KR20000015030A - 복원 회로를 갖는 무선 통신 시스템 - Google Patents

복원 회로를 갖는 무선 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

개시되는 복원 회로는 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터를 입력받아 한계 레벨(threshold level)의 디지털 데이터와 비교하고, 그 결과에 따라 이진수 1 또는 0을 출력하는 레벨 제어 수단과; 상기 레벨 제어 수단으로부터 이진수 1과 0이 각각 연속적으로 N 개씩 입력되거나, 이진수 0과 1이 각각 연속적으로 N 개씩 입력되는 패턴을 검출하고, 검출된 패턴의 횟수를 카운트하여 미리 정해진 수만큼 카운트될 때 패턴 검출 신호를 출력하는 패턴 검출 수단 및; 상기 패턴 검출 신호가 입력될 때, 상기 레벨 제어 수단으로부터 연속적인 N 개의 디지털 데이터를 입력받아 그에 대응하는 디지털 데이터로 복원하는 데이터 복원 수단을 포함한다. 심벌 복원(symbol recovery)에 있어서, 히스테리시스 레벨(hysteresis level)을 두어 타이밍 복원(timing recovery)을 수행할 수 있도록 하였으며, 또한 도팅(dotting) 구간뿐만 아니라 모든 데이터 영역에서 타이밍 복원을 수행하도록 하였다. 또한, 데이터 복원(data recovery) 방법은 종래의 하드웨어적 결정 방법 대신에 노이즈(noise) 또는 글리치(glitch)에 의한 오버플로우(overflow)나 다운플로우(downflow)를 고려한 소프트(soft) 결정 방법을 사용한다.

Description

복원 회로를 갖는 무선 통신 시스템(WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM WITH RECOVERY CIRCUIT)
본 발명은 심볼 복원 회로를 갖는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 수신된 데이터 신호를 정확히 복원하는 복원 회로를 갖는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
개량형 이동 전화 서비스(Advanced Mobile Phone Service; AMPS)의 경우, 통화로의 설정과 유지는 기지국의 명령과 단말기의 응답으로 이루어지는데 이러한 명령과 응답은 맨체스터 코딩(Manchester coding)되어진 디지털 데이터 스트림(digital data stream)을 이용한다.
기지국(base station)과 이동국(mobile station) 사이의 양방향 통신에는 4가지 형태의 채널이 있다. 우선 제어 채널(control channel)에는 기지국에서 이동국으로의 통신에 사용되는 순방향 제어 채널(forward control channel; FOCC)과 반대로 이동국에서 기지국으로의 통신에 사용되는 역방향 제어 채널(reverse control channel; RECC)이 있다. 한편, 음성 채널(voice channel)에는 기지국에서 이동국으로의 통신에 사용되는 순방향 음성 채널(forward voice channel; FVC)과 이동국에서 기지국으로의 통신에 사용되는 역방향 음성 채널(reverse voice channel; RVC)이 있다. 이러한 채널들에는 메시지 및 워드 동기 신호 등을 포함하는 데이터 신호가 포함된다.
도 1은 기지국에서 이동국으로 전송되는 순방향 제어 채널의 데이터 스트림을 보여주고 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(base station)에서 이동국(mobile station)으로 전송되는 순방향 제어 채널(FOCC)의 데이터 스트림(data stream)(10)은 1 비트(bit)의 Busy/Idle 데이터와 10 비트의 도팅(dotting) 데이터와 11 비트의 워드 동기(word synchronization) 데이터 그리고 40 비트의 데이터들(word A, word B)이 5개 포함된다. 상기 순방향 제어 채널(FOCC)의 데이터 스트림은 10KHz로 샘플링(sampling)된 NRZ(Non Return to Zero) 데이터가 20KHz의 맨체스터 코드(Manchester code)로 인코딩된 데이터 스트림이다. 상기 맨체스터 코드는 데이터 통신에서 1비트를 전송할 때 쓰이는 코딩 방법이다. 즉, '0' 과 '1'을 나타내는 신호를 구별하기 위해 한 비트의 주기 안에서 '0'을 기록할 때에는 파형의 아랫쪽에서 윗쪽으로 전이가 일어나고, '1'을 기록할 때에는 위에서 아래로 전이가 일어나는 방식이다.
이동국(mobile station)은 수신 안테나, 라디오 주파수(radio frequency; RF) 회로, 중간 주파수(intermediate frequency; IF) 회로, FM 아날로그/디지털 변환기(frequency modulation analog to digital converter; FM ADC), 복조기(demodulator) 그리고 복원 회로를 포함한다.
기지국에서 송신되는 신호는 수신 안테나를 통해 이동국으로 수신된다. 상기 기지국은 10KHz로 샘플링(sampling)된 NRZ(Non Return to Zero) 데이터를 20KHz의 맨체스터 코드(Manchester code)로 인코딩하여 송신한다. 이동국은 상기 맨체스트 코드 형식의 신호를 수신하여 FM 아날로그/디지털 변환기에서 40KHz로 오버샘플링(oversampling)한 후, 양자화(quantization)한다. 다음 복조기에서 FM 복조된 데이터는 복원 회로에서 심볼 복원(symbol recovery), 데이터 복원(data recovery)되어 NRZ 형식의 데이터로 출력된다. 이 NRZ 데이터는 BCH 디코딩되어 CPU로 제공된다.
이때, 심볼 복원의 효율적인 제어는 데이터 처리의 퍼포먼스(performance)를 결정하고, 데이터 복원 방법은 시스템의 비트 오차율(bit error rate; BER)에 영향을 미친다.
따라서, 본 발명의 목적은 효율적인 심볼 복원 및 데이터 복원을 수행하는 이동 통신 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 기지국에서 이동국으로 전송되는 순방향 제어 채널의 데이터 스트림을 보여주고 있는 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동국의 내부 회로 구성을 보여주는 블록도;
도 3은 도 2에 도시된 복원기에서 출력되는 디지털 데이터의 일 예를 보여주는 도면;
도 4는 도 2에 도시된 심볼 복원 회로를 보다 상세히 보여주고 있는 블록도;
도 5는 도 2에 도시된 데이터 복원 회로를 보다 상세히 보여주고 있는 블록도;
도 6a 및 도 6b는 데이터 복원 회로에서 수행되는 데이터 복원 과정을 설명하기 위해 맨체스터 코드로 인코딩된 데이터의 일 예를 보여주는 도면;
도 7은 이동국으로 전송할 데이터를 맨체스터 코드로 인코딩하는 과정을 개념적으로 보여주는 블록도;
도 8은 도 7에 도시된 기지국에서 발생하는 신호들을 보여주고 있는 파형도; 그리고
도 9는 이동국의 복조기에서 출력되는 신호와 맨체스터 코드를 디코딩한 신호를 보여주고 있는 파형도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
102 : 안테나 110 : RF
120 : IF 130 : 베이스밴드
140 : 아날로그/디지털 변환기 150 : 베이스밴드 인터페이스
160 : 복조기 170 : 레벨 컨트롤러
180 : 심볼 복원 회로 190 : 데이터 복원 회로
310, 330 : 패턴 검출부 314, 334 : 노아 게이트
315, 321, 322, 335 : 앤드 게이트 323 : 오아 게이트
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 맨체스터 코드(Manchester code)로 인코딩된 디지털 데이터를 디코딩하여 원래의 디지털 데이터로 복원하는 복원 회로는: 상기 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터를 입력받아 한계 레벨(threshold level)의 디지털 데이터와 비교하고, 그 결과에 따라 2 비트의 이진수 데이터를 출력하는 레벨 제어 수단과; 상기 레벨 제어 수단으로부터 이진수 1과 0이 각각 연속적으로 N 개씩 입력되거나, 이진수 0과 1이 각각 연속적으로 N 개씩 입력되는 패턴을 검출하고, 검출된 패턴의 횟수를 카운트하여 미리 정해진 수만큼 카운트될 때 패턴 검출 신호를 출력하는 패턴 검출 수단 및; 상기 패턴 검출 신호에 동기되어, 상기 레벨 제어 수단으로부터 연속적인 N 개의 디지털 데이터를 입력받아 그에 대응하는 디지털 데이터로 복원하는 데이터 복원 수단을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 패턴 검출 수단은, 상기 레벨 제어 수단으로부터 순차적으로 입력되는 N 개의 이진수 데이터가 모두 1 또는 0인지를 판별하여 각각에 대응하는 판별 신호를 출력하는 제 1 및 제 2 수단과; 상기 판별 신호들이 서로 상보적일 때 상기 패턴 검출 신호를 출력하는 제 3 수단을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 데이터 복원 수단은, 적어도 N 개의 지연 수단들과; N 번째부터 (N/2+1) 번째까지의 지연 수단들로부터 출력되는 데이터를 입력받아 그 합을 구하는 제 1 합산 수단과; 첫 번째부터 (N/2) 번째까지의 지연 수단들로부터 출력되는 데이터를 입력받아 그 합을 구하는 제 2 합산 수단과; 상기 제 1 합산 수단의 합산 결과로부터 상기 제 2 합산 수단의 합산 결과를 뺀 값을 출력하는 감산 수단을 포함하되; 상기 감산 수단으로부터 출력되는 데이터의 부호 비트의 데이터가 상기 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터를 디코딩한 디지털 데이터이다.
(실시예)
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 신규한 복원 회로는 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터를 입력받아 한계 레벨(threshold level)의 디지털 데이터와 비교하고, 그 결과에 따라 이진수 1 또는 0을 출력하는 레벨 제어 수단과; 상기 레벨 제어 수단으로부터 이진수 1과 0이 각각 연속적으로 N 개씩 입력되거나, 이진수 0과 1이 각각 연속적으로 N 개씩 입력되는 패턴을 검출하고, 검출된 패턴의 횟수를 카운트하여 미리 정해진 수만큼 카운트될 때 패턴 검출 신호를 출력하는 패턴 검출 수단 및; 상기 패턴 검출 신호가 입력될 때, 상기 레벨 제어 수단으로부터 연속적인 N 개의 디지털 데이터를 입력받아 그에 대응하는 디지털 데이터로 복원하는 데이터 복원 수단을 포함한다. 심볼 복원(symbol recovery)에 있어서, 히스테리시스 레벨(hysteresis level)을 두어 타이밍 복원(timing recovery)을 수행할 수 있도록 하였으며, 또한 도팅(dotting) 구간뿐만 아니라 모든 데이터 영역에서 타이밍 복원을 수행하도록 하였다. 또한, 데이터 복원(data recovery) 방법은 종래의 하드웨어적 결정 방법 대신에 노이즈(noise) 또는 글리치(glitch)에 의한 오버플로우(overflow)나 다운플로우(downflow)를 고려한 소프트(soft) 결정 방법을 사용한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동국의 내부 회로 구성을 블록적으로 보여주고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이동국(mobile station)은 수신 안테나(102), 라디오 주파수(radio frequency; RF) 회로(110), 중간 주파수(intermediate frequency; IF) 회로(120), 베이스밴드 제어부(130), FM 아날로그/디지털 변환기(frequency modulation analog to digital converter; FM ADC)(140), 베이스밴드 인터페이스(BBA_interface)(150), 복조기(demodulator)(160), 레벨 컨트롤러(level controller)(170), 심볼 복원(symbol recovery) 회로(180) 그리고 데이터 복원(data recovery) 회로(190)를 포함한다.
기지국(base station)(미 도시됨)에서 송신되는 신호는 10KHz로 샘플링(sampling)된 NRZ(Non Return to Zero) 데이터를 20 KHz의 맨체스터 코드(Manchester code)로 인코딩(encoding)한 신호이다. 이동국은 상기 기지국에서 송신한 신호를 수신하여 원래의 NRZ 데이터로 복원하여야 한다. 이동국에서 수신된 신호를 NRZ 데이터로 변환하기 위한 과정은 다음과 같다.
상기 기지국에서 송신되는 신호는 이동국의 수신 안테나(102)를 통해 라디오 주파수(Radio Frequency) 회로(110)로 입력된다. 상기 라디오 주파수 회로(110)와 중간 주파수 회로(120)를 거친 신호는 베이스밴드 제어부(130)에서 동상 신호(in-phase)와 이상 신호(quadrature-phase)를 출력한다. 상기 두 신호는 FM 아날로그/디지털 변환기(140)에서 40KHz로 오버샘플링(oversampling)된 후, 양자화(quantization)되어 동상-데이터(in-phase-data; IDATA)와 90。 만큼 뒤진 이상-데이터(quadrature-phase-data; QDATA)로 출력된다.
원래의 NRZ 형식의 데이터의 1 비트의 주기가 0.1 ms라면, 맨체스터 코딩된 디지털 데이터의 전이가 이루어지는 시점은 NRZ 형식의 데이터 1 비트가 표현되는 주기의 1/2 시점이므로, 맨체스터 코드의 주기는 NRZ 형식의 데이터의 1 비트 주기의 1/2이 되고, 주파수는 2 배가 된다. 맨체스터 코딩된 디지털 데이터의 한 주기에서 4번 샘플링을 수행하는 경우, 주기는 25 ms이고, 주파수는 40KHz가 된다.
다음 베이스밴드 인터페이스(150)를 통해 복조기(160)에서 FM 복조된 디지털 데이터는 레벨 컨트롤러(170)로 입력된다.
상기 복조기(160)로부터 출력되는 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터를 입력받은 상기 레벨 컨트롤러(170)는 40KHz로 샘플링된 상기 디지털 데이터를 한계 레벨(threshold level)의 디지털 데이터와 비교한다. 상기 레벨 컨트롤러(170)는 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터가 한계 레벨의 디지털 데이터보다 큰 값을 갖는 경우 이진수 데이터 '1'을 출력하고, 한계 레벨의 디지털 데이터보다 작은 값을 갖는 경우 이진수 데이터 '0'을 출력한다. 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 출력되는 이진수 데이터는 순차적으로 심볼 복원 회로(180)로 제공된다. 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 출력되는 이진수 데이터는 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터의 1 주기를 4 비트로 표현한 것이다.
심볼 복원(symbol recovery) 회로(180)는 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 이진수 데이터를 입력받아 심볼 복원을 수행하는데, 이는 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 입력되는 이진수 데이터의 개시점을 정확하게 찾기 위한 타이밍 복원(timing recovery)과 같다. 이진수 데이터 4 비트를 NRZ 형식의 데이터 1 비트로 표현하기 위해서는 정확한 타이밍 복원이 필요하다.
맨체스터 코드로 인코딩된 데이터는 NRZ 형식의 데이터 '0' 과 '1'을 구별하기 위해 한 비트의 주기 안에서 '0'을 기록할 때에는 파형의 아랫쪽에서 윗쪽으로 전이가 일어나고, '1'을 기록할 때에는 위에서 아래로 전이가 일어나는 방식이다. 즉, NRZ 형식의 데이터 '0'을 맨체스터 코드로 표현하면 '10'이 되고, NRZ 형식의 데이터 '1'을 맨체스터 코드로 표현하면 '01'이 된다. 이 때, NRZ 형식의 데이터가 10KHz의 주파수로 표현된다면 맨체스터 코드로 인코딩된 데이터는 20KHz가 된다.
상기 맨체스터 코드로 인코딩된 데이터를 40KHz로 샘플링(sampling)하면, NRZ 형식의 데이터 '0'은 '1100'으로 표현되고, NRZ 형식의 데이터 '1'은 '0011'이 된다. NRZ 형식의 데이터가 '0'에서 '1' 또는 '1' 에서 '0'으로 변화되는 시점에서는 각각 4 개의 연속적인 데이터 '0000'과 '1111'이 레벨 컨트롤러(170)로부터 출력된다. 심볼 복원 회로(180)는 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 입력되는 데이터의 패턴 즉, 4 개의 연속적인 데이터 '0000'과 '1111'의 패턴을 검출하여, '00'과 '00' 사이, 그리고 '11'과 '11' 사이의 시점을 이진수 데이터의 개시점으로 한다.
상기 패턴 '0000'과 '1111'이 검출되면, 이전 패턴의 검출 위치와 동일한 지의 여부를 판별하여, 이전 패턴의 검출 위치와 동일한 경우 카운트한다. 유효한 패턴의 개수가 미리 정해진 수만큼 카운트될 때 패턴 검출 신호를 출력한다.
히스테리시스(hysteresis) 영역의 데이터들 즉, 한계 레벨 내에 포함되는 데이터 '1011', '0111', '0011', '0001', '0010', '0011' 등이 검출되는 경우에는 무효한 패턴으로 간주하고 카운트 값을 증가시키지 않는다.
데이터 복원(data recovery) 회로(190)는 상기 패턴 검출 신호가 입력될 때, 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 연속적인 4 개의 디지털 데이터를 입력받아 그에 대응하는 디지털 데이터로 복원한다. 복원된 디지털 데이터는 기지국에서 송신한 NRZ 형식의 데이터이다. 이 NRZ 형식의 데이터는 BCH 디코딩되어 이동국의 CPU(Central Processing Unit)(미 도시됨)로 제공된다.
도 3은 도 2에 도시된 복조기에서 출력되는 디지털 데이터의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 복조기(160)에서 출력되는 디지털 데이터는 맨체스터 코드 형식을 갖는다. 맨체스터 코드는 데이터 통신에서 1비트를 전송할 때 쓰이는 코딩 방법이다. '0' 과 '1'을 나타내는 신호를 구별하기 위해 한 비트의 주기 안에서 '0'을 기록할 때에는 파형의 아랫쪽에서 윗쪽으로 전이가 일어나고, '1'을 기록할 때에는 위에서 아래로 전이가 일어나는 방식이다. 점선은 정확한 심볼 복원이 수행되었을 때 NRZ 데이터의 1 비트 구간을 나타낸다. 정확한 심볼 복원을 위해서는 R1 ~ R4 와 같은 복원 동기 위치(recovery synchronization position)를 정확히 결정해야 한다. 상기 복원 동기 위치는 NRZ 데이터의 극성이 '0'에서 '1'로 또는 '1'에서 '0'으로 바뀌는 지점이다. 상기 복원 동기 위치를 결정하는데 있어서, 아날로그/디지털 변환기(140)에서의 샘플링 오차(sampling error), 노이즈(noise) 및 페이딩(fading) 등으로 인한 신호의 오차 한계(error margin)를 고려하여 심볼 복원을 수행하여야 한다.
도 4는 도 2에 도시된 심볼 복원 회로를 보다 상세히 보여주고 있다.
도 4를 참조하면, 심볼 복원 회로(180)는 제 1 및 제 2 패턴 검출부(310, 330)와 두 개의 앤드 게이트(AND gate)(321, 322) 그리고 오아 게이트(OR gate)(323)를 포함한다. 상기 제 1 패턴 검출부(310)는 세 개의 지연 소자(311, 312, 313)와 노아 게이트(NOR gate)(314) 그리고 앤드 게이트(315)를 포함한다. 상기 제 2 패턴 검출부(330)는 세 개의 지연 소자(331, 332, 333)와 노아 게이트(NOR gate)(334) 그리고 앤드 게이트(335)를 포함하여, 상기 제 1 패턴 검출부(310)와 동일한 회로 구성을 갖는다.
상기 제 1 패턴 검출부(310)의 제 1 지연부(311)는 레벨 컨트롤러(170)와 접속되어, 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 순차적으로 하위 1 비트 이진수 데이터(signx[0])를 입력받는다. 상기 노아 게이트(314)는 레벨 컨트롤러(170)로부터 입력되는 연속된 4 개의 이진수 데이터가 모두 '0' 일 때에만 '1'을 출력한다. 상기 앤드 게이트(314)는 레벨 컨트롤러(170)로부터 입력되는 연속된 4 개의 이진수 데이터가 모두 '1' 일 때에만 '1'을 출력한다.
상기 제 2 패턴 검출부(330)의 제 1 지연부(331)는 레벨 컨트롤러(170)와 접속되어, 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 순차적으로 상위 1 비트 이진수 데이터(signx[1])를 입력받는다. 상기 제 2 패턴 검출부(330)는 상기 제 1 패턴 검출부(310)와 동일한 기능을 수행하여, 상기 레벨 컨트롤러(170)로부터 입력되는 연속된 4 개의 이진수 데이터가 모두 '0'일 때에만 상기 노아 게이트(334)에서 '1'을 출력하고, 상기 연속된 4 개의 이진수 데이터가 모두 '1'일 때에만 상기 앤드 게이트(335)에서 '1'을 출력한다.
제 1 앤드 게이트(321)의 두 개의 입력단은 상기 제 1 패턴 검출부(310)의 노아 게이트(314) 출력단과 상기 제 2 패턴 검출부(330)의 앤드 게이트(335)의 출력단과 결합되어 있다. 따라서, 상기 제 1 패턴 검출부(310)로 입력된 4 개의 이진수 데이터가 모두 '0'이고, 상기 제 2 패턴 검출부(330)로 입력된 4 개의 이진수 데이터가 모두 '1'일 때, 상기 제 1 앤드 게이트(321)는 '1'을 출력한다.
제 2 앤드 게이트(322)의 두 개의 입력단은 상기 제 1 패턴 검출부(310)의 앤드 게이트(315) 출력단과 상기 제 2 패턴 검출부(330)의 노아 게이트(334)의 출력단과 결합되어 있다. 따라서, 상기 제 1 패턴 검출부(310)로 입력된 4 개의 이진수 데이터가 모두 '1'이고, 상기 제 2 패턴 검출부(330)로 입력된 4 개의 이진수 데이터가 모두 '0'일 때, 상기 제 2 앤드 게이트(322)는 '1'을 출력한다.
상기 제 1 및 제 2 앤드 게이트(321, 322) 가운데 적어도 하나의 게이트에서 '1'을 출력하면, 오아 게이트(323)는 '1'을 출력한다. 상기 오아 게이트(323)에서 출력되는 신호는 패턴 검출 신호이다.
상기 심볼 복원 회로(180)는 패턴 검출 신호에 동기되어 심볼 복원(symbol recovery)을 수행하고, 이전 패턴의 검출 위치와 동일한 지의 여부를 판별하여 유효한 심볼의 개수를 카운트한다. 유효한 심볼의 개수가 미리 정해진 수만큼 카운트될 때 패턴 검출 신호를 데이터 복원 회로(190)로 제공한다.
도 5는 도 2에 도시된 데이터 복원 회로를 보다 상세히 보여주고 있다.
도 5를 참조하면, 데이터 복원 회로(190)는 네 개의 지연부(411, 412, 413, 414)와 두 개의 합산부(415, 416) 그리고 감산부(417)를 포함한다. 상기 지연부들(411, 412, 413, 414)은 직렬로 연결되어 있고, 첫 번째 지연부(411)는 복조기(160)와 접속되어 있다. 상기 복조기(160)로부터 입력되는 데이터는 맨체스터 코드로 인코딩된 데이터이다.
제 1 합산부(416)는 제 4 지연부(414)와 제 3 지연부(413)로부터 출력되는 데이터(a, b)를 입력받아 그 합을 구한다. 제 2 합산부(415)는 제 2 지연부(412)와 제 1 지연부(411)로부터 출력되는 데이터(c, d)를 입력받아 그 합을 구한다. 감산부(417)는 상기 제 1 합산부(416)로부터 출력되는 연산 결과와 상기 제 2 합산부(415)로부터 출력되는 연산 결과의 차를 구한다. 상기 감산부(417)에서 출력되는 연산 결과의 부호 비트(sign bit)는 기지국에서 송신한 NRZ 형식의 데이터가 된다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 데이터 복원 회로에서 수행되는 데이터 복원 과정을 설명하기 위해 맨체스터 코드로 인코딩된 데이터의 일 예를 보여주는 도면이다.
우선 도 6a를 참조하면, 데이터 a, b, c, d는 모두 양의 정수이고, 데이터 복원 회로(190)에 순차적으로 입력된다. 첫 번째 데이터 a가 제 4 지연부(414)에서 출력될 때, 데이터 a, b, c, d에 대한 연산이 수행된다. 상기 데이터 복원 회로(190)에서 수행되는 연산은 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
y = (a+b) - ((-c)+(-d))
상기 [수학식 1]에서 a, b, c, d의 값이 모두 같으면(a = b = c = d) y는 0보다 큰 값이 되어, 부호 비트의 값은 '0'이 된다.
도 6b에 도시된 데이터 a, b, c, d는 도 6a에 도시된 것과 같이 데이터 복원 회로(190)로 순차적으로 입력된다. 첫 번째 데이터 a가 제 4 지연부(414)에서 출력될 때, 데이터 a, b, c, d에 대한 연산이 수행된다. 상기 데이터 복원 회로(190)에서 수행되는 연산은 [수학식 2]와 같다.
[수학식 2]
y = ((-a)+(-b)) - (c+d)
상기 [수학식 1]에서 a, b, c, d의 값이 모두 같으면(a = b = c = d) y는 0보다 작은 값이 되어, 부호 비트의 값은 '1'이 된다.
기지국에서 출력되는 신호가 맨체스터 코드로 인코딩된 후 인버팅(inverting)되어 출력될 때 이동국은 부호 비트의 값을 그대로 NRZ 형식의 데이터로 변환하지 않고 [수학식 3]과 같은 연산을 더 수행한다.
[수학식 3]
NRZ 데이터 = y의 부호 비트 (EXOR) WBD_RX_INV
상기 [수학식 3]에서 WBD_RX_INV는 이동국에서 '1'로 설정되어 있다.
도 7은 이동국으로 전송할 데이터를 맨체스터 코드로 인코딩하는 과정을 개념적으로 보여주는 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기지국은 이동국으로 전송할 데이터를 BCH 코드로 인코딩한다. 상기 BCH(Bose Chaudhri Hocquenghem) 코드는 랜덤 오류의 정정에 적합한 코드로, m이 양의 정수일 때 2m-1비트 이하의 길이의 데이터에 대해 m·t 비트의 체크 비트로 t 개의 에러 정정이 가능하다. BCH 코드로 인코딩된 데이터 스트림(510)은 NRZ 데이터 스트림(530)으로 변환된다. 맨체스터 인코더(540)는 상기 NRZ 데이터 스트림(530)과 10KHz의 클럭 신호(520)를 익스클루시브 오아 연산(A EXOR B)한 신호(C)를 출력한다. 상기 맨체스터 인코더(540)로부터 출력되는 신호는 RF, IF 등을 통해 이동국으로 송신된다.
도 8은 도 7에 도시된 기지국에서 발생하는 신호들을 보여주고 있다.
도 8을 참조하면, NRZ 데이터 스트림(A)은 1 주기 동안 '0' 또는 '1'의 값을 유지한다. NRZ 데이터(A)를 클럭 신호(B)와 익스클루시브 오아 연산한 맨체스터 코드(C)는 NRZ 데이터가 '0'일 때에는 '10'이 되고, NRZ 데이터가 '1'일 때에는 '01'의 값을 갖는다.
도 9는 이동국의 복조기에서 출력되는 신호와 맨체스터 코드를 디코딩한 신호를 보여주고 있는 파형도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 복조기(160)에서 출력되는 신호(D)를 심볼 복원 회로(180)와 데이터 복원 회로(190)에서 각각 심볼 복원과 데이터 복원을 수행한 결과, 데이터 복원 회로(190)에서 출력되는 데이터 스트림(E)은 기지국에서 송신한 NRZ 데이터 스트림(A)과 동일하다.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 심볼 복원에 있어서, 한계 레벨을 두어 타이밍 복원을 수행하도록 하고, 도팅 구간뿐만 아니라 모든 데이터 영역에서 타이밍 복원을 수행하도록 함으로써 정확한 복원이 가능하다. 또한 본 발명의 데이터 복원 회로는 노이즈에 보다 강하게 대응할 수 있으며, 시스템 성능과 밀접한 관계가 있는 BER(Bit Error Rate)를 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 맨체스터 코드(Manchester code)로 인코딩된 디지털 데이터를 디코딩하여 원래의 디지털 데이터로 복원하는 복원 회로에 있어서,
    상기 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터를 입력받아 한계 레벨(threshold level)의 디지털 데이터와 비교하고, 그 결과에 따라 2 비트의 이진수 데이터를 출력하는 레벨 제어 수단과;
    상기 레벨 제어 수단으로부터 이진수 1과 0이 각각 연속적으로 N 개씩 입력되거나, 이진수 0과 1이 각각 연속적으로 N 개씩 입력되는 패턴을 검출하고, 검출된 패턴의 횟수를 카운트하여 미리 정해진 수만큼 카운트될 때 패턴 검출 신호를 출력하는 패턴 검출 수단 및;
    상기 패턴 검출 신호에 동기되어, 상기 레벨 제어 수단으로부터 연속적인 N 개의 디지털 데이터를 입력받아 그에 대응하는 디지털 데이터로 복원하는 데이터 복원 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 복원 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴 검출 수단은,
    상기 레벨 제어 수단으로부터 순차적으로 입력되는 N 개의 이진수 데이터가 모두 1 또는 0인지를 판별하여 각각에 대응하는 판별 신호를 출력하는 제 1 및 제 2 수단과;
    상기 판별 신호들이 서로 상보적일 때 상기 패턴 검출 신호를 출력하는 제 3 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 복원 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 복원 수단은,
    적어도 N 개의 지연 수단들과;
    N 번째부터 (N/2+1) 번째까지의 지연 수단들로부터 출력되는 데이터를 입력받아 그 합을 구하는 제 1 합산 수단과;
    첫 번째부터 (N/2) 번째까지의 지연 수단들로부터 출력되는 데이터를 입력받아 그 합을 구하는 제 2 합산 수단과;
    상기 제 1 합산 수단의 합산 결과로부터 상기 제 2 합산 수단의 합산 결과를 뺀 값을 출력하는 감산 수단을 포함하되;
    상기 감산 수단으로부터 출력되는 데이터의 부호 비트의 데이터가 상기 맨체스터 코드로 인코딩된 디지털 데이터를 디코딩한 디지털 데이터인 것을 특징으로 하는 복원 회로.
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