KR102377698B1 - Apparatus and method for wireless data transmitting - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a wireless data transmitting method and a device thereof which allow a transmitting device of a frequency shift keying (FSK) wireless communication system to transmit a data clock reference signal together with data to an adjacent band of the data so as to allow a receiving device to uniformly maintain the timing recovery and tracking performance of a data sampling clock without respect to a zero crossing occurrence frequency of the data by using the data clock reference signal.

Description

무선 데이터 송신 방법 및 장치. {APPARATUS AND METHOD FOR WIRELESS DATA TRANSMITTING} Method and apparatus for wireless data transmission. {APPARATUS AND METHOD FOR WIRELESS DATA TRANSMITTING}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 데이터 송신 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a wireless data transmission method and apparatus.

디지털 방식의 주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying) 통신 시스템에서 송신장치는 기저 주파수 대역에서 입력 데이터의 비트열을 주파수 편이 변조 한 후 반송주파수 대역으로 주파수 상향 변환하여 신호를 전송하고, 수신장치는 반송주파수 대역으로 수신된 신호를 기저 주파수 대역으로 하향 변환한 후 주파수 편이 복조하고, 수신 데이터를 이용하여 타이밍 복원된 클럭으로 주파수 편이 복조된 데이터를 적절하게 샘플링하여 송신장치에서 송신한 데이터 비트열을 복원한다. 이 때 송신장치와 수신장치의 데이터 샘플링 클럭 주파수는 완전히 일치하지 않으므로, 수신장치에서는 지속적인 데이터 샘플링 클럭 타이밍 추적이 필요하다. 수신장치에서 데이터 샘플링 클럭 타이밍의 복원 및 추적은 일반적으로 수신 데이터의 0 교차 시점을 이용하여 수행된다. 0 교차 시점은 데이터의 정보를 1, -1 의두가지 상태로 나타낼 때 1 에서 -1, 또는 -1에서 1로 천이될 때의 시점을 의미한다. 상술한 바와 같이 데이터 샘플링 클럭 타이밍의 복원 및 추적에는 수신 데이터의 0 교차 시점 정보가 필요하므로, 입력데이터에 충분한 0 교차가 발생하지 않을 경우 수신장치에서의 데이터 샘플링 클럭 타이밍 복원 및 추적성능이 저하 될 수 있다.In a digital frequency shift keying (FSK) communication system, the transmitter frequency shift modulates the bit string of input data in the base frequency band, then up-converts the frequency to the carrier frequency band to transmit the signal, and the receiver After down-converting the signal received in the carrier frequency band to the base frequency band, the frequency shift demodulation is performed, the frequency shift demodulated data is appropriately sampled with a clock restored in timing using the received data, and the data bit stream transmitted from the transmitter is obtained. restore At this time, since the data sampling clock frequencies of the transmitter and the receiver do not completely match, the receiver needs continuous data sampling clock timing tracking. Restoration and tracking of the data sampling clock timing in the receiving device is generally performed using the zero crossing point of the received data. The zero crossing time point means the time point when data information is displayed in two states, 1 and -1, when transitioning from 1 to -1 or -1 to 1. As described above, since zero crossing time information of the received data is required for restoration and tracking of the data sampling clock timing, if a sufficient zero crossing does not occur in the input data, the data sampling clock timing restoration and tracking performance in the receiving device may be deteriorated. can

본 발명은 주파수 편이 변조를 이용한 무선 통신 시스템에서 데이터의 0 교차 발생이 충분히 발생하지 않는 경우에도 데이터 샘플링 클럭 타이밍의 일정한 복원 및 추적 성능을 얻기 위한 무선 데이터 송신 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless data transmission method and apparatus for obtaining constant restoration and tracking performance of data sampling clock timing even when zero crossing of data does not sufficiently occur in a wireless communication system using frequency shift modulation.

상기 과제를 해결하기 위해, 수신장치에서 수신되는 데이터의 0 교차 발생 빈도에 관계없이 데이터 샘플링 클럭 타이밍 복원 및 추적 성능을 일정하게 유지할수 있게 하는 송신 장치로서, 그 송신 장치는 주파수 편이 변조된 데이터를 송신하고, 동시에 수신 장치에서 수신 데이터의 샘플링 클럭 타이밍 복원 및 추적에 사용할 수 있는 별도의 클럭 기준신호를 함께 송신한다. 이 때 클럭 기준신호는, 송신 시 점유 주파수 대역폭을 저감하기 위해 분주된 샘플링 클럭을 주파수 편이 변조한 후 데이터의 인접 주파수 대역으로 천이하여 생성된다. 생선된 클럭 기준신호는 데이터와 결합되어 수신 장치로 전송된다. 수신 장치에서는 데이터와 함께 전송된 클럭 기준신호를 이용하여 수신 데이터의 샘플링 클럭 타이밍의 복원 및 추적이 가능하다.In order to solve the above problems, there is provided a transmitting device that can maintain constant data sampling clock timing restoration and tracking performance regardless of the frequency of occurrence of zero crossing of data received from a receiving device, and the transmitting device transmits frequency-shift-modulated data At the same time, a separate clock reference signal that can be used for recovering and tracking the sampling clock timing of the received data is also transmitted by the receiving device. In this case, the clock reference signal is generated by performing frequency shift modulation on the sampling clock divided in order to reduce the frequency bandwidth occupied during transmission, and then shifting it to an adjacent frequency band of data. The generated clock reference signal is combined with data and transmitted to the receiving device. The receiving device can restore and track the sampling clock timing of the received data by using the clock reference signal transmitted together with the data.

본 발명 적용시 주파수 편이 변조를 이용한 무선 통신 시스템의 수신 장치에서 데이터 샘플링 클럭의 복원 및 추적 성능을 데이터의 0 교차 발생 빈도에 무관하게 일정하게 유지할 수 있다.When the present invention is applied, restoration and tracking performance of a data sampling clock in a receiving apparatus of a wireless communication system using frequency shift modulation can be constantly maintained irrespective of the frequency of occurrence of zero crossings of data.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치의 개략화된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구성요소들의 출력 주파수 스펙트럼이다.1 is a schematic configuration diagram of a transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an output frequency spectrum of components according to an embodiment of the present invention;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 설명된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1에 의하면, 일 실시예에 따른 송신 장치는 클럭 분주부(200), 제1 주파수 편이 변조부(201a), 제2 주파수 편이 변조부(202b), 주파수 천이부(202), 신호 결합부(203), 디지털 아날로그 변환부(204), 주파수 상향 변환부(205)로 구성된다.Referring to FIG. 1 , a transmission apparatus according to an embodiment includes a clock division unit 200 , a first frequency shift modulator 201a , a second frequency shift modulator 202b , a frequency shift unit 202 , and a signal combiner 203 , a digital-to-analog converter 204 , and a frequency up-converter 205 .

상기 클럭 분주부(200)는 입력되는 데이터 클럭을 분주하여 출력한다. 데이터 클럭의 분주비는 1, 2, 4, 8, 16, 32 로 구성된다. The clock divider 200 divides and outputs an input data clock. The division ratio of the data clock consists of 1, 2, 4, 8, 16, and 32.

상기 제1 주파수 편이 변조부(201a)는 입력되는 데이터를 주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying)하여 출력한다.The first frequency shift modulator 201a outputs input data by frequency shift keying (FSK).

상기 제2 주파수 편이 변조부(201b)는 입력되는 데이터 클럭을 주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying)하여 출력한다.The second frequency shift modulator 201b outputs the input data clock by frequency shift keying (FSK).

상기 주파수 천이부(202)는 입력되는 제2 주파수 편이 변조부(201b)의 출력 신호를 제1 주파수 편이 변조부(201a)의 출력 신호의 인접 주파수 대역으로 주파수 천이하여 출력한다.The frequency shifting unit 202 frequency shifts the input output signal of the second frequency shift modulator 201b to an adjacent frequency band of the output signal of the first frequency shift modulator 201a and outputs it.

상기 신호 결합부(203)는 입력된 신호들을 더하여 하나의 신호로 결합하여 출력한다.The signal combiner 203 adds the input signals and combines them into one signal and outputs them.

상기 디지털 아날로그 변환부(204)는 입력 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력 한다.The digital-to-analog converter 204 converts an input digital signal into an analog signal and outputs it.

상기 주파수 상향 변환부는(205) 입력된 신호를 송신을 위한 RF 주파수 대역으로 상향 변환하여 출력한다. The frequency up-converter 205 up-converts the input signal into an RF frequency band for transmission and outputs the up-converted signal.

상기 클럭 분주부(200), 제2 주파수 편이 변조부(201b), 주파수 천이부(202)는 전술한 동작을 통해 수신 장치에서 데이터 클럭 타이밍의 복원 및 추적을 위해 사용되는 데이터 클럭 기준신호를 생성한다. 이 때 클럭 분주부(200)의 분주비는 설정가능하며, 분주비가 클수록 데이터 클럭 기준신호가 주파수 영역에서 점유하는 대역폭이 감소한다.The clock division unit 200, the second frequency shift modulator 201b, and the frequency shift unit 202 generate a data clock reference signal used for restoration and tracking of the data clock timing in the receiving device through the above-described operation. do. In this case, the frequency division ratio of the clock division unit 200 is configurable, and as the division ratio increases, the bandwidth occupied by the data clock reference signal in the frequency domain decreases.

도 2에 의하여, 일 실시예에 따른 제1 주파수 편이 변조부(201a)의 출력 주파수 스펙트럼(300); 클럭 분주부(200)를 거친 제2 주파수 편이 변조부(201b)의 출력 주파수 스펙트럼(301); 주파수 천이부(202)의 출력 주파수 스펙트럼(302); 신호 결합부(203)의 출력 주파수 스펙트럼(303); 주파수 상향 변환부(205)의 출력 주파수 스펙트럼(304)을 통해 신호의 생성과정이 주파수 영역에서 설명 된다. Referring to FIG. 2 , an output frequency spectrum 300 of the first frequency shift modulator 201a according to an embodiment; an output frequency spectrum 301 of the second frequency shift modulator 201b that has passed through the clock divider 200; an output frequency spectrum 302 of the frequency shifting unit 202; an output frequency spectrum 303 of the signal combiner 203; A process of generating a signal through the output frequency spectrum 304 of the frequency up-converter 205 is described in the frequency domain.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 순서 및 방법등을 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been mainly described with respect to the preferred embodiment thereof, but this is merely an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains within a range that does not deviate from the essential characteristics of the present invention It can be seen that various modifications and applications not exemplified above are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be implemented by changing the order and method. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.

200 : 클럭 분주부
201a : 제1 주파수 편이 변조부
201b : 제2 주파수 편이 변조부
202 : 주파수 천이부
203 : 신호 결합부
204 : 디지털 아날로그 변환부
205 : 주파수 상향 변환부
300 : 제1 주파수 편이 변조부(201a)의 출력 주파수 스펙트럼
301 : 제2 주파수 편이 변조부(201b)의 출력 주파수 스펙트럼
302 : 주파수 천이부(202)의 출력 주파수 스펙트럼
303 : 신호 결합부(203)의 출력 주파수 스펙트럼
304 : 주파수상향변환부(204)의 출력 주파수 스펙트럼200: clock division unit
201a: first frequency shift modulator
201b: second frequency shift modulator
202: frequency shift unit
203: signal coupling unit
204: digital-to-analog converter
205: frequency up-converter
300: the output frequency spectrum of the first frequency shift modulator 201a
301: output frequency spectrum of the second frequency shift modulator 201b
302: the output frequency spectrum of the frequency shift unit 202
303: the output frequency spectrum of the signal combining unit 203
304: the output frequency spectrum of the frequency up-converting unit 204

Claims (1)

주파수 편이 변조(FSK, Freuqncy Shift Keying)를 이용하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에서, 입력되는 데이터를 주파수 편이 변조하는 제1 주파수 편이 변조부; 입력되는 데이터 클럭을 분주하는, 1, 2, 4, 8, 16, 32의 설정가능한 분주비를 갖는 클럭 분주부; 클럭 분주부에서 분주된 데이터 클럭 신호를 주파수 편이 변조하여 출력하는 제2 주파수 편이 변조부; 제2 주파수 편이 변조부의 출력을 제1 주파수 편이 변조부 출력 신호의 인접 주파수 대역으로 주파수 천이하여 출력하는 주파수 천이부; 제1주파수 편이 변조부 출력과 주파수 천이부 출력을 더하여 하나의 신호로 출력하는 신호 결합부; 신호 결합부 출력을 아날로그 신호로 변경하여 출력하는 디지털 아날로그 변환부; 디지털 아날로그 변환부 출력을 반송파 주파수 대역으로 상향 변환하여 출력하는 주파수 상향 변환부로 구성되는 무선 데이터 송신 장치.A transmitting apparatus for a wireless communication system using frequency shift keying (FSK), comprising: a first frequency shift modulator for frequency shift modulating input data; a clock division unit having a settable division ratio of 1, 2, 4, 8, 16, or 32 for dividing an input data clock; a second frequency shift modulator for frequency shifting and outputting the data clock signal divided by the clock divider; a frequency shifting unit that frequency shifts the output of the second frequency shift modulator to an adjacent frequency band of the output signal of the first frequency shift modulator and outputs the frequency shift; a signal combining unit that adds the output of the first frequency shift modulator and the output of the frequency shift unit and outputs a single signal; a digital-to-analog converter converting the signal combining unit output into an analog signal and outputting it; A wireless data transmission device comprising a frequency up-converter that up-converts the digital-to-analog converter output to a carrier frequency band and outputs the up-converter.
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