KR100246619B1 - Demodulation apparatus for up-stream link in very high speed digital subscriber line - Google Patents

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정선종
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    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 고속 디지털 가입자 선로 상향 링크용 디지털 복조 장치에 관한 것임.The present invention relates to a digital demodulation device for a high speed digital subscriber line uplink.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은, 고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크에서 심볼 주파수 오차를 추적하지 않고 심볼의 위상만을 조정하여 심볼 타이밍을 복원하는 디지털 복조 장치를 제공하고자 함.An object of the present invention is to provide a digital demodulation device that recovers symbol timing by adjusting only a phase of a symbol without tracking a symbol frequency error in an uplink of a high speed digital subscriber line.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 변조 신호를 외부로부터 입력 받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환 수단과 샘플 속도를 낮추기 위한 다운 샘플링 수단과 데이터로부터 심볼값 결정을 위한 신호를 샘플링하는 재 샘플링 수단과 반송파 위상 복원 수단 및 심볼 타이밍 복원을 수행하는 심볼 타이밍 복원 수단을 포함하는 고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크용 디지털 복조 장치를 제공하는데 있다.The present invention provides an analog / digital conversion means for receiving a modulated signal from an external source and converting it into a digital signal, a down sampling means for lowering a sample rate, a resampling means for sampling a signal for determining a symbol value from data, and a carrier phase recovery means. And a symbol timing recovery means for performing symbol timing recovery.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 4상 변조(QPSK) 방식의 복조 장치에 이용됨.The present invention is used in a four-phase modulation (QPSK) demodulation device.

Description

고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크용 디지털 복조 장치Digital demodulation device for uplink of high speed digital subscriber line

본 발명은 통신 시스템의 변복조 장치에 관한 것으로, 특히 고속 디지털 가입자 선로(VDSL : Very High Rate Subscriber Line)의 상향 링크에서 위상 정보에 데이터를 실어 일정 크기의 신호로 송수신하는 4상 변조(QPSK : Quadurature Phase Shift Keying) 방식의 복조 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a modulation and demodulation device for a communication system, and more particularly, to four-phase modulation (QPSK: Quadurature), which transmits data as a signal having a predetermined size by carrying data on phase information in an uplink of a very high rate subscriber line (VDSL). It relates to a demodulation device of the Phase Shift Keying) method.

종래의 일반적인 4상 변조(QPSK) 방식의 복조 장치는 심볼 타이밍을 복원하기 위해서 먼저 심볼 주파수 정보를 추출하여 수신된 심볼 주파수의 범위를 찾아내고, 심볼의 위상 정보를 통해 심볼 타이밍을 추적하는 방식을 이용하였으며, 이러한 일반적인 방식은 고속 디지털 가입자 선로에도 그대로 적용할 수 있었다. 그러나, 전술한 고속 디지털 가입자 선로에 있어 종래 방식의 적용은 불필요한 연산을 수행하고 심볼 복원이나 반송파 위상 복원의 수렴 속도가 현저하게낮아지게 되는 문제점이 있었다.A conventional four-phase modulation (QPSK) demodulation apparatus first extracts symbol frequency information to find a range of received symbol frequencies and recovers symbol timing through symbol phase information in order to recover symbol timing. This general scheme could be applied to high speed digital subscriber lines. However, in the above-described high speed digital subscriber line, the conventional method has a problem in that unnecessary computation is performed and the convergence speed of symbol recovery or carrier phase recovery is significantly lowered.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 4상 변조(QPSK) 방식의 변복조 시스템의 수신부등을 완전 디지털로 구현할 때 심볼 주파수 범위를 찾아내지 않고 정확한 심볼 위상만을 복원하여 심볼 타이밍 복원이나 반송파 위상 복원을 수행하는 고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크용 디지털 복조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems described above, the present invention is to recover the symbol timing by restoring only the exact symbol phase without finding the symbol frequency range when implementing the reception part of the four-phase modulation (QPSK) modulation system. An object of the present invention is to provide an uplink digital demodulation device for a high speed digital subscriber line that performs carrier phase recovery.

도 1 은 본 발명이 적용되는 고속 디지털 가입자 선로 시스템에 대한 개략적인 구성도.1 is a schematic diagram of a high speed digital subscriber line system to which the present invention is applied;

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 4상 변조(QPSK) 방식의 디지털 복조 장치의 구성을 나타낸 블록도.2 is a block diagram showing the configuration of a digital demodulation device of a four-phase modulation (QPSK) method according to an embodiment of the present invention.

도 3 은 상기 도 2 에 도시된 장치의 심볼 타이밍 복원부의 일실시예 구성을 나타낸 블록도.3 is a block diagram showing an embodiment of a symbol timing recovery unit of the apparatus shown in FIG. 2;

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

20: 아날로그/디지털 변환부 21 : 승산부20: analog / digital converter 21: multiplier

22 : 다운 샘플링부 23 : 저역 통과 여파부22: down sampling unit 23: low pass filter

24 : 심볼값 결정부 25 : 4상 변조 복호화부24: symbol value determining section 25: four-phase modulation decoding section

26 : 재 샘플링부 27 : 제어 발진부26 resampler 27 control oscillator

28 : 심볼 타이밍 복원부 29 : 반송파 위상 복원부28: symbol timing recovery unit 29: carrier phase recovery unit

30 : 동상 신호 천이 검출기 31 : 동상 신호 오차 예측기30: in-phase signal transition detector 31: in-phase signal error predictor

32 : 직교상 신호 천이 검출기 33 : 직교상 신호 오차 예측기32: quadrature signal transition detector 33: quadrature signal error predictor

34 : 승산기 35: 승산기34: multiplier 35: multiplier

36 : 가산기 37 : 누산기36: adder 37: accumulator

38 : 임계치 검출기 39 : 샘플링 위치 결정기38 threshold detector 39 sampling positioner

40 : 현재 상태 레지스터40: Current status register

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부로부터 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환 수단; 상기 아날로그/디지털 변환 수단의 출력된 신호에 대하여 통과 대역의 신호를 기저 대역의 신호로 변환하는 제 1 승산 수단; 인가되는 샘플링 위치 결정 신호에 따라 상기 제 1 승산 수단을 통과한 신호의 샘플 속도를 소정의 배로 낮추기 위한 다운 샘플링 수단; 상기 다운 샘플링 수단의 출력 신호에 대해 원래 신호 스펙트럼의 정수배 주파수 성분들을 제거하기 위한 저역 통과 여파 수단; 인가되는 샘플링 위치 결정 신호에 따라 상기 저역 통과 여파 수단을 통과한 데이터로부터 심볼값 결정을 위한 샘플링을 수행하는 재 샘플링 수단; 상기 재 샘플링 수단으로부터 재 샘플링된 데이터를 입력 받아 심볼 타이밍 복원을 수행하고, 상기 다운 샘플링 수단 및 상기 재 샘플링 수단에 샘플링 위치 결정 신호를 제공하는 심볼 타이밍 복원 수단; 상기 재 샘플링 수단으로부터 재 샘플링된 데이터를 입력 받아 반송파 위상을 복원하기 위한 반송파 위상 복원 수단; 상기 반송파 위상 복원부에서 복원되어 출력되는 신호를 상기 심볼 타이밍 복원 수단의 출력된 신호인 반송파 위상 오차 신호에 따라 수정하여 발진 신호를 생성하는 제어 발진 수단; 상기 재 샘플링 수단으로부터 출력되는 데이터를 입력받아 심볼값을 결정하는 심볼값 결정 수단; 및 상기 심볼값 결정 수단에 의해 결정된 심볼값에 따라 직렬 비트 스트림을 생성하는 4상 변조(QPSK) 복호화 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, Analog / digital conversion means for converting an analog signal received from the outside into a digital signal; First multiplication means for converting a pass band signal into a base band signal with respect to the output signal of the analog / digital conversion means; Down sampling means for lowering a sample rate of a signal passing through said first multiplication means by a predetermined multiple in accordance with an applied sampling positioning signal; Low pass filtering means for removing integer frequency components of the original signal spectrum with respect to the output signal of the down sampling means; Resampling means for performing sampling for symbol value determination from data passing through the low pass filtering means in accordance with an applied sampling positioning signal; Symbol timing recovery means for receiving the resampled data from the resampling means and performing symbol timing recovery and providing a sampling positioning signal to the down sampling means and the resampling means; Carrier phase recovery means for restoring a carrier phase by receiving the resampled data from the resampling means; Control oscillation means for generating an oscillation signal by correcting the signal recovered by the carrier phase restoration unit according to a carrier phase error signal which is an output signal of the symbol timing restoration means; Symbol value determining means for receiving data output from the resampling means and determining a symbol value; And four-phase modulation (QPSK) decoding means for generating a serial bit stream in accordance with the symbol value determined by the symbol value determining means.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1 은 본 발명이 적용되는 고속 디지털 가입자 선로 시스템에 대한 개략적인 구성도로서, 망측의 하향 링크 송신부(10)와 상향 링크 수신부(11), 가입자측의 하향 링크 수신부(12)와 상향 링크 송신부(13)로 이루어져 있다.1 is a schematic configuration diagram of a high-speed digital subscriber line system to which the present invention is applied and includes a downlink transmitter 10 and an uplink receiver 11 on a network side, a downlink receiver 12 and an uplink transmitter on a subscriber side. It consists of (13).

망측의 하향 링크 송신부(10)는 일정한 기준 클럭을 이용하여 하향 링크 수신부(12)로 데이터를 송신하고, 가입자측의 하향 링크 수신부(12)는 수신된 데이터로부터 망측에서의 송신 클럭을 복원해 낸다. 그리고 가입자측의 상향 링크 송신부(13)에서는 가입자측의 하향 링크 수신부(12)로부터 복원된 클럭 신호를 입력받아 이를 이용하여 상향 링크 수신부(11)로 데이터를 전송하게 되며, 망측의 상향 링크 수신부(11)에서는 수신 신호에 대한 복조를 수행하여 신호를 복원한다.The downlink transmitter 10 on the network side transmits data to the downlink receiver 12 using a constant reference clock, and the downlink receiver 12 on the subscriber side recovers the transmission clock on the network side from the received data. . In addition, the uplink transmitter 13 at the subscriber side receives the recovered clock signal from the downlink receiver 12 at the subscriber side and transmits the data to the uplink receiver 11 using the received clock signal, and the uplink receiver at the network side ( In 11), the signal is recovered by demodulating the received signal.

이때 상향 링크 수신부(11)에서는 클럭 신호를 복원하여 일정한 절차를 수행하여야 하는데 복원되는 신호의 클럭 주파수는 고속 디지털 가입자 선로와 같은 응용분야에서는 도플러 효과와 같은 주파수 변화 요인이 없음으로 인해 원래 하향 링크 송신부(10)에서 사용하였던 클럭과 주파수가 동기되어 있어 상향 링크 수신부(11)에서 복원하고자 하는 심볼 타이밍은 하향 링크 수신부(10)에서 사용한 클럭과 주파수는 동일하며 위상차이만 있을 수 있다.In this case, the uplink receiver 11 needs to recover a clock signal to perform a predetermined procedure. The clock frequency of the restored signal has no frequency change factor such as a Doppler effect in an application field such as a high-speed digital subscriber line. Since the clock and frequency used at (10) are synchronized, the symbol timing to be restored by the uplink receiver 11 may have the same frequency as the clock used by the downlink receiver 10 and may have only a phase difference.

따라서, 수신 신호를 아날로그에서 디지털로 변환할 때 정확한 위상만 복원해 낼 수 있으면 심볼 타이밍을 신속하게 복원해 낼 수 있게 된다.Thus, when converting the received signal from analog to digital, only the correct phase can be recovered to quickly restore the symbol timing.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 4상 변조(QPSK) 방식의 디지털 복조 장치의 구성을 나타낸 블록도로서, 심볼 타이밍 복원부(28)로부터 샘플링 위치 결정 신호를 입력 받아 외부로부터 수신된 아날로그 신호에 대한 디지털 변환을 수행하는 아날로그/디지털 변환부(20)와, 제어 발진부(27)로부터 발생된 수신 신호의 동상 반송파와 직교상 반송파를 상기 아날로그/디지털 변환부(20)의 출력 신호에 곱하여 통과 대역의 신호를 기저대역의 신호로 변환하기 위한 승산부(21)와, 심볼 타이밍 복원부(28)에서 샘플링 위치 결정 신호를 입력 받아 상기 승산부(21)를 통과한 디지털 신호의 샘플 속도를 낮추기 위한 다운 샘플링부(22)와, 상기 다운 샘플링부(22)를 통과한 신호에 대해 원래 신호 스펙트럼의 정수배 주파수 성분들을 제거하기 위한 저역 통과 여파부(23)와, 심볼 타이밍 복원부(28)에서 샘플링 위치 결정 신호를 입력 받아 상기 저역 통과 여파부(23)를 통과한 데이터로부터 심볼값 결정을 위한 신호를 샘플링하는 재 샘플링부(26)와, 상기 재 샘플링부(26)로부터 데이터 신호를 입력 받아 심볼 복원을 수행하는 심볼 타이밍 복원부(28)와, 상기 재 샘플링부(26)로부터 데이터 신호를 입력 받아 반송파 위상을 복원하기 위한 반송파 위상 복원부(29)와, 상기 심볼 타이밍 복원부(28)와 상기 반송파 위상 복원부(29)로부터 출력 신호의 제어를 받아 발진 신호를 생성하는 제어 발진부(27)와, 상기 재 샘플링부(26)로부터 출력 데이터를 입력 받아 심볼값을 결정하는 심볼값 결정부(24), 및 결정된 심볼값에 따라 직렬 비트 스트림을 생성하는 4상 변조(QPSK) 복호화부(25)를 구비하고 있다.2 is a block diagram showing a configuration of a digital demodulation device using a four-phase modulation (QPSK) method according to an embodiment of the present invention, and receives the sampling position determination signal from the symbol timing recovery unit 28 and receives an analog received from the outside. Analog-to-digital converter 20 for performing a digital conversion to the signal, and the in-phase and quadrature carriers of the received signal generated from the control oscillator 27 is multiplied by the output signal of the analog / digital converter 20 A multiplier 21 for converting a passband signal to a baseband signal, and a sampling timing signal received from the symbol timing recovery unit 28 to determine the sample rate of the digital signal passing through the multiplier 21; A down sampling section 22 for lowering, a low pass filtering section 23 for removing integer frequency components of the original signal spectrum with respect to the signal passing through the down sampling section 22, A resampling unit 26 for receiving a sampling position determination signal from the ball timing recovery unit 28 and sampling a signal for determining a symbol value from the data passing through the low pass filtering unit 23; A symbol timing recovery unit 28 for receiving symbol data from the data signal 26 and performing symbol recovery, a carrier phase recovery unit 29 for recovering the carrier phase by receiving the data signal from the resampling unit 26; A control oscillator 27 for generating an oscillation signal under the control of an output signal from the symbol timing recovery unit 28 and the carrier phase recovery unit 29 and a symbol receiving the output data from the resampling unit 26 And a four-phase modulation (QPSK) decoding section 25 for generating a serial bit stream in accordance with the determined symbol value.

이제, 본 발명에 따른 4상 변조(QPSK) 방식의 복조 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Now, look at the operation of the four-phase modulation (QPSK) demodulation device according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이 수신되는 아날로그 신호는 상기 아날로그/디지털 변환부(20)에 입력되어 디지털 신호로 변환된다. 상기 아날로그/디지털 변환부(20)는 샘플링 주파수가 심볼 속도의 4의 정수배가 되도록 설계된 것으로, 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행하며, 샘플링 주파수가 높을수록 더욱 정확한 클럭 신호를 복원할 수 있는 디지털 신호를 제공한다. 한편 이 경우에는 주파수가 심볼 속도보다 N배(단, N은 정수임) 만큼 높다고 가정한다.As shown in the figure, the received analog signal is input to the analog / digital converter 20 and converted into a digital signal. The analog / digital converter 20 is designed so that the sampling frequency is an integer multiple of 4 of the symbol rate. The analog / digital converter 20 converts the received analog signal into a digital signal, and the higher the sampling frequency, the more accurate the clock signal is restored. Provide a digital signal that can be In this case, it is assumed that the frequency is N times higher than the symbol rate (where N is an integer).

상기 승산부(21)는 상기 아날로그/디지털 변환부(20)로부터 출력된 디지털 신호에 수신된 신호의 동상 반송파 성분과 직교상 반송파 성분을 곱하게 되는데 그 결과 통과 대역 신호를 기저 대역으로 변환하게 되며, 동상 반송파 성분과 직교상 반송파 성분에 따라 두 개의 디지털 데이터 경로가 생기게 된다.The multiplier 21 multiplies the digital signal output from the analog / digital converter 20 by the in-phase carrier component and the quadrature carrier component of the received signal, thereby converting the passband signal to baseband. In this case, two digital data paths are generated according to the in-phase carrier component and the quadrature carrier component.

상기 다운 샘플링부(또는 데시메이션 : 22)는 상기 승산부로부터 출력되는 신호에 대하여 N/4 : 1 다운 샘플링(또는 데시메이션)을 수행하여 샘플 속도를 심볼 속도의 4배가 되도록 낮추어 클럭 위상 복원의 일부를 담당하게 되며 이러한 속도는 상기 저역 통과 여파부(23)의 길이가 너무 길어지는 것을 방지하면서도 주파수 스펙트럼의 중첩을 방지하기 위하여 적절히 선택된 속도이다.The down sampling unit (or decimation 22) performs N / 4: 1 down sampling (or decimation) on the signal output from the multiplier to lower the sample rate to four times the symbol rate to restore clock phase. This speed is a speed appropriately selected to prevent overlapping of the frequency spectrum while preventing the length of the low pass filter 23 from becoming too long.

상기 다운 샘플링부(22)를 통과한 신호는 송신측에서 사용되었던 파형 성형 여파부와 동일한 응답을 갖고 정합 여파부 역할을 하게 되는 상기 저역 통과 여파부(23)를 통과하면서 원래 신호 스팩트럼의 정수배 주파수 성분들이 제거되어 상기 재 샘플링부(26)에 입력된다.The signal passing through the down sampling section 22 passes through the low pass filtering section 23, which has the same response as the waveform shaping filtering section used at the transmitting side, and serves as a matching filter section, while being an integer multiple of the original signal spectrum. The components are removed and input to the resampling unit 26.

상기 재 샘플링부(26)는 심볼 속도의 4배에 해당하는 데이터로부터 심볼값 결정을 위한 신호를 샘플링하여 상기 심볼 타이밍 복원부(28)와, 상기 반송파 위상 복원부(29), 및 상기 심볼값 결정부(24)에 제공한다.The resampling unit 26 samples a signal for determining a symbol value from data corresponding to four times the symbol rate, thereby recovering the symbol timing recovery unit 28, the carrier phase recovery unit 29, and the symbol value. The determination unit 24 is provided.

상기 심볼값 결정부(24)는 상기 재 샘플링부(26)로부터 샘플링된 신호를 입력받아 정확한 심볼값을 결정하는 기능을 수행하며 결정된 심볼값을 상기 4상 변조(QPSK) 복호화부(25)에 제공한다. 상기 4상 변조(QPSK) 복호화부(25)에서는 상기 심볼값 결정부(24)로부터 출력을 입력 받아 각각 동상 심볼과 직교상 심볼에 따라 입력 신호를 직렬 비트 스트림으로 바꾸어 출력하며, 상기 심볼 타이밍 복원부(28)에서는 상기 재 샘플링부(26)로부터 입력된 데이터에 따라 샘플링 결정 신호를 발생시켜 상기 다운 샘플링부(22)와, 상기 재 샘플링부(26), 및 상기 제어 발진부(27)에 제공한다. 한편, 상기 반송파 위상 복원부(29)에서는 반송파 위상의 오차정도에 따라 상기 제어 발진부(27)의 값을 수정하여 상기 승산부(21)에서 곱셈해지는 값을 결정한다.The symbol value determining unit 24 receives a sampled signal from the resampling unit 26 and determines a correct symbol value, and transmits the determined symbol value to the four-phase modulation (QPSK) decoding unit 25. to provide. The four-phase modulation (QPSK) decoding unit 25 receives an output from the symbol value determining unit 24 and converts the input signal into a serial bit stream according to the in-phase symbol and the orthogonal symbol, respectively, and outputs the serial bit stream. The unit 28 generates a sampling decision signal according to the data input from the resampling unit 26 and provides it to the down sampling unit 22, the resampling unit 26, and the control oscillator 27. do. On the other hand, the carrier phase recovery unit 29 determines the value to be multiplied by the multiplier 21 by modifying the value of the control oscillator 27 according to the degree of error of the carrier phase.

도 3 은 상기 도 2 에 도시된 복조 장치의 심볼 타이밍 복원부의 일실시예 구성을 나타내는 블록도로서, 도 2 의 상기 재 샘플링부(26)로부터의 출력 신호 중 심볼 주기로 연속되는 동상 신호인 제 1 신호와 제 2 신호를 입력 받아 동상 신호의 값의 변화를 찾아내는 동상 신호 천이 검출기(30)와, 상기 재 샘플링부(26)로부터 출력되는 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 중간 시점에서의 동상 신호인 제 3 신호를 입력 받아 동상 신호의 평균값인 제 4 신호와 동상 신호의 천이 시점에서 평균값으로부터 차이를 계산하는 동상 신호 오차 예측기(31)와, 상기 재 샘플링부(26)로부터의 출력 신호 중 심볼 주기로 연속되는 직교상 신호인 제 5 신호와 제 6 신호를 입력 받아 직교상 신호값의 변화를 찾아내는 직교상 신호 천이 검출기(32)와, 상기 재 샘플링부(26)로부터 출력되는 상기 제 5 신호와 상기 제 6 신호의 중간 시점에서의 직교상 신호인 제 7 신호를 입력 받아 직교상 신호의 평균값인 제 8 신호와 직교상 신호의 천이 시점에서 평균값으로부터 차이를 계산하는 직교상 신호 오차 예측기(33)와, 상기 동상 신호 천이 검출기(30)와 상기 동상 신호 오차 예측기(31)로부터의 출력을 곱하여 동상 신호의 오차의 크기와 방향을 계산하는 제 1 승산기(34)와, 상기 직교상 신호 천이 검출기(32)와 상기 직교상 신호 오차 예측기(33)의 출력을 곱하여 직교상 신호의 오차의 크기와 방향을 계산하는 제 2 승산기(35)와, 상기 제 1 및 제 2 승산기의 출력을 더하여 심볼 단위 순간마다의 타이밍 오차를 얻는 가산기(36)와, 임계치 검출기(38)로부터 초기화 명령을 입력 받아 명령이 있을 때부터 새롭게 상기 가산기(36) 출력인 타이밍 오차를 누산하는 누산기(37)와, 상기 누산기(37)의 출력을 이미 설정된 임계치와 비교하여 임계치를 넘으면 상기 누산기(37)와 샘플링 위치 결정기(39)에 신호를 발생시키는 임계치 검출기(38)와, 상기 임계치 검출기(38)로부터 출력 신호에 따라 샘플링 위치값을 수정하는 샘플링 위치 결정기(39)와, 상기 도 2 의 다운 샘플링부(22)와 재 샘플링부(26)에서의 샘플링하는 시점을 저장하고 있으면서 상기 샘플링 위치 결정기(39)의 제어 신호가 있으면 그 신호에 따라 레지스터 값을 변경하는 현재 상태 레지스터(40)를 구비하고 있다.FIG. 3 is a block diagram showing an exemplary configuration of a symbol timing recovery unit of the demodulation device shown in FIG. 2, and is a first in phase signal that is continuous in a symbol period among the output signals from the resampling unit 26 of FIG. The in-phase signal transition detector 30 which receives the signal and the second signal and finds the change in the value of the in-phase signal, and the in-phase at an intermediate point between the first signal and the second signal output from the resampling unit 26. Among the output signals from the in-phase signal error predictor 31 and the output signal from the resampling unit 26, which receive a third signal as a signal and calculate a difference from the average value at the time of transition of the fourth signal and the in-phase signal, which are average values of the in-phase signal, A quadrature signal transition detector 32 which receives a fifth signal and a sixth signal that are continuous quadrature signals in a symbol period, and finds a change in the quadrature signal value, and outputs from the resampling unit 26; Orthogonal phase which receives a seventh signal which is an orthogonal signal at an intermediate point in time between the fifth signal and the sixth signal and calculates a difference from an average value at the time of transition of the orthogonal signal and the eighth signal which is an average value of the orthogonal signal A first multiplier 34 for multiplying the signal error predictor 33 with the output from the in-phase signal transition detector 30 and the in-phase signal error predictor 31 to calculate the magnitude and direction of the error of the in-phase signal; A second multiplier 35 for multiplying the outputs of the quadrature signal transition detector 32 and the quadrature signal error predictor 33 and calculating the magnitude and direction of the error of the quadrature signal; and the first and second multipliers The adder 36 receives an initialization command from the threshold detector 38 by adding an output, and obtains a timing error for each symbol unit. The timing error, which is the output of the adder 36, is newly applied from the time when there is an instruction. A threshold detector 38 for generating a signal to the accumulator 37 and the sampling positioner 39 when the accumulator 37 and the output of the accumulator 37 are compared with a threshold which is already set. While storing the sampling positioner 39 for correcting the sampling position value in accordance with the output signal from the detector 38, and the time point for sampling in the down sampling section 22 and the re-sampling section 26 of FIG. If there is a control signal of the sampling positioner 39, it is provided with the present status register 40 which changes a register value according to the signal.

이제, 상기 심볼 타이밍 복원부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Now, look at the operation of the symbol timing recovery unit as follows.

동상 신호에 대하여 상기 동상 신호 천이 검출기(30)에서는 동상 신호값의 변화를 찾고, 상기 동상 신호 오차 예측기(31)에서는 동상 신호의 천이 시점에서의 평균값으로부터의 차이를 계산한다. 상기 제 1 승산기(34)에서는 동상 신호의 오차의 크기와 방향을 계산한다. 마찬가지로 직교상 신호에 대해서도 상기 직교상 신호 천이 검출기(32)에서 직교상 신호의 천이 여부를 결정하고, 상기 직교 신호 오차 예측기(33)에서는 직교상 신호의 천이 시점에서 평균값과의 차를 얻는다. 상기 제 2 승산기(35)에서는 직교상 신호의 오차의 크기와 방향을 계산한다. 그리하여 이렇게 얻어진 동상 신호와 직교상 신호의 오차를 상기 가산기(36)에서는 합하여 심볼 단위 순간마다의 타이밍 오차를 얻는다. 상기 누산기(37)와 상기 임계치 검출기(38)는 저역통과 여파기 역할을 하며 이미 설정된 임계치를 넘을 때마다 상기 샘플링 위치 결정기(39)에 신호를 발생시켜 샘플링 위치값을 수정하는 역할을 한다. 따라서 상기 임계치 검출기(38)의 임계치에 따라 심볼 타이밍 기능의 민감도를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 현재 상태 레지스터(40)는 상기 도 2의 다운 샘플링부(22)와 재 샘플링부(26)에서 샘플링하는 시점을 저장하고 있으면서 샘플링 위치 결정의 제어 신호가 있으면 그 신호에 따라 변경한다.For the in-phase signal, the in-phase signal transition detector 30 finds a change in the in-phase signal value, and the in-phase signal error predictor 31 calculates a difference from the average value at the time of transition of the in-phase signal. The first multiplier 34 calculates the magnitude and direction of the error of the in-phase signal. Similarly, for the quadrature signal, the quadrature signal transition detector 32 determines whether or not the quadrature signal is transitioned, and the quadrature signal error predictor 33 obtains the difference from the average value at the time of transition of the quadrature signal. The second multiplier 35 calculates the magnitude and direction of the error of the quadrature signal. Thus, the adder 36 adds the errors of the in-phase signal and the quadrature signal thus obtained to obtain a timing error for each symbol unit. The accumulator 37 and the threshold detector 38 serve as a lowpass filter and generate a signal to the sampling positioner 39 to correct a sampling position value whenever the threshold is exceeded. Therefore, the sensitivity of the symbol timing function may be adjusted according to the threshold of the threshold detector 38. The present state register 40 stores the time points for sampling by the down sampling unit 22 and the resampling unit 26 in FIG. 2 and changes the control signals for sampling positioning if there is a control signal.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited to the drawing.

상기와 같은 본 발명은, 고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크에서 심볼 타이밍 복원을 용이하게 할 수 있고, 심볼 위상을 지수적으로 추적함으로써 빠른 심볼 복원을 실현할 수 있으며, 심볼 타이밍 복원을 위해서 심볼 속도보다 훨씬 높은 주파수로 미리 샘플링된 데이터를 골라서 쓰는 형태의 심볼 타이밍 복원 방법을 사용하면서도 보간(interploation)과 같은 불필요한 연산을 수행하지 않고 심볼 타이밍을 복원할 수 있다. 또한, 샘플링 블록을 다단계로 나누어 놓음으로서 이들을 한 곳에 모아 놓았을 때보다 복조 장치의 복잡도를 지수적으로 낮출 수 있고, 4상 변조(QPSK) 방식의 복조 기능의 완전 디지털화 구현을 위하여 심볼 타이밍 복원기능의 디지털화를 경제적이고 효과적으로 구현할 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, the present invention can facilitate symbol timing recovery in the uplink of a high-speed digital subscriber line, and can realize fast symbol recovery by exponentially tracking symbol phase, and much faster than symbol rate for symbol timing recovery. While using a symbol timing recovery method of selecting and writing data pre-sampled at a high frequency, symbol timing can be restored without performing unnecessary operations such as interploation. In addition, by dividing the sampling blocks into multiple stages, the complexity of the demodulator can be reduced exponentially than when they are gathered in one place, and the symbol timing recovery function for the full digitalization of the four-phase modulation (QPSK) demodulation function. It is effective to realize digitalization of the system economically and effectively.

Claims (3)

외부로부터 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환 수단;Analog / digital conversion means for converting an analog signal received from the outside into a digital signal; 상기 아날로그/디지털 변환 수단의 출력된 신호에 대하여 통과 대역의 신호를 기저 대역의 신호로 변환하는 제 1 승산 수단;First multiplication means for converting a pass band signal into a base band signal with respect to the output signal of the analog / digital conversion means; 인가되는 샘플링 위치 결정 신호에 따라 상기 제 1 승산 수단을 통과한 신호의 샘플 속도를 소정의 배로 낮추기 위한 다운 샘플링 수단; 상기 다운 샘플링 수단의 출력 신호에 대해 원래 신호 스펙트럼의 정수배 주파수 성분들을 제거하기 위한 저역 통과 여파 수단;Down sampling means for lowering a sample rate of a signal passing through said first multiplication means by a predetermined multiple in accordance with an applied sampling positioning signal; Low pass filtering means for removing integer frequency components of the original signal spectrum with respect to the output signal of the down sampling means; 인가되는 샘플링 위치 결정 신호에 따라 상기 저역 통과 여파 수단을 통과한 데이터로부터 심볼값 결정을 위한 샘플링을 수행하는 재 샘플링 수단;Resampling means for performing sampling for symbol value determination from data passing through the low pass filtering means in accordance with an applied sampling positioning signal; 상기 재 샘플링 수단으로부터 재 샘플링된 데이터를 입력 받아 심볼 타이밍 복원을 수행하고, 상기 다운 샘플링 수단 및 상기 재 샘플링 수단에 샘플링 위치 결정 신호를 제공하는 심볼 타이밍 복원 수단;Symbol timing recovery means for receiving the resampled data from the resampling means and performing symbol timing recovery and providing a sampling positioning signal to the down sampling means and the resampling means; 상기 재 샘플링 수단으로부터 재 샘플링된 데이터를 입력 받아 반송파 위상을 복원하기 위한 반송파 위상 복원 수단;Carrier phase recovery means for restoring a carrier phase by receiving the resampled data from the resampling means; 상기 반송파 위상 복원부에서 복원되어 출력되는 신호를 상기 심볼 타이밍 복원 수단의 출력된 신호인 반송파 위상 오차 신호에 따라 수정하여 발진 신호를 생성하는 제어 발진 수단;Control oscillation means for generating an oscillation signal by correcting the signal recovered by the carrier phase restoration unit according to a carrier phase error signal which is an output signal of the symbol timing restoration means; 상기 재 샘플링 수단으로부터 출력되는 데이터를 입력받아 심볼값을 결정하는 심볼값 결정 수단; 및Symbol value determining means for receiving data output from the resampling means and determining a symbol value; And 상기 심볼값 결정 수단에 의해 결정된 심볼값에 따라 직렬 비트 스트림을 생성하는 복호화 수단Decoding means for generating a serial bit stream in accordance with the symbol value determined by the symbol value determining means 을 포함하여 이루어진 고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크용 디지털 복조 장치.Digital demodulation device for the uplink of the high-speed digital subscriber line comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 심볼 타이밍 복원 수단은,The symbol timing recovery means, 상기 재 샘플링 수단으로부터의 출력 신호 중 심볼 주기로 연속되는 동상 신호를 입력 받아, 동상 신호값의 변화를 찾아내는 동상 신호 천이 검출 수단;In-phase signal transition detection means for receiving a in-phase signal that is continuous in a symbol period among the output signals from the re-sampling means and finding a change in in-phase signal value; 상기 재 샘플링 수단으로부터 출력되는 심볼 주기로 연속되는 동상 신호의 중간 시점에서의 동상 신호를 입력 받아, 동상 신호의 천이 시점에서 동상 신호의 평균값으로부터 차이를 계산하는 동상 신호 오차 예측 수단;In-phase signal error predicting means for receiving an in-phase signal at an intermediate point of the in-phase signal that is continuous in a symbol period output from the re-sampling unit, and calculating a difference from an average value of the in-phase signal at the transition point of the in-phase signal; 상기 재 샘플링 수단으로부터의 출력 신호 중 심볼 주기로 연속되는 직교상 신호을 입력 받아, 직교상 신호값의 변화를 찾아내는 직교상 신호 천이 검출 수단;Orthogonal signal transition detection means for receiving a quadrature signal continuous in a symbol period among the output signals from the resampling means and finding a change in the quadrature signal value; 상기 재 샘플링 수단으로부터 출력되는 심볼 주기로 연속되는 직교상 신호의 중간 시점에서의 직교상 신호을 입력 받아, 직교상 신호의 천이 시점에서 직교상 신호의 평균값으로부터 차이를 계산하는 직교상 신호 오차 예측 수단;Orthogonal signal error predicting means for receiving an orthogonal signal at an intermediate time point of the orthogonal signal which is continuous in a symbol period output from the resampling means, and calculating a difference from an average value of the orthogonal signal at the transition point of the orthogonal signal; 상기 동상 신호 천이 검출 수단과 상기 동상 신호 오차 예측 수단으로부터의 출력을 곱하여 동상 신호의 오차 크기와 방향을 계산하는 제 2 승산 수단;Second multiplication means for multiplying the output from the in-phase signal transition detecting means and the in-phase signal error predicting means to calculate an error magnitude and a direction of the in-phase signal; 상기 직교상 신호 천이 검출 수단과 상기 직교상 신호 오차 예측 수단의 출력을 곱하여 직교상 신호의 오차 크기와 방향을 계산하는 제 3 승산 수단;Third multiplication means for multiplying the outputs of the quadrature signal transition detecting means and the quadrature signal error predicting means to calculate an error magnitude and a direction of the quadrature signal; 상기 제 2 및 제 3 승산 수단의 출력을 더하여 심볼 단위 순간마다의 타이밍 오차를 얻는 가산 수단;Adding means for adding timings of the second and third multiplication means to obtain a timing error for each symbol unit instant; 초기화된 때부터 상기 가산 수단의 출력인 타이밍 오차를 누산하는 누산 수단;Accumulating means for accumulating timing errors which are outputs of the adding means from the time of initialization; 상기 누산 수단의 출력을 미리 설정한 임계치와 비교하는 임계치 검출 수단;Threshold detection means for comparing the output of the accumulation means with a preset threshold value; 상기 임계치 검출 수단으로부터 출력 신호에 따라 샘플링 위치값을 수정하는 샘플링 위치 결정 수단; 및Sampling position determining means for correcting a sampling position value in accordance with an output signal from said threshold detection means; And 상기 다운 샘플링 수단과 상기 재 샘플링 수단에서의 샘플링하는 시점을 저장하고 있으면서, 상기 샘플링 위치 결정 수단으로부터의 제어 신호가 있으면 그 신호에 따라 레지스터 값을 변경하는 현재 상태 레지스터 수단A current state register means for storing the time point of sampling by the down sampling means and the resampling means, and changing a register value in accordance with the signal if there is a control signal from the sampling position determining means. 을 포함하여 이루어진 고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크용 디지털 복조 장치.Digital demodulation device for the uplink of the high-speed digital subscriber line comprising a. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서The method according to claim 1 or 2 상기 아날로그/디지털 변환 수단의 샘플링 주파수는 심볼 속도의 4의 정수배가 되도록 설정되고,The sampling frequency of the analog / digital converting means is set to be an integer multiple of 4 of the symbol rate, 상기 다운 샘플링 수단에서는 상기 샘플 속도가 상기 심볼 속도의 4배가 되도록 낮추어 주는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 가입자 선로의 상향 링크용 4상 변조(QPSK) 복조 장치.And the down sampling means lowers the sample rate to be four times the symbol rate. The uplink four-phase modulation (QPSK) demodulation device for a high-speed digital subscriber line.
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