KR100603606B1 - 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 신호의 대역폭이 나이퀴스트 대역을 넘지 않는 신호에 대해 수신단에서 클럭을 복구할 수 있는 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 최소 대역폭 시스템에 적용되는 클럭을 복구하기 위한 클럭 복구 장치에 있어서, 입력 신호 - 신호 대역폭이 나이퀴스트 대역폭을 초과하지 않는 최소 대역폭 신호임 - 를 제곱하기 위한 제1 신호 제곱 수단; 상기 제1 신호 제곱 수단의 출력 신호를 펄스 성형하여 좌우 전력 스펙트럼이 대칭이 되도록 프리필터링하기 위한 신호 성형 수단; 상기 신호 성형 수단의 출력 신호를 전달받아, 신호가 가진 주기의 역수, 즉 1/T(여기서 'T'는 신호의 주기)에서 클럭톤이 생성되도록 상기 신호 성형 수단의 출력 신호를 다시 제곱하여 클럭을 복구하기 위한 제2 신호 제곱 수단; 상기 제2 신호 제곱 수단에서 '1/T에서 복구된 클럭 신호'의 클럭 성분을 추출하기 위한 신호 추출 수단; 및 상기 신호 추출 수단에서 추출된 클럭 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 신호 변환 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 디지털 통신 시스템 등에 이용됨.
최소 대역폭, 나이퀴스트, 클럭 복구, 프리필터

Description

최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치 및 그 방법{Clock recovery method for a minimum bandwidth system}
도 1 은 종래의 랜덤 신호에 대한 클럭 복구 장치의 일예시도.
도 2 은 본 발명에 따른 최소 대역폭 시스템에 적용되는 최소 대역폭 신호에 대한 클럭 복구 장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 최소 대역폭 신호의 전력 스펙트럼에 대한 일실시예 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
230 : 제 1 제곱기 240 : 프리필터
250 : 제 2 제곱기 260 : 대역 통과 여파기
270 : 영점 통과 검출기
본 발명은 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신호의 대역폭이 나이퀴스트 대역을 넘지 않는 신호에 대해 수신단에서 클럭을 복구할 수 있는 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 신호를 전송하는 시스템에서 채널을 통해 송신된 신호는 수신기에서 에러없이 복원되어야 하며, 랜덤한 디지털 신호를 에러없이 전송하기 위해서 채널 대역폭은 최소한 보내고자 하는 신호의 전송 속도의 절반에 해당하는 나이퀴스트 주파수 이상은 되어야 한다.
신호 복원을 위해 수신기에서는 수신 신호와 동기된 클럭이 필요하며, 이 클럭은 외부로부터 공급받을 수도 있고, 수신 신호로부터 추출할 수도 있다.
수신 신호로부터 클럭을 추출하는 방식을 셀프 타이밍 방식이라 하며, 이러한 셀프 타이밍 방식에는 비선형 회로와 대역 통과 여파기가 사용된다.
즉, 수신기에서는 비선형회로를 이용하여 신호가 가진 주기의 역수, 즉 1/T(여기서 'T'는 신호의 주기)에서 클럭톤을 생성시키고, 중심 주파수가 1/T인 대역 통과 여파기를 통과시켜 클럭 성분을 추출한다.
상기의 비선형 회로로는, 수신 신호의 대역폭이 나이퀴스트 대역폭을 초과하는 신호에 대한 클럭톤 생성을 위해, 보통 제곱 회로나 절대값 정류 회로 등이 많이 사용된다.
도 1 은 종래의 랜덤 신호에 대한 클럭 복구 장치의 일예시도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 랜덤 신호에 대한 클럭 복구 장치는, 입력된 신호를 성형하여 좌우 전력 스펙트럼이 대칭이 되도록 해주기 위한 프리필터(prefilter, 140), 상기 프리필터(140)의 출력 신호를 전달받아 제곱하여 클럭을 복구하기 위한 비선형 회로인 제곱기(150), 상기 제곱기(150)에서 복구한 클럭 신호를 필터링하여 클럭 성분을 추출하기 위한 대역 통과 여파기(160) 및 상기 대역 통과 여파기(160)에서 추출한 클럭 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 영점 통과 검출기(130)를 포함한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 랜덤 신호에 대한 클럭 복구 장치는, 나이퀴스트 대역폭을 초과하지 않는 신호에 대해서는, 상기와 같은 비선형 회로를 이용해도 1/T에서 안정된 클럭톤을 생성할 수 없어, 클럭을 복구할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 신호의 대역폭이 나이퀴스트 대역을 넘지 않는 신호에 대해 수신단에서 클럭을 복구할 수 있는 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 최소 대역폭 시스템에 적용되는 클럭을 복구하기 위한 클럭 복구 장치에 있어서, 입력 신호 - 신호 대역폭이 나이퀴스트 대역폭을 초과하지 않는 최소 대역폭 신호임 - 를 제곱하기 위한 제1 신호 제곱 수단; 상기 제1 신호 제곱 수단의 출력 신호를 펄스 성형하여 좌우 전력 스펙트럼이 대칭이 되도록 프리필터링하기 위한 신호 성형 수단; 상기 신호 성형 수단의 출력 신호를 전달받아, 신호가 가진 주기의 역수, 즉 1/T(여기서 'T'는 신호의 주기)에서 클럭톤이 생성되도록 상기 신호 성형 수단의 출력 신호를 다시 제곱하여 클럭을 복구하기 위한 제2 신호 제곱 수단; 상기 제2 신호 제곱 수단에서 '1/T에서 복구된 클럭 신호'의 클럭 성분을 추출하기 위한 신호 추출 수단; 및 상기 신호 추출 수단에서 추출된 클럭 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 신호 변환 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 방법은, 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치에 적용되는 클럭 복구 방법에 있어서, 입력 신호 - 신호 대역폭이 나이퀴스트 대역폭을 초과하지 않는 최소 대역폭 신호임 - 를 제곱하는 신호 제곱 단계; 상기 신호 제곱 단계에서 제곱한 신호를 펄스 성형하여 좌우 전력 스펙트럼이 대칭이 되도록 프리필터링하는 신호 성형 단계; 상기 신호 성형 단계에서 펄스 성형된 신호를 전달받아, 신호가 가진 주기의 역수, 즉 1/T(여기서 'T'는 신호의 주기)에서 클럭톤이 생성되도록 상기 성형된 신호를 다시 제곱하여 클럭을 복구하는 클럭 복구 단계; 상기 클럭 복구 단계에서 '1/T에서 복구된 클럭 신호'의 클럭 성분을 추출하는 클럭 성분 추출 단계; 및 상기 클럭 성분 추출 단계에서 추출된 클럭 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 최소 대역폭 시스템에 적용되는 최소 대역폭 신호에 대한 클럭 복구 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 최소 대역폭 시스템에 적용되는 최소 대역폭 신호에 대한 클럭 복구 장치는, 입력 신호를 제곱하여 제 2 제곱기(230)에 의해 클럭이 복구될 수 있도록 하기 위한 제 1 제곱기(230), 상기 제 1 제곱기(230)에서 제곱한 신호를 성형하여 좌우 전력 스펙트럼이 대칭이 되도록 해주기 위한 프리필터(240), 상기 프리필터(240)의 출력 신호를 전달받아 제곱하여 클럭을 복구하기 위한 제 2 제곱기(250), 상기 제 2 제곱기(250)에서 복구한 클럭 신호를 필터링하여 클럭 성분을 추출하기 위한 대역 통과 여파기(260) 및 상기 대역 통과 여파기(260)에서 추출한 클럭 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 영점 통과 검출기(270)를 포함한다.
상기 각 구성 요소들의 상세 기능 및 동작을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 외부로부터 입력되는 신호(예 : PAM 신호)의 데이터 성분은, 등화기(equalizer, 210)에 의해 신호 왜곡이 보상되어 샘플러(220)로 입력된다.
또한, 외부로부터 입력되는 신호(예 : PAM 신호)의 펄스 성분은, 제 1 제곱기(230)로 입력되어 제 2 제곱기(250)에 의해 펄스가 복구가 될 수 있는 상태로 만들어지면, 프리필터(240)는 상기 제 1 제곱기(230)의 출력 신호를 입력받아 성형하여 좌우의 전력 스펙트럼이 대칭이 되도록 한다. 그러면, 상기 프리필터(240)에서 성형한 신호는 상기 제 2 제곱기(250)에 입력되어 1/T에서 클럭 성분이 생기도록 다시 제곱되어지고, 상기 제 2 제곱기(250)에 의해 1/T에서 생성된 클럭 성분이 대역 통과 여파기(260)에 의해 추출된다.
그리고, 상기 대역 통과 여파기(260)에 의해 추출된 클럭 신호는, 영점 통과 검출기(270)에 의해 0 혹은 1의 디지털 신호로 변환되어 상기 샘플러(220)에 입력된다. 그러면, 상기 샘플러(220)는 상기 영점 통과 검출기(270)로부터 입력받은 클럭 신호를 이용하여 상기 등화기(210)로부터 입력받은 데이터 신호를 샘플링하여 출력한다.
도 3 은 본 발명에 따른 최소 대역폭 신호의 전력 스펙트럼에 대한 일실시예 설명도이다.
본 발명은, 신호의 전력 스펙트럼이 도 3 에 도시된 바와 같은 디지털 신호 [0,1]에 대해, 수신기에서 클럭 복구를 위해 프리필터, 제곱 회로 및 대역 통과 여파기를 이용하여 클럭을 복구하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 랜덤한 디지털 신호를 송수신하기 위한 전송 시스템에 있어서, 신호의 대역폭이 나이퀴스트 대역을 넘지 않는 디지털 신호에 대해 수신단에서 클럭을 복구할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 최소 대역폭 시스템에 적용되는 클럭을 복구하기 위한 클럭 복구 장치에 있어서,
    입력 신호 - 신호 대역폭이 나이퀴스트 대역폭을 초과하지 않는 최소 대역폭 신호임 - 를 제곱하기 위한 제1 신호 제곱 수단;
    상기 제1 신호 제곱 수단의 출력 신호를 펄스 성형하여 좌우 전력 스펙트럼이 대칭이 되도록 프리필터링하기 위한 신호 성형 수단;
    상기 신호 성형 수단의 출력 신호를 전달받아, 신호가 가진 주기의 역수, 즉 1/T(여기서 'T'는 신호의 주기)에서 클럭톤이 생성되도록 상기 신호 성형 수단의 출력 신호를 다시 제곱하여 클럭을 복구하기 위한 제2 신호 제곱 수단;
    상기 제2 신호 제곱 수단에서 '1/T에서 복구된 클럭 신호'의 클럭 성분을 추출하기 위한 신호 추출 수단; 및
    상기 신호 추출 수단에서 추출된 클럭 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 신호 변환 수단
    을 포함하는 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치.
  2. 최소 대역폭 시스템의 클럭 복구 장치에 적용되는 클럭 복구 방법에 있어서,
    입력 신호 - 신호 대역폭이 나이퀴스트 대역폭을 초과하지 않는 최소 대역폭 신호임 - 를 제곱하는 신호 제곱 단계;
    상기 신호 제곱 단계에서 제곱한 신호를 펄스 성형하여 좌우 전력 스펙트럼이 대칭이 되도록 프리필터링하는 신호 성형 단계;
    상기 신호 성형 단계에서 펄스 성형된 신호를 전달받아, 신호가 가진 주기의 역수, 즉 1/T(여기서 'T'는 신호의 주기)에서 클럭톤이 생성되도록 상기 성형된 신호를 다시 제곱하여 클럭을 복구하는 클럭 복구 단계;
    상기 클럭 복구 단계에서 '1/T에서 복구된 클럭 신호'의 클럭 성분을 추출하는 클럭 성분 추출 단계; 및
    상기 클럭 성분 추출 단계에서 추출된 클럭 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환 단계
    를 포함하는 클럭 복구 방법.
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