떤 특정 주파수는 하나의 비트 조합과 정확히 대응한다.The basic encoding formula for frequency shift keying is simple. One digital bit combination is represented by one frequency and another digital bit combination is represented by another frequency. Thus, at any particular time, any particular frequency in the communication channel corresponds exactly to one bit combination.

주파수 시프트 키잉 방법의 신뢰성은, 비이상적(non-ideal) 통신 채널에서 발생할 수도 있는 위상 및 진폭변화가 신호의 정보 내용에 이무런 영향도 미치지 않기 때문에, 상당히 높다. 지금까지 FSK 방법의 단점은 낮은 전송 속도에 있다(이를테면 CCITT V.21에 따라, 300 비트/초). 이것은 약 3100㎐ 의 음성 채널의 제한된 주파수 대역에 의해 일차적으로 설명된다. 그러나, 지금까지 알려진 디코딩 기술에 따른 비트조합을 위한 주파수들 사이의 보다 빠른 스위칭(SWITCHING)은 수신기 단에서 정보를 신뢰성있게 회복할 수 있도록 하기 위해 휠씬 더 큰 주파수 간격(interval)을 요구한다.The reliability of the frequency shift keying method is quite high because the phase and amplitude changes that may occur in non-ideal communication channels do not have any effect on the information content of the signal. The disadvantage of the FSK method so far is its low transmission rate (eg according to CCITT V.21, 300 bits / second). This is primarily explained by the limited frequency band of the voice channel of about 3100 Hz. However, faster switching between frequencies for bit combinations in accordance with the decoding techniques known so far requires much larger frequency intervals in order to be able to reliably recover information at the receiver end.

FSK 방법에서 종래의 디코딩 기술은 보통 상당히 긴 전이 응답 시간을 갖는 아나로그 또는 디지틀 위상 고정 루프(phase-locked loops)(PLLs)를 공통적으로 사용한다. 최근에 주파수 시프트 키잉방법(이를테면, 최소-시프트 키잉(MSK)과 빠른 주파수 시프트 키잉(FFSK))들에 대한 관점은 주파수는 제로 교차 간격으로 표시되며, 주파수 판별기로서 카운터(counter)와 조합한 제로 표차 검출기를 사용한다. 그러나, 이들 계산값은 키잉 횟수에 가깝게 주파수를 정확하게 재생하지 못한다. 즉, 인접 주파수의 시간 범위에서 시간의 제한을 받는 주파수는 정상적으로, 상호간의 간섭을 초래하는 신호잉여(residues)를 나타낸다 따라서, 이러한 사실은 잠재적으로 사용할 수 있는 키잉 횟수와 비교하여 비교적 많은 키잉 횟수의 간격을 선택할 필요성이 있게 하여 심지어 최근의 주파수 시프트 키잉 방법에서도, 기껏해야 2400 비트/초의 상당히 낮은 전송 속도가 가능했었다.Conventional decoding techniques in the FSK method commonly use analog or digital phase-locked loops (PLLs) with fairly long transition response times. Recently, the perspective of frequency shift keying methods (such as minimum-shift keying (MSK) and fast frequency shift keying (FFSK)) is that frequencies are displayed at zero crossing intervals, combined with a counter as a frequency discriminator. Use a zero difference detector. However, these calculations do not reproduce frequencies accurately close to the number of keying. That is, frequencies that are time-limited in the time range of adjacent frequencies normally represent signal surpluses that cause mutual interference. Thus, this fact is relatively high in the number of keying times compared to the number of potentially available keyings. The need to select an interval allows even considerably lower transmission rates of 2400 bits / sec at most, even in recent frequency shift keying methods.

본 발명에 의해 제시된 문제점은 위에 인용된 유형의 주파수 시프트 키잉 방법을 위한 인코딩 및 디코딩 기술을 개선하는 것이고, 따라서, 특히, 키잉 횟수와 가까운 것으로 정의된 주파수는 빠르고 신뢰성있게 인식되며, 경제적으로 형성될 수 있는 방법의 이행을 위한 시스템의 제시는 간섭(interference)에 대한 낮은 민감성을 가지며 이것은 비이상적 통신 채널에서 빠르고 신뢰할만한 데이터의 전송을 가능하게 한다.The problem presented by the present invention is to improve the encoding and decoding technique for the frequency shift keying method of the type cited above, and therefore, in particular, frequencies defined as close to the number of keyings are recognized quickly and reliably and economically to be formed. The presentation of a system for the implementation of a possible method has a low sensitivity to interference, which allows for fast and reliable data transmission in non-ideal communication channels.

[발명의 개요][Overview of invention]

수학적으로, 주파수 시프트 키잉 방법은 2진 데이타 스트림(stream)을 코드화된 비트 조합으로 변환하고, 그런다음 동일한 진폭을 가진 유한한(finite) 싸인파에서 반파의 위상-호환(phase-compatible)결합(joining)으로부터 발생한 것으로 간주될 수도 있는 ac 신호로 변환한다. 싸인파를 기초로 한 주파수 시프트 키잉 방법과 시스템은 정점에서 정점까지 반파를 사용할 수도 있다. 따라서, 코싸인을 기초로 한 방법은 지속적이고도 구별적으로 반파와 서로를 결합한다.Mathematically, the frequency shift keying method converts a binary data stream into a coded bit combination, and then phase-compatible combinations of half-waves in a finite sine wave of equal amplitude. to an ac signal that may be considered to originate from joining. Frequency shift keying methods and systems based on sine waves may use half-waves from peak to peak. Thus, cosine-based methods consistently and distinctly combine half-waves with each other.

결과적으로, 일정한 진폭과 양극성(polarity)을 제외하고, ac 신호를 수반하는 이러한 정보는 양의(positive)수의 시퀀스{S⒩}에 의해 독특하게 특징지워지며, 여기에서 S⒩ 은 차례 차례로, 하나에서 다음 제로 교차까지 또는 하나의 정점값에서 다음 정점값까지의 시간 경과를 나타낸다. 진폭이나 양극성 모두 주파수 시프트 키잉 방법으로 어떠한 정보 내용도 갖지 않으므로, 2진 데이터 스트림은 시퀀스{S⒩}로 완전히 인코드된다.As a result, with the exception of constant amplitude and polarity, this information accompanying the ac signal is uniquely characterized by a positive number of sequences {S \}, where S \ is in turn, one The time elapsed from to the next zero crossing or from one vertex value to the next. Since neither amplitude nor polarity has any information content with the frequency shift keying method, the binary data stream is fully encoded in the sequence {S}.

유한한 수의 싸인파만이 이용 가능하므로 S⒩은 유한한 수의 값만을 추정할 수 있다. 게다가, S⒩은 300㎐ 내지 3400㎐ 까지의 전형적인 통신 채널의 통과대역에 있는 주파수들을 논리적으로 나타내야만 해서 S⒩은 약 1666㎲ 와 148㎲ 사이에 있어야만 한다.Since only a finite number of sine waves are available, S 수 can only estimate a finite number of values. In addition, S s must logically represent the frequencies in the passband of a typical communication channel from 300 s to 3400 s so S s must be between about 1666 s and 148 s.

본 발명의 주파수 시프트 키잉 방법의 변화는 S⒩을 위해 사용된 시간값에 의해 구별되고, 여기에서 어떤 비트 조합이 사용되고, 얼마나 많은 S⒩ 수가 데이터 스트림의 하나의 비트 조합으로 할당되며 결과적으로 같아지는가에 의해 구별된다.The variation of the frequency shift keying method of the present invention is distinguished by the time value used for S ', where which bit combination is used, how many S's are allocated to one bit combination of the data stream and consequently equal. Are distinguished by.

따라서 2진 데이터 스트림에 할당되고, 비이상적 통신채널을 따라 전송되는 ac 신호는 전달 지연에 의한 시간에 맞춰 옮겨진 채널의 수신단에서의ac 신호를 발생한다. 본 발명에 따르면, 시퀀스{E⒩}는 하나의 제로 교차와 그다음 제로 교차사이 또는 하나의 정점과 다음 정점 사이의 시간 간격을 차례 차례로 계산하여 수신기단에서의 ac신호에 대해 결정된다.Thus, an ac signal assigned to a binary data stream and transmitted along a non-ideal communication channel generates an ac signal at the receiving end of the channel shifted in time due to propagation delay. According to the invention, the sequence {E}} is determined for an ac signal at the receiver end by sequentially calculating the time interval between one zero crossing and the next zero crossing or between one vertex and the next vertex.

본 발명에 따른 시스템은 제로 교차 검출기 또는 상기 작업을 달성한 후 접속된 구별기(differentiator) 교차 검출기를 제공한다. 어느 한가지 방법으로 결정된 제로 교차는 타운터에 의해 평가된다.The system according to the invention provides either a zero cross detector or a differentiated cross detector connected after accomplishing this task. The zero crossing determined by either method is evaluated by the towner.

주파수 시프트 키잉 방법에 의해 발생된 ac 신호의 수신기 단에서의 디코딩은 시퀀스{S⒩}의 적절한 재구성(reconstruction)을 요구한다. 재구성은 다음과 같이 얻어진 시퀀스{E⒩}로 본 발명에 따라 수행되는데, 규정된 s.t와 조건 A(-s)+A(-s+1)+...+A(o)+...+A(t-1)+A(t)=1을 만족시키는 일정 계수 A(-s), A(-s+1,......A(o),...,A(t-1), A(t)등을 사용하며, 최적화 문제들Decoding at the receiver end of the ac signal generated by the frequency shift keying method requires proper reconstruction of the sequence {S}. The reconstruction is carried out in accordance with the present invention with the sequence {E \} obtained as follows, where st and condition A (-s) + A (-s + 1) + ... + A (o) + ... Constant coefficients A (-s), A (-s + 1, ... A (o), ..., A (t) satisfying + A (t-1) + A (t) = 1 -1), A (t), etc., optimization problems

여기에서 F(n) 즉, E(n)의 선형 근사값의 에러 마진(error margin)은 다음과 같이 정의되며,Here, the error margin of the linear approximation of F (n), that is, E (n), is defined as

즉, 최적화(optimization) 문제들은 X(n)과 같은 알려지지 않은 것을 위한 시퀀스{E⒩}의 전부 또는 일부를 위해 해결되며, S(n)과 동일한 값만을 취하도록 허용되어 있으며 시퀀스{S⒩}의 것과 동일한 형성 법칙에 따라야 한다. 여기에서,E⒩은 본 발명의 내용에서 유사성(affinity)의 하나의 척도로서 사용된 유한한 시퀀스에 대한 임의의 실제값을 나타낸다. 예를들어 :That is, optimization problems are solved for all or part of a sequence {E⒩} for the unknown, such as X (n), and are only allowed to take the same value as S (n) and the sequence {S}}. The same rules of formation as those of From here, E⒩ Represents any actual value for a finite sequence used as one measure of affinity in the context of the present invention. E.g :

상기 최적화 문제들에 대한 솔루션(solution)이 다소 지루하고 장황하다 할지라도, 사용되고 있는 통신 채널과 주파수 시프트 키잉 방법에 따라 임의 계수 A(j)에 대해서는 언제나 하나의 솔루션이 있는데, X(n)은 단지 유한한 값이 될 수 있기 때문이다.Although the solution to these optimization problems is rather tedious and verbose, there is always one solution for the arbitrary coefficient A (j) depending on the communication channel and frequency shift keying method being used, where X (n) is only This can be a finite value.

본 발명에 따르면, 얻어진 솔루션(X(n))은 전송된 ac 신호를 한정하는 시퀀스{S⒩}의 전부 또는 일부로 간주되고나서 사용되고 있는 특정 주파수 시프트 키잉 방법의 인코딩 법칙에 따라 2 진 데이타로 디코드된다.According to the present invention, the resulting solution X (n) is decoded into binary data according to the encoding law of the particular frequency shift keying method which is used after it is considered to be all or part of the sequence {S \} that defines the transmitted ac signal. do.

본 발명에 따라 요구되는 일정 계수 A(j)는 어떤 방법으로 전체 전송 경로를 특징짓는다. 전송된 데이터 스트림이 단시간 동안 공지될 때, 계수는 충분히 정확성을 가지고 실험적으로 결정된다. 그러나, 본 발명의 사용을 위해, 비이상적 통신 채널뿐만 아니라 전송 경로에 적합하고 제거 가능한 대역 통과 필터를 루프(loop)시키는 것은 장점이 있는 것으로 입증되었다.The constant coefficient A (j) required according to the invention characterizes the entire transmission path in some way. When the transmitted data stream is known for a short time, the coefficient is determined experimentally with sufficient accuracy. However, for the use of the present invention, it has proved to be advantageous to loop bandpass filters suitable and removable for transmission paths as well as non-ideal communication channels.

이러한 필터에 의해, 전송 경로의 특징은 실험에 의해 영향을 받을 수 있어서 본 발명의 중심이 되l는, 즉, 계수 A(j)의 최적 적용에 의해 실제 조건에 대한 최적화 문제들의 보다 근사치를 형성한다.By such a filter, the characteristics of the transmission path can be influenced by experimentation, which is central to the invention, i.e., by forming an approximation of optimization problems for real conditions by optimal application of the coefficient A (j). do.

이러한 필터의 또다른 장점은 실제 통신 채널에서 기인한 통제되지 않은 간섭의 억제와 현주파수 시프트 키잉 방법의 맥락에서는 부적당하거나 다른 전송 작업들에 할당된 주파수 범위의 제거이다.Another advantage of this filter is the suppression of uncontrolled interference due to the actual communication channel and the elimination of frequency ranges that are inappropriate in the context of current frequency shift keying methods or assigned to other transmission tasks.

결과적으로, 본 발명에 따르면, 수신 시퀀스{E⒩}는 가능한 전송 시퀀스{S⒩}의 선형 결합에 의해 가능할 뿐만 아니라 가까워져서 정보 내용이 회복된다. 상기 디코딩 기술은, 특정 주파수 시프트 키잉 방법에 대해 보다 상세히 후술된다.As a result, according to the present invention, the reception sequence {E \} is not only possible by linear combination of possible transmission sequences {S \} but also close and the information content is restored. The decoding technique is described in more detail below for a specific frequency shift keying method.

다음식에서, T(i)값은 m+1의 서로 다른 양의 값이 될것이며, N은 짝수의 정수가 되며, 여기에서 각 T(i)값은 정점 값에서 정점값까지의 코싸인 반파의 시간 길이이다. 임의의 인덱스 n(1),...,n(N)에 대해, 이들 각각은 1 보다 크거나 같고, m보다 작거나 같으며, 0에서In the following equation, T (i) will be a different positive value of m + 1, where N will be an even integer, where each T (i) is the cosine half wave from the peak value to the peak value. Time length. For any index n (1), ..., n (N), each of these is greater than or equal to 1, less than or equal to m, and at 0

까지의 시간 범위에서의 ac 신호W(t)는 다음 공식에 의해 정의 된다.The ac signal W (t) in the time range up to is defined by the formula:

상기 ac 신호 W(t)에서 정점에서 정점까지 각기 계산된 주파수 1/(2T(n(i)))의 코싸인 반파는 위상-코히어런트(phasecoherent)와 구별이 가능한 방법으로 함께 합해진다. 0에서 X(W)까지의 한계에서 w(t)에 대한 정수는 0의 값을가지므로 ac 신호 W(t)는 dc 성분을 갖지 않는다. N 이 짝수(even)이므로, ac 신호 W(t) 자체는 위상-코히어런트 방법으로 함께 합해질 수 있다. 조합을 고려하면, 고정된 m, N 그리고 T(o) 내지 T(m)에 대해, 상술된 타입의 ac 신호 W(t)와는 다른 정확하게 m^N이 형성될 수 있다. 일반적으로, 이러한 ac 신호는 다른 길이 X(W)를 가지고 있다. 그러나, 만일 T(MAX)가 숫자 T(1) 내지 T(m)의 최대값을 나타낸다면, 모든 가능한 ac 신호에 대해서는 : X(W) 2T(o)+NT(MAX)이다.In the ac signal W (t), the cosine half-waves of the frequencies 1 / (2T (n (i))) respectively calculated from vertex to vertex are summed together in a distinguishable manner from phase-coherent. In the limits from 0 to X (W), the integer for w (t) has a value of 0, so ac signal W (t) has no dc component. Since N is even, the ac signals W (t) themselves can be summed together in a phase-coherent method. Considering the combination, for fixed m, N and T (o) to T (m), m ^N can be formed exactly different from the ac signal W (t) of the type described above. In general, these ac signals have different lengths X (W). However, if T (MAX) represents the maximum of the numbers T (1) to T (m), then for all possible ac signals: X (W) 2T (o) + NT (MAX).

보통 데이터 전송은 256 개의 다른 문자를 토대로 하며, 이들 각각은 상태 0 과 1을 가진 8 개의 비트로 형성된다.Normally data transfer is based on 256 different characters, each of which is formed of eight bits with states 0 and 1.

하나의 신호 W(t)는 각각 또는 통신 채널상에서의 데이터 전송을 위해 256 개 문자의 조합으로 할당되는데, 이러한 할당은 송신기 단에서 이루어지고 수신기 단에 기억된다. 예를들어, 만일 N=8, m=2, T(0)=240㎲, T(1)=200㎲ 그리고 T(2)=160㎲ 라면, 3 가지 주파수 2083㎐, 2500㎐ 그리고 3125㎐ 에 의해 위의 공식은 256 개의 다른 ac 신호 W(t)를 정의하고, 이들 각각은 2080us의 최대 길이를 가지고 있다.One signal W (t) is assigned to each or a combination of 256 characters for data transmission on the communication channel, which assignment is made at the transmitter end and stored at the receiver end. For example, if N = 8, m = 2, T (0) = 240 Hz, T (1) = 200 Hz and T (2) = 160 Hz, the three frequencies 2083 Hz, 2500 Hz and 3125 Hz The formula above defines 256 different ac signals W (t), each of which has a maximum length of 2080us.

이들 3개의 주파수는 보통 음성 채널의 통과 대역내에 충분히 위치한다. 따라서 초당 최소한 480 개의 데이터 문자가 전송될 수 있다. 이것은 4800 비트/초에 대응하지만, 아직 주파수 시프트 키잉 방법으로는 얻어지지 못하고 있다. 만일 우리가 i=1 내지 4 에 대해 m=4, T(o)=240㎲그리고 T(i)=152+16(i-1)㎲를 선택한다면, 2083㎐ 와 3290㎐ 사이에 있는 주파수들만이 얻어진다.These three frequencies are usually well located within the passband of the voice channel. Therefore, at least 480 data characters can be transmitted per second. This corresponds to 4800 bits / second, but has not yet been obtained by the frequency shift keying method. If we choose m = 4, T (o) = 240 Hz and T (i) = 152 + 16 (i-1) Hz for i = 1 to 4, only frequencies between 2083 Hz and 3290 Hz Is obtained.

따라서, 하나의 신호 W(t)에 2 개의 문자를 인코딩함으로써, 초당 최소한 960 개의 문자 처리가 가능하게 된다. 이러한 처리가 좋은 질의 음성 채널을 거쳐 QAM방법에 따라서 동작하는 장치에서만이 얻어질 수 있었다.Therefore, by encoding two characters in one signal W (t), at least 960 characters can be processed per second. Such a process could be obtained only in a device operating according to the QAM method via a good quality voice channel.

따라서 통신 채널의 수신단에서 형성된 ac신호 W(t)의 디코딩을 위한 본 발명에 따른 방법은 인접한 정점 사이의 시간 간격을 차례차례로 재생하는 시퀀스{E⒩}의 결정으로 축소되며, 한가지 예로써,Therefore, the method according to the present invention for decoding the ac signal W (t) formed at the receiving end of the communication channel is reduced to the determination of the sequence {E}} which in turn reproduces the time interval between adjacent vertices.

여기에서 가능한 전송 시퀀스{X⒩}에 의한 E⒩ 의 선형 근사치의 에러 마진인 F⒩ 인 최적화 문제들에 대한 솔루션은 상수, A+B+C=1 의 조건을 만족시키는, A, B, C가 있는The solution to the optimization problems here, F ⒩, which is the error margin of the linear approximation of E 에 by the possible transmission sequence {X⒩}, satisfies the constant, A + B + C = 1, A, B, C With

로 정의된다, 여기에서,Is defined here,

사이의 유사성의 척도(measure of affinity)로서 사용된다.It is used as a measure of affinity between.

따라서, 비이상적 통신 채널의 전송단에서 주파수 시프트 키잉된 신호를 간단히 인코딩하고, 높은 데이터 비트 속도를 제공하기 위해 수신단에서 수신된 신호를 효과적으로 디코딩하는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 주요 목적이다.It is therefore a primary object of the present invention to simply encode a frequency shift keyed signal at the transmit end of a non-ideal communication channel and to effectively decode the signal received at the receive end to provide a high data bit rate.

인접 제로 교차 또는 신호의 인접 정점값들 사이의 시간 간격의 시퀀스{E⒩}를 측정함으로써 수신된 FSK 신호를 디코딩하고, 그후 전송단에서 사용된 시퀀스{S⒩}를 유도하고, 한 세트의 전송 채널 계수 이용의 방법을 제공하는 것이 본 발명의 또다른 목적이다.Decode the received FSK signal by measuring a sequence of adjacent zero crossings or a time interval {E}} between adjacent vertex values of the signal, then derive the sequence {S}} used at the transmit end, and send a set of transmissions. It is another object of the present invention to provide a method of using channel coefficients.

전송된 데이터에 대한 최상의 평가를 결정하기 위해 전송된 데이터에 대한 최상의 평가를 결정하기 위해 신호를 최적으로 디하도록 비이상적 통신 채널의 단부에서의 FSK 데이터 신호를 수신하기 위한 장치를 제공하는 것이 본 발명의 또다른 목적이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for receiving an FSK data signal at the end of a non-ideal communication channel to optimally decode the signal to determine the best estimate for the transmitted data to determine the best estimate for the transmitted data. Is another purpose.

비이상적 통신 채널을 통해 위상-코히어런트에 결합된 시간 주기를 변화시키고 그러한 시퀀스를 전송하는 반파 싸인파 세그먼트(segments)의 시퀀스로서 데이터 문자의 스트림을 인코딩하기 위한 장치를 제공하는 것이 본 발명의 또다른 목적이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for encoding a stream of data characters as a sequence of half-wave sine waves that change the time period coupled to the phase-coherent over a non-ideal communication channel and transmit such a sequence. Another purpose.

위상-코히어런트에 결합된 시간주기를 변화하는 반파 세그먼트의 혼란한(perturbed) 시퀀스를 수신하여 제로 교차 또는 반파 세그먼트의 정점 대 정점부분 사이의 시간 간격을 측정하며; 기억된 시퀀스와 측정된 시간 시퀀스를 비교하여 각각 기억된 시퀀스에 대한 에러 마진을 사용하여 유사성의 척도를 결정하기 위한 장치를 제공하는 것이 본 발명의 또다른 목적이다.Receive a perturbed sequence of half-wave segments that vary in time period coupled to the phase-coherent to measure the time interval between vertex-to-vertex portions of a zero crossing or half-wave segment; It is a further object of the present invention to compare an memorized sequence with a measured time sequence and to provide an apparatus for determining the measure of similarity using the error margin for each memorized sequence.

상기 및 본 발명의 다른 목적 그리고 장점들은, 도면과 관련하여 이해할 때, 본 발명의 양호한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명에서 더욱 분명해질 것이다.The above and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the preferred embodiment of the present invention when understood in connection with the drawings.

[도면의 간단한 설명][Brief Description of Drawings]

제1도는 전형적인 구별이 가능한 코싸인 토대의 FSK 신호를 발생시키기 위해 사용된 한 세트의 반파 시뉴소이들 파형 도시도.1 is a set of half-wave synthoid waveforms used to generate a typical distinguishable cosine FSK signal.

제2도는 제1도의 파형으로부터 형성된 FSK 신호의 일부 도시도.2 is a partial illustration of an FSK signal formed from the waveform of FIG.

제3도는 전형적인 위상-코히어런트 싸인-토대의 FSK 신호를 발생시키기 위해 사용된 한 세트의 반파 시뉴이소이들(sinusoidal)파형 도시도.3 shows a set of half-wave sinusoidal waveforms used to generate a typical phase-coherent sine-based FSK signal.

제4도는 제3도의 파형으로부터 형성된 FSK 신호의 일부 도시도.4 is a partial illustration of an FSK signal formed from the waveform of FIG.

제5도는 가능한 이전과 다음의 요소를 나타내는 8-비트 문자 세트에 대한 전형적인 시퀀스 도시도.5 is a typical sequence diagram for an 8-bit character set representing possible previous and next elements.

제6도는 송신기와 수신기를 도시하는 본 발명의 시스템에 대한 볼록 바이어그램.6 is a convex bias diagram for a system of the present invention showing a transmitter and a receiver.

제7도는 제6도의 수신 마이크로프로세서의 일부에 대한 블록 다이어그램.7 is a block diagram of a portion of the receiving microprocessor of FIG.

제8도는 본 발명의 방법에 대한 흐름도.8 is a flow chart for the method of the present invention.

[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention

제 1, 2, 3 및 4 도는 위상-코히어런트 코싸인 토대의 또는 싸인 토대의 FSK 신호를 발생시키기 위해 사용된 파형을 도시한다. 제1도에서, 파형 10은 제 1 주파수 f1의 코싸인 파의 절반이고, 파형 12 는 주파수 f1위 코싸인파의 그 다음 절반이다. 마찬가지로, 파형 14, 16 은 제2 및 보다 높은 주파수 f2 의 절반이다. 제2도에서, 제1도의 파형은 구별이 가능한 주파수 시프트된 파형의 시퀀스를 발생시키기 위해 결합되었다. 주파수 f1 는 정점값 13 내지 정점값 19 까지의 시간 주기를 측정하여 표시되며, 그에 따라 S(j+2)를 정의한다. 전형적인 데이터 문자는 0과 같은 f1 반파와 1과 같은 f2 반파를 이용함으로써 이들 반파 세그먼트의 시퀀스로부터 형성될 수도 있다.The first, second, third and fourth degrees show the waveforms used to generate the FSK signal of the phase-coherent cosine foundation or the signature foundation. In FIG. 1, waveform 10 is half of the cosine wave of the first frequency f1, and waveform 12 is the next half of the cosine wave above the frequency f1. Likewise, waveforms 14 and 16 are half of the second and higher frequency f2. In FIG. 2, the waveforms of FIG. 1 are combined to generate a sequence of distinguishable frequency shifted waveforms. The frequency f1 is indicated by measuring the time period from the peak value 13 to the peak value 19, thereby defining S (j + 2). Typical data characters may be formed from a sequence of these half wave segments by using an f1 half wave such as 0 and an f2 half wave such as 1.

제3도는 주파수 f1 의 반파 싸인파를 도시하는 파형2와, 주파수 f1 의 싸인파의 다음 절반이 되는 파형 4를 가진한 세트의 반파 싸인파를 도시한다. 마찬가지로, 반파 6과 8은 주파수 f2 에 대한 것이다. 제3도의 절반인 싸인파는 시간 주기 S(j) 내지 S(j+5)의 전형적인 시퀀스를 도시하기 위해 제4도에서 결합된다. 이 주기들은 제로 교차 3과 5에 의해 한정된다. 예를들어, 교차 3-3-은 1 을 나타낼 수도 있고, 교차 3-5는 0을 나타낼 수도 있다.FIG. 3 shows a set of half-wave sine waves with waveform 2 showing a half-wave sine wave at frequency f1 and waveform 4 being the next half of the sine wave at frequency f1. Similarly, halfwaves 6 and 8 are for frequency f2. The sine wave, which is half of FIG. 3, is combined in FIG. 4 to show a typical sequence of time periods S (j) through S (j + 5). These periods are defined by zero crossings 3 and 5. For example, intersection 3-3- may represent 1 and intersection 3-5 may represent 0.

제5도는 ASCII 문자에 대한 신호 시퀀스를 도시한다. 상기 시퀀스는 2개의 주요 요소와 각각이 문자 시퀀스의 시작을 나타내는 T(o)=240㎲의 지속 기간을 겆는 10개의 요소들을 포함한다. 다음 8 비트는 256 문자를 정의할 수 있다. 예증을 위해, 문자 10101010 이 도시된다. 각각의 1은 제1도의 14 또는 16 과 같은 코싸인파의 반파 세그먼트이며, 160㎲의 지속 시간과 3125㎐ 의 주파수를 갖는다. 각각의 0은 제1도의 10 또는 12와 같은 반파 코싸인파 세그먼트이며, 200㎲의 지속 시간과 2500㎐ 의 주파수를 갖는다. 240㎲ 스타트(start) 요소들은 2083㎐ 코싸인파의 반파이다.5 shows a signal sequence for ASCII characters. The sequence includes two main elements and ten elements each having a duration of T (o) = 240 ms, each representing the beginning of the character sequence. The next 8 bits can define 256 characters. For illustration purposes, the letter 10101010 is shown. Each 1 is a half-wave segment of a cosine wave, such as 14 or 16 in FIG. 1, with a duration of 160 Hz and a frequency of 3125 Hz. Each zero is a half-wave cosine wave segment, such as 10 or 12 in FIG. 1, with a duration of 200 Hz and a frequency of 2500 Hz. The 240 Hz start elements are half waves of the 2083 Hz cosine wave.

제5도에서는 문자 시퀀스에 심볼 상호간의 영향을 발생시킬 수 있는 가능한 이전의 그리고 다음의 요소들이 도시되어 있다. 보내진 데이터가 없을 때 채널의 특징을 유지시키기 위해, 2개의 제로의 계속적인 시퀀스 각각이 전송된다. 따라서, 이 시퀀스의 트레일링 단부(trailing end)에, 2개의 스타트 심볼 또는 2개의 제로 심볼이 수신될 수 있다.In FIG. 5, possible previous and following elements are shown which can cause intersymbol effects on character sequences. In order to maintain the characteristics of the channel when no data is sent, each of two zero consecutive sequences is transmitted. Thus, at the trailing end of this sequence, two start symbols or two zero symbols may be received.

하나의 주파수로 다중비트 인코딩 또는 예시된 것보다 다른 길이의 할당은 본 발명 구현에 이용될 수도 있다는 점을 알아야 한다.It should be noted that multi-bit encoding at one frequency or allocation of lengths other than illustrated may be used in the implementation of the present invention.

제6도에 따른 회로 구성은 본 발명에 따른 송신기 20 과 수신기 30 을 도시한다. 보내진 데이터가 없을 때, 송신기 20 은 T(1) 내지 T(m), 즉 T(p)중의 하나에 의해 설명된 고정 주파수의 전파(fullwave)를 지속적으로 전송하며, 여기에서 T(i)는 반파신호 요소의 지속 시간을 나타낸다. 상기 모드(mode)는 정상 상태(steady state)로 전송 행로를 유지시킨다.The circuit arrangement according to FIG. 6 shows a transmitter 20 and a receiver 30 according to the invention. When no data is sent, transmitter 20 continuously transmits a fixed frequency fullwave described by one of T (1) to T (m), i.e., T (p), where T (i) The duration of the half-wave signal element. The mode keeps the transmission path in a steady state.

만일 송신기가 데이터 문자를 전송하기 위한 것이라면, 그것은 위에 명시된 유형의 FSK 신호 W(t)를 제공하기 위해 규정된 표를 이용하여 제5도의 유형의 시퀀스를 어셈블(assemble)하고, 상기 ac 신호를 그것의 지속적인 전송 신호 위상-코히어런트로 삽입한다. 제1도 및 2도의 코싸인 반파가 사용되는 목적을 가정하여, 이러한 코싸인 반파의 함수값이 메모리 21에서 숫자 형태로 기억된다. 전송되어질 데이터 문자는 상술된 유형의 코싸인 반파의 독특하게 할당된 시퀀스를 준비하는 마이크로프로세서 2에 의해 수신된 다음 그것의 전송 신호에 적절하게 삽입된 적당한 시간에 대응하는 함수값을 키(key)한다. 만일 전송을 위한 데이터 문자가 존재하지 않으면, 마이크로프로세서 22 는 주파수 1/(2T(p))의 설정된 코싸인 전파(fullwave)의 함수값을 지속적으로 키(key)한다.If the transmitter is to transmit a data character, it assembles a sequence of the type of FIG. 5 using the table specified to provide the FSK signal W (t) of the type specified above, and converts the ac signal to it. Insert the continuous transmission signal into phase-coherent. Assuming that the cosine halfwaves of FIGS. 1 and 2 are used, the function values of these cosine halfwaves are stored in numerical form in memory 21. The data character to be transmitted keys a function value corresponding to the appropriate time received by microprocessor 2 preparing a uniquely assigned sequence of cosine half-waves of the type described above and then properly inserted into its transmission signal. . If there is no data character for transmission, microprocessor 22 continues to key the function value of the set cosine fullwave at frequency 1 / (2T (p)).

디지틀 신호화한 함수값을 연속적인 아나로그 신호로 변환하는 것은 디지틀 대 아나로그(D/A)컨버터 23에서 일어난다. 결과로서 나타난 신호는 증폭기/감쇠기(attenuator) 24를 통해 통과되고, 비이상적 전송 링크 26에 대한 신호 조건을 맞추기 위해 마스터 프로세서 27 과 저역 통과(low-pass) 필터 25에 의해 제어된다.Conversion of digitally signaled function values into a continuous analog signal occurs in a digital-to-analog converter (D / A). The resulting signal is passed through an amplifier / attenuator 24 and controlled by a master processor 27 and a low-pass filter 25 to match the signal conditions for the non-ideal transmission link 26.

수신기 30에서, 먼저 신호가 저역 통과 필터 31 과 증폭기/감쇠기 32를 통과하고 평가 회로에 대한 신호를 조절하기 위해 마스터 프로세서 38 에 의해 제어된다.At receiver 30, the signal first passes through low pass filter 31 and amplifier / attenuator 32 and is controlled by master processor 38 to regulate the signal to the evaluation circuit.

대역통과(band pass)필터 33에서, 중요하지 않은 주파수는 억제되고, 필요시엔 신호가 그룹 지연을 위한 보상에 의한 것과 같은 보다 최적의 디코딩을 위해 필터(filtered)된다. 대역통과 필터 33은 디지틀로 조정할 수 있는 특징과, 높은 클럭(clock) 주파수를 가진 유리하게 스위치된 캐패시터(capacitor)필터를 포함한다. 따라서 대역통과 필터 33 은 채널 26 의 특징을 효율적으로 조종하고 매치(match)시키기 위해 마스터 프로세서 38을 이용하여 조정될 수 있다.In band pass filter 33, non-critical frequencies are suppressed and, if necessary, the signal is filtered for more optimal decoding such as by compensation for group delay. Bandpass filter 33 includes a digitally adjustable feature and an advantageously switched capacitor filter with a high clock frequency. Thus, bandpass filter 33 can be adjusted using master processor 38 to efficiently manipulate and match the characteristics of channel 26.

대역통과 필터 33 로부터의 신호는 구별기 34 에 공급된다. 만일 신호가 채널 26에서 이미 구별되었다면 구별기 34 는 제거될수 있다. 그러한 경우에, 대역통과 필터는 스위치 37 에 의해 제로 교차 검출기 35 에 직접 접속된다. 제로 교차 검출기 35 는 구별된 신호를 수신하고, 마이크로프로세서 36 에 의해 평가된 펄스의 시퀀스를 발생한다. 후자는 펄스들 사이의 시간 간격을 계산하여, 대역통과 필터 33 의 출력 신호의 인접한 제로 교차 또는 정점 사이의 시간 간격을 차례차례로 결정하여서 요구된 수신 시퀀스{E⒩}를 얻는다.The signal from bandpass filter 33 is fed to discriminator 34. If the signal has already been distinguished on channel 26, discriminator 34 can be removed. In such a case, the bandpass filter is directly connected to the zero crossing detector 35 by a switch 37. The zero crossing detector 35 receives the distinct signal and generates a sequence of pulses evaluated by the microprocessor 36. The latter calculates the time interval between the pulses, which in turn determines the time interval between adjacent zero crossings or vertices of the output signal of the bandpass filter 33 to obtain the required receive sequence {E}.

상기 프로세스의 나머지는 상술된 바와같이 미리 선정된 계수 A, B와 C를 사용하여 메모리 39와 관련하여 마이크로프로세서 36 에 의해 수행된다.The remainder of the process is performed by microprocessor 36 in conjunction with memory 39 using preselected coefficients A, B and C as described above.

검출기 35로부터의 펄스에서 유도된 시간 지속 E⒩의 처리는 시간 T(1)에 할당된 0, T(2)에 할당된 1 그리고 T(0)에 할당된 S를 가기고, N=8과 m=2의 경우에 대해 이하 상세히 설명될 것일지라도 다른 값 또는 할당은 전송된 신호를 위해 사용될 수도 있다는 점을 알아야 한다. 제5도의 예에 대해, T(0)는 240㎲ 이고, T(1)은 200㎲ 그리고 T(2)는 160㎲ 이다.The processing of time duration E 유도 derived from the pulses from detector 35 goes from 0 assigned to time T (1), 1 assigned to T (2) and S assigned to T (0), where N = 8 and Although it will be described in detail below for the case of m = 2, it should be appreciated that other values or assignments may be used for the transmitted signal. For the example of FIG. 5, T (0) is 240 ms, T (1) is 200 ms and T (2) is 160 ms.

시퀀스{E⒩}의 요소들은 각각 검출된 시간 지속을 나타낸다. 제5도의 예에 대해, 전송된 ac 신호를 나타내는 시퀀스{S⒩}는 다음을 포함하게 된다: 240; 240; 160; 200; 160; 200; 160; 200; 160; 그리고 200 마이크로초이다. 대응하는 얻어진 E⒩의 값은 채널 왜곡으로 인해 전송된 값으로부터 변화할 것이며, 따라서 심볼 상호간의 간섭이 발생하여 변화를 지연시킨다.The elements of the sequence {E}} each represent a detected time duration. For the example of FIG. 5, the sequence {S \} representing the transmitted ac signal would include: 240; 240; 160; 200; 160; 200; 160; 200; 160; And 200 microseconds. The corresponding obtained value of E 'will vary from the transmitted value due to channel distortion, thus causing intersymbol interference to delay the change.

시퀀스에서 각각의 10 개의 값, 즉 E(i+1) 내지 E(i+10) 에 대해, 마이크로프로세서 36은 본 발명에 따른 디코딩 방법의 고려와 지식하에서 주파수 시프트 키잉 방법의 인코딩 법칙에 대한 지식을 사용하는데, 이것은, 상기 값 E⒩이 비트값 b(1)내지 b(8)을 갖는 데이터 문자를 나타내고, 이들 각각은, 값 0 과 1을 가정할 수 있음을 설명하고 있다:For each of the ten values in the sequence, namely E (i + 1) to E (i + 10), microprocessor 36 is aware of the encoding law of the frequency shift keying method under consideration and knowledge of the decoding method according to the invention. This illustrates that the value E ⒩ represents a data character with bit values b (1) to b (8), each of which can assume values 0 and 1:

u=0 또는 u=P로서 좋은 근사치로는A good approximation for u = 0 or u = P is

여기에서 P는 미리선정된 T(P)와 A+B+C=1을 나타낸다.Where P represents a preselected T (P) and A + B + C = 1.

여기에서는 하나의 데이터 문자를 나타내는 본 발명의 주파수 시프트 키잉 방법의 양호한 신호는 언제나 주기 2T(0)와 코싸인 전파(fullwave)로 시작되어 주기 2T(0) 또는 주기 2T(P)의 코싸인 전파(fullwave)로 종결된다.Here, a good signal of the frequency shift keying method of the present invention representing one data character always starts with period 2T (0) and cosine fullwave and then cosine propagation in period 2T (0) or period 2T (P). terminates with (fullwave)

결과적으로, 고정된 A, B 그리고 C 계수를 가진 2x256=512 의 가능성에 대해, 마이크로프로세스 36 은 상기 식 (i) 내지 (iV)의 우측을 이용하여 길이 10 의 허용 가능한 목표값 씨리즈(target value series)를 결정하고 메모리 39에 그 값들을 기억시킨다.As a result, for the possibility of 2x256 = 512 with fixed A, B and C coefficients, microprocess 36 uses the right side of equations (i) to (iV) above to allow an acceptable target value of length 10. series) and store the values in memory 39.

각 목표 값 씨리즈 Z(1) 내지 Z(10)에 대해, 마이크로프로세서 36 은 전체 에러(total error)를 형성한다.For each target value series Z (1) to Z (10), the microprocessor 36 forms a total error.

만일 모든 전체 에러가 미리 선정된 한계(bound)를 초과하면, 좋은 확실성을 가지고, 값 E(i+1) 내지 E(i+10)은 본 발명의 주파수 시프트 키잉 방법의 전송 활동(activity)에 의해 발생되지 못하였으며 그 시퀀스는 무시된다. 따라서 마이크로프로세서 36 은 제 1 계산 값 E(i+1)을 거부 (reject)하고, 즉시 다음의 계산 값을 나머지 9 개의 계산값에 결합하며, 그런다음 상술된 방법으로 그러한 10 개의 값을 결합하며, 그런다음 상술된 방법으로 그러한 10 개의 값을 분석한다. 그러나, 만일 규정된 한계를 초과하지 않는 최소한 하나의 전체 에러가 존재한다면, 가장 낮은 전체 에러 TE를 갖는 8 비트 b(1) 내지 b(8)이 결정된다. 그런다음 마이크로프로세서 36 은 그들 8 비트에 속하는 문자를 결정하여 디코드되고 수신된 그것을 표시하며, 관찰된 값 E(i+1) 내지 E(i+10)을 무시하고, 설명된 방법으로 즉시 다음 10 개의 계산값을 분석한다.If all the overall errors exceed a predetermined bound, then with good certainty, the values E (i + 1) to E (i + 10) depend on the transmission activity of the frequency shift keying method of the present invention. Is not generated by the user and the sequence is ignored. Microprocessor 36 thus rejects the first calculated value E (i + 1), immediately combines the next calculated value into the remaining nine calculated values, and then combines those ten values in the manner described above. The 10 values are then analyzed in the manner described above. However, if there is at least one total error that does not exceed the prescribed limit, then 8 bits b (1) to b (8) with the lowest overall error TE are determined. Microprocessor 36 then determines the characters belonging to those 8 bits and marks them as decoded and received, ignoring the observed values E (i + 1) to E (i + 10) and immediately following the described method 10 Analyze the calculations of two dogs.

마이크로프로세서 36 은 이용 가능한 시간에 그것에 할당된 과정의 일부를 수행할 수 있도록 병렬로 이용될 수 있는 처리 장치로 유리하게 갖추어져 있다(예에서 : 가장 나쁜 경우)에 대해 480+8·160=1760㎲이다).Microprocessor 36 is advantageously equipped with processing units that can be used in parallel to perform some of the processes assigned to it at the time available (for example: worst case) for 480 + 8 · 160 = 1760㎲. to be).

예로, 제7도는 이러한 마이크로프로세서 36 구조의 필수적인 부분을 도시한다. 계산값 E(j)는 시프트 레지스터 40 에 보재진다. 10개의 값이 존재할 때, 병렬로 접속된 절대값 발생기(generators) 41은 그 값들에 할당된 계산값을 접수하고,For example, FIG. 7 shows an integral part of this microprocessor 36 architecture. The calculated value E (j) is held in the shift register 40. When there are 10 values, the parallel generators 41 connected in parallel receive the calculations assigned to those values,

정상적인 변동 범위내에서 번화하는 통신 채널에 대해 보유될 수 있다. 실험들은 장기간 작용(long-term behavior)에서는 단지 12 내지 23의 최소 전체 에러 TE(Z)가 발견되었음을 보여주었다.It may be retained for a communication channel that thrives within the normal fluctuation range. Experiments show only 12 to 23 in long-term behavior. Showed that the minimum overall error of TE (Z) was found.

예에 의해 설명된 주파수 시프트 키잉 방법은 또다른 장점은 6Hz까지와 통신 채널에서의 주파수 트리프트(drift)는 본질적으로 어떤 해로운 영향도 끼치지 않는다는 것이다. 게다가, 이 방법은 비동기적이고 디퍼런스(difference)코딩이 없기 때문에, 에러 전달이 일어날 수 없다.Another advantage of the frequency shift keying method described by the example is that frequency drift up to 6 Hz and in the communication channel has essentially no detrimental effect. In addition, since this method is asynchronous and there is no difference coding, error propagation cannot occur.

이제 설명되는 바와같이, 본 발명의 양호한 실시예는 전송된 신호에 있는 데이타 문자를 인코딩하는 반파 싸인파 요소(element)를 사용하여 FSK 신호를 위해 반파 싸인파 요소(element)를 사용하여 FSK 신호를 인코딩하는 새로운 시스템과, 전송된 데이타 문자를 회복하기 위해, 정점대 정점값 또는 제로대 제로 교차를 측정함으로써 수신 시퀀스를 발생하는 디코더를 포함한다. 수신 시퀀스는 수신단에 기억된 모든 데이타 문자들에 대한 가능한 결과의 시퀀스와 비교되며 최소 에러를 갖는 것이 전송된 문자로서 선택된다.As will now be described, a preferred embodiment of the present invention uses a half wave sine wave element for the FSK signal using a half wave sine wave element that encodes a data character in the transmitted signal. A new system for encoding and a decoder for generating a receive sequence by measuring a vertex-to-vertex value or zero-to-zero intersection to recover transmitted data characters. The receiving sequence is compared with the sequence of possible results for all data characters stored at the receiving end and the one with the least error is selected as the transmitted character.

요약하면, 제8도는 본 발명에 따른 전형적인 방법의 그들의 메모리 블록 39에서 규정된 계수 A, B 및 C 에 대해 앞서 계산된 가능한 목표 값을 읽고, 그런다음 절대 크기를 읽으며, 끝으로 이들 값을 대응하는 전체 에러를 결정 요소 43 에 보내는 가산기 42 에 보낸다. 이것은, 고려될 모든 512 개의 경우에 대해 발생하고, 결정 요소 43 은 기본적인 최소의 8 비트를 결정한다. 만일 이러한 최소값인 규정된 한계 이하로 떨어지면, 그것은 인지된 문자를 통과하여 시프트 레지스터 40 이 10 개의 값에 의해 앞으로 스위치되도록 하며, 그렇지 않으면 시프트 레지스터 40 은 하나의 값에 의해 앞으로 스위치시킨다.In summary, Figure 8 reads the possible target values previously calculated for the coefficients A, B and C defined in their memory block 39 of a typical method according to the present invention, and then reads the absolute magnitude and finally maps these values. Send the total error to adder 42 which sends to decision element 43. This occurs for all 512 cases to be considered, and decision element 43 determines the basic minimum 8 bits. If it falls below this minimum specified threshold, it passes through the recognized character causing shift register 40 to switch forward by 10 values, otherwise shift register 40 switches forward by one value.

모든 512 개의 가능한 경우에 대한 세부적이고 완전한 열거에 대한 하나의 대안으로서, 최적의 수학적 이론은 스케치된 처리 단계의 단편만을 요구하며 거의 동등하게 좋은 결과를 산출하는 공식을 제공한다. 일반적인 신호 프로세서는 마이크로프로세서 36으로 사용될 수 있다.As an alternative to the detailed and complete enumeration of all 512 possible cases, the optimal mathematical theory requires only fragments of the sketched processing steps and provides a formula that yields nearly equally good results. A general signal processor may be used as the microprocessor 36.

한계(bound), 대역통과 필터 33 의 세팅(setting)그리고 계수 A, B 및 C의 선택은 상당히 간단하고, 몇가지 실험에 의해 충분한 정확성으로 결정될 수 있음이 발견되었다. 이들 값들은 흐름 도표이다. 주지된 바와, 전송 방법은 스텝(step) 50-54 에 의해 그리고 수신 방법은 스텝 56-62 에 의해 정의된다.It has been found that the bound, setting of the bandpass filter 33 and the selection of the coefficients A, B and C are fairly simple and can be determined with sufficient accuracy by several experiments. These values are flow charts. As noted, the transmission method is defined by steps 50-54 and the reception method is defined by steps 56-62.

특정 주파수, 비트 조합, 스타트 요소 사용, 전문화된 최적화 문제들 그리고, 양호한 실시예 등이 설명되었을지라도 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 변화가 이루어질 수도 있다.Although specific frequencies, bit combinations, use of start elements, specialized optimization problems, and preferred embodiments have been described, changes may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (10)

비이상적 통신 채널로의 전송을 위한 주파수 시프트 키잉된 데이터 신호의 인코딩 및 디코딩 방법에 있어서, (a) 통신 채널로의 전송을 위해, 다중 주파수와 반파 싸인파 세그먼트를 위상-코히어런트 결합에 의해 주파수 시프트 키잉된 데이터 신호 발생 단계와, (b) 데이터 문자의 스트림을 복수개의 다중 주파수 싸인파 세그먼트를 포함하는 전송 ac 신호로 인코딩하는 단계와, (c) 비이상적 통신 채널에 대한 데이터 문자의 스트림을 인코딩하는 ac 신호 전송 단계와, (d) 비이상적 통신 채널로부터의 ac 신호를 수신하는 단계와, (e) 정점값 또는 제로 교차 사이의 시간 주기를 결정함으로써 수신된 ac 신호를 확인 하는 단계와, (f) 데이터 문자의 스트림을 나타내는 각각 기억된 시퀀스의 세트와 시간 주기의 시퀀스를 비교 하는 단계와, (g) 이러한 비교 동안 가장 작은 에러를 발생하는 기억된 시퀀스에 의해 나타낸 것을 데이터 문자의 전송된 스트림으로서 선택하는 단계를 포함하는 주파수 시프트 키잉된 데이터 신호 인코딩 및 디코딩 방법.A method of encoding and decoding a frequency shift keyed data signal for transmission to a non-ideal communication channel, comprising: (a) multi-frequency and half-wave sine wave segments by phase-coherent combining for transmission to a communication channel; Generating a frequency shift keyed data signal, (b) encoding a stream of data characters into a transmit ac signal comprising a plurality of multi-frequency sine wave segments, and (c) a stream of data characters for a non-ideal communication channel. Ac signal transmission, encoding ac signal, (d) receiving an ac signal from a non-ideal communication channel, and (e) identifying a received ac signal by determining a time period between a peak value or zero crossing; (f) comparing the sequence of time periods with each set of stored sequences representing a stream of data characters, and (g) during such a comparison. Chapter encoded to that represented by the stored sequences include the step of selecting as the transmitted stream of data character frequency shift keyed data signal to generate a small error, and the decoding method. 제1항에 있어서, (h) 제1주파수 반 싸인파에 의해 데이터 문자당 최소한 하나의 스타트 요소를 인코딩하는 단계와, (i) 제2주파수 반 싸인파에 의해 데이터 문자의 0 데이터 비트 인코딩 단계와, (j) 제3주파수 반 싸인파에 의한 데이터 문자의 1 데이터 비트 인코딩 단계를 포함하는 주파수 시프트 키잉된 데이터 신호 인코딩 및 디코딩 방법.The method of claim 1, further comprising: (h) encoding at least one start element per data character by the first frequency half sine wave, and (i) encoding zero data bits of the data character by the second frequency half sine wave. And (j) encoding one data bit of the data character by the third frequency half sine wave. 제1항에 있어서, 단계 d)는 통신 채널의 특징을 매치(match)시키기 위해 수신 시스템을 평등하게 하는(equalizing) 단계를 포함하는 주파수 시프트 키잉된 데이터 신호 인코딩 및 디코딩 방법.2. The method of claim 1, wherein step d) comprises equalizing the receiving system to match the characteristics of the communication channel. 제1항에 있어서, 단계 b)는 데이터 문자의 스트림을 비동기적으로 인코딩하는 단계를 포함하는 주파수 시프트 키잉된 데이터 신호 인코딩 및 디코딩 방법.2. The method of claim 1 wherein step b) comprises asynchronously encoding a stream of data characters. 시퀀스의 미리 선정된 수의 시퀸셜(sequential) 반파가 데이터 문자를 표시하는 위상-코히어런트 반파 싸인파 신호의 시퀀스에 따라 통신 채널에 전송된 디지틀 데이터의 시퀀스를 수신 및 디코딩하기 위한 장치에 있어서, a) 반파 싸인파 신호의 전송된 시퀀스를 수신하기 위한 신호 입력수단과, b) 수신된 신호의 연속적인 제로 교차 또는 정점 사이의 시간 주기를 측정하기 위한 입력 수단에 접속된 수단과, c) 각각의 기억된 시간 주기 시퀀스와 각각 수신된 시간 주기 시퀀스를 비교하고 전송된 데이터 스트림으로서 수신된 시퀀스와 가장 가까운 기억된 시퀀스에 의해 표시된 것을 출력하기 위한 시간 주기의 시퀀스로서 각각 가능한 전송된 데이터 시퀀스의 최소한 하나의 표시를 기억하는 메모리를 가지며 측정하는 수단에 접속된 컴퓨 수단을 포함하는 디지틀 데이터 시퀀스 수신 및 디코딩 장치.10. An apparatus for receiving and decoding a sequence of digital data transmitted over a communication channel in accordance with a sequence of phase-coherent half-wave sine wave signals in which a predetermined number of sequential half waves of the sequence represents a data character. a) signal input means for receiving a transmitted sequence of half-wave sine wave signals; b) means connected to input means for measuring a time period between successive zero crossings or vertices of a received signal; c) Each of the possible transmitted data sequences as a sequence of time periods for comparing each stored time period sequence with each received time period sequence and outputting the one indicated by the stored sequence closest to the received sequence as the transmitted data stream. Computer means having a memory for storing at least one indication and connected to the means for measuring; Digital data sequence receiving and decoding device. 제5항에 있어서, 측정 수단은 a) 수신된 신호를 구별하기 위한 구별기와, b) 구별된 수신 신호의 각 제로 교차에서의 펄스를 발생하기 위한 제로 교차 검출기를 포함하는 디지틀 데이터 시퀀스 수신 및 디코딩 장치.6. The method of claim 5, wherein the measuring means comprises: a) a discriminator for distinguishing received signals, and b) a zero crossing detector for generating a pulse at each zero crossing of the distinguished received signal. Device. 비이상적 통신 채널에 전송된 주파수 시프트 키잉된 ac 신호 디코딩 방법에 잇어서, a) 비이상적 통신 채널로부터의 주파수 시프트 키잉된 ac 신호 수신 단계와, b) 수신된 주파수 시프트 키잉된 ac 신호의 연속적인 정점 값 또는 연속적이 제로 교차 사이의 시간 간격을 측정하여 양의 수의 시퀀스{E(n)} 발생 단계와, c) 기억된 시퀀스에 대한 에러 마진을 결정하는 무(none), 하나 또는 그 이상의 데이터 문자의 스트림을 각각 나타내는 기억된 시퀀스의 세트와 상기 시퀀스{E(n)}를 비교하는 단계와, d) 미리 선정된 한계 미만의 에러 마진을 갖는 각각의 시퀀스 확인 단계와, e) 무(none), 하나 또는 그 이상의 데이터 문자의 전송된 스트림으로서 비교 단계 동안 가장 작은 에러 마진을 산출하는 기억된 시퀀스와 대응하는 확인된 시퀀스에서 하나를 선택하는 단계를 포함하는 주파수 시프트 키잉된 ac 신호 디코딩 방법.A method of decoding a frequency shift keyed ac signal transmitted on a non-ideal communication channel, the method comprising: a) receiving a frequency shift keyed ac signal from a non-ideal communication channel, and b) a continuous peak of the received frequency shift keyed ac signal. A step of generating a positive sequence {E (n)} by measuring the time interval between values or consecutive zero crossings, and c) none, one or more data to determine the error margin for the stored sequence. Comparing the sequence {E (n)} with a set of stored sequences each representing a stream of characters, d) checking each sequence with an error margin below a predetermined limit, and e) none Selecting one from the identified sequence that corresponds to the stored sequence that yields the smallest error margin during the comparison step as a transmitted stream of one or more data characters. And a frequency shift keyed ac signal decoding method. 제7항에 있어서, 단계 a)는 비이상적 통신 채널의 특징을 평등하게 하는 단계를 포함하는 주파수 시프트 키잉된 ac 신호 디코딩 방법.8. The method of claim 7, wherein step a) comprises equalizing features of a non-ideal communication channel. 제7항에 있어서, 기억된 시퀀스{Z(n)}는 s, t 는 미리 선정된 정수이고, A(j) 총계 1을 갖는 미리 선정된 상수로 s+t+1 이며, S(n)은 무(none), 하나 또는 그 이상의 데이터 문자에 대한 상기의 스트림을 나타내는 순서 Z(n)에서 무(none), 하나 또는 그 이상의 데이터 문자를 나타내는 주파수 시프트 키잉된 신호의 연속적인 정점값 또는 연속적인 제로 교차 사이의 시간 간격을 측정하여 송신기 단에서 유도될 수 있는 양의 수의 시퀀스인으로 정의되는 주파수 시프트 키잉된 ac 신호 디코딩 방법.The stored sequence {Z (n)} is s, t is a predetermined integer, a predetermined constant having an A (j) total of 1 and s + t + 1, and S (n). Is a continuous peak value or sequence of frequency shift keyed signals representing none, one or more data characters in the sequence Z (n) representing the stream for none, one or more data characters. Is a sequence of positive numbers that can be derived at the transmitter stage by measuring the time interval between zero crossings. A method of decoding frequency shift keyed ac signals as defined herein. 제7항에 있어서, 에러 마진은8. The method of claim 7, wherein the error margin is 는 비음의(non-negative)수를 각 시퀀스{F(n)}에 할당하고, E(n)은 F(n)=E(2+n)-Z(n) F(n)인 으로 정의되는 주파수 시프트 키잉된 ac 신호 디코딩 방법. Assigns a non-negative number to each sequence {F (n)}, where E (n) is defined as F (n) = E (2 + n) -Z (n) F (n) The method of decoding a frequency shift keyed ac signal.