KR20100096668A - Ｏｏｋ 및 ｆｓｋ 이중 모드 복조 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온 오프 키잉(OOK : On-Off Keying) 및 주파수 편이 변조(FSK : Frequency Shift Keying)의 이중모드 변조방식으로 변조된 신호들의 복조방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 대역이 서로 다른 OOK 및 FSK 신호를 하나의 복조장치를 통해 복조하기 위한 복조장치 구조를 제안한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 모드 복조 장치는 적어도 2 이상의 주파수 대역의 신호를 통과시키고 나머지 주파수 대역 신호는 차단시키는 대역통과필터부와, 입력된 신호들의 주파수 차이를 이용하여 상기 변조 신호들의 변조방식을 구분하여 복조하는 이중모드 복조모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
이중모드 복조기, 온-오프 키잉, 주파수 편이 변조, 제로교차검출기

Description

ＯＯＫ 및 ＦＳＫ 이중 모드 복조 방법 및 장치 {ＤＵＡＬ ＭＯＤＥ ＤＥＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＯＫ ＡＮＤ ＦＳＫ ＭＯＤＵＬＡＴＥＤ ＳＩＧＮＡＬＳ}
본 발명은 온 오프 키잉(OOK : On-Off Keying) 및 주파수 편이 변조(FSK : Frequency Shift Keying)의 이중모드 변조방식으로 변조된 신호들의 복조방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 대역이 서로 다른 OOK 및 FSK 신호를 하나의 복조장치를 통해 복조하기 위한 복조장치 구조를 제안한다.
최근 이동통신 시스템이 발전함에 따라 단말기의 사용이 크게 증가되었고, 이와 더불어 기지국의 설치가 증가되고 기지국 시스템의 고도화가 빠르게 진행되고 있는 추세이다. 이동통신 시스템에서 사용되는 기지국은 단말기와 무선통신을 위해 안테나 유닛을 사용하고, 기지국과 안테나 유닛 간에는 제어목적으로 OOK 또는 FSK와 같은 낮은 데이터 전송속도를 지원하는 유선 통신 방식이 사용되고 있다. 기지국과 안테나 유닛 간에 사용되는 OOK 및 FSK 변복조 장치는 아날로그 구현 방식으로 구현하는 것이 가능하지만, 가격 경쟁력과 성능 향상을 위해 디지털 구현 방식으로 구현되고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 OOK 및 FSK의 이중모드 복조 방법을 보여주는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술은 OOK 및 FSK의 이중모드 수신을 지원하기 위해서 OOK 복조기(110) 및 FSK 복조기(120), OOK 대역통과필터(130) 및 FSK 대역통과필터(140), 수신된 신호의 변조방식을 판별하기 위한 OOK 및 FSK 모드 판별기(150)로 구성된다.
OOK 또는 FSK 신호가 수신되면, OOK 신호는 OOK 대역 통과 필터(130)를 통해 OOK 복조기(110)로 입력되어 OOK로 복조된 수신 데이터가 출력되고, FSK 신호는 FSK 대역 통과 필터(140)를 통해 FSK 복조기(120)로 입력되어 FSK로 복조된 수신 데이터가 출력된다. 이때, 수신기는 수신된 신호가 OOK 신호인지 FSK 신호인지 알 수 없기 때문에 OOK 대역통과필터(130)와 FSK 대역통과필터(140)의 출력 단에서 에너지 감지기(151)와 비교기(152)를 통해 수신된 신호의 변조방식을 판별하여 판별된 변조 방식이 OOK 신호이면 OOK 복조기의 복조 데이터를 출력시키고, 판별된 변조 방식이 FSK 신호이면 FSK 복조기의 복조 데이터를 출력시키게 된다. 또한, 상기 판별된 신호의 출력 제어를 위한 모드 제어기(160)가 필요하다.
그러나 종래의 기술에 의하면 OOK 및 FSK 복조를 위해 OOK 복조기와 FSK 복조기를 각각 사용하고, 수신된 신호의 변조 방식을 판별하기 위한 모드 판별기를 사용하여야 한다. 즉, 종래의 OOK 및 FSK의 이중 모드 수신 방법에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 수신된 신호의 변조 방식을 판별하기 위한 모드 판별기(모드 판별기는 2개의 에너지 감지기와 비교기로 구성될 수 있다)가 필요하고, OOK 복조기와 FSK 복조기가 각각 사용되어야만 한다.
또한, 수신된 데이터에서 OOK 복조 신호와 FSK 복조 신호를 추출하기 위해 비교기에서 판별된 결과에 따라 수신 데이터 추출을 위한 별도의 제어가 필요한 문제가 있으며, 수신된 신호를 OOK 복조기, FSK 복조기 및 2 개의 에너지 감지기로 각각 분기하여 별도의 처리를 해야만 하는 단점이 있다.
또한, OOK 복조기 및 FSK 복조기를 디지털 소자를 이용하여 구현할 경우에는 2개의 ADC(Analog to Digital Converter) 및 별도의 모드판별기가 사용되기 때문에 이중 모드 복조기 구현 시 비용이 증가하는 단점이 있다.
본 발명에서는 종래의 FSK 복조기를 개선하여 OOK 및 FSK 신호를 모두 복조할 수 있는 OOK 및 FSK 이중모드 복조기 구조 및 복조 방법을 제안한다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조 장치 및 복조 방법은 하나의 복조모듈을 사용하여 구현하는 것이 가능하므로 OOK 복조기와 FSK 복조기를 각각 사용하는 종래의 기술에 비해 구현 비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.
또한, 하나의 ADC를 사용하여 이중모드 복조 장치를 디지털 방식으로 구현하는 것이 가능하여 복조 장치의 크기를 소형화하고 성능을 향상시키는 것과 생산 비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.
또한, 최적의 직류바이어스 가산 또는 DC 바이어스 교차 측정을 통해 온-오프 키잉 변조신호의 제로교차 측정 오류를 줄이는 것을 또 다른 목적으로 한다. 아울러, 주파수 대역이 상이한 신호들의 중간 주파수 값에 해당하는 모드 임계값을 설정하고 기타 다양한 임계값의 설정을 통하여 변조방식, 데이터 등을 효과적으로 판별하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 모드 복조 장치는 적어도 2 이상의 주파수 대역의 신호를 통과시키고 나머지 주파수 대역 신호는 차단시키는 대역통과필터부와, 입력된 신호들의 주파수 차이를 이용하여 상기 입력된 신호들의 변조방식을 구분하여 복조하는 이중모드 복조모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 전술한 구성에서, 대역통과필터부는 온-오프 키잉(On-Off Keying) 변 조신호 및 주파수 편이 변조(Frequency Shift Keying) 신호를 통과시키도록 설계된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 이중모드 복조모듈은, 입력된 신호가 소정의 임계값을 교차 변화하는 경우 소정의 출력값을 출력하는 교차검출부와, 소정의 주기 동안 상기 교차검출부로부터 출력되는 출력값의 빈도 수에 따라 결정되는 평균값을 계산하여 출력하는 주파수계산부와, 평균값을 모드선택 임계값과 비교하여 변조 방식을 판단하고, 평균값을 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 신호의 데이터를 검출하는 주파수비교부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 대역통과필터부를 통과한 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 이중모드 복조모듈로 입력하는 아날로그/디지털변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 교차검출부는, 입력된 신호에 소정의 직류 바이어스(DC bias)를 인가하는 직류바이어스인가부와, 직류 바이어스가 인가된 신호가 제로교차 임계값을 교차 변화하는 경우 소정의 출력값을 출력하는 제로교차검출부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 직류 바이어스의 크기는 입력된 신호 크기(peak to peak)의 1/2 미만 크기인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제로교차검출부의 출력값은 제로교차시점에서 출력되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 모드선택 임계값은 온-오프 키잉 변조 신호의 반송파 주파수에 대한 평균값과 주파수 편이 변조 신호의 가장 낮은 반송파 주파수에 대한 평균값의 중간값으로 결정되거나, 제2임계값은 상기 제1임계값보다 크고 상기 모드선택 임계값은 상기 제1임계값과 상기 제2임계값 사이에 위치하는 것을 특징으로 하며, 상기 주파수비교부는 변조 방식을 판단하기 위해 상기 제2임계값을 초과하는 평균값 또는 상기 제1임계값보다 작은 평균값을 검출하여 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제1임계값과 제2임계값은 각각 오오케이(OOK) 임계값 및 에프에스케이(FSK) 임계값인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 특징적인 양상에 따른 이중 모드 복조 방법은 온-오프 키잉 변조 신호 또는 주파수 편이 변조 신호를 통과시키고 다른 주파수 대역의 신호를 차단시키는 주파수대역필터링단계와, 이중모드 복조 모듈에 입력된 신호의 반송파 주파수를 이용하여 변조 방식을 구분하고, 데이터를 검출하는 이중모드 복조단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한,전술한 이중모드 복조 방법은 주파수대역필터링단계에서 통과된 변조 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털변환단계를 더 포함하고, 상기 입력된 신호는 상기 변환된 디지털 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 이중모드 복조단계는, 온-오프 키잉 변조 신호의 제로교차검출 오류를 줄이기 위해 상기 입력된 신호에 소정의 직류 바이어스를 인가하는 직류바이어스인가단계와, 직류바이어스가 인가된 신호의 제로교차를 검출하는 제로교차검출단계와, 소정의 주기 동안 검출된 상기 제로교차의 빈도 수에 따른 평균값을 검출하는 주파수계산단계와, 평균값을 모드선택 임계값과 비교하거나, 제1임계값 또는 제2임 계값과 비교하여 변조방식을 판단하는 변조방식판단단계와, 평균값을 상기 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 데이터 신호값을 검출하는 데이터검출단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 소정의 직류바이어스는 상기 입력된 신호 크기(peak to peak)의 1/2 미만 크기로 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 이중모드 복조단계는, 온-오프 키잉 변조 신호의 제로교차검출 오류를 줄이기 위해 입력된 신호가 소정의 직류 바이어스 된 값을 교차하는 직류바이어스교차 변화를 검출하는 직류바이어스교차검출단계와, 소정의 주기 동안 검출된 직류바이어스교차의 빈도 수에 따른 평균값을 검출하는 주파수계산단계와, 평균값을 모드선택 임계값과 비교하거나, 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 변조방식을 판단하는 변조방식판단단계와, 평균값을 상기 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 데이터를 검출하는 데이터검출단계를 포함하여 이루어지도록 할 수도 있다.
또한, 제1임계값과 제2임계값은 각각 오오케이(OOK) 임계값 및 에프에스케이(FSK) 임계값인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 특징적인 양상에 따른 이중모드 무선통신 모뎀은 송신하고자 하는 신호에 대하여 온-오프 키잉 변조하는 온-오프 키잉 변조모듈과, 송신하고자 하는 신호에 대하여 주파수 편이 변조를 수행하는 주파수 편이 변조모듈과, 온-오프 키잉 변조 신호 및 주파수 편이 변조 신호를 주파수 차이로 구분하여 복조하는 이중모드 복조장치를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조기 구조 및 복조 방법은 하나의 복조기를 사용하여 구현하는 것이 가능하므로 OOK 복조기와 FSK 복조기를 각각 사용하는 종래의 기술에 비해 구현 비용을 절감할 수 있는 장점을 가지고 있어 구현 시에 가격 경쟁력이 매우 우수하다. 또한, 하나의 ADC를 사용하여 이중모드 복조기를 디지털 방식으로 구현하는 것이 가능하여 작은 제품 크기로 성능을 향상시키는 것이 가능한 구조로써 기지국 및 안테나 유닛 시장의 경쟁력을 증가 시킬 수 있다.
또한, 최적의 직류바이어스 가산을 통해 온-오프 키잉 변조신호의 제로교차 측정 오류를 줄일 수 있는 효과가 있다. 아울러, 주파수 대역이 상이한 신호들의 중간 주파수 값에 해당하는 모드 임계값을 설정하고 기타 다양한 임계값의 설정을 통하여 변조방식, 데이터 등을 효과적으로 판별할 수 있는 효과가 있다.
상술한 내용과 더불어 추가되는 본 발명의 특징적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예 들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조장치 구조를 보여주는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, OOK & FSK 대역 통과 필터부(220) 및 OOK & FSK 이중모드 복조모듈(210)로 구성되며, 상기 OOK & FSK 이중모드 복조모듈(210)은 DC 바이어스 인가부(211), 제로교차 검출부(212), 주파수 계산 부(213) 및 주파수 비교부(214)로 구성된다. OOK & FSK 대역 통과 필터부(220)는 OOK 및 FSK 신호를 통과시키고, 그 이외의 신호에 대해서는 차단하는 기능을 수행한다. DC 바이어스 인가부(211)는 수신된 OOK 및 FSK 신호에 대해 DC 바이어스를 더하는 기능을 수행한다. 제로교차 검출부(212)는 수신된 OOK 또는 FSK 신호의 제로교차 시점에서 로직 1과 같은 특정 값을 출력시키는 기능을 수행한다. 주파수 계산부(213)는 제로교차 검출부(212)로부터 출력되는 제로교차 시점의 빈도수를 가지고 주파수에 대응하는 평균값을 계산하는 기능을 수행한다. 주파수 비교부(214)는 주파수 계산부(213)에 의해 계산된 수신 신호의 주파수에 대응하는 평균값을 가지고 OOK 및 FSK 신호를 검출하는 기능을 수행한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조 장치의 각 기능 블록별 동작 파형을 나타낸다. 도 3(a)는 OOK & FSK 대역통과필터부(220)의 출력 파형을 나타내고, 도 3(b)는 DC 바이어스 인가부(211)의 출력 파형을 나타낸다. 도 3(c)는 제로교차 검출부(212)의 출력 신호를 나타내고,
도 3(d)는 주파수 계산부(213)의 출력 신호를 나타내며, 도 3(e)는 주파수 비교부(214)에 의해 복조된 데이터를 나타낸다.
OOK 및 FSK 신호에 대한 제안된 기술의 복조 동작 원리를 설명하기 위해 OOK 신호는 송신기가 1을 전송한 경우 예를 들어, 2.176MHz의 반송파가 수신되고, 0을 전송한 경우 수신된 반송파가 없다고 가정하자. 또한, FSK 신호의 경우 송신기가 1을 전송한 경우 11.07MHz의 반송파가 수신되고, 0을 전송한 경우 9.69MHz의 반송파가 수신된다고 가정하자.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 서로 다른 주파수를 가지고 있는 OOK 또는 FSK 신호가 수신되면, FSK 신호와 달리 OOK 신호의 경우 반송파가 없는 경우, 잡음에 의해서 제로교차 검출부(212)가 오동작 할 수 있다.
이러한 오동작을 방지하기 위해서 도 3(b)에 도시된 바와 같이 DC 바이어스 인가부(211)에 의해 수신된 신호에 DC 바이어스가 더해진다. DC 바이어스 값이 수신된 OOK 또는 FSK 신호 크기(여기서 신호 크기라 함은 OOK 신호의 로직1 파형의 최대값과 최소값의 차이 또는 FSK 신호의 파형의 최대값과 최소값의 차이 중 작은 값을 말한다)의 1/2보다 크면, 반송파가 제로 교차 임계값을 교차하지 못하므로 제로교차 검출부(212)의 출력은 항상 0이 된다. 만일 DC 바이어스 값이 수신된 OOK 또는 FSK 신호 크기의 1/2보다 작으면, 제로교차 검출이 일어나지 않는 일이 발생하지 않지만 너무 작은 DC 바이어스를 가하는 경우 잡음의 진폭 변화에 따른 제로교차 출력의 오동작의 문제는 여전히 남는다. 따라서, 반송파 신호의 최대값과 최소값의 차이(peak to peak)의 1/2 보다는 작으면서 동시에, 일반적으로 예상되는 잡음 신호의 최대값과 최소값의 차이(peak to peak)의 1/2 보다는 큰 값을 DC 바이어스 값으로 정하는 것이 바람직하다. 이 때 바이어스 값의 부호는 반드시 양수값으로 정할 필요는 없으며 음수값으로 정하여도 무방하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, DC 바이어스 인가부(211)를 포함하지 않고, 제로교차 검출부(212)의 제로교차 임계값을 변경하여 소정의 바이어스가 가산된 지점을 교차하는 횟수를 검출하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 제로교차 임계값을 신호 크기가 0인 지점으로 정하는 것이 아니라, 적절한 DC 바이어스의 신호 크기를 갖는 지점을 교차하는 횟수를 측정하도록 DC 바이어스 임계값을 정하는 방법을 고려할 수 있다.
제로교차 검출부(212)는 도 3(c)에 도시된 바와 같이, DC 바이어스가 더해진 OOK 또는 FSK 신호에 대해 제로교차 시점에서 로직 1과 같은 특정 값을 출력시킬 수 있다. 이 때, OOK 및 FSK 반송파의 주파수에 따라 제로교차되는 빈도수가 달라진다.
주파수 계산부(213)는 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 일정 구간 동안 제로교차 검출부(212)의 출력 값에 대해 평균값을 계산하여 출력시킬 수 있다. 주파수 계산부(213)에 의해 계산된 제로교차 출력 값의 평균은 주파수가 달라짐에 따라 서로 구분되는 값이 출력된다. 여기서 평균값이라 함은 주파수의 상대적인 크기를 대표하는 값이기만 하면 충분하므로, 제로교차출력 횟수 자체가 되어도 무방하고 일정 구간 동안에 제로교차출력의 빈도에 따른 평균값을 구하여도 무방하다.
마지막으로 주파수 비교부(214)는 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 모드 선택 임계값 보다 크면, 수신된 신호는 FSK 신호라고 판단하고, 모드 선택 임계값 보다 작으면 OOK 신호가 수신되었다고 판단한다. 또한, OOK 신호에 대해서는 오오케이 임계값(OOK 임계값)에 의해 송신기에 의해 전송된 데이터를 검출하고, FSK 신호에 대해서는 에프에스케이 임계값(FSK 임계값)에 의해 송신기에 의해 전송된 데이터를 검출하여 도 3(e)와 같이 출력시킨다. 이 때, 모드 선택 임계값은 OOK 반송파와 가장 낮은 주파수의 FSK 반송파에 대한 주파수 계산기 출력 값의 중간 값이 될 수 있다. OOK 임계값은 OOK 반송파가 있는 경우와 반송파가 없는 경우에 대한 주파수 계 산기의 출력 값의 중간 값이 될 수 있으며, FSK 임계값은 낮은 주파수와 높은 주파수의 FSK 반송파에 대한 주파수 계산기의 출력 값의 중간 값이 될 수 있다. 이 때, FSK가 2-Level 이상인 경우는 각 인접한 2개의 반송파 간의 중간 값이 되는 것이 바람직하다.
만일, 변조 방식에 따라 OOK 변조 신호의 반송파 주파수가 FSK 변조 신호의 반송파 주파수보다 큰 경우에는 모드 선택 임계값보다 평균값이 크면 OOK 변조신호로 판단하고 모드 선택 임계값보다 평균값이 작으면, FSK 변조신호로 판단하도록 구성할 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 변조 신호들의 주파수 대역이 상호 이격되어 있지 않는 경우에는 상기의 방식에 따라 선택하는 모드 선택 임계값은 적절치 않을 수 있으므로, 이러한 경우 모드 선택 임계값은 OOK 임계값과 FSK 임계값의 중간 값이 될 수 있다.
또한, 변조 방식을 판단하기 위하여 모드 선택 임계값을 사용하는 것이 적절하지 않을 경우에는 OOK 임계값과 같은 소정의 임계값보다 낮은 주파수 빈도 수에 따른 평균값이 나오는 구간이 있는 지 판단하여, OOK 변조방식과 다른 변조방식을 구분할 수도 있다. 왜냐하면, OOK 변조 방식은 데이터0에 대한 신호로써 반송파를 전송하지 않는 것을 특징으로 하므로, 이 구간 내에서는 제로교차 검출이 전혀 일어나지 않거나 잡음에 의한 매우 적은 횟수의 제로교차 검출만이 일어날 것이기 때문이다.
본 발명은 유선통신에 한정되지 아니하며, 무선통신 신호의 복조에도 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중모드 유무선통신 모뎀의 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 모뎀(400)은 OOK & FSK 대역통과필터부(410), OOK 변조모듈(420), FSK 변조모듈(430), 이중모드 복조모듈(440), 아날로그-디지털컨버터(450), 및 제어스위치(460, 470)를 포함하여 이루어진다.
대역통과필터부(410)는 변조모듈(420, 430)로부터 변조 생성된 신호를 송신하기 전에 필터링을 하여 하모닉 신호를 제거하고 정현파의 형태를 갖는 아날로그 신호를 전송한다. 또한, 수신되는 OOK & FSK 신호를 필터링하여 불필요한 대역의 신호를 제거한다. 아날로그-디지털컨버터(450)는 수신된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여주며, 이중모드 복조모듈(440)은 수신되는 신호의 변조방식을 구분하고 신호를 복조하여 데이터를 검출한다. 제어스위치(460, 470)는 신호변조 및 송신 또는 신호수신 및 복조 시기에 따라 적절한 모듈로의 연결을 제어한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예를 설명하였지만, 상기의 실시예들이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니며 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 종래의 OOK 및 FSK의 이중모드 복조 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조장치 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 복조 장치의 각 기능 블록별 동작 파형을 도시한 파형도이다.
도 3(a)는 OOK & FSK 대역통과필터부의 신호 출력 파형을 도시한 파형도이다.
도 3(b)는 DC 바이어스 인가부의 신호 출력 파형을 도시한 파형도이다.
도 3(c)는 제로교차 검출부의 출력 신호를 도시한 그래프이다.
도 3(d)는 주파수 계산부의 출력 신호를 도시한 그래프이다.
도 3(e)는 주파수 비교부에 의해 복조된 데이터를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 OOK 및 FSK 이중모드 변복조 무선통신 모뎀을 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100. 종래의 OOK & FSK 이중모드 복조기 110. OOK 복조기
120. FSK 복조기 130. OOK 대역통과필터
140. FSK 대역통과필터 150. 모드판별기
151. 에너지감지기 152. 비교기
160. 모드제어기
200. OOK & FSK 이중모드복조장치 210. 이중모드 복조모듈
220. OOK & FSK 대역통과필터부 211. DC 바이어스 인가부
212. 제로교차검출부 213. 주파수계산부
214. 주파수비교부
400. 이중모드 무선통신모뎀 410. 대역통과필터부
420. OOK 변조모듈 430. FSK 변조모듈
440. 이중모드 복조모듈 450. ADC
460. 제어스위치 470. 제어스위치

Claims (17)

  1. 적어도 2 이상의 주파수 대역의 신호를 통과시키고 나머지 주파수 대역 신호는 차단시키는 대역통과필터부; 및
    입력된 신호들의 주파수 차이를 이용하여 상기 입력된 신호들의 변조방식을 구분하여 복조하는 이중모드 복조모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 대역통과필터부는 온-오프 키잉(On-Off Keying) 변조신호 및 주파수 편이 변조(Frequency Shift Keying) 신호를 통과시키도록 설계된 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 이중모드 복조모듈은,
    상기 입력된 신호가 소정의 임계값을 교차 변화하는 경우 소정의 출력값을 출력하는 교차검출부;
    소정의 주기 동안 상기 교차검출부로부터 출력되는 출력값의 빈도 수에 따라 결정되는 평균값을 계산하여 출력하는 주파수계산부; 및
    상기 평균값을 모드선택 임계값과 비교하여 변조 방식을 판단하고, 상기 평 균값을 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 신호의 데이터를 검출하는 주파수비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 대역통과필터부를 통과한 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 상기 이중모드 복조모듈로 입력하는 아날로그/디지털변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 교차검출부는,
    상기 입력된 신호에 소정의 직류 바이어스(DC bias)를 인가하는 직류바이어스인가부; 및
    상기 직류 바이어스가 인가된 신호가 제로교차 임계값을 교차 변화하는 경우 소정의 출력값을 출력하는 제로교차검출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 직류 바이어스의 크기는,
    상기 입력된 신호 크기(peak to peak)의 1/2 미만 크기인 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제로교차검출부의 출력값은 제로교차시점에서 출력되는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 모드선택 임계값은 온-오프 키잉 변조 신호의 반송파 주파수에 대한 평균값과 주파수 편이 변조 신호의 가장 낮은 반송파 주파수에 대한 평균값의 중간값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제2임계값은 상기 제1임계값보다 크고 상기 모드선택 임계값은 상기 제1임계값과 상기 제2임계값 사이에 위치하는 것을 특징으로 하며, 상기 주파수비교부는 주파수 변조 방식을 판단하기 위해 상기 제2임계값을 초과하는 평균값 또는 상기 제1임계값보다 작은 평균값을 검출하여 판단하는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 제1임계값과 제2임계값은 각각 오오케이(OOK) 임계값 및 에프에스케이(FSK) 임계값인 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 장치.
  11. 이중모드 복조 모듈을 이용하여 적어도 2이상의 주파수 대역 신호를 복조할 수 있는 이중모드 복조 방법에 있어서,
    온-오프 키잉 변조 신호 또는 주파수 편이 변조 신호를 통과시키고 다른 주파수 대역의 신호를 차단시키는 주파수대역필터링단계; 및
    상기 이중모드 복조 모듈에 입력된 신호의 반송파 주파수를 이용하여 변조 방식을 구분하고, 데이터를 검출하는 이중모드 복조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 주파수대역필터링단계에서 통과된 변조 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털변환단계를 더 포함하고, 상기 입력된 신호는 상기 변환된 디지털 신호인 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 이중모드 복조단계는,
    온-오프 키잉 변조 신호의 제로교차검출 오류를 줄이기 위해 상기 입력된 신호에 소정의 직류 바이어스를 인가하는 직류바이어스인가단계;
    상기 직류바이어스가 인가된 신호의 제로교차를 검출하는 제로교차검출단계;
    소정의 주기 동안 검출된 상기 제로교차의 빈도 수에 따른 평균값을 검출하는 주파수계산단계;
    상기 평균값을 모드선택 임계값과 비교하거나, 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 변조방식을 판단하는 변조방식판단단계; 및
    상기 평균값을 상기 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 데이터 신호값을 검출하는 데이터검출단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 소정의 직류바이어스는 상기 입력된 신호 크기(peak to peak)의 1/2 미만 크기로 결정되는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 방법.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 이중모드 복조단계는,
    온-오프 키잉 변조 신호의 제로교차검출 오류를 줄이기 위해 상기 입력된 신호가 소정의 직류 바이어스 된 값을 교차하는 직류바이어스교차 변화를 검출하는 직류바이어스교차검출단계;
    소정의 주기 동안 검출된 상기 직류바이어스교차의 빈도 수에 따른 평균값을 검출하는 주파수계산단계;
    상기 평균값을 모드선택 임계값과 비교하거나, 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 변조방식을 판단하는 변조방식판단단계; 및
    상기 평균값을 상기 제1임계값 또는 제2임계값과 비교하여 데이터를 검출하는 데이터검출단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 방법.
  16. 제 13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1임계값과 제2임계값은 각각 오오케이(OOK) 임계값 및 에프에스케이(FSK) 임계값인 것을 특징으로 하는 이중모드 복조 방법.
  17. 이중모드 신호를 변복조하여 송수신하는 무선 통신 모뎀에 있어서,
    송신하고자 하는 신호에 대하여 온-오프 키잉 변조하는 온-오프 키잉 변조모듈;
    송신하고자 하는 신호에 대하여 주파수 편이 변조를 수행하는 주파수 편이 변조모듈;
    온-오프 키잉 변조 신호 및 주파수 편이 변조 신호를 주파수 차이로 구분하여 복조하는 이중모드 복조장치를 포함하되,
    상기 이중모드 복조장치는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 것을 특징으로 하는 이중모드 무선 통신 모뎀.
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