KR101352987B1 - 재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 변조장치 및 방법 - Google Patents

재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 변조장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 변조장치 및 방법에 관한 것으로, 주파수 선택적 변조장치는 전송 데이터를 입력받아 기 설정된 비율로 상기 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬 변환기; 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기; 상기 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기를 통해 각각 선택된 하나 이상의 확산부호에서 다수값을 선택하는 다수값 선택부; 및 상기 다수값 선택부의 출력과 재확산 부호 Wn를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 제 1 XOR 논리회로를 포함하여 구성된다.

Description

재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 변조장치 및 방법 {FREQUENCY SELECTIVE MODULATING APPARATUS AND METHOD USING RE-SPREADING CODE}
본 발명은 재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 변조장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체 주변의 잡음전력이 다른 대역에 비하여 집중되어 있는 주파수 대역을 피하고, 인체가 도파관 역할을 하여 전송되는 신호의 세기가 인체 외부로 방사되는 신호의 세기보다 더욱 큰 주파수 대역까지의 제한된 주파수 대역을 사용하면서도, 주파수 선택적 기저대역의 재확산을 통해 전송 주파수 대역의 자유로운 이동을 가능하도록 하는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-072-04, 과제명: 인체통신 컨트롤러 SoC].
본 발명자에 의하여 2007년 출원되어 2009년 등록된 등록특허 제912543호 "주파수 선택적 기저대역을 이용한 변복조 방법 및 그 장치" (이하, '선행특허'라 한다)에서는 인체통신 시스템을 구현하기 위해 제한된 주파수 대역을 사용하고, 제한된 주파수 대역을 통해 더욱 많은 데이터를 전송하기 위해 다중구조의 주파수 선택적 확산부호를 사용하여 전송 데이터를 주파수 선택적 기저대역으로 전송하는 기술을 개시하였다.
그러나 제한된 주파수 대역 내에서 주파수 선택적 기저대역으로만 데이터를 전송하는 선행특허의 경우, 확산부호를 선택하여 사용하는 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 전송 주파수 대역의 자유로운 이동이 불가능하다는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 기저대역의 재확산을 통해 전송 주파수 대역의 자유로운 이동을 가능하도록 하는 재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 변조장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의한 재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 변조장치는, 전송 데이터를 입력받아 기 설정된 비율로 상기 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬 변환기; 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기; 상기 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기를 통해 각각 선택된 하나 이상의 확산부호에서 다수값을 선택하는 다수값 선택부; 및 상기 다수값 선택부의 출력과 재확산 부호 Wn를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 제 1 XOR 논리회로를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의한 재확산 부호를 이용한 주파수 선택적 변조방법은, 2N(N은 실수)개의 확산부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 복수의 서브그룹을 생성하는 단계; 상기 생성된 복수의 서브그룹으로부터 채택된 P(P는 1 이상의 실수)개의 서브그룹이 각각 직렬-병렬변환된 데이터 비트를 입력받아 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 단계; 상기 P개의 서브그룹에서 각각 선택된 P개의 확산부호에서 다수값을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 다수값과 재확산 부호 Wn를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 아날로그 송수신단의 최소화된 사용으로 인해 전체 시스템의 소모전력이 개선되고, 데이터의 직렬-병렬 변환에 의해 얻은 주파수 이득으로 더욱 확산률이 높은 직교부호를 사용할 수 있게 되어 전체 시스템의 프로세싱 이득이 개선되며, 주파수 선택적 다중전송 기술에 의해 제한된 수의 직교부호를 사용하여 더욱 많은 데이터를 전송할 수 있는 주파수 선택적 기저대역 전송 기술의 장점을 모두 수용할 수 있으며, 더 나아가 확산부호의 선택 및 전송 주파수 대역의 자유로운 이동을 가능하게 하여 보다 유연한 인체통신 시스템을 구성할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따라 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 개념을 설명하기 위한 도면,
도 2a 내지 도2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 64비트 월시부호의 서브그룹 구성도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도,
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도,
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도, 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 주파수 선택적 확산기의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명에서 제안하는 변조장치는 주파수 선택적 디지털 전송기법(Frequency Selective Digital Transmission; FSDT)을 이용한다. 주파수 선택적 디지털 전송기법에서 데이터는 주파수 선택적 확산부호를 사용하여 주파수 영역에서 확산되어 디지털 형태로 전송된다. 또한, 대부분의 전송 신호가 분포된 우세 주파수가 특정 주파수 선택적 확산부호를 사용함으로써 선택될 수 있는 특징을 가진다.
도 1은 본 발명에 따라 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서는, 선행특허에서 제안된 주파수 선택적 기저대역을 재확산 부호를 통해 재확산하여 주파수 선택적 전송대역으로 이동시킨다. 이처럼 동작주파수 fA를 사용한 주파수 선택적 기저대역을 재확산하여 주파수 선택적 전송대역으로 이동시키기 위해, 동작주파수 fB로 생성된 확산부호들 중 하나를 사용하여 재확산을 수행한다. 주파수 선택적 전송대역은 중간주파수 fC와 대역폭 fA를 가지며, 이때 중간주파수 fC는 동작주파수 fB(fB>fA)로 생성된 확산부호들 중에서 선택된 하나의 확산부호가 가지는 가장 우세한 주파수(fD) 값을 가진다.
도 2a 내지 도2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 64비트 월시부호의 서브그룹 구성도이다.
본 실시예에서는 확산부호로 64개의 월시부호를 사용하고, 이를 16개씩 묶어 4개의 서브그룹으로 나눈다. 이 경우, 서브그룹 0는 W0 ~ W15, 서브그룹 1은 W16 ~ W31, 서브그룹 2는 W32 ~ W47, 그리고 서브그룹 3은 W48 ~ W63 의 16개의 월시부호를 각각 가진다.
W0부터 W63까지의 64개의 월시부호는 사용주파수 대역을 정확히 64개로 분할하여 각 월시부호의 가장 우세한 주파수(fD)가 분할된 주파수에 순차적으로 매핑되는 특징을 가진다.
예를 들어, 동작주파수 fA를 16MHz로 하여 생성한 전체 월시부호의 확산 주파수대역은 fA/2인 8MHz가 되며, 이웃한 월시부호들의 가장 우세한 주파수(fD) 간격은 8MHz/64인 0.125MHz가 된다. 따라서, 도 2d에 도시된 W63의 우세 주파수 fD는 8MHz, W62의 fD 는 7.875MHz, ... 등을 가진다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 의한 주파수 선택적 변조장치 및 방법을 설명한다.
이하의 실시예에서는, 확산부호로 64개의 월시부호를 사용하고, 이를 도 2a 내지 2d에 도시된 바와 같이 4개의 서브그룹으로 나누어 이 중 잡음전력이 강한 주파수 구간에 해당하는 서브그룹 0 또는 서브그룹 0과 1을 제외한 나머지 서브그룹들을 선택하여, 전체 64개의 월시부호 중에서 48개 또는 32개의 월시부호를 선택하여 사용하는 것으로 가정한다. 또한, 확산부호의 동작주파수 fA는 16MHz, 재확산 부호의 동작주파수 fB는 64MHz, 그리고 재확산 부호는 W63으로 사용하는 것으로 가정한다.
그러나, 사용되는 확산부호와 서브그룹의 개수는 이에 한정되지 않으며, 총 2N(N은 실수)개의 확산부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 서브그룹을 생성하고, 이로부터 P(P는 1 이상의 실수)개의 서브그룹을 채택하여 사용할 수 있다. 또한, 확산부호의 동작주파수 fA, 재확산 부호의 동작주파수 fB, 및 재확산 부호도 필요에 따라 상이하게 결정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도이다.
제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(100)는, 전송 데이터를 입력받아 기 설정된 비율로 상기 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬 변환기(S2P)(110), 상기 S2P(110)로부터 입력받은 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(121 내지 123), 상기 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(121 내지 123)를 통해 각각 획득한 하나 이상의 확산부호에서 다수값을 선택하는 다수값 선택부(130) 및 상기 다수값 선택부(130)의 출력과 재확산 부호(Wn)를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 XOR 논리회로(140)를 포함하여 구성된다.
S2P(110)는 입력되는 직렬 데이터를 P*M비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력한다.
이후, 하나 이상의(예를 들어, P개의) 서브 주파수 선택적 확산기(121 내지 123)는 각각 M개의 데이터 비트를 입력받아 이를 이용하여 해당 서브그룹에서 2M개의 확산부호 중 하나의 확산부호를 선택한다. 즉, P개의 서브 주파수 선택적 확산기(121 내지 123)를 통해 P개의 확산부호가 선택된다.
이후, 다수값 선택부(130)는 P개의 서브 주파수 선택적 확산기(121 내지 123)를 통해 획득한 P개의 확산부호에서 다수값을 선택하여 다수값으로 이루어진 전송 데이터를 발생한다.
이후, XOR 논리회로(140)는 다수값 선택부(130)의 출력과 재확산 부호(Wn)를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산한다. 이때, 재확산 부호(Wn)는 동작주파수 fB로 생성된 확산부호들 중에서 선택된다.
상술한 과정을 보다 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
S2P(110)는 입력되는 직렬 데이터에 대해 1:12의 비로 직렬-병렬변환을 수행하여 b11, b10, ..., b0의 12비트의 병렬 데이터를 0.25Msps의 속도로 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기1(121)은 S2P(110)의 출력 중에서 b11, b10, b9 및 b8의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 1(W16 ~ W31)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO1을 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기2(122)는 S2P(110)의 출력 중에서 b7, b6, b5 및 b4의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 2(W32 ~ W47)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO2를 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기3(123)은 S2P(110)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 3(W48 ~ W63)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO3를 출력한다.
다수값 선택부(130)는 서브 주파수 선택적 확산기 1 내지 3(121 내지 123)으로부터 출력되는 DO1, DO2 및 DO3를 입력받아 수학식 1에 따라 다수값을 선택하여 출력한다. 여기서, or는 OR 게이트를, and는 AND 게이트를 나타낸다.
[수학식 1]
다수값 선택부 출력 = (A and B) or (B and C) or (C and A)
XOR 논리회로(140)는 다수값 선택부(130)의 출력과 재확산 부호인 동작주파수 fB 64MHz로 생성된 64개의 윌시부호 중 하나인 W63를 XOR하여 최종적으로 64Mcps의 속도를 갖는 주파수 선택적 변조장치(100)의 출력을 생성한다. 이 경우, 다수값 선택부(130)의 출력은 W63과 XOR되어 4배의 추가 확산이 수행되므로, 주파수 선택적 변조장치(100)의 최종 출력에 해당하는 주파수 선택적 전송대역은 중간주파수 fC로 재확산 부호의 동작주파수 fB의 1/2 값인 32MHz, 최대 대역폭으로 확산부호의 동작주파수 fA값인 16MHz를 갖는다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도이다.
제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(200)는, S2P(210), 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(221 내지 223), 다수값 선택부(230) 및 두 개의 XOR 논리회로(240, 250)를 포함하여 구성된다. 여기서, S2P(210), 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(221 내지 223), 다수값 선택부(230) 및 XOR 논리회로(250)는 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(100)의 각 구성에 대응되는 것으로, 제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(200)는 다수값 선택부(230)와 재확산을 위한 XOR 논리회로(250) 사이에 위치하여 S2P(210)의 출력 1비트와 다수값 선택부(230)의 출력을 XOR하여 전송 데이터률을 증가시키기 위한 XOR 논리회로(240)를 추가로 포함하여 구성된다.
제 1 실시예와는 달리, S2P(210)는 입력되는 직렬 데이터를 P*M+1비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하며, XOR 논리회로(240)는 S2P(210)의 출력중 1비트와 다수값 선택부(230)의 출력을 XOR하고, 재확산을 위한 XOR 논리회로(250)는 XOR 논리회로(240)의 출력과 재확산 부호(Wn)를 XOR하여 변조장치의 출력을 생성한다. 나머지 구성은 제 1 실시예에서 설명한 구성과 동일하다.
상술한 과정을 보다 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
S2P(210)는 입력되는 직렬 데이터에 대해 1:13의 비로 직렬-병렬변환을 수행하여 b12, b11, ..., b0의 13비트의 병렬 데이터를 0.25Msps의 속도로 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기1(221)은 S2P(210)의 출력 중에서 b11, b10, b9 및 b8의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 1(W16 ~ W31)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO1을 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기2(222)는 S2P(210)의 출력 중에서 b7, b6, b5 및 b4의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 2(W32 ~ W47)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO2를 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기3(223)은 S2P(210)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 3(W48 ~ W63)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO3를 출력한다.
다수값 선택부(230)는 서브 주파수 선택적 확산기 1 내지 3(221 내지 223)으로부터 출력되는 DO1, DO2 및 DO3를 입력받아 상기 수학식 1에 따라 다수값을 선택하여 출력한다.
XOR 논리회로(240)는 S2P(210)의 출력 중에서 1비트인 b12와 다수값 선택부(230)의 출력을 XOR하여 재확산을 위한 XOR 논리회로(250)로 제공한다.
XOR 논리회로(250)는 XOR 논리회로(240)의 출력과 재확산 부호인 동작주파수 fB 64MHz로 생성된 64개의 윌시부호 중 하나인 W63를 XOR하여 최종적으로 64Mcps의 속도를 갖는 주파수 선택적 변조장치(200)의 출력을 생성한다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도이다.
제 3 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(300)는, S2P(310), 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(321 내지 323), 다수값 선택부(340) 및 하나 이상의 XOR 논리회로(331 내지 333, 350)를 포함하여 구성된다. 여기서, S2P(310), 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(321 내지 323), 다수값 선택부(340) 및 XOR 논리회로(350)는 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(100)의 각 구성에 대응되는 것으로, 제 3 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(300)는 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(321 내지 323)와 다수값 선택부(340) 사이에 각각 위치하여 S2P(310)의 출력 1비트와 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(321 내지 323)의 출력을 각각 XOR하여 전송 데이터률을 증가시키기 위한 하나 이상의 XOR 논리회로(331 내지 333)를 추가로 포함하여 구성된다.
제 1 실시예와는 달리, S2P(310)는 입력되는 직렬 데이터를 P*(M+1)비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하며, 하나 이상의 XOR 논리회로(331 내지 333)는 S2P(310)의 출력중 1비트와 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(321 내지 323)의 출력을 각각 XOR하여 다수값 선택부(340)로 제공한다. 나머지 구성은 제 1 실시예에서 설명한 구성과 동일하다.
상술한 과정을 보다 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
S2P(310)는 입력되는 직렬 데이터에 대해 1:15의 비로 직렬-병렬변환을 수행하여 b14, b13, ..., b0의 15비트의 병렬 데이터를 0.25Msps의 속도로 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기1(321)은 S2P(310)의 출력 중에서 b13, b12, b11 및 b10의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 1(W16 ~ W31)의 월시부호 중에서 하나를 선택하여 16Mcps의 속도로 출력하고, XOR 논리회로(331)는 서브 주파수 선택적 확산기1(321)의 출력과 S2P(310)의 출력 중 b14를 XOR하여 16Mcps의 속도로 DO1을 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기2(322)는 S2P(310)의 출력 중에서 b8, b7, b6 및 b5의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 2(W32 ~ W47)의 월시부호 중에서 하나를 선택하여 16Mcps의 속도로 출력하고, XOR 논리회로(332)는 서브 주파수 선택적 확산기2(322)의 출력과 S2P(310)의 출력 중 b9를 XOR하여 16Mcps의 속도로 DO2를 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기3(323)은 S2P(310)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 3(W48 ~ W63)의 월시부호 중에서 하나를 선택하여 16Mcps의 속도로 출력하고, XOR 논리회로(333)는 서브 주파수 선택적 확산기3(323)의 출력과 S2P(310)의 출력 중 b4를 XOR하여 16Mcps의 속도로 DO3을 출력한다.
다수값 선택부(340)는 하나 이상의 XOR 논리회로(331 내지 333)로부터 출력되는 DO1, DO2 및 DO3를 입력받아 상기 수학식 1에 따라 다수값을 선택하여 출력한다.
XOR 논리회로(350)는 다수값 선택부(340)의 출력과 재확산 부호인 동작주파수 fB 64MHz로 생성된 64개의 윌시부호 중 하나인 W63를 XOR하여 최종적으로 64Mcps의 속도를 갖는 주파수 선택적 변조장치(300)의 출력을 생성한다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도이다.
제 4 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(400)는, 전송 데이터를 입력받아 기 설정된 비율로 상기 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬 변환기(S2P)(410), 상기 S2P(410)로부터 입력받은 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(422, 423), 상기 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(422, 423)를 통해 각각 획득한 하나 이상의 확산부호에서 상기 S2P(410)로부터 입력받은 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 다중화기(430) 및 상기 다중화기(430)의 출력과 재확산 부호(Wn)를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 XOR 논리회로(440)를 포함하여 구성된다.
S2P(410)는 입력되는 직렬 데이터를 M+1 또는 M+2비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력한다.
이후, 하나 이상의(예를 들어, P개의) 서브 주파수 선택적 확산기(422, 423)는 각각 M개의 동일한 데이터 비트를 입력받아 이를 이용하여 해당 서브그룹에서 2M개의 확산부호 중 하나의 확산부호를 선택한다. 즉, P개의 서브 주파수 선택적 확산기(422, 423)를 통해 P개의 확산부호가 선택된다.
이후, 다중화기(430)는 P개의 서브 주파수 선택적 확산기(422, 423)를 통해 각각 획득한 하나 이상의 확산부호에서 S2P(410)로부터 입력받은 1 또는 2 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택한다.
이후, XOR 논리회로(440)는 다중화기(430)의 출력과 재확산 부호(Wn)를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산한다. 이때, 재확산 부호(Wn)는 동작주파수 fB로 생성된 확산부호들 중에서 선택된다.
상술한 과정을 보다 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
S2P(410)는 입력되는 직렬 데이터에 대해 1:5의 비로 직렬-병렬변환을 수행하여 b4, b3, ..., b0의 5비트의 병렬 데이터를 0.25Msps의 속도로 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기2(422)는 S2P(410)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 2(W32 ~ W47)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO2를 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기3(423)은 S2P(410)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 3(W48 ~ W63)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO3를 출력한다.
다중화기(430)는 S2P(410)의 출력 중에서 b4를 입력받아 이를 이용하여 서브 주파수 선택적 확산기 2 및 3(422, 423)의 출력인 DO2 및 DO3 중에 어느 하나를 선택하여 출력한다.
XOR 논리회로(440)는 다중화기(430)의 출력과 재확산 부호인 동작주파수 fB 64MHz로 생성된 64개의 윌시부호 중 하나인 W63를 XOR하여 최종적으로 64Mcps의 속도를 갖는 주파수 선택적 변조장치(400)의 출력을 생성한다.
상술한 제 4 실시예에서는 주파수 선택적 변조장치(400)가 2개의 서브 주파수 선택적 확산기(422, 423)를 사용하는 경우를 설명하였으나, 제 4 실시예의 또 다른 실시예로 4개의 서브 주파수 선택적 확산기, 즉 서브 주파수 선택적 확산기 0 내지 3 모두를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, S2P(410)는 입력되는 직렬 데이터에 대해 1:6의 비로 직렬-병렬변환을 수행하여 b5, b4, ..., b0의 6비트의 병렬 데이터를 0.25Msps의 속도로 출력하며, S2P(410)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트는 서브 주파수 선택적 확산기 0 내지 3에 각각 입력되어 DO0 내지 DO3가 출력되고, S2P(410)의 출력 중 b5와 b4는 다중화기(430)에 입력되어 다중화기(430)로 입력되는 4개의 확산부호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다. XOR 논리회로(440)는 다중화기(430)의 출력과 재확산 부호인 동작주파수 fB 64MHz로 생성된 64개의 윌시부호 중 하나인 W63를 XOR하여 최종적으로 64Mcps의 속도를 갖는 주파수 선택적 변조장치(400)의 출력을 생성한다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치의 구성도이다.
제 5 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(500)는, S2P(510), 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(522, 523), 다중화기(530) 및 두 개의 XOR 논리회로(540, 550)를 포함하여 구성된다. 여기서, S2P(510), 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기(522, 523), 다중화기(530) 및 XOR 논리회로(550)는 제 4 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(400)의 각 구성에 대응되는 것으로, 제 5 실시예에 따른 주파수 선택적 변조장치(500)는 다중화기(530)와 재확산을 위한 XOR 논리회로(550) 사이에 위치하여 S2P(510)의 출력 1비트와 다중화기(530)의 출력을 XOR하여 전송 데이터률을 증가시키기 위한 XOR 논리회로(540)를 추가로 포함하여 구성된다.
제 4 실시예와는 달리, S2P(510)는 입력되는 직렬 데이터를 M+2 또는 M+3비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하며, XOR 논리회로(540)는 S2P(510)의 출력중 1비트와 다중화기(530)의 출력을 XOR하여 재확산을 위한 XOR 논리회로(550)로 제공한다. 나머지 구성은 제 4 실시예에서 설명한 구성과 동일하다.
상술한 과정을 보다 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
S2P(510)는 입력되는 직렬 데이터에 대해 1:6의 비로 직렬-병렬변환을 수행하여 b5, b4, ..., b0의 6비트의 병렬 데이터를 0.25Msps의 속도로 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기2(522)는 S2P(510)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 2(W32 ~ W47)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO2를 출력한다.
서브 주파수 선택적 확산기3(523)은 S2P(510)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트를 입력받아 이를 이용하여 서브그룹 3(W48 ~ W63)의 월시부호 중에서 하나를 선택하고 16Mcps의 속도로 DO3를 출력한다.
다중화기(530)는 S2P(510)의 출력 중에서 b4를 입력받아 이를 이용하여 서브 주파수 선택적 확산기 2 및 3(522, 523)의 출력인 DO2 및 DO3 중에 어느 하나를 선택하여 출력한다.
XOR 논리회로(540)는 S2P(510)의 출력 중에서 1비트인 b5와 다중화기(530)의 출력을 XOR하여 재확산을 위한 XOR 논리회로(550)로 제공한다.
XOR 논리회로(550)는 XOR 논리회로(540)의 출력과 재확산 부호인 동작주파수 fB 64MHz로 생성된 64개의 윌시부호 중 하나인 W63를 XOR하여 최종적으로 64Mcps의 속도를 갖는 주파수 선택적 변조장치(500)의 출력을 생성한다.
상술한 제 5 실시예에서는 주파수 선택적 변조장치(500)가 2개의 서브 주파수 선택적 확산기(522, 523)를 사용하는 경우를 설명하였으나, 제 5 실시예의 또 다른 실시예로 4개의 서브 주파수 선택적 확산기, 즉 서브 주파수 선택적 확산기 0 내지 3 모두를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, S2P(510)는 입력되는 직렬 데이터에 대해 1:7의 비로 직렬-병렬변환을 수행하여 b6, b5, ..., b0의 7비트의 병렬 데이터를 0.25Msps의 속도로 출력하며, S2P(510)의 출력 중에서 b3, b2, b1 및 b0의 4비트는 서브 주파수 선택적 확산기 0 내지 3에 각각 입력되어 DO0 내지 DO3가 출력되고, S2P(510)의 출력 중 b5와 b4는 다중화기(530)에 입력되어 다중화기(530)로 입력되는 4개의 확산부호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다. XOR 논리회로(540)는 S2P(510)의 출력 중에서 1비트인 b6와 다중화기(530)의 출력을 XOR하여 재확산을 위한 XOR 논리회로(550)로 제공하고, XOR 논리회로(550)는 XOR 논리회로(540)의 출력과 재확산 부호인 동작주파수 fB 64MHz로 생성된 64개의 윌시부호 중 하나인 W63를 XOR하여 최종적으로 64Mcps의 속도를 갖는 주파수 선택적 변조장치(500)의 출력을 생성한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 주파수 선택적 확산기의 구성도이다.
서브 주파수 선택적 확산기 n(600)은 6비트 카운터(610), 6개의 XOR 논리회로(621 내지 625, 640) 및 6개의 AND 논리회로(631 내지 636)로 구성되며, 2 비트의 주파수 선택 제어비트(fs1, fs0)와 4비트의 데이터 입력비트(bi +3, bi +2, bi +1, bi)를 갖는다.
2 비트의 주파수 선택 제어비트(fs1, fs0)는 서브그룹별로 상이하게 설정된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 서브 주파수 선택적 확산기1(W16~W31)(121)의 경우 fs1과 fs0은 각각 '0'과 '1'로 설정되고, 서브 주파수 선택적 확산기2 (W32~W47)(122)의 경우 fs1과 fs0은 각각 '1'과 '0'으로 설정되며, 서브 주파수 선택적 확산기3(W48~W63)(123)의 경우 fs1과 fs0은 각각 '1'과 '1'로 설정된다.
서브 주파수 선택적 확산기 n(600)의 동작주파수 fA가 16MHz인 경우, 6비트 카운터(610)는 16MHz 클록으로 구동되며, 0 내지 63을 카운트하기 위해 심벌주기마다 초기값 '0'으로 리셋된다.
5개의 XOR 논리회로(621 내지 625)는 Gray 인덱싱을 위한 것이다. 6개의 AND 논리회로(631 내지 636)는 6 비트 카운터(610)의 출력인 C5 ~ C0과 주파수 선택 제어비트의 최상위 비트인 fs1 및 5개의 XOR 논리회로(621 내지 625)의 출력 비트를 각각 입력으로 한다. 또한, 하나의 XOR 논리회로(640)는 6개의 AND 논리회로(631 내지 636)의 출력을 XOR하기 위한 것이다.
서브 주파수 선택적 확산기 n(600)은 2 비트의 주파수 선택 제어비트(fs1, fs0)와 4비트의 데이터 입력비트(bi +3, bi +2, bi +1, bi)를 이용해 해당 서브그룹에 포함된 16개의 월시부호 중 하나를 생성하여 1비트열 형태로 출력하는데, 출력 DOn의 생성식은 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
DOn = (fs1 and C0) xor [(fs1 xor fs0) and C1] xor
[(fs0 xor bi +3) and C2] xor [(bi +3 xor bi +2) and C3] xor
[(bi +2 xor bi +1) and C4] xor [(bi +1 xor bi) and C5]
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500: 주파수 선택적 변조장치
110, 210, 310, 410, 510: S2P
121 내지 123, 221 내지 223, 321 내지 323: 서브 주파수 선택적 확산기
422, 423, 522, 523: 서브 주파수 선택적 확산기
130, 230, 340: 다수값 선택부
430, 530: 다중화기
140, 240, 250, 331, 332, 333, 350, 440, 540, 550: XOR 논리회로

Claims (19)

  1. 전송 데이터를 입력받아 기 설정된 비율로 상기 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬 변환기;
    상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기;
    상기 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기를 통해 각각 선택된 하나 이상의 확산부호에서 다수값을 선택하는 다수값 선택부; 및
    상기 다수값 선택부의 출력과 재확산 부호 Wn를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 제 1 XOR 논리회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2N(N은 실수)개의 확산부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 복수의 서브그룹을 생성하고, 생성된 복수의 서브그룹으로부터 P(P는 1 이상의 실수)개의 서브그룹을 채택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 재확산 부호 Wn은 동작주파수 fA를 사용한 상기 주파수 선택적 기저대역을 재확산하여 상기 주파수 선택적 전송대역으로 이동시키기 위해, 동작주파수 fB로 생성된 확산부호들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 직렬-병렬 변환기는 상기 전송 데이터를 P*M비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
    P개의 서브 주파수 선택적 확산기가 각각 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수값 선택부와 상기 제 1 XOR 논리회로 사이에 연결되어, 상기 직렬-병렬 변환기의 출력 중 1비트와 상기 다수값 선택부의 출력을 XOR 한 결과를 상기 제 1 XOR 논리회로로 제공하는 제 2 XOR 논리회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 직렬-병렬 변환기는 상기 전송 데이터를 P*M+1비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
    P개의 서브 주파수 선택적 확산기가 각각 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기와 상기 다수값 선택부 사이에 각각 연결되어, 상기 직렬-병렬 변환기의 출력 중 1비트와 상기 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기 출력을 각각 XOR하고 그 결과를 상기 다수값 선택부로 제공하는 하나 이상의 제 2 XOR 논리회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 직렬-병렬 변환기는 상기 전송 데이터를 P*(M+1)비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
    P개의 서브 주파수 선택적 확산기가 각각 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  9. 전송 데이터를 입력받아 기 설정된 비율로 상기 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬 변환기;
    상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기;
    상기 하나 이상의 서브 주파수 선택적 확산기를 통해 각각 선택된 하나 이상의 확산부호에서 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 다중화기; 및
    상기 다중화기의 출력과 재확산 부호 Wn를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 제 1 XOR 논리회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    2N(N은 실수)개의 확산부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 복수의 서브그룹을 생성하고, 생성된 복수의 서브그룹으로부터 P(P는 1 이상의 실수)개의 서브그룹을 채택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 재확산 부호 Wn은 동작주파수 fA를 사용한 상기 주파수 선택적 기저대역을 재확산하여 상기 주파수 선택적 전송대역으로 이동시키기 위해, 동작주파수 fB로 생성된 확산부호들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 직렬-병렬 변환기는 상기 전송 데이터를 M+1 또는 M+2비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
    P개의 서브 주파수 선택적 확산기가 각각 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하고,
    상기 다중화기는 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 1 또는 2비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 다중화기와 상기 제 1 XOR 논리회로 사이에 연결되어, 상기 직렬-병렬 변환기의 출력 중 1비트와 상기 다중화기의 출력을 XOR 한 결과를 상기 제 1 XOR 논리회로로 제공하는 제 2 XOR 논리회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 직렬-병렬 변환기는 상기 전송 데이터를 M+2 또는 M+3비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
    P개의 서브 주파수 선택적 확산기가 각각 상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 변조장치.
  15. 2N(N은 실수)개의 확산부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 복수의 서브그룹을 생성하는 단계;
    상기 생성된 복수의 서브그룹으로부터 채택된 P(P는 1 이상의 실수)개의 서브그룹이 각각 직렬-병렬변환된 데이터 비트를 입력받아 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 단계;
    상기 P개의 서브그룹에서 각각 선택된 P개의 확산부호에서 다수값을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 다수값과 주파수 대역의 이동을 위한 재확산 부호 Wn를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 변조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다수값을 선택하는 단계 이후에,
    상기 선택된 다수값을 직렬-병렬변환된 1비트와 XOR하여 상기 선택된 다수값으로 이루어진 확산 데이터를 발생하는 단계를 더 포함하며,
    상기 재확산하는 단계는 상기 확산 데이터와 상기 재확산 부호 Wn를 XOR하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 변조방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 확산부호를 선택하는 단계 이후에,
    상기 P개의 서브그룹에서 각각 선택된 P개의 확산부호를 각각 직렬-병렬변환된 1비트와 XOR하여 상기 P개의 확산부호로 각각 이루어진 P개의 확산 데이터를 발생하는 단계를 더 포함하며,
    상기 다수값을 선택하는 단계는 상기 P개의 확산 데이터에서 다수값을 선택하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 변조방법.
  18. 2N(N은 실수)개의 확산부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 복수의 서브그룹을 생성하는 단계;
    상기 생성된 복수의 서브그룹으로부터 채택된 P(P는 1 이상의 실수)개의 서브그룹이 각각 직렬-병렬변환된 데이터 비트를 입력받아 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 단계;
    상기 P개의 서브그룹에서 각각 선택된 P개의 확산부호에서 직렬-병렬변환된 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 단계; 및
    상기 P개의 확산부호에서 선택된 하나의 확산부호와 주파수 대역의 이동을 위한 재확산 부호 Wn를 XOR하여 주파수 선택적 기저대역을 주파수 선택적 전송대역으로 재확산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 변조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 P개의 확산부호에서 하나의 확산부호를 선택하는 단계 이후에,
    상기 선택된 하나의 확산부호를 직렬-병렬변환된 1비트와 XOR하여 상기 선택된 하나의 확산부호로 이루어진 확산 데이터를 발생하는 단계를 더 포함하며,
    상기 재확산하는 단계는 상기 확산 데이터와 상기 재확산 부호 Wn를 XOR하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 변조방법.
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