KR0171031B1

KR0171031B1 - Single sideband bpsk modulating/demodulating method by phase deduction

Info

Publication number: KR0171031B1
Application number: KR1019960014067A
Authority: KR
Inventors: 임명섭; 심재룡; 박형숙
Original assignee: 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 1999-03-30
Also published as: KR970072842A

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서의 송/수신 데이타 변/복조에 관한 것으로, 소오스데이타 신호에 변조시 힐버트 변환시켜 단일 사이드밴드 BPSK 변조를 수행하고, 그 단일 사이드밴드 BPSK 변조되어 전송된 신호를 수신하여, 코히리언트 복조방식으로 1차,2차 복조한후 제1중간주파 반송파에 따른 복조시 동위상항 및 직각항의 기저대역 정보를 검출하며, 각각의 단일 사이드 밴드 BPSK 변조방식의 코히리언트를 위해 변화하는 위상정보를 추정하여 각기 보상한후 합하여 힐버트 변환에 따른 잡음을 제거하고, 정보를 복원하는 복조방식을 채택함으로써, 이중사이드밴드방식에 비해 2배의 대역절감효과가 있으며, 이상적인 단일사이드밴드 변조 및 코히리언트 복조성능을 얻을 수 있게 된다.The present invention relates to the transmission / reception data modulation / demodulation in a mobile communication system, performs a single sideband BPSK modulation by Hilbert transform when modulating the source data signal, and receives the signal transmitted by the single sideband BPSK modulation After the first and second demodulation using coherent demodulation, baseband information of in-phase and quadrature terms is detected during demodulation according to the first intermediate frequency carrier, and for each coherent of single sideband BPSK modulation. By estimating the changed phase information and compensating for each, summation removes noise due to Hilbert transform and recovers information, it has twice the band-saving effect compared to the double side band method, and is an ideal single side band. Modulation and coherent demodulation performance can be obtained.

Description

Single Sideband BPSK Modulation / Demodulation by Phase Estimation and Its Apparatus

제1도(a) 및 (b)는 종래 이중 사이드밴드 BPSK 변조방식에 따른 소오스 신호와 변조신호의 대역 특성도.1 (a) and (b) are band characteristic diagrams of a source signal and a modulated signal according to a conventional dual sideband BPSK modulation scheme.

제2도는 종래 단일 사이드밴드 BPSK 변조 설명도.2 is a diagram of a conventional single sideband BPSK modulation.

제3도(a) 및 (b)는 종래 단일 사이드밴드 BPSK 변조시의 컷오프 특성도.3 (a) and 3 (b) are cutoff characteristic diagrams of conventional single sideband BPSK modulation.

제4도는 본 발명에 의한 단일 사이드밴드 BPSK 변조부의 구성도.4 is a block diagram of a single sideband BPSK modulator according to the present invention.

제5도는 본 발명에 의한 위상추정에 의한 단일측파대 BPSK 복조부의 구성도.5 is a configuration diagram of a single sideband BPSK demodulator by phase estimation according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : FIR필터 20 : 힐버트변환부10: FIR filter 20: Hilbert transform unit

21,25,31,41,113,123,131b,132b,133b,134b : 승산기Multipliers: 21,25,31,41,113,123,131b, 132b, 133b, 134b

22,24,132a : 직각 천이기 23,32,42 : 주파수 발생기22,24,132a: right angle shifter 23,32,42: frequency generator

26,135 : 합산기 30 : 2차 변조부26,135 summer 30: secondary modulator

33,121 : 대역통과 필터 40 : 3차 변조부33,121: bandpass filter 40: 3rd order modulator

43,111,131c,132c : 저역통과 필터 110 : 1차 복조부43,111,131c, 132c: low pass filter 110: 1st demodulator

112,122,131a : 주파수 합성기 120 : 2차 복조부112,122,131a: frequency synthesizer 120: second demodulator

130 : 3차 복조부 131 : 동위상정보 검출부130: third demodulation unit 131: in-phase information detection unit

132 : 직각천이 정보 검출부 133 : 동위상정보 보상부132: right-angle transition information detection unit 133: in-phase information compensation unit

133a,134a : 위상정보 추출회로 134 : 직각 위상정보 보상부133a, 134a: phase information extraction circuit 134: quadrature phase information compensation unit

140 : 데이타 추출부 141 : 클럭추출회로140: data extraction unit 141: clock extraction circuit

142 : 판정회로142: judgment circuit

본 발명은 이동통신시스템의 데이타 통신에 있어서, 대역사용효율이 높은 단일 사이드밴드 비피에스케이(BPSK) 변/복조에 관한것으로, 특히, 단일 사이드밴드 BPSK 변조신호를 시변적인 채널에서 전송하여 코히어런트로 수신할때 무작위로 변하는 반송파의 위상을 추정하여 기저대역의 동위상(Inphase)항과 직각(Quadrature)에서 보상함으로써, 부수적으로 수반되는 잡음인 힐버트(Hilbert)변환된 출력을 소거시킴으로써, 코히어런트 복조방식의 성능을 얻을수 있도록 하기 위한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to single sideband BPSK modulation / demodulation with high bandwidth usage in data communication in a mobile communication system. By estimating the phase of the randomly varying carrier when it is received by, it compensates in quadrature with the in-phase terms of the baseband, thereby canceling the Hilbert transformed output, which is incidental noise, This is to achieve performance of the runt demodulation method.

일반적으로 이동통신에서 데이타를 전송할때에 이중 사이드밴드(DSB ; Double Side-Band) BPSK 방식으로 변조하여 전송하고, 이를 수신하여 복조하게 된다.In general, when transmitting data in a mobile communication, it modulates and transmits by double side-band (DSB) BPSK method, and receives and demodulates it.

이와같은 이중사이드밴드 BPSK 변조방식은 제1도에 도시된 바와 같이 송신전 신호의 대역폭이 제1도(a)와같이 f_m의 대역을 갖는다면, 이를 전송주파수 f_c에서 이중 사이드밴드(DSB) 변조를 거치면, 실제 송신될 신호는 제1도(b)에 도시된 바와같이 전송주파수 f_c를 중심으로 각각 ±f_m만큼의 대칭된 점유 대역폭이 생긴다.Such a double sideband BPSK modulation scheme, if having a bandwidth of f _m as shown in FIG. 1 of the FIG. 1 (a) the bandwidth of the entire signal transmission, as shown in, this transmission frequency f _c double sideband (DSB in Through modulation, the actual signal to be transmitted has a symmetrical occupied bandwidth of ± f _m each around the transmission frequency f _c as shown in FIG.

그런데, 단일 사이드밴드(SSB ; Single Side-Band) BPSK 변조방식은, 이중 사이드밴드(DSB ; Double Side-Band) BPSK 방식의 스펙트럼(점유 대역폭)을 모두 다 전송하지 않고 상측 또는 하측의 스펙트럼만을 보내는 방식이다. 이에따라 단일 사이드밴드 변조방식은 이중 사이드밴드 변조방식에 비해 2배의 대역 절감 효과를 얻을수 있다. 종래 단일 사이드 밴드 변/복조방식을 채택하기 위해서는 제2도에 도시된 바와같이 송신하고자 하는 데이타 f(t)를 이중 사이드 밴드(DSB)변조(1)를 거친뒤 필터(2)를 통해 상측 또는 하측의 점유 대역폭을 제거해서 단일 사이드밴드 변조신호 f(t)_SSD를 보내고 이를 수신부에서 복조한다.However, the single sideband (SSB) BPSK modulation system transmits only the upper or lower spectrum without transmitting all the spectrum (occupied bandwidth) of the double sideband (DSB) BPSK system. That's the way. As a result, the single sideband modulation method can achieve twice the bandwidth reduction compared to the dual sideband modulation method. In order to adopt the conventional single side band modulation / demodulation method, as shown in FIG. 2, the data f (t) to be transmitted is passed through the double side band (DSB) modulation 1 and then passed through the filter 2 or the upper side. The single sideband modulated signal f (t) _SSD is sent by removing the lower occupied bandwidth and demodulated by the receiver.

이때 필터(2)의 특성이 제3도(a)에 도시된 바와같이 전송주파수 f_c에서 이상적으로 직각모양(점선표시)의 컷오프(cut-off) 특성을 가져야만 이상적인 단일 사이드밴드 변조를 할수 있게된다.At this time, the characteristics of the filter 2 should have an ideal rectangular cut-off characteristic at the transmission frequency f _c as shown in FIG. Will be.

그러나, 전송주파수 f_c에서 이상적으로 직각모양의 컷오프(cut-off) 특성을 갖는 필터(2)의 구현이 현실적으로 불가능하다는 문제점이 있다.However, there is a problem that it is practically impossible to implement the filter 2 having an ideal rectangular cut-off characteristic at the transmission frequency f _c .

그래서 제3도(b)에 도시된 바와같이 약간 인접 스펙트럼 영역을 침범하는 필터를 사용하여 구현하고 있다. 그러므로 이상적인 방법이라 할수 없다.Thus, as shown in FIG. 3 (b), the filter is implemented using a slightly invasive spectral region. Therefore, it is not an ideal way.

본 발명의 목적은, 이동통신 시스템의 송/수신 데이타 변/복조에 있어서, 이중 사이드 밴드 BPSK 방식에 비해 2배의 대역 절감효과를 얻을수 있는 이상적인 단일 사이드 밴드 방식을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ideal single side band scheme in which transmission / reception data modulation / demodulation of a mobile communication system can achieve twice the bandwidth saving effect as compared to the dual side band BPSK scheme.

이 목적은 데이타 변조시 힐버트(Hilbert) 변환 필터를 미리 적용한 후 변조를 하여 이상적인 상측 또는 하측 스펙트럼을 얻을수 있도록 한다.The objective is to apply a Hilbert transform filter in advance and then modulate the data so that an ideal upper or lower spectrum can be obtained.

한편, 복조시에는 시변채널에서 전송되어 수신된 반송파의 위상은 무작위로 변화하므로, 무작위로 변화하는 반송파의 위상과 동일한 로칼 반송파(local carrier)를 발생시키기가 쉽지 않다. 그러므로, 변화하는 위상정보를 추정한후 이를 기저대역의 동위상(Inphase)항과 직각(Quadrature)항에서 보상하여 부수적으로 수반되는 잡음인 힐버트변환된 출력을 소거시킴으로써, 코히어런트(cohrerent) 복조방식의 성능을 얻을수 있도록 한다.On the other hand, during demodulation, since the phase of a carrier transmitted and received in a time-varying channel changes randomly, it is not easy to generate a local carrier identical to the phase of a randomly changing carrier. Therefore, coherent demodulation is achieved by estimating the changing phase information and then compensating it in the inphase and quadrature terms of the baseband to cancel the Hilbert transformed output, which is incidental noise. To get the performance of the method.

이에따라 본 발명의 변/복조방식을 이동통신 시스템에서의 BPSK 방식에 적용하면, 데이타 송/수신시 그 대역의 절감효과를 얻을수 있게된다.Accordingly, if the modulation / demodulation method of the present invention is applied to the BPSK method in the mobile communication system, it is possible to obtain the effect of reducing the bandwidth of data transmission / reception.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제4도는 본 발명에 의한 단일 사이드밴드 BPSK 변조부의 구성도이다. 소오스 데이타를 변조시키기 위한 변조부의 구성은, 소오스 데이타를 안정화시키기 위해 필터링하는 FIR(finite impluse response) 필터(10)와, 그 필터(10)의 출력신호를 제1반송파에 실어준 동위상신호와 상기 필터의 출력신호를 90천이시킨 신호를 상기 제1반송파를 90천이시킨 신호에 실어준 직각 천이신호를 합산하여 힐버트(Hilbert) 변환을 시키는 힐버트 변환부(20)와, 그 힐버트 변환된 신호를 제2반송파에 실어주고 이를 소정의 대역으로 필터링하는 2차변조부(30)와, 그 2차변조부(30)의 출력신호를 제3반송파에 실어주고 이를 저역통과 필터링하여 안테나를 통해 송출하는 3차변조부(40)로 구성된다.4 is a configuration diagram of a single sideband BPSK modulator according to the present invention. The modulation unit for modulating the source data comprises a finite impluse response (FIR) filter for filtering to stabilize the source data, and an in-phase signal carrying the output signal of the filter 10 on the first carrier. 90 output signal of the filter 90 the first carrier to the transitioned signal A Hilbert transform unit 20 for adding Hilbert transform by summing up the right-angle shift signals carried on the shifted signal, and a secondary modulator for loading the Hilbert transformed signal on a second carrier and filtering it to a predetermined band ( 30) and a tertiary modulator 40 which carries an output signal of the secondary modulator 30 to a third carrier and filters the low pass through the antenna.

여기서, 상기 힐버트 변환부(20)는 1차변조부로서, FIR필터(10)의 출력신호를 90천이시키는 제1천이기(22)와, 제1반송파 cos ₁t를 발생시키는 제1주파수 발생기(23)와, 그 제1주파수 발생기(23)의 제1반송파 cos ₁t와 상기 FIR필터(10)의 출력신호를 승산하는 제1승산기(21)와, 상기 그 제1주파수 발생기(23)의 제1반송파 cos ₁t를 90천이시키는 제2천이기(24)와, 그 제2천이기(24)의 출력신호와 상기 제1천이기(22)의 출력신호를 승산하는 제2승산기(25)와, 그 제2승산기(25)의 출력신호와 상기 제1승산기(21)의 출력신호를 합산하는 합산기(26)로 구성된다.Here, the Hilbert transform unit 20 is a primary modulator, and outputs the output signal of the FIR filter 10 to 90 degrees. 1st transition group 22 which makes transition, and 1st carrier cos A first frequency generator 23 generating ₁ t and a first carrier cos of the first frequency generator 23 A first multiplier 21 multiplying ₁ t by the output signal of the FIR filter 10 and a first carrier cos of the first frequency generator 23. ₁ ton 90 A second multiplier 24 for shifting the second multiplier 24, an output signal of the second shifter 24 and an output signal of the first shifter 22, and a second multiplier And a summer 26 for summing the output signal of 25 and the output signal of the first multiplier 21.

또, 상기 2차변조부(30)는, 제2반송파 cos ₂t를 발생시키는 제2주파수 발생기(32)와, 그 제2반송파 cos ₂t와 상기 힐버트 변환부(20)의 출력신호를 승산하는 승산기(31)와, 그 승산기(31)의 출력신호를 소정의 대역만 통과시키는 대역통과 필터(33)로 구성된다.In addition, the secondary modulator 30, the second carrier cos A second frequency generator 32 generating ₂ t and a second carrier cos ₂ t and the Hilbert conversion unit multiplier 31 for multiplying an output signal (20) and further includes an output signal of the multiplier 31 to the band-pass filter 33 for passing only a predetermined band.

또한, 상기 3차변조부(40)는, 제3반송파 cos ₃t를 발생시키는 제3주파수 발생기(42)와, 그 제3반송파 cos ₃t와 상기 2차변조부(30)의 출력신호를 승산하는 승산기(41)와, 그 승산기(41)의 출력신호를 소정의 저역만을 통과시켜 안테나를 통해 송출하는 저역통과 필터(43)로 구성된다.In addition, the third modulator 40, the third carrier cos A third frequency generator 42 generating ₃ t and the third carrier cos A multiplier 41 for multiplying ₃ t with the output signal of the secondary modulator 30, and a low pass filter 43 for outputting the output signal of the multiplier 41 through a antenna by passing only a predetermined low pass. do.

이와같이 구성된 본 발명의 단일 사이드 밴드 BPSK 변조부는, 소오스 데이타를 FIR 필터(10)를 통해 필터링하여 힐버트 변환부(20)에 입력된다. 힐버트 변환부(20)에서는 제1주파수 발생기(23)에서 1차변조를 위한 제1반송파 cos ₁t를 발생시키게 되고, 그 제1반송파 cos ₁t와 상기 FIR 필터(10)의 출력신호는 승산기(21)에서 승산된다.The single side band BPSK modulator of the present invention configured as described above is input to the Hilbert transform section 20 by filtering the source data through the FIR filter 10. In the Hilbert transform unit 20, the first carrier cos for first-order modulation in the first frequency generator 23 is used. Will generate ₁ t, and its first carrier cos ₁ t and the output signal of the FIR filter 10 are multiplied by the multiplier 21.

그리고, FIR 필터(10)의 출력신호는 제1천이기(22)에서 90천이시키게 되며, 또한, 상기 제1주파수 발생기(23)의 제1반송파 cos ₁t는 제2천이기(24)에서 90천이시키게 되고, 그 90천이된 제1반송파 cos ₁t신호와 상기 90천이된 FIR 필터(10)의 출력신호는 제2승산기(25)에서 승산된다.In addition, the output signal of the FIR filter 10 is 90 at the first stage 22. In addition, the first carrier cos of the first frequency generator 23 ₁ t is 90 at the second mill (24) Transitioned and that 90 Transitioned first carrier cos ₁ t signal and above 90 The output signal of the transitioned FIR filter 10 is multiplied by the second multiplier 25.

이어서, 그 제2승산기(25)의 출력신호와 상기 제1승산기(21)의 출력신호는 합산기(26)에서 합산되어 2차 변조부(30)에 출력된다.Subsequently, the output signal of the second multiplier 25 and the output signal of the first multiplier 21 are summed by the summer 26 and output to the secondary modulator 30.

이와같이 힐버트 변환부(20)에서는 제1반송파 cos ₁t 신호에 FIR 필터(10)의 출력신호를 실어 1차 변조를 실행하되, 이때, 90천이된 신호를 합산기(26)에서 합산하기 때문에 제3도(a)에서 보는 바와같이 스펙트럼의 1/2만 컷-오프시켜 단일 사이드 밴드 스펙트럼을 얻을 수 있다.In this manner, the Hilbert transform unit 20 carries the first carrier cos. _{The 1st} signal is loaded with the output signal of the FIR filter 10 to perform the first order modulation. Since the transitioned signals are summed in summer 26, a single side band spectrum can be obtained by cutting off only half of the spectrum as shown in FIG.

이어서, 2차,3차 변조부(30)(40)를 통해서 제2반송파 cos ₂t신호에 승산되어 대역통과 필터(33)에서 필터링된뒤, 제3반송파 cos ₃ Subsequently, the second carrier cos through the secondary and tertiary modulators 30 and 40. ₂ t are multiplied after the signal filtered in the band-pass filter 33, the third carrier wave cos ₃

이때, 단일 사이드 밴드 BPSK 변조방식에 의해 전송되는 신호는 다음과 같이 표현된다.In this case, a signal transmitted by the single side band BPSK modulation scheme is expressed as follows.

d cos _c1t ± d^hcos _c1t 이다. 여기서, d는 전송데이타이고, d^h는 전송데이타의 힐버트변환이다.d cos _c1 t ± d ^h cos _c1 t. Where d is the transmission data and d ^h is the Hilbert transform of the transmission data.

한편, 제5도는 본 발명에 의한 위상추정에 의한 단일측파대 BPSK 복조부의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a single sideband BPSK demodulation unit by phase estimation according to the present invention.

단일 사이드 밴드 BPSK 변조부에서 전송되어온 데이타를 안테나를 통해서 수신받아 저역통과 필터링한후 소정의 제1복조반송파를 곱하여 1차 복조하는 1차 복조부(110)와, 그 1차 복조부(100)의 출력신호를 대역통과 필터링한후 소정의 제2복조반송파를 곱하여 2차 복조하는 2차 복조부(120)와, 그 2차 복조된 신호에 제1중간주파 반송파 및 90천이된 제1중간주파 반송파를 각기 곱한 동위상신호와 직각 천이신호에서 각각의 위상정보를 추출하여 보상한후 이를 합산하여 힐버트 변환 잡음을 소거하는 3차 복조부(130)와, 그 3차 복조부(130)의 출력신호에서 클럭을 검출하여 이에동기되는 데이타를 추출하는 데이타 추출부(140)로 구성된다.The first demodulator 110 receives the data transmitted from the single side band BPSK modulator through the antenna, and then first demodulates the result by multiplying a predetermined first demodulated carrier and the first demodulator 100. A second demodulator 120 for second-order demodulation by multiplying a predetermined second demodulated carrier after the bandpass filtering of the output signal of A third-order demodulation unit 130 for canceling and compensating Hilbert transform noise by extracting and compensating respective phase information from the in-phase signal and the right-angle transition signal multiplied by the shifted first intermediate frequency carriers, respectively, and the third-order demodulation The data extractor 140 detects a clock from the output signal of the control unit 130 and extracts data synchronized thereto.

여기서, 상기 1차 복조부(110)는, 안테나를 통해 수신된 신호를 저역통과 필터링하는 저역통과 필터(111)와, 1차 복조를 위해 제1복조 반송파 주파수를 발생하는 주파수 합성기(112)와, 그 주파수 합성기(112)의 제1복조 반송파와 상기 저역통과 필터(111)의 출력신호를 승산하는 승산기(113)로 구성된다.Here, the first demodulator 110 includes a low pass filter 111 for low pass filtering the signal received through the antenna, a frequency synthesizer 112 for generating a first demodulated carrier frequency for first demodulation; And a multiplier 113 for multiplying the first demodulated carrier of the frequency synthesizer 112 and the output signal of the low pass filter 111.

또, 상기 2차 복조부(120)는, 상기 1차 복조부(110)의 출력신호를 대역통과 필터링하는 대역통과 필터(121)와, 2차 복조를 위해 제2복조 반송파 주파수를 발생하는 주파수 합성기(122)와, 그 주파수 합성기(122)의 제2복조 반송파와 상기 대역통과 필터(121)의 출력신호를 승산하는 승산기(123)로 구성된다.The secondary demodulator 120 includes a band pass filter 121 for bandpass filtering the output signal of the primary demodulator 110 and a frequency for generating a second demodulated carrier frequency for secondary demodulation. And a multiplier 123 that multiplies the second demodulated carrier of the frequency synthesizer 122 and the output signal of the band pass filter 121.

또, 상기 3차 복조부(130)는, 제1IF 주파수 합성기(131a)의 제1중간주파 반송파신호와 상기 2차 복조부(120)의 출력신호를 승산기(131b)에서 곱하고 이를 저역통과 필터(131c)에서 필터링하여 동위상신호를 검출하는 동위상신호 검출부(131)와, 상기 제1IF 주파수 합성기(131a)의 제1중간주파 반송파신호를 90천이시킨 천이기(132a)의 출력신호와 상기 2차 복조부(120)의 출력신호를 승산기(132b)에서 곱하고 이를 저역통과 필터(132c)를 통해 필터링하여 직각 천이신호를 검출하는 직각천이신호 검출부(132)와, 위상정보 추출회로(133a)가 상기 동위상신호 검출부(131)의 출력신호에서 동위상정보 cos를 추출하고, 그 동위상정보 cos를 승산기(133b)에서 상기 동위상신호 검출부(131)의 출력신호에 곱하여 동위상정보를 보상하는 동위상정보 보상부(133)와, 위상정보 추출회로(134a)가 상기 직각천이신호 검출부(132)의 출력신호에서 직각위상정보 sin추출하고, 그 직각위상 정보 sin를 승산기(134b)에서 상기 직각천이신호 검출부(132)의 출력신호에 곱하여 직각위상정보를 보상하는 직각위상정보 보상부(134)와, 그 직각위상정보 보상부(134)의 출력신호와 상기 동위상정보 보상부(133)의 출력신호를 합산하여 힐버트 변환에 따른 잡음정보를 제거하는 합산기(135)로 구성된다.In addition, the third demodulator 130 multiplies the first intermediate frequency carrier signal of the first IF frequency synthesizer 131a and the output signal of the second demodulator 120 by the multiplier 131b, and multiplies the low pass filter ( The in-phase signal detection unit 131 for filtering in-phase signals by filtering at 131c, and the first intermediate frequency carrier signal of the first IF frequency synthesizer 131a. A quadrature transition signal detector for multiplying the output signal of the shifter 132a and the output signal of the secondary demodulator 120 by the multiplier 132b and filtering it through the low pass filter 132c to detect a right angle transition signal. 132 and the phase information extracting circuit 133a in-phase information cos from the output signal of the in-phase signal detection unit 131. Is extracted, and the in-phase information cos Is multiplied by the output signal of the in-phase signal detector 131 in the multiplier 133b to compensate for the in-phase information, and the phase information extraction circuit 134a includes the quadrature transition signal detector 132. Quadrature phase information sin Extract and the quadrature information sin Multiplier multiplied by the output signal of the quadrature transition signal detection unit 132 in the multiplier 134b to compensate the quadrature phase information, and the output signal of the quadrature phase information compensation unit 134 and the same; A summation unit 135 for summing output signals of the phase information compensator 133 to remove noise information according to the Hilbert transform.

상기 데이타 추출부(140)는, 상기 3차 복조부(130)의 출력신호에서 클럭을 검출하는 클럭검출회로(141)와, 그 클럭검출회로(141)의 CK 신호에 의거하여 상기 3차 복조부(130)의 출력신호에서 데이타를 추출하는 판정회로(142)로 구성된다.The data extracting unit 140 includes a clock detecting circuit 141 for detecting a clock from an output signal of the tertiary demodulator 130 and the third decoding based on the CK signal of the clock detecting circuit 141. And a determination circuit 142 which extracts data from the output signal of the roughing unit 130.

이와같이 구성된 본 발명의 복조부에 의하면, 동위상항과 직각위상항에서 각기 위상정보를 추정하여 보상함으로써, 정보를 복원할수 있게 된다.According to the demodulation unit of the present invention configured as described above, the information can be restored by estimating and compensating the phase information in the in-phase and quadrature phase terms, respectively.

시변채널에서 전송되어 수신된 반송파의 위상은 무작위로 변하므로, 수신된 단일사이드밴드 BPSK 변조신호는 상기에서 설명된 변조부의 변조신호와는 위상변화가 생겨 다음과 같다.Since the phase of the carrier wave transmitted and received in the time-varying channel changes randomly, the received single sideband BPSK modulated signal is out of phase with the modulated signal described above.

d cos( _c1t + θ) ± d^hsin( _c1t + θ)이다. 여기서, d는 전송데이타이고, d^h는 전송데이타의 힐버트변환이다.d cos ( _c1 t + θ) ± d ^h sin ( _c1 t + θ). Where d is the transmission data and d ^h is the Hilbert transform of the transmission data.

이상적인 코히리언트 복조방식이 단일사이드밴드 BPSK에 적용되면 무작위로 변화하는 반송파의 위상을 그대로 복원하여 합성기(mixer)에 곱해지는 로칼반송파에 제공함으로써, 정보의 복원이 가능해진다.When the ideal coherent demodulation method is applied to a single sideband BPSK, information of the carrier can be restored by restoring a randomly changing carrier phase to a local carrier multiplied by a mixer.

그러나, 연속적으로 무작위로 변화하는 반송파의 위상과 동일한 로칼반송파를 발생시키는 것이 쉽지 않다.However, it is not easy to generate a local carrier that is identical to the phase of a continuously randomly changing carrier.

따라서, 변화하는 위상정보를 추정하여 기저대역의 동위상항과 직각항에서 보상함으로써, 부수적으로 수반되는 잡음인 힐버트 변환된 출력을 소거시킴으로써, 코히리언트 복조방식의 성능을 얻을수 있다.Therefore, by estimating the changing phase information and compensating the quadrature terms at the base phase and the quadrature terms, the performance of the coherent demodulation method can be obtained by canceling the Hilbert transformed output, which is incidental noise.

이러한 방법을 이용하여 설계된 본 발명의 복조부는, 먼저, 안테나를 통해 수신된 신호를 먼저 1차 복조부(110)에서는 저역통과 필터(111)를 통해서 고주파 성분을 제거하고, 제1주파수 합성기(112)에서 변조부의 3차 변조시의 반송파와 동일한 주파수를 갖는 제1복조 반송파 즉, 로칼 반송파를 발생시켜 이를 승산기(113)에서 상기 고주파성분이 제거된 신호에 곱하여 3차 변조시의 반송파를 제거한다.The demodulator according to the present invention designed using the above method first removes a high frequency component through a low pass filter 111 in the first demodulator 110 and first receives a signal received through an antenna. ) Generates a first demodulated carrier, i.e., a local carrier, having the same frequency as that of the third-order modulation of the modulator, and multiplies it by the signal from which the high-frequency component is removed by the multiplier 113 to remove the carrier during the third-order modulation. .

이어서, 2차 복조부(120)에서는 대역통과 필터(121)를 통해 필요한 대역의 성분만을 얻고 다시 제2주파수 합성기(122)에서 발생시킨 2차 변조시의 반송파와 동일한 주파수를 갖는 제2복조반송파를 승산기(123)를 통해 곱하여 2차 변조시의 반송파 성분을 제거한다.Subsequently, the second demodulator 120 obtains only components of a required band through the bandpass filter 121 and has a second demodulated carrier having the same frequency as that of the second modulation generated by the second frequency synthesizer 122. Is multiplied by the multiplier 123 to remove the carrier component at the time of secondary modulation.

이후, 3차 복조부(130)의 동위상정보 검출부(131)에서는, 제1IF 주파수 합성기(131a)에서 1차 변조시의 반송파와 동일한 주파수를 갖는 제1중간주파 반송파신호를 발생시키고, 이를 승산기(131b)에서 상기 2차 복조부(120)의 출력신호와 곱하여 1차 변조시의 중간주파를 제거하고, 이어서 저역통과 필터(131c)를 통해서 고주파 성분을 제거하여 동위상 기저대역의 성분을 얻게 된다.Thereafter, the in-phase information detection unit 131 of the third demodulator 130 generates a first intermediate frequency carrier signal having the same frequency as that of the carrier in the first modulation by the first IF frequency synthesizer 131a, and multiplies it. Multiply the output signal of the secondary demodulator 120 at 131b to remove the intermediate frequency during the first modulation, and then remove the high frequency component through the low pass filter 131c to obtain an in-phase baseband component. do.

또, 직각천이정보 검출부(132)에서는, 상기 제1IF 주파수 합성기(131a)에서 발생시킨 제1중간주파 반송파신호를 천이기(132a)에서 직각천이 시키고, 그 직각 천이된 제1중간주파 반송파 신호와 상기한 2차 복조부(120)의 출력신호를 승산기(132b)에서 곱하여 힐버트 변환에 의해 직각천이된 1차 변조시의 반송파를 제거하고, 이를 저역통과 필터(132c)를 통해 필터링하여 직각 천이된 기저대역성분을 얻게 된다.In addition, the quadrature shift information detection unit 132 performs a quadrature shift on the first intermediate frequency carrier signal generated by the first IF frequency synthesizer 131a by the shifter 132a, and the first intermediate frequency carrier signal that has been shifted at right angles. The output signal of the secondary demodulator 120 is multiplied by the multiplier 132b to remove the carrier at the time of the first modulation that is quadrature shifted by Hilbert transform, and is filtered through the low pass filter 132c to be orthogonal shifted. The baseband component is obtained.

이어서, 상기 동위상정보 보상부(133)에서는, 위상정보 추출회로(133a)가 상기 동위상신호 검출부(131)의 출력신호에서 동위상정보 cos를 추출하고, 그 동위상정보 cos를 승산기(133b)에서 상기 동위상신호 검출부(131)의 출력신호에 곱하여 동위상정보를 보상한다.Subsequently, in the in-phase information compensator 133, the phase information extraction circuit 133a uses the in-phase information cos from the output signal of the in-phase signal detector 131. Is extracted, and the in-phase information cos The multiplier 133b multiplies the output signal of the in-phase signal detector 131 to compensate for in-phase information.

즉, 동위상(Inphase)항 :의 정보가 얻어진다.That is, Inphase term: Information is obtained.

또한, 직각위상정보 보상부(134)에서는, 위상정보 추출회로(134a)가 상기 직각천이신호 검출부(132)의 출력신호에서 직각위상정보 sin를 추출하고, 그 직각위상정보 sin를 승산기(134b)에서 상기 직각천이 신호 검출부(132)의 출력신호에 곱하여 직각위상정보를 보상한다.In addition, in the quadrature phase information compensation unit 134, the phase information extraction circuit 134a is used to output quadrature phase information sin from the output signal of the quadrature transition signal detection unit 132. Is extracted and the quadrature phase information sin The multiplier 134b multiplies the output signal of the quadrature transition signal detector 132 to compensate quadrature phase information.

즉, 직각(Quadrature)항 :의 정보가 얻어진다.That is, the Quadrature term: Information is obtained.

그리고, 그 직각위상정보 보상부(134)의 출력신호와 상기 동위상정보 보상부(133)의 출력신호를 합산기(135)에서 합산하면,의 정보가 얻어진다.Then, when the output signal of the quadrature phase information compensation unit 134 and the output signal of the in-phase information compensation unit 133 are added up in the summer 135, Information is obtained.

이에따라 추정된 위상 θ^*가 θ에 근접하면,항은 0이 되고,항은가 되므로, 정보를 복원할수 있게 된다.Accordingly, if the estimated phase θ ^* approaches θ, The term becomes zero, Term Since the information can be restored.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 이중 사이드밴드 BPSK 방식에 비해 2배의 대역 절감 효과를 얻을수 있다. 또한, 복조시 위상정보를 추정하여 동위상항과 직각항에 보상함으로써, 코히어런트 복조 성능을 얻을수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, it is possible to obtain a double bandwidth reduction effect compared to the dual sideband BPSK scheme. In addition, coherent demodulation performance can be obtained by estimating phase information during demodulation and compensating for the in-phase term and the quadrature term.

Claims

When modulating the source data signal, the HB transform is performed by first modulating the in-phase signal and the quadrature transition signal, adding them together, performing a single sideband BPSK modulation with second and third order modulation, and performing a single sideband BPSK modulation. Receives the transmitted signal, demodulates the first and second demodulation by coherent demodulation method, multiplies the first intermediate frequency carrier and the first intermediate frequency carrier which is shifted at right angles, and the base of the inverse and quadrature terms with low pass filtering. Band information is detected and the phase information of each in-phase and quadrature terms is estimated for each single sideband BPSK modulation coherent, and then compensated and summed to remove noise due to Hilbert transform. And determining and restoring the information by clock extraction.

Modulating the source data signal to be transmitted by modulating the in-phase signal and the quadrature shifting signal, and adding them to each other, and performing Hilbert transform, and performing second and third order modulation, and a signal transmitted from the modulator. Receives and demodulates by coherent demodulation method, obtains baseband information by coherent demodulation, estimates each phase information in the in-phase term and quadrature terms of the baseband and compensates them respectively, sums these to noise A single sideband BPSK modulation / demodulation device according to phase estimation, characterized in that it comprises a demodulation section for restoring information by eliminating the interference.

3. The modulation unit of claim 2, wherein the modulator comprises: an FIR filter (10) for filtering the source data, and an in-phase signal obtained by multiplying the output signal of the filter (10) by the first carrier signal. 90 to the output signal of the shifted filter A Hilbert transform unit 20 that sums the quadrature shift signals multiplied by the first carrier signal that has been transitioned, a secondary modulator 30 that multiplies and band-pass filters the Hilbert transformed signal to the second carrier signal, and the second order Single sideband BPSK modulation / demodulation device by the phase estimation, characterized in that consisting of a third modulator (40) to multiply the output signal of the modulator 30 by the third carrier signal and to pass through the low-pass filtering antenna.

4. The Hilbert transform unit 20 according to claim 3, wherein the Hilbert transform unit 20 outputs an output signal of the FIR filter 10 to the output signal. 1st transition group 22 which makes transition, and 1st carrier cos A first frequency generator 23 generating ₁ t and a first carrier cos of the first frequency generator 23 A first multiplier 21 multiplying ₁ t by the output signal of the FIR filter 10 and a first carrier cos of the first frequency generator 23. ₁ ton 90 A second multiplier 24 for shifting the second multiplier 24, an output signal of the second shifter 24 and an output signal of the first shifter 22, and a second multiplier 25. A single sideband BPSK modulation / demodulation device according to a phase estimator, characterized in that it comprises an adder (26) for summing the output signal of (25) and the output signal of the first multiplier (21).

The method of claim 3, wherein the secondary modulator 30, second carrier cos ₂ ₂

The third carrier modulator 40, the third carrier cos A third frequency generator 42 generating ₃ t and the third carrier cos And ₃ t and the second output signal multiplier 41 for multiplying the primary modulator 30, the output signal of the multiplier 41 by the low-pass filter 43 to be transmitted through the antenna is passed through only a predetermined low Single sideband BPSK modulation / demodulation device characterized in that the configuration.

3. The demodulator of claim 2, wherein the demodulator comprises a first frequency having a frequency equal to a predetermined frequency applied in the third-order modulation after receiving low-pass filtering data transmitted from a single sideband BPSK demodulator by phase estimation. A first demodulator 110 for first-order demodulation by multiplying a first demodulated carrier; and a second band having a frequency equal to a predetermined frequency applied at the time of second modulation after bandpass filtering the output signal of the first demodulator 110; A second demodulator 120 for multiplying the demodulated carrier by second demodulation, a first intermediate frequency carrier having a frequency equal to a predetermined frequency applied to modulation at the Hilbert transform on the second demodulated signal, and 90; A third-order demodulator 130 for extracting and compensating respective phase information from the in-phase signal and the quadrature shift signal multiplied by the first intermediate frequency carrier which has been shifted, and then summing them to cancel Hilbert transform noise; A single sideband BPSK modulation / demodulation device according to phase estimation, characterized in that it comprises a data extraction unit (140) for detecting a clock from the output signal of the demodulator (130) and extracting data synchronized thereto.

The method of claim 7, wherein the first demodulator 110, the low-pass filter 111 for lowpass filtering the signal received through the antenna, and the first frequency having a frequency equal to a predetermined frequency applied during the third-order modulation A phase synthesizer comprising: a frequency synthesizer 112 for generating a single demodulated carrier frequency; and a multiplier 113 for multiplying the first demodulated carrier of the frequency synthesizer 112 and an output signal of the low pass filter 111. Single Sideband BPSK Modulation / Demodulation Unit by Estimation.

The method of claim 7, wherein the secondary demodulator 120 includes: a band pass filter 121 for bandpass filtering the output signal of the primary demodulator 110, and a predetermined frequency applied at the time of the secondary modulation. A frequency synthesizer 122 generating a second demodulated carrier frequency having the same frequency, and a multiplier 123 multiplying the second demodulated carrier of the frequency synthesizer 122 and an output signal of the band pass filter 121. Single sideband BPSK modulation / demodulation device according to the phase estimation.

The method of claim 7, wherein the third demodulator 130 multiplies the output signal of the second demodulator 120 by a first intermediate frequency carrier signal having a frequency equal to a predetermined frequency applied to modulation during Hilbert transform. And outputting the first intermediate frequency carrier signal to the in-phase signal detection unit 131 for detecting the in-phase signal and the output signal of the second demodulation unit 120. A quadrature transition signal detector 132 for detecting a quadrature transition signal by shifting, multiplying, filtering, and in-phase information compensator 133 for extracting and compensating phase information from an output signal of the in-phase signal detector 131; And a quadrature phase information compensator 134 for extracting and compensating phase information from the output signal of the quadrature shift signal detector 132, and an output signal of the quadrature phase information compensator 134 and the in-phase information compensator. Single sideband BPSK modulation / demodulation device by phase estimation, characterized in that it comprises an adder (135) by summing the output signal of the (133) to remove the noise information according to the Hilbert transform.

The first phase frequency detector 131a of claim 10, wherein the in-phase signal detector 131 comprises: a first IF frequency synthesizer 131a for generating a first intermediate frequency carrier having a frequency equal to a predetermined frequency applied during Hilbert transform modulation; A multiplier 131b multiplying the intermediate frequency carrier signal with the output signal of the secondary demodulator 120 and a lowpass filter 131c for low-pass filtering the output signal of the multiplier 131b to detect in-phase baseband information. Single sideband BPSK modulation / demodulation device according to the phase estimation, characterized in that consisting of.

The first intermediate frequency of the first IF frequency synthesizer 131a according to claim 10, wherein the quadrature shift signal detector 132 generates a first intermediate frequency carrier having a frequency equal to a predetermined frequency applied during Hilbert transform modulation. Carrier signal 90 Low-pass filtering the multiplier 132a for multiplying the multiplier 132a, the output signal of the multiplier 132a, and the output signal of the secondary demodulator 120, and the output signal of the multiplier 132b. A single sideband BPSK modulation / demodulation device according to phase estimation, characterized in that it consists of a low pass filter (132c) for detecting baseband information which has become a right-angle cloth.

11. The in-phase information compensator 133 according to claim 10, wherein the in-phase information compensator 133 changes the co-phase information for the coherent of the single-sideband BPSK modulation scheme from the output signal of the in-phase signal detector 131. Phase information extracting circuit 133a for extracting? And its in-phase information cos And a multiplier (133b) for multiplying by the output signal of the in-phase signal detector (131) to compensate.

The quadrature shift information compensator 134 of claim 10, wherein the quadrature shift information compensator 134 changes in the output signal of the quadrature shift signal detector 132 for coherent of the single-sideband BPSK modulation scheme. Phase information extracting circuit 134a for extracting? And quadrature phase information sin of the phase information extracting circuit 134a. And a multiplier (134b) multiplying the output signal of the quadrature shift signal detector 132 to compensate quadrature phase information.

11. The data extracting unit 140 according to claim 10, wherein the data extracting unit 140 includes a clock detecting circuit 141 for detecting a clock from an output signal of the tertiary demodulating unit 130, and a CK signal of the clock detecting circuit 141. Single sideband BPSK demodulation / demodulation device according to phase estimation, characterized in that it comprises a determination circuit (142) for extracting data from the output signal of the tertiary demodulator (130).