KR101037431B1 - Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치 - Google Patents

Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101037431B1
KR101037431B1 KR1020090015661A KR20090015661A KR101037431B1 KR 101037431 B1 KR101037431 B1 KR 101037431B1 KR 1020090015661 A KR1020090015661 A KR 1020090015661A KR 20090015661 A KR20090015661 A KR 20090015661A KR 101037431 B1 KR101037431 B1 KR 101037431B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter
fsk
signal
ook
modulation
Prior art date
Application number
KR1020090015661A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100096667A (ko
Inventor
이연성
김현식
권기원
백종호
강성민
박상진
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020090015661A priority Critical patent/KR101037431B1/ko
Publication of KR20100096667A publication Critical patent/KR20100096667A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101037431B1 publication Critical patent/KR101037431B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D5/00—Circuits for demodulating amplitude-modulated or angle-modulated oscillations at will
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0008—Modulated-carrier systems arrangements for allowing a transmitter or receiver to use more than one type of modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/02—Amplitude-modulated carrier systems, e.g. using on-off keying; Single sideband or vestigial sideband modulation
    • H04L27/04—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 온 오프 키잉(OOK : On-Off Keying) 및 주파수 편이 변조(FSK : Frequency Shift Keying)의 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 대역이 서로 다른 OOK 및 FSK의 이중 모드로 동작하는 송수신기를 효율적으로 구현하기 위한 아날로그 전반부 필터의 구조 및 이중모드 복조모듈에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 모드 변복조 장치는 제1대역통과필터 및 제2대역통과필터를 포함하는 대역통과필터부와, 제1변조모듈, 제2변조모듈 및 이중모드 복조모듈로 이루어진 변복조회로부와, 대역통과필터부와 변복조회로부 사이의 신호를 스위칭하는 스위칭부를 포함하되, 대역통과필터부는 제1변조모듈에서 생성된 신호의 하모닉 신호들이 제2대역통과필터에 입력되지 못하도록 하모닉 신호들을 차단하는 제3필터를 더 포함할 수 있다.
이중모드 복조기, 온-오프 키잉, 주파수 편이 변조, 이중모드 필터

Description

ＯＯＫ 및 ＦＳＫ 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치 {ＡＮＡＬＯＧ ＦＲＯＮＴ－ＥＮＤ ＦＩＬＴＥＲ ＦＯＲ ＤＵＡＬ ＭＯＤＥ ＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＤＥＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ ＯＦ ＯＯＫ ＡＮＤ ＦＳＫ ＭＯＤＵＬＡＴＥＤ ＳＩＧＮＡＬＳ}
본 발명은 온 오프 키잉(OOK : On-Off Keying) 및 주파수 편이 변조(FSK : Frequency Shift Keying)의 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 대역이 서로 다른 OOK 및 FSK의 이중 모드로 동작하는 송수신기를 효율적으로 구현하기 위한 아날로그 전반부 필터의 구조 및 이중모드 복조모듈에 관한 것이다.
최근 이동통신 시스템이 발전함에 따라 단말기의 사용이 크게 증가되었고, 이와 더불어 기지국의 설치가 증가되고 기지국 시스템의 고도화가 빠르게 진행되고 있는 추세이다. 이동통신 시스템에서 사용되는 기지국은 단말기와 무선통신을 위해 안테나 유닛을 사용하고, 기지국과 안테나 유닛 간에는 제어목적으로 OOK 또는 FSK와 같은 낮은 데이터 전송속도를 지원하는 유선 통신 방식이 사용되고 있다. 기지국과 안테나 유닛 간에 사용되는 OOK 및 FSK 변복조 장치는 아날로그 구현 방식으 로 구현하는 것이 가능하지만, 가격 경쟁력과 성능 향상을 위해 디지털 구현 방식으로 구현되고 있는 실정이다.
도 1a는 종래의 OOK 및 FSK의 이중모드 복조 방법을 보여주는 블록도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 기술은 OOK 및 FSK의 이중모드 수신을 지원하기 위해서 OOK 복조기(110) 및 FSK 복조기(120), OOK 대역통과필터(130) 및 FSK 대역통과필터(140), 수신된 신호의 변조방식을 판별하기 위한 OOK 및 FSK 모드 판별기(150)로 구성된다.
OOK 또는 FSK 신호가 수신되면, OOK 신호는 OOK 대역 통과 필터(130)를 통해 OOK 복조기(110)로 입력되어 OOK로 복조된 수신 데이터가 출력되고, FSK 신호는 FSK 대역 통과 필터(140)를 통해 FSK 복조기(120)로 입력되어 FSK로 복조된 수신 데이터가 출력된다. 이때, 수신기는 수신된 신호가 OOK 신호인지 FSK 신호인지 알 수 없기 때문에 OOK 대역통과필터(130)와 FSK 대역통과필터(140)의 출력 단에서 에너지 감지기(151)와 비교기(152)를 통해 수신된 신호의 변조방식을 판별하여 판별된 변조 방식이 OOK 신호이면 OOK 복조기의 복조 데이터를 출력시키고, 판별된 변조 방식이 FSK 신호이면 FSK 복조기의 복조 데이터를 출력시키게 된다. 또한, 상기 판별된 신호의 출력 제어를 위한 모드 제어기(160)가 필요하다.
도 1b는 종래의 OOK 및 FSK 이중모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조를 도시한 블록도이다.
종래의 아날로그 전반부 필터를 사용하여 OOK 및 FSK 이중 모드 변복조기를 구현할 경우, 도 1b에 도시된 바와 같이 OOK 변조기(170) 및 복조기(110)와 FSK 변 조기(180) 및 복조기(120)로 구현된다.
송신 데이터가 OOK 변조기(170)에 입력되면 OOK 변조기(170)는 송신 데이터를 OOK 신호로 변조시킨 후에 OOK 대역 통과 필터(130)를 통해 전송하게 되고, 송신 데이터가 FSK 변조기(180)에 입력되면 FSK 변조기(180)는 송신 데이터를 FSK 신호로 변조시킨 후에 FSK 대역 통과 필터(140)를 통해 전송하게 된다. OOK 및 FSK 변조 신호는 디지털 소자를 이용하여 저비용으로 구현하기 위해 정현파 대신 구형파를 사용한다. 구형파로 변조된 OOK 및 FSK 신호에는 하모닉 신호들이 포함되어 생성되는데 하모닉 신호들은 OOK 대역 통과 필터(130)와 FSK 대역 통과 필터(140)에 의해 제거된다. 송신 모드 동작시 FSK 및 OOK 대역 통과 필터의 입출력 신호에 대한 Power Spectrum은 도 1c와 같다.
OOK 또는 FSK 신호가 수신되면, OOK 신호는 OOK 대역 통과 필터(130)를 통해 OOK 복조기(110)로 입력되어 복조된 수신 데이터가 출력되고, FSK 신호는 FSK 대역 통과 필터(140)를 통해 FSK 복조기(120)로 입력되어 복조된 수신 데이터가 출력된다. 수신 모드 동작시 FSK 및 OOK 대역 통과 필터의 입출력 신호에 대한 Power Spectrum은 도 1d와 같다.
그러나 종래의 기술에 의하면 OOK 및 FSK의 이중모드 송수신을 위해 OOK 변조기 및 복조기, FSK 변조기 및 복조기, OOK 대역 통과 필터 및 FSK 대역 통과 필터를 사용하여야 한다.
또한, 종래의 기술에 의하면 OOK 및 FSK 복조를 위해 OOK 복조기와 FSK 복조 기를 각각 사용하고, 수신된 신호의 변조 방식을 판별하기 위한 모드 판별기를 사용하여야 한다. 즉, 종래의 OOK 및 FSK의 이중 모드 수신 방법에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 수신된 신호의 변조 방식을 판별하기 위한 모드 판별기(모드 판별기는 2개의 에너지 감지기와 비교기로 구성될 수 있다)가 필요하고, OOK 복조기와 FSK 복조기가 각각 사용되어야만 한다.
또한, 수신된 데이터에서 OOK 복조 신호와 FSK 복조 신호를 추출하기 위해 비교기에서 판별된 결과에 따라 수신 데이터 추출을 위한 별도의 제어가 필요한 문제가 있으며, 수신된 신호를 OOK 복조기, FSK 복조기 및 2 개의 에너지 감지기로 각각 분기하여 별도의 처리를 해야만 하는 단점이 있다.
또한, OOK 복조기 및 FSK 복조기를 디지털 소자를 이용하여 구현할 경우에는 2개의 ADC(Analog to Digital Converter) 및 별도의 모드판별기가 사용되기 때문에 이중 모드 복조기 구현 시 비용이 증가하는 단점이 있다.
본 발명에서는 종래의 OOK 및 FSK 이중모드를 지원하기 위한 아날로그 전반부 필터 구조를 개선하여 디지털 구현시 하나의 ADC 및 이중모드 복조기를 사용할 수 있는 아날로그 전반부 필터 구조를 제안한다. 또한, 종래의 FSK 복조기를 개선하여 OOK 및 FSK 신호를 모두 복조할 수 있는 OOK 및 FSK 이중모드 복조기 구조 및 복조 방법을 제안한다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 송수신을 위한 아날로그 필터 및 변복조 장치는 하나의 복조모듈을 사용하여 구현하는 것이 가능하므로 OOK 복조기와 FSK 복조기를 각각 사용하는 종래의 기술에 비해 구현 비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.
또한, OOK변조신호와 FSK 변조신호를 수신하여 하나의 이중모드 복조기로 입력가능하면서도 OOK 변조 신호와 FSK 변조신호의 하모닉 신호를 제거하여 정현파 신호로 전송할 수 있는 개선된 필터 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 하나의 ADC를 사용하여 이중모드 복조 장치를 디지털 방식으로 구현하는 것이 가능하여 복조 장치의 크기를 소형화하고 성능을 향상시키는 것과 생산 비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.
또한, 최적의 직류바이어스 가산 또는 DC 바이어스 교차 측정을 통해 온-오프 키잉 변조신호의 제로교차 측정 오류를 줄이는 것을 또 다른 목적으로 한다. 아울러, 주파수 대역이 상이한 신호들의 중간 주파수 값에 해당하는 모드 임계값을 설정하고 기타 다양한 임계값의 설정을 통하여 변조방식, 데이터 등을 효과적으로 판별하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 모드 변복조 장치는 제1대역통과필터 및 제2대역통과필터를 포함하는 대역통과필터부와, 제1변조모듈, 제2변조모 듈 및 이중모드 복조모듈로 이루어진 변복조회로부와, 대역통과필터부와 변복조회로부 사이의 신호를 스위칭하는 스위칭부를 포함하되, 대역통과필터부는 제1변조모듈에서 생성된 신호의 하모닉 신호들이 제2대역통과필터에 입력되지 못하도록 하모닉 신호들을 차단하는 제3필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 전술한 구성에서 제3필터는 제1변조모듈에서 생성된 신호의 하모닉 신호들이 제1대역통과필터에 입력되지 못하도록 상기 하모닉 신호들을 더 차단하는 것을 특징으로 하거나, 제3필터는 제2변조모듈에서 생성된 신호의 하모닉 신호들이 제1대역통과필터에 입력되지 못하도록 상기 하모닉 신호들을 더 차단하도록 할 수 있다.
또한, 전술한 구성에서 이중모드 복조모듈은, 입력된 신호가 임계값을 교차 변화하는 경우 출력값을 출력하는 교차검출부와, 기 설정된 주기 동안 교차검출부로부터 출력되는 출력값의 빈도 수에 따라 결정되는 평균값을 계산하여 출력하는 주파수계산부와, 평균값을 모드선택 임계값과 비교하여 변조 방식을 판단하고, 평균값을 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 신호의 데이터를 검출하는 주파수비교부를 포함할 수 있다.
또한, 이중모드 변복조장치는 대역통과필터부를 통과한 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 상기 이중모드 복조모듈로 입력하는 아날로그/디지털변환부를 더 포함할 수 있다.
또한, 교차검출부는 입력된 신호에 직류 바이어스(DC bias)를 인가하는 직류바이어스인가부와, 직류 바이어스가 인가된 신호가 제로교차 임계값을 교차 변화하는 경우 출력값을 출력하는 제로교차검출부를 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 전술한 구성에서, 직류 바이어스의 크기는 입력된 신호 크기(peak to peak)의 1/2 미만 크기인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제로교차검출부의 출력값은 제로교차시점에서 출력되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 모드선택 임계값은 온-오프 키잉 변조 신호의 반송파 주파수에 대한 평균값과 주파수 편이 변조 신호의 가장 낮은 반송파 주파수에 대한 평균값의 중간값으로 결정되도록 할 수 있다.
또한, 제2임계값은 상기 제1임계값보다 크고 상기 모드선택 임계값은 상기 제1임계값과 상기 제2임계값 사이에 위치하는 것을 특징으로 하며, 상기 주파수비교부는 변조 방식을 판단하기 위해 상기 제2임계값을 초과하는 평균값 또는 상기 제1임계값보다 작은 평균값을 검출하여 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제1임계값과 제2임계값은 각각 오오케이(OOK) 임계값 및 에프에스케이(FSK) 임계값인 것을 특징으로 할 수 있으며, 제1 대역통과필터는 OOK 대역통과필터, 제2 대역통과필터는 FSK 대역통과필터, 제3필터는 저역통과필터 또는 FSK 대역저지필터이고, 제1변조모듈은 OOK 변조모듈, 제2 변조모듈은 FSK 변조모듈인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 특징적인 양상에 따른 이중모드 변복조 장치의 전반부 필터는 제1 변조신호를 통과시키고 다른 대역의 신호는 차단시키는 제1대역통과필터와, 제1 변조신호와 대비하여 다른 반송파 주파수를 갖는 제2 변조신호를 통과시키고 다른 대역의 신호는 차단시키는 제2대역통과필터와, 제1 변조신호의 하모닉 신호들이 상기 제2대역통과필터를 통과하지 못하도록 상기 제1 변조신호의 하모닉 신호들을 차단하는 제3필터를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제3필터는 제2 변조신호 및 제2 변조신호의 하모닉 신호들이 제1대역통과필터를 통과하지 못하도록 제2 변조신호 및 제2 변조신호의 하모닉 신호들을 더 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제1 변조신호는 OOK 변조신호, 제2 변조신호는 FSK 변조신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조장치는 하나의 복조모듈을 사용하여 구현하는 것이 가능하므로 OOK 복조기와 FSK 복조기를 각각 사용하는 종래의 기술에 비해 구현 비용을 절감할 수 있는 장점을 가지고 있어 구현 시에 가격 경쟁력이 매우 우수하다. 또한, 하나의 ADC를 사용하여 이중모드 복조모듈을 디지털 방식으로 구현하는 것이 가능하여 작은 제품 크기로 성능을 향상시키는 것이 가능한 구조로써 기지국 및 안테나 유닛 시장의 경쟁력을 증가 시킬 수 있다.
또한, 저역통과필터를 부가함으로써 OOK 변조 신호 및 FSK 변조 신호의 하모닉 신호를 제거하여 정현파 신호로 전송할 수 있는 개선된 필터 구조를 제공할 수 있다.
또한, 최적의 직류바이어스 가산을 통해 온-오프 키잉 변조신호의 제로교차 측정 오류를 줄일 수 있는 효과가 있다. 아울러, 주파수 대역이 상이한 신호들의 중간 주파수 값에 해당하는 모드 임계값을 설정하고 기타 다양한 임계값의 설정을 통하여 변조방식, 데이터 등을 효과적으로 판별할 수 있는 효과가 있다.
상술한 내용과 더불어 추가되는 본 발명의 특징적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예 들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조장치 구조를 보여주는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, OOK & FSK 대역 통과 필터부(220) 및 OOK & FSK 이중모드 복조모듈(210)로 구성되며, 상기 OOK & FSK 이중모드 복조모듈(210)은 DC 바이어스 인가부(211), 제로교차 검출부(212), 주파수 계산부(213) 및 주파수 비교부(214)로 구성된다. OOK & FSK 대역 통과 필터부(220)는 OOK 및 FSK 신호를 통과시키고, 그 이외의 신호에 대해서는 차단하는 기능을 수행한다. DC 바이어스 인가부(211)는 수신된 OOK 및 FSK 신호에 대해 DC 바이어스를 더하는 기능을 수행한다. 제로교차 검출부(212)는 수신된 OOK 또는 FSK 신호의 제로교차 시점에서 로직 1과 같은 특정 값을 출력시키는 기능을 수행한다. 주파수 계 산부(213)는 제로교차 검출부(212)로부터 출력되는 제로교차 시점의 빈도수를 가지고 주파수에 대응하는 평균값을 계산하는 기능을 수행한다. 주파수 비교부(214)는 주파수 계산부(213)에 의해 계산된 수신 신호의 주파수에 대응하는 평균값을 가지고 OOK 및 FSK 신호를 검출하는 기능을 수행한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조 장치의 각 기능 블록별 동작 파형을 나타낸다. 도 3(a)는 OOK & FSK 대역통과필터부(220)의 출력 파형을 나타내고, 도 3(b)는 DC 바이어스 인가부(211)의 출력 파형을 나타낸다. 도 3(c)는 제로교차 검출부(212)의 출력 신호를 나타내고,
도 3(d)는 주파수 계산부(213)의 출력 신호를 나타내며, 도 3(e)는 주파수 비교부(214)에 의해 복조된 데이터를 나타낸다.
OOK 및 FSK 신호에 대한 제안된 기술의 복조 동작 원리를 설명하기 위해 OOK 신호는 송신기가 1을 전송한 경우 예를 들어, 2.176MHz의 반송파가 수신되고, 0을 전송한 경우 수신된 반송파가 없다고 가정하자. 또한, FSK 신호의 경우 송신기가 1을 전송한 경우 11.07MHz의 반송파가 수신되고, 0을 전송한 경우 9.69MHz의 반송파가 수신된다고 가정하자.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 서로 다른 주파수를 가지고 있는 OOK 또는 FSK 신호가 수신되면, FSK 신호와 달리 OOK 신호의 경우 반송파가 없는 경우, 잡음에 의해서 제로교차 검출부(212)가 오동작 할 수 있다.
이러한 오동작을 방지하기 위해서 도 3(b)에 도시된 바와 같이 DC 바이어스 인가부(211)에 의해 수신된 신호에 DC 바이어스가 더해진다. DC 바이어스 값이 수 신된 OOK 또는 FSK 신호 크기(여기서 신호 크기라 함은 OOK 신호의 로직1 파형의 최대값과 최소값의 차이 또는 FSK 신호 파형의 최대값과 최소값의 차이 중 작은 값을 말한다)의 1/2보다 크면, 반송파가 제로 교차 임계값을 교차하지 못하므로 제로교차 검출부(212)의 출력은 항상 0이 된다. 만일 DC 바이어스 값이 수신된 OOK 또는 FSK 신호 크기의 1/2보다 작으면, 제로교차 검출이 일어나지 않는 일이 발생하지 않지만 너무 작은 DC 바이어스를 가하는 경우 잡음의 진폭 변화에 따른 제로교차 출력의 오동작의 문제는 여전히 남는다. 따라서, 반송파 신호의 최대값과 최소값의 차이(peak to peak)의 1/2 보다는 작으면서 동시에, 일반적으로 예상되는 잡음 신호의 최대값과 최소값의 차이(peak to peak)의 1/2 보다는 큰 값을 DC 바이어스 값으로 정하는 것이 바람직하다. 이 때 바이어스 값의 부호는 반드시 양수값으로 정할 필요는 없으며 음수값으로 정하여도 무방하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, DC 바이어스 인가부(211)를 포함하지 않고, 제로교차 검출부(212)의 제로교차 임계값을 변경하여 바이어스가 가산된 지점을 교차하는 횟수를 검출하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 제로교차 임계값을 신호 크기가 0인 지점으로 정하는 것이 아니라, 적절한 DC 바이어스의 신호 크기를 갖는 지점을 교차하는 횟수를 측정하도록 DC 바이어스 임계값을 정하는 방법을 고려할 수 있다.
제로교차 검출부(212)는 도 3(c)에 도시된 바와 같이, DC 바이어스가 더해진 OOK 또는 FSK 신호에 대해 제로교차 시점에서 로직 1과 같은 특정 값을 출력시킬 수 있다. 이 때, OOK 및 FSK 반송파의 주파수에 따라 제로교차되는 빈도수가 달라 진다.
주파수 계산부(213)는 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 일정 구간 동안 제로교차 검출부(212)의 출력 값에 대해 평균값을 계산하여 출력시킬 수 있다. 주파수 계산부(213)에 의해 계산된 제로교차 출력 값의 평균은 주파수가 달라짐에 따라 서로 구분되는 값이 출력된다. 여기서 평균값이라 함은 주파수의 상대적인 크기를 대표하는 값이기만 하면 충분하므로, 제로교차출력 횟수 자체가 되어도 무방하고 일정 구간 동안에 제로교차출력의 빈도에 따른 평균값을 구하여도 무방하다.
마지막으로 주파수 비교부(214)는 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 모드 선택 임계값 보다 크면, 수신된 신호는 FSK 신호라고 판단하고, 모드 선택 임계값 보다 작으면 OOK 신호가 수신되었다고 판단한다. 또한, OOK 신호에 대해서는 OOK 임계값에 의해 송신기에 의해 전송된 데이터를 검출하고, FSK 신호에 대해서는 FSK 임계값에 의해 송신기에 의해 전송된 데이터를 검출하여 도 3(e)와 같이 출력시킨다. 이 때, 모드 선택 임계값은 OOK 반송파와 가장 낮은 주파수의 FSK 반송파에 대한 주파수 계산기 출력 값의 중간 값이 될 수 있다. OOK 임계값은 OOK 반송파가 있는 경우와 반송파가 없는 경우에 대한 주파수 계산기의 출력 값의 중간 값이 될 수 있으며, FSK 임계값은 낮은 주파수와 높은 주파수의 FSK 반송파에 대한 주파수 계산기의 출력 값의 중간 값이 될 수 있다. 이 때, FSK가 2-Level 이상인 경우는 각 인접한 2개의 반송파 간의 중간 값이 되는 것이 바람직하다.
만일, 변조 방식에 따라 OOK 변조 신호의 반송파 주파수가 FSK 변조 신호의 반송파 주파수보다 큰 경우에는 모드 선택 임계값보다 평균값이 크면 OOK 변조신호 로 판단하고 모드 선택 임계값보다 평균값이 작으면, FSK 변조신호로 판단하도록 구성할 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 변조 신호들의 주파수 대역이 상호 이격되어 있지 않는 경우에는 상기의 방식에 따라 선택하는 모드 선택 임계값은 적절치 않을 수 있으므로, 이러한 경우 모드 선택 임계값은 OOK 임계값과 FSK 임계값의 중간 값이 될 수 있다.
또한, 변조 방식을 판단하기 위하여 모드 선택 임계값을 사용하는 것이 적절하지 않을 경우에는 OOK 임계값과 같은 임계값보다 낮은 주파수 빈도 수에 따른 평균값이 나오는 구간이 있는 지 판단하여, OOK 변조방식과 다른 변조방식을 구분할 수도 있다. 왜냐하면, OOK 변조 방식은 데이터에 대한 신호로써 반송파를 전송하지 않는 것을 특징으로 하므로, 이 구간 내에서는 제로교차 검출이 전혀 일어나지 않거나 잡음에 의한 매우 적은 횟수의 제로교차 검출만이 일어날 것이기 때문이다.
본 발명은 유선통신에 한정되지 아니하며, 무선통신 신호의 복조에도 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중모드 유무선통신 모뎀의 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 모뎀(400)은 OOK & FSK 대역통과필터부(410), OOK 변조모듈(420), FSK 변조모듈(430), 이중모드 복조모듈(440), 아날로그-디지털컨버터(450), 및 제어스위치(460, 470)를 포 함하여 이루어진다.
대역통과필터부(410)는 변조모듈(420, 430)로부터 변조 생성된 신호를 송신하기 전에 필터링을 하여 하모닉 신호를 제거하고 정현파의 형태를 갖는 아날로그 신호를 전송한다. 또한, 수신되는 OOK & FSK 신호를 필터링하여 불필요한 대역의 신호를 제거한다. 아날로그-디지털컨버터(450)는 수신된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여주며, 이중모드 복조모듈(440)은 수신되는 신호의 변조방식을 구분하고 신호를 복조하여 데이터를 검출한다. 제어스위치(460, 470)는 신호변조 및 송신 또는 신호수신 및 복조 시기에 따라 적절한 모듈로의 연결을 제어한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 지원을 위한 아날로그 전반부 필터 구조를 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 전반부 필터부(510)는 OOK 대역통과필터(511), FSK 대역통과필터(512) 및 OOK 대역통과필터(511)와 FSK 대역 통과 필터(512)를 연결시켜주는 저역통과필터(513)를 포함하여 구성된다. 아날로그 전반부 필터부(510)를 사용하여 OOK 및 FSK 이중 모드 변복조모듈을 구성할 경우, 도 5a에 도시된 바와 같이 OOK 변조모듈(540), FSK 변조모듈(530) 및 OOK 및 FSK 이중모드 복조모듈(520)로 구현될 수 있다.
도 5b는 송신 모드 동작시 FSK 및 OOK 대역 통과 필터(511, 512)와 저역통과 필터(513)의 입출력 신호에 대한 Power Spectrum을 도시한 그래프이다.
OOK 및 FSK 변조 신호는 디지털 소자를 이용하여 저비용으로 구현하기 위해 정현파 대신 구형파를 사용한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 구형파로 변조된 OOK 및 FSK 신호에는 기본 주파수 보다 큰 주파수를 갖는 하모닉 신호들이 포함되어 있다. 송신 데이터가 OOK 변조모듈(540)에 입력되면 OOK 변조모듈(540)은 송신 데이터를 구형파로 변조된 OOK 신호로 출력시킨다. 하모닉 신호들은 OOK 대역 통과 필터(511), 저역 통과 필터(513)와 FSK 대역 통과 필터(512)에 의해 제거되고, OOK 대역 통과 필터(511)의 출력에는 하모닉 신호가 제거됨으로써 정현파로 변조된 OOK 신호만 출력된다. 송신 데이터가 FSK 변조모듈(530)에 입력되면 FSK 변조모듈(530)은 송신 데이터를 구형파의 FSK 신호로 변조시킨 후에 FSK 대역 통과 필터(512)를 통해 전송하게 되고, FSK 하모닉 신호는 저역 통과 필터(513)와 OOK 대역 통과 필터(511)에 의해 제거 된다.
도 5c는 수신 모드 동작시 FSK 및 OOK 대역 통과 필터의 입출력 신호에 대한 Power Spectrum을 도시한 그래프이다.
도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, OOK 또는 FSK 신호가 수신되면 OOK 신호는 OOK 대역 통과 필터(511) 및 저역 통과 필터(513)를 통해 OOK 및 FSK 이중모드 복조모듈(520)로 입력되고, FSK 신호는 FSK 대역 통과 필터(512)를 통해 OOK 및 FSK 이중모드 복조모듈(520)로 입력된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 지원을 위한 아날로그 전반부 필터 구조를 도시한 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 저역 통과 필터(513)는 FSK 대역저지필터(613)로 치환하여 구성하여도 무방하다. 이는 FSK 대역에 속하는 신호를 차단하는 것으로 동일한 목적을 달성할 수 있기 때문이다. FSK 대역저지필터(613)는 저지하고자 하 는 대역만을 차단시키는 나치필터(notch filter) 등을 사용하여 구현가능하다.
도 7은 저역통과필터를 결합하는 위치를 변경한 아날로그 전반부 필터구조를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 저역통과필터(713)를 사용하여 OOK 변조모듈(740)에서 변조된 신호의 하모닉 성분들이 이중모드 복조모듈(720) 또는 FSK 대역 통과필터(712)로 송신되는 것을 방지할 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예를 설명하였지만, 상기의 실시예들이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니며 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1a는 종래의 OOK 및 FSK의 이중모드 복조 장치를 도시한 블록도이다.
도 1b는 종래의 OOK 및 FSK 이중모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조를 도시한 블록도이다.
도 1c는 송신 모드 동작시 FSK 및 OOK 대역 통과 필터의 입출력 신호에 대한 Power Spectrum을 도시한 그래프이다.
도 1d는 수신 모드 동작시 FSK 및 OOK 대역 통과 필터의 입출력 신호에 대한 Power Spectrum을 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조장치 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조 장치의 각 기능 블록별 동작 파형을 도시한 파형도이다.
도 3(a)는 OOK & FSK 대역통과필터부의 신호 출력 파형을 도시한 파형도이다.
도 3(b)는 DC 바이어스 인가부의 신호 출력 파형을 도시한 파형도이다.
도 3(c)는 제로교차 검출부의 출력 신호를 도시한 그래프이다.
도 3(d)는 주파수 계산부의 출력 신호를 도시한 그래프이다.
도 3(e)는 주파수 비교부에 의해 복조된 데이터를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 변복조 유무선통신 모뎀을 도시한 블록도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 지원을 위한 아날로그 전반부 필터 구조를 도시한 블록도이다.
도 5b는 송신 모드 동작시 FSK 및 OOK 대역 통과 필터(511, 512)와 저역통과 필터(513)의 입출력 신호에 대한 Power Spectrum을 도시한 그래프이다.
도 5c는 수신 모드 동작시 FSK 및 OOK 대역 통과 필터의 입출력 신호에 대한 Power Spectrum을 도시한 그래프이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 지원을 위한 아날로그 전반부 필터 구조를 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100. 종래의 OOK & FSK 이중모드 복조기 110. OOK 복조기
120. FSK 복조기 130. OOK 대역통과필터
140. FSK 대역통과필터 150. 모드판별기
151. 에너지감지기 152. 비교기
160. 모드제어기 170. OOK 변조기
180. FSK 변조기 190. ADC
200. OOK & FSK 이중모드복조장치 210. 이중모드 복조모듈
220. OOK & FSK 대역통과필터부 211. DC 바이어스 인가부
212. 제로교차검출부 213. 주파수계산부
214. 주파수비교부
400. 이중모드 무선통신모뎀 410. 대역통과필터부
420. OOK 변조모듈 430. FSK 변조모듈
440. 이중모드 복조모듈 450. ADC
460. 제어스위치 470. 제어스위치
513. 저역통과필터 613. FSK 대역저지필터

Claims (15)

  1. 제1대역통과필터 및 제2대역통과필터를 포함하는 대역통과필터부;
    제1변조모듈, 제2변조모듈 및 이중모드 복조모듈로 이루어진 변복조회로부; 및
    상기 대역통과필터부와 변복조회로부 사이의 신호를 스위칭하는 스위칭부를 포함하되,
    상기 대역통과필터부는 상기 제1변조모듈에서 생성된 신호의 하모닉 신호들이 상기 제2대역통과필터에 입력되지 못하도록 상기 하모닉 신호들을 차단하는 제3필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제3필터는 상기 제1변조모듈에서 생성된 신호의 하모닉 신호들이 상기 제1대역통과필터에 입력되지 못하도록 상기 하모닉 신호들을 더 차단하는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제3필터는 상기 제2변조모듈에서 생성된 신호의 하모닉 신호들이 상기 제1대역통과필터에 입력되지 못하도록 상기 하모닉 신호들을 더 차단하는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복 조 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 이중모드 복조모듈은,
    상기 입력된 신호가 임계값을 교차 변화하는 경우 출력값을 출력하는 교차검출부;
    기 설정된 주기 동안 상기 교차검출부로부터 출력되는 출력값의 빈도 수에 따라 결정되는 평균값을 계산하여 출력하는 주파수계산부; 및
    상기 평균값을 모드선택 임계값과 비교하여 변조 방식을 판단하고, 상기 평균값을 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 신호의 데이터를 검출하는 주파수비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 이중모드 변복조 장치는,
    상기 대역통과필터부를 통과한 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 상기 이중모드 복조모듈로 입력하는 아날로그/디지털변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 교차검출부는,
    상기 입력된 신호에 직류 바이어스(DC bias)를 인가하는 직류바이어스인가부; 및
    상기 직류 바이어스가 인가된 신호가 제로교차 임계값을 교차 변화하는 경우 출력값을 출력하는 제로교차검출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 직류 바이어스의 크기는,
    상기 입력된 신호 크기(peak to peak)의 1/2 미만 크기인 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제로교차검출부의 특정 값은 제로교차시점에서 출력되는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 모드선택 임계값은 온-오프 키잉 변조 신호의 반송파 주파수에 대한 평균값과 주파수 편이 변조 신호의 가장 낮은 반송파 주파수에 대한 평균값의 중간값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제2임계값은 상기 제1임계값보다 크고 상기 모드선택 임계값은 상기 제1임계값과 상기 제2임계값 사이에 위치하는 것을 특징으로 하며, 상기 주파수비교부는 변조 방식을 판단하기 위해 상기 제2임계값을 초과하는 평균값 또는 상기 제1임계값보다 작은 평균값을 검출하여 판단하는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  11. 제 4항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1임계값과 제2임계값은 각각 오오케이(OOK) 임계값 및 에프에스케이(FSK) 임계값인 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  12. 제 1 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 대역통과필터는 OOK 대역통과필터, 제2 대역통과필터는 FSK 대역통과필터, 제3필터는 저역통과필터 또는 FSK 대역저지필터이고, 제1변조모듈은 OOK 변조모듈, 제2 변조모듈은 FSK 변조모듈인 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조 장치.
  13. 제1 변조신호를 통과시키고 다른 대역의 신호는 차단시키는 제1대역통과필터;
    제1 변조신호와 대비하여 다른 반송파 주파수를 갖는 제2 변조신호를 통과시키고 다른 대역의 신호는 차단시키는 제2대역통과필터; 및
    제1 변조신호의 하모닉 신호들이 상기 제2대역통과필터를 통과하지 못하도록 상기 제1 변조신호의 하모닉 신호들을 차단하는 제3필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 모드 변복조장치의 전반부 필터.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제3필터는 제2 변조신호 및 제2 변조신호의 하모닉 신호들이 상기 제1대역통과필터를 통과하지 못하도록 상기 제2 변조신호 및 제2 변조신호의 하모닉 신호들을 더 차단하는 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조장치의 전반부 필터.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 대역통과필터는 OOK 대역통과필터, 제2 대역통과필터는 FSK 대역통과필터, 제3필터는 저역통과필터 또는 FSK 대역저지필터이고, 상기 제1 변조신호는 OOK 변조신호, 제2 변조신호는 FSK 변조신호인 것을 특징으로 하는 이중모드 변복조장치의 전반부 필터.
KR1020090015661A 2009-02-25 2009-02-25 Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치 KR101037431B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090015661A KR101037431B1 (ko) 2009-02-25 2009-02-25 Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090015661A KR101037431B1 (ko) 2009-02-25 2009-02-25 Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100096667A KR20100096667A (ko) 2010-09-02
KR101037431B1 true KR101037431B1 (ko) 2011-05-30

Family

ID=43004169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090015661A KR101037431B1 (ko) 2009-02-25 2009-02-25 Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101037431B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000046485A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 윤종용 다중 fsk 복조장치 및 방법
US20050195768A1 (en) * 2004-03-03 2005-09-08 Petite Thomas D. Method for communicating in dual-modes
US20070253468A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Micrel Inc. Spread Spectrum ASK/OOK Transmitter
KR20080094218A (ko) * 2007-04-19 2008-10-23 엘지이노텍 주식회사 필터회로

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000046485A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 윤종용 다중 fsk 복조장치 및 방법
US20050195768A1 (en) * 2004-03-03 2005-09-08 Petite Thomas D. Method for communicating in dual-modes
US20070253468A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Micrel Inc. Spread Spectrum ASK/OOK Transmitter
KR20080094218A (ko) * 2007-04-19 2008-10-23 엘지이노텍 주식회사 필터회로

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100096667A (ko) 2010-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1074215C (zh) 采用差分四级移频键控的数字通信设备
US7949075B2 (en) Data slicer circuit, demodulation stage, receiving system and method for demodulating shift key coded signals
JP5461589B2 (ja) 遅延検波回路および受信装置
JP5564282B2 (ja) 受信回路及び受信装置
CN101119358A (zh) 正交解调装置
CN101034904B (zh) 一种调频收音机准确搜索电台的装置及方法
JP6769961B2 (ja) Ａｍ復調
KR101037431B1 (ko) Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 송수신을 위한 아날로그 전반부 필터 구조 및 변복조 장치
US9106485B1 (en) System and method for FSK demodulation
KR101060303B1 (ko) Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 복조 방법 및 장치
JP2016119644A (ja) 無線受信装置、電子機器、及び無線受信方法
JP5988863B2 (ja) 受信装置及び復調方法
KR20180034418A (ko) 두개의 상태 기호들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법 및 장치
CN108183876B (zh) 一种fsk信号解调及脉冲恢复系统及方法
CN105391659A (zh) 解码卡片发送的高速类型a信号的电路
CN101141141B (zh) 数字通信频偏消除的方法及使用这种方法的装置
CN204168324U (zh) 一种fsk无线数据传输系统
CN104580047B (zh) 一种fsk解调的软件实现方法
JP2009278602A (ja) デジタル通信方式及び無線機
KR0162826B1 (ko) 반송주파수의 오차보상을 위한 대역확산통신시스템의 송/수신장치
JP5480302B2 (ja) 遅延検波回路および受信装置
WO2012169247A1 (ja) 受信器
KR20020042079A (ko) 주파수 편이 키잉 복조 회로
JP2008005373A (ja) 通信機器
TH89462B (th) &#34;วงจรดีมอดูเลชั่นสัญญาณฟรีเควนซีชิฟต์คีอิงแบบหลายระดับสัญญาณในระบบกระจายสัญญาณข้อมูลในคลื่นพาหะรองเอฟเอ็ม&#34;

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131231

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee