KR100193841B1 - 클럭 지터에 의한 데이터 오류를 없앤 무선 송신수신기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

무선 통신 시스템에 관한 기술이다

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

시스템클럭과 송신클럭 혹은 복원클럭 사이의 지터로 인한 데이터 송신 혹은 수신 오류를 제거한 무선 송수신기를 제공함에 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

가우시안 필터, 지엠에스케이 복조부 및 데이터 싱크부를 구비한 본 시분할 이중화 방식 무선 송수신기는, 시스템 클럭에 동기를 맞추어 데이터 소오스로부터 입력되는 송신데이터를 기록하고 상기 기록된 데이터를 송신클럭에 동기를 맞추어 읽어 내어 상기 가우시안 필터로 전달하기 위한 제1선입선출메모리와, 상기 지엠에스케이 복조부로부터 입력되는 수신데이터를 복원클럭에 동기를 맞추어 기록하고 상기 기록된 데이터를 상기 시스템클럭에 동기를 맞추어 읽어 내어 상기 데이터 싱크부로 전달하기 위한 제2선입선출메모리를 가짐을 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도

데이터 통신이 클럭 지터에 무관하게 안정적으로 수행되도록 하는 데 사용한다.

Description

클럭 지터에 의한 데이터 오류를 없앤 무선 송신수신기

본 발명은 디지탈 무선 통신 시스템에 있어서 시분할 이중화(time division duplexing)방식 통신장비 사이의 인터페이스에 관한 것으로, 특히 시스템클럭과 송신클럭 혹은 복원클럭 사이의 지터(jitter)로 인한 데이터 송신 혹은 수신 오류를 제거한 무선 송수신기에 관한 것이다.

시분할 이중화 시스템은 두 통신장비 사이에 반송파(carrier)를 공유 즉 하나의 반송파를 이용하여 정해진 시간동안 송신과 수신을 교번한다. 5ms 동안 송신하고 5ms 동안 수신하는 동작을 상호 교번적으로 수행하는 것이 그 한가지 예가 된다.

도 1은 종래의 시분할 이중화 방식을 채택한 송수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, GMSK(Gaussian-filtered Minimum Shift Keying) 모뎀을 채택한 경우이다. 송신 경로를 설명하면 다음과 같다. 시스템클럭발생부(102)에서 제공되는 시스템클럭(SYS CLK)에 의해 데이터 소오스(101)로부터 송신데이터(TXD)가 출력된다. 체배기(104)는 상기 시스템클럭(SYS CLK)을 N배 체배하여 N체배신호를 발생한다. 송신클럭발생부(106)에서는 상기 N체배신호를 N배 분주하여 송신클럭(TX CLK)을 발생한다. 상기 송신데이터(TXD) 혹은 상기 송신클럭(TX CLK)은 가우시안 로우패스필터(이하 가우시안 LPF라 함, 105)를 거치게 되어 불필요한 성분이 제거된다. 상기 가우시안 로우패스필터링된 상기 송신데이터(TXD) 혹은 상기 송신클럭(TX CLK)은 FM변조부(107)에서 변조르 FM변조신호를 출력한다. 주파수 합성부(112)는 소정의 반송파(fc)를 출력한다. 믹서(110)는 상기 FM변조신호와 상기 반송파(fc)를 믹싱한다. 이로써 상기 반송파(fc)에 실린 FM변조신호는 전력증폭부(114)에서 일정 정도 증폭된다. 상기 증폭된 신호는 소정의 송신시간동안 스위치(117)을 통해 안테나(118)로 전달되어 공중으로 전파된다. 상기 스위치(117)은 시분할 이중화 시스템에서 미리 설정한 송신시간 및 수신시간(예: 5ms)에 따라 그 접속상태를 교번한다.

다음으로 수신 경로를 설명한다. 안테나(118)를 통해 수신되는 데이터는 시분할 이중화 시스템에서 미리 설정한 수신시간동안 스위치(117)를 통해 밴드패스필터(이하 BPF라 함, 116)로 전달된다. 상기 BPF(116)를 거치게 되면 수신데이터의 특정 대역만이 남게 되고, 이렇게 특정 대역만 남은 수신데이터는 저잡음증폭기(이하 LNA라 함, 115)로 전달되어 저잡음 증폭된다. 상기 저잡음 증폭된 신호는 다시 BPF(113)를 거친다. 주파수 판별부(112)는 주파수 합성부(111)로부터 제공되는 반송파(fc)로써 상기 밴드패스필터링된 신호의 주파수를 일정 정도로 낮춘(down conversion) 다음 변조되기 전인 원래의 주파수를 판별해낸다. 이 원래의 주파수는 GMSK 복조부(108)와 클럭추출부(109)로 전달된다. 상기 GMSK 복조부(108)는 상기 원래의 주파수를 GMSK 복조한다. 상기 클럭추출부(109)는 상기 원래의 주파수로부터 수신클럭(RX CLK)을 복원한다. 데이터 싱크(sink)부(103)는 상기 수신 클럭(RX CLK)에 동기를 맞추어 상기 GMSK 복조부(108)에서 제공하는 수신 데이터(RXD)를 래치하게 된다.

상기한 송신 경로에 따르면, 시스템 클럭과 모뎀 송신 클럭은 락(lock)이 되어 있지만 위상(phase)까지는 락시키기 어렵다. 그러므로 상기 시스템 클럭과 모뎀 송신 클럭의 위상 상관 관계를 알기가 어렵다. 시스템 클럭에 동기를 맞추어 발생한 송신데이터를 위상이 틀린 송신클럭으로 래치하는 경우에는 홀드(hold)나 셋-업 바이올레이션(set-up violation)과 같은 타이밍 에러(timming error)가 발생할 수 있다. 또한 상기한 송신 경로에 따르면, 종속장비(상대측 장비)의 시스템 클럭은 주장비의 클럭을 복원해서 사용하기 때문에 종속장비가 송신데이터로부터 복원한 클럭은 시스템 클럭과 주파수 락이 되어 있다. 하지만 통상적으로 상기 두 클럭의 위상 락은 보장할 수 없다. 또한 상기 복원 클럭에는 어느 정도의 지터(jitter)가 존재한다. 그러므로 데이터 싱크부에서 수신 데이터를 래치할 때 단순히 상기 시스템클럭으로 래치하면 타이밍상에 문제가 생길 수 있다. 그리고 지터 때문에 상기 복원된 데이터가 비록 정확하다 하더라도 시스템클럭으로 래치하는 과정에서 데이터의 추가 및 삭제에 의해 비트 오류가 야기될 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 시스템클럭과 송신클럭 혹은 복원클럭 사이의 위상차로 인한 데이터 송신 혹은 수신 오류를 제거한 무선 송수신기를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 시분할 이중화 방식을 채택한 송수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시분할 이중화 방식을 채택한 송수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시분할 이중화 방식을 채택한 송수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, GMSK 모뎀을 채택한 경우이다. 송신 경로를 설명하면 다음과 같다. 시스템클럭발생부(102)에서 제공되는 시스템클럭(SYS CLK)에 의해 데이터 소오스(101)로부터 송신데이터(TXD)가 출력된다. 체배기(104)는 상기 시스템클럭(SYS CLK)을 N배 체배하여 N체배신호를 발생한다. 송신클럭발생부(106)에서는 상기 N체배신호를 N배 분주하여 송신클럭(TX CLK)을 발생한다. 상기 송신데이터(TXD)는 선입선출메모리(이하 FIFO라 함, 204)로 입력된다. 본 실시예에서는 상기 FIFO(204)의 폭(width)을 1로 하고 깊이(depth)는 4로 하며, 상기 입력은 상기 FIFO(204)의 절반에서부터 시작되도록 한다. 상기 FIFO(204)에 데이터를 쓸 때는 상기 시스템클럭(SYS CLK)에 동기를 맞추고 상기 FIFO(204)으로부터 데이터를 읽어 낼 때는 상기 송신클럭(TX CLK)에 동기를 맞춘다. 결국 상기 FIFO(204)가 상기 시스템클럭(SYS CLK)과 상기 송신클럭(TX CLK) 사이의 지터로 인해 발생하는 에러를 완충해주는 역할을 한다. 상기 FIFO(204)으로부터 읽혀진 데이터 혹은 상기 송신클럭(TX CLK)은 가우시안 LPF(105)를 거치게 되어 불필요한 성분이 제거된다. 상기 가우시안 로우패스필터링된 데이터 혹은 상기 송신클럭(TX CLK)은 FM변조부(107)에서 FM변조된다. 주파수 합성부(112)는 소정의 반송파(fc)를 출력한다. 믹서(110)는 상기 FM변조신호와 상기 반송파(fc)를 믹싱한다. 이로써 상기 반송파(fc)에 실린 FM변조신호는 전력증폭부(114)에서 일정 정도 증폭된다. 상기 증폭된 신호는 소정의 송신시간동안 스위치(117)을 통해 안테나(118)로 전달되어 공중으로 전파된다. 상기 스위치(117)은 시분할 이중화 시스템에서 미리 설정한 송신시간 및 수신시간(예: 5ms)에 따라 그 접속상태를 교번한다.

다음으로 수신 경로를 설명한다. 안테나(118)를 통해 수신되는 데이터는 시분할 이중화 시스템에서 미리 설정한 수신시간동안 스위치(117)를 통해 BPF(116)로 전달된다. 상기 BPF(116)를 거치게 되면 수신데이터의 특정 대역만이 남게 되고, 이렇게 특정 대역만 남은 수신데이터는 LNA(115)로 전달되어 저잡음 증폭된다. 상기 저잡음 증폭된 신호는 다시 BPF(113)를 거친다. 주파수 판별부(112)는 주파수 합성부(111)로부터 제공되는 반송파(fc)로써 상기 밴드패스필터링된 신호의 주파수를 일정 정도로 낮춘 다음 변조되기 전인 원래의 주파수를 판별해낸다. 이 원래의 주파수는 GMSK 복조부(108)와 클럭추출부(109)로 전달된다. 상기 GMSK 복조부(108)는 상기 원래의 주파수를 GMSK 복조한다. 상기 클럭추출부(109)는 상기 원래의 주파수로부터 수신클럭(RX CLK)을 복원한다. 상기 GMSK 복조된 데이터는 FIFO(206)로 입력된다. 본 실시예에서는 상기 FIFO(206)의 폭을 1로 하고 깊이는 4로 하며, 상기 입력은 상기 FIFO(206)의 절반에서부터 시작되도록 한다. 상기 FIFO(206)에 데이터를 쓸 때는 상기 복원클럭(RX CLK)에 동기를 맞추고 상기 FIFO(206)으로부터 데이터를 읽어 낼 때는 상기 시스템클럭(SYS CLK)에 동기를 맞춘다. 결국 상기 FIFO(206)가 상기 시스템클럭(SYS CLK)과 상기 복원클럭(TX CLK) 사이의 지터로 인해 발생하는 에러를 완충해주는 역할을 한다. 데이터 싱크부(103)는 상기 시스템클럭(SYS CLK)에 동기를 맞추어 상기 FIFO(206)로부터 읽혀진 데이터를 래치한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

시스템클럭과 복원클럭 사이의 위상을 일치시킴으로써 송신측에서는 타이밍 에러를 없애고 GMSK 모뎀쪽으로 송신데이터를 안정되게 공급할 수 있다. 수신측 역시 시스템클럭과 복원클럭 사이의 위상을 일치시킴으로써 데이터의 추가나 삭제에 의한 비트 오류를 막을 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 가우시안 필터, 지엠에스케이 복조부 및 데이터 싱크부를 구비한 시분할 이중화 방식 무선 송수신기에 있어서,

   시스템 클럭에 동기를 맞추어 데이터 소오스로부터 입력되는 송신데이터를 기록하고 상기 기록된 데이터를 송신클럭에 동기를 맞추어 읽어 내어 상기 가우시안 필터로 전달하기 위한 제1선입선출메모리와,

   상기 지엠에스케이 복조부로부터 입력되는 수신데이터를 복원클럭에 동기를 맞추어 기록하고 상기 기록된 데이터를 상기 시스템클럭에 동기를 맞추어 읽어 내어 상기 데이터 싱크부로 전달하기 위한 제2선입선출메모리를 가짐을 특징으로 하는 무선 송수신기.