KR100316382B1 - 케이블모뎀의직각진폭변조심볼매핑방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블 모뎀에 관한 것으로, 심볼 매핑시에 하나의 256 QAM 콘스텔레이션(constellation)에 의해 64 QAM 콘스텔레이션을 공용으로 사용하여 심볼을 매핑하도록 함으로써 설계의 간단성과 하드웨어의 크기를 줄이도록 한 케이블 모뎀의 직각진폭변조 심볼 매핑방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적은, 256 QAM 콘스텔레이션 좌표에 해당하는 각 8비트의 심볼 4개를 1묶음으로 하여 총 64개의 묶음으로 하고, 그 각각의 묶음중에서 어느 하나의 8비트 심볼을 각 묶음의 대표 심볼로 지정한 다음, 8비트의 데이터가 입력되는 경우 상기 256 QAM 콘스텔레이션에 의해 심볼 매핑을 수행하며, 6비트의 데이터가 입력되는 경우 상기 8비트의 대표 심볼들의 2비트를 무시하여 64 QAM 심볼 매핑을 수행함으로써 달성된다.

Description

케이블 모뎀의 직각진폭변조 심볼 매핑방법{Quadrature Amplitude Modulation Symbol Mapping Method for Cable Modem}

본 발명은 케이블 모뎀에 관한 것으로, 특히 심볼 매핑시에 하나의 256 QAM 콘스텔레이션(corstellation)에 의해 64 QAM 콘스텔레이션을 공용으로 사용하여 심볼을 매핑하도록 한 케이블 모뎀의 직각진폭변조 심볼 매핑방법에 관한 것이다.

현재 가정이나 사무실등에서 컴퓨터를 이용하여 수많은 정보를 습득하기 위한 방법으로 컴퓨터 통신을 적극적으로 이용하고 있다.

이러한 컴퓨터 통신을 통해 텍스트 정보는 물론 영상 정보, 음성 정보등을 습득할 수 있고, 또한 필요로 하는 정보를 상대방과의 통신에 의하여 주고 받을 수 있게 되었다.

더 나아가서는 상대방과 직접 얼굴을 대면하면서 통신을 행할 수 있는 화상통신까지 발전하게 되었고, 향후 주문형 비디오(Video On Demand)등의 영역까지 확장된다.

현재 가장 폭넓게 사용되고 있는 컴퓨터 통신의 방안으로는 도 1 에 도시한 바와같이, 컴퓨터(100)에 아날로그 모뎀(110)을 내장 또는 외장하여 전화선(120)을 통해 전화국(130)에 연결하고, 그 전화국(130)은 통신 서비스를 담당하는 서비스 회사로 연결되어 통신이 행해진다.

즉, 사용자가 컴퓨터 통신을 원하고자 컴퓨터(100)를 통해 서비스 회사의 전화번호를 입력하게 되면, 아날로그 모뎀(110)은 이를 다이얼링하여 전화선(120)을 통해 전화국(130)에 전화번호를 송출하게 된다.

전화국(130)은 사용자가 다이얼링한 전화번호에 해당하는 통신 서비회사에접속시켜 컴퓨터(100)와 서비스 회사간에 회선을 연결하게 되는 것이다.

이후, 사용자가 송신하고자 하는 데이터를 컴퓨터(100)를 통해 입력하면, 아날로그 모뎀(110)은 이를 아날로그 신호로 변환하여 전화선(120)을 통해 전화국(130)으로 송신한다.

그러므로, 전화국(130)은 통신 서비스 회사로 사용자로부터 입력되는 데이터를 송신하여 다른 사용자와 접속시키게 된다.

한편, 사용자가 상대방으로부터의 데이터를 수신받는 경우 전화국(130)과 연결된 전화선(120)을 통해 아날로그 모뎀(110)이 데이터를 수신받은 다음, 수신된 데이터를 디지털 신호로 변환함으로써 사용자가 컴퓨터(100)를 통해 수신된 데이터를 확인할 수 있게 된다.

그런데, 이와같이 아날로그 모뎀(110)을 이용하여 전화선(130)을 통해 통신을 행하는 경우에 그 통신속도가 한정되어 많은 양의 데이터를 빠르게 주고 받을 수 있는데는 많은 제약이 따르게 된다.

즉, 전화선(130)을 통해 데이터를 송수신할 수 있는 최고 속도는 그 특성상 56kbps가 한계이므로, 영상 정보 특히 향후 주문형 비디오등의 데이터를 주고 받을 때 지연되는 시간이 증대되므로 서비스 자체가 불가능한 문제점이 발생한다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하고자 하여 최근에는 케이블 모뎀(Cable Modem)에 의한 통신 방안이 강구되고 있다.

케이블 모뎀은 고속의 전용 케이블과 연결되는 것으로, 일예를 들어 현재 가정등에서 시청하고 있는 케이블 텔레비젼의 전용 케이블등을 이용하여 통신을 행할수 있게 되는 것이다.

도 2 는 이러한 일반적인 케이블 모뎀의 회로 블록도로서, 케이블 모뎀의 RS(Reed-Solomon) 엔코더(200)는 업로드할 패킷 단위의 데이터가 입력되면 RS 부호에 의하여 에러 정정 즉, 버스트 잡음에 의한 에러의 정정이 행해진다.

이러한 RS 부호는 비 이진 순회 부호의 일종으로한 구획내에서 다수의 에러 정정이 가능한 부호로서, 군집 에러의 정정 능력이 우수하다.

상기 RS 엔코더(200)에 의하여 에러가 정정된 패킷 데이터는 스크램블부 (210)로 인가되어 스크램블링이 행해지는데, 이는 디지털 신호의 고유한 배열이나 특징을 약속된 규칙으로 뒤섞음으로써 이 규칙에 맞추어 설계된 수신기에서만 이 신호를 원래의 신호로 복원할 수 있도록 하고, 연속되는 디지털 신호의 비트 경계정보가 유실되는 것을 방지하며, 주기적인 데이터로 인해 생기는 단일 주파수 성분때문에 발생하는 채널에서의 혼변조를 방지한다.

상기 스크램블부(210)의 출력은 심볼 매핑부(220)로 인가되어 변조하기에 적당한 심볼들로 입력되는 데이터가 매핑되어 출력되는데, 이를 도 3 및 도 5, 그리고 도 6을 참조하여 설명한다.

도 3 은 심볼 매핑부(220)의 상세 블록도로서, 스크램블부(210)로부터 6비트의 데이터가 입력되면 64 QAM 심볼 매핑기(221)는 이를 인가받아 도 5에 도시한 바와같은 64 QAM 콘스텔레이션에 의해 입력되는 6비트의 데이터를 매핑하여 출력하게 되고, 반면에 8비트의 데이터가 입력되면 256 QAM 심볼 매핑기(222)에서 이를 인가받아 도 6에 도시한 바와같은 256 QAM 콘스텔레이션에 의해 입력되는 8비트의 데이터를 매핑하여 출력하게 된다.

따라서, 상기 64 QAM 심볼 매핑기(221)와 256 QAM 심볼 매핑기(222)의 출력은 스위칭 수단(223)에 의해 선택되어 필터(230)로 제공되며, 필터(230)는 이를 인 가받아 주파수 대역폭을 제한하도록 필터링을 행한다.

상기 필터(230)의 출력은 변조부(240)에 인가되어 QPSK(Suaudrature Phase Shift Keying)신호로 변조한 다음 케이블망을 통해 CMTS(Cable Modem Termination System)로 송출된다.

그러므로, CMTS에서는 상기 케이블 모뎀으로부터 송출되어진 데이터를 수신받아 복조, 디스크램블링, RS 디코딩을 행하여 원래의 데이터를 복원하게 되는 것이다.

그런데, 이와같은 케이블 모뎀에서 심볼 매핑시 입력되는 데이터의 비트수 즉 64 QAM 신호와 256 QAM 신호의 각각에 대해서 서로 다른 콘스텔레이션을 가지는 심볼 매핑기가 요구되므로 각각의 심볼 매핑기를 따로 설게하여야 하는 번거로움과 이로인한 하드웨어의 크기가 증대되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 이러한 문제점을 감안하여, 심볼 매핑시에 하나의 256 QAM 콘스텔레이션(constellation)에 의해 64 QAM 콘스텔레이션을 공용으로 사용하여 심볼을 매핑하도록 함으로써 설계의 간단성과 하드웨어의 크기를 줄이도록 한 케이블 모뎀의 직각진폭변조 심볼 매핑방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 전화선을 이용한 아날로그 모뎀의 통신 상태를 설명하기 위한 도.

도 2 는 일반적인 케이블 모뎀의 회로 블록도.

도 3 은 도 2 의 심볼 매핑부의 세부 블록도.

도 4 는 본 발명을 실현하기 위한 심볼 매핑 장치를 나타낸 도.

도 5 은 본 발명에 의거하여 256 QAM 콘스텔레이션에 의해 64 QAM 콘스텔레이션을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도.

도 6 은 본 발명에 의해 새롭게 구성된 64 QAM 콘스텔레이션의 구성도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

200 : RS 인코더 210 : 스크램블부

220 : 심볼 매핑부 230 : 필터

240 : 변조부 300 : QAM 심볼 매핑기

310 : 비트 선택부

이와같은 목적을 달성하기 위한 케이블 모뎀의 직각진폭변조 심볼 매핑방법은, 256 QAM 콘스텔레이션 좌표에 해당하는 각 8비트의 심볼 4개를 1묶음으로 하여 총 64개의 묶음으로 하고, 그 각각의 묶음중에서 어느 하나의 8비트 심볼을 각 묶음의 대표 심볼로 지정한 다음, 8비트의 데이터가 입력되는 경우 상기 256 QAM 콘스텔레이션에 의해 심볼 매핑을 수행하며, 6비트의 데이터가 입력되는 경우 상기 8비트의 대표 심볼들의 하위 2비트를 무시하여 64 QAM 심볼 매핑을 수행하는 것을 특징으로 한다.

이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 의하여 256 QAM 콘스텔레이션에 의해 64 QAM 콘스텔레이션을 생성하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시한 바와같이 일반적인 256 QAM 콘스텔레이션의 각 좌표에 해당하는 256개의 8비트 심볼 4개씩을 1묶음으로 하게 되는데, 이의 한 예를 들어보면 오른쪽 최상단의 A부분의 4개의 8비트 심볼들은 11001111, 11111111, 11001100, 11111100이며, 이 4개의 심볼을 한 묶음으로 하여 총 256개의 8비트 심볼이 64개의 묶음으로 존재한다.

이때, 각 묶음은 하나의 대표 심볼을 가지게 되는데, 이 대표 심볼은 원으로 표시되어 있으며, 예를들어 A부분의 대표 심볼의 값은 11111111이 된다.

이 원으로 표시된 대표 심볼은 각 64개의 묶음에 대하여 서로 다른 값을 가지게 되며, 이 대표 심볼의 상위 6비트는 도 6에 도시한 바와같은 64 QAM의 콘스텔레이션의 각 심볼과 같게된다.

물론, 굳이 본 발명에서 지정한 대표 심볼을 사용하지 않고 한 묶음중의 나머지 3개의 심볼중 하나를 선택하여 그 8비트중 6비트만을 선택하여 대표 심볼로 지정할 수도 있다.

따라서, 이러한 방법에 의하여 도 6에 도시한 바와같이 256 QAM 콘스텔레이션을 이용하여 64 QAM 콘스텔레이션의 심볼들을 지정할 수 있다.

그러므로, 스크램블부(210)로부터 8비트의 데이터 즉 256 QAM 데이터가 입력되면 비트 선택부(310)는 이의 비트수를 감지하여 64 QAM에 대한 심볼 매핑을 할 것인지 아니면 256 QAM에 대한 심볼 매핑을 할 것인지를 판단한다.

이때, QAM 심볼 매핑기(300)에는 256 QAM 콘스텔레이션에 64 QAM 콘스텔레이션의 심볼들이 지정되어 있으므로 스크램블부(210)로부터 6비트의 데이터 즉 64 QAM 데이터가 입력되면 비트 선택부(310)는 64 QAM에 대한 심볼 매핑을 할 경우로 판단하여 상기 QAM 심볼 매핑기(300)의 256 QAM 콘스텔레이션에 지정된 64 QAM의 대표 심볼중 하위 2비트의 데이터를 무시하고 상위 6비트의 심볼만 가지고 입력되는 6비트의 데이터에 대해 심볼 매핑을 행하도록 상기 QAM 심볼 매핑기(300)에 명령을 인가하게 된다.

따라서, 상기 QAM 심볼 매핑기(300)는 8비의 대표 심볼중 하위 2비트의 데이터를 무시하여 상위 6비트에 의해 심볼을 매핑하여 그 매핑된 결과를 필터(230)에 제공한다.

반면에 스크램블부(210)로부터 8비트의 데이터가 입력되는 256 QAM에 대한 심볼 매핑인 경우로 판단하여 곧바로 입력되는 8비트의 데이터에 대한 심볼을 256QAM 콘스텔레이션에 의해 매핑할 수 있도록 비트 선택부(310)는 그에 대한 명령을 QAM 심볼 매핑기(300)로 출력하여 심볼 매핑을 행하도록 한 다음 그 매핑된 결과를 필터(230)에 제공하도록 한다.

이와같이 본 발명 케이블 모뎀의 직각진폭변조 심볼 매핑방법은 심볼 매핑시에 하나의 256 QAM 콘스텔레이션에 의해 64 QAM 콘스텔레이션을 공용으로 사용하여 심볼을 매핑하도록 함으로써 설계의 간단성과 하드웨어의 크기를 줄이도록 한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 입력되는 패킷 데이터를 스크램블링하는 스크팸블부와; 상기 스크램블부로부터 8비트의 데이터가 입력되면 256 QAM으로 심볼 매핑하고, 6비트의 데이터가 입력되면 64 QAM으로 심볼 매핑하는 QAM 심볼 매핑기와; 상기 스크램블부로부터 입력되는 데이터의 비트수를 감지하여 상기 QAM 심벌 매핑기로 256 QAM 심볼 매핑 또는 64 QAM 심볼 매핑을 명령하는 비트 선택부를 구비하는 시스템에서의 심볼 매핑방법에 있어서,

   256 QAM 콘스텔레이션 좌표에 해당하는 각 8비트의 심볼 4개를 1묶음으로 하여 총 64개의 묶음으로 하고, 그 각각의 묶음 중에서 어느 하나의 8비트 심볼을 각 묶음의 대표 심볼로 지정한 다음, 8비트의 데이터가 입력되면 상기 256 QAM 콘스텔레이션에 의해 심볼 매핑을 수행하며, 6비트의 데이터가 입력되면 상기 8비트의 대표 심볼들의 2비트를 무시하여 64 QAM 심볼매핑을 수행하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀의 직각진폭변조 심볼 매핑방법.
2. 제 1 항에 있어서, 64 QAM 심볼 매핑인 경우 8비트의 대표 심볼의 하위 2비트를 무시하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀의 직각진폭변조 심볼 매핑방법.
3. 제 1 항에 있어서, 각 묶음의 대표 심볼 이외의 나머지 3개의 8비트 심볼 중 하나를 선택하여 대표 심볼로 지정할 수 있는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀의직각진폭변조 심볼 매핑방법.