KR100963016B1 - An apparatus for binary digital phase shift keying and quadrature digital phase shift keying carrier signal recovery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 결합기와 6-단자 위상 상관기 소자를 사용한 디지털 이위상편이 방식 및 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a digital phase shifter and quadrature phase shifter carrier signal recovery apparatus using a hybrid coupler and a six-terminal phase correlator element.
이를 위한 본 발명에 따른 디지털 이위상편이 방식(PSK) 반송파 신호 복원 장치는 이위상편이 방식 신호를 입력받고, 상기 입력된 이위상편이 방식 신호를 90° 위상차를 갖는 제1 출력신호, 제2 출력신호로 분배하여 출력하는 제1 소자와; 상기 제1, 제2 출력신호를 입력받아 일정한 크기의 반사계수로 반사하여 상기 제1 소자에 출력하는 반사계수 발생소자와; 상기 제1 소자의 제3 출력신호의 위상값을 -90°보상하여 출력하는 위상 보정기를 포함하여 구성된다. In the present invention, the PSK carrier signal reconstructing apparatus receives a two-phase shift signal and outputs a first output signal and a second output having a 90 ° phase difference from the input two-phase shift signal. A first element for distributing and outputting the signal; A reflection coefficient generating element that receives the first and second output signals and reflects the reflection coefficient with a predetermined magnitude and outputs it to the first element; And a phase compensator for compensating and outputting the phase value of the third output signal of the first element by −90 °.
또한, 디지털 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치는, 직교 위상 편이 방식 신호를 입력받는 6-단자 위상 상관기와; 상기 6-단자 위상 상관기의 제1, 제2, 제3, 제4 출력신호를 일정한 크기의 반사계수로 반사하여 상기 6-단자 위상 상관기에 출력하는 제1, 제2 반사계수 발생소자를 포함하여 구성된다.In addition, the digital quadrature phase shift type carrier signal recovery apparatus includes: a six-terminal phase correlator for receiving a quadrature phase shift type signal; And a first and second reflection coefficient generator for reflecting the first, second, third, and fourth output signals of the six-terminal phase correlator to the six-terminal phase correlator by reflecting the first, second, third, and fourth output signals with a constant magnitude. It is composed.
하이브리드 결합기, 위상 편이, 복원, 반송파 Hybrid Coupler, Phase Shift, Restoration, Carrier
Description
본 발명은 디지털 위상 편이 방식 반송파 복원 장치에 관한 것으로, 특히 소형화 및 안정화된 반송파 동기회로와 입력 주파수의 변동에 대해서 낮은 위상 오차를 가지며, 구조가 간단한 디지털 이위상편이 방식 및 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
디지털 위상 편이 방식(Phase Shift Keying, PSK)은 디지털 정보신호의 원격 전송을 위한 변조 방식의 하나로 상대적으로 진폭 편이 방식(Amplitude Shift Keying, ASK) 및 주파수 편이 방식(Frequency Shift Keying, FSK) 보다 성능이 우수하나, 구조적으로는 다른 방식보다는 복잡한 구조로 구성된다. Phase Shift Keying (PSK) is one of the modulation methods for remote transmission of digital information signals.Its performance is relatively better than Amplitude Shift Keying (ASK) and Frequency Shift Keying (FSK). Excellent, but structurally more complex than other methods.
전송하고자 하는 정보신호를 디지털 위상편이 방식(PSK)을 통해 전송하고, 전송된 정보신호를 수신하는 방법으로는, 일반적으로 전송된 정보신호의 반송파 신 호와 동일한 주파수를 가지며 위상이 동기된 코히어런트(coherent) 수신 방식을 사용한다. As a method of transmitting an information signal to be transmitted through a digital phase shift method (PSK) and receiving the transmitted information signal, a coherent phase having the same frequency as that of the carrier signal of the transmitted information signal and having a synchronized phase Use a coherent reception method.
여기서, 반송파 신호를 복원하기 위해서는, 일반적으로 전송된 정보신호의 변조 차수와 같은 주파수 체배 회로와 협대역 필터 그리고 위상동기회로(PLL:Phase Locked Loop)로 구성되는 체배 방식 또는 Costas 회로 방식이 주로 사용되며, 디지털 구현 방식의 주파수 복원 및 위상 동기 회로로 구현된다.Here, in order to recover the carrier signal, a multiplier method or a Costas circuit method mainly composed of a frequency multiplication circuit such as a modulation order of a transmitted information signal, a narrowband filter, and a phase locked circuit (PLL) is mainly used. Digital frequency recovery and phase locked circuits are implemented.
반송파 신호 복원 회로에는 전송된 정보신호 주파수 영역과 같은 반송파 신호원으로 사용되는 주파수 신호원이 구성되며, 주파수 신호원은 전압제어발진기(VCO : Voltage Controlled Oscillator)로, 전송된 정보신호의 반송파 신호 주파수 영역에서 동작된다. 전압제어발진기는 비교적 낮은 주파수 대역에서는 용이하게 구성되나, 높은 주파수 영역에서는 고가의 회로로 구성되거나, 비교적 복잡한 주파수 체배 회로로 구성된다.The carrier signal recovery circuit includes a frequency signal source used as a carrier signal source such as the frequency domain of the transmitted information signal, and the frequency signal source is a voltage controlled oscillator (VCO), and the carrier signal frequency of the transmitted information signal. It is operated in the area. The voltage controlled oscillator is easily configured in a relatively low frequency band, but is composed of an expensive circuit in a high frequency region or a relatively complex frequency multiplication circuit.
종래의 디지털 위상편이 방식 반송파 신호 복원 방법을 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. Referring to FIG. 1, a conventional digital phase shift carrier signal recovery method is as follows.
도 1은 종래 기술에 따른 디지털 위상편이 방식 반송파 신호 복원 구조도이다. 1 is a diagram illustrating a structure of digital phase shift carrier signal recovery according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 반송파 신호 복원 방식 중 체배 방식에서는, 위상편이 변조(Phase Shift Keying, PSK) 신호(105)가 입력되면, 상기 입력된 위상편이 변조신호(105)는 대역통과 필터(101)를 통과한 후, 체배회로(102)를 거친다. 이때, 상기 위상편이 변조신호(105)에 포함된 변조 성분은 상기 체배회 로(102)를 거치면서 제거된다. As shown in FIG. 1, in the multiplication method of the carrier signal restoration method according to the related art, when a phase shift keying signal PS105 is input, the input phase
이후, 상기 체배회로(102)에 의해 체배된 위상편이 변조신호는 위상동기회로(103)에 입력된다. 이때, 상기 체배된 위상편이 변조신호는 상기 위상동기회로를 거치면서 위상 동기된다.Thereafter, the phase shift modulated signal multiplied by the
상기 위상 동기된 체배된 위상편이 변조신호는 주파수 분주회로(106)에 입력되어 반송파 신호의 주파수를 갖는 신호(107)로 출력된다. The phase-locked multiplied phase shift modulated signal is input to the frequency division circuit 106 and output as a
상기 위상동기회로(103)는 고차 성분의 주파수 발생원인 전압제어소자(104)가 요구된다. The
한편, Costas 동기 방식은 상기 체배방식과 원리적으로 동일하나, 디지털 방식의 전압제어발진기를 필요로 한다. On the other hand, the Costas synchronous method is the same as the multiplication method in principle, but requires a digital voltage controlled oscillator.
전압제어 발진기는 반송파 신호의 주파수 성분과 같은 주파수 영역을 갖는 회로로 구성되며, 도 2와 같은 구조를 갖는다. The voltage controlled oscillator is composed of a circuit having the same frequency domain as that of the carrier signal, and has a structure as shown in FIG.
도 2는 반송파 신호 복원장치의 전압제어 발진기의 구성도이다. 2 is a configuration diagram of a voltage controlled oscillator of a carrier signal recovery apparatus.
도 2에 도시된 바와 같이, 발진회로(202)는 기본 주파수를 갖는 발진신호를 발생한다. 여기서, 가변커패시터 소자(201)에 의해서 상기 발진신호의 주파수와 위상이 동기되어 출력된다(204). 출력된 발진신호는 주파수 체배회로(203)에 의해서 채베되어 출력된다(205). 상기 가변커패시터 소자(201)는 전압에 의해서 커패시터의 크기가 가변한다. As shown in Fig. 2, the
이때, 반송파 신호의 주파수가 증가하면 고주파 영역의 전압제어 발진기가 필요하다. At this time, if the frequency of the carrier signal is increased, a voltage controlled oscillator in the high frequency region is required.
그러나, 고주파 영역의 전압제어 발진기는 고가이며, 회로가 복잡한 구조로 이루어져 그 자체 크기가 증가하는 문제점이 있었다. However, the voltage controlled oscillator in the high frequency region is expensive, and the circuit itself has a problem that the size thereof increases due to a complicated structure.
또한 고주파 영역의 전압제어 발진기를 제어하기 위한 제어 회로가 복잡해짐에 따라 제어 회로를 구현 및 운용하기가 어려운 문제점이 있었다. In addition, as the control circuit for controlling the voltage controlled oscillator in the high frequency region is complicated, there is a problem that it is difficult to implement and operate the control circuit.
또한, 종래의 위상편이 방식 반송파 신호 복원 구조에서는, 위상동기회로(PLL)의 구성 및 성능에 따라 복원된 반송파 신호의 동기 주파수와 위상의 전기적 성능이 영향을 받는 구조를 갖는 문제점이 있었다. In addition, in the conventional phase shift carrier signal recovery structure, there is a problem that the electrical performance of the synchronization frequency and phase of the carrier signal restored by the configuration and the performance of the phase synchronization circuit (PLL) is affected.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반송파 복원 회로의 구성요소인 주파수 신호 발생원인 전압제어발진기 요소와 위상동기회로가 필요하지 않는 간단한 구조로, 소형화 및 안정화된 반송파 동기회로와 입력주파수의 변동에 대해서 낮은 위상 오차를 갖는 디지털 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, a simple structure that does not require a voltage-controlled oscillator element and a phase synchronization circuit, which is a frequency signal generation component of the carrier recovery circuit, and a compact and stabilized carrier synchronization circuit and input frequency It is an object of the present invention to provide a digital phase shift carrier signal recovery apparatus having a low phase error with respect to the variation of.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디지털 이위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치는, 이위상편이 방식 신호를 입력받고, 상기 입력된 이위상편이 방식 신호를 90° 위상차를 갖는 제1 출력신호, 제2 출력신호로 분배하여 출력하는 제1 소자와; 상기 제1, 제2 출력신호를 입력받아 일정한 크기의 반사계수로 반사하여 상기 제1 소자에 출력하는 반사계수 발생소자와; 상기 제1 소자의 제3 출력신호의 위상값을 -90°보상하여 출력하는 위상 보정기를 포함하여 구성된다. In order to achieve the above object, the digital two-phase shift carrier signal recovery apparatus according to the present invention, receiving a two-phase shift signal, the first output having a phase difference of 90 degrees out of the input phase shift signal A first element which divides and outputs a signal and a second output signal; A reflection coefficient generating element that receives the first and second output signals and reflects the reflection coefficient with a predetermined magnitude and outputs it to the first element; And a phase compensator for compensating and outputting the phase value of the third output signal of the first element by −90 °.
상기 제1 소자는, 90°하이브리드 결합기인 것이 바람직하다. It is preferable that a said 1st element is a 90 degree hybrid coupling group.
상기 반사계수의 위상은, 상기 위상 편이 방식 신호의 위상값과 역 위상값을 갖는 것이 바람직하다. The phase of the reflection coefficient preferably has a phase value and an inverse phase value of the phase shift signal.
본 발명에 따른 디지털 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치는, 직교 위상 편이 방식 신호를 입력받는 6-단자 위상 상관기와; 상기 6-단자 위상 상관기 의 제1, 제2, 제3, 제4 출력신호를 일정한 크기의 반사계수로 반사하여 상기 6-단자 위상 상관기에 출력하는 제1, 제2 반사계수 발생소자를 포함한다. A digital quadrature phase shift type carrier signal recovery apparatus according to the present invention includes a six-terminal phase correlator for receiving a quadrature phase shift type signal; And first and second reflection coefficient generators for reflecting the first, second, third, and fourth output signals of the six-terminal phase correlator to the six-terminal phase correlator to reflect the first, second, third, and fourth output signals with a constant magnitude. .
상기 6-단자 위상 상관기는, 하나의 전력 분배기와 3개의 90°하이브리드 결합기로 구성되는 것이 바람직하다.The six-terminal phase correlator is preferably composed of one power divider and three 90 ° hybrid couplers.
상기 반사계수의 위상은, 상기 직교 위상 편이 방식 신호의 위상값과 역 위상값을 갖는 것이 바람직하다. The phase of the reflection coefficient preferably has a phase value and an inverse phase value of the quadrature phase shift signal.
이와 같은 본 발명에 따른 디지털 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치는, 코히어런트 수신 복조를 위한 하이브리드 결합기와 6-단자 위상 상관기 소자를 사용한 이위상편이 방식 및 직교 위상편이 방식의 반송파 신호 복원 구조로, 종래 기술의 주파수 신호원인 전압제어 발진기와 위상동기회로를 필요로 하지 않는 구조를 제공할 수 있는 효과가 있다. Such a digital phase shift carrier signal recovery apparatus according to the present invention is a carrier signal recovery structure of a two-phase shift and quadrature phase shift using a hybrid combiner and a six-terminal phase correlator element for coherent reception demodulation, There is an effect that it is possible to provide a structure that does not require a voltage controlled oscillator and a phase synchronizing circuit which is a frequency signal source of the prior art.
따라서, 본 발명은 용이하게 저가의 간단한 반송파 신호의 복원 장치의 구현 및 운용이 가능한 효과가 있다. Therefore, the present invention can easily implement and operate a low cost simple carrier signal reconstruction device.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 이위상편이 및 직교 위상편이 방식의 반송파 신호 복원 장치를 통해 고차 모드 위상편이 방식의 반송파 신호 복원 장치로 확장하여 적용할 수 있다.In addition, the present invention can be extended to the carrier signal recovery apparatus of the higher order mode phase shift method through the carrier signal recovery apparatus of the two-phase and quadrature phase shift method according to the present invention.
이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 디지털 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a digital phase shift carrier signal recovery apparatus according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
그러나 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.However, the scope of the present invention is not limited to the following examples, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the technical gist of the present invention. . In addition, the terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors properly define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle to be possible.
도 3은 본 발명에 따른 이위상편이 방식 반송파 신호 복원 원리도이고, 도 4는 본 발명에 따른 디지털 이위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 일시예의 구성도이다. Figure 3 is a principle diagram of the two-phase shifted carrier signal recovery according to the present invention, Figure 4 is a block diagram of a temporary example of the digital two-phase shifted carrier signal recovery apparatus according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 이위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 일시예는, 이 위상 편이 방식(Binary Phase Shift Keying, BPSK) 반송파 신호의 복원 장치에 있어서, 이 위상 편이 방식 신호(307)를 입력받고, 상기 입력된 이 위상 편이 방식 신호(307)를 90° 위상차를 갖는 제1 출력신호(308), 제2 출력신호(309)로 분배하여 출력하는 제1 소자와(304); 상기 제1, 제2 출력신호(308, 309)를 입력받아 일정한 크기의 반사계수로 반사하여 상기 제1 소자(304)에 출력하는 반사계수 발생소자(305)와; 상기 제1 소자(304)의 제3 출력신호(310) 의 위상값을 -90°보상하여 출력하는 위상 보정기(306)를 포함하여 구성된다. As shown in Fig. 4, a temporary example of the digital phase shift key carrier signal recovery apparatus according to the present invention is a phase shift method in the device for recovering a binary phase shift keying (BPSK) carrier signal. A first element receiving the
상기 제1 소자는, 90°하이브리드 결합기로 구현되는 것이 바람직하고, 이위상편이 방식 신호(307)를 입력받고, 90° 위상차를 갖는 제1 출력신호(308), 제2 출력신호(309)로 분배하여 출력한다. Preferably, the first device is implemented as a 90 ° hybrid coupler, and receives a phase
상기 반사계수 발생소자(305)는 상기 제1 출력신호(308), 제2 출력신호(309)의 출력단과 연결되어 있고, 상기 제1, 제2 출력신호(308, 309)를 입력받아 일정한 크기의 반사계수로 반사하여 상기 제1 소자(304)에 재출력한다. 이때, 상기 반사계수의 위상은, 상기 위상 편이 방식 신호의 위상값과 역 위상값을 갖는 것이 바람직하다. The
그리고 상기 위상 보정기(306)는 상기 제1 소자(304)의 제3 출력신호(310)의 위상값을 -90°보상하여 디지털 위상편이 방식 반송파 신호(311)를 출력한다. 즉, 상기 위상 보정기(306)의 출력신호(311)는 이위상편이 방식 신호(307)의 위상 변위값이 보상되고, 일정한 위상값을 갖는 복원된 반송파 신호이다. The
위와 같이 구현된 본 발명에 따른 디지털 이위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the digital phase shifter carrier signal recovery apparatus according to the present invention implemented as described above in detail as follows.
먼저, 상기 90°하이브리드 결합기(304)의 산란계수([S]hyb)는 다음 수학식 1과 같이 표현된다. First, the scattering coefficient [S] hyb of the 90 °
[수학식 1][Equation 1]
이위상편이 방식 신호의 입력 신호(307)를 b in 이라 하면, 90°하이브리드 결합기(304)의 제1, 제2 출력신호(308, 309)는 반사계수 발생소자(305)의 반사계수 Γ l e jφ 에 의해 반사되어 90°하이브리드 결합기(304)에 입력된다. 이때, 수학식 1로부터 90° 하이브리드 겹합기의 출력 단자의 출력신호(310) 즉, 제3 출력신호(Pb)는 수학식 2와 같다.Yiwi sangpyeon this manner when referred to the
[수학식 2][Equation 2]
수학식 2에서 반사계수 크기가 일정하다고 하면, 상기 반사계수 발생소자(305)를 통해 반사된 신호(308, 309)는 상기 반사계수의 위상값에 따라 입력된 이위상편이 방식 신호(307)의 위상값이 상기 90°하이브리드 결합기(304)의 출력 단자의 제3 출력신호(310)에 일정하게 나타난다.When the magnitude of the reflection coefficient is constant in
위와 같이 일정한 위상값을 갖는 제3 출력신호(310)는 상기 위상 보상기(306)에 의해 I-채널(In-phase channel)과 동일선 상의 위상을 갖는 출력신 호(311)로 재생된다. As described above, the
여기서, 반사계수 발생소자(305)의 부하가 개방 및 단락일 경우, 상기 위상 보상기(306)의 출력신호(311)의 위상값이 상기 입력된 이위상편이 방식 신호(307)의 위상값(301, 302)과 도 3과 같은 위상 관계(303)를 갖는 반사계수를 발생하도록 반사계수 발생소자(305)를 설정하면, 상기 위상 보상기(306)의 출력신호(311)는 상기 입력된 이위상편이 방식 신호(307)의 위상 변위값을 보상하여 일정한 위상값을 갖는 복원된 반송파 신호(311)가 된다. Here, when the load of the reflection
도 5는 본 발명에 따른 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 원리도이고, 도 6은 본 발명에 따른 디지털 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 일시예의 구성도이다. 5 is a principle diagram of a quadrature phase shift type carrier signal recovery according to the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram of a temporary example of a digital quadrature phase shift type carrier signal recovery device according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 이위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 일시예는, 직교 위상 편이 방식(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK) 반송파 신호의 복원 장치에 있어서, 직교 위상 편이 방식 신호(414)를 입력받는 6-단자 위상 상관기(407)와; 상기 6-단자 위상 상관기(407)의 제1, 제2, 제3, 제4 출력신호(417, 416, 421, 420)를 일정한 크기의 반사계수로 반사하여 상기 6-단자 위상 상관기(407)에 출력하는 제1, 제2 반사계수 발생소자(412, 413)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 6, a temporary example of a digital phase shift key carrier signal recovery apparatus according to the present invention is a quadrature phase shift keying (QPSK) carrier signal recovery device. A six-
상기 6-단자 위상 상관기(407)는, 하나의 전력 분배기(408)와 3개의 90°하이브리드 결합기(409, 410, 411)로 구성되어, 직교 위상 편이 방식 신호(414)를 입 력받는다. The six-
상기 제1, 제2 반사계수 발생소자(412, 413)는 상기 제1, 제3 출력신호(417, 416)의 출력단과 상기 제2, 제4 출력신호(420, 421)의 출력단과 각각 연결되어, 일정한 크기의 반사계수로 반사하여 상기 6-단자 위상 상관기(407)에 재출력한다. 이때, 상기 반사계수의 위상은 상기 직교 위상편이 방식 신호의 위상값과 역 위상값을 갖는 것이 바람직하다. The first and second
상기 6-단자 위상 상관기(407)는, 반사된 제1, 제3 출력신호(417, 416) 및 상기 제2, 제4 출력신호(420, 421)를 입력받아, 하나의 전력 분배기(408)와 3개의 90°하이브리드 결합기(409, 410, 411)를 거쳐 직교 위상편이 방식 신호(414)의 위상 변위값을 보상하여 일정한 위상값을 갖는 복원된 반송파 신호(415)를 출력한다. The six-
위와 같이 구현된 본 발명에 따른 디지털 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the digital quadrature phase shift type carrier signal recovery apparatus according to the present invention implemented as described above in detail.
직교 위상편이 방식(QPSK) 신호의 반송파 신호 복원을 위한 6-단자 위상 상관기(407)를 구성하는 3개의 90°하이브리드 결합기(409, 410, 411)의 산란계수 파라미터([S]six)는 수학식 3과 같다. Scattering factor parameters [S] six of three 90 °
[수학식 3]&Quot; (3) "
수학식 3으로부터 단자 5(414)와 단자 6(415)을 입력단자로 하고, 단자 1(417), 단자 2(420), 단자 3(416), 그리고 단자 4(421)를 출력단자로 구성할 경우, 입력단자(414, 415)에 입력되는 신호를 기준으로 출력단자(416, 417, 420, 421)의 출력신호간 위상차는 동위상 또는 90° 그리고 180° 관계를 갖는다. From
그리고, 단자 1(417)과 단자 3(416) 그리고 단자 2(420)와 단자 4(421)에 각각 동일한 반사계수를 갖는 반사계수 발생소자(412, 413)가 연결되어 있다. 그리고 단자에서 반사된 신호는 단자 5(414)와 단자 6(415)으로 출력된다. The reflection
먼저, 디지털 직교 위상편이 방식 신호가 단자 5(414)에 입력(p in )되면, 단자 6(415)에 출력되는 출력신호는 다음의 수학식 4와 같다. First, when the digital quadrature shift signal is input ( p in ) to the terminal 5 (414), the output signal output to the terminal 6 (415) is expressed by the following equation (4).
[수학식 4][Equation 4]
여기서, P 6 (1,3) 과 P 6 (2,4) 는 단자 1(417)과 단자 3(416), 그리고 단자 2(420)와 단자 4(421)로부터 입력되는 신호가 반사되어 단자 6(415)으로 출력되는 정규화된 전력이며, Γ l1 e j φ1 및 Γ l2 e j φ2 는 단자 1(417)과 단자 3(416), 그리고 단자 2(420)와 단자 4(421)에서의 반사계수이다. Here, P 6 (1,3) and P 6 (2,4) are terminals 1 (417) and 3 (416), and the signals input from the terminals 2 (420) and 4 (421) are reflected terminal Normalized power output to 6 (415), where Γ l1 e j φ1 and Γ l2 e j φ2 are at terminal 1 417 and terminal 3 416, and terminal 2 420 and terminal 4 421 Reflection coefficient.
수학식 4로부터 각 단자의 반사계수가 동일할 경우, 단자 6(415)의 출력신호는 같은 형태로 나타나고 있음을 알 수 있다. 즉, 단자 5(414)로 입력되는 디지털 직교 위상편이 방식 신호는 각각의 단자 반사계수에 따라 다음의 수학식 5와 같은 형태로 단자 6(415)에 출력된다.It can be seen from
[수학식 5][Equation 5]
여기서, 반사계수 크기가 일정하다고 하면, 단자 2(420)와 단자 3(421)의 반사계수 위상값에 따라 입력되는 디지털 직교 위상편이 방식 신호(414)의 위상값이 단자 6(415)에 일정하게 나타난다. 즉, 반사계수 발생소자(412, 413)의 부하가 개 방 및 단락일 경우, 단자 6(415)의 출력신호의 위상값이 입력되는 디지털 직교 위상편이 방식 신호(414)의 위상값(401, 402, 403, 404)과 도 6과 같은 위상 발생 관계(405, 406)를 갖는 반사계수를 발생하도록 상기 반사계수 발생소자(412, 413)를 설정하면 상기 단자 6(415)의 출력신호는, 상기 입력되는 디지털 직교 위상편이 방식 신호(414)의 위상 변위값을 보상하여 일정한 위상값을 갖는 복원된 반송파 신호가 된다. Here, if the magnitude of the reflection coefficient is constant, the phase value of the digital quadrature
도 4와 도 6과 같은 이위상편이 방식 및 직교 위상편이 방식 신호의 반송파 신호 복원 및 반송파 신호 복원 구조는 고차 모드 위상편이 방식(PSK) 전송 신호의 반송파 신호 복원에 확장하여 적용할 수 있다. The carrier signal recovery and carrier signal recovery structures of the two-phase shifted and quadrature phase shifted signals as shown in FIGS. 4 and 6 may be extended to the carrier signal recovery of a higher order mode phase shifted (PSK) transmission signal.
이하에서는 도 7 ~ 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 디지털 이위상편이 또는 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 성능을 살펴보겠다. Hereinafter, the performance of the digital out of phase or quadrature phase shift type carrier signal recovery apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 12.
도 7은 도 4와 도 6의 구조에서 반송파 신호 복원을 평가하기 위하여 사용된 변조신호이고, 도 8은 도 4와 도 6의 구조에서 반송파 신호 복원을 평가하기 위하여 송신부에서 사용된 반송파 신호이다.7 is a modulated signal used to evaluate carrier signal reconstruction in the structures of FIGS. 4 and 6, and FIG. 8 is a carrier signal used in a transmitter to evaluate carrier signal reconstruction in the structures of FIGS. 4 and 6.
도 9는 제안된 구조에 의해 복원된 반송파 신호이며, 도 10은 복원된 반송파 신호를 임의의 필터를 사용하여 대역 통과된 신호이다.9 is a carrier signal reconstructed by the proposed structure, and FIG. 10 is a signal that is band-passed using the reconstructed carrier signal using an arbitrary filter.
도 11은 glitch에 의한 위상 편차이며, 도 12는 도 10과 같이 임의의 필터를 사용하여 대역 통과된 위상 편차 신호이다.FIG. 11 is a phase deviation due to glitch, and FIG. 12 is a phase deviation signal band-passed using an arbitrary filter as shown in FIG. 10.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 디지털 위상변조 신호 발생을 위한 송신부 반송파 신호는 이상적인 신호대 잡음비를 갖는다. As shown in Figs. 7 and 8, the transmitter carrier signal for digital phase modulation signal generation has an ideal signal to noise ratio.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 복원된 반송파 신호(311, 415)는 약 65 dBc 이상의 신호대 잡음비 특성을 보여준다. 또한 약 40 dBc 정도의 측대파가 신호가 발생하나 비교적 양호한 반송파 신호를 복원 특성을 나타내고 있다. 9 and 10, the reconstructed carrier signals 311 and 415 exhibit signal to noise ratio characteristics of about 65 dBc or more. In addition, the sideband of about 40 dBc generates a signal, but exhibits a relatively good carrier signal recovery characteristics.
도 11 및 도 12로부터 복원된 반송파 신호(311, 415)는 일정한 위상값(23.4°)을 갖는 지속파(CW : Continuous wave)임을 알 수 있으며, glitch에 의한 위상 편차는 ± 0.8° 이내의 양호한 반송파 복원 신호 특성을 나타내고 있다. It can be seen that the carrier signals 311 and 415 recovered from FIGS. 11 and 12 are continuous waves (CW) having a constant phase value (23.4 °), and the phase deviation due to glitch is good within ± 0.8 °. Carrier recovery signal characteristics are shown.
즉, 본 발명은 양호하게 동작함을 알 수 있다. That is, it can be seen that the present invention works well.
도 1은 종래 기술에 따른 디지털 위상편이 방식 반송파 신호 복원 구조도이다. 1 is a diagram illustrating a structure of digital phase shift carrier signal recovery according to the prior art.
도 2는 반송파 신호 복원장치의 전압제어 발진기의 구성도이다. 2 is a configuration diagram of a voltage controlled oscillator of a carrier signal recovery apparatus.
도 3은 본 발명에 따른 반송파 신호 복원 원리도이고, 3 is a principle diagram of carrier signal recovery according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 디지털 이위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 일시예의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a temporary example of a digital phase shifter type carrier signal recovery apparatus according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 반송파 신호 복원 원리도이고, 5 is a principle diagram of carrier signal recovery according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 디지털 직교 위상편이 방식 반송파 신호 복원 장치의 일시예의 구성도이다. 6 is a configuration diagram of a temporary example of a digital quadrature phase shift type carrier signal recovery apparatus according to the present invention.
도 7은 도 4의 구조에서 반송파 신호 복원을 평가하기 위하여 사용된 변조신호이고,7 is a modulation signal used to evaluate carrier signal reconstruction in the structure of FIG.
도 8은 도 6의 구조에서 반송파 신호 복원을 평가하기 위하여 송신부에서 사용된 반송파 신호이다.FIG. 8 is a carrier signal used in a transmitter to evaluate carrier signal reconstruction in the structure of FIG.
도 9는 제안된 구조에 의해 복원된 반송파 신호이며, 9 is a carrier signal reconstructed by the proposed structure,
도 10은 복원된 반송파 신호를 임의의 필터를 사용하여 대역 통과된 신호이다.10 is a signal that is band-passed through the recovered carrier signal using an arbitrary filter.
도 11은 glitch에 의한 위상 편차이며, 11 is a phase deviation by glitch,
도 12는 도 10과 같이 임의의 필터를 사용하여 대역 통과된 위상 편차 신호이다.FIG. 12 is a band pass phase deviation signal using an arbitrary filter as shown in FIG. 10.
Claims (6)
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US4942591A (en) | 1989-03-07 | 1990-07-17 | Agilis Corporation | Multiple phase PSK demodulator |
US5237287A (en) | 1991-07-04 | 1993-08-17 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Demodulating method and apparatus particularly for demodulating a differential phase-shift keying signal |
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