KR19990012547A

KR19990012547A - Spectrum Division Multiplexer

Info

Publication number: KR19990012547A
Application number: KR1019970035964A
Authority: KR
Inventors: 이찬구; 정철형; 고정훈; 이유경
Original assignee: 양승택; 한국전자통신연구원; 이계철; 한국전기통신공사
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1999-02-25
Also published as: KR100256699B1

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 스펙트럼 분할 다중 전송 장치에 관한 것임.The present invention relates to a spectrum division multiplexing device.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은, 하나의 기저대역 신호를 부호화시켜 신호 스펙트럼을 나이퀴스트 주파수 이하로 제한하고, 다른 입력신호를 부호화시켜 나머지 구간에 다중화하여 전송하므로써 전송용량을 부호화율의 2배로 증가시키는 스펙트럼 분할 다중 전송 장치를 제공하고자 함.In the present invention, one baseband signal is encoded to limit the signal spectrum to the Nyquist frequency or less, and another input signal is encoded and multiplexed in the remaining sections so that the transmission capacity is increased by twice the coding rate. To provide a transmission device.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 하나의 기저대역 신호를 부호화시켜 신호 스펙트럼을 나이퀴스트(Nyquist) 주파수 이하로 제한하고, 다른 기저대역 신호를 부호화시켜 상기 나이퀴스트 주파수 이상의 구간에 다중화하여 스펙트럼 분할 다중신호를 송신하는 송신 수단; 및 상기 송신 수단으로부터 수신된 스펙트럼 분할 다중신호를 주파수 성분에 따라 추출하여 각각의 신호를 복조하는 수신 수단을 포함한다.The present invention encodes one baseband signal to limit the signal spectrum below the Nyquist frequency, encodes another baseband signal, and multiplexes the signal spectrum above the Nyquist frequency to transmit spectral division multiplexed signals. Transmitting means; And receiving means for demodulating each signal by extracting the spectral divided multiplex signals received from the transmitting means according to frequency components.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 스펙트럼 분할 다중 전송 장치에 이용됨.The present invention is used in a spectrum division multiplexing device.

Description

Spectrum Division Multiplexer

본 발명은 하나의 기저대역 신호를 높은 주파수 상태에서 부호화시켜 신호 스펙트럼을 나이퀴스트(Nyquist) 주파수인 1/2T(여기서, T는 신호의 한 주기) 이하로 제한하고, 다른 입력신호를 부호화시켜 1/2T에서 1/T 구간에 다중화시켜 전송되는 정보량을 부호화율의 2배로 증가시키는 스펙트럼 분할 다중 전송 장치에 관한 것이다.The present invention encodes one baseband signal in a high frequency state to limit the signal spectrum to less than or equal to Nyquist frequency, 1 / 2T (where T is one period of the signal), and encode another input signal. The present invention relates to a spectrum division multiplexing apparatus for increasing the amount of information transmitted by multiplexing at 1 / 2T to 1 / T interval twice the coding rate.

종래에는 기저대역 신호를 전송하는데 있어서, 비제로 복귀(NRZ : Not Return Zero) 신호 및 제로 복귀(RZ : Return Zero) 신호를 그대로 전송함에 따라 한 전송로에서 기저대역 신호를 전송할 수 있는 최대 용량은 전송대역의 절반 또는 같은 값이 되었다.Conventionally, in transmitting a baseband signal, the maximum capacity capable of transmitting a baseband signal in one transmission path is determined by transmitting a Not Return Zero (NRZ) signal and a Return Zero (RZ) signal as it is. It is half of the transmission band or the same value.

도 1 은 종래의 기저대역 신호의 전력 스펙트럼 특성도로서, 전송하고자 하는 기저대역 신호가 NRZ 신호인 경우에는 신호 전력 성분이 신호 주파수의 최대 주파수까지 분포하고 있고, RZ 신호인 경우에는 신호 전력 성분이 신호에 포함된 최대 주파수의 2배까지 분포하고 있다. 따라서, 기저대역 신호의 대역은 전송하려는 하나의 신호 성분만으로 구성되어 있다.1 is a power spectral characteristic diagram of a conventional baseband signal. When the baseband signal to be transmitted is an NRZ signal, the signal power component is distributed up to the maximum frequency of the signal frequency. It is distributed up to twice the maximum frequency contained in the signal. Thus, the band of the baseband signal consists of only one signal component to be transmitted.

이러한 종래의 전송 장치는 동일 채널에서의 전송 용량이 적어 비용이 높아지며, 한 전송로에 요구되는 전송 대역이 증가할 경우에 전송 장치 및 선로를 교체하거나 추가로 설치해야 하는 문제점이 있었다.Such a conventional transmission device has a high transmission cost due to a small transmission capacity in the same channel, and there is a problem that the transmission device and the line need to be replaced or additionally installed when the transmission band required for one transmission path increases.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 하나의 기저대역 신호를 부호화시켜 신호 스펙트럼을 나이퀴스트 주파수 이하로 제한하고, 다른 입력신호를 부호화시켜 나머지 구간에 다중화하여 전송하므로써 전송용량을 부호화율의 2배로 증가시키는 스펙트럼 분할 다중 전송 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention encodes one baseband signal to limit the signal spectrum to below the Nyquist frequency, encodes another input signal, and multiplexes the remaining signal to transmit the transmission capacity. It is an object of the present invention to provide a spectral division multiplexing apparatus that increases twice the coding rate.

도 1 은 종래의 기저대역 신호의 전력 스펙트럼 특성도.1 is a power spectral diagram of a conventional baseband signal.

도 2 는 본 발명에 따른 스펙트럼 분할 다중 전송 장치의 송신부의 구성도.2 is a block diagram of a transmitter of a spectrum division multiplexing device according to the present invention;

도 3 은 본 발명에 따른 스펙트럼 분할 다중 전송 장치의 수신부의 구성도.3 is a block diagram of a receiver of a spectrum division multiplexing device according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따라 부호화된 신호의 스펙트럼 특성도.4 is a spectral characteristic diagram of a signal encoded according to the present invention;

도 5 는 본 발명에 따라 스펙트럼 분할 다중된 신호의 스펙트럼 특성도.5 is a spectral characteristic diagram of a spectral division multiplexed signal according to the present invention;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

21, 22 : 부호화기 23, 31 : 저역통과필터21, 22: encoder 23, 31: low pass filter

24, 32 : 고역통과필터 25 : 신호 정합기24, 32: high pass filter 25: signal matcher

33, 34 : 복조기33, 34: demodulator

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하나의 기저대역 신호를 부호화시켜 신호 스펙트럼을 나이퀴스트(Nyquist) 주파수 이하로 제한하고, 다른 기저대역 신호를 부호화시켜 상기 나이퀴스트 주파수 이상의 구간에 다중화하여 스펙트럼 분할 다중신호를 송신하는 송신 수단; 및 상기 송신 수단으로부터 수신된 스펙트럼 분할 다중신호를 주파수 성분에 따라 추출하여 각각의 신호를 복조하는 수신 수단을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention encodes one baseband signal to limit the signal spectrum to a Nyquist frequency or less, and encodes another baseband signal to multiplex the interval above the Nyquist frequency. Transmitting means for transmitting the spectral division multiplexed signal; And receiving means for demodulating each signal by extracting the spectral divided multiplex signals received from the transmitting means according to frequency components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment according to the present invention;

도 2 는 본 발명에 따른 스펙트럼 분할 다중 전송 장치의 송신부의 구성도이다.2 is a block diagram of a transmitter of a spectrum division multiplexing apparatus according to the present invention.

제1 및 제2 부호화기(21, 22)는 제1 및 제2 신호를 3개의 비트 단위로 분리하고 여분의 부가비트 1개를 추가하여 4비트 부호로 변환하며, 부호화된 신호 스펙트럼의 영(0)점이 나이퀴스트(Nyquist) 주파수인 1/2T에서 존재하도록 부호화한다.The first and second encoders 21 and 22 separate the first and second signals into three bit units, add one extra bit, and convert the 4-bit code into zero bits of the encoded signal spectrum. ) Is encoded to exist at 1 / 2T, the Nyquist frequency.

저역통과필터(23)는 제1 부호화기(21)로부터 수신된 신호중에서 고주파 성분을 제거하고 통과대역이 직류(주파수가 0)부터 1/2T 주파수까지인 신호를 통과 시키며, 고역통과필터(24)는 제2 부호화기(22)로부터 수신된 신호중에서 저주파 성분을 제거하고 1/2T 이상인 고주파 신호만을 통과시킨다.The low pass filter 23 removes a high frequency component from the signal received from the first encoder 21 and passes a signal having a pass band from a direct current (frequency 0) to a 1 / 2T frequency, and a high pass filter 24. Removes the low frequency component from the signal received from the second encoder 22 and passes only the high frequency signal of 1 / 2T or more.

신호 정합기(25)는 저역통과필터(23)로부터 수신된 저주파 스펙트럼으로 이루어진 제1 신호의 부호화된 신호와 고역통과필터(24)로부터 수신된 고주파 스펙트럼으로 이루어진 제2 신호의 부호화된 신호를 하나의 전송로에 인가할 수 있도록 신호를 정합한다.The signal matcher 25 includes an encoded signal of the first signal composed of the low frequency spectrum received from the low pass filter 23 and the encoded signal of the second signal composed of the high frequency spectrum received from the high pass filter 24. Match the signal to be applied to the transmission path of.

상기와 같은 구조를 갖는 스펙트럼 분할 다중 전송 장치의 송신부의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the transmitter of the spectrum division multiplexing device having the above structure will be described below.

입력되는 기저대역 신호인 제1 신호를 3비트 단위로 구분하여 제1 부호화기(21)에서 1비트를 부가시켜 스펙트럼 성분이 나이퀴스트(Nyquist) 주파수인 1/2T에서 영(0)이 되도록 최소 대역폭으로 부호화한다.The first signal, which is the baseband signal to be input, is divided into units of 3 bits and 1 bit is added by the first encoder 21 so that the spectral component is minimized so that the spectral component becomes zero at 1 / 2T, the Nyquist frequency. Encode by bandwidth.

제1 부호화기(21)에 의해 최소 대역폭으로 부호화한 결과가 도 4 에 도시되었다(4a). 도 4 에서 알 수 있는 바와 같이, 부호화된 신호의 스펙트럼이 주파수축상의 1/2T에 대하여 대칭으로 스펙트럼이 존재하며, 1/2T지점에서 스펙트럼 성분은 영(0)이 된다.The result of encoding the minimum bandwidth by the first encoder 21 is shown in FIG. 4 (4a). As can be seen in FIG. 4, the spectrum of the encoded signal is symmetrical with respect to 1 / 2T on the frequency axis, and the spectral component becomes zero at the 1 / 2T point.

부호화기(21)에 의해 부호화된 신호를 저역통과필터(23)에 인가하면 저역통과필터(23)는 이 신호의 스펙트럼 성분중 1/2T 이상의 주파수 성분을 제거하고 영(0)에서 1/2T까지의 대역 성분만 통과시킨 신호를 신호 정합기(25)에 인가한다.When the signal encoded by the encoder 21 is applied to the low pass filter 23, the low pass filter 23 removes the frequency component of 1 / 2T or more of the spectral components of the signal, and zeros to 1 / 2T. The signal passing only the band component of is applied to the signal matcher 25.

한편, 제2 신호를 제1 신호와 마찬가지로 3비트 단위로 구분하여 제2 부호화기(22)에서 1비트를 부가시켜 스펙트럼 성분이 1/2T에서 영(0)이 되도록 최소 대역폭으로 부호화한다.On the other hand, the second signal is divided into units of 3 bits like the first signal, and the second encoder 22 adds 1 bit and encodes the signal with the minimum bandwidth such that the spectral component becomes zero at 1 / 2T.

부호화기(22)에 의해 부호화된 신호를 고역통과필터(24)에 인가하면 고역통과필터(24)는 이 신호의 스펙트럼 성분중 1/2T 이하의 주파수 성분을 제거하고, 1/2T에서 1/T까지의 신호를 통과시켜 이를 신호 정합기(25)에 인가한다.When the signal encoded by the encoder 22 is applied to the high pass filter 24, the high pass filter 24 removes frequency components of 1 / 2T or less of the spectral components of the signal, and 1 / 2T to 1 / T. Pass the signal up to and apply it to the signal matcher 25.

제1 및 제2 부호화기(21, 22)에 의해 최소 대역폭으로 부호화한 결과가 도 4 에 도시되어 있다. 도 4 에서 알 수 있는 바와 같이 부호화된 신호의 스펙트럼(4a, 4b)이 주파수축상의 1/2T을 중심으로 대칭으로 존재하며, 1/2T 지점에서 스펙트럼 성분은 영(0)이 된다.The result of encoding with the minimum bandwidth by the first and second encoders 21 and 22 is shown in FIG. As can be seen in FIG. 4, the spectra 4a and 4b of the encoded signal are symmetrically about 1 / 2T on the frequency axis, and the spectral component becomes zero at the 1 / 2T point.

한편, 신호 정합기(25)에 의해 저역통과필터(23)로부터 수신된 저주파 스펙트럼으로 이루어진 제1 신호의 부호화된 신호와 고역통과필터(24)로부터 수신된 고주파 스펙트럼으로 이루어진 제2 신호의 부호화된 신호를 정합한 결과가 도 5 에 도시되어 있다. 도 5 에서 알 수 있는 바와 같이 직류(주파수가 0)에서 1/2T 구간에는 제1 신호가 존재하고(5a), 1/2T에서 1/T구간에는 제2 신호가 존재하므로(5b) 하나의 전송로에 인가시켜 전송할 수 있다.Meanwhile, the encoded signal of the first signal composed of the low frequency spectrum received from the low pass filter 23 by the signal matcher 25 and the second signal composed of the high frequency spectrum received from the high pass filter 24 are encoded. The result of matching the signal is shown in FIG. As can be seen in FIG. 5, since the first signal exists in the 1 / 2T section at DC (frequency is 0) (5a), and the second signal exists in the 1 / T section at 1 / 2T (5b), It can be transmitted by applying it to the transmission path.

도 3 은 본 발명에 따른 스펙트럼 분할 다중 전송 장치의 수신부의 구성도이다.3 is a block diagram of a receiver of a spectrum division multiplexing apparatus according to the present invention.

도 2 의 스펙트럼 분할 다중 전송 장치의 송신부로부터 수신된 스펙트럼 분할 다중신호는 주파수가 직류(주파수가 0)에서 1/2T인 구간에는 제1 신호가 존재하고, 1/2T에서 1/T인 구간에는 제2 신호가 존재한다.In the spectral division multiplex signal received from the transmitter of the spectral division multiplexing apparatus of FIG. 2, a first signal is present in a section in which frequency is DC (frequency is 0) to 1 / 2T, and in a section in which 1 / 2T is 1 / T. There is a second signal.

저역통과필터(31)는 수신된 스펙트럼 분할 다중신호중에서 직류부터 1/2T까지의 대역을 통과시켜 저주파 성분을 추출하고, 고역통과필터(32)는 수신된 스펙트럼 분할 다중신호중에서 1/2T부터 1/T까지의 대역을 통과시켜 고주파 성분을 추출한다.The low pass filter 31 extracts low frequency components by passing a band from DC to 1 / 2T in the received spectral division multiplexed signal, and the high pass filter 32 selects 1 / 2T to 1 in the received spectral division multiplexed signal. Pass the band up to / T to extract the high frequency components.

제1 복조기(33)는 저역통과필터(31)로부터 출력된 신호에서 제1 신호를 복조하고, 제2 복조기(34)는 고역통과필터(32)로부터 출력된 신호에서 제2 신호 를 복조한다.The first demodulator 33 demodulates the first signal from the signal output from the low pass filter 31, and the second demodulator 34 demodulates the second signal from the signal output from the high pass filter 32.

상기와 같은 구조를 갖는 스펙트럼 분할 다중 전송장치의 수신부의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the receiver of the spectrum division multiplexing device having the above structure will be described below.

스펙트럼 분할 다중 전송 장치의 수신부에서 스펙트럼 분할 다중신호를 수신하면 스펙트럼 분할 다중신호는 저역통과필터(31)와 고역통과필터(32)로 인가되며, 저역통과필터(31)는 수신된 신호로부터 직류(주파수가 0)에서 1/2T 구간에 해당하는 주파수 성분만을 추출하여 제1 복조기(33)로 전송하고, 제1 복조기(33)는 수신된 4비트 신호에서 원래의 3비트 데이타를 복조하여 제1 신호를 추출한다.When the spectral division multiplexing signal is received at the receiver of the spectral division multiplexing device, the spectral division multiplexing signal is applied to the low pass filter 31 and the high pass filter 32, and the low pass filter 31 is directly connected to the DC signal from the received signal. Only frequency components corresponding to 1 / 2T intervals of frequency 0) are extracted and transmitted to the first demodulator 33, and the first demodulator 33 demodulates the original 3-bit data from the received 4-bit signal. Extract the signal.

한편, 고역통과필터(32)는 수신된 스펙트럼 분할 다중신호로부터 1/2T에서 1/T 구간에 해당하는 성분만을 추출하여 제2 복조기(34)로 전송하고, 제2 복조기(34)는 수신된 4비트 신호에서 원래의 3비트 데이타를 복조하여 제2 신호를 추출한다.Meanwhile, the high pass filter 32 extracts only components corresponding to 1 / T intervals from 1 / 2T to the second demodulator 34 from the received spectral division multiplexed signal, and the second demodulator 34 receives the received signals. The second signal is extracted by demodulating the original 3-bit data from the 4-bit signal.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited to the drawing.

상기와 같은 본 발명은, 기저대역 신호를 신호의 주파수 스펙트럼이 신호 최대 주파수의 1/2로 제한되도록 높은 부호화율로 부호화하고, 저역통과필터로 고주파 성분을 제거한 후 비어있는 나머지 대역에 다른 신호의 스펙트럼을 삽입하여 종래와 동일한 전송대역의 채널에 부호화율의 2배만큼 신호 용량을 크게 하여 전송 효율을 높여줌으로써 전송 비용을 저렴하게 하는 효과가 있다.In the present invention as described above, the baseband signal is encoded at a high coding rate such that the frequency spectrum of the signal is limited to 1/2 of the maximum frequency of the signal, the high pass component is removed by a low pass filter, and then the other signals are stored in the remaining empty band. By inserting the spectrum to increase the transmission capacity by increasing the signal capacity by twice the coding rate to the channel of the same transmission band as in the prior art has the effect of reducing the transmission cost.

Claims

Transmitting means for encoding one baseband signal to limit the signal spectrum to a Nyquist frequency or less, and encoding another baseband signal to multiplex at a section above the Nyquist frequency to transmit a spectral division multiplexed signal; And

Receiving means for demodulating each signal by extracting the spectral division multiplex signal received from the transmitting means according to a frequency component

Spectral division multiplexing device comprising a.

The method of claim 1,

The transmission means,

First encoding means for adding the extra bits to the input signal and encoding the minimum bandwidth so that the zero point of the encoded signal spectrum exists at the Nyquist frequency;

Second encoding means for adding extra bits to another baseband signal to encode so that the zero point of the encoded signal spectrum is present at the Nyquist frequency;

First filtering means for filtering such that a passband of the signal applied from the first encoding means exists from a direct current to a Nyquist frequency;

Second filtering means for filtering such that a passband of the signal applied from the second coded encoding means exists at or above the Nyquist frequency; And

Matching means for combining the signal consisting of the low frequency spectrum received from the first filtering means and the signal consisting of the high frequency spectrum received from the second filtering means to be applied to one transmission path

Spectral division multiplexing device comprising a.

The method according to claim 1 or 2,

The receiving means,

Third filtering means for extracting low frequency components from the spectral division multiplex signals transmitted from the transmitting means;

Fourth filtering means for extracting high frequency components from the spectral division multiplex signals transmitted from the transmitting means;

First demodulation means for demodulating a first signal from a signal output from the third filtering means; And

Second demodulation means for demodulating a second signal that demodulates a second signal from a signal output from said fourth filtering means;

Spectral division multiplexing device comprising a.