KR100262153B1 - Method for generating i/q data in a demodulator of channel modem for satellite communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조부에 관한 것으로서, 특히 입력되는 주파수신호에 대해 I,Q데이터 생성시 I,Q데이터에 대응되는 필터 탭수를 유동적으로 설정할 수 있도록 된 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조부에서 IQ데이터생성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a demodulation unit for a channel modem for a satellite communication system, and in particular, a channel for a satellite communication system that can flexibly set the number of filter taps corresponding to I and Q data when generating I and Q data with respect to an input frequency signal. The present invention relates to a method for generating IQ data in a demodulation unit of a modem.
최근 통신기술이 급속도로 발전되면서 종래의 유선망이 아닌 공중파전송망을 통해 음성신호나 데이터를 송수신하도록 된 무선통신이 보급되어 활성화되고 있는 바, 원격지에 위치하는 가입자가 인공위성을 통하여 상호 통신을 실행할 수 있도록 해주는 위성통신이 점차 일반화되고 있다.With the recent rapid development of communication technology, wireless communication is being spread and activated to transmit and receive voice signals or data through airwave transmission network rather than the conventional wired network, so that subscribers located at remote sites can perform mutual communication through satellites. Satellite communication is becoming more and more common.
도1은 일반적인 위성통신시스템용 채널모뎀의 내부구성을 나타낸 블록구성도이다.1 is a block diagram showing the internal configuration of a channel modem for a general satellite communication system.
도면에서, 참조번호 11은 UPH 버스 및 MPH 버스와 이후에 설명할 채널유니트 프로세서(12)간의 인터페이스기능을 수행함과 더불어, 특히 공중파전송망을 통해 송수신되는 음성 및 데이터를 처리하는 음성/데이터프로세서(Speech Data Processor : 이하 SDP라 칭함)이고, 12는 채널모뎀의 전체구성을 제어하는 채널유니트프로세서(이하 CUP라 칭함)이다.In the figure,
또한, 참조번호 13은 상기 채널유니트프로세서(12)로부터의 제어데이터를 근거로 중간주파수신호를 생성하기 위한 소정의 주파수신호, 예컨대 112.512MHz±20MHz의 주파수신호를 합성하여 출력하는 송신주파수합성기이고, 14는 상기 채널유니트프로세서(12)로부터의 제어데이터를 근거로 중간주파수신호를 수신하기 위한 소정의 주파수신호, 예컨대 112.384MHz±20MHz의 주파수신호를 합성하여 출력하는 수신주파수합성기이다.Further,
또한, 참조번호 15는 상기 SDP(11)로부터 출력되는 I,Q채널데이터를 예컨대 BPSK 또는 QPSK 변조하여 512KHz의 변조신호를 출력하는 변조부이고, 16은 이 변조부(15)에서 출력되는 512KHz의 변조신호와 상기 송신주파수합성기(13)에서 인가되는 112.512MHz±20MHz의 주파수 및 42MHz의 기준주파수를 근거로 70MHz±20MHz의 중간주파수신호를 생성하여 출력하는 중간주파수생성부이다.
그리고, 참조번호 17은 수신된 70MHz±20MHz의 중간주파수신호와 상기 수신주파수합성기(14)에서 인가되는 112.384MHz±20MHz의 주파수 및 42MHz의 기준주파수를 근거로 384KHz의 변조신호를 출력하는 중간주파수신호 수신부이고, 18은 이 중간주파수신호 수신부(17)에서 인가되는 384KHz의 변조신호로부터 I,Q채널데이터를 복조하여 출력하는 복조부, 19는 각각의 주파수 ID(Identitication Data)에 대한 주파수데이터가 저장되어 있는 룩업 테이블(Look-up Table)이다.
상기한 구성에 있어서는 UPH버스를 통해 소정의 주파수ID가 입력되게 되면 CUP(12)는 해당주파수 ID에 대응하는 주파수데이터를 룩업테이블(19)로 독출하여 송신주파수합성기(13)와 수신주파수합성기(14)에 공급함으로써 해당 주파수합성기()로부터 20MHz의 가변범위를 갖는 주파수신호(112.512MHz±20MHz, 112.384MHz±20MHz)를 출력제어하게 된다.In the above configuration, when a predetermined frequency ID is input through the UPH bus, the CUP 12 reads the frequency data corresponding to the corresponding frequency ID into the lookup table 19 to transmit the
그리고, 중간주파수신호 생성부(16)에 있어서는 변조부(15)로부터 출력되는 512KHz의 변조신호에 대해 상기 송신주파수합성기(13)로부터 인가되는 주파수신호(112.512MHz±20MHz)를 믹싱함으로써 20MHz의 가변범위를 갖는 중간주파수신호(70MHz±20MHz)를 생성하고, 또한 중간주파수신호 수신부(17)에 있어서는 수신되는 20MHz의 가변범위를 갖는 중간주파수신호에 대해서 다시 20MHz의 가변범위를 갖는 주파수신호(112.384MHz±20MHz)를 믹싱함으로써 소정의 통신채널에 대응하는 384KHz의 주파수신호를 검출하게 된다.In the intermediate
한편, 상기 복조부(18)는 중간주파수신호수신부(17)로부터 입력된 384KHz신호를 I,Q복조데이터로 변환하여 출력하게 되는데, 이는 입력되는 데이터가 요구하는 필터탭의 최대용량을 설정함으로써 I,Q데이터를 출력하게 된다.On the other hand, the
그러나, 입력되는 데이터가 항상 최대용량의 필터탭을 요구하지는 않기 때문에, 입력되는 데이터가 최대용량을 요구하는 데이터보다 작은 필터탭을 요구하는 경우에는 필터탭의 낭비가 있게 된다.However, since the input data does not always require the filter tap of the maximum capacity, there is waste of the filter tap when the input data requires a filter tap smaller than the data requiring the maximum capacity.
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 복조부로 입력되는 데이터를 I,Q데이터로 복조함에 있어, 입력되는 데이터에 대응되는 필터탭수를 유동적으로 변화시켜 생성할 수 있도록 된 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조장치에서 I,Q데이터생성방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances. In demodulating the data input to the demodulator into I and Q data, the satellite communication can be generated by varying the number of filter taps corresponding to the input data. The purpose of the present invention is to provide a method for generating I and Q data in a demodulator of a channel modem for a system.
도1은 일반적인 위성통신시스템용 채널모뎀의 내부구성을 나타낸 블록구성도.1 is a block diagram showing the internal configuration of a channel modem for a general satellite communication system.
도2는 본 발명의 1실시예에 따른 채널모뎀에서 복조장치(50)의 내부구성을 나타낸 블록구성도.Figure 2 is a block diagram showing the internal configuration of the
도3은 본 발명의 1실시예에 따른 복조장치(50)의 저역통과필터(55)의 내부구성을 나타낸 도면.3 is a diagram showing an internal configuration of a
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
50 : 복조장치, 51 : 다운컨버터,50: demodulation device, 51: down converter,
52 : 부호화기, 53 : 양자화기,52: encoder, 53: quantizer,
54 : 복조부, 55 : 저역통과필터(LPF),54: demodulation section, 55: low pass filter (LPF),
56 : 합성기, 57 : 정합필터,56: synthesizer, 57: matching filter,
58 : 데이터메시터, 59 : 에러추정기,58: data message, 59: error estimator,
70 : 데이터변환기, 80 : I데이터필터,70: data converter, 80: I data filter,
90 : Q데이터필터.90: Q data filter.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조장치에서 I,Q데이터생성방법은, 중간주파수신호를 소정 주파수신호로 하향변환하는 다운컨버터로부터 입력되는 변조주파수신호를 복조하여 출력하는 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조장치에 있어서, 입력되는 변조주파수신호에 소정 지수함수를 곱셈처리하여 코사인함수와 사인함수데이터를 생성하는 데이터변환단계와, 채널모뎀동작의 전반을 제어하는 채널유니트프로세서로부터 입력되는 데이터의 특성에 따른 필터탭수에 관한 제어데이터를 근거로 탭수를 유동적으로 설정하는 필터탭수설정단계, 상기 데이터변환단계에서 생성된 코사인함수와 사인함수데이터로부터 코사인함수의 계수를 필터링하여 I데이터를 생성하는 I데이터생성단계 및, 상기 데이터변환단게에서 생성된 코사인함수와 사인함수데이터로부터 사인함수의 계수를 필터링하여 Q데이터를 생성하는 Q데이터생성단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In the demodulation apparatus for the channel modem for satellite communication system according to the present invention for achieving the above object, the I, Q data generation method, demodulates the modulation frequency signal input from the down converter for downconverting the intermediate frequency signal into a predetermined frequency signal A channel modem demodulation device comprising: a data conversion step of generating a cosine function and a sine function data by multiplying an input modulated frequency signal by a predetermined exponential function; and controlling overall operation of a channel modem operation. The filter tap number setting step of dynamically setting the tap number based on the control data on the number of filter taps according to the characteristics of the data input from the channel unit processor, and the coefficient of the cosine function from the cosine function and the sine function data generated in the data conversion step. I data generation step of filtering and generating I data, and converting the data From a cosine function and a sine function to the data generated by the filter coefficient of the sine function it is characterized in that is configured to include a Q data generation step of generating the Q data.
상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 입력되는 384KHz데이터와 지수함수를 곱셈처리하여 코사인함수와 사인함수데이터로 변환하고, 이 변환된 데이터에서 코사인함수 계수와 사인함수계수를 각각 필터링하게 되는데, 여기서 코사인함수의 계수는 I데이터로, 사인함수의 계수는 Q데이터로 출력하게 된다.According to the present invention having the above-described configuration, multiply the input 384KHz data and the exponential function to convert the cosine function and the sine function data, and filter the cosine function coefficient and the sine function coefficient from the converted data, respectively. The coefficient of the cosine function is output as I data, and the coefficient of the sine function is output as Q data.
즉, 중간주파수신호수신부로부터 입력되는 데이터의 특성에 따라 요구되는 필터탭수를 유동적으로 설정함으로써 불필요한 필터탭 설정에 따른 메모리의 낭비를 방지할 수 있을 뿐 아니라, 입력되는 데이터가 요구하는 필터탭수가 작을 경우에는 그 처리탭수가 줄어들게 되므로, 데이터의 처리시간이 빨라지게 된다.That is, by dynamically setting the number of filter taps required according to the characteristics of the data input from the intermediate frequency signal receiver, not only is it possible to prevent waste of memory due to unnecessary filter taps, but also the number of filter taps required by the input data is small. In this case, since the number of processing taps is reduced, the processing time of data becomes faster.
이어, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도2는 본 발명에 따른 복조장치의 내부구성을 나타낸 블록구성도이다.2 is a block diagram showing an internal configuration of a demodulation device according to the present invention.
도면에서, 참조번호 51은 중간주파수단(IF단)으로부터 전송되는 ±70MHz대의 중간주파수신호를 RX동기기(도시되지않음)로부터 인가되는 동기신호를 근거로 384KHz의 대역으로 하향변환하여 출력하는 다운컨버터이고, 52는 이 다운컨버터(51)로부터 인가되는 384KHz신호를 512KHz의 샘플링주파수를 근거로 샘플링하는 부호화기, 53은 이 부호화기(52)로부터 인가되는 128KHz대의 샘플링된 신호를 양자화하는 양자화기이다.In the figure,
또한, 참조번호 54는 상기 양자화기(53)로부터 전송되는 128KHz대의 신호를 128KHz발진기로부터 인가되는 발진주파수를 근거로 동기검파함과 더불어 신호대역을 0Hz대로 변환하는 복조부이고, 55는 이 복조된 신호를 기준주파수(0Hz)를 중심으로 베이스밴드 필터링을 수행하는 저역통과필터(LPF)로서, 이 저역통과필터(55)를 거친 신호는 양측파대가 제거되어 변조되기 전의 원래의 신호 즉, I,Q데이터가 출력되게 된다.
또한, 참조번호 56은 합성기로서, 상기 저역통과필터(55)로부터 인가되는 신호와, 이후에 설명할 에러추정기(59)를 통해 인가되는 신호를 합성하여 출력하게 된다.
한편, 참조번호 57은 상기 합성기(56)로부터 인가되는 신호의 샘플링 순간값을 검출하기 위해 소정의 필터계수값을 갖는 대역으로 필터링 처리하는 정합필터로서, 이는 변조부(도시되지 않음)에서 선택된 루트레이지드코사인함수로 인가되는 신호에 이와 동일한 루트레이지드코사인함수를 콘벌루션취함으로써, 인가된 신호의 샘플링 순간값을 검출하게 된다.On the other hand,
또한, 참조번호 58은 상기 정합필터(57)로부터 인가되는 데이터를 소정의 간격을 두어 검출하는 데시메이터(Dacimator)로서, 이는 송신측의 변조부(도시되지 않음)에서 정보데이터 사이에 일정크기의 더미데이터를 삽입하여 변조처리하는데 따른 수신측의 대응적인 처리과정으로써, 만일 더미데이터의 크기가 한비트일 경우, 복조부의 데시메이터(58)는 그 검출간격이 '2'로 규정되게 된다.Also,
또한, 참조번호 59는 상기 데시메이터(58)로부터 인가되는 데이터의 에러성분을 검출하여 이 검출된 신호를 상기 합성기(56)로 인가함과 더불어, 위성을 통과하는데 따른 타이밍에러성분데이터를 상기 정합필터(57)로 인가하는 에러추정기이다.Further,
한편, 도3은 본 발명에 따른 복조장치(50)의 저역통과필터(55)의 내부구성을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the internal configuration of the
도면에서, 참조번호 70은 입력되는 384KHz의 주파수신호를 코사인과 사인함수(cos, sin)로 변환하여 출력하기 위한 데이터변환기로서, 이는 입력되는 384KHz의 주파수신호와 지수함수(exponential함수), 즉 ejπn/2을 곱셈처리함으로써 코사인(cos)함수와 사인(sin)함수신호로 출력되게 된다.In the figure,
또한, 참조번호 80은 상기 데이터변환기(70)로부터 출력되는 데이터에서 코사인(cos)함수의 계수만을 필터링하여 시프트시킴으로써 I데이터를 출력하는 I데이터필터로서, 이는 입력되는 데이터가 요구하는 필터탭수에 따라 CUP로부터 인가되는 제어데이터를 근거로 유동적인 I데이터 필터탭을 설정하게 된다.Also,
또한, 참조번호 90은 상기 데이터변환기(70)로부터 출력되는 데이터에서 사인(sin)함수의 계수만을 필터링하여 시프트시킴으로써 Q데이터를 출력하는 Q데이터필터로서, 이는 입력되는 데이터가 요구하는 필터탭수에 따라 CUP로부터 인가된느 제어데이터를 근거로 유동적인 Q데이터 필터탭을 설정하게 된다.In addition,
또한, 상기 I,Q데이터필터는 입력되는 데이터의 특성에 따라 데이터의 계수즉, 필터탭의 수가 달라지게 되는데, 데이터의 특성에 따른 데이터의 필터탭수는 아래의 표 1에 나타낸 바와 같다.In addition, the I and Q data filters have different coefficients of the data, that is, the number of filter taps according to the characteristics of the input data. The number of filter taps of the data according to the characteristics of the data is shown in Table 1 below.
즉, 상기 본 발명에 따른 복조장치는 입력되는 384KHz데이터와 지수함수를 곱셈처리하여 코사인함수와 사인함수데이터로 변환하고, 이 변환된 데이터에서 코사인함수 계수와 사인함수계수를 각각 필터링하게 되는데, 여기서 코사인함수의 계수는 I데이터로, 사인함수의 계수는 Q데이터로 출력하게 된다.That is, the demodulation device according to the present invention multiplies the input 384KHz data and the exponential function to convert the cosine function and the sine function data, and filters the cosine function coefficient and the sine function coefficient from the converted data, respectively. The coefficient of the cosine function is output as I data, and the coefficient of the sine function is output as Q data.
따라서, I,Q데이터필터로 입력되는 데이터의 요구 필터탭수를 근거로 필터탭수를 유동적으로 설정함으로써, 불필요한 필터탭이 설정되게 되는 문제를 방지할 수 있게 된다.Therefore, by setting the number of filter taps flexibly on the basis of the number of filter taps required for data input to the I and Q data filters, it is possible to prevent the problem of unnecessary filter taps being set.
또한, 입력되는 데이터가 요구하는 필터탭수가 작을 경우, 그 처리탭수가 줄어들게 되므로, 데이터의 처리시간이 빨라지게 된다.In addition, when the number of filter taps required by the input data is small, the number of processing taps is reduced, so that the processing time of data is shortened.
한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다. In addition, this invention is not limited to the said Example, It can variously deform and implement within the range which does not deviate from the technical summary of this invention.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 위성통신시스템용 채널모뎀의 복조장치에서, 중간주파수신호수신부로부터 입력되는 데이터의 특성에 따라 요구되는 필터탭수를 유동적으로 설정함으로써 불필요한 필터탭 설정에 따른 메모리의 낭비를 방지할 수 있을 뿐 아니라, 입력되는 데이터가 요구하는 필터탭수가 작을 경우에는 그 처리탭수가 줄어들게 되므로, 데이터의 처리시간이 빨라지게 된다.As described above, according to the present invention, in the demodulation device for the channel communication system for the satellite communication system, memory waste due to unnecessary filter taps is set by flexibly setting the required number of filter taps according to the characteristics of data input from the intermediate frequency signal receiver. In addition, the number of the processing taps is reduced when the number of filter taps required by the input data is small, so that the processing time of the data is faster.
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