KR101158661B1

KR101158661B1 - Ofdm circuit based on rf technology, and signal processing apparatus using the same

Info

Publication number: KR101158661B1
Application number: KR1020110053914A
Authority: KR
Inventors: 오인열; 박철순; 은기찬; 신민철; 박현철
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-06-26

Abstract

PURPOSE: An OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) circuit based on RF technology and a signal processing apparatus using the same are provided to the super high speed wireless transmission of more than 1Gbps in 1024 OFDMby performing the transmission of more than 1-10Mbps in one carrier wave. CONSTITUTION: A digital signal source(100) of the number of d×b generates carrier waves of the number of d×b by successively receiving a frequency locking signal having a signal value of the number of d×b. The digital signal source generates a digital modulation signal of the number of d×b by using the carrier waves of the number of d×b. The digital signal source comprises a spin digitally controlled oscillator(110) and a spin modulator(120) generating the digital modulation signal. A digital modulation controller(300) generates a modulated control signal of the number of d×b to control a digital spin modulation operation of the spin modulator. An amplifier(400) is located in an output terminal of an RF base OFDM circuit.

Description

ＲＦ 기반 ＯＦＤＭ 회로 및 이를 이용하는 신호 처리 장치{OFDM circuit based on RF technology, and signal processing apparatus using the same}RF-based OPM circuit and signal processing apparatus using the same {OFDM circuit based on RF technology, and signal processing apparatus using the same}

본 발명은 OFDM 기술에 관한 것으로, 특히 RF 회로부에서 OFDM 신호를 직접 생성 및 송신할 수 있도록 하는 RF 기반 OFDM 회로 및 이를 이용하는 신호 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an OFDM technology, and more particularly, to an RF-based OFDM circuit and a signal processing apparatus using the same to directly generate and transmit an OFDM signal in an RF circuit.

모바일(Mobile) 기능이 중요해지면서 간섭 및 감쇄 환경에서도 품질 높은 모바일 통신을 지원하기 위한 여러 기술들이 개발 되었으며, 이의 대표적인 기술이 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexer)이다. As mobile functions become more important, several technologies have been developed to support high quality mobile communication in interference and attenuation environments. The representative technique is Orthogonal Frequency Division Multiplexer (OFDM).

OFDM은 다수개의 반송파에 신호를 나누어 보내는 방식이어서, 송수신기가 전체적으로는 광대역 신호를 전달하는 조건에서도 각각의 반송파에서는 협대역의 신호를 전달하는 효과를 얻음으로써, 이동시 간섭에 강한 특성을 갖게 하는 이동성이 강조된 무선 기술이다.OFDM is a method of dividing a signal into a plurality of carriers, so that even when the transceiver is transmitting a wideband signal as a whole, the carriers have an effect of transmitting a narrowband signal on each carrier, thereby having a strong characteristic against interference during movement. Emphasis is on wireless technology.

OFDM의 구현을 위해서는 다수개의 반송파가 요구되고, 각 반송파에 신호를 변조시켜 보내야 하는데, 이러한 기술은 RF 신호에서 다수개의 반송파를 발생시키는 회로가 요구되어 현재의 L-C기반 전자회로의 기술로는 불가능한 문제가 있다. In order to implement OFDM, a plurality of carriers are required, and a signal must be modulated and sent on each carrier. This technique requires a circuit for generating a plurality of carriers in an RF signal, which is impossible with current LC-based electronic circuits. There is.

이 때문에 종래에는 RF 회로부가 아닌 로직 회로부인 신호 처리부에서 시간 도메인의 디지털 신호를 주파수 도메인의 신호 처리를 수행하는 FFT/IFFT 방식의 신호 처리 기법을 이용하여 OFDM을 구현한다. 신호 처리부에서 구현된 OFDM은 FFT(Fast Fourier Transform)를 통한 신호 처리로 인해 연산 처리의 계산량이 많고, 회로가 복잡하며 사이즈도 크고 전력소모도 크게 요구된다. 더욱이, 기가비트급 초고속 신호일 경우에는 연산 처리 계산량이 기하급수적으로 증가하여 전력소모 및 크기의 증가로 인해 모바일 장치에서의 구현은 불가능하다.For this reason, conventionally, the signal processing unit, which is a logic circuit unit, not an RF circuit unit, implements OFDM using an FFT / IFFT signal processing technique that performs signal processing in the frequency domain with a digital signal in the time domain. OFDM implemented in the signal processing unit requires a large amount of calculation processing, complicated circuits, large size, and high power consumption due to signal processing through fast fourier transform (FFT). In addition, in the case of a gigabit-class high-speed signal, the computational computational amount increases exponentially, which makes it impossible to implement in a mobile device due to the increase in power consumption and size.

또한 로직 회로부의 처리제한 속도로 인해 전달가능한 광대역 신호 용량도 제한되는 문제도 있다.In addition, the throughput limitation of the logic circuit portion also limits the amount of broadband signal that can be delivered.

뿐 만 아니라, 디지털 신호 입력인 ㅣ(ㅣ은 1이상의 자연수) 비트의 변조 제어 신호에 의한 2^ㅣ 레벨 디지털 스핀 변조 동작이 OFDM 연산과 별도로 처리되어야 했으므로, 회로의 복잡도가 커지는 문제도 있다. In addition, since the 2 ^| level digital spin modulation operation by the modulation control signal of the | (| is a natural number of 1 or more) bits, which is a digital signal input, has to be processed separately from the OFDM operation, the complexity of the circuit increases.

이에 본 발명에서는 어레이 구조를 가지는 다수개의 스핀 디지털 제어 발진기를 통해 다수개의 반송파를 생성하도록 하고, 이를 통해 RF 회로부에서 OFDM 신호를 직접 생성 및 송신할 수 있도록 하는 RF 기반 OFDM 회로를 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is to provide a plurality of carriers to generate a plurality of carriers through a plurality of spin digitally controlled oscillator having an array structure, and to provide an RF-based OFDM circuit that can directly generate and transmit an OFDM signal in the RF circuit unit.

또한, 다수개의 스핀 디지털 제어 발진기를 통해 생성된 다수개의 반송파를 이용하여 2^m 레벨 디지털 스핀 변조 동작을 추가적으로 수행할 수 있도록 하는 RF 기반 OFDM 회로를 제공하고자 한다. Another object of the present invention is to provide an RF-based OFDM circuit that can additionally perform a 2 ^m level digital spin modulation operation using a plurality of carriers generated by a plurality of spin digitally controlled oscillators.

또한, RF 기반 OFDM 회로를 이용하여, 주파수 락킹 동작 및 디지털 스핀 변조 동작을 함께 수행할 수 있는 신호 처리 장치도 함께 제공하고자 한다.
In addition, a signal processing apparatus capable of performing a frequency locking operation and a digital spin modulation operation by using an RF-based OFDM circuit is also provided.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에서는, 어레이 구조를 가지며, 서로 다른 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호를 순차적으로 입력받아 서로 상이한 발진 주파수를 가지는 d×b개의 반송파를 생성하고, 상기 d×b개의 반송파를 이용하여 d×b개의 디지털 변조 신호를 생성하는 d×b개의 디지털 신호원을 포함하며, 상기 d×b개의 디지털 신호원 각각은 고유 주파수를 가지는 반송파를 생성하는 스핀 디지털 제어 발진기; 및 상기 반송파를 이용하여 디지털 변조 신호를 생성하는 스핀 변조기를 포함하는 RF 기반 OFDM 회로를 제공할 수 있다. As a means for solving the above problems, in one embodiment of the present invention, d × b carriers having an array structure, sequentially receiving frequency locking signals having different signal values, and having different oscillation frequencies are generated. And d × b digital signal sources for generating d × b digital modulated signals using the d × b carriers, wherein each of the d × b digital signal sources generates a carrier having a natural frequency. Digitally controlled oscillators; And a spin modulator generating a digital modulated signal using the carrier.

상기 스핀 디지털 제어 발진기는 주파수 락킹 신호의 각 비트에 연결되며 상기 각 비트의 비트값에 따라 전류 도통 여부를 결정하는 n개의 트랜지스터 유닛을 구비하고, 상기 n개의 트랜지스터 유닛을 통해 발진용 전류의 전류값을 가변하는 트랜지스터 어레이; 및 스핀트로닉스 동작을 갖는 적어도 하나의 나노필라를 구비하고, 상기 적어도 하나의 나노필라를 통해 상기 발진용 전류의 전류값에 상응하는 발진 주파수를 가지는 반송파를 생성하는 스핀 발진기를 포함할 수 있다. The spin digitally controlled oscillator has n transistor units connected to each bit of the frequency locking signal and determines whether to conduct current according to the bit value of each bit, and the current value of the oscillation current through the n transistor units. A transistor array to vary; And a spin oscillator having at least one nanopillar having a spintronic operation, and generating a carrier having an oscillation frequency corresponding to the current value of the oscillation current through the at least one nanopillar.

상기 d×b개의 디지털 제어 발진기 각각은 클럭 신호에 동기화되어 상기 주파수 락킹 신호를 래치하는 래치를 더 포함할 수 있다. Each of the d × b digitally controlled oscillators may further include a latch synchronized with a clock signal to latch the frequency locking signal.

상기 스핀 변조기는 상기 반송파를 이용하여 2^l(l은 1 이상의 자연수) 레벨의 진폭 변조 동작 또는 주파수 변조 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다. The spin modulator may perform an amplitude modulation operation or a frequency modulation operation having a level of 2 ^l (l is a natural number of 1 or more) using the carrier.

이때, 상기 스핀 변조기는 1 비트의 변조 제어 신호에 따라 상기 반송파의 출력 여부를 결정하는 하나의 스위치를 포함할 수 있다. In this case, the spin modulator may include one switch for determining whether to output the carrier according to a 1-bit modulation control signal.

그리고, 상기 스핀 발진기는 2^m(m은 2 이상의 자연수)개의 나노필라를 포함하고, 상기 스핀 변조기는 2^m 비트의 변조 제어 신호에 따라 상기 2^m 개의 나노필라 각각의 신호 출력 여부를 결정하는 2^m 개의 스위칭부를 포함할 수 있다. The spin oscillator includes 2 ^m (m is a natural number of 2 or more) nanopillars, and the spin modulator 2 determines whether to output a signal of each of the 2 ^m nanopillars according to a 2 ^m bit modulation control signal. ^It may include ^m switching units.

또한, 상기 스핀 변조기는 1 비트의 변조 제어 신호에 따라 상기 나노필라의 전류 밀도 또는 자속 밀도의 가변 여부를 결정하는 하나의 스위칭부를 포함할 수 있다. In addition, the spin modulator may include one switching unit for determining whether the current density or the magnetic flux density of the nanopillar is variable according to a 1-bit modulation control signal.

뿐 만 아니라, 상기 스핀 변조기는 2^m 비트의 변조 제어 신호를 입력받아, 상기 나노필라의 전류 밀도 또는 자속 밀도를 2^m 레벨로 가변하기 위한 변조용 전류를 생성하는 변조용 트랜지스터 어레이를 포함할 수 있다. In addition, the spin modulator may include a modulation transistor array configured to receive a modulation control signal of 2 ^m bits and generate a modulation current for varying the current density or magnetic flux density of the nanopillar to a level of 2 ^m . have.

그리고, 상기 2^m 비트의 변조 제어 신호는 온도계 코드인 것을 특징으로 한다. The 2 ^m bit modulation control signal is a thermometer code.

상기 RF 기반 OFDM 회로는 상기 d×b개의 디지털 신호원이 순차적으로 서로 다른 신호값을 가지며, 동일한 주파수 간격을 가지는 주파수 락킹 신호를 입력받도록 하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
The RF-based OFDM circuit may further include a switching unit for receiving the d × b digital signal sources sequentially receiving different signal values and having a frequency locking signal having the same frequency interval.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 형태에서는, 서로 다른 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호를 순차적으로 입력받아 서로 상이한 발진 주파수를 가지는 d×b개의 반송파를 생성하고, 상기 d×b개의 반송파를 이용하여 d×b개의 디지털 변조 신호를 생성하는 d×b개의 디지털 신호원; 상기 d×b개의 반송파를 순차적으로 선택하여 전달하고, 상기 d×b개의 디지털 신호원이 순차적으로 서로 다른 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호를 입력받도록 하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부를 통해 전달되는 반송파에 기설정된 오프셋을 더하여 피드백 신호를 생성하고, 상기 피드백 신호의 신호값에 따라 상기 주파수 락킹 신호의 신호값을 가변하는 ADPLL(All Digital PLL)를 포함하는 신호 처리 장치를 제공한다. As a means for solving the above problem, in another embodiment of the present invention, d × b carriers having different oscillation frequencies are generated by sequentially receiving frequency locking signals having different signal values, and the d × b D × b digital signal sources for generating d × b digital modulated signals using the 2 carriers; A switching unit which sequentially selects and delivers the d × b carriers, and receives the frequency locking signals having the different signal values sequentially from the d × b digital signal sources; And an ADPLL (All Digital PLL) for generating a feedback signal by adding a predetermined offset to a carrier transmitted through the switching unit, and varying a signal value of the frequency locking signal according to a signal value of the feedback signal. To provide.

상기 d×b개의 디지털 신호원 각각은 주파수 락킹 신호의 신호값에 상응하는 발진 주파수를 가지는 반송파를 생성하는 스핀 디지털 제어 발진기; 및 상기 반송파를 이용하여 디지털 변조 신호를 생성하는 스핀 변조기를 포함할 수 있다. Each of the d × b digital signal sources comprises a spin digitally controlled oscillator for generating a carrier having an oscillation frequency corresponding to a signal value of a frequency locking signal; And a spin modulator for generating a digital modulated signal using the carrier wave.

상기 스핀 변조기는 상기 반송파를 이용하여 2^ㅣ(ㅣ은 1 이상의 자연수) 레벨의 진폭 변조 동작 또는 주파수 변조 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다. The spin modulator may perform an amplitude modulation operation or a frequency modulation operation having a level of 2 ^|

상기 ADPLL는 상기 스위칭부를 통해 전달되는 반송파에 기설정된 오프셋을 더하여 피드백 신호를 생성하는 프리 스케일러; 상기 피드백 신호의 신호값에 따라 주파수 락킹 신호의 신호값을 가변하는 코어-ADPLL; 및 상기 코어-ADPLL로부터 제공되는 주파수 락킹 신호를 온도계 코드로 변환한 후 상기 d×b개의 디지털 신호원에 제공하는 온도계 코더를 포함할 수 있다.
The ADPLL may include a prescaler configured to generate a feedback signal by adding a preset offset to a carrier transmitted through the switching unit; A core-ADPLL configured to vary a signal value of a frequency locking signal according to the signal value of the feedback signal; And a thermometer coder which converts the frequency locking signal provided from the core-ADPLL into a thermometer code and provides the d × b digital signal sources.

본 발명의 RF 기반 OFDM 회로 및 이를 이용하는 신호 처리 장치는 Spin DCO의 어레이를 기반으로 RF 신호레벨에서 직접 OFDM을 구현하도록 한다. Spin DCO를 기반으로 무선 송수신기를 구현하기 때문에, 무선의 융복합 구현에 필수적인 초 광대역 구현이 가능하며, 하나의 반송파에 1bit/1Hz의 주파수 효율로 보내도 1~10Mbps 이상의 전송이 가능하므로 1024 OFDM에서는 1Gbps 이상의 초고속 무선 전송이 쉽게 구현될 수 있다. An RF-based OFDM circuit and a signal processing apparatus using the same of the present invention implement OFDM directly at an RF signal level based on an array of Spin DCOs. Since the wireless transceiver is implemented based on the Spin DCO, it is possible to realize ultra-wideband, which is essential for the convergence of wireless, and to transmit at 1 to 10Mbps or more even with a frequency efficiency of 1bit / 1Hz on one carrier, Ultra-fast wireless transmission of 1Gbps or more can be easily implemented.

또한 2^m 레벨 디지털 변조에 따라 m bits/1Hz 주파수 효율도 가능하여 거의 무한대의 전송속도를 확보할 수 있다.In addition, m bits / 1Hz frequency efficiency can be achieved according to 2 ^m level digital modulation, thereby achieving almost infinite transmission speed.

또한 나노미터 단위의 사이즈로 만들어지는 Spin DCO는 CMOS로 원-칩(One-Chip)화가 가능하여 기존 대비 작은 크기로 OFDM 구현이 이루어지고, 나노필라의 구동 특성상, Spin DCO 기반으로 만들어지는 RF 기반 OFDM은 mW 심지어는 uW 단위의 전력소모로 기가비트 송수신 기능이 구현될 수 있다.In addition, the Spin DCO, which is made in nanometer size, is capable of one-chip with CMOS, which enables OFDM implementation to a smaller size than the existing one. OFDM can be implemented to transmit and receive gigabit with power consumption in mW or even uW.

즉, 본 발명은 RF 신호레벨에서 OFDM을 구현하므로 디지털 입력신호만 연결하여 RF 기반 OFDM을 쉽게 구현할 수 있고, 이동통신 기술에서 추구하는 작은 크기, 적은 전력소모로 이동성에 강한 기가비트급 초 광대역 통신을 간단히 구현 할 수 있다. That is, since the present invention implements OFDM at the RF signal level, it is possible to easily implement RF-based OFDM by connecting only a digital input signal. It's simple to implement.

따라서, 본 발명은 종래의 전자회로의 한계를 뛰어넘는 고도화 및 융복합을 지향하는 차세대 이동통신의 솔루션을 제공할 수 있다.
Accordingly, the present invention can provide a solution for the next generation mobile communication aiming for the advancement and convergence beyond the limits of the conventional electronic circuit.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 기반 OFDM 회로의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 Spin DCO(110)의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 스핀 변조기를 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 기반 OFDM 회로를 구비하는 신호 처리 장치를 도시한 도면이다. 1 is a view showing the overall configuration of an RF-based OFDM circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a detailed configuration of the Spin DCO 110 according to an embodiment of the present invention.
3A, 3B, 4A, and 4B illustrate spin modulators according to embodiments of the present invention.
5 illustrates a signal processing apparatus having an RF-based OFDM circuit according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 기반 OFDM 회로의 전체 구성을 도시한 도면이다. 1 is a view showing the overall configuration of an RF-based OFDM circuit according to an embodiment of the present invention.

도1을 참조하면, RF 기반 OFDM 회로는 어레이 구조를 가지며, d×b(d, b은 1 이상의 자연수)개의 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호를 순차적으로 입력받아 d×b개의 반송파를 생성하고, d×b개의 반송파를 이용하여 d×b개의 디지털 변조 신호를 생성하는 d×b개의 디지털 신호원(100) 를 포함하여 구성되어, 다수개의 반송파의 동시 전송을 요구하는 OFDM 송신 장치를 RF 레벨에서 구현할 수 있도록 한다. Referring to FIG. 1, an RF-based OFDM circuit has an array structure, sequentially receives a frequency locking signal having d × b (d, b is one or more natural numbers) signal values, and generates d × b carriers. An OFDM transmission apparatus configured to include d × b digital signal sources 100 for generating d × b digital modulated signals using d × b carriers and requiring simultaneous transmission of a plurality of carriers is provided at an RF level. To be implemented.

이때, 다수개의 반송파는 서로 상이한 발진 주파수를 가지며, 일정 주파수 간격을 가진다.
In this case, the plurality of carriers have different oscillation frequencies and have a predetermined frequency interval.

더욱 상세하게는, d×b개의 디지털 신호원(100) 각각은 다시 서로 상이한 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호(lock)를 수신하여 고유 주파수를 가지는 반송파를 생성하는 스핀 디지털 제어 발진기(이하, Spin DCO)(110), 및 Spin DCO(110)에 의해 생성된 반송파를 이용하여 디지털 변조 신호를 생성하는 스핀 변조기(120)를 포함하여 구성될 수 있다. More specifically, each of the d × b digital signal sources 100 again receives a frequency locking signal lock having a different signal value to generate a carrier having a natural frequency (hereinafter referred to as Spin DCO). ) 110, and a spin modulator 120 for generating a digitally modulated signal using a carrier wave generated by the Spin DCO 110.

그리고 Spin DCO(110)는 자신에 입력되는 n(n은 1 이상의 자연수) 비트의 주파수 락킹 신호(lock)를 래치하는 래치(111), 래치(111)에 래치된 주파수 락킹 신호(lock)의 신호값에 상응하는 전류값을 가지는 발진용 전류(Io)를 생성하는 트랜지스터 어레이(이하, TR Array)(112), 및 적어도 하나의 나노필라(미도시)를 통해 상기 발진용 전류(Io)의 전류값에 상응하는 발진 주파수를 가지는 반송파(cw)를 생성하는 스핀 발진기(113)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 주파수 락킹 신호(lock)는 온도계 코드 형태를 가지는 데, 이는 주파수 락킹 신호(lock)의 신호값에 따라 발진용 전류(Io)의 전류값이 순차적으로 증감될 수 있도록 하기 위함이다.
In addition, the Spin DCO 110 has a latch 111 for latching a frequency locking signal lock of n bits (n is a natural number of 1 or more) input thereto, and a signal of the frequency locking signal lock latched at the latch 111. The current of the oscillation current Io through the transistor array (hereinafter referred to as TR array) 112 and the at least one nanopillar (not shown) which generates an oscillation current Io having a current value corresponding to the value. It may be configured to include a spin oscillator 113 for generating a carrier (cw) having an oscillation frequency corresponding to the value. In this case, the frequency locking signal lock has a thermometer code form, so that the current value of the oscillation current Io may be sequentially increased or decreased according to the signal value of the frequency locking signal lock.

이와 같이 구성되는 본 발명의 RF 기반 OFDM 회로는, 필요에 따라 디지털 변조 제어부(300)를 추가로 더 구비하고, 이를 통해 스핀 변조기(120)의 디지털 스핀 변조 동작을 제어하기 위한 d×b개의 변조 제어 신호(mc_1~mc_db)를 생성 및 제공할 수 있다. 이때, d×b개의 변조 제어 신호(mc_1~mc_db)는 d×b개의 디지털 신호원(100) 각각에 제공되며, l(l은 1 이상의 자연수) 비트의 온도계 코드일 수 있다. The RF-based OFDM circuit of the present invention configured as described above further includes a digital modulation control unit 300 as necessary, and through this, d × b modulations for controlling the digital spin modulation operation of the spin modulator 120. Control signals mc_1 to mc_db may be generated and provided. In this case, the d × b modulation control signals mc_1 to mc_db are provided to each of the d × b digital signal sources 100, and may be a thermometer code of l (l is a natural number of 1 or more) bits.

또한, 본 발명의 RF 기반 OFDM 회로는, RF 기반 OFDM 회로의 출력단에 위치되는 증폭기(400)를 추가로 더 구비하고, RF 기반 OFDM 회로의 출력 신호를 증폭한 후 송신할 수도 있다.
In addition, the RF-based OFDM circuit of the present invention further includes an amplifier 400 positioned at the output of the RF-based OFDM circuit, and may amplify and transmit the output signal of the RF-based OFDM circuit.

본 발명의 Spin DCO(110)는 도1에 도시된 바와 같이, 스핀 발진기(113)를 디지털 구동으로 구현하기 위해 TR ARRAY(112)를 적용하여 구현된다. 이에 종래의 ADPLL 기술로 주파수를 락킹할 수 있으며, 얻어진 스핀 발진기 신호를 통해 2^l(ㅣ은 1 이상의 자연수) 레벨 디지털 변조(ASK, FSK)도 함께 수행할 수 있는 스핀 변조기(120)도 함께 구조화 될 수 있다. Spin DCO 110 of the present invention is implemented by applying the TR ARRAY 112 to implement the spin oscillator 113 in a digital drive, as shown in FIG. The frequency can be locked by the conventional ADPLL technology, and the spin modulator 120 is also structured through the obtained spin oscillator signal, which can also perform 2 ^l (i or more natural numbers) level digital modulation (ASK, FSK). Can be.

또한, Spin DCO(110)는 일정 주파수 간격을 갖는 반송파를 d×b개(예를 들어, 256, 512, 1024, 2048 등) 만들어 RF 회로부에서 직접 OFDM 기술을 구현할 수 있도록 함으로써, 이동성의 장점을 가질 수 있다. 그리고 d×b개의 반송파를 통해 d×b개의 신호를 동시에 전달할 수 있도록 함으로써(즉, 각각의 반송파에서 신호 전달을 수행할 수 있도록 함으로써), 기가비트 무선 전송을 간단히 실현할 수 있다.
In addition, the Spin DCO 110 generates d × b carriers having a predetermined frequency interval (for example, 256, 512, 1024, 2048, etc.) to implement OFDM technology directly in the RF circuit unit, thereby providing the advantage of mobility. Can have In addition, by allowing d × b signals to be simultaneously transmitted through the d × b carriers (that is, by performing signal transmission on each carrier), gigabit wireless transmission can be easily realized.

그리고 본 발명의 스핀 발진기(113)는 나노미터 단위로 만들어지므로, Spin DCO(110)를 256, 512, 1024, 또는 2048개의 어레이로 구성하여도 종래의 전자 회로에 비해 월등히 작은 크기 및 저전력으로 RF 기반 OFDM 회로를 구현할 수 있다.
In addition, since the spin oscillator 113 of the present invention is made in units of nanometers, even if the Spin DCO 110 is configured with 256, 512, 1024, or 2048 arrays, the RF is significantly smaller in size and lower power than conventional electronic circuits. Based OFDM circuit may be implemented.

뿐만 아니라, 본 발명의 RF 기반 OFDM 회로는 완전 디지털(All digital) 무선통신 회로로 만들어지기 때문에 로직회로와 양립하여 구동되며, 로직회로에 의해 무선회로가 쉽게 재정의될 수 있어서 무선 기능의 고도화를 꿰할 수 있다. 이러한 특성은 스핀 발진기의 주파수 광대역 동작 특성과 더불어 주파수의 다중 대역을 융합하는 융복합 무선 솔루션을 제시할 수 있도록 한다.In addition, since the RF-based OFDM circuit of the present invention is made of an all-digital wireless communication circuit, the RF-based OFDM circuit is driven compatible with the logic circuit, and the wireless circuit can be easily redefined by the logic circuit, thereby improving the radio function. Can be. These features, together with the frequency broadband operating characteristics of the spin oscillator, allow for a convergence wireless solution that fuses multiple bands of frequency.

더하여, 본 발명의 RF 기반 OFDM 회로는 서로 다른 신호값을 가지며, 동일한 주파수 간격을 가지는 주파수 락킹 신호(lock)를 d×b개의 디지털 신호원(100) 각각에 순차적으로 제공하는 스위칭부(미도시)를 더 포함할 수 있도록 한다. In addition, the RF-based OFDM circuit of the present invention has a different signal value, and a switching unit (not shown) to sequentially provide a frequency locking signal (lock) having the same frequency interval to each of the x digital signal source 100 ) To include more.

상기 스위칭부는 클럭 신호(clk)이 클럭킹될 때 마다, 주파수 락킹 신호(lock)을 입력받게 되는 디지털 신호원(100)을 순차적으로 가변함으로써, 상기 동작을 수행할 수 있도록 한다. 다만, 주파수 락킹 신호(lock)는 클럭 신호(clk)이 클럭킹될 때 마다 PLL 루프에 의해서 신호값이 가변되는 신호 특성을 가진다.
Each time the clock signal clk is clocked, the switching unit sequentially varies the digital signal source 100 that receives the frequency locking signal lock to perform the operation. However, the frequency locking signal lock has a signal characteristic that the signal value is changed by the PLL loop whenever the clock signal clk is clocked.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 Spin DCO(110)의 상세 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the Spin DCO 110 according to an embodiment of the present invention.

도2에 도시된 바와 같이, Spin DCO(110)는 래치(111), TR ARRAY(112), 및 스핀 발진기(113)를 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 2, the Spin DCO 110 includes a latch 111, a TR ARRAY 112, and a spin oscillator 113.

이하, 각 구성 요소를 구성 및 기능을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and function of each component in more detail as follows.

래치(111)는 클럭 신호(clk)에 동기되어 자신에 입력되는 n 비트의 주파수 락킹 신호(lock)를 래치한다. 이때, 클럭 신호(clk)는 락킹 시간(Locking time) 동안 유지하다가 d×b 번마다 한번씩 클럭킹되는 동작 특성을 가진다.
The latch 111 latches an n-bit frequency locking signal lock which is input thereto in synchronization with the clock signal clk. In this case, the clock signal clk is maintained for a locking time and then clocked once every d × b times.

TR ARRAY(112)는 래치(111)와 스핀 발진기(113) 사이에서 주파수 락킹 신호(lock)의 각 비트(bo~bn-1)에 연결되며 상기 각 비트의 비트값에 따라 전류 도통 여부를 결정하는 n개의 트랜지스터 유닛(TR_unit)를 구비하고, 이를 통해 주파수 락킹 신호(lock)의 신호값에 상응하는 전류값을 가지는 발진용 전류(Io)를 생성한다. The TR ARRAY 112 is connected to each bit bo to bn-1 of the frequency locking signal lock between the latch 111 and the spin oscillator 113, and determines whether to conduct current according to the bit value of each bit. And n transistor units TR_unit, which generate an oscillation current Io having a current value corresponding to the signal value of the frequency locking signal lock.

병렬 연결된 n개의 TR 유닛(TR_unit) 각각은 캐스코드(casecode) 구조로 연결된 두개의 트랜지스터 회로(Q1, Q2)로 구성되며, Q1의 게이트로 입력되는 비트의 비트값("1" 또는 "0")에 따라 전류 도통 여부를 결정한다. 즉, 주파수 락킹 신호(lock)의 신호값에 따라 전류 도통되는 TR 유닛(TR_unit)의 개수가 순차적으로 증감되고, 이에 따라 스핀 발진기(113)에 제공되는 발진용 전류(Io)의 전류값도 가변된다.
Each of the n parallel TR units TR_unit is composed of two transistor circuits Q1 and Q2 connected in a casecode structure, and a bit value ("1" or "0") of a bit input to the gate of Q1. To determine whether the current is conducting. That is, according to the signal value of the frequency locking signal lock, the number of TR units conducting current are sequentially increased or decreased, and accordingly, the current value of the oscillation current Io provided to the spin oscillator 113 is also variable. do.

스핀 발진기(113)는 스핀트로닉스(spintronics) 동작을 갖는 나노필라(NF)를 적어도 하나 구비하며, 나노필라(NF)는 자신에 입력되는 발진용 전류(Io)의 전류값에 상응하는 발진 주파수를 가지는 반송파(cw)를 생성한다. The spin oscillator 113 includes at least one nanopillar (NF) having spintronics operation, and the nanopillar (NF) has an oscillation frequency corresponding to a current value of the oscillation current Io input thereto. Branches generate a carrier cw.

이러한 스핀 발진기(113)에 구비되는 나노필라 개수는 스핀 변조기(120)의 디지털 변조 방법 및 신호크기의 요구에 따라 가변될 수 있다. 신호크기를 증가시키기 위한 방법은 여러개의 필러를 사용하여 주파수를 동기시켜 출력 신호를 증가시킬 수 있는 방법이다. 이러한 연구는 최근 세계적인 우수기관들이 집중적으로 연구를 진행하고 있다. The number of nanopillars provided in the spin oscillator 113 may vary according to the digital modulation method of the spin modulator 120 and the request of the signal size. The method for increasing the signal size is to increase the output signal by synchronizing the frequency using a plurality of fillers. These studies are being intensively conducted by world-class organizations.

반면, 본 발명의 스핀 발진기(113)는 본 발명에서는 신호를 키우기 위한 방법만이 아닌 변조 방법에 따라 필러의 갯수를 정의할 수 있다. 예를 들어, 스핀 변조기(120)가 2 레벨 ASK 변조 동작, 2 레벨 FSK 변조 동작, 2^m(m은 2 이상의 자연수) 레벨 FSK 변조 동작을 수행하는 경우에는 하나의 나노필라(NF)를 구비하나, 스핀 변조기(120)가 2^m 레벨 ASK 변조 동작을 수행하는 경우에는 2^m 개의 나노필라(NF)를 구비할 수 있다. 이는 2^m 개의 나노필라(NF)를 통해 다중 비트 변조 신호에 의해 발진신호 크기를 가변시킴으로써, 스핀 변조기(120)의 2^m 레벨 ASK 변조 동작을 통해 보다 주파수 효율을 올려서 전송속도를 향상 시킬 수 있도록 지원하기 위함이다. In contrast, the spin oscillator 113 of the present invention may define the number of pillars according to a modulation method, not just a method for raising a signal. For example, when the spin modulator 120 performs a two-level ASK modulation operation, a two-level FSK modulation operation, and a 2 ^m (m is a natural number of two or more) level FSK modulation operation, the spin modulator 120 includes one nanopillar (NF). When the spin modulator 120 performs a 2 ^m level ASK modulation operation, the spin modulator 120 may include 2 ^m nanopillars (NF). This is because the oscillation signal size is changed by a multi-bit modulated signal through 2 ^m nanopillars (NF), so that the 2 ^m level ASK modulation operation of the spin modulator 120 increases the frequency efficiency to improve the transmission speed. To support.

또한, 스핀 발진기(113)는 자신의 출력단에 신호 분기 동작을 수행하는 RF 디바이더(DIV)를 추가 위치시켜, 나노필라(NF)를 통해 생성된 반송파(cw)를 두개의 신호(cw', cw")로 분기시켜 준다. 이와 같이 분기된 두개의 신호(cw', cw") 중 하나(cw')는 스핀 변조기(120)에 제공되어 디지털 스핀 변조 동작에 사용되고, 나머지 하나(cw")는 차후 ADPLL(All Digiatl PLL)에 제공되어 주파수 락킹(Locking) 동작에 사용될 수 있도록 한다. 즉, 본 발명의 스핀 발진기(113)는 필요한 경우, RF 디바이더(DIV)를 를 통해 디지털 스핀 변조 동작과 주파수 신호 락킹 동작을 동시에 지원할 수도 있다.
In addition, the spin oscillator 113 further places an RF divider (DIV) that performs signal branching operation at its output terminal, and transmits two signals cw 'and cw to the carrier wave cw generated through the nanopillar NF. One of the two signals (cw ', cw ") branched in this way is provided to the spin modulator 120 for use in the digital spin modulation operation, and the other (cw") It is later provided to an ADPLL (All Digiatl PLL) to be used for frequency locking operation, that is, the spin oscillator 113 of the present invention, if necessary, through the digital divide modulation (DIV) digital spin modulation operation and frequency Signal locking operation can be supported at the same time.

상기에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 Spin DCO(110)는 래치(111), TR ARRAY(112), 및 스핀 발진기(113)를 구비하고, 이들을 통해 자신에 입력된 주파수 락킹 신호(lock)의 신호값에 상응하는 발진 주파수를 가지는 반송파(cw)를 생성한다. As discussed above, the Spin DCO 110 of the present invention includes a latch 111, a TR ARRAY 112, and a spin oscillator 113, through which a frequency locking signal (lock) inputted thereto is input. A carrier cw having an oscillation frequency corresponding to the signal value is generated.

더하여, 본 발명의 d×b개의 Spin DCO(110)는 앞서 설명한 바와 같이 모두 서로 상이한 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호(lock)를 입력받아 상기의 동작을 수행하므로, d×b개의 Spin DCO(110)를 통해 생성되는 d×b개 반송파(cw) 모두는 서로 상이한 발진 주파수를 가지게 된다.
In addition, since the d × b Spin DCOs 110 of the present invention receive the frequency locking signals (locks) having different signal values from each other as described above, the d × b Spin DCOs 110 perform the above operation. All of the d × b carriers cw generated through λ have different oscillation frequencies.

본 발명의 스핀 변조기(120)는 Spin DCO(110)가 제공하는 반송파(cw)를 이용하여 다양한 형태의 디지털 스핀 변조 동작을 수행하여, 사용자가 필요로 하는 디지털 변조 신호를 생성할 수 있다. The spin modulator 120 of the present invention may generate digital modulated signals required by a user by performing various types of digital spin modulation operations using a carrier wave cw provided by the Spin DCO 110.

예를 들어, 본 발명의 스핀 변조기(120)는 2 레벨의 ASK 디지털 스핀 변조 동작, 2^m 레벨의 ASK 디지털 스핀 변조 동작, 2 레벨의 FSK 디지털 스핀 변조 동작, 2^m 레벨의 FSK 디지털 스핀 변조 동작 등을 수행할 수 있으며, 이때의 스핀 변조기(120)는 도3a, 도 3b, 도 4a 또는 도 4b에서와 같이 구성될 수 있다.
For example, the spin modulator 120 of the present invention has two levels of ASK digital spin modulation operation, two ^meters of ASK digital spin modulation operation, two levels of FSK digital spin modulation operation, two ^meters of FSK digital spin modulation operation. The spin modulator 120 may be configured as shown in FIG. 3A, 3B, 4A, or 4B.

도3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 스핀 변조기를 도시한 도면이다. 3A, 3B, 4A, and 4B illustrate spin modulators according to embodiments of the present invention.

먼저, 도3a를 참조하면, 2 레벨의 ASK 디지털 스핀 변조 동작을 수행하기 위한 스핀 변조기(120)는 1 비트의 변조 제어 신호(mc)에 따라 스핀 발진기(113)의 나노필라(NF)에 의해 생성된 반송파(cw)의 출력 여부를 결정하는 하나의 스위치(SW)를 포함하여 구성된다. First, referring to FIG. 3A, the spin modulator 120 for performing a two-level ASK digital spin modulation operation is performed by the nanopillars NF of the spin oscillator 113 according to a 1-bit modulation control signal mc. It is configured to include one switch (SW) for determining whether to output the generated carrier (cw).

이에 도3a의 스핀 변조기(120)는 1 비트의 변조 제어 신호(mc)에 따라 디지털 변조 신호(f)의 신호값을 "1" 또는 "0"으로 가변함으로써, 2 레벨의 ASK 디지털 스핀 변조 동작을 수행한다.
Accordingly, the spin modulator 120 of FIG. 3A varies the signal value of the digital modulation signal f to "1" or "0" according to the 1-bit modulation control signal mc, thereby providing two levels of ASK digital spin modulation operation. Do this.

도3b를 참조하면, 2^m 레벨의 ASK 디지털 스핀 변조 동작을 수행하기 위한 스핀 변조기(120)는 m비트의 변조 제어 신호(mc)를 2^m 비트의 온도계 코드((b0~b2^m-1)로 변환하여 출력하는 변조용 온도계 코더(121), 및 스핀 발진기(113)의 2^m개의 나노필라(NF_1~NF_2^m)와 스핀 변조기(120)의 출력단 사이에 병렬 연결되어, 2^m 개의 온도계 코드 출력값(b0~b2^m-1)의 각 신호값에 따라 2^m 개의 반송파(cw_1~cw_2^m) 각각의 출력 여부를 결정하는 2^m 개의 스위치(SW_1~SW_2^m)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 3B, the spin modulator 120 for performing the 2 ^m level ASK digital spin modulation operation may transmit an m bit modulation control signal mc to a 2 ^m bit thermometer code ((b0 to b2 ^m −1). Is connected in parallel between the output of the modulator thermometer coder 121 and the 2 ^m nanopillars (NF_1 to NF_2 ^m ) of the spin oscillator 113 and the spin modulator 120, and outputs the 2 ^m thermometer code. It is configured to include the output value ^{(b0 ~ b2 m -1) 2} m of switches (SW_1 SW_2 ~ ^m) to determine whether or not respective outputs 2 ^m of carriers (cw_1 cw_2 ~ ^m) for each value of the signal.

이때, 2^m 개의 나노필라(NF_1~NF_2^m)는 동일한 발진용 전류를 인가받아 2^m 개의 반송파(cw_1~cw_2^m)를 생성하므로, 2^m 개의 반송파(cw_1~cw_2^m) 모두는 동일한 주파수를 가진다. 그리고 2^m 개의 스위치(SW_1~SW_2^m)를 통해 스위칭된 신호(mf_1~mf_2^m)는 스핀 변조기(120)의 출력단에서 하나의 디지털 변조 신호(즉, 2^m 레벨의 디지털 변조 신호)(f)로 합산되어 출력된다. At this time, the two nano-pillars (NF_1 ~ NF_2 ^{^m) m} are both so accepted is the same oscillating electric current for generating a second ^m carriers (cw_1 ~ cw_2 ^m), 2 ^m of carriers (cw_1 ~ cw_2 ^m) are the same frequency Have And 2 ^m of switches (SW_1 ~ SW_2 ^m) of a signal (mf_1 ~ mf_2 ^m) is a digital modulation signal (i.e., a digital modulated signal of the 2 ^m level) at the output of the Spin modulator 120 switching through (f) Is summed and outputted.

즉, 도3b의 스핀 변조기(120)는 m 비트의 변조 제어 신호(mc)의 신호값에 따라 디지털 변조 신호(f)의 신호값을 2^m 레벨(또는 단계)로 가변함으로써, 2^m 레벨의 ASK 디지털 스핀 변조 동작을 수행한다.
That is, the spin modulator 120 of FIG. 3B varies the signal value of the digital modulation signal f to 2 ^m level (or step) in accordance with the signal value of the m bit modulation control signal mc, thereby reducing the 2 ^m level. Perform an ASK digital spin modulation operation.

도4a를 참조하면, 2 레벨의 FSK 디지털 스핀 변조 동작을 수행하기 위한 스핀 변조기(120)는 1 비트의 변조 제어 신호(mc)에 따라 나노필라(NF)로의 변조용 전류(Im)의 추가 제공 여부를 결정하는 하나의 스위치(SW)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 4A, the spin modulator 120 for performing a two-level FSK digital spin modulation operation provides additional modulation current Im to the nanopillar NF according to a 1-bit modulation control signal mc. It is configured to include one switch (SW) for determining whether or not.

그러면, 나노필라(NF)는 발진용 전류(Io) 이외에 추가로 제공받는 변조용 전류(Im)를 이용하여, "Io+Im"에 따라 자신의 전류 밀도를 가변하거나, "Io"로는 전류 밀도를 가변하고 "Im"로는 자속 밀도를 가변하거나, 또는 "Io"로는 자속 밀도를 가변하고 "Im"로는 전류 밀도를 가변 등의 동작을 수행한다. Then, the nanopillar NF varies its current density according to "Io + Im" by using a modulation current Im provided in addition to the oscillation current Io, or "Io" as the current density. And variable magnetic flux density with "Im", or magnetic flux density with "Io" and current density with "Im".

즉, 도4a의 스핀 변조기(120)는 1 비트의 변조 제어 신호(mc)에 따라 나노필라(NF)의 전류 밀도 또는 자속 밀도의 가변 여부를 결정하여, 2 레벨의 FSK 디지털 스핀 변조 동작을 수행한다.
That is, the spin modulator 120 of FIG. 4A determines whether the current density or the magnetic flux density of the nanopillar NF is variable according to the 1-bit modulation control signal mc to perform two levels of FSK digital spin modulation operations. do.

마지막으로 도4b를 참조하면, 2^m 레벨의 FSK 디지털 스핀 변조 동작을 수행하기 위한 스핀 변조기(120)는 m비트의 변조 제어 신호(mc)를 2^m 비트의 온도계 코드(b0~b2^m-1)로 변환하여 출력하는 변조용 온도계 코더(123), 및 변조용 온도계 코더(123)와 나노필라(NF) 사이에 위치하여, 상기 온도계 코드(b0~b2^m-1)의 신호값에 따라 변조용 전류(Im)의 전류값을 2^m 레벨(또는 단계)로 가변하는 변조용 TR 어레이(124)를 포함하여 구성된다. 이때, 변조용 TR 어레이(124)는 앞서 설명한 TR ARRAY(112)와 동일한 방식으로 구성 및 동작될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Finally, referring to FIG. 4B, the spin modulator 120 for performing a 2 ^m level FSK digital spin modulation operation transmits an m bit modulation control signal mc to a 2 ^m bit thermometer code b0 to b2 ^m −1. Is positioned between the modulation thermometer coder 123 and the modulation thermometer coder 123 and the nanopillar NF, and modulates the signal according to the signal values of the thermometer codes b0 to b2 ^m -1. And a modulation TR array 124 for varying the current value of the dragon current Im to a 2 ^m level (or step). In this case, since the modulation TR array 124 may be configured and operated in the same manner as the above-described TR ARRAY 112, a detailed description thereof will be omitted.

그러면, 나노필라(NF)는 발진용 전류(Io) 이외에 추가로 제공받는 2^m 레벨 의 변조용 전류(Im)를 이용하여, 자신의 전류 밀도 또는 자속 밀도를 2^m 레벨(또는 단계)로 추가적으로 가변하게 된다. 그 결과, 나노필라(NF)는 동일한 전류값을 가지는 발진용 전류(Io)를 입력받는 조건하에, 변조용 전류(Im)에 따라 발진 주파수를 또 다시 2^m 레벨로 가변할 수 있다. Then, the nanopillar NF additionally adjusts its current density or magnetic flux density to 2 ^m level (or step) by using the 2 ^m level of modulation current Im provided in addition to the oscillation current Io. Variable. As a result, the nanopillar NF may further vary the oscillation frequency to 2 ^m level according to the modulation current Im under the condition of receiving the oscillation current Io having the same current value.

즉, 도4b의 스핀 변조기(120)는 m 비트의 변조 제어 신호(mc)에 따라 나노필라(NF)의 전류 밀도 또는 자속 밀도를 2^m 레벨로 추가 가변시킴으로써, 2^m 레벨의 FSK 디지털 스핀 변조 동작을 수행한다.
That is, the spin modulator 120 of FIG. 4B additionally varies the current density or magnetic flux density of the nanopillar NF to 2 ^m levels according to the m bit modulation control signal mc, thereby providing a 2 ^m level of FSK digital spin modulation. Perform the action.

이와 같이, 본 발명의 스핀 변조기는 l 비트의 변조 제어 신호에 따라 반송파별로 2^l 레벨의 디지털 스핀 변조 동작을 수행함으로써, 주파수 효율이 극대화된 RF OFDM을 수행할 수 있도록 한다. As described above, the spin modulator of the present invention performs a 2 ^l level digital spin modulation operation for each carrier according to a 1-bit modulation control signal, thereby performing RF OFDM with maximized frequency efficiency.

이에 본 발명의 RF 기반 OFDM 회로는 기가비트급 무선 전송뿐 만 아니라 거의 무한대급 전송 속도를 확보할 수 있다.
Accordingly, the RF-based OFDM circuit of the present invention can secure almost infinite transmission speed as well as gigabit wireless transmission.

이하, 본 발명의 적용예를 살펴보면 다음과 같다. Hereinafter, an application example of the present invention will be described.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 기반 OFDM 회로를 구비하는 신호 처리 장치를 도시한 도면이다. 5 illustrates a signal processing apparatus having an RF-based OFDM circuit according to an embodiment of the present invention.

도5를 참조하면, 신호 처리 장치는 도1의 RF 기반 OFDM 회로(500) 이외에 d×b개의 반송파를 순차적으로 선택하여 전달하는 반송파 스위칭부(610) 및 d×b개의 디지털 신호원(100)에 순차적으로 클럭 신호(clk)를 제공함으로써 d×b개의 디지털 신호원(100)이 순차적으로 서로 다른 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호(lock)를 입력받도록 하는 클럭 스위칭부(620)로 구성되는 스위칭부(600)와, 반송파 스위칭부(610)를 통해 전달되는 반송파에 기설정된 일정간격 값(오프셋)을 더하여 피드백 신호를 생성하는 프리 스케일러(Pre-scaler)(710), 피드백 신호의 신호값에 따라 주파수 락킹 신호(lock)의 신호값을 가변하는 코어-ADPLL(720) 및 코어-ADPLL(720)로부터 제공되는 주파수 락킹 신호(lock)를 온도계 코드로 변환하는 온도계 코더(730)로 구성되는 ADPLL(700)를 더 포함하여 구성된다.
Referring to FIG. 5, the signal processing apparatus includes a carrier switching unit 610 and d × b digital signal sources 100 that sequentially select and transmit d × b carriers in addition to the RF-based OFDM circuit 500 of FIG. 1. Switching consisting of a clock switching unit 620 for sequentially receiving the clock signal (clk) to the d × b digital signal source 100 receives a frequency locking signal (lock) having a different signal value sequentially The pre-scaler 710 for generating a feedback signal by adding a predetermined interval value (offset) to the carrier transmitted through the carrier 600 and the carrier switching unit 610, and the signal value of the feedback signal. ADPLL comprising a core-ADPLL 720 that varies a signal value of the frequency locking signal lock and a thermometer coder 730 that converts the frequency locking signal lock provided from the core-ADPLL 720 into a thermometer code. It further comprises 700.

이와 같이 구성되는 신호 처리 장치는 이하와 같이 동작하여, 일정한 주파수 간격을 가지는 d×b개의 디지털 변조 신호(f_11~f_db)를 생성 및 제공할 수 있다. The signal processing apparatus configured as described above operates as follows to generate and provide d × b digital modulated signals f_11 to f_db having a constant frequency interval.

먼저, 반송파 스위칭부(610)는 d×b개의 스핀 DC0(110)를 통해 생성된 d×b개의 반송파(cw_11~cw_db)를 순차적으로 선택하여 프리 스케일러(710)에 제공하고, 프리 스케일러(710)는 이에 기설정된 오프셋(offset)을 더하여 피드백 신호를 생성한다. 이때, 기설정된 오프셋(offset)는 반송파 주파수 간격에 따라 설정 및 가변되는 값이다. First, the carrier switching unit 610 sequentially selects the d × b carriers cw_11 to cw_db generated through the d × b spin DC0 110, and provides them to the prescaler 710, and then provides the prescaler 710. ) Adds a predetermined offset to the feedback signal. In this case, the preset offset is a value that is set and varied according to the carrier frequency interval.

그러면, 코어-ADPLL(720)는 피드백 신호의 신호값(cw+offset)에 따라 상기 주파수 락킹 신호(lock)의 신호값을 가변하고, 온도계 코더(730)는 이를 온도계 코드 형식으로 변환한 후, RF 기반 OFDM 회로(500)에 제공해준다. Then, the core-ADPLL 720 changes the signal value of the frequency locking signal lock according to the signal value cw + offset of the feedback signal, and the thermometer coder 730 converts it into a thermometer code format. RF based OFDM circuit 500 is provided.

이러한 동작은 각각의 스핀 DC0(110)가 기설정된 오프셋을 가지는 주파수로 락킹되어 발생된다. 예를 들어, 512 OFDM일 경우, 512번마다 각각의 스핀 DC0(110)가 ADPLL 기능을 수행하며 반복되고, 1024 OFDM일 경우, 1024 번마다 각각의 스핀 DC0(110)가 ADPLL 기능을 수행하며 반복된다. This operation occurs by locking each spin DC0 110 at a frequency having a preset offset. For example, in case of 512 OFDM, each spin DC0 110 performs an ADPLL function every 512 times. In case of 1024 OFDM, each spin DC0 110 performs an ADPLL function every 1024 times. do.

즉, d×b개의 스핀 DC0(110)는 래치회로를 가지고 있어서 클럭 스위칭부(620)에 의해 스위칭되는 클럭 신호(clk)에 응답한다. 스위치를 통해 각각의 스핀 DCO는 서로 상이한 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호(lock)를 순차적으로 입력받고, 이에 응답하여 서로 상이한 발진 주파수를 가지는 반송파(cw)를 d×b개 생성한다. In other words, the d × b spin DC0 110 has a latch circuit and responds to the clock signal clk switched by the clock switching unit 620. Each spin DCO sequentially receives a frequency locking signal lock having different signal values through the switch, and generates d × b carrier cws having different oscillation frequencies in response thereto.

그러면, d×b개의 스핀 변조기(120) 서로 상이한 발진 주파수를 가지는 d×b개의 반송파(cw)를 이용하여 d×b개의 디지털 변조 신호(f_11~f_db)를 생성 및 출력해준다.
Then, the d × b spin modulators 120 generate and output d × b digital modulated signals f_11 to f_db using d × b carrier waves cw having different oscillation frequencies.

더하여, RF 기반 OFDM 회로(500)의 전체 락킹 시간은 하나의 PLL의 락킹 시간과 디지털 신호원의 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 PLL의 락킹 시간(locking time)이 10μsec이고, 1024 OFDM일 경우, RF 기반 OFDM 회로(500)는 10.24msec 락킹 시간을 요구할 것이다. In addition, the total locking time of the RF-based OFDM circuit 500 may be determined according to the locking time of one PLL and the number of digital signal sources. For example, if the locking time of one PLL is 10 μsec and 1024 OFDM, the RF-based OFDM circuit 500 will require a 10.24 msec locking time.

따라서, RF 기반 OFDM 회로(500)의 동작 주파수 대역을 가변하고자 하는 경우에는, 이를 기반한 락킹 시간을 고려하여 RF 기반 OFDM 회로(500)를 동작시켜야 할 것이다.
Therefore, when the operating frequency band of the RF-based OFDM circuit 500 is to be changed, it is necessary to operate the RF-based OFDM circuit 500 in consideration of the locking time based on this.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

100: 디지털 신호원 110: Spin DCO
111: 래치 112: TR Array
113: 스핀 발진기 113: 스핀 발진기
120: 스핀 변조기 300: 디지털 변조 제어부
400: 증폭기 500: RF 기반 OFDM 회로
600: 스위칭부 610: 클럭 스위칭부
620: 반송파 스위칭부 700: ADPLL
710: 프리 스케일러 720: 코어-ADPLL
730: 온도계 코더100: digital signal source 110: Spin DCO
111: latch 112: TR Array
113: spin oscillator 113: spin oscillator
120: spin modulator 300: digital modulation control unit
400: amplifier 500: RF-based OFDM circuit
600: switching unit 610: clock switching unit
620: carrier switching unit 700: ADPLL
710: Freescaler 720: Core-ADPLL
730: thermometer coder

Claims

어레이 구조를 가지며, 서로 다른 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호를 순차적으로 입력받아 서로 상이한 발진 주파수를 가지는 d×b개의 반송파를 생성하고, 상기 d×b개의 반송파를 이용하여 d×b개의 디지털 변조 신호를 생성하는 d×b개의 디지털 신호원을 포함하며,
상기 d×b개의 디지털 신호원 각각은
고유 주파수를 가지는 반송파를 생성하는 스핀 디지털 제어 발진기; 및
상기 반송파를 이용하여 디지털 변조 신호를 생성하는 스핀 변조기를 포함하는 RF 기반 OFDM 회로.Having an array structure, receiving frequency locking signals having different signal values sequentially, generating d × b carriers having different oscillation frequencies, and generating d × b digital modulated signals using the d × b carriers. Includes d × b digital signal sources,
Each of the d × b digital signal sources
A spin digitally controlled oscillator for generating a carrier having a natural frequency; And
And a spin modulator for generating a digitally modulated signal using the carrier.

제1 항에 있어서, 상기 스핀 디지털 제어 발진기는
주파수 락킹 신호의 각 비트에 연결되며 상기 각 비트의 비트값에 따라 전류 도통 여부를 결정하는 n개의 트랜지스터 유닛을 구비하고, 상기 n개의 트랜지스터 유닛을 통해 발진용 전류의 전류값을 가변하는 트랜지스터 어레이; 및
스핀트로닉스 동작을 갖는 적어도 하나의 나노필라를 구비하고, 상기 적어도 하나의 나노필라를 통해 상기 발진용 전류의 전류값에 상응하는 발진 주파수를 가지는 반송파를 생성하는 스핀 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The oscillator of claim 1, wherein the spin digitally controlled oscillator
A transistor array connected to each bit of the frequency locking signal and having n transistor units for determining whether to conduct current according to the bit value of each bit, and varying the current value of the oscillation current through the n transistor units; And
RF comprising a spin oscillator having at least one nanopillar having a spintronic operation, and generating a carrier having an oscillation frequency corresponding to the current value of the oscillation current through the at least one nanopillar. Based OFDM circuit.

제2항에 있어서, 상기 d×b개의 디지털 제어 발진기 각각은
클럭 신호에 동기화되어 상기 주파수 락킹 신호를 래치하는 래치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The oscillator of claim 2, wherein each of the d × b digitally controlled oscillators
And a latch for latching the frequency locking signal in synchronization with a clock signal.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스핀 변조기는
상기 반송파를 이용하여 2^l(l은 1 이상의 자연수) 레벨의 진폭 변조 동작 또는 주파수 변조 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The spin modulator of claim 1 or 2, wherein the spin modulator
And an amplitude modulation operation or a frequency modulation operation having a level of 2 ^l (l is a natural number of 1 or more) using the carrier.

제4항에 있어서, 상기 스핀 변조기는
1 비트의 변조 제어 신호에 따라 상기 반송파의 출력 여부를 결정하는 하나의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The method of claim 4, wherein the spin modulator
And a switch for determining whether to output the carrier according to a 1-bit modulation control signal.

제4항에 있어서,
상기 스핀 발진기는 2^m(m은 2 이상의 자연수)개의 나노필라를 포함하고,
상기 스핀 변조기는 2^m 비트의 변조 제어 신호에 따라 상기 2^m 개의 나노필라 각각의 신호 출력 여부를 결정하는 2^m 개의 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The method of claim 4, wherein
The spin oscillator includes 2 ^m (m is a natural number of 2 or more) nano-pillars,
The spin modulator is 2 ^m in accordance with the modulation control signal of the RF-based bit characterized in that it comprises parts of 2 ^m switching determining the ^m 2 of nano-pillars, each of the signal output if OFDM circuit.

제6항에 있어서, 상기 2^m 비트의 변조 제어 신호는
온도계 코드인 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The method of claim 6, wherein the 2 ^m bit modulation control signal is
RF based OFDM circuit, characterized in that the thermometer code.

제4항에 있어서, 상기 스핀 변조기는
1 비트의 변조 제어 신호에 따라 상기 나노필라의 전류 밀도 또는 자속 밀도의 가변 여부를 결정하는 하나의 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The method of claim 4, wherein the spin modulator
And a switching unit configured to determine whether the current density or the magnetic flux density of the nanopillar is varied according to a 1-bit modulation control signal.

제4항에 있어서, 상기 스핀 변조기는
2^m 비트의 변조 제어 신호를 입력받아, 상기 나노필라의 전류 밀도 또는 자속 밀도를 2^m 레벨로 가변하기 위한 변조용 전류를 생성하는 변조용 트랜지스터 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The method of claim 4, wherein the spin modulator
And a modulation transistor array configured to receive a 2 ^m- bit modulation control signal and generate a modulation current for changing the current density or magnetic flux density of the nanopillar to a 2 ^m level.

제9항에 있어서, 상기 2^m 비트의 변조 제어 신호는
온도계 코드인 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.10. The method of claim 9, wherein the 2 ^m bit modulation control signal is
RF based OFDM circuit, characterized in that the thermometer code.

제1항에 있어서,
상기 d×b개의 디지털 신호원이 순차적으로 서로 다른 신호값을 가지며, 동일한 주파수 간격을 가지는 주파수 락킹 신호를 입력받도록 하는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 기반 OFDM 회로.The method of claim 1,
And a switching unit for receiving the d × b digital signal sources sequentially having different signal values and receiving a frequency locking signal having the same frequency interval.

서로 다른 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호를 순차적으로 입력받아 서로 상이한 발진 주파수를 가지는 d×b개의 반송파를 생성하고, 상기 d×b개의 반송파를 이용하여 d×b개의 디지털 변조 신호를 생성하는 d×b개의 디지털 신호원;
상기 d×b개의 반송파를 순차적으로 선택하여 전달하고, 상기 d×b개의 디지털 신호원이 순차적으로 서로 다른 신호값을 가지는 주파수 락킹 신호를 입력받도록 하는 스위칭부; 및
상기 스위칭부를 통해 전달되는 반송파에 기설정된 오프셋을 더하여 피드백 신호를 생성하고, 상기 피드백 신호의 신호값에 따라 상기 주파수 락킹 신호의 신호값을 가변하는 ADPLL(All Digital PLL)를 포함하는 신호 처리 장치.D × b, which sequentially receives frequency locking signals having different signal values, generates d × b carriers having different oscillation frequencies, and generates d × b digital modulated signals using the d × b carriers. b digital signal sources;
A switching unit which sequentially selects and delivers the d × b carriers, and receives the frequency locking signals having the different signal values sequentially from the d × b digital signal sources; And
And an ADPLL (All Digital PLL) for generating a feedback signal by adding a preset offset to the carrier transmitted through the switching unit, and varying a signal value of the frequency locking signal according to the signal value of the feedback signal.

제12항에 있어서, 상기 d×b개의 디지털 신호원 각각은
주파수 락킹 신호의 신호값에 상응하는 발진 주파수를 가지는 반송파를 생성하는 스핀 디지털 제어 발진기; 및
상기 반송파를 이용하여 디지털 변조 신호를 생성하는 스핀 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.The digital signal source of claim 12, wherein each of the d × b digital signal sources
A spin digitally controlled oscillator for generating a carrier having an oscillation frequency corresponding to a signal value of the frequency locking signal; And
And a spin modulator for generating a digitally modulated signal using the carrier wave.

제13항에 있어서, 상기 스핀 변조기는
상기 반송파를 이용하여 2^ㅣ(ㅣ은 1 이상의 자연수) 레벨의 진폭 변조 동작 또는 주파수 변조 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치. The method of claim 13, wherein the spin modulator
Using the carrier 2, ^l (l is a natural number of 1 or more) signal processing unit, characterized in that for performing an amplitude modulation or a frequency modulation operation of the operation level.

제12항에 있어서, 상기 ADPLL는
상기 스위칭부를 통해 전달되는 반송파에 기설정된 오프셋을 더하여 피드백 신호를 생성하는 프리 스케일러;
상기 피드백 신호의 신호값에 따라 주파수 락킹 신호의 신호값을 가변하는 코어-ADPLL; 및
상기 코어-ADPLL로부터 제공되는 주파수 락킹 신호를 온도계 코드로 변환한 후 상기 d×b개의 디지털 신호원에 제공하는 온도계 코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.The method of claim 12, wherein the ADPLL is
A prescaler generating a feedback signal by adding a preset offset to a carrier transmitted through the switching unit;
A core-ADPLL configured to vary a signal value of a frequency locking signal according to the signal value of the feedback signal; And
And a thermometer coder for converting the frequency locking signal provided from the core-ADPLL into a thermometer code and providing the same to the d × b digital signal sources.