KR102048661B1 - 공유 버스를 통해 전송되는 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상하는 방법과 그 방법을 위한 기기 - Google Patents

공유 버스를 통해 전송되는 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상하는 방법과 그 방법을 위한 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 특정의 비트 시퀀스가 특정 변환방식, 예를 들어 멀티레벨 PAM 방식에 의해 변환된 수신 신호에 대하여 샘플링하여 일련의 샘플값들을 획득하게 되면, 그 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 세트와의 컨볼루션을 통해 상관값의 분포 곡선을 구한 다음, 그 분포 곡선에서 상기 샘플링의 주기에 해당하는 간격 만큼 서로 이격된 한 쌍의 지점들을 복수 쌍 선정하고, 그 선정된 복수 쌍에 속하는 각 쌍의 지점들에 대해서는, 해당 쌍의 지점들에 각각 대응되는 상기 분포 곡선 상의 상관값 간의 차이로부터 지표를 구하고, 그 구한 지표에 대해 보상값을 지정함으로써 지표와 보상값을 연계 저장하여 색인표를 구성한다. 이후에, 데이터에 전치되어 그 데이터와 함께 전송되는 특정의 비트 패턴이 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 수신 신호에 대하여 일련의 샘플값들을 획득되면, 그 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 그룹과의 컨볼루션을 통해 상관값들을 구하고, 그 구한 상관값들 중에서 가장 큰 2개의 상관값들의 차이로부터 표적 지표를 구한 후, 상기 색인표에서 상기 표적 지표와 최소 차이의 지표를 찾고 그 찾은 지표에 연계 저장되어 있는 보상값을 샘플링의 편이를 보상하기 위한 값으로 사용한다.

Description

공유 버스를 통해 전송되는 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상하는 방법과 그 방법을 위한 기기 {Method for quickly compensating timing error in sampling data signals transmitted through a shared bus, and a device for said method}
본 발명은, 버스를 통한 데이터의 고속 전송을 지원하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 버스를 공유하여 연결되어 있는 임의의 노드(node)로부터 고속 전송되는 데이터의 신호를 디지털 처리 방식을 통해 데이터로 복원함에 있어서 발생되는 샘플링 시점의 오차를 파악하여 이를 보상함으로써 정확한 데이터의 복원이 이루어지게 하는 방법과 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기능이 다양하고 복잡한 장치들은, 그 내부의 부품들이 현재 상태나 제어 등을 위한 정보를 실시간으로 교환하면서 그 기능들을 수행한다. 예를 들어, 수많은 통신 기기들 뿐만 아니라 자동차와 같은 장치들도, 오토 크루즈 기능 또는 커넥티드 카(connected car)와 같은 혁신적인 기능들을 많은 부품들 간의 정보 교환에 기반하여 수행한다. 그리고, 이러한 정보 교환은, 혁식전인 기능들과 그 기능에서의 우수한 성능을 담보하기 위해, 이전에 비해 매우 빠른, 예를 들어 수십 Mbps에서 수백 Mbps 이상의 속도까지를 요구하고 있다.
또한, 이와 같이 고속의 정보 교환이 요구되는 혁신적인 기능들을 위한 부품들 간의 통신에 대해서는, 케이블링(cabling) 작업을 용이하게 하기 위해 단일의 버스를 통해 이루어지게 하는 것이 필요하다.
하지만, 각기 노드를 구성하는 통신용 부품들이 연결되는 연결점이 버스에 많아지거나, 많은 통신용 부품들을 연결하기 위해 버스의 길이가 길어지면, 버스의 채널 특성이 나빠진다. 특히, 버스가 전송하는 신호가 고주파일수록 왜곡특성은 더욱 심해진다. 따라서, 많은 노드들이 연결되는 공유 버스에 대해, 반송파를 사용하는 디지털 변조 방식을 적용해서는 전송속도를 높이는데 상당한 제한이 따르므로, 반송파없는 디지털 기저대역 변조 방식으로써 고속전송을 구현하는 것이 바람직할 수 있다.
공유 버스에 대해 어떠한 데이터 전송 방식을 채택하든, 공유 버스에 실린 신호로부터 데이터를 복원하는데 있어서, 디지털 신호처리 방식을 적용하는 것이 좋다. 이는 수신기의 구현을 보다 용이하게 하고, 데이터 신호처리에 있어서 신뢰성을 보장할 수 있기 때문이다.
하지만, 디지털 신호 처리를 위해서는 수신되는 신호를 샘플링하여야 하는데, 복수의 노드가 연결된 버스의 경우에, 임의 노드의 수신기는, 고정된 주파수의 클럭을 기반으로 수신 신호를 샘플링하므로, 설령, 임의의 한 전송 노드로부터의 신호에 대해 그 샘플링 타이밍이 동조{ 본 명세서에서는, 대상 신호에 대해서 샘플링이 의도된 위치( 예를 들어, 임의의 신호 구간에서의 피크치 )에서 이루어지는 것을 샘플링이 또는 샘플링 타이밍이 '동조'되었다라고 표현한다. } 되었더라도, 다른 노드가 버스로 송신하는 신호에 대해서는, 샘플링 타이밍이 틀어져 있을 수 밖에 없다. 일반적으로, 각각의 노드들은 모두 서로 독립된 발진 클럭에 기반하고 있고 이러한 클럭들을 서로 동기시키기 위한 별도의 신호선이 버스에 구비되지 않기 때문이다.
따라서, 복수의 노드들이 연결되어 하나의 버스를 공유하는 네트워크에서는, 각 노드의 수신기가 다른 노드로부터의 전송 신호를 샘플링하여 디지털 값( 이하에서는, '샘플링에 의해 얻어지는 디지털 값'을 '샘플값'으로 약칭한다. )을 얻을 때, 그 샘플값에 대하여, 샘플링이 정확히 동조되었을 때 얻어지게 값으로 보상할 필요가 있다. 샘플값에 대해 그러한 보상이 이루어지 않으면, 수신된 신호로부터 데이터를 복원함에 있어서 오류가 발생할 수 있기 때문이다.
이와 같이, 버스 상의 복수의 노드들 중 어떤 노드가 임의의 시점에 전송하더라도 그 노드로부터의 전송신호에 대해서 정확히 동조된 샘플링일 때의 샘플값을 얻는 동작을 수행하기 위해서는, 노드에 구현된 수신기의 현재의 샘플링 타이밍이, 그 신호에 대해 동조되어야 하는 샘플링 타이밍과 편이(偏移)된 양, 즉 샘플링 타이밍의 오차를 파악하여야 한다.
그리고, 이러한 샘플링 타이밍의 오차는, 고속의 데이터 전송을 지원하기 위해서 매우 신속하게 파악되어야 한다. 그렇지 않으면, 샘플링 타이밍의 오차를 파악하는 시간만큼 수신신호의 샘플값들로부터 데이터를 복원하여 상위 계층(layer)의 통신모듈로 또는 다른 기기로 전달하게 되는 시점이 지연되거나, 임의의 한 노드로부터의 수신 신호에 대한 샘플링 타이밍의 오차를 파악한 후 그 오차를 반영하여 수신신호의 샘플값들로부터 데이터를 복원하고 있는 중에 다른 노드로부터의 전송 신호가 수신될 수도 있다.
본 발명은, 공유 버스를 통해 수신되는 데이터 신호에 대한 샘플링 타이밍의 편이량을 신속하게 파악할 수 있게 하는 방법과 장치를 제공하는데 일 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 공유 버스에 연결된 노드들 간의 채널 특성을 반영하여, 임의 노드로부터 수신되는 데이터 신호에 대한 샘플링 타이밍의 편이량을 신속하게 파악할 수 있게 하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수신되는 데이터 신호에 대해 행해지는 샘플링에 대해 신속하게 파악한 샘플링 타이밍의 오차에 근거하여 그 데이터 신호에 대한 샘플값을 보상함으로써, 데이터 복원이 정확하게 이루어질 수 있게 하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 명시적으로 서술된 목적에 국한되는 것은 아니며, 본 발명에 대한 구체적이고 예시적인 하기의 설명에서 도출될 수 있는 효과를 달성하는 것을 그 목적에 당연히 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른, 데이터로부터 변환된 신호를 수신하여 그 신호로부터 데이터를 복원하기 위한 기기는, 데이터에 대해 특정 변환방식을 적용함으로써 변환되어 전송된 신호를 샘플링하여 디지털화된 샘플값들을 출력하기 위한 변환기와, 상기 변환기로부터 출력되는 샘플값들의 적어도 일부에 대해서 일정 수마다 하나씩 선택하고, 그 선택된 샘플값에 대해서는 상기 샘플링에서의 오차 만큼을 보정하여 그 보정된 샘플값에 근거하여 데이터 비트를 결정하도록 구성된 복원부와, 특정의 비트 시퀀스가 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 신호에 대한 일련의 샘플값들이 상기 변환기로부터 출력되면, 그 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 세트와의 제 1차 컨볼루션(convolution)을 통해 상관값의 분포 곡선을 구한 다음, 그 분포 곡선에서 상기 샘플링의 주기에 해당하는 간격 만큼 서로 이격된 한 쌍의 지점들을 복수 쌍 선정하고, 그 선정된 복수 쌍에 속하는 각 쌍의 지점들에 대해서는, 해당 쌍의 지점들에 각각 대응되는 상기 분포 곡선 상의 상관값 간의 차이로부터 지표를 구하고, 그 구한 지표에 대해 보상값을 지정함으로써 지표와 보상값을 연계 저장하도록 구성되고, 또한, 데이터에 전치되어 그 데이터와 함께 전송되는 특정의 비트 패턴이 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 신호에 대한, 상기 변환기로부터 출력되는 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 그룹과의 제 2차 컨볼루션을 통해 구한 상관값들에서 가장 큰 2개의 상관값들의 차이로부터 표적 지표를 구한 후, 상기 저장된 지표들에서 상기 표적 지표와 최소 차이의 지표를 찾고 그 찾은 지표에 연계 저장되어 있는 보상값을 상기 복원부에 제공하여 상기 샘플링에서의 오차 만큼을 보정하는데 이용되게 하는 처리부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 처리부가, 상기 각 쌍의 지점들에 각각 대응되는 상관값 간의 차이를, 상기 제 1차 컨볼루션을 통해 구한 상관값들로부터 얻어지는 특정 값으로 나누어서 상기 지표를 구한다. 이 경우, 상기 특정 값은, 상기 분포 곡선에서의 최대값이거나, 또는 상기 제 1차 컨볼루션을 통해 구한 상관값들 중에서 가장 큰 2개의 상관값들의 합일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 처리부가, 상기 가장 큰 2개의 상관값들의 차이를, 상기 제 1차 컨볼루션(convolution)을 통해 구하여 저장해 둔, 상기 분포 곡선에서의 최대값으로 나누어서 상기 표적 지표를 구할 수도 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 처리부가, 상기 저장된 지표들과 보상값들에 대해서, 상기 기기가 연결되어 있는 버스에 함께 연결되어 있는 다른 기기들 중 어느 하나에 대응하여 저장한 것임을 나타내는 식별 정보를 부가하고, 또한, 상기 표적 지표를 구하게 된 상기 특정의 비트 패턴으로부터 변환된 신호를 전송한 기기를 구별케 하는 정보와 일치하는 식별 정보가 부가되어 있는 저장된 지표들에서 상기 표적 지표와 최소 차이의 지표를 찾는다. 그리고, 기기를 구별케 하는 상기 정보는, 상기 특정의 비트 패턴에 전치되어 수신되는, 상기 특정 변환방식이 적용되지 않은 신호에 대한 샘플값들로부터 획득된 것이거나, 또는 버스의 다중 액세스를 위해 시분할된 일련의 타임슬롯들에서 상기 특정의 비트 패턴이 전치된 데이터가 수신되고 있는 타임슬롯을 지시하는 값일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 특정의 비트 시퀀스와 상기 특정의 비트 패턴가 서로 동일한 비트열로 이루어질 수 있으며, 이 경우에는, 상기 기지정된 값들의 세트와 상기 기 지정된 값들의 그룹은 서로 동일한 값들을 같은 순서로 포함하고 있게 된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 처리부가, 상기 특정의 비트 시퀀스가 N( N≥2 )개 연속되는 시퀀스들로부터 변환된 신호에 대하여 상기 변환기가 출력하는 일련의 샘플값들과 상기 기 지정된 값들의 세트와의 상기 제 1차 컨볼루션을 통해 상관값 분포도를 N개 구하고, 그 N개의 상관값 분포도들에서, 서로 동일 지점에 대응되는 상관값들을 평균하여 얻은 상관값들에 근거하여 상기 분포 곡선을 구할 수도 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 기 지정된 값들의 세트가, 상기 특정의 비트 시퀀스에 대해 기 지정된 수의 비트들인 심볼 단위로 상기 특정 변환방식을 적용하였을 때 매핑되는 일련의 값들로 이루어진 것이고, 상기 기 지정된 값들의 그룹은, 상기 특정의 비트 패턴에 대해 상기 심볼 단위로 상기 특정 변환방식을 적용하였을 때 매핑되는 일련의 값들로 이루어진 것이다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 특정의 비트 시퀀스가 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 신호에 대한 일련의 샘플값들이 상기 변환기로부터 다시 출력되면, 상기 처리부는, 상기 기 지정된 값들의 세트와의 제 3차 컨볼루션을 통해 상관값의 제 2분포 곡선을 구하고, 상기 분포 곡선에 대해서 선정된 복수 쌍들의 각각에 대해서 상기 지표를 구하는 방식과 동일한 방식으로 상기 제 2분포 곡선으로부터 복수 쌍들의 각각에 대해 제 2차 지표를 구한 후, 지점이 동일하게 대응되는 한 쌍에 대해서 상기 분포 곡선으로부터 구해져 있는 상기 지표에 상기 제 2차 지표를 반영시킨다. 이러한 반영의 한 방법으로서, 상기 지표와 상기 제 2차 지표를 가중 평균한 값으로써 상기 지표를 갱신할 수도 있다. 이때, 상기 지표에 적용하는 가중치를 상기 제 2차 지표에 적용되는 가중치보다 더 큰 값으로 하여 가중 평균하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 복원부가, 상기 선택된 샘플값에 대해, 상기 처리부로부터 제공되는 상기 보상값 만큼 편이된 시점의 샘플값을, 상기 선택된 샘플값과 인접된 샘플값들을 이용한 보간(interpolation)을 통해 구하고, 상기 특정 변환방식에 의할 때, 보간을 통해 구한 상기 샘플값이 속하는 특정 범위로 매핑될 수 있는 데이터 비트를 결정한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 처리부가, 상기 선정된 복수 쌍들의 각 쌍에 대하여, 해당 쌍의 지점들의 중간 지점이 상기 구한 분포 곡선이 최대가 되는 지점으로부터 이격된 간격을 나타내는 양수 또는 음수의 값을, 해당 쌍의 지점들에서 구한 상기 지표에 대한 상기 보상값으로 지정한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 복수 쌍에 속하는 각 쌍의 지점들이, 상기 구한 분포 곡선이 최대가 되는 지점을 포함하는 적어도 상기 샘플링 주기에 해당하는 구간( 예를 들어, 샘플링 주기의 2배에 해당하는 구간 )을 복수개의 등간격으로 분할하였을 때의 각각의 분할 지점에 해당할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른, 수신되는 신호에 대한 샘플링에서의 샘플링 타이밍의 편이를 보상하기 위한 방법은, 특정의 비트 시퀀스가 특정 변환방식에 의해 변환된 수신 신호에 대하여 샘플링하여 일련의 샘플값들을 획득하는 1단계와, 상기 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 세트와의 제 1차 컨볼루션을 통해 상관값의 분포 곡선을 구한 다음, 그 분포 곡선에서 상기 샘플링의 주기에 해당하는 간격 만큼 서로 이격된 한 쌍의 지점들을 복수 쌍 선정하고, 그 선정된 복수 쌍에 속하는 각 쌍의 지점들에 대해서는, 해당 쌍의 지점들에 각각 대응되는 상기 분포 곡선 상의 상관값 간의 차이로부터 지표를 구하고, 그 구한 지표에 대해 보상값을 지정함으로써 지표와 보상값을 연계 저장하는 2단계와, 데이터에 전치되어 그 데이터와 함께 전송되는 특정의 비트 패턴이 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 수신 신호에 대하여 샘플링하여 일련의 샘플값들을 획득하는 3단계와, 상기 3단계에서 획득되는 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 그룹과의 제 2차 컨볼루션을 통해 상관값들을 구하고, 그 구한 상관값들 중에서 가장 큰 2개의 상관값들의 차이로부터 표적 지표를 구한 후, 상기 저장된 지표들에서 상기 표적 지표와 최소 차이의 지표를 찾고 그 찾은 지표에 연계 저장되어 있는 보상값을 상기 3단계에서의 샘플링의 편이를 보상하기 위한 값으로 결정하는 4단계를 포함하여 이루어진다.
전술한 기기와 방법, 그리고 다양한 실시예들에서, 상기 특정 변환방식은, 멀티레벨 PAM( Pulse Amplitude Modulation ) 방식이거나, QPSK( Quadrature Phase Shift Keying ) 방식 등일 수 있다.
전술한 본 발명 또는, 첨부된 도면과 함께 하기에서 상세히 설명되는 본 발명의 적어도 일 실시예에 따른, 공유 버스를 통해 전송되는 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상하는 방법은, 버스에 연결되어 있는 임의의 노드로부터 데이터 프레임이 불규칙적으로 또는 단속적으로 송신되는 경우에, 수신측에서 그 데이터 프레임의 신호를 디지털 처리하여 데이터로 복원함에 있어서, 그 신호에 대한 샘플링 타이밍이, 동조되어야 하는 타이밍에서 어긋난 정도를 매우 신속하게 파악하여 즉시 디지털 처리된 값들의 보상에 적용될 수 있게 한다. 따라서, 데이터 프레임의 수신이 단속적으로 이루어지는 버스 기반 하에서 100 Mbps 이상의 고속 송수신이 되어도, 수신되는 신호에 대해 디지털 처리방식으로써 그 신호의 샘플값들을 보상하여 정확한 데이터로 복원함에 있어서 시간적 지연이 발생하지 않게 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 수신측에서 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상할 수 있도록 데이터를 전송하는 방법이 구현된 데이터 송신기의 구성의 일 예를 도시한 것이고,
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스를 공유 버스를 통해 다른 노드들로 송신하기 위한 프레임으로 구성하는 일 예를 도시한 것이고,
도 3은, 도 1의 데이터 송신기가, 프레임에 포함된 데이터를 버스로 송신하기 위해 그 데이터의 비트들에 대해 PAM-4 방식에 따라 데이터 신호로 변환하는 예를 나타낸 것이고,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 수신되는 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상하는 방법이 구현된 데이터 수신기의 구성의 일 예를 도시한 것이고,
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 수신되는 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스에 대한 신호로부터, 샘플링 오차를 즉시 파악할 수 있게 하는 색인표를 구성하는데 필요한 샘플링 타이밍의 상관성 분포도를 구하는 방법을 도식적으로 보여주는 도면이고,
도 6은, 도 5에 도식적으로 예시된 방법에 따라 구성하게 되는 샘플링 편이 색인표의 일 예를 도시한 것이고,
도 7은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 버스 상의 임의의 노드가 송신하는 하나의 프레임에 복수개의 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스들이 포함되고, 그 복수개의 시퀀스들에 대한 신호로부터 최종적인 샘플링 타이밍의 상관성 분포도가 구해지는 것을 예시한 것이고,
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 임의의 노드가 전송할 데이터에 대해, 샘플링 타이밍 에러 체크 패턴을 전치시켜 프레임으로 구성하는 예를 보여주는 것이고,
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 수신되는 프레임에 포함되어 있는 샘플링 타이밍 에러 체크 패턴의 신호로부터, 현재의 샘플링 타이밍의 편이량을 결정하는 방법을 도식적으로 보여주는 도면이고,
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 현재의 샘플링 타이밍이 편이된 양을 반영하여 수신된 신호에 대한 샘플값을 보정하는 방법의 예를 도식적으로 나타낸 것이고,
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 다른 노드로부터 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스가 수신될 때마다, 현재 구성하여 사용하고 있는 샘플링 편이 색인표를 갱신하는 방법을 도식적으로 보여주는 도면이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 다양한 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 본 발명에 따른 실시예들의 설명과 첨부된 도면에 있어서, 부기된 동일 번호는 특별한 사정이 없는 한 동일한 구성요소를 지칭한다. 물론, 설명의 편의와 이해에의 도움을 위해, 필요에 따라서는 동일한 구성요소에 대해서도 서로 다른 번호로 부기될 수도 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 수신측에서 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상할 수 있도록 데이터를 전송하는 방법이 구현된 데이터 송신기(100)의 구성의 일 예를 도시한 것으로서, 공유 버스(1)에 연결되어 있는 복수의 노드들( 도면 미도시 ) 각각은, 버스로 데이터를 전송하기 위한 송신단에 상기 데이터 송신기(100)를 포함하여 구성된다.
도시된 상기 데이터 송신기(100)는, 다른 기기나 상위 계층(layer)의 통신모듈로부터 인가되는 페이로드(payload) 데이터( 이 페이로드 데이터는, 데이터 링크 계층(layer)의 '데이터 프레임'을 구성하는 데이터일 수 있다. )를, 정해진 물리계층(phyiscal layer) 포맷의 비트 시퀀스( 이하에서는, 이 정해진 물리계층 포맷의 비트 시퀀스를 '파이(PHY) 프레임'이라 칭한다. )로 구성하여, 기 정해진 방식의 다중 액세스 방식에 따라 상기 공유 버스(1)를 액세스할 수 있는 시점에 출력하는 송신 제어부(11)와, 상기 송신 제어부(11)에 의해 구성되어 출력되는 파이 프레임의 비트열에 대해서, 지정된 기저대역 라인코딩 방식에 따라 신호 변환하는 신호 변환부(12)와, 전송대역이 제한되는 공유 버스(1) 상에서 펄스형 신호가 고조파 성분에 의한 신호 간섭에 의해 심하게 왜곡되는 것을 방지하기 위해 부드러운 모양의 파형으로 변형하는 신호 성형부(13)와, 인가되는 신호에 따라 물리적으로 연결된 버스의 전기적 상태를 구동하는 라인 구동부(14)를 포함하여 구성된다.
상기 송신 제어부(11)는 자신이 구성하는 파이 프레임의 일부에 대해서는 상기 신호 변환부(12)에 의한 신호변환이 되지 않도록 할 수도 있다. 예를 들어, 상기 송신 제어부(11)가 자체적으로 수 비트의 헤더를 수신된 페이로드 데이터에 부가하여 전송하는 경우에, 그 헤더의 전부 또는 일부의 비트열에 대해서는, 그 비트열에 해당하는 구형파를 상기 신호 변환부(12)의 출력단으로 바로 인가함으로써(p10), 상기 신호 성형부(13)를 거쳐 상기 라인 구동부(14)에 의해 버스로 송신되게 할 수도 있다. 이하에서는, 상기 신호 변환부(12)에 의해 신호 변환을 거치지 않고 전송되는 비트열( 즉, 상기 헤더를 구성하는 비트열의 전부 또는 그 일부 )에 대해서는, '비변환 비트열'이라 칭한다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는, 상기 신호 변환부(12)는, 기저대역 라인코딩 방식의 하나인 멀티레벨 PAM( Pulse Amplitude Modulation ) 방식을 입력되는 신호에 적용한다. 하지만, 본 발명의 원리와 개념은, 반드시 멀티레벨 PAM 방식으로 데이터를 변환하는 경우에만 국한되어 적용될 수 있는 것은 아니며, 다른 기저대역 라인코딩 방식, 예를 들어, NRZ 또는 RZ 코딩 방식으로 데이터를 변환하는 경우에도 당연히 적용될 수 있다. 또한, 기저대역 라인코딩 방식이 아닌, 반송파를 사용하는 디지털 반송파 변조 방식으로 데이터를 변조하여 전송하는 경우라도, 이하에서 구체적이고 예시적인 실시예들로써 설명하는 본 발명의 원리와 개념이 그대로 적용될 수 있는 디지털 변조방식이라면, 그러한 디지털 변조방식을 채택한 발명들도 본 특허의 청구항이 명시적으로 배척하지 않는 한, 그 권리범위는 그러한 발명들에도 미쳐야 할 것이다.
상기 데이터 송신기(100)가 포함된 노드에 전원이 인가되면, 상기 송신 제어부(11)는, 먼저, 도 2에 예시된 바와 같이, 특정 비트열로써 이루어진 샘플링 타이밍 에러 모델링(modeling) 시퀀스(21)의 파이 프레임(20)을 구성하여 상기 신호 변환부(12)에 인가한다. 구성한 파이 프레임(20)을 상기 신호 변환부(12)로 인가하는 시점은, 상기 데이터 송신기(100)가 포함된 노드가, 네트워크에 채택된 다중 액세스 중재 방식에 따라 공유 버스(1)를 액세스할 수 있을 때이다. 다중 액세스 중재 방식으로는, 각 노드가 액세스할 수 있는 시분할된 타임슬롯이 할당되는 방식이 적용될 수도 있고, 캐리어 감지 다중 액세스/충돌 탐지( CSMA/CD ) 방식이 적용될 수도 있다. 하지만, 본 발명은, 복수의 노드들에 대한 버스 사용의 중재와는 직접적인 관련이 없으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 본 발명의 구체적인 실시를 위해서는, 공지된 다중 액세스 중재 방식들 중 어느 하나의 방식이 채택되어 적용되어야 하며, 각 노드의 상기 데이터 송신기(100)는, 그 채택된 방식에 따라 버스의 사용시점을 결정하기 위한 구성요소를 더 포함하거나, 또는 상기 송신 제어부(11)가 그 채택된 방식에 따른 버스 사용시점의 결정동작을 더 수행하는 것이 전제된다.
한편, 상기 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스(21)를 이루는 상기 특정 비트열은, 상기 공유 버스(1)에 연결되어 있는 노드들 각각의 데이터 수신기에 이미 알려져 있는 비트 패턴이다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 송신 제어부(11)가, 자신이 생성하는 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스로써 또는 수신되는 페이로드 데이터로써 하나의 파이 프레임을 구성할 때, 앞서 언급한 바와 같이, 그 전단에 헤더(22)를 포함시켜 구성할 수도 있다. 이 경우에는, 헤더 이후에 비트열( 도 2의 예에서는 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스 )이 실리는 부분을 특별히 데이터 필드라 칭한다.
데이터 필드(21)의 전단에 부가되는 헤더(22)에는, 파이 프레임 시작됨을 알리기 위한 동기 패턴(sync pattern)(221)이 포함될 수 있으며, 파이 프레임의 유형을 알리기 위한 타입(type) 필드(222)가 또한 포함될 수도 있다. 상기 타입 필드(222)가 헤더(22)에 포함되는 경우에는, 해당 필드(222)에는, 파이 프레임에 실린 데이터(21)가 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스거나 아니면 페이로드 데이터임을 구분하는 값이 실릴 수 있다.
실시예에 따라서는, 상기 헤더(22)에는, 상기 공유 버스(1)에 연결된 각 노드를 고유하게 식별할 수 있게 하는 식별자(identifier)가 기록될 수 있는 필드(223)가 확보될 수도 있다. 본 실시예에서는, 상기 송신 제어부(11)가 자신에게 설정된 노드 식별자를 상기 식별자 필드(223)에 기록하게 된다.
또한, 실시예에 따라서는, 파이 프레임의 종단에는 해당 프레임의 끝임을 알리기 위한 특별한 비트 패턴을 갖는 종단 식별자(23)가 부가되거나, 아니면, 상기 헤더(22)에 데이터 필드에 실린 비트열의 크기를 기록하는 필드가 확보될 수도 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는, 상기 송신 제어부(11)는, 상기 헤더(22)를 구성하는 비트열에 대해서는, 각 비트값에 따라 펄스 형태의 신호로( 예를 들어 RZ 또는 NRZ 방식으로써 부호화하여 ) 상기 신호 성형부(13)로 바로 송신하고, 그 이후의 비트열에 대해서는 상기 신호 변환부(12)에 순차적으로 인가한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 파이 프레임에 헤더가 포함되지 않을 수도 있다. 이러한 실시예에서는, 시분할 방식에 의해 각각의 노드가 자신의 타임슬롯을 할당받아 사용하게 되고, 또한, 버스 상의 각 노드가 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 파이 프레임을 전송하여야 하는 초기 사이클과 페이로드 데이터의 파이 프레임을 전송하여야 하는 정규 사이클이, 공유 버스 상의 특별한 노드에 의해 버스 상에 구별되어 형성된다. 즉, 공유 버스 상에 초기 사이클이 진행될 때 각각의 타임슬롯에 실리는 파이 프레임을 수신하는 노드들은 모두 그 파이 프레임이 곧 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스에 대한 것으로 식별하고, 정규 사이클이 진행될 때 임의의 타임슬롯에 실리는 파이 프레임을 수신하는 노드들은 모두 페이로드 데이터에 대한 것으로 식별하게 된다.
상기 신호 변환부(12)는, 도 3에 예시된 바와 같이, 인가되는 비트열(31), 즉 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스에 대해서 멀티레벨 PAM 신호로 변환한다. 도 3은, PAM-4 방식을 적용함에 따른, 비트열의 변환 신호(32)를 보여주고 있다. 물론, 이는 단순한 직관적인 이해를 위한 것일 뿐, 다른 멀티레벨 PAM 방식( PAM-8, PAM-16 등 )이 얼마든지 적용될 수 있다.
상기 신호 변환부(12)가 하나의 레벨로 변환하는 비트의 수를 본 명세서에서는 '심볼'(symbol)이라 칭한다. 도 3의 예에서 하나의 심볼은 2비트이며, PAM-16인 경우에는 4비트가 하나의 심볼이 된다.
상기 신호 변환부(12)가, 상기 송신 제어부(11)로부터 인가되는 비트열을 기 지정된 심볼 단위로 4가지 레벨 중 하나의 레벨을 갖는 구형파 신호(32)로 변환하고, 그 멀티 레벨의 구형파 신호(32)는 상기 신호 성평부(13)에 의해 부드러운 신호(33)로 성형되어 출력된다. 그리고, 상기 라인 구동부(14)는 상기 신호 성형부(13)에 의해 성형되어 출력되는 신호에 따라, 버스를 이루고 있는 물리적인 전송매체를 구동함으로써 버스 상에 전기적 신호가 실리도록 하고, 이에 따라 버스에 연결된 모든 노드들은 해당 신호를 감지할 수 있게 된다.
한편, 전술한 바의 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 송신 제어부(11)가 헤더를 전치(前置)시켜 파이 프레임을 구성하고, 그 헤더의 전부 또는 일부를 이루는 비트열, 즉 비변환 비트열에 대해서 구형파로서 상기 신호 성형부(13)로 직접 인가시키는 경우에는, 상기 신호 변환부(12)에 의해 변환된 멀티레벨의 구형파 신호(32)는, 그 직접 인가되는 비변환 비트열에 대한 구형파 신호에 연이어서 상기 신호 성형부(13)에 인가된다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 수신되는 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상하는 방법이 구현된, 공유 버스에 연결되어 있는 임의의 한 노드의 수신단에 포함되어 있는 데이터 수신기의 구성의 일 예를 도시한 것이다.
도 4의 데이터 수신기(200)는, 버스를 물리적으로 구성하는 전송 매체에 실리는, 도 1의 데이터 송신기(100)로부터 전송된 데이터 신호를 검출할 수 있는 라인 인터페이스(41)와, 검출된 데이터 신호를 설정된 주파수의 클럭에 따라 샘플링함으로써, 수신되는 데이터 신호에 대한 샘플값들을 출력하는 A/D 변환기(42)와, 상기 A/D 변환기(42)에 의해 출력되는 샘플값들에서 샘플값을 선택하고 그 선택된 샘플값에 대해 샘플링 타이밍이 편이량을 반영하여 보상한 후 그 보상된 샘플값으로부터 전송된 데이터 비트를 복원하도록 구성된 데이터 복원부(45)와, 상기 A/D 변환기(42)에서 출력되는 샘플값들에서 비변환 비트열을 검출하는 비트 검출부(43)와, 상기 A/D 변환기(42)에서 출력되는 샘플값들과 기 설정된 일련의 레벨값들과의 상관성에 근거하여 샘플링 편이 색인표를 구성하거나, 또는 상기 A/D 변환기(42)에서 출력되는 샘플값들에 대한 현재의 샘플링 편이량을, 자신이 구성한 샘플링 편이 색인표에 근거하여 결정하는 타이밍 처리부(44)와, 상기 데이터 복원부(45)에 의해 복원되어 출력되는 일련의 데이터 비트들에서 파이 프레임의 데이터 필드에 해당하는 데이터, 즉 페이로드 데이터를 상위 계층의 통신모듈 또는 다른 기기로 제공하고, 또한, 상기 비트 검출부(43)가 검출하는 비변환 비트열에 실린 정보에 근거하여 상기 타이밍 처리부(44)의 샘플링 편이를 처리하기 위한 동작을 제어하도록 구성된 수신 제어부(40)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 데이터 복원부(45)는, 상기 A/D 변환기(42)에 의해 출력되는 샘플값들에서, 일정 개수의 샘플값들마다 하나의 샘플값을 선택하는 샘플 선택기(451)와, 상기 샘플 선택기(451)에서 선택 출력되는 샘플값에 대해, 상기 타이밍 처리부(44)가 결정한 샘플링 편이량에 해당하는 만큼의 샘플값 오차를 보정함으로써 샘플값을 보상하는 샘플링 편이 보상부(452)와, 상기 샘플링 편이 보상부(452)로부터 출력되는 샘플값들에 대해 해당 심볼의 비트 값을 결정하는 데이터 결정부(453)를 포함하여 구성된다.이하에서는, 상기 데이터 수신기(200)가 공유 버스(1)로부터 검출되는 데이터 신호를 샘플링하여 얻는 샘플값들을 처리하여 샘플링 편이 색인표를 구성하고, 이후에 얻어지는 샘플값들에 대해 그 구성된 샘플링 편이 색인표에 근거하여 샘플링 편이량을 결정하는 동작에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 샘플링 편이 색인표를 구성하는 동작에 대해 설명한다. 이 샘플링 편이 색인표의 구성은, 상기 데이터 송신기(100)가 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스를 포함하는 파이 프레임을 공유 버스(1)로 전송하고 이 파이 프레임의 신호를 검출하였을 때 이루어진다.
상기 비트 검출부(43)는, 상기 라인 인터페이스(41)가 공유 버스(1)에서 검출하여 출력하는 데이터 신호를 상기 A/D 변환기(42)가 샘플링함으로써 얻어지는 일련의 디지털 값들에서 기 약속된 비트열의 동기 패턴이 나타나는 지를 확인하고, 그 동기 패턴이 나타나면 그 사실을 상기 수신 제어부(40)에 통지함과 동시에 그 동기 패턴 직후의 일정 폭의 비트 구간( 즉, 헤더의 전부 또는 일부에 해당하는 구간 ) 동안 비변환된 비트열을 복원하고 그 복원되는 비트열을 상기 수신 제어부(40)에 전달한다.
시분할된 타임슬롯을 통해 공유 버스(1) 상의 각 노드가 파이 프레임을 전송하는 실시예라면, 그 파이 프레임의 헤더는 동기 패턴을 포함하고 있지 않을 수 있다. 이 경우에는, 상기 비트 검출부(43)는 상기 A/D 변환기(42)에서 출력되는 샘플값들에서 바로 비변환 비트열을 복원하여 상기 수신 제어부(40)에 전달할 수 있다.
만약, 상기 비트 검출부(43)에서 복원되어 전달되는 비트열에 타입 필드(222)에 해당하는 비트가 있고, 그 필드가 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 파이 프레임임을 지시하고 있으면, 상기 수신 제어부(40)는, 상기 타이밍 처리부(44)에 샘플링 편이 색인표의 구성을 명령한다.
전술한 본 발명에 따른 일 실시예에서와 같이, 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 파이 프레임이 전송되는 초기 사이클과 페이로드 데이터의 파이 프레임이 전송되는 정규 사이클이 구분되는 경우에는, 상기 비트 검출부(43)의 사이클 유형을 구분하기 위한 정보가 실리는 매 사이클의 헤더의 비트열을 상기 A/D 변환기(42)에서 출력되는 샘플값들로부터 복원하여 상기 수신 제어부(40)에 전달할 수도 있다. 본 실시예에서는, 상기 비트 검출부(43)가 전달하는 비트열이 현재 사이클이 초기 사이클을 지시하고 있으면, 상기 타이밍 처리부(44)에 샘플링 편이 색인표의 구성을 명령하게 된다.
이 명령이 인가되면, 상기 타이밍 처리부(44)는, 상기 A/D 변환기(42)의 샘플링에 의해 샘플링되고 있는 샘플값들, 즉 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 멀티레벨 변환된 신호의 샘플값들에 근거하여 샘플링 편이 색인표를 구성한다. 이를 위해, 먼저, 그 샘플값들의 타이밍 상관성 분포도를 구한다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 타이밍 상관성 분포도( 이하, '상관성 분포도'로 약칭한다. )를 구하는 방법을 도식적으로 나타낸 것으로서, 도시된 예는, 2비트가 하나의 심볼에 해당하고, 심볼의 주기(TS)에 대해 4번의 샘플링이 이루어지는 것을 전제한 것이다. 즉, 상기 A/D 변환기(42)의 샘플링 주파수(fS)와 심볼 주기(TS)와의 관계가, fS = 4/TS임을 전제한 것이다. 이는 단순히 직관적인 이해를 위한 가정일 뿐, fS ≥ 2/TS인 조건을 만족한다면 얼마든지 다른 비율의 관계를 갖는 값이 적용될 수 있다.
상기 타이밍 처리부(44)는, 상기 데이터 송신기(100)와 기 약속되어 정해져 있는 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 비트들에 대하여, 상기 데이터 송신기(100)에서와 같이 매 심볼당 PAM-4 방식에 따라 변환하였을 때 매핑(mapping)되는 일련의 값들(52)( 멀티레벨 PAM 방식이므로, 각기 매핑되는 값은 신호에 대해 지정된 레벨값들 중 어느 하나가 되며, 이 매핑되는 일련의 레벨값들에 대해서는, '베이스 레벨값 세트(set)'라 칭한다. )을, 상기 A/D 변환기(42)에서 출력되는 샘플값들(51)과 컨볼루션(convolution)한다(p50). 이 컨볼루션에 있어서, 샘플값들과 베이스 레벨값 세트 간의 상관성을 나타내는 값( 이하, '상관값'이라 약칭한다. )을 각각 구하게 되는 단위는 샘플링 간격( 즉, TS/4 )이다. 즉, 상기 A/D 변환기(42)에서 출력되는 샘플값들(51)에 대해서, 4개마다 베이스 레벨값들 중 하나와 곱하고 그 곱한 결과들을 전부 합산한 상관값을 구하게 되면( 베이스 레벨값이 대응되지 않는 3개의 샘플값들의 곱은 당연히 0으로 취급된다. ), 베이스 레벨값 세트를, 샘플값들(51)에서 한 샘플값 만큼씩만 이동대응하도록 한 후(53), 그 대응되는 샘플값들과의 상관값을 구하는 방식으로 진행된다.
상기 타이밍 처리부(44)는, 이와 같은 방식으로 각 단위마다 상관값이 구해지면, 도 5에 예시된 바와 같이, 그 상관값들을 각 단위마다에 대응시킨 상관성 분포도(54)를 구한다. 이와 같이 상관성 분포도(54)가 구해지면, 그 분포도 상의 상관값들( 보다 구체적으로는, 값이 큰 순서로 선정한 N개의 상관값들 )을 부드럽게 이어주는 분포 곡선(541)을 추정한다. 이렇게 추정된 분포 곡선(541)이 곧, 현재 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스를 송신한 노드( 즉, 상기 데이터 송신기(100)가 포함된 노드 )와 상기 데이터 수신기(200)를 포함된 노드 간의 채널 특성을 반영하는 신호로부터 얻은, 가능한 샘플링 타이밍 편이량과 그 편이량일 때 얻게 되는 상관값들 간의 관계를 보여주는 그래프이다.
상기 데이터 송신기(100)와 상기 데이터 수신기(200) 간에 신호를 전달하기 위해 변환하는 방식에 따라서는, 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스에 대해 변환되어 수신된 신호와의 상관성을 구할 때 그 결과값들이 각기 복소값이 될 수도 있다. 예를 들어, QPSK( Quadrature Phase Shift Keying ) 방식이 노드 간의 신호 송수신에 적용된 경우라면 상관성이 복소값으로 나타난다. 따라서, 이런 경우에는, 각각의 복소값에 대한 노름(norm)을 상관값으로 구하는데 사용할 수 있다. 그리고, 이때 적용하는 노름은, L1, L2 또는 맥시멈(maximum) 노름 중 어느 하나일 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용하고 있는 용어인 '상관값'은, 어떠한 종류의 수로 표현되는 신호 성분에서 얻어진 것인 지에 무관하게 양 신호 간의 상관 정도를 나타내는 값을 지칭하기 위해 사용한다.
상기 타이밍 처리부(44)는, 추정한 분포 곡선(541)이 얻어지면, 그 분포 곡선(541)에서 최대값(Mxpi)이 되는 지점(542)을 파악하고, 그 파악된 지점(542)을 중심으로 하여, 좌우로 각각 샘플링 주기(1/fS)만큼 이격된 양 지점 사이를 목표 구간(543)으로 지정하며, 이렇게 지정된 목표 구간(543)에 대해서 기 지정된 간극(Δd)으로 세분(細分)한다. 이 세분하는 간극(Δd)은, 샘플링 주기(1/fS=TS/4)의 구간을, 예를 들어 64, 또는 128개로 균등 분할한 간격일 수 있다.
상기 간극(Δd)은, 상기 타이밍 처리부(44)의 성능에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 타이밍 처리부(44)가, 샘플링 편이 색인표를 구성한 후에, 이후에 상기 데이터 송신기(100)로부터 수신되는, 페이로드 데이터를 수송하는 파이 프레임에 대한 샘플링 타이밍의 편이량을, 그 구성한 샘플링 편이 색인표를 탐색을 통해 결정하는 동작으로 인해, 페이로드 데이터에 대한 변환 신호로부터 샘플링 편이량을 보상하여 복원하는데 지연이 발생되지 않는 범위내에서 최대한 좁은 간극으로 결정한다. 상기 간극(Δd)을 좁게 설정할수록, 이후에 샘플링 편이량을 결정하기 위해 검색하게 되는 샘플링 편이 색인표의 항목들이 더 많아지게 된다. 이는 이후의 설명으로 보다 분명해질 것이다.
상기 타이밍 처리부(44)는, 상기 목표 구간(543)에서 분할된 지점들에 대해서, 샘플링 주기(1/fS)의 폭만큼 서로 이격된 한 쌍의 지점들(pL[k],pR[k]. 여기서, pL[k\= -k·Δd, pR [k] = pL [k] + 1/fS, k=0,1,2,..,ND, ND는, 샘플링 주기의 구간에 대한 등분 수 )을 어느 한 방향( 도시된 예에서는 왼쪽 방향 )으로 순차적으로 선택하면서, 그 선택한 한 쌍의 지점들(pL[k],pR[k]) 마다 그 지점들에 각기 대응하는 상기 분포 곡선(541) 상의 값(Lvk,Rvk, k=0,1,2,…)의 차이( 예를 들어, 최대값의 지점을 기준으로 좌측 값(Lvk)에서 우측 값(Rvk)을 감산한 값 )를 구하고, 그 구한 차이를 상기 분포 곡선(541)의 최대값(Mxpi)으로 나누어 정규화한 값(Stek)( 본 명세서에서는, 이렇게 구해진 값을 '샘플링 타이밍 에러 지표'라 칭한다. )을 구한다(p55).
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 샘플링 주기의 폭만큼 서로 이격된 한 쌍의 지점들(pL[k],pR[k], k=0,1,2,…)에 각기 대응하는 상기 분포 곡선(541) 상의 값(Lvk,Rvk, k=0,1,2,…)의 차이를 정규화하여 샘플링 타이밍 에러 지표를 만드는 값으로서 상기 분포 곡선(541)의 최대값(Mxpi) 대신, 상기 상관성 분포도(54)에서 가장 큰 값을 보이는 2개의 상관값(cvLmx,cvRmx)의 합을 사용할 수도 있다(p56).
본 발명에 따른 또 다른 일 실시예에서는, 샘플링 주기의 폭만큼 이격된 한 쌍의 지점들에 각기 대응하는 상기 분포 곡선(541) 상의 값(Lvk,Rvk, k=0,1,2,…)의 차이를 정규화하지 않고 그 차이 값 그대로 샘플링 타이밍 에러 지표로 사용할 수도 있다(p57).
전술한 방법들 중 어느 하나에 의해, 상기 목표 구간(543) 내의 분포 곡선으로부터 샘플링 타이밍 에러 지표들을 구하고 나면, 그 구한 지표들(Stek, k=0,1,2,..,ND)에 샘플링 타이밍 에러 보상값( 이하에서는, '보상 오프셋'으로 칭한다. )을 지정함으로써, 도 6에 예시된 바와 같이 샘플링 편이 색인표(60)를 구성한다. 그리고, 각 지표를 구함에 있어 분포 곡선의 최대값(Mxpi)을 사용하여 정규화한 경우에는, 상기 샘플링 편이 색인표(60)에 그 최대값(60a)도 포함시켜 기록해 둘 수도 있다.
상기 샘플링 편이 색인표(60)의 각 지표에 대해 보상 오프셋을 지정하는 원리는, 그 지표를 얻게 된 한 쌍의 지점들의 중간 지점이 분포 곡선이 최대가 되는 지점(542)과 이격된 만큼 샘플링 타이밍이 틀어진 것임에 기반한다. 특정의 쌍을 예로 들면, 한 쌍의 지점들 중 어느 하나가 상기 목표 구간(543)의 경계지점( 다른 지점은 당연히 최대값의 지점(542)이 된다. )일 때는 샘플링 타이밍이 샘플링 주기(1/fS)의 반만큼 틀어진 것이 된다.
따라서, 각 지표에 대해서, 도표화된 바와 같이, [pL[0],pR[0]]의 한 쌍의 지점에 대해 구해진 샘플링 타이밍 에러 지표(Ste0)에 샘플링 주기의 절반( 1/(2·fS) = TS/8 )의 값을 샘플링 타이밍 보상 오프셋( 이하, '보상 오프셋'으로 약칭한다. )으로 지정하는 것을 시작으로, 분할한 간극(Δd)만큼씩 보상 오프셋을 감소시키면서 각 지표에 순차적으로 지정함으로써 상기 샘플링 편이 색인표(60)를 완성하게 된다.
샘플링 편이 색인표를 구성하는 실시예에 따라서는, 도 6에 예시된 샘플링 편이 색인표(60)에서의 보상 오프셋과는 부호가 역전된 샘플링 편이 색인표가 구해질 수도 있다. 즉, 샘플링 타이밍 에러 지표 Ste0에 -TS/8이, SteND에는 +TS/8이 대응되는 샘플링 편이 색인표를 구성하여 이후의 샘플링 편이량에 따른 샘플값 보상에 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 송신 노드와 수신 노드 간의 공유 버스를 통한 채널 특성이 평균적으로 반영되어 샘플링 편이 색인표가 구성되도록 할 수도 있다. 이를 위해, 상기 데이터 송신기(100)는, 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스를, 도 7에 예시된 바와 같이 일정 횟수 반복하여 데이터 필드에 포함시킨 파이 프레임을 구성하여 공유 버스로 송신한다.
그러면, 상기 데이터 수신기(200)의 타이밍 처리부(44)는, 각각의 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스에 대해서 전술한 바와 같이 상관성 분포도(71i, i=1,2,..,N)를 구하고, 각각의 상관성 분포도(71i, i=1,2,..,N) 상에서 서로 대응되는 지점의 상관값들(cvi,j, i=1,2,..,N)을 평균한 값을 해당 지점의 상관값으로 하는 새로운 상관성 분포도(72)를 구성한다.
이렇게 상관성 분포도(72)가 구성되면, 그 분포도(72) 상의 상관값들을 부드럽게 이어지는 분포 곡선(721)을 추정한 후, 그 추정된 분포 곡선(721)에서 목표 구간을 지정하고 그 지정된 목표 구간의 분포 곡선으로부터, 전술한 바의 어느 하나의 실시예(p55, p56 또는 p57)에 따라 샘플링 타이밍 에러 지표들을 구하여 샘플링 편이 색인표를 구성하게 된다.
상기 타이밍 처리부(44)는, 전술한 바와 같이 구성한 샘플링 편이 색인표를, 이후에 공유 버스로부터 수신되는, 페이로드 데이터를 수송하는 파이 프레임의 데이터 신호에 대한 샘플링 타이밍 오차를 보상하기 위한 편이량을 결정하는데 이용한다. 이러한 이용에 있어서, 공유 버스에 연결되어 있는 모든 노드들로부터 수신되는 신호에 대한 샘플링 편이량 결정에 이용할 수도 있지만, 샘플링 편이 색인표를 노드별로 각기 구성하여, 임의 노드로부터 수신되는 신호에 대한 샘플링 편이량을 결정함에 있어서, 그 노드에 대해 구성한 샘플링 편이 색인표를 선택하여 이용할 수도 있다.
샘플링 편이 색인표를 노드들에 대해서 개별적으로 구성하기 위해서는, 상기 타이밍 처리부(44)는, 전술한 바와 같은 방식으로 현재 구성하고 있는 샘플링 편이 색인표가 어떤 노드로부터 수신된 신호에 대한 것인 지를 알아야 하는데, 이 정보는 상기 수신 제어부(40)로부터 전달받는다.
샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스를 수송하는 파이 프레임이 그 헤더에 노드 식별자를 비변환 비트열로 포함하는 실시예라면, 상기 수신 제어부(40)는, 상기 비트 검출부(43)가 복원하여 전달하는 비트열에서 노드 식별자를 파악하여 이를 상기 타이밍 처리부(44)에 전달한다.
만약, 공유 버스에 연결된 노드들에 대해서 시분할된 타임슬롯이 할당되는 방식이라면, 상기 수신 제어부(40)는, 현재 버스로부터 검출되고 있는 시점이 속하는 타임슬롯의 순번( 예를 들어, M개의 복수 노드들에 대해서 M개의 타임슬롯들이 순차적으로 이어지는 초기 사이클이라면, 현재의 타임슬롯이 그 사이클에서 몇번째에 해당하는 타임슬롯인 지를 나타내는 값 )을 상기 타이밍 처리부(44)에 알려준다.
이와 같이, 현재 구성할 샘플링 편이 색인표의 대상인 노드를 구별케 하는 정보가 상기 수신 제어부(40)로부터 전달되면, 상기 타이밍 처리부(44)는, 전술한 바와 같이 샘플링 편이 색인표를 구성하고, 그 구성된 샘플링 편이 색인표에 적용대상 식별정보(61)( 노드 식별자 또는 타임슬롯 순번 등 )를 라벨(label)로서 부가해 둔다.
물론, 각각의 노드별로 샘플링 편이 색인표를 구성하는 실시예에서는, 임의 노드의 상기 데이터 수신기(200)가, 공유 버스(1) 상의 다른 모든 노드들로부터 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스를 포함하는 파이 프레임을 각각 수신하는 과정이 필요하다.
이하에서는, 전술한 실시예들 중 어느 하나에 따라 구성한 샘플링 편이 색인표에 근거하여, 임의 노드로부터 수신되는 파이 프레임의 신호에 대한 샘플링의 편이량을 결정하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
임의 노드에 포함된 상기 데이터 송신기(100)의 송신 제어부(11)는, 페이로드 데이터로써 파이 프레임을 구성할 때, 도 8에 예시된 바와 같이, 헤더에 샘플링 타이밍 에러 체크 패턴(81)을 포함시키고 바로 이어서, 상위 계층의 통신모듈 또는 다른 기기로부터 수신된 페이로드 데이터를 데이터 필드로서 부가한다. 그리고, 상기 공유 버스(1)를 액세스할 수 있는 시점이 되었을 때, 그 샘플링 타이밍 에러 체크 패턴부터는 상기 신호 변환기(12)에 인가함으로써 멀티레벨 PAM 신호로 변환되게 한다.
만약, 구성되는 파이 프레임의 헤더가 타입 필드를 포함하는 실시예라면, 그 타입 필드에, 페이로드 데이터의 파이 프레임임을 지시하는 값을 기록한다.
전술한 바와 같이, 실시예에 따라서는, 파이 프레임이 헤더없이 구성될 수도 있다. 이 경우에도, 당연히, 수신한 페이로드 페이터 앞에 샘플링 타이밍 에러 체크 패턴을 전치시켜서 상기 신호 변환기(12)에 인가하게 된다. 물론, 이 경우에는, 페이로드 데이터의 파이 프레임이 전송되는 것임을, 앞서 언급한 바와 같이 현재 버스에 진행되고 있는 사이클의 유형에 의해 파악될 수 있다.
페이로드 데이터 앞에 전치되는 상기 샘플링 타이밍 에러 체크 패턴은, 전술한 바의 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스와 동일한 비트 패턴일 수 있다. 다르게는, 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스보다는 짧은 길이를 갖는 특정의 비트 패턴일 수도 있으며, 이 경우에는, 당연히, 각 노드의 상기 데이터 수신기(200)의 타이밍 처리부(44)는, 그 특정의 비트 패턴의 비트들을 멀티레벨 PAM 신호로 변환했을 때 매핑되는 일련의 레벨값들( 이 레벨값들에 대해서는, '베이스 레벨값 그룹'이라 칭한다. )을 별도로 설정하고 있게 된다.
도 8에 예시된 바와 같이 구성된 파이 프레임의 데이터 신호가 상기 공유 버스(1)에 실리기 시작하면, 상기 데이터 수신기(200)의 비트 검출부(43)는, 상기 A/D 변환기(42)가 그 데이터 신호를 샘플링하여 출력하는 샘플값들로부터, 파이 프레임의 비변환 비트열을 복원하여 상기 수신 제어부(40)에 전달한다. 전술한 바와 같이, 파이 프레임이 헤더없이 전송되는 경우에는, 상기 비트 검출부(43)는 버스에 진행되는 매 사이클의 헤더의 비트열을 복원하여 상기 수신 제어부(40)에 전달할 수도 있다.
상기 수신 제어부(40)는 그 전달되는 비트열로부터, 현재 수신되고 있는 데이터 신호가 페이로드 데이터를 수송하는 파이 프레임에 대한 것으로 파악되면, 그 사실을 상기 타이밍 처리부(44)에 통지한다.
샘플링 편이 색인표를 노드별로 구성하여 적용하는 실시예라면, 상기 타이밍 처리부(44)는, 현재 공유 버스(1)에 신호를 송신하고 있는 노드를 구별케 하는 정보도 상기 수신 제어부(40)가 전달한다. 노드를 구별케 하는 상기 정보는, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 비트 검출부(43)가 복원하여 전달하는 비트열에 포함되어 있는 노드 식별자일 수도 있고, 공유 버스(1) 상에 진행되는 사이클에서의 상기 수신 제어부(40)가 파악하고 있는 현재 타임슬롯에 대한 순번일 수도 있다.
상기 수신 제어부(40)로부터의 통지가 있으면, 상기 타이밍 처리부(44)는, 도 9에 예시된 바와 같이, 그 시점부터 상기 A/D 변환기(42)로부터 출력되는 샘플값들(91)에 대해서, 베이스 레벨값 세트( 도 5의 52 )( 실시예에 따라서는, 베이스 레벨값 그룹 )와 컨볼루션을 수행한다(p92). 이 컨볼루션에 의해, 베이스 레벨값 세트( 또는 베이스 레벨값 그룹 )와, 샘플링 타이밍 에러 체크 패턴부터 변환된 멀티레벨 PAM 신호(90)의 샘플값들(91)과의 상관성을 나타내는 분포도(93)가 구해진다.
샘플링 주기(1/fS) 간격마다의 상관값을 보여주는 상관성 분포도(93)가 구해지면 그 상관값들의 일부로부터 분포 곡선(931)을 추정하고, 그 추정된 분포 곡선(931)의 최대값(Mxp)을 파악한 후, 그 최대값 좌우의 양 상관값(Lvr,Rvr)을 사용하여, 노드들 간의 실제의 데이터 송수신 중에 나타난 샘플링 타이밍의 에러에 대한 지표(Ster)( 이 지표에 대해서는, '표적 지표'라 칭한다. )를 구한다(p94).
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상관성 분포도(93)가 구해졌을 때 분포 곡선을 추정하지 않고, 전술한 일 실시예에 따라 샘플링 편이 색인표를 구성할 때 그 샘플링 편이 색인표에 기록해 둔 최대값(60a)을, 구해진 상관성 분포도(93)에서 가장 큰 2개의 상관값(Lvr,Rvr) 간의 차이를 나누어서 표적 지표를 바로 구할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 상관성 분포도에서 가장 큰 상관값 2개의 합으로 정규화하여 구한 샘플링 타이밍 에러 지표들로써 샘플링 편이 색인표를 구성한 경우에도(p56), 상기 타이밍 처리부(44)는 상관성 분포도(93)가 구해졌을 때 분포 곡선을 추정하지 않고, 바로 표적 지표를 구할 수 있다. 즉, 구해진 상관성 분포도(93)에서 가장 큰 2개의 상관값(Lvr,Rvr) 간에 감산된 값(= Lvr - Rvr)을 그 합(= Lvr + Rvr)으로 나누어서 정규화한 표적 지표를 구한다.
물론, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라, 샘플링 타이밍 에러 지표를 정규화하지 않고 2개의 상관값의 차이 그대로 샘플링 편이 색인표를 구성한 경우에는(p57), 상관성 분포도(93)가 구해졌을 때, 그 분포도(93)에서 가장 큰 2개의 상관값(Lvr,Rvr) 간에 감산된 값(= Lvr - Rvr)을 그대로 표적 지표로 사용한다.
전술한 방법들 중 어느 하나의 방법에 따라, 현재 수신되어 샘플링되고 있는 데이터 신호에 대한 표적 지표(Ster)가 구해지면, 앞서 구성한 샘플링 편이 색인표(900)를 검색하여, 그 표적 지표(Ster)와 가장 차이가 작은 지표를 기록하고 있는 항목를 찾는다(p95).
물론, 상기 수신 제어부(40)로부터 적용대상을 식별케 하는 정보가 수신될 때는, 상기 타이밍 처리부(44)는 그 정보와 일치하는 라벨이 부가되어 있는, 저장되어 있는 복수개의 샘플링 편이 색인표들 중에서 하나를 선정하고, 그 선정된 샘플링 편이 색인표에서 가장 차이가 작은 지표를 기록하고 있는 항목을 찾는다.
최소 차이의 항목(910)이 찾아지면, 상기 타이밍 처리부(44)는, 해당 항목(910)에 기록되어 있는 보상 오프셋(911)을 읽어서 상기 샘플링 편이 보상부(452)에 전달한다. 상기 샘플링 편이 보상부(452)에 전달되는 이 보상 오프셋(911)은 곧, 현재 수신하는 데이터 신호에 대해 행해지고 있는 샘플링의 타이밍이, 그 신호에 대해 동조되어야 하는 샘플링 타이밍으로부터 틀어진 편이량, 또는 그 편이량을 상쇄시키는 양이 된다.
이상에서 설명한 상기 타이밍 처리부(44)의 샘플링 타이밍 편이량 결정동작은, 수신되고 있는 샘플링 타이밍 체크 패턴의 신호와 상관성을 구하는 순간, 현재 샘플링 타이밍이 동조되어야 하는 타이밍으로부터 얼마나 틀어져 있는 지를 한번에 결정하게 되므로, 샘플링이 편이된 양을 지속적으로 추적하는 방법과는 다르게 보상해야할 샘플링 타이밍 오차에 대한 결정이 매우 신속하게 이루어진다. 따라서, 이후의 수신되는 페이로드 데이터에 대해 변환된 신호의 샘플값들에 대해 지연없이 바로 그 샘플링 타이밍의 오차만큼 보상할 수 있다(p96).
한편, 상기 타이밍 처리부(44)는 상관성 분포도(93)가 구해지면, 그 분포도 상에서의 최대 상관값을 얻게 된, 베이스 레벨값 세트( 또는 베이스 레벨값 그룹 )와 곱해진 샘플값 그룹( 예를 들어, 4개씩 단위로 하여 동 순서에 있는 샘플값들의 조합 )에서 마지막 샘플값(911)을 지시하는 정보를 상기 샘플 선택기(451)에 알리게 된다. 그러면, 상기 샘플 선택기(451)는, 전달된 정보가 지시하는 샘플값(911) 이후부터, 심볼의 주기 만큼(TS)씩 이격된( 즉, 예시된 바와 같이 한 심볼의 신호당 4번의 샘플링이 이루어진다면, 그 샘플값(911) 이후부터 4의 배수가 되는 순서에 있는 ) 샘플값(912)들을 선택하여 그 선택된 샘플값을 지시하는 정보를 후단의 샘플링 편이 보상부(452)에 인가한다. 이렇게 선택되어 상기 샘플링 편이 보상부(452)에 인가되는 샘플값들은, 파이 프레임의 페이로드 데이터에 대해 멀티레벨 PAM으로 변환된 데이터 신호에서의 각 심볼에 해당하는 샘플값이 된다.
상기 샘플링 편이 보상부(452)는, 상기 타이밍 처리부(44)로부터 전달된 보상 오프셋을 이용하여, 상기 샘플 선택기(451)에서 인가되는 정보가 지시하는 샘플값을, 도 10에 예시된 바와 같이 보정한 후에 후단의 상기 데이터 결정부(453)에 인가하게 된다.
상기 샘플링 편이 보상부(452)는, 상기 데이터 결정부(453)에 인가할 샘플값(1001)에 대해서, 그 샘플값(1001)의 전후에 있는 샘플값들(pSi, nSi, i=1,2,..)( 이 샘플값들은 메모리를 통한 공유에 의해 참조될 수 있다. )에 근거하여, 상기 보상 오프셋(StOFF)만큼 편이된 지점에 대한 샘플값(1002)을 보간(interpolation)을 통해 구한 후, 그 샘플값(1002)을, 원래의 샘플값(1001)에 대해 보상한 샘플값으로서 상기 데이터 결정부(453)에 인가하게 된다. 이때, 보상 오프셋(StOFF)이 양수이면, 대상 샘플값(1001)보다 그 오프셋만큼 지연된 위치의 샘플값을, 음수이면 그 반대로 그 오프셋만큼 앞선 위치의 샘플값을 보간에 의해 구하게 된다. 물론, 샘플링 편이 색인표에서 보상 오프셋을 어떻게 계산하여 설정해 두는가에 따라 그 반대로 적용될 수도 있다.
상기 데이터 결정부(453)는, 상기 샘플링 편이 보상부(452)로부터 인가되는 각 샘플값의 레벨에 대해 그 레벨이 속하는 범위에 매핑될 수 있는 심볼의 값, 즉 복수의 비트들( 구체적 예로서 PAM-4 방식을 적용하였으므로 한 쌍의 비트 )을 결정하게 되고, 상기 수신 제어부(40)는, 상기 데이터 결정부(453)에 의해 결정되어 출력되는 일련의 비트들에 대해서 페이로드 데이터로서 상위 계층의 통신모듈 또는 다른 기기로 전달하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 데이터 송신기(100)가 파이 프레임의 후미에 종단 식별자를 부가하는 경우에는, 상기 수신 제어부(40)는 상기 데이터 결정부(453)로부터 전달되는 일련의 비트들이 그 종단 식별자를 나타낼 때까지의 데이터를 상위 계층의 통신모듈 또는 다른 기기로 전달하게 되고, 그렇지 않은 경우에는, 상기 비트 검출부(43)가 전달하는 비변환 비트열에 포함되어 있는 크기 정보에서 지정하는 만큼의 데이터를 전달하게 된다.
서로 데이터를 주고받는 노드들 간에는 통신 환경 등의 변화에 따라 버스를 통한 채널 특성이 변화될 수 있다. 채널 특성이 변화되면 노드 간에 송수신되는 신호에 미치는 영향도 변화되므로, 파이 프레임에 실린 샘플링 타이밍 체크 패턴에 대한 신호로부터 얻게되는 상관성 분포도가, 초기에 비해 조금씩 변형될 수 있으며, 이렇게 변형되는 분포도에 근거하여 샘플링 타이밍 에러 지표를 구하여, 샘플링 편이 색인표에서 샘플값들을 보정할 보상 오프셋을 결정하면, 그 결정된 보상 오프셋은 현재 시점에서의 샘플링 타이밍 오차를 보상할 수 있는 정확한 값이 아닐 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 샘플링 편이 색인표를 주기적으로 갱신한다. 이를 위해, 각 노드의 데이터 송신기(100)의 상기 송신 제어부(11)는 일정 주기로, 전술한 바와 같이 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스를 수송하는 파이 프레임을 구성하여 공유 버스로 송신하게 된다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 공유 버스 상의 특별한 노드가, 버스 상의 모든 노드들이 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 파이 프레임을 송신할 수 있게 하는 특별한 사이클을 정규 사이클이 진행되고 있는 도중에 일정 주기로 한번씩 버스 상에 형성할 수도 있다.
각 노드에 구현되어 있는 상기 데이터 수신기(200)는, 샘플링 편이 색인표가 이미 구성되어 있는 상태에서, 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 파이 프레임을 다시 수신하게 되면, 기존의 샘플링 편이 색인표를 갱신하게 된다. 도 11은, 본 실시예에 따른 샘플링 편이 색인표의 갱신 방법을 도식적으로 나타낸 것이다.
상기 데이터 수신기(200)는, 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 파이 프레임이 새로이 수신되면(t=t[1]), 상기 타이밍 처리부(44)는, 그 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스에 의해서 멀티레벨 PAM 방식에 따라 변환된 신호에 대해, 전술한 바와 같은 방식으로, 베이스 레벨값 세트를 사용하여 상관성 분포도를 구하고, 그 구한 상관성 분포도의 목표 구간에 대해서 일정 간극마다의 샘플링 타이밍 에러 지표(cStek_t[1], k=0,1,2,..)를 계산한다. 그리고, 이렇게 계산된 샘플링 타이밍 에러 지표들(1120)의 각각에 대해서, 직전에 구성되어 있는 샘플링 편이 색인표(1110) 상에서 대응되는 순서에 있는 지표와 가중 평균치(p110)를 구하여 그 가중 평균치로써 기존 샘플링 편이 색인표(1110)의 샘플링 타이밍 에러 지표를 갱신함으로써, 갱신된 샘플링 편이 색인표(1130)를 구성한다.
이러한 샘플링 편이 색인표의 업데이트는, 노드별로 색인표를 구분하여 적용하는 실시예라면, 샘플링 타이밍 에러 모델링 시퀀스의 파이 프레임의 송신 노드를 구별케 하는 정보를 상기 수신 제어부(40)로부터 전달받아 그 정보에 의해 특정되는 샘플링 편이 색인표에 대해 이루어지게 된다.
기존의 샘플링 타이밍 에러 지표들과 새로이 구해진 샘플링 타이밍 에러 지표들(1120)에 대한 가중 평균치를 구하기 위해 각각에 적용하는 가중치(αo,αn, αo+αn=1)는 적절한 값으로 선택될 수 있다. 바람직하게는, 새로이 구해진 샘플링 타이밍 에러 지표들에 적용하는 가중치(αn)보다는 기존의 지표들에 적용하는 가중치(αo)가 큰 값이 되도록 하여 가중 평균치를 구한다.
이렇게 샘플링 편이 색인표가 갱신되면, 당연히, 이후에 수신되는 파이 프레임에 실린 샘플링 타이밍 체크 패턴에 대해 베이스 레벨값 세트( 또는 베이스 레벨값 그룹 )를 사용하여 얻게 되는 표적 지표에 대해서는 그 갱신된 샘플링 편이 색인표를 검색하여 최소 차이의 지표에 대해 지정된 보상 오프셋을 얻게 된다.
지금까지 구체적으로 설명한, 본 발명에 따른 공유 버스를 통해 전송되는 데이터 신호에 대한 샘플링의 타이밍 오차를 신속하게 보상하는 방법과 그 방법을 위한 기기의 다양한 실시예들과, 그 실시예에서 설명된 구성 및 작용 등은 서로 양립할 수 없는 경우가 아니라면, 상호 다양한 방식으로 선택적으로 결합되어 실시 가능하다.
이상, 전술한 본 발명의 실시예들은, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
1: 공유 버스 11: 송신 제어부
12: 신호 변환부 13: 신호 성형부
14: 라인 구동부 40: 수신 제어부
41: 라인 인터페이스 42: A/D 변환기
43: 비트 검출부 44: 타이밍 처리부
45: 데이터 복원부 451: 샘플 선택기
452: 샘플링 편이 보상부 453: 데이터 결정부
100: 데이터 송신기 200: 데이터 수신기

Claims (15)

  1. 데이터로부터 변환된 신호를 수신하여 그 신호로부터 데이터를 복원하기 위한 기기에 있어서,
    데이터에 대해 특정 변환방식을 적용함으로써 변환되어 전송된 신호를 샘플링하여 디지털화된 샘플값들을 출력하기 위한 변환기와,
    상기 변환기로부터 출력되는 샘플값들의 적어도 일부에 대해서 일정 수마다 하나씩 선택하고, 그 선택된 샘플값에 대해서는 상기 샘플링에서의 오차 만큼을 보정하여 그 보정된 샘플값에 근거하여 데이터 비트를 결정하도록 구성된 복원부와,
    특정의 비트 시퀀스가 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 신호에 대한 일련의 샘플값들이 상기 변환기로부터 출력되면, 그 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 세트와의 제 1차 컨볼루션(convolution)을 통해 상관값의 분포 곡선을 구한 다음, 그 분포 곡선에서 상기 샘플링의 주기에 해당하는 간격 만큼 서로 이격된 한 쌍의 지점들을 복수 쌍 선정하고, 그 선정된 복수 쌍에 속하는 각 쌍의 지점들에 대해서는, 해당 쌍의 지점들에 각각 대응되는 상기 분포 곡선 상의 상관값 간의 차이로부터 지표를 구하고, 그 구한 지표에 대해 보상값을 지정함으로써 지표와 보상값을 연계 저장하도록 구성되고, 또한, 데이터에 전치되어 그 데이터와 함께 전송되는 특정의 비트 패턴이 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 신호에 대한, 상기 변환기로부터 출력되는 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 그룹과의 제 2차 컨볼루션을 통해 구한 상관값들에서 가장 큰 2개의 상관값들의 차이로부터 표적 지표를 구한 후, 상기 저장된 지표들에서 상기 표적 지표와 최소 차이의 지표를 찾고 그 찾은 지표에 연계 저장되어 있는 보상값을 상기 복원부에 제공하여 상기 샘플링에서의 오차 만큼을 보정하는데 이용되게 하는 처리부를 포함하여 구성된 기기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 각 쌍의 지점들에 각각 대응되는 상관값 간의 차이를, 상기 제 1차 컨볼루션을 통해 구한 상관값들로부터 얻어지는 특정 값으로 나누어서 상기 지표를 구하도록 구성된 것인 기기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 특정 값은, 상기 분포 곡선에서의 최대값이거나, 또는 상기 제 1차 컨볼루션을 통해 구한 상관값들 중에서 가장 큰 2개의 상관값들의 합인 것인 기기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 가장 큰 2개의 상관값들의 차이를 상기 특정 값으로 나누어서 상기 표적 지표를 구하도록 구성되되, 상기 특정 값은, 상기 제 1차 컨볼루션을 통해 구한 상기 분포 곡선에서의 최대값인 것인 기기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 저장된 지표들과 보상값들에 대해서, 상기 기기가 연결되어 있는 버스에 함께 연결되어 있는 다른 기기들 중 어느 하나에 대응하여 저장한 것임을 나타내는 식별 정보를 부가하도록 구성되고, 또한, 상기 표적 지표를 구하게 된 상기 특정의 비트 패턴으로부터 변환된 신호를 전송한 기기를 구별케 하는 정보와 일치하는 식별 정보가 부가되어 있는 저장된 지표들에서 상기 표적 지표와 최소 차이의 지표를 찾도록 구성된 것인 기기.
  6. 제 5항에 있어서,
    기기를 구별케 하는 상기 정보는, 상기 특정의 비트 패턴에 전치되어 수신되는, 상기 특정 변환방식이 적용되지 않은 신호에 대한 샘플값들로부터 획득된 것이거나, 또는 버스의 다중 액세스를 위해 시분할된 일련의 타임슬롯들에서 상기 특정의 비트 패턴이 전치된 데이터가 수신되고 있는 타임슬롯을 지시하는 값인 것인 기기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 특정의 비트 시퀀스와 상기 특정의 비트 패턴은 서로 동일한 비트열로 이루어진 것이고, 상기 기지정된 값들의 세트와 상기 기 지정된 값들의 그룹은 서로 동일한 값들을 같은 순서로 포함하고 있는 것인 기기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 특정의 비트 시퀀스가 N( N≥2 )개 연속되는 시퀀스들로부터 변환된 신호에 대한 상기 변환기로부터 출력되는 일련의 샘플값들과 상기 기 지정된 값들의 세트와의 상기 제 1차 컨볼루션을 통해 상관값 분포도를 N개 구하고, 그 N개의 상관값 분포도들에서, 서로 동일 지점에 대응되는 상관값들을 평균하여 얻은 상관값들에 근거하여 상기 분포 곡선을 구하도록 구성된 것인 기기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 기 지정된 값들의 세트는, 상기 특정의 비트 시퀀스에 대해 기 지정된 수의 비트들인 심볼 단위로 상기 특정 변환방식을 적용하였을 때 매핑되는 일련의 값들로 이루어진 것이고, 상기 기 지정된 값들의 그룹은, 상기 특정의 비트 패턴에 대해 상기 심볼 단위로 상기 특정 변환방식을 적용하였을 때 매핑되는 일련의 값들로 이루어진 것인 기기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 특정의 비트 시퀀스가 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 신호에 대한 일련의 샘플값들이 상기 변환기로부터 다시 출력되면, 상기 기 지정된 값들의 세트와의 제 3차 컨볼루션을 통해 상관값의 제 2분포 곡선을 구하고, 상기 분포 곡선에 대해서 선정된 복수 쌍들의 각각에 대해서 상기 지표를 구하는 방식과 동일한 방식으로 상기 제 2분포 곡선으로부터 복수 쌍들의 각각에 대해 제 2차 지표를 구한 후, 지점이 동일하게 대응되는 한 쌍에 대해서 상기 분포 곡선으로부터 구해져 있는 상기 지표에 상기 제 2차 지표를 반영시키도록 구성된 것인 기기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 지표와 상기 제 2차 지표를 가중 평균한 값으로써 상기 지표를 갱신하도록 구성되되, 상기 지표에 적용하는 가중치를 상기 제 2차 지표에 적용되는 가중치보다 더 큰 값으로 하여 가중 평균하도록 구성된 것인 기기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 복원부는, 상기 선택된 샘플값에 대해, 상기 처리부로부터 제공되는 상기 보상값 만큼 편이된 시점의 샘플값을, 상기 선택된 샘플값과 인접된 샘플값들을 이용한 보간(interpolation)을 통해 구하고, 상기 특정 변환방식에 의할 때, 보간을 통해 구한 상기 샘플값이 속하는 특정 범위로 매핑될 수 있는 데이터 비트를 결정하도록 구성된 것인 기기.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 선정된 복수 쌍들의 각 쌍에 대하여, 해당 쌍의 지점들의 중간 지점이 상기 구한 분포 곡선이 최대가 되는 지점으로부터 이격된 간격을 나타내는 양수 또는 음수의 값을, 해당 쌍의 지점들에서 구한 상기 지표에 대한 상기 보상값으로 지정하도록 구성된 것인 기기.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 쌍에 속하는 각 쌍의 지점들은, 상기 구한 분포 곡선이 최대가 되는 지점을 포함하는 적어도 상기 샘플링 주기에 해당하는 구간을 복수개의 등간격으로 분할하였을 때의 각각의 분할 지점에 해당하는 것인 기기.
  15. 수신되는 신호에 대한 샘플링에서의 샘플링 타이밍의 편이를 보상하기 위한 방법에 있어서,
    특정의 비트 시퀀스가 특정 변환방식에 의해 변환된 수신 신호에 대하여 샘플링하여 일련의 샘플값들을 획득하는 1단계와,
    상기 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 세트와의 제 1차 컨볼루션(convolution)을 통해 상관값의 분포 곡선을 구한 다음, 그 분포 곡선에서 상기 샘플링의 주기에 해당하는 간격 만큼 서로 이격된 한 쌍의 지점들을 복수 쌍 선정하고, 그 선정된 복수 쌍에 속하는 각 쌍의 지점들에 대해서는, 해당 쌍의 지점들에 각각 대응되는 상기 분포 곡선 상의 상관값 간의 차이로부터 지표를 구하고, 그 구한 지표에 대해 보상값을 지정함으로써 지표와 보상값을 연계 저장하는 2단계와,
    데이터에 전치되어 그 데이터와 함께 전송되는 특정의 비트 패턴이 상기 특정 변환방식에 의해 변환된 수신 신호에 대하여 샘플링하여 일련의 샘플값들을 획득하는 3단계와,
    상기 3단계에서 획득되는 일련의 샘플값들과 기 지정된 값들의 그룹과의 제 2차 컨볼루션을 통해 상관값들을 구하고, 그 구한 상관값들 중에서 가장 큰 2개의 상관값들의 차이로부터 표적 지표를 구한 후, 상기 저장된 지표들에서 상기 표적 지표와 최소 차이의 지표를 찾고 그 찾은 지표에 연계 저장되어 있는 보상값을 상기 3단계에서의 샘플링의 편이를 보상하기 위한 값으로 결정하는 4단계를 포함하여 이루어지는 방법.
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