KR19990043411A - Symbol Mapping Device for Cable Modem - Google Patents

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KR19990043411A
KR19990043411A KR1019970064412A KR19970064412A KR19990043411A KR 19990043411 A KR19990043411 A KR 19990043411A KR 1019970064412 A KR1019970064412 A KR 1019970064412A KR 19970064412 A KR19970064412 A KR 19970064412A KR 19990043411 A KR19990043411 A KR 19990043411A
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김종한
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전주범
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Abstract

본 발명은 케이블모뎀에 있어서 QPSK 변조모드 및 16QAM 변조모드를 동시에 지원하는 심볼 매핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a symbol mapping apparatus that simultaneously supports a QPSK modulation mode and a 16QAM modulation mode in a cable modem.

본 발명은 두가지 이상의 변조모드를 채용한 시스템에서 각 모드별로 심볼을 할당하는 데 있어서, 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 디멀티플렉싱하여 각 비트를 소정클럭씩 지연시켜 n클럭주기마다 n비트의 1심볼을 발생하는 제 1 심볼발생부와; 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 디멀티플렉싱하여 각 비트를 소정클럭씩 지연시켜 n/2 주기마다 n비트의 1심볼을 발생하는 제 2 심볼발생부; 및 변조모드선택신호에 따라 상기 제 1 심볼발생부의 출력 혹은 상기 제 2 심볼발생부의 출력을 택일적으로 선택하는 모드선택부를 포함하여 구성된다. 본 발명은 QPSK 및 16QAM을 지원하는 케이블모뎀에 있어서 동일한 신호 성상도를 사용하여 각 모드에 따른 심볼을 동시에 발생시킨 후 모드선택신호에 따라 해당 모드의 심볼을 선택하여 QPSK 및 16QAM을모드를 동시에 지원한다.According to the present invention, in a system employing two or more modulation modes, symbols are allocated for each mode. The symbol is delayed by a predetermined clock by demultiplexing the input bitstream in the order in which the input bitstreams are input. A first symbol generator for generating a; A second symbol generator which demultiplexes the input bit stream in order of inputting and delays each bit by a predetermined clock to generate one symbol of n bits every n / 2 periods; And a mode selector for selectively selecting an output of the first symbol generator or an output of the second symbol generator according to a modulation mode selection signal. The present invention simultaneously generates symbols for each mode using the same signal constellation in the cable modem supporting QPSK and 16QAM, and then supports the QPSK and 16QAM modes by selecting the corresponding mode symbol according to the mode selection signal. do.

Description

케이블모뎀의 심볼 매핑 장치(Symbol mapper in a Cable Modem)Symbol mapper in a cable modem

본 발명은 케이블모뎀에 있어서 QPSK 변조모드 및 16QAM 변조모드를 동시에 지원하는 심볼 매핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a symbol mapping apparatus that simultaneously supports a QPSK modulation mode and a 16QAM modulation mode in a cable modem.

케이블모뎀 네트워크는 원격지 접속 분야에서 종합정보통신망(ISDN), 멀티디지털가입자회선(xDSL) 등과 함께 관심을 끌고 있는 시스템으로, 인터넷, 인트라넷에 접속하여 가입자에게 재택근무, 영상회의, 웹검색 등의 다양한 서비스를 제공한다. 케이블모뎀 네트워크는 데이터 속도가 xDSL과 비슷한 Mbps급으로 케이블모뎀을 가정에서 설치할 경우 개인은 500Kbps∼30Mbps속도로 통신사업자는 45Mbps속도까지 데이터를 전송받을 수 있다. 또한, 근거리통신망(LAN)상에서 허브(Hub)와 같은 역할을 하므로 쉽게 LAN을 구축할 수 있다.Cable modem network is a system that attracts interest in the field of remote access together with ISDN, Multi-Digital Subscriber Line (xDSL), etc., and provides various services such as telecommuting, video conferencing, web search, etc. Provide service. Cable modem networks have data rates of Mbps similar to xDSL. If a cable modem is installed at home, individuals can receive data at speeds of 500 Kbps to 30 Mbps and service providers can receive data up to 45 Mbps. In addition, since it acts like a hub on a local area network (LAN), a LAN can be easily constructed.

케이블모뎀 네트워크의 개념은 케이블 TV망을 데이터 통신분야에 끌어들인 것으로서 동축케이블을 이용한다는 측면에서는 서로 유사하지만, 케이블 TV는 외부의 동축케이블을 셋톱박스로 연결한 후 이 셋톱박스에 TV를 접속시키는 반면 케이블모뎀 네트워크는 케이블모뎀으로 동축케이블과 PC를 연결하는 방식이다. 이때 케이블모뎀에 접속되는 PC는 1 대일 수도 있고 여러 대일 수도 있다.The concept of a cable modem network is similar to a cable TV network in data communication. In terms of using coaxial cable, cable TV connects an external coaxial cable to a set-top box and connects the TV to the set-top box. Cable modem networks, on the other hand, use a cable modem to connect a coaxial cable to a PC. At this time, there may be one PC or multiple PCs connected to the cable modem.

도 1은 일반적인 케이블모뎀을 이용하여 구축한 네트워크를 도시한 도면으로, 케이블모뎀 네트워크 서비스 사업자가 제공하는 백본망(1)에 연결된 케이블모템단말시스템(2,Cable Modem Termination System:이하 CMTS라함)을 통해 케이블망(3)에 속한 가입자에게 각종 서비스 및 양방향통신을 제공하며, 케이블망(3)에는 가입자와 케이블모뎀 단말시스템(CMTS, 2)과의 중계역할을 하는 다수개의 케이블모뎀(CM1∼CM4)연결되어 있다. 여기서 각 케이블모뎀(CM1∼CM4)은 워크그룹용, 멀티유저용, 및 개인용으로 구분될 수 있다. 예를 들어 워크그룹 케이블모뎀은 PC를 접속시킬 수 있는 포트 수가 4개, 8개 등으로 소규모 그룹을 대상으로 하고, 이를 통해 소형 LAN을 구축할 수 있으며, 멀티유저 케이블모뎀은 도서관, 학교, 공장 등 비교적 규모가 큰 곳에 사용된다.FIG. 1 is a diagram illustrating a network constructed using a general cable modem, and illustrates a cable modem terminal system (hereinafter referred to as CMTS) connected to a backbone network 1 provided by a cable modem network service provider. Provides various services and two-way communication to subscribers belonging to the cable network (3) through the cable network (3) has a plurality of cable modems (CM1 ~ CM4) to act as a relay between the subscriber and the cable modem terminal system (CMTS, 2) )It is connected. The cable modems CM1 to CM4 may be divided into workgroups, multiusers, and individuals. For example, a workgroup cable modem targets small groups with four or eight ports that can be connected to a PC. This allows a small LAN to be built. A multiuser cable modem can be used in libraries, schools, and factories. Etc. It is used in relatively large places.

특히 CMTS(2)은 헤드엔드에 위치하여 상향 채널 및 하향 채널을 제공하는 역할을 한다. 각 케이블모뎀(CM)에서 CMTS(2)로 전송되는 상향스트림은 상향 채널상에서 96kbps∼10Mbps으로 각 가입자의 질의 및 요구 협대역 데이터를 점대점 방식으로 전송한다. CMTS(2)에서 각 케이블모뎀(CM)으로 전송되는 하향스트림은 하향 채널에서 500kbps∼30Mbps의 전송 속도로 광대역의 서비스 데이터를 방송한다. 상향스트림은 가입자의 질의나 요구에 대한 정보로 케이블모뎀(CM)을 통해 변조되고, CMTS를 통해 복조된다.In particular, the CMTS 2 is located at the head end and serves to provide an uplink channel and a downlink channel. The upstream transmitted from each cable modem (CM) to the CMTS (2) transmits the query and request narrowband data of each subscriber in a point-to-point manner at 96 kbps to 10 Mbps on an uplink channel. Downstream transmitted from the CMTS 2 to each cable modem CM broadcasts broadband service data at a transmission rate of 500 kbps to 30 Mbps in a downlink channel. The upstream is modulated through the cable modem (CM) with information about the query or request of the subscriber and demodulated through the CMTS.

케이블모뎀(CM)의 변조기법은 정보량이 많지않기 때문에 채널 상황에 따라 QPSK 모드와 16QAM 모드 2 종류를 제공한다. 따라서, 변조모드에 따라 입력비트를 각 변조모드에 해당하는 심볼의 위상과 진폭을 갖도록 발생해주어야 한다.Since the modulation method of the cable modem (CM) does not have much information, two types of QPSK mode and 16QAM mode are provided depending on the channel condition. Therefore, according to the modulation mode, the input bit should be generated to have the phase and amplitude of the symbol corresponding to each modulation mode.

이에, 본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족하기 위하여 안출된 것으로서, 케이블모뎀과 같이 두가지 이상의 변조모드를 채용한 시스템에서 각 변조모드에 해당하는 심볼을 동시에 발생하는 심볼 매핑 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a symbol mapping apparatus that simultaneously generates symbols corresponding to each modulation mode in a system employing two or more modulation modes such as a cable modem. There is this.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 두가지 이상의 변조모드를 채용한 시스템에서 입력스트림을 각 변조모드에 해당하는 심볼로 할당하는 데 있어서, 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 디멀티플렉싱하여 각 비트를 소정클럭씩 지연시켜 n주기마다 n비트의 1심볼을 발생하는 제 1 심볼발생부와, 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 디멀티플렉싱하여 각 비트를 소정클럭씩 지연시켜 n/2 주기마다 n비트의 1심볼을 발생하는 제 2 심볼 발생부, 및 변조모드선택신호에 따라 상기 제 1 심볼발생부의 출력 혹은 상기 제 2 심볼발생부의 출력을 택일적으로 선택하는 모드선택부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다The apparatus of the present invention for achieving the above object is to assign an input stream to a symbol corresponding to each modulation mode in a system employing two or more modulation modes, each of which is demultiplexed in the order in which the input bitstreams are input. A first symbol generator for generating one symbol of n bits every n periods by delaying the bits by a predetermined clock, and demultiplexing in the order in which the input bitstreams are input to delay each bit by a predetermined clock, n every n / 2 periods. And a second symbol generator for generating one symbol of a bit, and a mode selector for selectively selecting an output of the first symbol generator or an output of the second symbol generator according to a modulation mode selection signal. Should be

도 1은 일반적인 케이블모뎀 네트워크와 그 주변 장치를 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a typical cable modem network and peripheral devices thereof;

도 2은 케이블모뎀의 상향전송을 위한 신호처리 과정을 보여주는 블럭도,2 is a block diagram showing a signal processing procedure for uplink transmission of a cable modem;

도 3은 케이블모뎀의 상향전송을 위한 QPSK 심볼 및 16QAM 심볼의 성상도,3 is a constellation diagram of a QPSK symbol and a 16QAM symbol for uplink transmission of a cable modem;

도 4는 본 발명에 따른 QPSK/16QAM심볼을 동시에 매핑하기 위한 심볼 성상도,4 is a symbol constellation diagram for simultaneously mapping QPSK / 16QAM symbols according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 케이블모뎀의 QPSK심볼 및 16QAM심볼을 매핑하는 장치에 대한 회로도,5 is a circuit diagram of an apparatus for mapping QPSK symbols and 16QAM symbols of a cable modem according to the present invention;

도 6는 도 5에 대한 각부의 입출력 신호에 대한 타이밍도이다.FIG. 6 is a timing diagram of input / output signals of respective units shown in FIG. 5.

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

50 : 제어신호발생부 50-1 : 카운터 50-2 : 레지스터50: control signal generator 50-1: counter 50-2: register

51 : 제 1 심볼 발생부(16QAM심볼)51: first symbol generator (16QAM symbol)

51-1 : 디멀티플렉서 51-2∼51-4 : 레지스터51-1: Demultiplexer 51-2 to 51-4: Register

52 : 제 2 심볼 발생부(QPSK심볼)52: second symbol generator (QPSK symbol)

52-1 : 디멀티플렉서 52-2∼51-3 : 레지스터52-1: Demultiplexer 52-2 to 51-3: Register

53 : 모드선택부53: mode selector

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 본 발명의 이해를 돕고저 케이블모뎀을 이용한 통신방식의 계층구조를 표 1을 참조하여 설명한다.First, the hierarchical structure of a communication method using a cable modem to help understand the present invention will be described with reference to Table 1.

계 층Hierarchy 부 계 층Tier 네트워크 계층Network layer -- 데이터 연결 계층Data connection layer 논리 연결 제어(LLC) 부계층Logical Link Control (LLC) sublayer 연결 보안 부계층Connection security sublayer 매체 접속 제어(MAC) 부계층Media access control (MAC) sublayer 물리 계층Physical layer 전송 수렴(TC) 부계층Transmission Convergence (TC) Sublayer 물리 매체 종속(PMD) 부계층Physical Media Dependent (PMD) Sublayer

케이블모뎀이 다루는 프로토콜은 인터넷 프로토콜(IP:Internet Protocol)로서, 케이블모뎀 시스템은 IP 메시지의 투명한 전송을 위하여 상기 표 1과 같은 계층적인 구조를 가지고 있다. 케이블모뎀 시스템의 계층 구조는 네트워크계층, 데이터연결계층, 물리계층과 같이 수직적인 구조로 구분된다. 데이터연결계층은 논리 연결제어(LLC:Logical Link Control) 부계층, 연결보안(link-security) 부계층, 및 매체접속제어(MAC:Medium Access Control) 부계층으로 구분된다. 물리계층은 전송 수렴(Transmission Convergence) 부계층과 물리매체종속(PMD:Physical Medium Dependent) 부계층으로 구분된다.The protocol handled by the cable modem is the Internet Protocol (IP), and the cable modem system has a hierarchical structure as shown in Table 1 above for transparent transmission of IP messages. The hierarchical structure of the cable modem system is divided into vertical structures such as network layer, data connection layer, and physical layer. The data link layer is divided into a logical link control (LLC) sublayer, a link-security sublayer, and a medium access control (MAC) sublayer. The physical layer is divided into a transmission convergence sublayer and a physical medium dependent (PMD) sublayer.

상기에서 네트워크계층은 인터넷 프로토콜(IP) 계층으로서 케이블 시스템을 통하여 IP 트래픽을 전송한다. 데이터연결계층의 매체접속제어(MAC) 부계층은 가변 길이의 프로토콜 데이터 유닛(Protocol data Unit: 이하 PDU라함)를 지원한다. MAC 프로토콜은 CMTS에 의하여 대역할당을 제어하고 상향에서 일정 시간 간격의 미니슬롯으로 스트림을 나누고 가변 길이의 패킷을 지원하여 대역할당의 효율을 증가시키는 등의 특징을 가지고 있다.In the above, the network layer transmits IP traffic through a cable system as an Internet protocol (IP) layer. The medium access control (MAC) sublayer of the data connection layer supports a variable length protocol data unit (hereinafter referred to as a PDU). The MAC protocol is characterized by controlling the bandwidth allocation by the CMTS, dividing the stream into minislots of predetermined time intervals from the upstream, and increasing the efficiency of bandwidth allocation by supporting packets of variable length.

물리계층의 전송수렴(TC) 계층은 하향의 경우에만 존재하여 디지털 비디오와 같은 추가의 서비스를 제공한다. 물리매체종속(PMD)부계층은 하향의 경우 64QAM과 256QAM의 변조방식, 리드솔로몬과 트렐리스의 에러정정코드 등의 기능을 지원하고 상향의 경우 QPSK와 16QAM의 변조방식, TDMA, 고정길이 프레임과 가변길이 PDU 등을 지원한다.The transmit convergence (TC) layer of the physical layer is present only in the downward direction to provide additional services such as digital video. The PMD sublayer supports functions such as 64QAM and 256QAM modulation schemes, error correction codes of Reed Solomon and Trellis in the downward direction, and QPSK and 16QAM modulation schemes, TDMA and fixed length frames in the upward direction. And variable length PDUs.

도 1에 도시된 CMTS(2)와 각 케이블모뎀(CM1∼CM4)은 상향스트림(Upsteram) 및 하향스트림(Downstream)에서 기본전송단위인 MAC(Medium Access Control) 프레임을 이용하여 데이터를 주고 받는다. MAC 프레임의 구조는 MAC프레임의 내용을 정의하는 MAC 헤더 및 MAC 헤더에 따라 그 길이와 존재 여부가 정해지는 PDU로 구성된다. 상기 MAC 프레임은 상향스트림의 경우 MAC 헤더 앞에 물리매체종속(PMD) 부계층 오버헤드가 붙고, 하향스트림의 경우 MPEG 전송헤더가 붙어서 전송된다.The CMTS 2 and the cable modems CM1 to CM4 illustrated in FIG. 1 exchange data by using a medium access control (MAC) frame which is a basic transmission unit in upstream and downstream. The structure of a MAC frame consists of a MAC header defining the contents of the MAC frame and a PDU whose length and presence are determined according to the MAC header. The MAC frame is transmitted with a physical medium dependent (PMD) sublayer overhead in front of the MAC header in the upstream and an MPEG transmission header in the downstream.

도 2은 케이블모뎀의 상향전송을 위한 신호처리 과정을 보여주는 블럭도이다.2 is a block diagram illustrating a signal processing procedure for uplink transmission of a cable modem.

상향스트림 변조를 위한 처리는 패킷단위의 입력 데이터를 정보블럭단위로 변환한 후(21), 순방향에러정정(FEC, forward error correction) 코드화하여 통신로상이 에러를 정정할수 있도록 한다(22). FEC 부호화는 블럭코드의 일종인 리드솔로몬코드를 적용한다. FEC부호어는 스크램블링되어 입력비트열을 특정한 패턴을 갖지 않도록 랜덤화시킨다(23). 수신측과 미리 규약된 프리앰플 심볼(24)을 스크램블러(23)의 출력데이터에다가 부가하여 심볼 맵퍼(26)로 출력한다. 이 때, 비트열을 스크램블처리한 후 정보데이터의 앞단에 프리앰블 심볼을 더하는 것은 다른 채널과 혼신되는 것을 막기 위함이다.The processing for upstream modulation converts the input data in the packet unit into the information block unit (21), and then codes the forward error correction (FEC) so that the error can be corrected on the communication path (22). FEC encoding applies Reed Solomon code, a kind of block code. The FEC code is scrambled to randomize the input bit stream so as not to have a specific pattern (23). The preamplifier symbol 24 pre-defined with the receiving side is added to the output data of the scrambler 23 and output to the symbol mapper 26. At this time, adding a preamble symbol to the front of the information data after the scrambled bit stream is intended to prevent interference with other channels.

심볼맵퍼(26)는 데이터 스트림을 변조 심볼로 변환시키고 필터(27)를 통해 신호 성형을 한 후, 정확한 타이밍에서 변조하여 케이블로 전송한다. 제어부(20)는 CMTS로부터 전력레벨, 주파수옵셋, 옵셋 범위, 버스트 길이등의 각종 파라메터들을 제공받아 상기 블록변환부(21), FEC 인코딩부(22), 스크램블러(23), 프리앰플러(24), 심볼맵퍼(26), 필터(27) 및 변조부(28)를 제어한다.The symbol mapper 26 converts the data stream into modulation symbols, performs signal shaping through the filter 27, and modulates them at the correct timing and transmits them to the cable. The controller 20 receives various parameters such as power level, frequency offset, offset range, burst length, etc. from the CMTS, and includes the block converter 21, the FEC encoder 22, the scrambler 23, and the preamplifier 24. ), The symbol mapper 26, the filter 27, and the modulator 28 are controlled.

상향스트림의 물리매체종속(PMD) 부계층은 5종류의 심볼 레이트 및 2종류의 변조(QPSK, 16QAM) 포맷을 갖는 FDMA/TDMA 버스트 변조 방식을 사용한다. 심볼레이트는 각 QPSK모드/QAM모드에서 10,320,640,1280,2560ksym/sec를 지원한다. 심볼 맵핑 규칙은 표 2와 같이 입력 비트를 I/Q 성상도에 매핑하여 심볼을 전송한다.The upstream physical media dependent (PMD) sublayer uses an FDMA / TDMA burst modulation scheme with five symbol rates and two modulation (QPSK, 16QAM) formats. Symbol rate supports 10,320,640,1280,2560ksym / sec in each QPSK mode / QAM mode. The symbol mapping rule transmits symbols by mapping input bits to I / Q constellations as shown in Table 2.

변조 모드Modulation mode 입력 비트Input bits QPSKQPSK I1Q1 I 1 Q 1 16QAM16QAM I1Q1I0Q0 I 1 Q 1 I 0 Q 0

상기 표 2 에서 I1은 심볼 맵의 MSB(most significant bit)이고, Q1은 QPSK의 LSB(least significant bit) 이며, Q0는 16QAM의 LSB이다. 그리고 Q1과 I0는 16QAM에서 중간 비트 위치에 놓인다. MSB 는 심볼 맵퍼로 입력되는 시리얼 데이터의 첫번째 비트에 해당한다.In Table 2, I 1 is the most significant bit (MSB) of the symbol map, Q 1 is the least significant bit (LSB) of QPSK, and Q 0 is the LSB of 16QAM. And Q 1 and I 0 are placed in the middle bit position at 16QAM. The MSB corresponds to the first bit of serial data input to the symbol mapper.

도 3은 케이블모뎀의 상향전송을 위한 QPSK 심볼 및 QAM 심볼의 성상도이다. QPSK심볼맵핑은 위상에 정보를 실어 90°위상차를 가지면서 2입력비트를 1심볼(I1Q1)로 맵핑하고, 16QAM심볼맵핑은 진폭 및 위상에 정보를 실어 4입력비트를 1심볼(I1Q1I0Q0)로 할당한다.3 is a constellation diagram of a QPSK symbol and a QAM symbol for uplink transmission of a cable modem. QPSK symbol mapping loads information on phase and maps 2 input bits to 1 symbol (I 1 Q 1 ) with 90 ° phase difference, and 16QAM symbol mapping carries information on amplitude and phase so that 4 input bits are 1 symbol (I 1 Q 1 I 0 Q 0 ).

따라서, 비트 클럭에 따라 입력되는 입력스트림은 QPSK모드에서는 2비트클럭마다 1심볼을 생성하고, QAM모드에서는 4비트클럭마다 1심볼을 생성하며, 각 모드의 심볼 성상도 역시 별도로 구분되어 있으므로 QPSK모드를 위한 심볼 매퍼와 QAM모드를 위한 심볼 매퍼가 별도로 구비되어야 했다.Therefore, the input stream input according to the bit clock generates one symbol every two bit clocks in the QPSK mode, one symbol every four bit clocks in the QAM mode, and the symbol constellations of each mode are also separated separately. A symbol mapper for and a symbol mapper for QAM mode had to be provided separately.

이에, 본 발명은 도 4와 같이, 하나의 매퍼를 이용하여 QPSK심볼과 QAM심볼을 동시에 매핑할 수 있는 심볼 매퍼를 구현한 것이다.Accordingly, the present invention implements a symbol mapper that can simultaneously map a QPSK symbol and a QAM symbol by using one mapper.

도 4는 본 발명에 따른 QPSK/QAM심볼을 동시에 매핑하기 위한 심볼 성상도로서, 16QAM 심볼과 QPSK심볼을 구분하기 위해 분리하여 표시하였다. 16QAM심볼(=SQAM)에 I1Q1I0Q04비트가 할당되어 있으며 위상을 결정하는 I1Q1와 거리를 결정하는 I0Q0로 구분하여 표시하였다. QPSK심볼(=SQPSK)에 I1Q1I0Q04비트가 할당되어 있으며 위상을 결정하는 I1Q1와 거리를 결정하는 I0Q0로 구분하여 표시하였다.4 is a symbol constellation diagram for simultaneously mapping QPSK / QAM symbols according to the present invention, and is separately displayed to distinguish 16QAM symbols and QPSK symbols. 16QAM symbol (= S QAM) I 1 Q 1 I 0 Q 0 4 -bit is assigned to, and was expressed, separated by I 0 Q 0 Q 1 I 1 to determine the phase and for determining the distance. 4 bits of I 1 Q 1 I 0 Q 0 are assigned to the QPSK symbol (= S QPSK ), and are divided into I 1 Q 1 which determines the phase and I 0 Q 0 which determines the distance.

도 4에서 보여지는 바와 같이 QPSK심볼은 QAM심볼중 (0000,1010,1111,0101) 4개의 심볼을 사용하는 것이라 볼 수 있다. 이 때 주의할 것은 QPSK심볼은 입력비트 2개를 하나의 심볼로 할당하기 때문에 I1=I0, Q1=Q0으로 조치해야 한다.As shown in FIG. 4, the QPSK symbol uses four symbols (0000, 1010, 1111, 0101) among the QAM symbols. Note that the QPSK symbol assigns two input bits to one symbol, so I 1 = I 0 and Q 1 = Q 0 .

도 5는 본 발명에 따른 케이블모뎀의 QPSK심볼 및 QAM심볼을 매핑하는 장치에 대한 회로도이고, 도 6은 도 5에 대한 각부의 입출력 신호에 대한 타이밍도이다.FIG. 5 is a circuit diagram of an apparatus for mapping QPSK symbols and QAM symbols of a cable modem according to the present invention, and FIG. 6 is a timing diagram of input / output signals of each part of FIG. 5.

도 5를 참조하면, 심볼 매핑 장치는 제어신호발생부(50)와 16QAM심볼을 발생하는 제 1 심볼 발생부(51), QPSK심볼을 발생하는 제 2 심볼 발생부(52), 및 모드선택부(53)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 5, the symbol mapping apparatus includes a control signal generator 50, a first symbol generator 51 generating 16QAM symbols, a second symbol generator 52 generating QPSK symbols, and a mode selector. It consists of 53.

제어신호발생부(50)는 비트클럭을 카운팅하는 2-비트카운터(50-1)와 카운터의 출력비트(C1C0)를 저장하는 레지스터(50-2)로 구성되며, 출력비트(C1C0)를 상기 QAM심볼 발생부(51)로 제공하고, 하위 출력비트(C0)를 QPSK심볼 발생부(52)로 제공한다.The control signal generator 50 includes a 2-bit counter 50-1 for counting the bit clock and a register 50-2 for storing the counter output bit C 1 C 0. The output bit C 1 C 0 ) is provided to the QAM symbol generator 51, and the lower output bit C 0 is provided to the QPSK symbol generator 52.

제 1 심볼 발생부(51)는 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 4클럭주기로 디멀티플렉싱하는 디멀티플렉서(51-1)와, 디멀티플렉서(51-1)의 출력을 소정클럭씩 지연시켜 출력하는 제 1 내지 제 3 레지스터(51-2∼51-4)로 구성되어 있다. 각 레지스터에 의해 4클럭주기의 첫번째 비트는 3클럭 지연되고, 두번째 비트는 2클럭 지연되고, 세번째 비트는 1클럭 지연되고, 네번째 비트는 0클럭 지연된다. 결과적으로 4클럭주기마다 4비트의 16QAM심볼을 발생한다. 이 때 상기 디멀티플렉서(51-1)는 상기 제어신호발생부(50)의 출력비트(C1C0)에 따라 4클럭주기로 디멀티플렉싱하게 된다.The first symbol generator 51 may demultiplexer 51-1 for demultiplexing in four clock cycles in the order in which the input bitstreams are input, and first to delay the output of the demultiplexer 51-1 by a predetermined clock. 3rd registers 51-2 to 51-4. By each register, the first bit of the four clock periods is delayed three clocks, the second bit is delayed two clocks, the third bit is delayed one clock, and the fourth bit is delayed zero. As a result, 4 bits of 16QAM symbols are generated every 4 clock cycles. At this time, the demultiplexer 51-1 demultiplexes the clock signal in four clock cycles according to the output bit C 1 C 0 of the control signal generator 50.

제 2 심볼 발생부(52)는 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 2클럭주기로 디멀티플렉싱하는 디멀티플렉서(52-1)와, 디멀티플렉서(52-1)의 출력을 소정클럭씩 지연시켜 출력하는 제 1 및 제 2 레지스터(52-2∼52-3)로 구성되어 있다. 2클럭의 첫번째 입력비트는 제 1 및 제 2 레지스터(52-2∼52-3)에 의해 1클럭씩 지연되어 QAM심볼의 첫번째(I1) 및 세번째(I0)비트로 할당되고, 두번째 입력비트는 0클럭지연되어 QAM심볼의 두번째(Q1) 및 네번째(Q0)비트로 할당된다. 결과적으로 2클럭주기마다 4비트의 QPSK심볼(I1Q1I0Q0)이 발생된다. 이 때 상기 디멀티플렉서(52-1)는 상기 제어신호발생부(50)의 출력비트(C0)에 따라 2클럭주기로 디멀티플렉싱하게 된다.The second symbol generator 52 is configured to demultiplex the demultiplexer 52-1 and demultiplexer 52-1 in two clock cycles in the order in which the input bitstreams are input. 2nd registers 52-2 to 52-3. The first input bit of two clocks is delayed by one clock by the first and second registers 52-2 to 52-3 and allocated to the first (I 1 ) and third (I 0 ) bits of the QAM symbol, and the second input bit. 0 is delayed and allocated to the second (Q 1 ) and fourth (Q 0 ) bits of the QAM symbol. As a result, four bits of QPSK symbols (I 1 Q 1 I 0 Q 0 ) are generated every two clock cycles. At this time, the demultiplexer 52-1 demultiplexes the clock by 2 clock cycles according to the output bit C 0 of the control signal generator 50.

모드선택부(53)는 QPSK모드인지 QAM모드인지를 알리는 모드선택신호에 따라 상기 상기 제 1 심볼 발생부(51)의 16QAM심볼 혹은 제 2 심볼 발생부(52)의 QPSK심볼을 선택적으로 출력한다.The mode selector 53 selectively outputs the 16 QAM symbol of the first symbol generator 51 or the QPSK symbol of the second symbol generator 52 according to a mode selection signal indicating whether the mode is QPSK or QAM. .

도 5를 참조하여 입력비트스트림(bi= 10100111…)에 대한 16QAM심볼 및 QPSK심볼 매핑을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 5, 16QAM symbol and QPSK symbol mapping for an input bitstream b i = 10100111.

(a)는 비트클럭이고, (b)는 (a)비트클럭에 동기되어 입력되는 입력비트스트림이다. (c)는 상기 비트클럭을 카운팅하는 2비트 카운터(50-1)의 출력값(C1C0)으로 4클럭주기로 00,01,10,11,00,… 을 반복적으로 발생한다.(a) is a bit clock, and (b) is an input bit stream input in synchronization with the (a) bit clock. (c) is an output value (C 1 C 0 ) of the 2-bit counter 50-1 that counts the bit clock, and 00,01,10,11,00,... Occurs repeatedly.

16 QAM심볼 생성은 (b)와 같이 입력비트스트림 10100111… 일 경우 (d)와 같이 매핑된다. 즉, (b)입력스트림이 QAM심볼발생부(51)의 디멀티플렉서(51-1)로 입력되고, 디멀티플렉서(51-1)는 (c) 카운터의 출력(C1C0)을 선택제어신호받아 순차적으로 디멀티플렉싱한다. QAM 심볼발생부(51)를 통해 첫번째 심볼주기에서 카운터출력이 00일 때 제 1 레지스터(51-2)의 출력 I1=1, 카운터 출력이 01일 때 제 2 레지스터(51-3)의 출력 I0=0, 카운터 출력이 10일 때 제 3 레지스터(51-4)의 출력 Q1=1, 그리고 카운터 출력이 11일 때 마지막 출력 비트 Q0=0 을 출력한다.16 QAM symbol generation is performed in accordance with the input bitstream 10100111... In this case, it is mapped as shown in (d). That is, (b) the input stream is input to the demultiplexer 51-1 of the QAM symbol generator 51, and the demultiplexer 51-1 receives the selection control signal of the output (C 1 C 0 ) of the counter (c). Demultiplex sequentially. QAM symbol generation unit 51 when the counter 00 output at the first symbol period from the output of the first register 51-2 outputs I 1 = 1, the second register (51-3) when the counter output is 01 days The output Q 1 = 1 of the third register 51-4 when I 0 = 0, the counter output is 10, and the last output bit Q 0 = 0 when the counter output is 11.

결국, 첫번째 심볼주기동안(4비트클럭) 발생된 QAM심볼은 1100(=I1Q1I0Q0)이며, 두번째 심볼주기에서도 상기와 같은 과정을 통해 QAM심볼은 0111(=I1Q1I0Q0)로 매핑된다.As a result, the QAM symbol generated during the first symbol period (4 bit clock) is 1100 (= I 1 Q 1 I 0 Q 0 ), and in the second symbol period, the QAM symbol is 0111 (= I 1 Q 1). I 0 Q 0 ).

QPSK심볼 생성은 (b)와 같이 입력비트스트림 10100111… 일 경우 (d)와 같이 매핑된다. (b)입력스트림이 QPSK심볼발생부(52)의 디멀티플렉서(52-1)로 입력되고, 디멀티플렉서(52-1)는 (c)카운터의 출력중 하위비트만(C0)을 선택제어신호받아 순차적으로 디멀티플렉싱한다. 첫번째 심볼주기에서 카운터출력이 00일 때 하위비트가 0이므로 QPSK 심볼발생부(52)를 통해 디멀티플렉싱되어 제 1 및 제 2 레지스터(52-2∼52-3)의 출력 I1=I0=1 로 출력되고, 카운터출력이 01일 때 하위비트가 1이므로 디멀티플렉싱되어 QPSK심볼의 두번째 및 네번째 비트 Q1=Q0=0 을 출력한다.QPSK symbol generation is performed in accordance with the input bit stream 10100111... In this case, it is mapped as shown in (d). (b) The input stream is input to the demultiplexer 52-1 of the QPSK symbol generator 52, and the demultiplexer 52-1 receives the control signal of only the lower bit (C 0 ) of the output of the counter (c). Demultiplex sequentially. Since the lower bit is 0 when the counter output is 00 in the first symbol period, the output of the first and second registers 52-2 to 52-3 is demultiplexed through the QPSK symbol generator 52 so that I 1 = I 0 = When the counter output is 01, the lower bit is 1, so it is demultiplexed to output the second and fourth bits Q 1 = Q 0 = 0 of the QPSK symbol.

결국 첫번째 심볼주기동안(4비트 클럭) 발생된 QPSK심볼은 1010(=I1Q1I0Q0)이며, 두번째 심볼주기에서도 QPSK심볼은 1010(=I1Q1I0Q0)이며, 세번째 심볼주기에서 QPSK심볼은 0101(=I1Q1I0Q0)이며, 네번째 심볼주기에서 QPSK심볼은 1111(=I1Q1I0Q0)이다.As a result, the QPSK symbol generated during the first symbol period (4-bit clock) is 1010 (= I 1 Q 1 I 0 Q 0 ), and the QPSK symbol is 1010 (= I 1 Q 1 I 0 Q 0 ) even in the second symbol period. In the third symbol period, the QPSK symbol is 0101 (= I 1 Q 1 I 0 Q 0 ), and in the fourth symbol period, the QPSK symbol is 1111 (= I 1 Q 1 I 0 Q 0 ).

이와 같이 디멀티플렉서와 지연레지스터를 이용하여 매 4비트클럭주기로 4비트의 16QAM심볼을 발생하고, 매 2비트클럭주기로 4비트의 QPSK심볼을 각각 발생하고, 모드선택신호에 따라 이 두 심볼중 어느 하나를 선택적으로 출력한다.In this way, using a demultiplexer and a delay register, it generates 4 bits of 16QAM symbols every 4 bit clock cycles, generates 4 bits of QPSK symbols every 2 bit clock cycles, and generates either one of these two symbols according to the mode selection signal. Optionally output

이상에서 살펴본 바와 같이 QPSK 및 16QAM을 지원하는 케이블모뎀에 있어서 본 발명은 동일한 신호 성상도를 사용하여 각 모드에 따른 심볼을 동시에 발생시킨 후 모드선택신호에 따라 해당 모드의 심볼을 선택한다. 본 발명은 카운터, 디멀티플렉서등의 간단한 논리회로로 구현되며, QPSK 및 16QAM을모드를 동시에 지원할 수 있다.As described above, in the cable modem supporting QPSK and 16QAM, the present invention simultaneously generates symbols for each mode using the same signal constellation, and then selects a symbol of the corresponding mode according to the mode selection signal. The present invention is implemented by a simple logic circuit such as a counter, a demultiplexer, etc., and can simultaneously support QPSK and 16QAM modes.

Claims (5)

두가지 이상의 변조모드를 채용한 시스템에서 각 변조모드별로 입력스트림을 각 모드의 심볼로 할당하는 데 있어서,In a system employing two or more modulation modes, the input streams are assigned to symbols of each mode in each modulation mode. 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 디멀티플렉싱하여 각 비트를 소정클럭씩 지연시켜 n주기마다 n비트의 1심볼을 발생하는 제 1 심볼발생부와;A first symbol generator which demultiplexes the input bit stream in order of input and delays each bit by a predetermined clock to generate one symbol of n bits every n periods; 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 디멀티플렉싱하여 각 비트를 소정클럭씩 지연시켜 n/2 주기마다 n비트의 1심볼을 발생하는 제 2 심볼 발생부; 및A second symbol generator which demultiplexes the input bit stream in order of inputting and delays each bit by a predetermined clock to generate one symbol of n bits every n / 2 periods; And 변조모드선택신호에 따라 상기 제 1심볼 발생부의 출력 혹은 상기 제 2 심볼 발생부의 출력을 택일적으로 선택하는 모드선택부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀의 심볼 매핑 장치.And a mode selection unit for selectively selecting an output of the first symbol generator or an output of the second symbol generator in accordance with a modulation mode selection signal. 제 1 항에 있어서, 제 1 심볼이 16QAM심볼인 경우 상기 제 1 심볼 발생부의 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 4클럭주기로 디멀티플렉싱하여 4클럭의 첫번째 입력비트는 3클럭 지연하여 QAM심볼의 첫번째 비트로 할당하고, 두번째 비트는 2클럭 지연하여 QAM심볼의 두번째 비트로 할당하고, 세번째 비트는 1클럭지연하여 QAM심볼의 세번째 비트로 할당하고, 네번째 비트는 0클럭지연하여 QAM심볼의 네번째 비트로 할당하여 4클럭주기마다 4비트의 16QAM심볼을 발생하는 것을 특징으로하는 케이블모뎀의 심볼 매핑 장치.2. The method of claim 1, wherein when the first symbol is a 16QAM symbol, the first input bit of 4 clocks is delayed by 3 clocks by demultiplexing in 4 clock cycles in the order in which the input bitstream of the first symbol generator is inputted to the first bit of the QAM symbol. The second bit is delayed by two clocks and allocated to the second bit of the QAM symbol, the third bit is delayed by one clock and assigned to the third bit of the QAM symbol, and the fourth bit is delayed by 0 clock and assigned to the fourth bit of the QAM symbol. The symbol mapping device of the cable modem, characterized in that for generating each 16-bit QAM symbols. 제 1 항에 있어서, 제 2 심볼이 QPSK심볼인 경우 상기 제 2 심볼 발생부의 입력비트스트림이 입력되는 순서대로 2클럭주기로 디멀티플렉싱하여 2클럭의 첫번째 입력비트는 1클럭 지연하여 QPSK심볼의 첫번째 및 세번째 비트로 할당하고, 2클럭의 두번째 입력비트는 0클럭지연하여 QPSK심볼의 두번째 및 네번째 비트로 할당하여 2클럭주기마다 4비트의 QPSK심볼을 발생하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀의 심볼 매핑 장치.2. The method of claim 1, wherein when the second symbol is a QPSK symbol, the second input signal is demultiplexed in two clock cycles in the order in which the input bitstream of the second symbol generator is input. And assigning a third bit and a second input bit of 2 clocks delaying 0 clocks to allocate the second and fourth bits of a QPSK symbol to generate 4 bits of QPSK symbols every 2 clock cycles. 제 1 항에 있어서, 제 1 심볼이 16QAM심볼인 경우 상기 제 1 심볼 발생부의 입력비트스트림을 4클럭주기로 디멀티플렉싱하기 위한 제어 신호는 비트클럭을 카운팅하는 2비트 카운터의 출력인 것을 특징으로하는 케이블모뎀의 심볼 매핑 장치.2. The cable of claim 1, wherein when the first symbol is a 16QAM symbol, a control signal for demultiplexing the input bitstream of the first symbol generator in four clock cycles is an output of a 2-bit counter counting a bit clock. Symbol mapping device for the modem. 제 1 항에 있어서, 제 2 심볼이 QPSK심볼인 경우 상기 제 2 심볼 발생부의 입력비트스트림을 2클럭주기로 디멀티플렉싱하기 위한 제어 신호는 비트클럭을 카운팅하는 2비트 카운터의 출력중 하위 비트를 사용하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀의 심볼 매핑 장치.The control signal for demultiplexing the input bitstream of the second symbol generator by two clock cycles when the second symbol is a QPSK symbol uses a lower bit among the outputs of a 2-bit counter that counts the bit clock. Symbol mapping device of a cable modem, characterized in that.
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