KR20170072109A - 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기 및 이를 이용한 고속 데이터 송신장치 - Google Patents

중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기 및 이를 이용한 고속 데이터 송신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기 및 이를 이용한 고속 데이터 송신장치에 관한 것으로, 보간기를 중첩 폴리페이즈 구조로 구현하여 고속의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 송신하는 경우 발생하는 잡음 이미지 신호 성분(왜곡)을 용이하게 제거할 수 있도록 한 것이다.

Description

중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기 및 이를 이용한 고속 데이터 송신장치{Interpolator for high speed data having multiple polyphase structure and high speed data transmitter using the interpolator}
본 발명은 송신 데이터 보간 기술에 관련한 것으로, 특히 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기 및 이를 이용한 고속 데이터 송신장치에 관한 것이다.
디지털 데이터가 아날로그 변환되어 전송될 때 DA 변환(Digital to Analog converting) 과정에서 고주파 영역의 주파수 왜곡이 발생하므로, 이를 해결하기 위해 보간(Interpolation) 처리를 한다. 대한민국 공개특허 제10-2008-0050185호(2008. 06. 05)에서 다수의 FIR(Finite Impulse Response) 필터가 직렬로 연결되는 구조의 보간 필터를 제안하고 있다.
지금까지의 무선 통신환경에서는 송신하고자 하는 신호의 대역폭이 수십 MHz에 불과하여 이를 보간하는 필터를 FPGA에 구현하는 것은 상대적으로 어려운 문제가 아니었으나 차세대 광대역 무선통신 환경에서는 송신하고자 하는 신호의 대역폭이 100MHz 이상으로 고속 데이터를 처리하여야 하고 송신시에 잡음 이미지 신호 성분(왜곡)을 제거하기 위해서는 GHz까지의 처리속도를 FPGA나 ASIC에서 구현하여야 하므로 보간기능을 실제로 적용하는 것에는 상당한 제약이 따른다.
따라서, 본 발명자는 고속의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 송신하는 경우 발생하는 잡음 이미지 신호 성분(왜곡)을 용이하게 제거할 수 있는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
대한민국 공개특허 제10-2008-0050185호(2008. 06. 05)
본 발명은 고속의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 송신하는 경우 발생하는 잡음 이미지 신호 성분(왜곡)을 용이하게 제거할 수 있는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기 및 이를 이용한 고속 데이터 송신장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 제1구간 송신 데이터와 제2구간 송신 데이터가 순차적으로 반복되는 1배의 송신 데이터를 N배의 송신 데이터로 보간하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기가 송신 데이터를 2배 보간 처리하되, 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 송신 데이터를 필터링하는 제1폴리페이즈 필터와; 상기 제1폴리페이즈 필터에 의해 2배 보간 처리된 송신 데이터를 N배 보간 처리하되, 잡음 이미지 성분이 제거되도록 송신 데이터를 필터링하는 제2폴리페이즈 필터를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 송신 데이터를 역푸리에 변환하는 역푸리에 변환기와; 상기 역푸리에 변환기에 의해 역푸리에 변환된 1배의 송신 데이터를 N배의 송신 데이터로 보간하는 보간기와; 상기 보간기에 의해 보간된 N배의 송신 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터를; 포함하여 이루어지되, 상기 보간기가 송신 데이터를 2배 보간 처리하되, 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 송신 데이터를 필터링하는 제1폴리페이즈 필터와; 상기 제1폴리페이즈 필터에 의해 2배 보간 처리된 송신 데이터를 N배 보간 처리하되, 잡음 이미지 성분이 제거되도록 송신 데이터를 필터링하는 제2폴리페이즈 필터를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제1폴리페이즈 필터가 제1구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제1의 반대역 필터와; 상기 제1의 반대역 필터와 병렬 연결 구조를 이루되, 상기 제1구간 송신 데이터 다음의 제2구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제2의 반대역 필터를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제2폴리페이즈 필터가 상기 제1의 반대역 필터에 연결되고, 상기 제1의 반대역 필터에 의해 2배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리하도록 서로 병렬 연결되는 N개의 제1군 N/2 대역 필터와; 상기 제2의 반대역 필터에 연결되고, 상기 제2의 반대역 필터에 의해 2배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리하도록 서로 병렬 연결 구조를 이루는 N개의 제2군 N/2 대역 필터를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기가 상기 제1군 N/2 대역 필터에 의해 N배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터와, 상기 제2군 N/2 대역 필터에 의해 N배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 각 서브채널별로 합성하여 N개의 서브채널 송신 데이터를 생성하는 N개의 합성기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기가 상기 N개의 합성기에 의해 생성된 N개의 서브채널 송신 데이터를 선택적으로 출력하는 채널 선택기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기가 상기 N개의 제2군 N/2 대역 필터 중 N/2개의 제2군 N/2 대역 필터 출력 각각에 연결되어 데이터 출력을 지연시키는 N/2개의 지연기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 송신 데이터 비트를 송신 데이터 바이트로 직병렬 변환하는 직병렬 변환기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 변조 방식에 따라 송신 데이터에 전송 심볼을 매핑하는 심볼 매퍼를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 송신 데이터에 트레이닝 심볼을 삽입하는 트레이닝 심볼 삽입기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 보간된 송신 데이터 바이트를 송신 데이터 비트로 변환하는 병직렬 변환기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 송신 데이터에 보호 구간을 삽입하는 보호 구간 삽입기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 송신 데이터를 변조하여 출력하는 변조기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 보간기를 중첩 폴리페이즈 구조로 구현하여 고속의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 송신하는 경우 발생하는 잡음 이미지 신호 성분(왜곡)을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 적은 필터 계수를 사용함으로써 하드웨어 구현 복잡도를 감소시키고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, FPGA 등에서 구현이 불가능한 보간 처리를 낮은 속도에서 처리 가능하도록 새로운 중첩 폴리페이즈 형태의 보간 필터를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기에 의해 16배 보간 처리한 결과를 예시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 이 실시예에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기(100)는 제1구간 송신 데이터와 제2구간 송신 데이터가 순차적으로 반복되는 1배의 송신 데이터를 N배의 송신 데이터로 보간(Interpolation)하며, 제1폴리페이즈 필터(110), 제2폴리페이즈 필터(120)를 포함하여 이루어진다.
폴리페이즈(Polyphase) 필터란 적어도 2개의 필터가 병렬 연결되는 구조를 가지는 필터이고, 중첩 폴리페이즈 구조란 적어도 2개의 필터가 병렬 연결되는 폴리페이즈 필터가 적어도 2개 중첩되는 구조를 말한다.
상기 제1폴리페이즈 필터(110)는 송신 데이터를 2배 보간 처리하되, 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 송신 데이터를 필터링한다. 예컨대, 상기 제1폴리페이즈 필터(110)가 제1구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제1의 반대역 필터(111)와, 상기 제1의 반대역 필터(111)와 병렬 연결 구조를 이루되, 상기 제1구간 송신 데이터 다음의 제2구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제2의 반대역 필터(112)를 포함한다.
상기 제1의 반대역 필터(111)는 제1구간 송신 데이터가 송신되는 동안에는 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 제1구역 송신 데이터를 필터링하고, 제2구간 송신 데이터가 송신되는 동안에는 동작하지 않아 제1구간 송신데이터가 2배 보간 처리된다.
상기 제2의 반대역 필터(112)는 제1구간 송신 데이터가 송신되는 동안에는 동작하지 않고, 제2구간 송신 데이터가 송신되는 동안에는 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 제2구간 송신 데이터를 필터링함으로써 제2구간 송신 데이터가 2배 보간 처리된다.
이 때, 제1의 반대역 필터(111)와 제2의 반대역 필터(112)의 특성을 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분 외의 나머지 대역 신호들은 제거되도록 설계함으로써 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 필터링할 수 있다.
상기 제2폴리페이즈 필터(120)는 상기 제1폴리페이즈 필터(110)에 의해 2배 보간 처리된 송신 데이터를 N배 보간 처리하되, 잡음 이미지 성분이 제거되도록 송신 데이터를 필터링한다.
예컨대, 상기 제2폴리페이즈 필터(120)가 서로 병렬 연결되는 N개의 제1군 N/2 대역 필터(121)와, 서로 병렬 연결 구조를 이루는 N개의 제2군 N/2 대역 필터(122)를 포함한다.
상기 N개의 제1군 N/2 대역 필터(121)는 제1의 반대역 필터(111)에 연결되고, 상기 제1의 반대역 필터(111)에 의해 2배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리한다.
제1의 반대역 필터(111)에 의해 2배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터는 N개 구간으로 분할되어 N개의 제1군 N/2 대역 필터(121) 각각으로 순차적으로 입력되고, N개의 제1군 N/2 대역 필터(121) 각각에 의해 순차적으로 잡음 이미지 성분이 제거되어 출력됨으로써 N배 보간 처리된다.
상기 N개의 제2군 N/2 대역 필터(122)는 제2의 반대역 필터(112)에 연결되고, 상기 제2의 반대역 필터(112)에 의해 2배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리한다.
제2의 반대역 필터(112)에 의해 2배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터는 N개 구간으로 분할되어 N개의 제2군 N/2 대역 필터(122) 각각으로 순차적으로 입력되고, N개의 제2군 N/2 대역 필터(122) 각각에 의해 순차적으로 잡음 이미지 성분이 제거되어 출력됨으로써 N배 보간 처리된다.
이 때, 제1군 N/2 대역 필터(121)와 제2군 N/2 대역 필터(122)의 특성을 잡음 이미지 성분에 해당하는 대역 신호들이 제거되도록 설계함으로써 송신 데이터로부터 잡음 이미지 성분이 제거될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기는 N배 보간 필터 구조를 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분을 제어하는 폴리페이즈 구조의 반대역 필터와, 잡음 이미지 성분을 제거하는 폴리페이즈 구조의 N/2 대역 필터로 분리하여 구성함으로써 우수한 주파수 특성을 얻을 수 있다.
이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 보간기를 중첩 폴리페이즈 구조로 구현하여 고속의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 송신하는 경우 발생하는 잡음 이미지 신호 성분(왜곡)을 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 보간기를 중첩 폴리페이즈 구조로 구현함으로써 적은 필터 계수를 사용할 수 있으므로, 하드웨어 구현 복잡도를 감소시키고 비용을 절감할 수 있고, 보간 처리를 낮은 속도에서 처리 가능함으로써 FPGA 등에 구현이 가능하다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기(100)가 N개의 합성기(130)를 더 포함한다. 상기 N개의 합성기(130)는 상기 제1군 N/2 대역 필터(121)에 의해 N배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터와, 상기 제2군 N/2 대역 필터(122)에 의해 N배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 각 서브채널별로 합성하여 N개의 서브채널 송신 데이터를 생성한다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기(100)가 채널 선택기(140)를 더 포함한다. 상기 채널 선택기(140)는 상기 N개의 합성기(130)에 의해 생성된 N개의 서브채널 송신 데이터를 선택적으로 출력한다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기(100)가 N/2개의 지연기(150)를 더 포함한다. 상기 N/2개의 지연기(150)는 상기 N개의 제2군 N/2 대역 필터(122) 중 N/2개의 제2군 N/2 대역 필터 출력 각각에 연결되어 데이터 출력을 지연시킨다. 데이터 출력을 지연시키는 이유는 제2구간 송신 데이터 클럭을 제1구간 송신 데이터에 동기시키기 위한 것이다.
도 2 는 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기에 의해 16배 보간 처리한 결과를 예시한 도면이다. 도 2 에서 실선 부분은 174개의 필터 계수를 사용한 통상적인 보간 필터에 의한 보간 처리 결과이고, 점선 부분은 제1폴리페이즈 필터의 필터 계수 10개, 제2폴리페이즈 필터의 필터 계수 65개가 사용된 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기에 의해 16배 보간 처리한 결과를 나타낸 것으로, 더 적은 필터 계수를 사용하더라도 낮은 속도에서 동작 가능하고, 대역 특성도 우수함을 볼 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 고속 데이터 송신장치에 구현한 실시예를 도 3 을 통해 알아본다. 도 3 은 본 발명에 따른 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 3 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 고속 데이터 송신장치는 역푸리에 변환기(200)와, 보간기(100)와, DA 컨버터(300)를 포함하여 이루어진다.
상기 역푸리에 변환기(200)는 송신 데이터를 역푸리(IFFT : Inverse Fast Fourier Tramsform)에 변환한다. 역푸리(IFFT : Inverse Fast Fourier Tramsform)에 변환을 통해 송신 데이터가 주파수 영역(Frequency Domain) 신호에서 시간 영역(Time Domain) 신호로 변환된다.
상기 보간기(100)는 상기 역푸리에 변환기(200)에 의해 역푸리에 변환된 1배의 송신 데이터를 N배의 송신 데이터로 보간(Interpolation)한다. 이 때, 보간기(100)가 제1폴리페이즈 필터(110), 제2폴리페이즈 필터(120)를 포함한다.
폴리페이즈(Polyphase) 필터란 적어도 2개의 필터가 병렬 연결되는 구조를 가지는 필터이고, 중첩 폴리페이즈 구조란 적어도 2개의 필터가 병렬 연결되는 폴리페이즈 필터가 적어도 2개 중첩되는 구조를 말한다.
상기 제1폴리페이즈 필터(110)는 송신 데이터를 2배 보간 처리하되, 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 송신 데이터를 필터링한다. 예컨대, 상기 제1폴리페이즈 필터(110)가 제1구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제1의 반대역 필터(111)와, 상기 제1의 반대역 필터(111)와 병렬 연결 구조를 이루되, 상기 제1구간 송신 데이터 다음의 제2구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제2의 반대역 필터(112)를 포함한다.
상기 제1의 반대역 필터(111)는 제1구간 송신 데이터가 송신되는 동안에는 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 제1구역 송신 데이터를 필터링하고, 제2구간 송신 데이터가 송신되는 동안에는 동작하지 않아 제1구간 송신데이터가 2배 보간 처리된다.
상기 제2의 반대역 필터(112)는 제1구간 송신 데이터가 송신되는 동안에는 동작하지 않고, 제2구간 송신 데이터가 송신되는 동안에는 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 제2구간 송신 데이터를 필터링함으로써 제2구간 송신 데이터가 2배 보간 처리된다.
이 때, 제1의 반대역 필터(111)와 제2의 반대역 필터(112)의 특성을 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분 외의 나머지 대역 신호들은 제거되도록 설계함으로써 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 필터링할 수 있다.
상기 제2폴리페이즈 필터(120)는 상기 제1폴리페이즈 필터(110)에 의해 2배 보간 처리된 송신 데이터를 N배 보간 처리하되, 잡음 이미지 성분이 제거되도록 송신 데이터를 필터링한다.
예컨대, 상기 제2폴리페이즈 필터(120)가 서로 병렬 연결되는 N개의 제1군 N/2 대역 필터(121)와, 서로 병렬 연결 구조를 이루는 N개의 제2군 N/2 대역 필터(122)를 포함한다.
상기 N개의 제1군 N/2 대역 필터(121)는 제1의 반대역 필터(111)에 연결되고, 상기 제1의 반대역 필터(111)에 의해 2배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리한다.
제1의 반대역 필터(111)에 의해 2배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터는 N개 구간으로 분할되어 N개의 제1군 N/2 대역 필터(121) 각각으로 순차적으로 입력되고, N개의 제1군 N/2 대역 필터(121) 각각에 의해 순차적으로 잡음 이미지 성분이 제거되어 출력됨으로써 N배 보간 처리된다.
상기 N개의 제2군 N/2 대역 필터(122)는 제2의 반대역 필터(112)에 연결되고, 상기 제2의 반대역 필터(112)에 의해 2배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리한다.
제2의 반대역 필터(112)에 의해 2배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터는 N개 구간으로 분할되어 N개의 제2군 N/2 대역 필터(122) 각각으로 순차적으로 입력되고, N개의 제2군 N/2 대역 필터(122) 각각에 의해 순차적으로 잡음 이미지 성분이 제거되어 출력됨으로써 N배 보간 처리된다.
이 때, 제1군 N/2 대역 필터(121)와 제2군 N/2 대역 필터(122)의 특성을 잡음 이미지 성분에 해당하는 대역 신호들이 제거되도록 설계함으로써 송신 데이터로부터 잡음 이미지 성분이 제거될 수 있다.
즉, 이 실시예에 따른 보간기(100)는 N배 보간 필터 구조를 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분을 제어하는 폴리페이즈 구조의 반대역 필터와, 잡음 이미지 성분을 제거하는 폴리페이즈 구조의 N/2 대역 필터로 분리하여 구성함으로써 우수한 주파수 특성을 얻을 수 있다.
상기 DA 컨버터(300)는 상기 보간기(100)에 의해 보간된 N배의 송신 데이터를 아날로그 신호로 변환한다. 보간기(100)에 의해 보간된 디지털 송신 데이터는 DA 컨버터(300)에 의해 아날로그 신호로 변환되어 송신된다.
이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 고속 데이터 송신장치에 중첩 폴리페이즈 구조의 보간기를 사용함으로써 고속의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 송신하는 경우 발생하는 잡음 이미지 신호 성분(왜곡)을 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 중첩 폴리페이즈 구조의 보간기를 사용함으로써 적은 필터 계수를 사용할 수 있으므로, 하드웨어 구현 복잡도를 감소시키고 비용을 절감할 수 있고, 보간 처리를 낮은 속도에서 처리 가능하다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 고속 데이터 송신장치의 보간기(100)가 N개의 합성기(130)를 더 포함한다. 상기 N개의 합성기(130)는 상기 제1군 N/2 대역 필터(121)에 의해 N배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터와, 상기 제2군 N/2 대역 필터(122)에 의해 N배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 각 서브채널별로 합성하여 N개의 서브채널 송신 데이터를 생성한다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 고속 데이터 송신장치의 보간기(100)가 채널 선택기(140)를 더 포함한다. 상기 채널 선택기(140)는 상기 N개의 합성기(130)에 의해 생성된 N개의 서브채널 송신 데이터를 선택적으로 출력한다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 고속 데이터 송신장치의 보간기(100)가 N/2개의 지연기(150)를 더 포함한다. 상기 N/2개의 지연기(150)는 상기 N개의 제2군 N/2 대역 필터(122) 중 N/2개의 제2군 N/2 대역 필터 출력 각각에 연결되어 데이터 출력을 지연시킨다. 데이터 출력을 지연시키는 이유는 제2구간 송신 데이터 클럭을 제1구간 송신 데이터에 동기시키기 위한 것이다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 직병렬 변환기(400)를 더 포함한다. 바이트 단위의 병렬 데이터 처리를 위해 상기 직병렬 변환기(400)가 송신 데이터 비트를 송신 데이터 바이트로 직병렬 변환한다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 심볼 매퍼(500)를 더 포함한다. 상기 심볼 매퍼(500)는 변조 방식에 따라 송신 데이터에 전송 심볼을 매핑한다.
심볼 매퍼(500)는 송신 데이터 비트를 재정렬한 후에 재정렬된 데이터 비트를 사전에 설정된 변조 포맷에 따라 심볼 매핑한다. 미리 설정된 변조 포맷은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 또는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등일 수 있다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 트레이닝 심볼 삽입기(600)를 더 포함한다. 상기 트레이닝 심볼 삽입기(600)는 송신 데이터에 트레이닝 심볼을 삽입한다. 트레이닝 심볼은 일정 주기마다 삽입되는 미리 알고 있는 값으로, 심볼 맵퍼(500)에 의해 매핑된 심볼의 에러를 방지하기 위해 삽입된다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 병직렬 변환기(700)를 더 포함한다. 상기 병직렬 변환기(700)는 보간된 송신 데이터 바이트를 송신 데이터 비트로 변환한다. 병직렬 변환기(700)는 보간기(100)에 의해 보간되는 저속의 병렬 송신 데이터 신호를 고속의 직렬 송신 데이터 신호로 변환한다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 보호 구간 삽입기(800)를 더 포함한다. 상기 보호 구간 삽입기(800)는 송신 데이터에 보호 구간을 삽입한다. 이 때, 보호 구간으로 순환 전치(Cyclic Prefix)가 삽입될 수 있다. 순환 전치는 각 심볼과 각 데이터 비트들 사이, 즉 채널 간의 간섭을 방지하기 위해 삽입된다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가 변조기(900)를 더 포함한다. 상기 변조기(900)는 송신 데이터를 변조하여 출력한다. 예컨대, 변조기(900)를 통해 송신 데이터를 광 변조하여 광 선로를 통해 송신 데이터를 전송하도록 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 보간기를 중첩 폴리페이즈 구조로 구현하여 고속의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 송신하는 경우 발생하는 잡음 이미지 신호 성분(왜곡)을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 적은 필터 계수를 사용함으로써 하드웨어 구현 복잡도를 감소시키고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, FPGA등에서 구현이 불가능한 보간 처리를 낮은 속도에서 처리 가능하도록 새로운 중첩 폴리페이즈 형태의 보간 필터를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 송신 데이터 보간 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 보간기
110 : 제1폴리페이즈 필터
111 : 제1의 반대역 필터
112 : 제2의 반대역 필터
120 : 제2폴리페이즈 필터
121 : 제1군 N/2 대역 필터
122 : 제2군 N/2 대역 필터
130 : 합성기
140 : 채널 선택기
150 : 지연기
200 : 역푸리에 변환기
300 : DA 컨버터
400 : 직병렬 변환기
500 : 심볼 매퍼
600 : 트레이닝 심볼 삽입기
700 : 병직렬 변환기
800 : 보호 구간 삽입기
900 : 변조기

Claims (18)

  1. 제1구간 송신 데이터와 제2구간 송신 데이터가 순차적으로 반복되는 1배의 송신 데이터를 N배의 송신 데이터로 보간하는 보간기에 있어서,
    송신 데이터를 2배 보간 처리하되, 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 송신 데이터를 필터링하는 제1폴리페이즈 필터와;
    상기 제1폴리페이즈 필터에 의해 2배 보간 처리된 송신 데이터를 N배 보간 처리하되, 잡음 이미지 성분이 제거되도록 송신 데이터를 필터링하는 제2폴리페이즈 필터를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1폴리페이즈 필터가:
    제1구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제1의 반대역 필터와;
    상기 제1의 반대역 필터와 병렬 연결 구조를 이루되, 상기 제1구간 송신 데이터 다음의 제2구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제2의 반대역 필터를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2폴리페이즈 필터가:
    상기 제1의 반대역 필터에 연결되고, 상기 제1의 반대역 필터에 의해 2배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리하도록 서로 병렬 연결되는 N개의 제1군 N/2 대역 필터와;
    상기 제2의 반대역 필터에 연결되고, 상기 제2의 반대역 필터에 의해 2배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리하도록 서로 병렬 연결 구조를 이루는 N개의 제2군 N/2 대역 필터를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기가:
    상기 제1군 N/2 대역 필터에 의해 N배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터와, 상기 제2군 N/2 대역 필터에 의해 N배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 각 서브채널별로 합성하여 N개의 서브채널 송신 데이터를 생성하는 N개의 합성기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기가:
    상기 N개의 합성기에 의해 생성된 N개의 서브채널 송신 데이터를 선택적으로 출력하는 채널 선택기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기가:
    상기 N개의 제2군 N/2 대역 필터 중 N/2개의 제2군 N/2 대역 필터 출력 각각에 연결되어 데이터 출력을 지연시키는 N/2개의 지연기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기.
  7. 송신 데이터를 역푸리에 변환하는 역푸리에 변환기와;
    상기 역푸리에 변환기에 의해 역푸리에 변환된 1배의 송신 데이터를 N배의 송신 데이터로 보간하는 보간기와;
    상기 보간기에 의해 보간된 N배의 송신 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터를;
    포함하여 이루어지되,
    상기 보간기가:
    송신 데이터를 2배 보간 처리하되, 송신 신호대역폭 근방의 신호 성분만 남겨지도록 송신 데이터를 필터링하는 제1폴리페이즈 필터와;
    상기 제1폴리페이즈 필터에 의해 2배 보간 처리된 송신 데이터를 N배 보간 처리하되, 잡음 이미지 성분이 제거되도록 송신 데이터를 필터링하는 제2폴리페이즈 필터를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1폴리페이즈 필터가:
    제1구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제1의 반대역 필터와;
    상기 제1의 반대역 필터와 병렬 연결 구조를 이루되, 상기 제1구간 송신 데이터 다음의 제2구간 송신 데이터를 2배 보간 처리하는 제2의 반대역 필터를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2폴리페이즈 필터가:
    상기 제1의 반대역 필터에 연결되고, 상기 제1의 반대역 필터에 의해 2배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리하도록 서로 병렬 연결되는 N개의 제1군 N/2 대역 필터와;
    상기 제2의 반대역 필터에 연결되고, 상기 제2의 반대역 필터에 의해 2배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 N개의 서브채널로 분할하여 N배 보간 처리하도록 서로 병렬 연결 구조를 이루는 N개의 제2군 N/2 대역 필터를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보간기가:
    상기 제1군 N/2 대역 필터에 의해 N배 보간 처리된 제1구간 송신 데이터와, 상기 제2군 N/2 대역 필터에 의해 N배 보간 처리된 제2구간 송신 데이터를 각 서브채널별로 합성하여 N개의 서브채널 송신 데이터를 생성하는 N개의 합성기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보간기가:
    상기 N개의 합성기에 의해 생성된 N개의 서브채널 송신 데이터를 선택적으로 출력하는 채널 선택기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 보간기가:
    상기 N개의 제2군 N/2 대역 필터 중 N/2개의 제2군 N/2 대역 필터 출력 각각에 연결되어 데이터 출력을 지연시키는 N/2개의 지연기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가:
    송신 데이터 비트를 송신 데이터 바이트로 직병렬 변환하는 직병렬 변환기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가:
    변조 방식에 따라 송신 데이터에 전송 심볼을 매핑하는 심볼 매퍼를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가:
    송신 데이터에 트레이닝 심볼을 삽입하는 트레이닝 심볼 삽입기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  16. 제 7 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가:
    보간된 송신 데이터 바이트를 송신 데이터 비트로 변환하는 병직렬 변환기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  17. 제 7 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가:
    송신 데이터에 보호 구간을 삽입하는 보호 구간 삽입기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
  18. 제 7 항에 있어서,
    상기 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치가:
    송신 데이터를 변조하여 출력하는 변조기를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기를 이용한 고속 데이터 송신장치.
KR1020160051059A 2015-12-16 2016-04-26 중첩 폴리페이즈 구조의 고속 데이터 보간기 및 이를 이용한 고속 데이터 송신장치 KR20170072109A (ko)

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