KR0154087B1

KR0154087B1 - Cpm 신호 생성 장치

Info

Publication number: KR0154087B1
Application number: KR1019950036072A
Authority: KR
Inventors: 송영준
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR970024756A

Abstract

본 발명은 디지탈 이동통신인 GSM, DCS-1800MHz에서 채택한 CPM 신호의 일종인 GMSK 변조 신호등에 적용되어질 수 있는 높은 안정도의 CPM 신호를 생성하는 CPM 신호 생성 장치에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 주파수 응답식(g(t))의 값을 과다 표본화 시간 간격(D=T/η)으로 차이를 구한 다음 이 값을 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response : FIR) 필터의 탭 계수로 정한 후, FIR 필터를 통과한 값과 D시간 만큼 미리 통과한 과거의 값을 더하여 GMSK 변조된 위상 정보 (

Description

CPM 신호 생성 장치

제1도는 일반적인 CPM신호 생성 장치의 구성 블럭도.

제2도는 본 발명에 따른 CPM 신호 생성 장치의 구성 블럭도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,21,40 : 쉬프트 레지스터 2 : 카운터

3 : 위상패스롬 4 : 위상스테이트롬

5 : 지연기 6 : 롬

7,18 : 덧셈기 10 : 송신부

11 : 코사인롬 12 : 사인롬

13a,13b : 디지털 아날로그 변환기 14a,14b : 저역통과필터

15a,15b,22 : 곱셈기 16 : 90° 위상 변조기

17 : 기준주파수 발생기 20 : FIR필터

23 : 제1덧셈기 30 : 제2덧셈기

본 발명은 디지털 이동통신인 글로벌 스페샬 모빌(Global Special Mobil : GSM), 디지털 셀룰라 시스템-1800㎒(Digital Cellular System at 1800㎒)에서 채택한 연속 위상 변조(Continous Phase Modulation : CPM) 신호의 일종인 GMSK(Gaussian filtered Minimum Shift Keying) 변조 신호등에 적용되어질 수 있는 높은 안정도의 CPM 신호를 생성하는 CPM 신호 생성 장치에 관한 것이다. 현재 유럽의 디지털 셀루라폰 시스템인 GSM에서는 협대역등 진폭 특성, 동기 및 기동기의 수신기 구성이 가능한 GMSK 변조 방법을 채택하고 있는데, 이 GMSK 신호는 CPM 신호의 일종이므로 GSM, DC-1800㎒, WLL(Wirless Loafd Loop) 등에 적용 가능하게 된다. 일반적인 CPM 신호 생성 장치는 제1도와 같은 구성으로 이루어진다. 입력 데이터(a)를 주파수 응답(g(t))의 유한 심볼수(L)만큼 저장하는 쉬프트 레지스타(1)와; η/T의 입력 클럭률로 카운트하는 카운터(2)와; 상기 쉬프트 레지스터(1)의 L비트 출력을 상기 카운터(2)로 카운트하여 생성된 신호()의 위상 패스를 저장하는 위상패스롬(Phase Path ROM)(3)과; 상기 쉬프트 레지스터(1)의 L비트 추력의 위상 스테이트를 저장하는 위상스테이트롬(Phase State ROM)(4)과; 상기 위상스테이트롬(4)의 출려값을 입력 제이타의 한 비트 시간(T)만큼 지연시켜 그 출력값(ν_n)을 상기 위상스테이트롬(4)으로 출력하는 지연기(5)와; 상기 지연기(5)의 출력값(ν_n)을 매핑시키는 롬(6)과; 상기 위상패스롬(3)의 출력신호()와 상기 롬(6)에서 매핑된 출력값(θn)을 더하여 CPM 신호의 위상 정보인를 생성하는 덧셈기(7)와; 상기 덧셈기(7)의 출력값()을 매핑하여 cos()를 출력하는 코사인롬(11)과, 상기 덧셈기(7)의 출력값()을 매핑하여 sin()을 출력하는 사인롬(12)과, 상기 코사인롬(11)과 사인롬(12)의 출력신호를 각각 아날로그화 하는 디지털 아날로그 변환기(13a)(13b)와, 상기 아날로그화된 각각의 신호에서 잡음성분을 제거하는 저역통과필터(14a)(14b)와, 상기 저역통과필터(14a)를 통과한 코사인 신호에 대해서는 cos2πf_ct의 반송파를 곱하고 상기 저역통과피터(14b)를 통과한 사인 신호에 대해서는 -sin2πf_ct의 반송파를 각각 곱하는 곱셈기(15a)(15b)와, 상기 각각의 곱셈기(15a)(15b)에서 곱해진 값을 더하여 CPM 송신신호(s(t))를 생성하는 덧셈기(18)를 포함하여 구성되는 송신기(10)로 이루어진다.

상기와 같은 장치에 의해 최종출력되는 CPM 신호는 다음과 같다.

여기서,

상기 식에서 f_c는 반송 주파수,는 순시 위상, E(t)는 복소 포락선이며,｜E｜=1이다. 여기서, 테이블 심볼이다. 주파수 응답 g(t)와 이것의 적분인 위상 응답 q(t)는 다음과 같은 관계로 정의되며, T는 1 심볼시간, LT는 g(t)의 유한시간이다. (L은 g(t)의 유한 심볼 수)

따라서, 상기 식(3)의는 하기 식(5)과 같이 이루어진다.

여기서, 상기와 θ_n은 하기 식(6)과 같이 이루어진다.

이때, 상기 θ_n과 ν_n은 상기 식(6)의 관계에 의해 롬(6)에 매핑되어져 θ_n으로 출력된다.

즉, 입력 데이터(a)는 쉬프트 레지스터(1)에 저장되어진 후, g(t)의 유한 심볼수 L비트의 값으로 출력된다. 이 값과 η/T의 클럭 주파수를 가지는 카운터(2)의 출력에 의해 위상패스롬(3)은 어드레싱 되어진다. 그리고, 위상스테이트롬(4)의 출력은 지연기(5)에서 T시간 지연되어져 롬(6)에서 상기식(6)의 관계에 의해 매핑되어진후 θ_n으로 출력된다. 위의 두값과 θ_n은 덧셈기(7)에서 합해져 CMP신호의 위상 정보인 상기 식(5)의으로 생성된다. 이 위상 정보는 각각의 코사인롬(11)과 사인롬(12)에서 cos()와 sin()에 매핑되어져 디지털 아날로그 변환기(13a)(13b)를 거친후, 저역통과필터(14a)(14b)를 통과한다. 그리고, 90° 위상변조기(16)와 기준주파수 발생기(17)에 의해 각각 생성된 cos(2 π f_ct), -sin(2 π f_ct)와 곱셈기(15a)(15b)에서 각각 곱해진 후 덧셈기(18)에서 더해져 상기 식(1)과 같이 이루어지는 CPM 신호로 출력된다.

그런데, 전술된 바와 같은 CPM 신호 생성 장치는 CPM 신호를 생성하기 위해 입력 데이터에 따른 발생가능한 값을 저장하는 위상패스롬과 위상스테이트롬과,ν_n과 θ_n의 매핑된 값을 출력하는 롬이 사용된다. 즉, CPM 신호의 위상 정보()를 출력시키는데 상기와 같은 3개의 롬이 사용되어져 그 구성이 매우 복잡해진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 주파수 응답식(g(t))을 적분한 위상 응답식(q(t))의 값을 과다 표본화 시간 간격(D/T/η)으로 차이를 구한 다음 이 값을 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response : FIR) 필터의 탭 계수로 정한 후, FIR 필터를 통과한 값과 D시간 만큼 미리 통과한 과거의 값을 더하여 GMSK 변조된 위상 정보()를 생성하는 장치를 제공하여 보다 더 간단하고 설계가 용이한 회로로 구성 가능하도록 함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 CPM 신호 생성 장치는, 입력 데이터를 저장하여 η/T의 입력 클럭에 의해 과다 표본화 시간(D/T/η) 간격으로 출력을 지연시키는 수개의 쉬프트 레지스터와, 주파수 응답식(g(t))을 적분한 위상 응답식(q(t))의 값을 D시간 간격으로 구하여 생성되는 그 차이값을 탭 계수(G_λ)로 하여 이 값과 상기 쉬프트 레지스터의 각 출력값을 각각 곱하는 곱셈기와, 상기 곱셈기의 각각의 출력값을 모두 더하여 D시간 간격의 위상 변화량()을 구하는 제1덧셈기로 이루어지는 FIR 필터와; 상기 FIR 필터의 출력값과 D시간만큼 미리 상기 FIR 필터를 통과한 값을 더하여 CPM 신호의 위상 정보()를 구하는 제2덧셈기와; 상기 제2덧셈기의 출력을 D시간 만큼 지연시켜 다시 상기 제2덧셈기로 출력하는 쉬프트 레지스터와; 상기 제2덧셈기의 출력값()을 매핑하여 cos()를 출력하는 코사인롬과, 상기 코사인롬과 사인롬의 출력신호를 각각 아날로그화 하는 디지털 아날로그 변환기와, 상기 아날로그화된 각각의 신호에서 잡음성분을 제거하는 저역통과필터와 상기 저역통과필터를 통과한 코사인 신호에 대해서는 cos2πf_ct의 반송파를 곱하고 상기 저역통과필터를 통과한 사인 신호에 대해서는 -sin2πf_ct의 반송파를 각각 곱하는 곱셈기와, 상기 각각의 곱셈기에서 곱해진 값을 더하여 CPM 송신신호(s(t))를 생성하는 덧셈기를 포함하여 구성되는 송신기를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부 도면을 참조로 하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명 CPM 신호 생성 장치의 구성 블럭도로서, 그 구성은 FIR 필터(20)와, 제2덧셈기(30)와, 쉬프트 레지스터(40)와, 송신기(10)를 포함한다.

상기 FIR 필터(20)는 입력 데이터(a)를 저장하여 η/T의 입력 클럭에 의해 과다 표본화 시간(D/T/η) 간격으로 출력을 지연시키는 수개의 쉬프트 레지스터(21)와, 주파수 응답식(g(t))을 적분한 위상 응답식(q(t))의 값을 D시간 간격으로 구하여 생성되는 그 차이값을 탭 계수(G_λ)로 하여 이 값과 상기 쉬프트 레지스터(21)의 각 출력값을 각각 곱하는 곱셈기(22)와, 상기 곱셈기(22)의 각각의 출력값을 모두 더하여 D시간 간격의 위상 변화량()을 구하는 제1덧셈기(23)로 이루어진다. 이때, 상기 탭 계수의 수는 절단(Truncation) 심볼수(η)와 과다 표본화 비율의 곱(Lη)이 된다.

상기 제2덧셈기(30)는 상기 FIR 필터(20)의 출력값()과 D시간 만큼 미리 상기 FIR 필터(20)를 통과한 값을 더하여 CPM 신호의 위상 정보()를 구한다.

상기 쉬프트 레지스터(40)는 상기 제2덧셈기(30)의 출력을 D시간 만큼 지연시켜 다시 상기 제2덧셈기(30)로 출력한다.

상기 송신기(10)는 상기 제2덧셈기(30)의 출력을 입력하여 CPM 신호(s(t))를 생성하는 것으로, 제1도의 송신기(10)와 그 구성 및 동작이 동일하다.

상기 구성에 따라 생성되는 CPM 신호의 위상 정보()는 다음과 같다.

여기서,

이고,

이므로 상기 식(7)에서의 D시간 간격의 위상 변화량은 다음과 같이 정의된다.

여기서, η=T/D인 정수이다. 위의 식을 다시 정리하면 하기 식(11)과 같이 된다.

상기 식(11)에서

와 같이 간략히 나타낼 수 있다.

이상에서 상기 식(11)을 행렬로 나타내면 다음과 같다.

여기서,와와 G는 하기 식들과 같이 표기된다.

그러므로, D시간마다 출력된 위상 정보는 다음과 같이 일반화되어 간단히 나타내어진다.

이와 같이 하여, 상기 식(12)의 G_λ를 FIR 필터(20)의 탭 계수로 정하고, η/T의 클릭 주파수로 D시간 간격의 지연을 가지는 쉬프트 레지스터(21)를 동작시키면, 입력 데이터(a)는1/T의 데이터률로 T 시간마다 FIR필터(20)의 쉬프트 레지스터(21)에 입력된다.

이는 각 곱셈기(22)에서 각각의 탭 계수(G_λ)와 곱해지고 제1덧셈기(22)에서 더해져 제2덧셈기(22)로 출력된 상기 식(11)의는 다시 쉬프트 레지스터(40)에서 D시간 만큼 지연되어져 뒤이어 제2덧셈기(30)로 출력되는와 더해진다. 이로써 식(17)의가 생성된다.

이는 각각의 코사인롬(11)과 사인롬(12)에 매핑되어져 cos()와 sin()가 된 후, 디지털 아날로그 변환기(13a)(13b)와 저역통과필터(14a)(14b)를 통과하여 아날로그 신호가 되면서 잡음이 제거되고 각 반송파와 더해져 식(1)과 같은 CPM 신호가 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 CPM 신호의 위상 정보()를 생성하는데 기존의 장치에서와 같이 롬 어드레싱 방법을 사용하지 않고, 위상 응답의 차이를 탭 계수로 이용한 FIR 필터를 사용하여 회로를 구성함으로써 보다 더 간단하고 설계가 용이한 회로 구성이 가능하게 된다.

Claims

CPM 신호 생성 장치에 있어서, 입력 데이터를 저장하여 η/T의 입력 클럭에 의해 과다 표본화 시간(D=T/η) 간격으로 출력을 지연시키는 수개의 쉬프트 레지스터(21)와, 주파수 응답식(g(t))을 적분한 위상 응답식(q(t))의 값을 D시간 간격으로 구하여 생성되는 그 차이값을 탭 계수(G_λ)로 하여 이 값과 상기 쉬프트 레지스터(21)의 출력값을 각각 곱하는 곱셈기(22)와, 상기 곱셈기(22)의 각각의 출력값을 모두 더하여 D시간 간격의 위상 변화량()을 구하는 제1덧셈기(23)로 이루어지는 FIR 필터(20)와; 상기 FIR 필터(20)의 출력값과 D시간 만큼 미리 상기 FIR 필터(20)를 통과한 값을 더하여 CPM 신호의 위상 정보()를 구하는 제2덧셈기(30)와; 상기 제2덧셈기(30)의 출력값()을 매핑하여 cos()를 출력하는 코사인롬(11)과, 상기 덧셈기의 출력값()을 매핑하여 sin()를 출력하는 사인롬(12)과, 상기 코사인롬(11)과 사인롬(12)의 출력신호를 각각 아날로그화 하는 디지털 아날로그 변환기(13a)(13b)와, 상기 아날로그화된 각각의 신호에서 잡음성분을 제거하는 저역통과필터(14a)(14b)와, 상기 저역통과필터(14a)를 통과한 코사인 신호에 대해서는 cos2πf_ct의 반송파를 곱하고 상기 저역통과필터(14b)를 통과한 사인 신호에 대해서는 -sin2πf_ct의 반송파를 각각 곱하는 곱셈기(15a)(15b)와, 상기 각각의 곱셈기(15a)(15b)에서 곱해진 값을 더하여 CPM 송신(s(t))를 생성하는 덧셈기(18)를 포함하여 구성되는 송신기(10)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CPM 신호 생성 장치.