KR20020052451A - Apparatus for generating multi frequency shift keying signal and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for generating a multi frequency transition keying signal are provided, which generates a base band multiple frequency transition keying signal using a single NCO(Numerical Controlled Oscillator) as reducing a sampling rate and having a simplified hardware structure. CONSTITUTION: The apparatus comprises an address calculation part(311) generating an address sequence having frequency information to generate, and an NCO(Numerical Controlled Oscillator)(313) which has 2N bit bandwidth and oscillates with a corresponding frequency by inputting the above generated address sequence. The NCO oscillates an upper I channel signal of the above 2N bit as an I channel signal, and oscillates a lower N bit as a Q channel signal.

Description

다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치 및 방법{APPARATUS FOR GENERATING MULTI FREQUENCY SHIFT KEYING SIGNAL AND METHOD THEREOF}Apparatus and method for generating multi-frequency transition keying signal {APPARATUS FOR GENERATING MULTI FREQUENCY SHIFT KEYING SIGNAL AND METHOD THEREOF}

본 발명은 디지털 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to digital communication systems, and more particularly, to an apparatus and method for generating a multi-frequency shift keying signal.

디지털 통신 기술이 급속하게 발전해나감에 따라 통신 신호를 복소수(complex) 형태로 처리하는 신호 처리 기술이 발전해나가고, 이런 복소수 형태의 신호들이 디지털 통신 분야에서 널리 사용되고 있는 추세이다. 이런 디지털 통신 신호 처리 방법 중에 페이딩(fading) 현상에 의한 수신신호의 진폭 및 위상의 불규칙한 변동을 극복하기 위한 주파수 변조 기술중의 하나가 주파수 천이 키잉(FSK: Frequency Shift Keying) 방식이다. 그리고, 이런 주파수 천이 키잉 방식을 이용한 디지털 통신 신호 처리 방법중의 하나가 다중 주파수 천이 키잉(MFSK: Multi Frequency Shift Keying) 방식이다. 상기 다중 주파수 천이 키잉 방식에서 복소수 형태의 신호 처리 방식을 사용하면 대역폭(bandwidth)이나 신호 처리상에서 처리되는 데이터가 감소하게 됨으로써 신호 처리 구현이 용이하다.With the rapid development of digital communication technology, signal processing technology for processing communication signals in a complex form has been developed, and these complex types of signals have been widely used in the field of digital communication. Among such digital communication signal processing methods, one of frequency modulation techniques for overcoming irregular fluctuations in amplitude and phase of a received signal due to fading is a frequency shift keying (FSK) method. One of the digital communication signal processing methods using the frequency shift keying method is a multi frequency shift keying (MFSK) method. When the complex signal processing method is used in the multi-frequency shift keying method, it is easy to implement signal processing by reducing data processed in bandwidth or signal processing.

여기서, 종래 기술에 따른 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 방식은 크게 두 가지 방식으로 분류되며, 상기 두 가지 방식, 즉 단일 NCO를 사용하는 방식과 2개 NCO를 사용하는 방식 각각을 도 1a, 도 1b 및 도 2a, 도 2b를 참조하여 설명하기로 한다.Here, the multi-frequency shift keying signal generation method according to the prior art is classified into two methods, and the two methods, that is, the method using a single NCO and the method using two NCOs, respectively, are illustrated in FIGS. This will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.

상기 도 1a는 종래 기술의 단일 NCO 사용 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치를 도시한 도면이다.1A illustrates a conventional NCO-enabled multi-frequency shift keying signal generator.

발생할 신호의 주파수를 설정하기 위해 어드레스(address) 계산부(111)는 생성할 신호의 주파수를 위한 어드레스 시퀀스를 생성하여 NCO(numerical controlled oscillator, 수제어 발진기)(113)로 출력한다. 그러면 상기 NCO(113)는 상기 어드레스 계산부(111)에서 출력한 어드레스 시퀀스를 입력하여 해당 어드레스 주파수로 발진하여 그 발진된 주파수를 출력한다. 여기서, 상기 NCO(113)은 N 비트(bit) 대역폭을 가진다. 이렇게, 상기 NCO(113)에서 출력되는 파형을 도 1b에 도시하였다. 상기 도 1b는 도 1a에서 발생된 파형을 도시한 도면으로서, 도시되어 있는 바와 같이 상기 도 1a에서 설명한 단일 NCO를 사용하여 생성한 MFSK 신호는 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역에 실수 파형으로 발생한다.In order to set the frequency of the signal to be generated, the address calculator 111 generates an address sequence for the frequency of the signal to be generated and outputs it to a numerical controlled oscillator (NCO) 113. Then, the NCO 113 inputs the address sequence output from the address calculator 111 and oscillates at the corresponding address frequency and outputs the oscillated frequency. Here, the NCO 113 has an N bit bandwidth. Thus, the waveform output from the NCO 113 is shown in Figure 1b. FIG. 1B illustrates the waveform generated in FIG. 1A. As shown, the MFSK signal generated using the single NCO described in FIG. 1A is generated as a real waveform in an intermediate frequency (IF) band. do.

그러나, 이렇게 단일 NCO를 사용하여 MFSK 신호를 발생할 경우 실수 파형이 발생되기 때문에 간단한 신호처리가 가능하지만 그 실수 파형이 중간 주파수 대역에 발생하여 신호 처리 속도의 한계로 인해 중간 주파수를 설정 주파수 이상으로 설정하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었으며, 또한 이로 인해 대역 통과 필터(BPF: Band Pass Filter) 설계에 있어 난이점이 있다는 문제점이 있었다.However, if a single NCO is used to generate an MFSK signal, a real waveform is generated, so simple signal processing is possible, but the real waveform is generated in the middle frequency band, and the intermediate frequency is set above the set frequency due to the limitation of signal processing speed. There was a problem that it is impossible to do this, and this also has a problem in that there is a difficulty in the design of the band pass filter (BPF).

다음으로 도 2a는 종래 기술의 2개 NCO 사용 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치를 도시한 도면이다.Next, FIG. 2A illustrates a conventional NCO-enabled multi-frequency shift keying signal generator.

발생할 신호의 주파수를 설정하기 위해 어드레스(address) 계산부(211)는 생성할 신호의 주파수를 위한 어드레스 시퀀스를 생성하여 NCO(213), (215)로 출력한다. 여기서, 상기 어드레스 계산부(211)는 I 채널을 위한 I 채널 신호 어드레스(I address) 시퀀스와 Q 채널을 위한 Q 채널 신호 어드레스(Q address) 시퀀스를 생성하고, 상기 I 채널 신호 어드레스 시퀀스는 상기 NCO(213)으로, 상기 Q 채널 신호 어드레스 시퀀스는 상기 NCO(215)로 출력한다. 그러면, 상기 NCO(213)는 상기 어드레스 계산부(211)에서 출력한 I 채널 신호 어드레스 시퀀스를 입력하여 해당 I 채널 주파수로 발진하여 출력한다. 그리고, 상기 NCO(215)는 상기 어드레스 계산부(211)에서 출력한 Q 채널 신호 어드레스 시퀀스를 입력하여 해당 Q 채널 주파수로 발진하여 출력한다. 여기서, 상기 NCO(213),(215)은 N 비트(bit) 대역폭을 가진다. 이렇게, 상기 NCO(213) 및 NCO(215)에서 출력되는 신호를 가산한 파형을 도 2b에 도시하였다. 상기 도 2b는 도 2a에서 발생된 파형을 도시한 도면으로서, 도시되어 있는 바와 같이 상기 도 2a에서 설명한 2개의 NCO를 사용하여 생성한 MFSK 신호는 기저대역(baseband)에서 발생하기 때문에 샘플링률(sampling rate)이 낮아 효율적이나 NCO를 2개 사용하기 때문에 하드웨어적인 낭비가 있다는 문제점이 있었다.In order to set the frequency of the signal to be generated, the address calculator 211 generates an address sequence for the frequency of the signal to be generated and outputs it to the NCOs 213 and 215. Here, the address calculator 211 generates an I channel signal address (I address) sequence for an I channel and a Q channel signal address (Q address) sequence for a Q channel, and the I channel signal address sequence is the NCO. At 213, the Q channel signal address sequence is output to the NCO 215. Then, the NCO 213 inputs the I channel signal address sequence output from the address calculator 211 and oscillates at the corresponding I channel frequency and outputs the same. The NCO 215 inputs the Q channel signal address sequence output from the address calculator 211 to oscillate at the corresponding Q channel frequency and output the same. Here, the NCOs 213 and 215 have N bit bandwidths. In this way, a waveform obtained by adding signals output from the NCO 213 and the NCO 215 is illustrated in FIG. 2B. FIG. 2B illustrates the waveform generated in FIG. 2A. As illustrated, the MFSK signal generated using the two NCOs described in FIG. 2A is generated at baseband, thus sampling rate. Although the rate is low, there is a problem in that there is a waste of hardware because it uses two NCOs.

따라서, 본 발명의 목적은 단일 NCO를 사용하여 기저대역 다중 주파수 천이 키잉 신호를 생성하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and method for generating a baseband multi-frequency transition keying signal using a single NCO.

본 발명의 다른 목적은 샘플링율을 낮추며 하드웨어적으로 간소화된 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a multi-frequency shift keying signal that is simplified in hardware and has a low sampling rate.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치에 있어서, 발생하고자 하는 주파수 정보를 가지는 어드레스 시퀀스를 생성하는 어드레스 계산부와, 2N 비트 대역폭을 가지며, 상기 생성된 어드레스 시퀀스를 입력하여 해당 주파수로 발진하는 수제어 발진기로 구성됨을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above objects; An apparatus for generating a multi-frequency transition keying signal, comprising: an address calculator for generating an address sequence having frequency information to be generated; Characterized in that configured.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 2N 비트 대역폭을 가지는 수제어 발진기를 구비하는, 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 방법에 있어서, 발생하고자 하는 주파수 정보를 가지는 어드레스 시퀀스를 생성하는 과정과, 상기 생성된 어드레스 시퀀스를 입력하여 상기 2N 비트중 상위 N 비트는 I 채널 주파수 신호로 발진하는 과정과, 상기 I 채널 주파수 신호 발진시 상기 2N 비트중 하위 N 비트를 Q 채널 주파수 신호로 발진하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.The method of the present invention for achieving the above objects; A method for generating a multi-frequency shift keying signal having a hand-controlled oscillator having a 2N bit bandwidth, the method comprising: generating an address sequence having frequency information to be generated, and inputting the generated address sequence to a higher order of the 2N bits The N bits are characterized by consisting of oscillating into an I channel frequency signal and oscillating the lower N bits of the 2N bits into a Q channel frequency signal when the I channel frequency signal is oscillated.

도 1a는 종래 기술의 단일 NCO 사용 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치를 도시한 도면1A illustrates a prior art single NCO enabled multi-frequency shift keying signal generator;

도 1b는 도 1a에서 발생된 파형을 도시한 도면FIG. 1B illustrates a waveform generated in FIG. 1A

도 2a는 종래 기술의 2개 NCO 사용 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치를 도시한 도면2A illustrates a prior art two NCO enabled multi-frequency shift keying signal generator;

도 2b는 도 2a에서 발생된 파형을 도시한 도면FIG. 2B illustrates the waveform generated in FIG. 2A

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치를 도시한 도면3A illustrates an apparatus for generating a multi-frequency shift keying signal according to an embodiment of the present invention.

도 3b는 도 3a에서 발생된 파형을 도시한 도면3B is a view showing a waveform generated in FIG. 3A

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치를 도시한 도면이다.3A illustrates an apparatus for generating a multi-frequency shift keying signal according to an embodiment of the present invention.

먼저, 발생할 신호의 주파수를 설정하기 위해 어드레스(address) 계산부(311)는 생성할 신호의 주파수를 위한 어드레스 시퀀스를 생성하여 NCO(numerical controlled oscillator, 수제어 발진기)(313)로 출력한다. 여기서, 상기 NCO(313)는 2N 비트(bit) 대역폭(width)을 가진다. 그러면 상기 NCO(313)는 상기 어드레스 계산부(311)에서 출력한 어드레스 시퀀스를 입력하여 해당 어드레스 주파수로 발진하여 그 발진된 주파수를 출력한다. 즉, 상기 NCO(313)는 상기 2N 비트중 상위 N 비트(MSB N bit)를 I 채널 주파수 신호로, 하위 N(LSB N bit) 비트를 Q 채널 주파수 신호로 발진하는 것이고, 그래서 상기 I 채널 주파수 신호가 코사인(cosine) 파형을 가지고 있을 경우 상기 Q 채널 주파수 신호는 상기 I 채널 신호보다 90°뒤진 사인(sine) 파형을 가지고 있다. 그래서, 상기 NCO(313)에서 출력하는 2N 비트의 신호선들을 통해, 상기 2N 비트중 상위 N 비트로는 I 채널 신호가, 하위 N 비트로는 Q 채널 신호가 출력되는 것이다.First, in order to set the frequency of the signal to be generated, the address calculator 311 generates an address sequence for the frequency of the signal to be generated and outputs it to a numerical controlled oscillator (NCO) 313. Here, the NCO 313 has a 2N bit bandwidth. Then, the NCO 313 inputs the address sequence output from the address calculator 311 and oscillates at the corresponding address frequency to output the oscillated frequency. That is, the NCO 313 oscillates an upper N bit (MSB N bit) of the 2N bits into an I channel frequency signal and a lower N (LSB N bit) bit into a Q channel frequency signal. When the signal has a cosine waveform, the Q channel frequency signal has a sine waveform that is 90 degrees behind the I channel signal. Thus, an I-channel signal is output to the upper N bits of the 2N bits and a Q-channel signal to the lower N bits through the 2N bit signal lines output from the NCO 313.

이렇게, 상기 NCO(313)에서 출력되는 파형을 도 3b에 도시하였다. 상기 도 3b는 도 3a에서 발생된 파형을 도시한 도면으로서, 도시되어 있는 바와 같이 상기 도 3a에서 설명한 단일 NCO(313)를 사용하여 생성한 다중 주파수 천이 키잉(MFSK) 신호는 기저 대역(baseband)에서 발생한다. 그래서, 이렇게 다중 주파수 천이 키잉 신호가 기저대역에서 발생함으로 인해 신호 샘플링율(sampling rate)이 낮아지는 효과를 가지고 온다.Thus, the waveform output from the NCO 313 is shown in Figure 3b. FIG. 3B illustrates the waveform generated in FIG. 3A. As shown, a multi-frequency shift keying (MFSK) signal generated using the single NCO 313 described with reference to FIG. 3A is a baseband signal. Occurs in Thus, this multi-frequency shift keying signal is generated in the baseband has the effect of lowering the signal sampling rate (sampling rate).

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같은 본 발명은, 단일 NCO를 사용하면서도 기저대역 다중 주파수 천이 키잉(MFSK) 신호를 생성하는 것을 가능하게 하여 샘플링율을 낮게한다는 효과를 가진다. 그리고, 단일 NCO를 사용함으로써 하드웨어적으로 간소화되고 따라서 자원의 효율성이 증가된다는 효과를 가진다.The present invention as described above has the effect of making it possible to generate a baseband multi-frequency shift keying (MFSK) signal while using a single NCO, thereby lowering the sampling rate. In addition, the use of a single NCO has the effect of simplifying hardware and thus increasing resource efficiency.

Claims (3)

다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치에 있어서,In the multi-frequency shift keying signal generator, 발생하고자 하는 주파수 정보를 가지는 어드레스 시퀀스를 생성하는 어드레스 계산부와,An address calculator for generating an address sequence having frequency information to be generated; 2N 비트 대역폭을 가지며, 상기 생성된 어드레스 시퀀스를 입력하여 해당 주파수로 발진하는 수제어 발진기로 구성됨을 특징으로 하는 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치.And a hand-controlled oscillator having a 2N bit bandwidth and oscillating at a corresponding frequency by inputting the generated address sequence. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수제어 발진기는 상기 2N 비트중 상위 N 비트를 I 채널 신호로 발진하고, 하위 N 비트를 Q 채널 신호로 발진함을 특징으로 하는 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 장치.The hand-controlled oscillator oscillates the upper N bits of the 2N bits as an I channel signal, and the lower N bits as a Q channel signal. 2N 비트 대역폭을 가지는 수제어 발진기를 구비하는, 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 방법에 있어서,A method of generating a multi-frequency shift keying signal, comprising a hand-controlled oscillator having a 2N bit bandwidth, 발생하고자 하는 주파수 정보를 가지는 어드레스 시퀀스를 생성하는 과정과,Generating an address sequence having frequency information to be generated; 상기 생성된 어드레스 시퀀스를 입력하여 상기 2N 비트중 상위 N 비트는 I채널 주파수 신호로 발진하는 과정과,Inputting the generated address sequence to oscillate an upper N bit of the 2N bits into an I-channel frequency signal; 상기 I 채널 주파수 신호 발진시 상기 2N 비트중 하위 N 비트를 Q 채널 주파수 신호로 발진하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 다중 주파수 천이 키잉 신호 발생 방법.And oscillating the lower N bits of the 2N bits into a Q channel frequency signal when the I channel frequency signal is oscillated.
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