KR100402785B1 - 가변 전송율을 가지는 큐에이엠 트랜시이버 장치 - Google Patents

가변 전송율을 가지는 큐에이엠 트랜시이버 장치 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 가변 전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 트랜시이버 장치에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 주파수에 따른 신호의 감쇄가 열악한 채널 환경에서도 상향전송과 하향전송의 데이터 전송 속도를 같게 하는 대칭 서비스를 제공하기 위해 상향전송과 하향전송에 각각 다수의 서로 다른 송신기와 수신기를 둠으로써, 각기 다른 전송 속도를 가지는 다수의 밴드간 데이터 정합을 원활하게 하는, 가변 전송율을 가지는 큐에이엠 트랜시이버 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결 방법의 요지다수의 송신 밴드를 갖는 큐에이엠 송신 장치에 있어서, 송신 데이터에 대하여 프레임 처리 및 에러 정정을 수행하기 위한 전송수렴 부계층 수단, 상기 전송수렴 부계층 수단에 의하여 선처리된 송신 데이터를 다수의 경로로 분배하기 위한 밴드 역다중화 수단, 상기 밴드 역다중화 수단으로부터 분배되는 출력 데이터를 심볼 인코딩하고, 상기 심볼 인코딩된 데이터를 파형정형 및 인터폴레이션을 한 후, 상기 인터폴레이션된 송신 데이터를 통과대역 신호로 변환하는 다수의 밴드 송신처리 수단, 상기 전송수렴 부계층 수단과 상기 다수의 밴드송신처리 수단 각각에 데이터 전송률 가변을 위한 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하는 클럭 공급 수단, 상기 다수의 밴드 송신처리 수단의 출력신호인 통과대역 신호를 합성하기 위한 합성 수단 및 상기 합성된 디지털 합성 송신 데이터를 아날로그 합성 송신 신호로 변환하여 출력하기 위한 출력 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 디지털 통신시스템에서의 데이터 송수신 등에 이용됨.

Description

가변 전송율을 가지는 큐에이엠 트랜시이버 장치{Variable-rate QAM Transceiver}
본 발명은 디지털 통신시스템의 트랜시이버(transceiver) 장치에 관한 것으로서, 특히 주파수에 따른 신호의 감쇄(attenuation)가 열악한 채널 환경에서도 상향전송(upstream)과 하향전송(downstream)의 데이터 전송 속도를 같게 하는 대칭(symmetric) 서비스를 제공하기 위해 상향전송과 하향전송에 각각 다수의 서로 다른 송신기와 수신기를 둠으로써, 각기 다른 전송 속도를 가지는 다수의 밴드(band)간 데이터 정합을 원활하게 하는, 가변 전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 트랜시이버 장치에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 다중레벨(multi-level) QAM 트랜시이버의 구성도이다.
먼저, 전송 수렴(TC: Transmission Convergence) 부계층(sub-layer)(100)에서 프레임 처리 및 FEC(Forward Error Correction) 등의 선처리 과정을 거친 데이터는 이후 심볼 인코딩 과정을 거친다.
심볼 인코더(102)는 입력되는 데이터를 An= an+ jbn형태의 복소 M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation)로 인코딩한다. 심볼 인코딩된 정방형 다중 레벨(quadratic multi-level) 데이터를 제곱근 나이키스트(square-root Nyquist) 필터(104)를 통과시켜 파형정형(pulse shaping)한 후, 인터폴레이터 (interpolator)(106)를 거쳐 D/A 변환기(112)의 샘플링(sampling) 속도와 정합한다.
인터폴레이터(106)를 거친 신호는 이후 DDFS(Direct Digital Frequency Synthesizer)(108)에서 발생된 중심주파수(carrier frequency)와 곱해져서 통과대역 신호(passband signal)로 변환된 후(110), D/A 변환기(112)에서 아날로그 신호로 변환되어 전송선로에 전송된다.
이때, 인터폴레이션율(interpolation ratio)에 따라 샘플링 속도와 심볼 속도간 비율이 달라지고, 결국 샘플링 속도를 고정시키면 심볼 속도가 가변된다.
한편, 수신부는 송신부의 역기능을 담당하며, 전송선로(114)를 통해 수신된 신호를 A/D 변환기(116)를 통과시켜 디지털 신호로 변환하고, 이후 DDFS(Direct Digital Frequency Synthesizer)(118)에서 발생된 중심주파수(carrier frequency)를 곱해서(120) 기저대역 신호로 변환시킨 후 데시메이터(122), 정합필터(matched filter, Nyquist filter)(124)와 적응등화기(equalizer)(126)를 거치게 하여 전송선로에 의한 신호 왜곡을 보상한다. 이후 등화기(equalizer)(126)의 출력 신호는 QAM 심볼 디코더(decoder)(128)를 통과하여 심볼로 변환된 후 다시 전송수렴 부계층(130)에 보내진다.
종래의 디지털 통신시스템의 트랜시이버는 도면에 도시된 바와 같이, 상향전송과 하향전송에 각각 하나의 송신기(transmitter)와 수신기(receiver)만을 제공하고, 일반적으로 고정된 데이터 전송 속도만을 지원한다는 문제점이 있었다.
또한, 최근 발전된 시스템으로 상향전송과 하향전송의 데이터 전송 속도를 가변할 수 있도록 개발된 것들이 있으나, 이 역시 각각 하나의 송신기(transmitter)와 수신기(receiver)만을 제공함으로써, 전화선과 같이 감쇄(attenuation)가 심한 채널 환경에서는 저속 대칭 (symmetric) 서비스 또는 비대칭(asymmetric) 서비스만을 제공한다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 주파수에 따른 신호의 감쇄가 열악한 채널 환경에서도 상향전송과 하향전송의 데이터 전송 속도를 같게 하는 대칭 서비스를 제공하기 위해 상향전송과 하향전송에 각각 다수의 서로 다른 송신기와 수신기를 둠으로써, 각기 다른 전송 속도를 가지는 다수의 밴드간 데이터 정합을 원활하게 하는, 가변 전송율을 가지는 QAM 트랜시이버 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 고속 대칭(symmetric) 데이터 전송이 가능하도록 상기 다수의 송신기 및 수신기가 차지하는 통과 대역의 할당(passband bandwidth allocation)을 적절하게 조절하여 가변 전송율을 가지는 QAM 트랜시이버 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 종래의 다중 레벨 QAM 트랜시이버의 구성도.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 4-밴드 다중레벨 QAM 트랜시이버의 구성도,
도 3 은 도 2의 밴드 역다중화기/밴드 다중화기의 구성도,
도 4 는 도 2의 밴드 역다중화기를 설명하기 위한 도면이다.< 도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>200 : 전송수렴 부계층 202 : 밴드역다중화기204 : 제1밴드 송신기 206 : 제2밴드 송신기208 : D/A 변환기 216 : A/D 변환기218 : 분배기 220 : 제1밴드 수신기222 : 제2밴드 수신기 224 : 밴드다중화기226 : 전송수렴 부계층
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 밴드를 갖는 큐에이엠(QAM) 송신 장치에 있어서, 송신 데이터에 대하여 프레임 처리 및 에러 정정을 수행하기 위한 전송수렴 부계층 수단, 상기 전송수렴 부계층 수단에 의하여 선처리된 송신 데이터를 다수의 경로로 분배하기 위한 밴드 역다중화 수단, 상기 밴드 역다중화 수단으로부터 분배되는 출력 데이터를 심볼 인코딩하고, 상기 심볼 인코딩된 데이터를 파형정형(pulse shaping) 및 인터폴레이션(interpolation)을 한 후, 상기 인터폴레이션된 송신 데이터를 통과대역 신호(passband signal)로 변환하는 다수의 밴드 송신처리 수단, 상기 전송수렴 부계층 수단과 상기 다수의 밴드송신처리 수단 각각에 데이터 전송률 가변을 위한 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하는 클럭 공급 수단, 상기 다수의 밴드 송신처리 수단의 출력신호인 통과대역 신호(passband signal)를 합성하기 위한 합성 수단 및 상기 합성된 디지털 합성 송신 데이터를 아날로그 합성 송신 신호로 변환하여 출력하기 위한 출력 수단을 포함한다.또한, 본 발명은 다수의 수신 밴드를 갖는 큐에이엠(QAM) 수신 장치에 있어서, 전송선로를 통해 수신된 아날로그 신호를 디지털 수신 신호로 변환하여 입력받기 위한 입력 수단, 상기 입력수단에서 변환된 디지털 수신신호를 다수의 경로로 분배하기 위한 분배 수단, 상기 분배된 수신신호 각각을 기저대역 신호로 변환하고, 상기 변환된 기저 대역 신호에 대하여 전송선로에 의한 신호 왜곡을 보상한 후, 신호 왜곡이 보상된 수신신호를 큐에이엠(QAM) 디코딩하여 심볼로 변환하기 위한 다수의 밴드 수신처리 수단, 상기 다수의 밴드 수신처리 수단으로부터의 출력데이터를 다중화하기 위한 밴드 다중화 수단, 상기 밴드 다중화 수단에 의하여 다중화된 수신 데이터에 대하여 프레임 처리 및 에러 정정을 수행하기 위한 전송수렴 부계층 수단 및 상기 다수의 밴드 수신처리 수단 각각과 상기 전송수렴 부계층 수단에 데이터 전송률 가변을 위한 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하는 클럭 공급 수단을 포함한다.
본 발명은 데이터 전송율(transmission rate)을 가변할 수 있고, 대칭 (symmetric) 데이터 전송을 가능하게 하는 4-밴드 QAM 트랜시이버에 관한 것이다.
일반적으로 QAM 트랜시이버는 송신기(transmitter)와 수신기(receiver)를 하나의 모듈(module)로 구현하며, 이때 각각 송신기와 수신기는 하나의 전송 밴드(band)를 지원한다.
그런데, 전화선을 이용하여 데이터를 전송하는 경우에는, 고주파 대역의 감쇄(attenuation)가 매우 심하여 송신기와 수신기가 동일한 전송 속도를 유지하기 어렵다.
그러나, 본 발명에서는 이러한 열악한 환경에서도 고속 대칭 데이터 전송을 가능하게 하기 위하여 두개의 밴드 송신기와 두개의 밴드 수신기를 두었으며, 각각의 전송 밴드 역시 다양한 전송 속도를 지원하도록 하였다.
그렇게 함으로써, 본 발명은 다양한 전송 속도를 제공할 수 있고, 또한 고속의 대칭 데이터 전송을 가능하며, 또한 각각 서로 다른 전송 속도를 지원하는 네 개의 서로 다른 전송 밴드의 정합(interface)을 효율적으로 수행한다.
다시 말해, 본 발명은 주파수에 따른 신호의 감쇄가 열악한 채널 환경에서도 상향전송과 하향전송의 데이터 전송 속도를 같게 하는 대칭 서비스를 제공하기 위해 상향전송과 하향전송에 각각 두개 이상의 서로 다른 송신기와 수신기를 둠으로써, 각기 다른 전송 속도를 가지는 네 개의 밴드(band)간 데이터 정합을 원활하게 하는 것이다.
이때, 하향전송이라 함은 네트워크 종단(network side)에 위치한 송신기로부터 데이터가 가입자 종단(user side)에 위치한 수신기로 전송되는 경로를 말하며, 상향전송은 이와 반대의 데이터 전송을 의미한다.
본 발명에서는 송신장치에 각기 다른 전송 속도를 제공하는 두 조의 송신기, 수신장치에 각기 다른 전송 속도를 제공하는 두조의 수신기를 두고, 이들 네조의 송신기와 수신기가 차지하는 통과 대역 할당(passband bandwidth allocation)을 적절하게 조절함으로써 고속 대칭 데이터 전송이 가능하게 한다.
이때, 전송수렴(TC) 부계층(sub-layer)은 프레임(frame)처리 및 OAM (Operation And Maintenance), 및 FEC(Forward Error Correction) 기능을 수행하며, 송신장치와 수신장치에 각각 하나씩 존재한다.
따라서, 하나의 전송수렴 부계층에 각기 다른 전송 속도를 지원하는 두조의 송신기 또는 수신기를 정합해야 한다.
또한, 각기 다른 속도를 가지는 두조의 송신기 또는 수신기를 하나의 D/A 변환기 샘플링 속도에 정합해야 한다. 이러한 속도 정합은 하나의 송신기와 하나의 수신기를 사용하는 기존 시스템에서는 문제되지 않으나, 본 발명과 같이 다수의 송신기 또는 수신기를 구비하는 송신장치 및 수신장치는 필수적으로 속도 정합을 이루어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 4-밴드 다중레벨 QAM 트랜시이버의 일실시예 구성도이다.
4- 밴드 다중레벨 QAM 트랜시이버의 송신장치와 수신장치는 각각 두개의 송신기(204, 206)와 두개의 수신기(220, 222)를 가지며, 이때 각각 전송수렴(TC) 클럭, 심볼(symbol) 클럭, 샘플링(sampling) 클럭 등 크게 세 종류의 클럭을 필요로 한다.
본 발명에 따른 송신기(204, 206)와 수신기(220, 222)는 종래의 송신기 및 수신기와 동일한 동작 특성을 갖는다.
하나의 전송수렴 부계층(200)에 각각 서로 다른 전송 속도를 가지는 두개의 송신기(204, 206)를 정합하기 위해서는, 먼저 전송수렴 부계층(200)의 데이터 전송 속도 DRTC가, 다음의 (수학식 1)과 같이, 각각의 송신기의 데이터 전송 속도 DRTX1과 DRTX2의 합이 되어야 한다.
DRTC= DRTX1+ DRTX2
이때, DRTX1 ,DRTX2는 정수가 아닐 수 있다. 따라서, DRTC는 DRTX1와 DRTX2중 어느 것과도 정수배 관계에 있지 않을 수 있다.
그러므로 서로 다른 세개의 독립적인 클럭이 요구되며 경우에 따라서는 세개의 독립적인 PLL을 필요로 하게 된다.
특히, 4-밴드 트랜시이버의 수신장치의 경우 제1밴드 또는 제2밴드 수신기(220, 222)의 입력 신호로부터 심볼 클럭을 복원하여 전체 시스템 클럭을 생성하는 경우에 PLL의 사용은 필수적이다.
심볼 클럭과 샘플링 클럭과의 관계 역시 전송수렴 클럭에서 보듯이 정수배 관계에 있지 않다. 따라서, 도 2 의 4-밴드 송신장치에는 모두 4 종류의 서로 독립적인 클럭이 필요하게 되고, 수신장치까지 고려하면 모두 8 개의 독립적인 클럭이 필요하게 된다.
이 클럭들을 모두 PLL을 이용하여 생성하는 경우에는 매우 큰 칩 크기(chip area)와 전력(power)을 소모하게 되어 비효율적이다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 주파수 합성기(212)는 외부의 국부 발진기 (210)로부터 기준클럭을 입력받아 내부에서 N채배하여 고속의 시스템 클럭을 생성하고, 수치제어발진기(NCO: Numerically Controlled Oscillator, 214)는 주파수 합성기(212)의 출력을 입력받아 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급한다.즉, 상기 수치제어발진기(214)는 전송수렴 부계층(200)에 전송수렴 클럭, 각 밴드 송신기(204, 206)의 QAM 심볼인코더에 심볼 클럭 및 통과 대역 신호 변환을 위해 인터폴레이터에 샘플링 클럭을 상호 독립적으로 공급한다.이렇게 하는 경우 심볼 속도 또는 샘플링 속도가 변화될 때 단지 수치제어발진기(214)를 조정하면 된다. 예를 들어, 수치제어발진기(214)의 입력 클럭이 100MHz이고, 수치제어발진기(214)의 제어 r레지스터가 10비트로 구성되어 있으면, 이 수치제어발진기(214)는 97656Hz(=100MHz/2^10) 단위로 클럭을 생성할 수 있다.
도시되지는 않았지만 국부발진기(210)를 대신하여 네트워크로부터 기준클럭을 입력받는 것도 가능하다.한편, 수치제어발진기(214)를 통해 생성된 클럭은 지터(jitter)를 수반하기 때문에 지터(jitter)를 줄이기 위해서 시스템 클럭이 고속이어야 한다.
본 발명에서는 상호 독립적인 클럭의 수를 줄이기 위해 샘플링(sampling) 클럭의 속도를 제1밴드 송신기 전송 속도와 제2밴드 송신기 전송 속도의 최소공배수(LCM: Least Common Multiplier)로 하는 방법을 사용하는 것이 가능하다. 이렇게 함으로써, 제1밴드 송신기의 전송 속도와 제2밴드 송신기의 전송 속도는 각각 샘플링 클럭을 1/N1배, 1/N2배 한 것과 같은 효과를 얻는다.
수신장치도 송신장치와 마찬가지로 네트워크 또는 외부의 발진기로부터 기준클럭을 입력받아 주파수합성기(212) 및 수치제어발진수단(214)을 통해 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급한다.즉, 수치제어발진기(214)는 전송수렴 부계층(226)에 전송수렴 클럭, 각 밴드 수신기(220, 222)의 QAM 심볼디코더에 심볼 클럭 및 기저 대역 신호 변환을 위해 데시메이트에 샘플링 클럭을 상호 독립적으로 공급한다.이하 도 2를 참조하여 송신과정과 수신과정을 구체적으로 설명한다.
전송수렴 부계층(200)은 입력되는 송신(TX) 데이터에 대하여 프레임 처리 및 에러 정정 등을 수행하고, 밴드 역다중화기(202)는 전송수렴 부계층(200)에 의하여 처리된 송신 데이터를 각 밴드 송신기(204, 206)의 전송 속도에 맞게 바이트(Byte) 단위로 분배한다.
밴드 송신기(204, 206)의 처리 과정은 밴드 역다중화기(202)의 출력 데이터를 QAM 심볼 인코더에 의하여 바이트 단위로 심볼 인코딩하고, 심볼 인코딩된 데이터를 제곱근 나이키스트 필터에 의하여 파형정형(pulse shaping)한 후, 인터폴레이터에 의하여 인터폴레이션(interpolation)를 한 후, 상기 인터폴레이션된 송신 데이터를 통과대역 신호(passband signal)로 변환한다.
즉, 심볼 인코더는 입력되는 데이터를 An= an+ jbn형태의 복소 M-QAM(Mary Quadrature Amplitude Modulation)로 인코딩한다. 심볼 인코딩된 정방형 다중 레벨(quadratic multi-level) 데이터를 제곱근 나이키스트(square-root Nyquist) 필터를 통과시켜 파형정형(pulse shaping)한 후, 인터폴레이터(interpolator)를 거쳐 D/A 변환기(112)의 샘플링(sampling) 속도와 정합한다. 인터폴레이터(Interpolator)를 거친 신호는 이후 DDFS(Direct Digital Frequency Synthesizer)에서 발생된 중심주파수(carrier frequency)와 곱해져서 통과대역 신호(passband signal)로 변환된다.
합성기는 다수의 밴드 송신기(204, 206)의 출력신호인 통과대역 신호(passband signal)를 합성하고, D/A 변환기(208)는 그 합성된 디지털 합성 송신 데이터를 아날로그 합성 송신 신호로 변환하며, 도면에는 나타나지 않았으나 출력기를 통하여 출력되어 전송선로를 통하여 전송된다.이하, 수신과정을 설명한다.
A/D 변환기(216)는 전송선로를 통해 수신된 아날로그 신호를 디지털 수신신호로 변환하고, 분배기(218)는 변환된 디지털 수신신호를 각 밴드 수신기(220, 222)로 분배한다.
밴드 수신기(220, 222)의 처리과정은 그 분배된 수신신호를 기저대역 신호로 변환하고, 그 변환된 기저 대역 신호에 대하여 전송선로에 의한 신호 왜곡을 보상한 후, 신호 왜곡이 보상된 수신신호를 큐에이엠(QAM) 디코딩하여 심볼로 변환한다.
즉, 전송선로를 통해 수신되어 신호를 A/D 변환기(216)를 통과시켜 디지털 신호로 변환하고, 이후 DDFS(Direct Digital Frequency Synthesizer)에서 발생된 중심주파수(carrier frequency)를 곱해서 기저대역 신호로 변환시킨 후 데시메이터, 정합필터(matched filter, Nyquist filter) 및 등화기(equalizer)를 거치게 하여 전송선로에 의한 신호 왜곡을 보상한다. 이후 등화기(equalizer)의 출력 신호는 QAM 심볼 디코더(decoder)에 의하여 바이트 단위로 디코딩되어 심볼로 변환된다.
밴드 다중화기(Band Mux)(224)는 밴드 수신기(220, 222)로부터의 출력데이터를 각 밴드 수신기(220, 222)의 전송 속도에 맞게 수신데이터를 바이트 단위로 다중화 처리하고, 전송수렴 부계층(226)은 밴드 다중화기(224)에 의하여 다중화된 수신 데이터에 대하여 프레임 처리 및 에러 정정 등을 수행한다.
도 3은 본 발명에 따른 밴드 역다중화기(band splitter)/밴드 다중화기 (band mux)의 일실시예 구성도이다.
본 발명에서는 또한 전송수렴(TC) 데이터를 제1밴드 송신기(204)와 제2밴드 송신기(206)에 분배하는 밴드 역다중화기(band splitter)(202)와 이의 역기능을 수행하는 밴드 다중화기(band Mux)를 효율적으로 구현하기 위하여 도 4 와 같은 방안을 개발하였다.
먼저, 도 3의 밴드 역다중화기(band splitter)(202)의 동작을 설명한다.
밴드 역다중화기(202)는 전송수렴 부계층(200) 출력 데이터를 제1밴드 송신기(204)와 제2밴드 송신기(206)의 심볼 인코더에 각 밴드(band)가 가지는 전송 속도에 맞게 분배한다.
예를 들어, 전송수렴 부계층(200) 데이터 전송 속도가 3, 제1밴드 송신기(204)의 전송 속도가 1, 제2밴드 송신기(206)의 전송속도가 2인 경우, 밴드 역다중화기(202)는 첫번째 데이터를 제1밴드에, 두번째와 세번째 데이터를 제2밴드에 분배한다. 이때, 데이터의 유실을 막기 위해 전송수렴(TC)과 각각의 송신기 사이에는 FIFO(first input first output)가 존재하여야 하며, 각각의 FIFO는 세개의 서로 다른 클럭에 동기되어 동작한다.
그런데, 전송수렴 부계층(200)과 제1밴드, 제2밴드의 송신기(204, 206)간의 인터페이스를 비트(bit) 단위로 처리하는 경우, 전송수렴 부계층(200)의 기본 처리 단위가 바이트 단위이며, QAM 심볼 인코더는 m 비트의 데이터를 2m개의 심볼로 전환하는 점을 감안하면, 결과적으로 전송수렴 부계층(200)의 바이트 데이터를 비트로 변환하고, 이 비트 데이터 스트림(stream)을 다시 2m개의 심볼로 변환하는 이중 작업이 필요하며, 이 과정에서 서로 다른 속도의 비트 클럭이 다수 필요하다.
도 4 는 본 발명에 따른 밴드 역다중화기(band splitter)의 설명도이다.
본 발명에서는 전송수렴 부계층의 바이트 데이터로부터 2m개의 심볼을 직접 인코딩하여, 결과적으로 하드웨어 및 클럭의 수를 감소시켰다.
도 4 는 도 3 에서 전송수렴 부계층(200)과 제1밴드 송신기(204)간 인터페이스를 상세히 나타낸 것으로서, 전송수렴 부계층(200)으로부터 분배되어 들어온 데이터가 FIFO를 통해 바이트 단위로 입력된다.
M-QAM(M=2m)의 경우 입력된 바이트 데이터의 LSB부터 최초 m개의 비트를 하나의 심볼로 매핑하므로(즉 4-QAM의 경우 최초 두 비트를 22=4개의 심볼중 하나로 매핑), 입력되는 바이트 데이터의 LSB부터 m 비트 단위로 심볼 인코딩하면 별도의 비트 변환을 생략할 수 있다.
이때, m이 8의 최대공약수(GCD: Greatest Common Divider)가 아닌 경우, 즉 3, 5, 6, 7인 경우, 하나의 바이트 입력만으로는 심볼 인코딩이 제대로 수행되지 않으므로 연속적으로 입력되는 바이트 데이터를 가상적으로 순환(circular)되게 연결하여 연속적으로 인코딩을 수행해야 하며, 이 경우 최대 8 바이트 단위로 입력 바이트와 심볼 인코딩이 동기를 이루게 된다.
일반적으로 다중 레벨(multi-level) M-QAM의 경우 M이 최대 256(=28)인 점을 감안하여 본 발명에서는 256 QAM까지만을 고려하였으며, 이 이상의 경우(즉, 512QAM, 1024QAM 등)에도 모두 동일한 방법을 적용할 수 있다.
수신장치의 경우, 밴드 역다중화기(202)의 역기능을 수행하는 밴드 다중화기(224)가 필요하며, 밴드 다중화기(224) 역시 밴드 역다중화기(202)와 동일한 방법으로 간단하게 구현할 수 있다.
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 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 주파수가 증가함에 따라 채널 감쇄(channel attenuation)가 심한 채널(channel) 환경에서도 고속의 대칭적(symmetric) 데이터 전송을 가능하게 하는 가변 전송율(variable rate)을 제공하는 4-밴드 트랜시이버 (4-band transceiver)를 개발할 수 있게 하는 효과가 있다.
즉, 주파수에 따른 신호의 감쇄(attenuation)가 열악한 채널 환경에서도 상향전송(upstream)과 하향전송(downstream)의 데이터 전송 속도를 같게 하는 대칭(symmetric) 서비스를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 가변 전송율을 가지는 4-밴드 트랜시이버(variable rate 4-band transceiver) 구현에서 가장 문제점인 다양한 종류의 독립적인 클럭을 간략하게 하나의 PLL과 다수의 NCO로서 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은. 하나의 전송 수렴 부계층(TC sub-layer) 데이터를 서로 다른 전송 속도를 가지는 두개의 송신기(transmitter)에 분배하는 밴드 다중화기와 이의 역기능을 수행하는 밴드 다중화기(band Mux)를 간단히 바이트(byte) 단위에서 별도의 큰 하드웨어 없이 처리하게 하는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 다수의 송신 밴드를 갖는 큐에이엠(QAM) 송신 장치에 있어서,
    송신 데이터에 대하여 프레임 처리 및 에러 정정을 수행하기 위한 전송수렴 부계층 수단;
    상기 전송수렴 부계층 수단에 의하여 선처리된 송신 데이터를 다수의 경로로 분배하기 위한 밴드 역다중화 수단;
    상기 밴드 역다중화 수단으로부터 분배되는 출력 데이터를 심볼 인코딩하고, 상기 심볼 인코딩된 데이터를 파형정형(pulse shaping) 및 인터폴레이션(interpolation)을 한 후, 상기 인터폴레이션된 송신 데이터를 통과대역 신호(passband signal)로 변환하는 다수의 밴드 송신처리 수단;
    상기 전송수렴 부계층 수단과 상기 다수의 밴드송신처리 수단 각각에 데이터 전송률 가변을 위한 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하는 클럭 공급 수단;
    상기 다수의 밴드 송신처리 수단의 출력신호인 통과대역 신호(passband signal)를 합성하기 위한 합성 수단; 및
    상기 합성된 디지털 합성 송신 데이터를 아날로그 합성 송신 신호로 변환하여 출력하기 위한 출력 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송수렴 부계층 수단은,
    데이터 전송 속도가 각각의 밴드 송신처리 수단에서의 데이터 전송 속도들의 합과 같은 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 송신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밴드 역다중화 수단은,
    상기 다수의 밴드 송신처리 수단 각각의 전송 속도에 맞게 송신데이터를 분배하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 송신 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밴드 역다중화 수단은,
    송신데이터를 바이트(Byte) 단위로 상기 다수의 밴드 송신처리 수단 각각에 분배하는 것을 특징을 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 송신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밴드 송신처리 수단은,
    송신데이터를 바이트 단위로 인코딩하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 송신 장치.
  6. 다수의 수신 밴드를 갖는 큐에이엠(QAM) 수신 장치에 있어서,
    전송선로를 통해 수신된 아날로그 신호를 디지털 수신 신호로 변환하여 입력받기 위한 입력 수단;
    상기 입력수단에서 변환된 디지털 수신신호를 다수의 경로로 분배하기 위한 분배 수단;
    상기 분배된 수신신호 각각을 기저대역 신호로 변환하고, 상기 변환된 기저 대역 신호에 대하여 전송선로에 의한 신호 왜곡을 보상한 후, 신호 왜곡이 보상된 수신신호를 큐에이엠(QAM) 디코딩하여 심볼로 변환하기 위한 다수의 밴드 수신처리 수단;
    상기 다수의 밴드 수신처리 수단으로부터의 출력데이터를 다중화하기 위한 밴드 다중화 수단;
    상기 밴드 다중화 수단에 의하여 다중화된 수신 데이터에 대하여 프레임 처리 및 에러 정정을 수행하기 위한 전송수렴 부계층 수단; 및
    상기 다수의 밴드 수신처리 수단 각각과 상기 전송수렴 부계층 수단에 데이터 전송률 가변을 위한 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하는 클럭 공급 수단
    을 포함하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 수신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 밴드 다중화 수단은,
    상기 다수의 밴드 수신처리 수단 각각의 전송 속도에 맞게 수신데이터를 입력받아 다중화하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 수신 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 밴드 다중화 수단은,
    상기 다수의 밴드처리 수단으로부터 전송된 수신데이터를 바이트(Byte) 단위로 다중화하여 상기 전송수렴 부계층 수단으로 전송하는 것을 특징을 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 수신 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 밴드 수신처리 수단 각각은,
    수신데이터를 바이트 단위로 큐에이엠(QAM) 디코딩하여 심볼로 변환하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 수신 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 클럭 공급수단은,
    네트워크로부터 기준클럭을 입력받아 내부에서 채배하여 고속의 시스템 클럭으로 생성하여 출력하기 위한 주파수 합성수단; 및
    상기 주파수 합성수단의 출력을 입력받아 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하기 위한 수치제어 발진수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 송신 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 클럭 공급수단은,
    외부의 발진기로부터 기준클럭을 입력받아 내부에서 채배하여 고속의 시스템 클럭으로 생성하여 출력하기 위한 주파수 합성수단; 및
    상기 주파수 합성수단의 출력을 입력받아 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하기 위한 수치제어 발진수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 송신 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 수치제어 발진수단은,
    상기 전송 수렴 부계층 수단을 위한 전송수렴 클럭과, 상기 다수의 밴드 송신처리수단 각각에서의 심볼 인코딩을 위한 다수의 심볼클럭과, 상기 다수의 밴드 송신처리수단에서의 통과대역 신호 변환을 위한 샘플링클럭을 상호 독립적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 송신 장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 클럭 공급수단은,
    네트워크로부터 기준클럭을 입력받아 내부에서 채배하여 고속의 시스템 클럭으로 생성하여 출력하기 위한 주파수 합성수단; 및
    상기 주파수 합성수단의 출력을 입력받아 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하기 위한 수치제어 발진수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 수신 장치.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 클럭 공급수단은,
    외부의 발진기로부터 기준클럭을 입력받아 내부에서 채배하여 고속의 시스템 클럭으로 생성하여 출력하기 위한 주파수 합성수단; 및
    상기 주파수 합성수단의 출력을 입력받아 다종의 클럭을 상호 독립적으로 공급하기 위한 수치제어 발진수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 수신 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 수치제어 발진수단은,
    상기 전송 수렴 부계층 수단을 위한 전송수렴 클럭과, 상기 다수의 밴드 수신처리수단 기저대역 신호 변환을 위한 샘플링클럭과, 상기 다수의 밴드 송신처리수단 각각에서의 심볼 디코딩을 위한 다수의 심볼클럭을 상호 독립적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 가변전송율을 가지는 큐에이엠(QAM) 수신 장치.
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