KR100286007B1 - 디지탈 복조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기저대역에 설치되어 잡음신호를 제거해주는 디지탈 저역통과 여파기를 아주 간단한 고조파 제거용 디지탈 저역통과여파기로하고, 중간주파대역에 펄스 모양 여파기를 이용하는 디지탈 복조기에 관한 것으로, 중간주파대역의 잡음을 제거하는 펄스모양 여파기와 펄스모양 여파기의 출력신호와 고정된 주파수를 갖는 제2 국부발진신호를 혼합한 신호를 디지탈로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기와 아날로그-디지탈 변환기로부터 디지탈신호를 입력하여 동위상/직교위상 반송파신호와 곱하여 동위상/직교위상 기저대역신호를 출력하는 제1/2 곱셈기와 제1/2곱셈기의 출력신호에서 고조파를 제거하는 제1/2 디지탈 저역통과 여파기와 자동주파수 조절기와 반송파 재생기와 심볼 타임 재생기와 제1/2 디지탈 저역통과 여파기의 출력신호를 입력하여 심볼 타임 재생기의 출력 타이밍에 따라 동위상 데이타를 판독하는 제1/2 데이타 판독기를 구비한다.

Description

디지탈 복조기
제1도는 종래의 디지탈 복조기를 도시한 블럭도이고,
제2도는 본 발명에 의한 디지탈 복조기를 도시한 블럭도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 증폭기 2,5,33,34 : 혼합기
3 : 고정 발진기 4 : 대역통과 여파기
6 : 전압제어 발진기 7 : 아날로그-디지탈 변환기
8,9 : 곱셈기 10,11,31,32 : 디지탈 저역통과 여파기
12 : 자동주파수 조절기
13 : 반송파 재생기 14 : 심볼 타임 재생기
15,16 : 데이타 판독기 30 : 펄스 모양 여파기
본 발명은 디지탈 통신의 각종 디지탈 변조방식에 적용할 수 있는 디지탈 복조기에 관한 것이다.
종래에 있어서, 모든 무선통신은 한정된 주파수를 모든 사람이 공유하여야 하기 때문에 전송시 대역폭에 제한을 받는다. 이를 위하여 송신측 변조기에서는 기저대역에 디지탈 저역 여파기를 장착하여 송신시의 기저대역을 제한한다. 수신기에서는 복조기의 고신뢰성을 위해 기저대역 부분을 모두 디지탈 회로로 구현하는데, 이때 가장 복잡한 부분은 기저대역에 장착되어 잡음신호를 제거해주고, 수신기의 성능을 가늠하는 디지탈 저역통과 여파기이다. 즉, 전송속도가 높아질수록 디지탈 여파기의 동작 속도가 빨라야 하기 때문에 디지탈 저역통과 여파기를 구현시에는 회로구성이 매우 복잡하고, 부피가 커지며 이에 따라 수신기의 가격까지도 상승한다. 이와 같이 디지탈 복조기의 특성은 디지탈 저역통과 여파기가 좌우한다.
제1도는 종래의 디지탈 복조기를 도시한 블럭도로서, 증폭기(1), 제1 혼합기(2), 고정 발진기(3), 대역통과 여파기(4), 제2 혼합기(5), 전압제어 발진기(6), 아날로그-디지탈 변환기(7), 제1 곱셈기(8), 제2 곱셈기(9), 제1 디지탈 저역통과 여파기(10), 제2 디지탈 저역통과 여파기(11), 제1 데이타 판독기(15), 제2 데이타 판독기(16), 자동주파수 조절기(12), 반송파 재생기(13), 심볼타임 재생기(14)를 구비한다.
입력단자(17)로 입력된 수신 입력신호 's'1'은 증폭기(1)에서 증폭된 후 제1 혼합기(2)에서 고정 발진기(3)의 출력인 제1국부발진신호(l'1)와 혼합되어 's'2'신호가 출력된다. 혼합기(2, 5)는 두 입력신호의 합(상측파대)과 차(하측파대)의 신호를 출력하므로 's'2'신호에는 's'1±l'1'신호가 존재하므로 대역통과 여파기(4)에서 필요한 신호대역만 통과 시킨다. 대역통과 여파기(4)를 통과한 수신신호는 제2 혼합기(5)에 입력되어 기저대역부에 설치된 자동 주파수 조절기(12)에 의해 제어되는 전압제어발진기(6)의 제2 국부발진신호(1'2)와 혼합되어 's'3'신호를 출력한다. 's'3'신호는 아날로그-디지탈 변환기(7)에서 디지탈 신호로 변환되어 제1 곱셈기(8)와 제2 곱셈기(9)로 입력된다. 제1 곱셈기(8)에서는 반송파 재생기(13)로부터 동위상(0˚)의 사인 반송파를 입력하여 아날로그-디지탈 변환기(7)로부터의 입력신호(s'4)와 곱하여 동위상 기저대역신호(s'5)를 출력하고, 제2 곱셈기(9)에서는 반송파 재생기(13)로부터 직교위상(90˚)의 코사인 반송파를 입력하여 아날로그-디지탈 변환기(7)로부터의 입력신호와 곱하여 직교위상 기저대역신호(s'6)신호를 출력한다. 제1 곱셈기(8)의 출력신호인 's'5'에는 신호성분과 잡음성분이 내포되어 있으므로 제1 디지탈 저역통과 여파기(10)에서 잡음성분을 제거하여 잡음이 제거된 동위상 기저대역신호(s'7)를 출력하고, 제2 곱셈기(9)의 출력신호인 's'6'신호에도 신호성분과 잡음성분이 내포되어 있으므로 잡음성분을 제거하기 위해 직교위상 채널상의 제2 디지탈 저역통과 여파기(11)를 거쳐 잡음이 제거된 직교위상 기저대역신호(s'8)을 각각 출력한다. 이 때 각각의 디지탈 저역통과 여파기(10, 11)는 심볼 타임 재생기(14)의 출력을 입력하여 적어도 심볼속도의 2배 이상으로 동작되어야 하며, 그 내부는 복잡한 곱셈기와 덧셈기로 구성되어 있는 올림여현 여파기가 주로 사용되며, 전송속도가 높아질수록 동작속도가 빨라져야하는 문제점을 갖고 있다. 이와 같은 이유로 고속 데이타 전송을 위한 복조기를 고신뢰성을 갖는 디지탈 회로로 구현할 때 더욱 문제가 된다. 제1 디지탈 저역통과 여파기(10)의 출력신호인 's'7'는 동위상 채널의 제1 데이타 판독기(15)로 입력되어 심볼 타임 재생기(14)에 의해 결정된 판독지점에서 판독되어 동위상 채널의 데이타(s'9)를 출력단자(18)를 통해 출력한다. 제2 디지탈 저역통과 여파기(11)의 출력신호인 's'8'는 직교위상 채널의 제2 데이타 판독기(16)로 입력되어 심볼 타임 재생기(14)에 의해 결정된 판독지점에서 판독되어 직교위상 채널의 데이타(s'10)를 출력단자(19)를 통해 출력한다. 자동주파수 조절기(12)는 동위상 채널의 잡음이 제거된 기저대역신호(s'7)와 직교위상 채널의 잡음이 제거된 기저대역신호(s'8)를 입력하여 수신된 반송파신호와 재생된 반송파 신호의 주파수 차를 검출하여 주파수 차를 줄이는 쪽으로 전압제어 발진기(6)의 발진주파수(1'2)를 제어한다. 반송파 재생기(13)는 동위상 채널의 잡음이 제거된 기저대역신호(s'7)와 직교위상 채널의 잡음이 제거된 기저대역신호(s'8)를 입력하여 제1 곱셈기(8)로는 사인(0˚) 반송파신호를 출력하고, 제2 곱셈기(9)로는 코사인(90˚) 반송파신호를 출력한다. 심볼 타임 재생기(14)는 동위상 채널의 잡음이 제거된 기저대역신호(s'7)와 직교위상 채널의 잡음이 제거된 기저대역신호(s'8)를 입력하여 데이타를 판독하는 타이밍을 데이타 판독기(15, 16)로 공급하고, 디지탈 저역통과 여파기(10, 11)로 디지탈 여파기의 동작 클럭을 공급한다.
이와 같이 종래의 디지탈 복조기의 디지탈 여파기는 적어도 심볼 속도의 2배 이상으로 동작되어야 하기 때문에 전송도가 증가함에 따라 구현하기가 매우 어렵고, 그 내부는 복잡한 곱셈기와 덧셈기로 구성되어 있기 때문에 제작 비용을 증가하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 기저대역에 설치되어 잡음신호를 제거해주는 디지탈 저역통과 여파기를 아주 간단한 고조파 제거용 디지탈 저역통과여파기로하고, 중간주파대역에 펄스 모양 여파기를 이용하는 디지탈 복조기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 수신된 신호를 증폭하여 가변주파수를 갖는 제1 국부발진신호와 혼합된 신호를 입력하여 중간주파대역의 잡음을 제거하는 펄스모양 여파기; 상기 펄스모양 여파기의 출력신호와 고정된 주파수를 갖는 제2 국부발진신호를 혼합한 신호를 디지탈로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기; 상기 아날로그-디지탈 변환기로부터 디지탈신호를 입력하여 동위상 반송파신호와 곱하여 동위상 기저대역신호를 출력하는 제1 곱셈기; 상기 제1곱셈기의 출력신호에서 반송파의 고조파를 제거하는 제1 디지탈 저역통과 여파기; 상기 아날로그-디지탈 변환기로부터 디지탈신호를 입력하여 직교위상 반송파신호와 곱하여 직교위상 기저대역신호를 출력하는 제2 곱셈기; 상기 제2 곱셈기의 출력신호에서 반송파의 고조파를 제거하는 제2 디지탈 저역통과 여파기; 상기 제1 디지탈 저역통과 여파기의 출력과 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기의 출력을 입력하여 상기 제1국부 발진신호의 주파수를 제어하는 자동주파수 조절기; 상기 제1 디지탈 저역통과 여파기의 출력과 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기의 출력을 입력하여 상기 사인 반송파신호와 코사인반송파신호를 출력하는 반송파재생기; 상기 제1 디지탈 저역통과 여파기의 출력과 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기의 출력을 입력하여 데이타를 판독하는 타이밍을 출력하는 심볼 타임 재생기; 상기 제1 디지탈 저역통과 여파기의 출력신호를 입력하여 상기 심볼 타임 재생기의 출력 타이밍에 따라 동위상 데이타를 판독하는 제1 데이타 판독기; 및 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기의 출력신호를 입력하여 상기 심볼 타임 재생기의 타이밍에 따라 직교위상 데이타를 판독하는 제2 데이타 판독기를 구비한 것을 특징으로 한다.
이어서 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명의 디지탈 복조기를 도시한 블럭도로서, 증폭기(1), 제1혼합기(33), 전압제어 발진기(6), 펄스모양 여파기(30), 제2 혼합기(34), 고정 발진기(3), 아날로그-디지탈 변환기(7), 제1 곱셈기(8), 제2 곱셈기(9), 제1 디지탈 저역통과 여파기(31), 제2 디지탈 저역통과 여파기(32), 제1 데이타 판독기(15), 제2 데이타 판독기(16), 자동주파수 조절기(12), 반송파 재생기(13), 심볼 타임재생기(14)를 구비한다.
본 발명은 제1도에 도시된 바와 같은 종래의 디지탈 복조기의 대역통과 여파기(4)를 본 발명의 펄스모양 여파기(30)로 변경하고, 제1도의 디지탈 저역통과 여파기(10, 11)를 본 발명의 디지탈 저역통과 여파기(31, 32)로 변경한다. 따라서 종래에는 기저대역부의 디지탈 저역통과 여파기(10, 11)에서 수행하던 잡음 제거기능을 본 발명에서는 수신신호(s1)를 가변 주파수의 제1 국부발진신호(l1)와 혼합한 출력신호(s2)에서 펄스모양 여파기(30)가 수행한다. 펄스모양여파기(30)는 통과 밴드폭(pass bandwidth)과 주파수폭 제한인 롤-오프 요소(roll-off factor)등의 성분을 수동소자에 적용한 것으로 기존의 중간주파수대역에 채널필터용으로 사용되는 쏘필터(SAW: Surface Acoustic Filter)를 응용하여 제작할 수 있다. 이와 같이 본 발명은 중간주파수대역에서 잡음성분을 제거하므로 디지탈 저역통과 여파기(31, 32)는 반송파 재생기(13)에서 발생되는 발진 주파수의 고조파 성분만을 제거하는 단순한 여파기로서 종래와 같이 심볼속도의 2배속도로 동작하는 것도 아니고, 여파기의 특성이 성능을 좌우하지 않아 매우 저렴하게 구현할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 동작을 설명하면, 입력단자(17)로 입력된 수신 입력신호 's1'은 증폭기(1)에서 증폭된 후 제1 혼합기(33)에 입력되어 기저대역부에 설치된 자동 주파수 조절기(12)에 의해 제어되는 전압제어발진기(6)의 제1 국부발진신호(11) 와 혼합되어 's2'신호를 출력한다. 도 2의 본 발명에서는 도 1의 대역통과 여파기(4)를 펄스모양 여파기(30)로 대체한다. 그리고 제1 혼합기(33)로의 입력의 하나는 전압제어 발진기(6)에서 받고, 제2 혼합기(34)로의 입력의 하나는 고정발진기(3)으로부터 받는다. 제2 혼합기(34)의 출력신호(s3)는 펄스모양 여파기(30)에서 잡음이 제거된 후 제2 혼합기(34)에서 고정발진기(3)에서 출력되는 일정한 주파수의 제2 국부 발진신호(12)와 혼합되어 's3'를 출력한다. 's3'신호는 아날로그-디지탈 변환기(7)에서 디지탈 신호(s4)로 변환되어 제1 곱셈기(8)와 제2 곱셈기(9)로 입력된다. 제1 곱셈기(8)에서는 반송파 재생기(13)로부터 동위상(0˚)의 사인 반송파를 입력하여 아날로그-디지탈 변환기(7)로부터의 입력신호(s4)와 곱하여 동위상 기저대역신호(s5)를 출력하고, 제2 곱셈기(9)에서는 반송파 재생기(13)로부터 직교위상(90˚)의 코사인 반송파를 입력하여 아날로그-디지탈 변환기(7)로부터의 입력신호와 곱하여 직교위상 기저대역신호(s6)신호를 출력한다. 제1 곱셈기(8)의 출력신호인 'S5'와 제2 곱셈기(9)의 출력신호인 'S6'신호에는 신호성분과 반송파 재생기에서 발생되는 발진주파수의 고조파 성분이 내포되어 있으므로 고조파를 제거하기 위해 동위상 채널상의 제1 디지탈 저역통과 여파기(31)와 직교위상 채널상의 제2 디지탈 저역통과 여파기(32)를 거쳐 고조파가 제거된 동위상신호 'S7', 직교위상신호 'S7'를 각각 출력한다. 제1 디지탈 저역통과 여파기(31)의 출력신호인 's7'는 동위상 채널의 제1 데이타 판독기(15)로 입력되어 심볼 타임 재생기(14)에 의해 결정된 판독지점에서 판독되어 동위상 채널의 데이타(s9)를 출력단자(18)를 통해 출력한다. 제2 디지탈 저역통과 여파기(32)의 출력신호인 's8'는 직교위상 채널의 제2 데이타 판독기(16)로 입력되어 심볼 타임 재생기(14)에 의해 결정된 판독지점에서 판독되어 직교위상 채널의 데이타(s10)를 출력단자(19)를 통해 출력한다. 자동주파수 조절기(12)는 동위상 채널의 기저대역신호(s7)와 직교위상 채널의 기저대역신호(s8)를 입력하여 수신된 반송파신호와 재생된 반송파 신호의 주파수 차를 검출하여 주파수 차를 줄이는 쪽으로 전압제어 발진기(6)의 발진주파수(12)를 제어한다. 반송파 재생기(13)는 동위상 채널의 기저대역신호(s7)와 직교위상 채널의 기저대역신호(s8)를 입력하여 제1 곱셈기(8)로는 사인(0˚) 반송파신호를 출력하고, 제2 곱셈기(9)로는 코사인(90˚) 반송파신호를 출력한다. 심볼 타임 재생기(14)는 동위상 채널의 기저대역신호(s7)와 직교위상 채널의 기저대역신호(s8)를 입력하여 데이타를 판독하는 타이밍을 데이타 판독기(15, 16)로 공급한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 고속 데이타를 전송하는 경우에 고신뢰성을 얻기 위하여 복조기의 기저대역부분을 모두 디지탈로 구현하는데 종래에는 초고속의 디지탈 저역통과 여파기를 요구하던 것을 본 발명에서는 중간주파대역에 펄스모양 여파기를 사용하여 잡음을 제거하고, 기저대역에서는 고조파를 제거하는 간단한 디지탈 저역통과 여파기를 사용하여 동등한 성능의 복조기를 저가의 비용으로 구현할 수 있다.

Claims (3)

  1. 수신된 신호를 증폭하여 가변주파수를 갖는 제1국부발진신호와 혼합된 신호를 입력하여 중간주파대역의 잡음을 제거하는 펄스모양 여파기; 상기 펄스모양 여파기의 출력신호와 고정된 주파수를 갖는 제2국부발진신호를 혼합한 신호를 디지탈로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기 상기 아날로그-디지탈 변환기로부터 디지탈신호를 입력하여 동위상 반송파신호와 곱하여 동위상 기저대역신호를 출력하는 제1 곱셈기; 상기 제1곱셈기의 출력신호에서 고조파를 제거하는 제1 디지탈 저역통과 여파기; 상기 아날로그-디지탈 변환기로부터 디지탈신호를 입력하여 직교위상 반송파신호와 곱하여 직교위상 기저대역신호를 출력하는 제2 곱셈기; 상기 제2 곱셈기의 출력신호에서 고조파를 제거하는 제2 디지탈 저역통과 여파기; 상기 제1 디지탈 저역통과가 여파기의 출력과 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기의 출력을 입력하여 상기 제1 국부 발진신호의 주파수를 제어하는 자동주파수 조절기; 상기 제1 디지탈 저역통과 여파기의 출력과 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기의 출력을 입력하여 상기 사인 반송파신호와 코사인반송파신호를 출력하는 반송파재생기; 상기 제1 디지탈 저역통과 여파기의 출력과 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기의 출력을 입력하여 데이터를 판독하는 타이밍을 출력하는 심볼 타임 재생기; 상기 제1 디지탈 저역통과 여파기의 출력신호를 입력하여 상기 심볼 타임 재생기의 출력 타이밍에 따라 동위상 데이타를 판독하는 제1 데이타 판독기; 및 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기의 출력신호를 입력하여 상기 심볼 타임 재생기의 타이밍에 따라 직교위상 데이타를 판독하는 제2 데이타 판독기를 구비하며, 상기 제1국부 발진신호는 상기 펄스모양 여파기의 전단에서 상기 자동주파수 조절기의 제어전압에 따라 발진주파수가 가변되는 것을 특징으로 하는 디지탈 복조기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 디지탈 저역통과 여파기와 상기 제2 디지탈 저역통과 여파기는 상기 반송파 재생기의 출력 주파수의 고조파를 제거하고, 동작을 위하여 외부에서 별도로 타이밍을 공급하지 않는 것을 특징으로 하는 디지탈 복조기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 펄스 모양 여파기는 특히 쑈(SAW)필터로 제작되는 것을 특징으로 하는 디지탈 복조기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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