KR101900856B1

KR101900856B1 - 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 시스템

Info

Publication number: KR101900856B1
Application number: KR1020170002678A
Authority: KR
Inventors: 윌커슨벤자민
Original assignee: 윌커슨벤자민
Priority date: 2017-01-08
Filing date: 2017-01-08
Publication date: 2018-11-02
Also published as: WO2018128506A4; WO2018128506A3; KR20180081859A; WO2018128506A2

Abstract

저전력용 광대역 PEASK 변복조 통신 시스템의 변복조 방법과 그 회로의 구성에 관한 것이다. PEASK 변복조 회로의 구성에 있어서, 고속으로 전송할 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 강조하기 위해 상기 이진 데이터 신호의 레벨을 키운 신호와 상기 이진 데이터 신호를 반전하여 클럭 한 주기인 Tb만큼 지연시킨 신호를 합성하여 생성한 전치증폭 데이터 신호를 베이스밴드 신호로 진폭 편이 변조하고, 상기 변조된 Pre-Emphasis Amplitude Shift Keying Baseband 신호를 Radio Frequency(RF) Mixer와 송신측 BPF를 통해서 송신하고자 하는 송신주파수로 변환한 PEASK RF 신호를 송신하는 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부; 상기 PEASK RF 송신신호가 유선 경로(Wire Channel), 또는 무선 경로(Wireless Channel)를 통해 왜곡되어 전송될 수 있는 전송부; 및 상기 전송부를 통해 왜곡될 수 있는 전송된 신호, 즉 고주파 성분을 강조되어 전송 경로에서 생길 수 있는 고주파 성분의 손실과 수신측 BPF를 통하면서 생길 수 있는 대역폭 제한과 포락선 검파에서 생기는 심볼간섭(ISI)의 문제를 해결하여 Bit Error를 줄일 수 있는 PEASK RF 수신신호로부터 RF Carrier Mixer와 Baseband BPF를 통해 PEASK Baseband 신호를 생성하여 클럭을 복원하고, 상기 PEASK Baseband 신호로부터 저전력인 비동기 포락선 검파를 통해 복조된 이진 데이터를 상기 클럭에 동기시켜 이진 데이터를 복원하는 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원부를 포함하는 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 시스템이 제공될 수 있다.

Description

저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 시스템{Low Power Wideband Pre-Emphasis Amplitude Shift Keying(PEASK) Comunication System}

본 발명의 실시예는 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 전치증폭(Pre-Emphasis)한 데이터 신호를 입력하고 캐리어 주파수에 변조한 PEASK 변조신호로 통신함으로써 안정적인 저전력용 광대역 PEASK 변복조 통신 시스템의 방법과 그 회로의 구성에 관한 것이다.

PEASK(Pre-Emphasis Amplitude Shift Keying, 전치증폭 진폭 편이 변조) 신호는 캐리어를 전송한 양측파대 신호로써 캐리어 신호로 인해 비동기식 복조가 용이하고 저전력 회로가 간단한데 시간영역 처리로 인한 심볼간 간섭(ISI:Intersymbol Interference) 문제를 전치증폭(Pre-Emphasis)한 이진 데이터를 사용하여 해결한다.

기존 ASK 신호의 입력인 데이터 신호는 구형파로써 상승엣지와 하강엣지 부분에 높은 고조파 성분을 있는데 기존 시스템은 통신경로에서 생긴 대역폭 제한 때문에 고주파 성분의 감소로 데이터 전송속도의 한계가 생겨 DRCF(Data-Rate-to-Carrier-Frequency) 비율이 10% 이하로 낮은데 본 발명의 실시예에서 PEASK 신호는 전치증폭(Pre-Emphasis)한 이진 데이터 입력을 사용하여 전파정류기와 1차 저역 통과 필터를 사용하는 저전력 비동기식 검파기로도 DRCF 비율을 50% 까지 높일 수 있다.

ASK 복조기와 관련하여 한국등록특허 제10-0863538에서는 복조장치에서의 검출기로 복조된 데이터를 생성하는 복조 회로 장치에 대해서 기재하고 있다.

본 발명의 실시예는 PEASK 변복조 방식에 있어서, 전송 속도와 안정성, 회로의 복잡도, 및 전력 소모에 대한 문제점을 해결하기 위해 ASK(Amplitude Shift Keying) 변복조 시스템의 전송속도의 한계와 에라비율에 큰 문제가 있는데, 전치증폭한 이진 데이터로 진폭 편이 변조하여 통신함으로써 이 같은 한계와 문제를 극복하는 PEASK 변복조 회로와 그 방법을 제공하고자 한다.

이에, 광대역 이진 데이터 신호를 전송하며 저전력용인 동시에, 회로가 간단하며 안정적인 비동기식 복조 회로와 그 방법을 제공하기 쉽게 송신측 데이터 신호를 전치증폭하여 진폭 편이 변조 함으로써, 즉 ASK 변복조 시스템의 ISI 문제를 해결하는 방법으로 데이터 신호를 전치증폭한 PEASK 송신회로로 통신 시스템을 보완하며 안정성을 높여 시스템을 개선한 회로를 구현하고자 한다.

PEASK 변복조 방식의 구성에 있어서, 이진 데이터 신호를 전치증폭하여 진폭 편이 변조한 베이스밴드(Baseband) 신호를 RF Carrier에 실어 PEASK RF 신호를 생성하여 송신하는 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부; Wire Channel, 또는 Wireless Channel를 통해 상기 PEASK RF 신호가 전송되는 전송부; 수신된 상기 PEASK RF 신호로부터 RF Carrier Mixer를 통해 베이스밴드 신호로 변환하여, 클럭을 복원하고 비동기 포락선 검파로 이진 데이터를 복조하고 상기 이진 데이터를 복원된 클럭으로 동기시켜 복원된 데이터 생성하는 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원부를 포함하는 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 시스템이 제공될 수 있다.

일측에 있어서, 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부는 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 전치증폭 하는 회로들, 즉 Level Shifter, Invertor, 클럭 한 주기인 Tb만큼 지연하는 회로, 및 t(n) 신호와 t(n-1) 신호를 합성하는 회로를 포함할 수 있고,

상기 전치증폭 회로들을 통해 전치증폭한 이진 데이터 신호를 베이스밴드 주파수에 실는 Baseband ASK Modulator와 베이스밴드 주파수에 실린 PEASK 변조신호를 RF Carrier에 실어 PEASK RF 송신신호를 발생하는 RF Carrier Mixer와 송신측 Band Pass Filter(BPF)를 포함할 수 있다.

또 다른 측면에 있어서, 전송부는 PEASK 변조된 RF 신호가 전송될 Wire Channel, 또는 Wireless Channel이 포함될 수 있다.

또 다른 측면에 있어서, 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원부는 수신측 BPF를 통해서 대역폭이 제한된 PEASK RF 수신신호를 RF Carrier 주파수를 이용하여 PEASK Baseband 신호로 변환하는 Mixer와 Baseband BPF를 포함할 수 있고,

상기 PEASK Baseband 신호로부터 복원된 클럭 신호와 비동기 포락선 검파로 복조되고 클럭에 동기된 이진 데이터 신호를 생성하는 베이스밴드 진폭 편이 복조기(Baseband ASK Demodulator)를 포함할 수 있다.

PEASK 변복조 방법에 있어서, 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 전치증폭하여 진폭 편이 변조한 베이스밴드(Baseband) 신호를 RF Carrier에 실어 전치증폭 진폭 편이(PEASK) 변조된 PEASK RF 신호를 송신측 BPF를 통해 생성하여 전치증폭 진폭 편이 변조 송신하는 단계; Wire Channel, 또는 Wireless Channel를 통해 상기 PEASK RF 신호를 전송하는 단계; 수신측 BPF를 통해 대역폭이 제한되어 수신된 상기 PEASK RF 신호를 RF Carrier Mixer와 Baseband BPF를 통해 변환한 베이스밴드 신호를 비동기 복조하고 클럭을 복원하는 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원하는 단계를 포함하는 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예를 통해서, 광대역 데이터를 ASK 통신 시스템보다 안정적으로 빠르게 전송하며, 저전력용인 PEASK 변복조 통신 시스템과 그 방법을 제공할 수 있다.

이에 더불어 저전력용 고속 유무선 통신기기에 적용할 수 있는 변복조방식을 제공하며, System on Chip(SoC)을 구현하기에 적합하여 편리함과 경제성이 높다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 시스템 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 ASK 변복조의 일실시예에 있어서, 랜덤 데이터(Random data)를 32MHz 베이스밴드 캐리어로 변조된 신호가 복조되는 과정의 신호들을 도시한 그래프이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 있어서, 랜덤 데이터(Random data)를 32MHz 주파수의 캐리어로 변조된 신호가 복조되는 과정의 신호들을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 전치증폭한 데이터를 도시한 그래프이다.
도 5는 ASK 변복조의 일실시예에 있어서, 도 2 그래프의 신호를 확대한 신호들을 도시한 그래프이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 3 그래프의 신호를 확대한 신호들을 도시한 그래프이다.
도 7는 기존 발명의 일실시예에 있어서, Eye Diagram을 도시한 그래프이다.
도 8는 본 발명의 일실시예에 있어서, Eye Diagram을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 시스템 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, PEASK 변복조 통신시스템의 구성과 복조 방법에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 (PEASK) 변복조 통신 시스템의 구성을 설명하기 위한 회로도를 도시한 것이다. 도 1과 같은 회로의 구성에 대해 설명하면, 상기 PEASK 변복조 회로는 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부(110), 전송부(120), 그리고 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부(110)는 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 전치증폭 하기 위한 회로들, 즉 레벨시프터(Level Shifter), 반전기(Invertor), 클럭 한 주기인 Tb만큼 지연하는 회로, 및 t(n) 신호와 t(n-1) 신호를 합성하는 회로를 포함할 수 있고, 상기 전치증폭 회로들을 통해 전치증폭한 이진 데이터 신호를 베이스밴드(Baseband) 주파수에 실는 베이스밴드 진폭 편이 변조기와 베이스밴드 주파수에 실린 PEASK 변조신호를 RF Carrier에 실어 PEASK RF 송신신호를 발생하는 RF Carrier Mixer 회로와 송신측 BPF를 포함할 수 있다.

이중, 상기 전치증폭 회로들을 통해, 상기 t(n) 신호와 상기 t(n-1) 신호를 합성하는 것은 상기 이진 데이터 신호의 고주파 성분이 있는 상승 엣지와 하강 엣지 부분을 강조한 전치증폭 이진 데이터 신호는 네개의 레벨(Level) 신호로 고주파 성분을 강조한 신호인데, 이 신호를 베이스밴드 캐리어에 진폭 편이 변조로 실고 상기 전송부를 통해 전송하기 위하여 다시 RF Carrier에 진폭 편이 변조로 실은 송신신호는 데이터의 고주파 성분을 강조하여 전송부의 고주파 손실과 포락선 검파에서 생기는 ISI(심볼간 간섭) 문제를 해결하여 데이터가 전송되어 복조될 때 안정하게 함으로써 비트 에라(Bit Error)를 줄인다.

전송부(120)는 PEASK 변조된 RF 송신신호가 전송될 유선 경로(Wire Channel), 또는 무선 경로(Wireless Channel)를 포함하여 구성될 수 있다.

비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원부(130)는 도시한 바와 같이 수신측 BPF를 통해 대역폭이 제한된 PEASK RF 수신신호로부터 PEASK Baseband 신호를 생성할 RF Carrier Mixer, Baseband BPF, 및 베이스밴드 진폭 편이 복조기(Baseband ASK Demodulator)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 베이스밴드 복조기는 회로가 간단하고 저전력인 비동기 포락선 검파를 이용하여 디지털 이진 데이터를 복조하고, 상기 PEASK Baseband 신호로부터 클럭을 복원하여, 이 복원된 클럭에 상기 복조된 이진 데이터 신호를 동기시켜 이진 데이터를 복원할 수 있다.

도 2는 ASK 변복조의 일실시예에 있어서, 16Mbps 전송속도의 랜덤 데이터(Random data) 신호와 이 랜덤 데이터를 32MHz 주파수의 베이스밴드 캐리어로 Baseband ASK 변조한 송신측의 신호, 및 수신측의 Baseband ASK 복조 과정에서 나타나는 신호들을 도시한 그래프이다.

그래프에 대해서 위로부터 아래의 방향으로 설명하면, 그래프 (a)는 16Mbps 전송속도의 랜덤 데이터(Random data) 신호의 실시예를 도시한 것이고, 그래프 (b)는 32MHz의 베이스밴드 캐리어로 Baseband ASK 변조한 송신측의 신호를 도시한 것이다.

또한, 그래프 (c)는 전송부를 통과할 때 대역폭이 제한된 Baseband ASK 변조된 수신측 신호를 도시한 것이고, 그래프 (d)는 상기 Baseband ASK 수신측 신호를 검파한 신호를 도시한 것이며, 그래프 (e)는 상기 검파된 신호를 1차 저역 필터(1st Low-pass Filter)에 통과시켜 생성한 포락선 검파 신호를 도시한 것이다.

그리고, 그래프 (f)는 복원된 클럭 신호를 도시한 것이고, 그래프 (g)는 상기 클럭 신호에 동기되어 복원된 이진 데이터 신호를 도시한 것이다.

도 3는 본 발명의 일실시예에 있어서, 16Mbps 전송속도의 랜덤 데이터(Random data) 신호와 이 랜덤 데이터를 32MHz 주파수의 베이스밴드 캐리어로 Baseband PEASK 변조한 송신측의 신호, 및 수신측의 Baseband PEASK 복조 과정에서 나타나는 신호들을 도시한 그래프이다.

그래프에 대해서 위로부터 아래의 방향으로 설명하면, 그래프 (a)는 16Mbps 전송속도의 랜덤 데이터(Random data) 신호의 실시예를 도시한 것이고, 그래프 (b)는 상기 랜덤 데이터를 전치증폭한 신호를 도시한 것이며, 그래프 (c)는 32MHz의 베이스밴드 캐리어로 Baseband PEASK 변조한 송신측의 신호를 도시한 것이다.

또한, 그래프 (d)는 전송부를 통과할 때 대역폭이 제한된 Baseband PEASK 변조된 수신측 신호를 도시한 것이고, 그래프 (e)는 상기 Baseband PEASK 수신측 신호를 검파한 신호를 도시한 것이며, 그래프 (f)는 상기 검파된 신호를 1차 저역 필터(1st Low-pass Filter)에 통과시켜 생성한 포락선 검파 신호를 도시한 것이다.

그리고, 그래프 (g)는 복원된 클럭 신호를 도시한 것이고, 그래프 (h)는 상기 클럭 신호에 동기되어 복원된 이진 데이터 신호를 도시한 것으로, ASK 변복조의 실시예로 보인 도 2에 표기된 그래프 (e)의 포락선 검파신호보다 본 발명의 실시예로 보인 도 3에 표기된 그래프 (f)의 포락선 검파신호가 현저히 개선되어 안정되는 특징을 보이는 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 전치증폭하는 과정의 신호들을 도시한 그래프이다.

그래프에 대해서 위로부터 아래의 방향으로 설명하면, 그래프 (a)는 16Mbps 전송속도의 랜덤 이진 데이터(Random Binary Data) 신호의 실시예를 도시한 것이다.

또한, 그래프 (b)는 상기 랜덤 이진 데이터 신호를 레벨시프트(Level Shift)한 신호를 도시한 것이고, 그래프 (c)는 상기 랜덤 이진 데이터 신호를 반전한 신호를 도시한 것이며, 그래프 (d)는 상기 반전된 신호를 클럭 한 주기인 Tb만큼 지연한 신호를 도시한 것이다.

그리고, 그래프 (e)는 상기 그래프 (b)의 레벨시프트된 신호와 상기 그래프 (d)의 지연된 신호를 합성한 신호를 도시한 것으로, 상기 랜덤 이진 데이터 신호가 전치증폭 되어 데이터의 고주파 성분이 강조되는 특징을 보이는 것이다.

도 5는 ASK 변복조의 일실시예에 있어서, 도 2 그래프의 신호를 확대한 신호들을 같은 순서대로 도시한 그래프이다.

도 6는 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 3 그래프의 신호를 확대한 신호들을 같은 순서대로 도시한 그래프이다.

도 7는 ASK 변복조의 일실시예에 있어서, 도 2에 표기된 그래프 (e)의 포락선 검파 신호를 클럭 주기로 겹쳐 표시한 아이(Eye)가 작아서 비트 에라(Bit Error)가 많은 아이다이어그램(Eye Diagram)를 도시한 그래프이다.

도 8는 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 3에 표기된 그래프 (f)의 포락선 검파 신호를 클럭 주기로 겹쳐 표시한 아이(Eye)가 커서 비트 에라(Bit Error)가 적은 아이다이어그램(Eye Diagram)를 도시한 그래프이다.

도시된 각 신호는 대체적으로 깨끗한 신호로 나타나며, 명확한 데이터 신호로 복원됨을 확인할 수 있다. 이와 같은 기술은 0.18μm 기술로서, 예컨대 16Mbps 이상의 고속으로 실현될 수 있으며, 그 이상에서도 동작할 수 있는 변복조 방식이다.

도 9은 본 발명의 일실시예에 있어서, 저전력용 광대역 PEASK 변복조 통신 시스템에서 수행되는 변복조 방식을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것으로서, 도 1을 통해 설명한 PEASK 변복조 통신 시스템의 구성을 통해서 각 단계가 수행될 수 있다.

단계(210)에서는 이진 데이터 신호로부터 레벨시프트(Level Shift)한 t(n) 신호와 상기 이진 데이터 신호로부터 반전하여 클럭 한 주기인 Tb만큼 지연한 t(n-1) 신호를 합성하여 전치증폭(Pre-Emphasis)한 데이터 신호를 생성한다.

먼저, 상기 t(n) 신호와 상기 t(n-1) 신호를 합성하는 것은 상기 이진 데이터 신호의 고주파 성분이 있는 상승 엣지와 하강 엣지 부분을 강조한 전치증폭 이진 데이터 신호를 이용하여 수신측 복조기에서 데이터를 복원할 때 기존의 ASK 복조 때에 생길 수 밖에 없는 ISI 문제를 해결하여 데이터가 전송되어 복조될 때 안정하게 함으로써 비트 에라(Bit Error)를 줄이기 위함이다.

상기 전치증폭한 데이터 신호를 베이스밴드에 실는 베이스밴드 진폭 편이 변조기와 베이스밴드에 실린 PEASK 변조신호를 RF Carrier에 실어 송신측 BPF를 통해 생성한 PEASK RF 송신신호를 출력한다.

단계(220)에서는 단계(210)에서 출력된 신호인 PEASK RF 송신신호를 전송하는데 전송경로에 따라 유선 경로와 무선 경로로 될 수 있으며, 상기 전송 경로의 특성에 따라 상기 PEASK RF 송신신호보다 왜곡된 신호가 생성될 수 있다.

마지막으로 단계(230)에서 단계(220)에서 출력된 신호, 즉 대역폭(Bandwidth) 제한과 전송경로에 따라 왜곡된 신호가 수신측 BPF를 통해 대역폭이 제한된 PEASK RF 수신신호로부터 RF Mixer와 Baseband BPF를 통해서 생성된 PEASK Baseband 신호를 베이스밴드 진폭 편이 복조기(Baseband ASK Demodulator)에 의해 클럭(Clock) 신호를 복원하여 출력하고, 상기 복원된 클럭 신호에 상기 베이스밴드 진폭 편이 복조기(Baseband ASK Demodulator)를 통해 복조된 데이터 신호를 동기하여 복원된 데이터를 출력할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예를 통해서, 광대역 이진 데이터 신호를 전송하며 저전력용인 동시에, 회로가 간단한 비동기식 PEASK 통신 회로와 그 방법을 제공할 수 있다. 이에 더불어 저전력 소모가 필요한 소자의 디지털 통신에도 사용할 수 있고, 모바일 통신기기에도 적용할 수 있는 복조방식을 제공하며, System on Chip(SoC)을 구현하기에 적합하여 편리함과 경제성이 높다.

실시예에 따른 비동기식의 PEASK 변복조 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 데이터 구조, 데이터 파일, 프로그램 명령 등을 조합하여 또는 단독으로 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 플로피 디스크, 하드 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic media), DVD, CD-ROM와 같은 광기록 매체(Optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-optical media), 및 램(RAM), 롬(ROM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등한 것들에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

110: 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부
120: 전송부
130: 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원부
210: 전치증폭 진폭 편이 변조 송신 단계
220: 전송 단계
230: 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원 단계

Claims

저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 (PEASK) 변복조 통신 시스템 구성에 있어서,
고속으로 전송할 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 전치증폭한 데이터 신호를 베이스밴드(Baseband)로 진폭 편이 변조하고, 상기 변조된 전치증폭 진폭 변조 베이스밴드(Pre-Emphasis Amplitude Shift Keying Baseband) 신호를 Radio Frequency(RF) Mixer를 통해서 송신하고자 하는 송신주파수로 변환한 PEASK RF 신호를 송신하는 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부;
상기 PEASK RF 송신신호가 유선 경로(Wire Channel), 또는 무선 경로(Wireless Channel)를 통해 왜곡되어 전송될 수 있는 전송부; 및
상기 전송부를 통해 왜곡될 수 있는 전송된 신호, 즉 PEASK RF 수신신호로부터 PEASK Baseband 신호를 생성하여 클럭을 복원하여, 상기 PEASK Baseband 신호로부터 저전력인 비동기 포락선 검파를 통해 복조된 이진 데이터를 상기 클럭에 동기시켜 이진 데이터를 복원하는 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원부
를 포함하고,
상기 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부는,
상기 전송할 이진 데이터 신호를 전치증폭하기 위해 레벨(Level)이 크게 된 t(n) 신호를 생성하는 레벨 시프터(Level Shifter);
상기 전송할 이진 데이터 신호를 반전하는 인버터(Inverter);
상기 인버터를 통해 반전된 이진 데이터 신호를 클럭 한 주기인 Tb만큼 지연시킨 t(n-1) 신호를 생성하는 지연회로;
상기 전송할 이진 데이터 신호를 전치증폭하기 위해 상기 t(n) 신호와 상기 t(n-1) 신호를 합성하여 전치증폭된 이진 데이터 신호를 생성하는 합성회로;
상기 전치증폭된 이진 데이터 신호를 베이스밴드에 실어 PEASK Baseband 신호로 변조하는 베이스밴드 진폭 편이 변조기(Baseband ASK Modulator);
상기 PEASK Baseband 변조신호를 RF Carrier에 실어 PEASK RF 송신신호를 발생하는 RF Carrier Mixer; 및
송신측 Band Pass Filter(BPF)
를 포함하고,
상기 전송부는,
상기 PEASK RF 송신신호가 왜곡된 PEASK RF 수신신호로 전송될 수 있는 유선 경로(Wire Channel); 또는 무선 경로(Wireless Channel)
를 포함하고,
상기 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원부는,
대역폭이 제한된 PEASK RF 수신신호를 생성하는 수신측 BPF;
상기 PEASK RF 수신신호가 RF Carrier 주파수에 의하여 PEASK Baseband 신호가 포함된 합성신호로 변환되는 RF Carrier Mixer;
상기 합성신호로부터 상기 PEASK Baseband 신호만 골라내는 Baseband BPF; 및
상기 PEASK Baseband 신호로부터 복원된 클럭 신호를 출력하고, 비동기 포락선 검파로 복조된 이진 데이터를 클럭에 동기시켜 복원한 이진 데이터 신호를 생성하는 베이스밴드 진폭 편이 복조기(Baseband ASK Demodulator)
를 포함하고,
전송할 이진 데이터 신호를 전치증폭(Pre-Emphasis) 데이터 신호로 바꾸어 변조되게 함으로써 데이터 복조를 저전력용 비동기식으로 용이하게 하며,
상기 이진 데이터 신호의 고주파 성분이 있는 변화 엣지 부분을 강조한 전치증폭 이진 데이터 신호로 고주파 성분을 강조하여 전송부의 고주파 손실과 포락선 검파에서 생기는 ISI 문제를 표시한 아이다이어그램(Eye Diagram)의 아이(Eye)를 크게 하여 복조가 안정되게 함으로써 비트 에라(Bit Error)를 줄이는 것
을 특징으로 하는 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전치증폭 진폭 편이 변조 송신부는 고속으로 전송할 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 전치증폭한 데이터 신호를 생성하는 위한 전치증폭회로; 상기 전치증폭한 데이터 신호를 베이스밴드 캐리어(Baseband Carrier) 주파수에 실어 전치진폭 편이 베이스밴드(PEASK Baseband) 신호로 변조하는 베이스밴드 진폭 편이 변조기; 상기 PEASK Baseband 신호를 RF Carrier에 실어 PEASK RF 송신신호를 발생하는 RF Carrier Mixer; 및 상기 PEASK RF 송신신호만 통과 시키는 송신측 BPF를 포함하여 구성되며,
상기 전치증폭회로는 상기 전송할 이진 데이터 신호의 레벨(Level)을 키운 t(n) 신호를 생성하는 레벨 시프터(Level Shifter); 상기 전송할 이진 데이터 신호를 반전하는 인버터(Inverter); 상기 반전된 이진 데이터 신호를 클럭 한 주기인 Tb만큼 지연시킨 t(n-1) 신호를 생성하는 지연회로; 및 상기 t(n) 신호와 상기 t(n-1) 신호를 합성하여 전치증폭된 이진 데이터 신호를 생성하는 합성회로를 포함하여 구성되며,
상기 이진 데이터 신호의 고주파 성분이 강한 상승 엣지와 하강 엣지 부분에서 진폭을 크게 강조한 전치증폭 이진 데이터 신호는 네개 레벨(Level)의 신호로 고주파 성분을 강조되어 전송 경로에서 생길 수 있는 고주파 성분의 손실과 포락선 검파에서 생기는 심볼간섭(ISI)의 문제를 해결하여 비트 에라(Bit Error)를 줄여 데이터 전송을 하여 복원할 때 고속으로 안정되게 하는 것
을 특징으로 하는 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 시스템.
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저전력용 광대역 PEASK 변복조 통신 시스템에서 수행되는 변복조 통신 방법에 있어서,
고속으로 전송할 이진 데이터 신호의 고주파 성분을 전치증폭한 데이터 신호를 베이스밴드(Baseband)로 진폭 편이 변조하고, 상기 변조된 전치증폭 진폭 변조 베이스밴드(Pre-Emphasis Amplitude Shift Keying Baseband) 신호를 Radio Frequency(RF) Mixer를 통해서 송신하고자 하는 송신주파수로 변환한 PEASK RF 신호를 송신하는 전치증폭 진폭 편이 변조 송신 단계;
상기 PEASK RF 송신신호가 유선 경로(Wire Channel), 또는 무선 경로(Wireless Channel)를 통해 왜곡되어 전송될 수 있는 전송 단계; 및
전송부를 통해 왜곡될 수 있는 전송된 신호, 즉 PEASK RF 수신신호로부터 PEASK Baseband 신호를 생성하여 클럭을 복원하여, 상기 PEASK Baseband 신호로부터 저전력인 비동기 포락선 검파를 통해 복조된 이진 데이터를 상기 클럭에 동기시켜 이진 데이터를 복원하는 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원 단계
를 포함하고,
상기 전치증폭 진폭 편이 변조 송신 단계는,
상기 전송할 이진 데이터 신호를 전치증폭하기 위해 레벨 시프터(Level Shifter)에 의해 레벨(Level)이 크게 된 t(n) 신호를 생성하는 단계;
상기 전송할 이진 데이터 신호를 반전기(Inverter)에 의해 반전한 이진 데이터 신호로 변환하는 단계;
상기 반전한 이진 데이터 신호를 지연회로에 의해 클럭 한 주기인 Tb만큼 지연시킨 t(n-1) 신호를 생성하는 단계;
상기 전송할 이진 데이터 신호를 합성회로에 의해 상기 t(n) 신호와 t(n-1) 신호를 합성하여 전치증폭된 이진 데이터 신호를 생성하는 단계;
상기 전치증폭된 이진 데이터 신호를 베이스밴드 진폭 편이 변조기(Baseband ASK Modulator)에 의해 PEASK Baseband 신호로 변조하는 단계;
상기 PEASK Baseband 변조신호를 RF Carrier Mixer를 통해 PEASK RF 신호가 포함된 합성신호로 변환되는 단계; 및
상기 합성신호로부터 송신측 BPF를 통해 PEASK RF 송신신호만 골라내는 단계
를 포함하고,
상기 전송 단계는,
상기 PEASK RF 송신신호가 유선 경로(Wire Channel) 또는 무선 경로(Wireless Channel)에 의해 왜곡된 PEASK RF 수신신호로 전송될 수 있는 단계
를 포함하고,
상기 비동기 포락선 검파 수신 및 클럭 데이터 복원 단계는,
수신측 BPF를 통해 대역폭이 제한된 PEASK RF 수신신호를 생성하는 단계;
상기 PEASK RF 수신신호를 RF Carrier Mixer를 통해 PEASK Baseband 신호가 포함된 합성신호로 변환되는 단계;
상기 합성신호로부터 Baseband BPF를 통해 상기 PEASK Baseband 신호만 골라내는 단계; 및
상기 PEASK Baseband 신호를 베이스밴드 진폭 편이 복조기(Baseband ASK Demodulator)에 의해 복원된 클럭 신호를 출력하고, 비동기 포락선 검파로 복조된 이진 데이터를 클럭에 동기시킨 이진 데이터 신호를 복원하는 단계
를 포함하고,
전송할 이진 데이터 신호를 전치증폭(Pre-Emphasis) 데이터 신호로 바꾸어 변조되게 함으로써 데이터 복조를 저전력용 비동기식으로 용이하게 하며,
상기 이진 데이터 신호의 고주파 성분이 있는 변화 엣지 부분을 강조한 전치증폭 이진 데이터 신호로 고주파 성분을 강조하여 전송부의 고주파 손실과 포락선 검파에서 생기는 ISI 문제를 표시한 아이다이어그램 (Eye Diagram) 의 아이(Eye)를 크게 하여 복조가 안정되게 함으로써 비트 에라(Bit Error)를 줄이는 것
을 특징으로 하는 저전력용 광대역 전치증폭 진폭 편이 변복조 통신 방법.