KR20100118056A - The apparatus for frequency selective digital transmission - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 주파수 선택적 디지털 전송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체 주변의 잡음전력이 다른 대역에 비하여 집중되어 있는 주파수 대역을 피하고, 인체가 도파관 역할을 하여 전송되는 신호의 세기가 인체 외부로 방사되는 신호의 세기보다 더욱 큰 주파수 대역까지의 제한된 주파수대역을 사용하기 위하여 주파수 선택적 확산부호를 사용하는 주파수 선택적 디지털 전송장치에 있어서, 다양한 어플리케이션에 따라 달라지는 심볼율과 사용 클록에 따라 고성능모드, 일반모드, 및 저전력모드 중 어느 하나를 선택하고, 각 모드에서 데이터 전송효율을 높인 다중구조의 주파수 선택적 확산기를 사용한 고속확산방식과 전송효율 보다는 전송성능이 우수한 저속확산방식 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency selective digital transmission apparatus, and more particularly, to avoid a frequency band in which noise power around a human body is concentrated compared to other bands, and the human body acts as a waveguide to radiate the intensity of a transmitted signal to the outside of the human body. A frequency selective digital transmitter using a frequency selective spreading code to use a limited frequency band up to a frequency band larger than the signal strength, which is a high performance mode or a normal mode depending on a symbol rate and a clock used according to various applications. Select one of the two modes, the low power spreading method and the low power spreading method. It is about technology to do.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-072-04, 과제명: 인체통신 컨트롤러 SoC].
The present invention is derived from a study conducted as part of the IT source technology development project of the Ministry of Knowledge Economy [Task Management Number: 2006-S-072-04, Task name: Human Communication Controller SoC].
본 발명자에 의하여 2006년 출원되어 2008년 등록된 등록특허 제829865호 "제한된 통과대역을 이용하는 인체 통신 시스템 및 그 방법"에서는 인체통신 시스템을 구현하기 위해 5MHz 대역부터 40MHz 대역까지의 제한된 통과대역를 사용하며, 고유의 사용자 식별정보(ID)를 사용한 스크램블링, 채널코딩, 인터리빙, 스프레딩 등을 수행하는 인체 통신 시스템 및 그 방법을 개시하였다.Patent No. 829865, filed in 2006, filed by the present inventors, and registered in 2008, uses a restricted passband from 5 MHz band to 40 MHz band to implement a human body communication system. The present invention discloses a human body communication system and method for performing scrambling, channel coding, interleaving, spreading, etc. using unique user identification information (ID).
또한, 2007년 출원된 특허출원 제2007-0087869호 "주파수 선택적 기저대역을 이용한 변복조 방법 및 그 장치"에서는 직렬-병렬변환, 주파수 선택적 기저대역 전송 및 제한된 수의 확산부호를 사용하여 전체 시스템의 프로세싱 이득을 개선함과 더불어 전송 데이터율을 증가시킬 수 있는 주파수 선택적 다중구조를 개시하였다.In addition, Patent Application No. 2007-0087869, "Modulation and Demodulation Method Using Frequency Selective Baseband," filed in 2007, deals with the entire system using serial-to-parallel conversion, frequency selective baseband transmission, and a limited number of spreading codes. A frequency selective multiplexing scheme is disclosed that can improve the gain and increase the transmission data rate.
그러나 종래에는 다양한 어플리케이션을 수행하는 인체 통신 시스템에서 각각의 어플리케이션에 적합한 클록 속도, 사용 주파수 대역, 최대 데이터 전송속도 및 소모전력 등을 고려하여 주파수 선택적 디지털 전송장치를 최적화하기 위한 기술은 존재하지 않았다.
However, in the related art, there is no technique for optimizing a frequency selective digital transmitter in consideration of a clock speed, a frequency band, a maximum data rate, and a power consumption suitable for each application in a human body communication system performing various applications.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 어플리케이션에 따라 달라지는 심볼율과 사용 클록에 따라 고성능모드, 일반모드, 및 저전력모드 중 어느 하나를 선택하고, 각 모드에서 데이터 전송효율을 높인 다중구조의 주파수 선택적 확산기를 사용한 고속확산방식과 전송효율 보다는 전송성능이 우수한 저속확산방식 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 주파수 선택적 디지털 전송장치를 제공하기 위한 것이다.
Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and select one of the high performance mode, the normal mode, and the low power mode according to the symbol rate and the clock used according to various applications, and transmit data in each mode. The present invention provides a frequency selective digital transmission apparatus which can select and use either a high speed diffusion method using a multi-frequency frequency selective spreader having high efficiency and a low speed diffusion method having better transmission performance than transmission efficiency.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 주파수 선택적 디지털 전송장치는, 프레임 동기용 프리앰블을 생성하여 기 정해진 확산부호로 확산하는 프리앰블 송신처리 수단; 데이터 속성 정보를 포함하는 헤더를 구성하여 기 정해진 확산부호로 확산하는 헤더 송신처리 수단; 선택된 전송모드 및 확산방식에 따라 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행한 후 주파수 선택적 확산부호로 확산하는 데이터 송신처리 수단; 및 상기 프리앰블 송신처리 수단, 상기 헤더 송신처리 수단 및 상기 데이터 송신처리 수단에 의해 각각 확산된 프리앰블, 헤더 및 데이터를 다중화하여 디지털 신호로 전송하는 다중화 수단을 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a frequency selective digital transmission apparatus comprising: preamble transmission processing means for generating a frame synchronization preamble and spreading the signal with a predetermined spreading code; Header transmission processing means for constructing a header including data attribute information and spreading the header with a predetermined spreading code; Data transmission processing means for performing a serial-to-parallel conversion on the transmission data according to the selected transmission mode and spreading method and then spreading the spreading signal with a frequency selective spreading code; And multiplexing means for multiplexing the preamble, header, and data spread by the preamble transmission processing means, the header transmission processing means, and the data transmission processing means, respectively, and transmitting them as digital signals.
본 발명에 의하면, 다양한 어플리케이션에 따라 달라지는 심볼율과 사용 클록에 따라 고성능모드, 일반모드, 및 저전력모드 중 어느 하나를 선택하고, 각 모드에서 데이터 전송효율을 높인 다중구조의 주파수 선택적 확산기를 사용한 고속확산방식과 전송효율 보다는 전송성능이 우수한 저속확산방식 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있도록 함으로써, 각각의 어플리케이션에 최적화되어 보다 높은 품질을 제공하고 낮은 전력으로 동작 가능한 인체 통신 시스템을 제공할 수 있게 된다.
According to the present invention, a high-speed mode using a multi-structure frequency selective spreader that selects one of a high performance mode, a normal mode, and a low power mode according to a symbol rate and a clock used according to various applications, and improves data transmission efficiency in each mode. By selecting one of the low-speed spreading methods that have better transmission performance than the spreading method and the transmission efficiency, it is possible to provide a human body communication system that is optimized for each application to provide higher quality and operate at lower power. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체통신용 송수신기의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 64비트 월시부호의 서브그룹 구성도,
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택 방법을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택적 확산기의 구조도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 주파수 선택적 확산기의 구조도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능모드에서 사용되는 32비트 월시부호의 서브그룹 구성도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능모드에서의 주파수 선택적 확산기의 구조도, 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능모드에서의 서브 주파수 선택적 확산기의 구조도이다.1 is a block diagram of a transceiver for human body communication according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram illustrating a subgroup structure of a 64-bit Walsh code according to an embodiment of the present invention;
3A and 3B illustrate a frequency selection method according to an embodiment of the present invention;
4 is a structural diagram of a frequency selective spreader according to an embodiment of the present invention;
5 is a structural diagram of a sub-frequency selective spreader according to an embodiment of the present invention;
6 is a subgroup configuration diagram of a 32-bit Walsh code used in a high performance mode according to an embodiment of the present invention;
7 is a structural diagram of a frequency selective spreader in a high performance mode according to an embodiment of the present invention, and
8 is a structural diagram of a sub-frequency selective spreader in a high performance mode according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, in describing the preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.
또한, 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해, 우세 주파수가 존재하는 확산부호로 64비트 윌시부호를 사용하고, 고성능모드에서는 64MHz 클록과 심볼율 2Msps를, 일반모드에서는 64MHz 클록과 심볼율 1Msps를, 그리고 저전력모드에서는 32MHz 클록과 심볼율 0.5Msps를 사용하는 것으로 가정한다. 그러나, 월시부호와 각 모드에서 사용하는 클록과 심볼율은 이에 한정되는 것이 아니다.Also, for convenience of description of the present invention, a 64-bit Walsh code is used as a spreading code having a dominant frequency, a 64 MHz clock and a symbol rate of 2 Msps in a high performance mode, a 64 MHz clock and a symbol rate of 1 Msps in a normal mode, In low power mode, it is assumed that a 32 MHz clock and symbol rate of 0.5 Msps are used. However, the Walsh code and the clock and symbol rate used in each mode are not limited thereto.
본 발명에서 제안하는 전송장치는 주파수 선택적 디지털 전송기법(Frequency Selective Digital Transmission; FSDT)을 이용한다. 주파수 선택적 디지털 전송기법에서 데이터는 주파수 선택적 확산부호를 사용하여 주파수 영역에서 확산되어 디지털 형태로 전송된다. 또한, 대부분의 전송 신호가 분포된 우세 주파수가 특정 주파수 선택적 확산부호를 사용함으로써 선택될 수 있는 특징을 가진다.
The transmission device proposed by the present invention uses Frequency Selective Digital Transmission (FSDT). In the frequency selective digital transmission technique, data is spread in the frequency domain using a frequency selective spreading code and transmitted in digital form. In addition, the dominant frequency in which most transmission signals are distributed has a feature that can be selected by using a specific frequency selective spreading code.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체통신용 송수신기의 구성도이다.1 is a block diagram of a transceiver for human body communication according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 인체통신용 송수신기는 크게 인체통신 MAC(Medium Access Control)(100), 인체통신 물리계층 모뎀(200), 인체통신 AFE(Analog Front End)(300) 및 신호전극(400)으로 구성된다. As shown in FIG. 1, the transceiver for a human body communication is largely a human body medium access control (MAC) 100, a human body communication
인체통신 MAC(100)은 MAC 송신처리기(110)와 MAC 수신처리기(120)를 포함하여 구성된다. MAC 송신처리기(110)는 상위계층으로부터 수신한 전송 데이터와 데이터 속성 정보를 처리하여 인체통신 물리계층 모뎀(200)의 송신기(210)로 전달하고, MAC 수신처리기(120)는 인체통신 물리계층 모뎀(200)의 수신기(220)로부터 수신 데이터와 데이터 속성 정보를 수신하여 처리한 후 상위계층으로 전달하는 역할을 수행한다.The human body MAC 100 includes a
인체통신 물리계층 모뎀(200)은 송신기(210)와 수신기(220)를 포함하여 구성된다. The human body
송신기(210)는 프리앰블 송신처리를 위한 프리앰블 생성기(211)와 제1 확산기(212), 헤더 송신처리를 위한 헤더생성기(213)와 제2 확산기(214), 데이터 송신처리를 위한 데이터 생성기(215)와 직렬-병렬변환기(S2P)(216)와 주파수 선택적 확산기(217), 그리고 처리된 프리앰블, 헤더 및 데이터를 다중화하는 다중화기(218)를 포함하여 구성된다.The
프리앰블 생성기(211)는 기 정의된 초기값으로 세팅되어 일정 길이의 프레임 동기용 프리앰블을 생성하고, 생성된 프리앰블은 제1 확산기(212)로 입력되어 기 정해진 확산부호로 확산된다.The preamble generator 211 is set to a predefined initial value to generate a preamble for frame synchronization of a predetermined length, and the generated preamble is input to the
헤더생성기(213)는 인체통신 MAC(100)의 MAC 송신처리기(110)로부터 전송 데이터의 데이터 속성 정보, 예를 들어 전송속도, 변조방식, 주파수대역, 데이터 길이 등의 정보를 입력받아 기 정해진 비트 수를 가지며 헤더 HCS(Header Check Sequence)를 포함하는 헤더를 구성하고, 구성된 헤더는 제2 확산기(214)로 입력되어 기 정해진 확산부호로 확산된다.The
데이터 생성기(215)는 인체통신 MAC(100)의 MAC 송신처리기(110)로부터 전송 데이터를 입력받아 원하는 시간에 데이터를 출력하며, 가변 데이터 전송을 위한 데이터 제어 처리 및 데이터 HCS 생성 등을 수행한다. The
S2P(216)는 데이터 생성기(215)로부터 출력된 데이터를 입력받아 N비트 직렬-병렬변환을 수행한다. 직렬-병렬변환의 결과, 사용되는 주파수대역은 1/N로 감소되며, 이는 동일한 주파수 대역 내에서 더 많은 데이터를 전송하게 하거나, 동일한 주파수 대역 내에서 더 큰 확산부호이득을 사용함으로써 고품질의 데이터를 전송할 수 있게 하는 장점을 가진다. 또한, S2P(216)는 고성능모드, 일반모드 및 저전력모드 중 선택된 하나의 전송모드에 따라 상이한 클록 및 심볼율로 동작하여 다양한 애플리케이션에 최적화될 수 있다.The
주파수 선택적 확산기(217)는 S2P(216)의 출력인 N비트를 병렬로 입력받아 주파수 선택적 확산부호를 출력한다. 또한, 주파수 선택적 확산기(217)는 각 모드에서 고속확산방식과 저속확산방식을 선택할 수 있다. 주파수 선택적 확산기(217)의 구조 및 기능은 도 4, 5, 7 및 8을 참조하여 상세히 설명한다.The frequency
다중화기(218)는 제1 확산기(212), 제2 확산기(214) 및 주파수 선택적 확산기(217)에 의해 각각 확산된 프리앰블, 헤더 및 데이터를 출력한다.The
본 발명에서는, 주파수 선택적 확산기(217)의 사용으로 인해 원하는 주파수 대역을 사용하는 디지털 전송이 가능하게 된다. 또한, 다중화기(218)의 출력은 1비트로 디지털 직접 전송이 가능하다. 따라서, 송신기(210)의 출력 신호는 디지털-아날로그변환기, 중간주파수 변환기 등과 같은 별도의 아날로그 송신부에 의한 처리 없이 송신/수신 스위치(310)를 거쳐 신호전극(400)에 입력되어 인체 내로 전송될 수 있다.In the present invention, the use of the frequency
도 1에서는, 헤더 송신처리수단인 헤더생성기(213)와 제2 확산기(214), 그리고 데이터 송신처리수단인 데이터 생성기(215)와 직렬-병렬변환기(S2P)(216)와 주파수 선택적 확산기(217)가 별도로 분리된 것으로 도시하였으나, 헤더 송신처리수단과 데이터 송신처리수단은 하나로 통합되어 하나의 헤더/데이터 송신처리수단으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 헤더/데이터 송신처리수단은 헤더/데이터 생성기, S2P 및 주파수 선택적 확산기를 포함하여 구성된다. 헤더/데이터 생성기는 상술한 헤더생성기(213)와 데이터 생성기(215)의 기능을 모두 수행하고, 그 출력은 S2P 및 주파수 선택적 확산기로 차례로 입력되어 헤더와 데이터가 함께 주파수 선택적 확산방식에 의해 전송될 수 있다.In Fig. 1, a
한편, 수신기(220)는 상술한 송신기(210)의 역기능을 수행하는 것으로, 역다중화기(221), 역확산기(222), 헤더처리기(223), 주파수 선택적 역확산기(224), 병렬-직렬변환기(P2S)(225), 데이터처리기(226), 프레임 동기부(227) 및 공통제어신호 생성부(228)를 포함하여 구성되며, 인체통신 AFE(300)로부터 신호를 수신하여 처리하는 동작은 다음과 같다. Meanwhile, the
신호전극(400)를 통하여 입력된 수신신호는 송신/수신스위치(310)를 거쳐 인체내 전송시 부가된 잡음을 제거하기 위한 잡음제거필터(320)를 거친 후, 증폭기(330)에 의해 원하는 크기의 신호로 증폭된다. 증폭된 수신신호는 Clock Recovery & Data Retiming(이하, "CDR"라 함)(340)에 입력되어 수신단 클록과의 타이밍 동기 및 주파수 옵셋이 보상된다. CDR(340)의 출력인 타이밍 동기와 주파수 옵셋이 보상된 수신신호와 클록은 인체통신 물리계층 모뎀(200)의 수신기(220)로 입력된다. 이때, CDR(340)은 선택된 전송모드가 고성능모드 또는 일반모드인 경우 64MHz의 클록을 출력하고, 저전력모드인 경우 64MHz를 2분주한 32MHz의 클록을 출력한다.The received signal input through the
우선, 프레임 동기 이전에 수신기(220)로 입력된 수신신호는 프레임 동기부(227)로 입력되어 프리앰블을 사용한 프레임 동기화를 수행한다.First, a received signal input to the
프레임 동기부(227)에 의해 프레임 동기가 획득되면, 역다중화기(221)는 수신신호 중에서 헤더 부분과 데이터 부분을 분리하여 출력한다.When frame synchronization is obtained by the frame synchronizer 227, the
역다중화기(221)에서 출력된 헤더 부분은 역확산기(222)를 거쳐 헤더 처리기(223)로 입력되며, 헤더처리기(223)는 헤더에 포함된 HCS를 검사하고 헤더에서 수신 데이터의 데이터 속성 정보를 추출하여 MAC 수신처리기(120)로 전송한다.The header portion output from the
역다중화기(221)에서 출력된 데이터 부분은 주파수 선택적 역확산기(224)로 입력되며, 주파수 선택적 역확산기(224)는 상관값을 계산한 후 가장 큰 상관값을 갖는 데이터를 선택된 전송모드에 따라 N 비트로 출력한다. 주파수 선택적 역확산기(224)에서 출력된 N 비트는 P2S(225)로 입력되어 직렬로 변환된 후 데이터처리기(226)로 입력되고, 데이터처리기(226)는 데이터 HCS 검사를 수행한 후 MAC 수신처리기(120)로 전송한다.The data portion output from the
또한, 송신기(210)에서 헤더 송신처리수단과 데이터 송신처리수단이 통합되어 헤더와 데이터가 함께 주파수 선택적 확산방식에 의해 전송된 경우, 수신기(220)도 마찬가지로 헤더와 데이터를 처리하기 위한 수단이 주파수 선택적 역확산기, P2S 및 헤더/데이터 처리기로 통합 구현되어 헤더와 데이터가 함께 주파수 선택적 역확산 방식에 의해 처리되도록 한다.
In addition, when the header transmission processing means and the data transmission processing means are integrated in the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 64비트 월시부호의 서브그룹 구성도이다.2 is a diagram illustrating a subgroup configuration of a 64-bit Walsh code according to an embodiment of the present invention.
W0부터 W63까지의 64개의 월시부호는 사용 주파수 대역을 정확히 64개로 분할하여 각 월시부호의 가장 우세한 주파수(fd)가 분할된 주파수에 순차적으로 매핑되는 특징을 가진다. The 64 Walsh codes from W 0 to W 63 are divided into exactly 64 frequency bands so that the most predominant frequency fd of each Walsh code is sequentially mapped to the divided frequencies.
본 실시예에서는 확산부호로 64개의 월시부호를 사용하고, 이를 8개씩 묶어 8개의 서브그룹으로 나눈다. 인체 주변의 잡음특성 측정 결과, 잡음전력이 다른 대역에 비하여 집중되어 있는 낮은 주파수 대역을 피하기 위해, 상위 4개의 서브그룹만을 사용한다. 사용되는 서브그룹 4(SGN="100")는 W32 ~ W39, 서브그룹 5(SGN="101")는 W40 ~ W47, 서브그룹 6(SGN="110")은 W48 ~ W55, 그리고 서브그룹 7(SGN="111")은 W56 ~ W63으로 정의된다. 각 서브그룹에 대한 SGN 값은 서브 그룹 넘버(sub group number)를 3비트의 이진 값으로 표시한 것으로 주파수 선택적 확산기에서 사용된다. 그러나, 사용되는 확산부호와 서브그룹의 개수는 이에 한정되지 않으며, 총 2N(N은 실수)개의 확산부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 서브그룹을 생성하고, 이로부터 P(P는 실수)개의 서브그룹을 채택하여 사용할 수 있다.
In this embodiment, 64 Walsh codes are used as the spreading codes, which are grouped by 8 and divided into 8 subgroups. As a result of measuring noise characteristics around the human body, only the top four subgroups are used to avoid low frequency bands in which noise power is concentrated compared to other bands. Subgroup 4 (SGN = "100") used is W 32 ~ W 39 , subgroup 5 (SGN = "101") is W 40 ~ W 47 , subgroup 6 (SGN = "110") is W 48 ~ W 55 , and subgroup 7 (SGN = "111") is It is defined as W 56 ~ W 63 . The SGN value for each subgroup represents a subgroup number as a binary value of 3 bits and is used in the frequency selective spreader. However, the number of spreading codes and subgroups used is not limited thereto, and a total of 2 N spreading codes (N is a real number) is divided into 2 M (M is a real number, M <N) to generate a subgroup. P (P is real) subgroups can be adopted and used.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택 방법을 도시하는 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating a frequency selection method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고속확산방식을 이용하는 고속 주파수 선택적 확산기에서는 도 3a에 도시된 바와 같이 4 개의 서브그룹 중에서 3개를 선택하여 사용하며, 저속확산방식을 이용하는 저속 주파수 선택적 확산기에서는 도 3b에 도시된 바와 같이 4 개의 서브그룹 중에서 2개를 선택하여 사용한다. 또한, 사용되는 서브그룹의 선택을 위해 4비트의 주파수 대역 제어 비트(BAND_SEL)가 사용된다.According to an embodiment of the present invention, in the fast frequency selective spreader using the fast spreading method, three of four subgroups are selected and used as shown in FIG. 3A, and the slow frequency selective spreader using the slow spreading method is shown in FIG. As shown in 3b, two of four subgroups are selected and used. In addition, a 4-bit frequency band control bit BAND_SEL is used to select the subgroup to be used.
구체적으로, 고속 주파수 선택적 확산기의 경우, BAND_SEL은 "0111", "1011", "1101" 및 "1110"의 4 가지 값을 가진다. 또한, 저속 주파수 선택적 확산기의 경우, BAND_SEL은 "0011", "0101", "0110", "1001", "1010", "1100"의 6가지 값을 가진다. 이때, BAND_SEL의 각 비트 값이 '0'인 경우 해당 서브그룹을 선택하지 않는 것이고, '1'인 경우 해당 서브그룹을 선택하는 것을 나타낸다. 다시 말해, 고속 주파수 선택적 확산기에서 BAND_SEL이 "0111"이면, 도2에 도시된 서브그룹5(SGN="101"), 서브그룹6(SGN="110") 및 서브그룹7(SGN="111")이 선택되고, 저속 주파수 선택적 확산기에서 BAND_SEL이 "0011"이면, 서브그룹6(SGN="110") 및 서브그룹7(SGN="111")이 선택된다.
Specifically, in the case of the fast frequency selective spreader, BAND_SEL has four values of "0111", "1011", "1101", and "1110". In addition, in the case of the slow frequency selective spreader, BAND_SEL has six values of "0011", "0101", "0110", "1001", "1010", and "1100". In this case, when each bit value of the BAND_SEL is '0', the corresponding subgroup is not selected, and when '1', the corresponding subgroup is selected. In other words, when BAND_SEL is "0111" in the fast frequency selective spreader, subgroup 5 (SGN = "101"), subgroup 6 (SGN = 110), and subgroup 7 (SGN = 111) shown in FIG. &Quot;) is selected, and subgroup 6 (SGN = " 110 ") and subgroup 7 (SGN = " 111 ") are selected if BAND_SEL is " 0011 " in the slow frequency selective spreader.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택적 확산기의 구조도이다.4 is a structural diagram of a frequency selective spreader according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 주파수 선택적 확산기(217)는 데이터 전송효율을 높이기 위해 고속확산방식을 이용하는 고속 주파수 선택적 확산기(500), 데이터 전송효율 보다는 우수한 전송성능을 제공하기 위해 저속확산방식을 이용하는 저속 주파수 선택적 확산기(600), 그리고 선택된 확산방식에 따라 고속 주파수 선택적 확산기(500)와 저속 주파수 선택적 확산기(600)의 출력값 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 다중화기(700)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the frequency
또한, 고속 주파수 선택적 확산기(500)는 서브 주파수 선택적 확산기 1 내지 3(510, 520, 530)과 다수값 선택부(540)로 구성되고, 저속 주파수 선택적 확산기(600)는 서브 주파수 선택적 확산기 4 및 5(610, 620)와 다중화기(630)로 구성된다.In addition, the fast frequency
이하, 선택된 전송모드(일반모드 또는 저전력모드) 및 확산방식(고속확산방식 또는 저속확산방식)에 따른 주파수 선택적 확산기(217)의 동작에 대해 상세히 설명한다.
The operation of the frequency
1) One) 일반모드Normal mode (64(64 MHzMHz 클록, Clock, 심볼율Symbol rate 1 One MspsMsps ) 및 고속확산방식이 선택된 경우) And fast diffusion method
S2P(216)는 입력되는 직렬 데이터 DIN을 P*(M+1)비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력한다. 이후, 주파수 선택적 확산기(217)의 고속 주파수 선택적 확산기(500)에 속한 P개의 서브 주파수 선택적 확산기(510, 520, 530)는 각각 M+1개의 데이터 비트를 입력받아 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 2M개의 확산부호 중 하나의 확산부호를 선택하고, 선택된 값에 M+1개의 데이터 비트 중 나머지 1비트를 XOR하여 확산부호를 획득한다. 즉, P개의 서브 주파수 선택적 확산기(510, 520, 530)를 통해 P개의 확산부호를 획득한다. 이후, 다수값 선택부(540)는 P개의 서브 주파수 선택적 확산기(510, 520, 530)를 통해 획득한 P개의 확산부호에서 다수값을 선택하여 다수값으로 이루어진 전송 데이터를 발생한다.The
구체적인 예를 들어 설명하면, BAND_SEL이 "0111"로 지정된 경우, S2P(216)로 입력되는 신호인 DIN은 최대 12Mbps의 데이터 전송속도를 가지며, S2P(216)에 의하여 1:12의 비로 직렬-병렬변환이 수행되어 b11, b10, ..., b0의 12비트 병렬 심벌이 1Msps로 출력된다. 출력된 병렬심벌은 주파수 선택적 확산기(217)의 고속 주파수 선택적 확산기(500)로 입력된다.As a specific example, when BAND_SEL is designated as "0111", DIN, a signal input to the
BAND_SEL이 "0111"이므로, 서브그룹5(SGN="101"), 서브그룹6(SGN="110") 및 서브그룹7(SGN="111")이 선택되며, 이에 따라 서브 주파수 선택적 확산기 1 내지 3에서의 SGN1 내지 SGN3 값은 각각 "101", "110" 및 "111"이 된다.Since BAND_SEL is " 0111 ", subgroup 5 (SGN = "101"), subgroup 6 (SGN = "110") and subgroup 7 (SGN = "111") are selected, thereby subfrequency
서브 주파수 선택적 확산기 1(510)에서는 입력비트인 b11, b10, b9, b8과 SGN1 값인 "101"를 이용하며, b11, b10, b9의 3비트를 이용해 서브그룹 5의 윌시부호 8개(W40 ~ W47) 중의 하나를 선택하고, 선택된 값을 b8과 XOR하여 1비트열의 형태로 64비트(A)를 출력한다. Sub frequency selective spreader 1 (510) uses input bits b11, b10, b9, b8 and SGN1 values of "101", and uses eight bits of subgroup 5 (3) of b11, b10, b9 (W 40). W 47 ), and outputs 64-bit A in the form of 1-bit string by XORing the selected value with b8.
서브 주파수 선택적 확산기 2(520)에서는 입력비트인 b7, b6, b5, b4와 SGN2 값인 "110"를 이용하며, b7, b6, b5의 3비트를 이용해 서브그룹 6의 윌시부호 8개(W48 ~ W55) 중의 하나를 선택하고, 선택된 값을 b4과 XOR하여 1비트열의 형태로 64비트(B)를 출력한다. Sub frequency selective spreader 2 (520) uses input bits b7, b6, b5, b4 and SGN2 values "110", and uses eight bits of sub-group 6 (3) of b7, b6, b5 (W 48). W 55 ), and outputs the 64-bit (B) in the form of a 1-bit string by XORing the selected value with b4.
서브 주파수 선택적 확산기 3(530)에서는 입력비트인 b3, b2, b1, b0과 SGN3 값인 "111"을 이용하며, b3, b2, b1의 3비트를 이용해 서브그룹 7의 윌시부호 8개(W56 ~ W63) 중의 하나를 선택하고, 선택된 값을 b0와 XOR하여 1비트열의 형태로 64비트(C)를 출력한다. The sub-frequency selective spreader 3 (530) uses input bits b3, b2, b1, b0 and SGN3 values "111", and uses eight bits of the subgroup 7 (3) of b3, b2, b1 (W 56). W 63 ), and outputs the 64-bit C in the form of a 1-bit string by XORing the selected value with b0.
다수값 선택부(540)는 각 서브주파수 선택적 확산기 1 내지 3(510, 520, 530)으로부터 출력되는 A, B 및 C의 3 비트열을 입력받아, 수학식 1에 따라 다수값을 선택하여 그 결과값인 D를 출력한다. 수학식 1에서 'or'는 OR 게이트를, 'and'는 AND 게이트를 나타낸다.The
[수학식 1][Equation 1]
D = (A and B) or (B and C) or (C and A) D = (A and B) or (B and C) or (C and A)
한편, 다중화기의 Tx_RATE 제어비트는 고속확산방식이 선택된 경우 '0'의 값을, 저속확산방식이 선택된 경우 '1'의 값을 갖는다. 본 실시예에서 Tx_RATE 제어비트는 '0' 값을 가지며, 이에 따라 고속 주파수 선택적 확산기(500)의 출력값인 D가 선택되어 주파수 선택적 확산기(217)의 출력(DOUT)으로 출력된다.
On the other hand, the Tx_RATE control bit of the multiplexer has a value of '0' when the fast spread method is selected and a value of '1' when the slow spread method is selected. In the present embodiment, the Tx_RATE control bit has a value of '0'. Accordingly, D, which is an output value of the fast frequency
2) 2) 일반모드Normal mode (64(64 MHzMHz 클록, Clock, 심볼율Symbol rate 1 One MspsMsps ) 및 저속확산방식이 선택된 경우) And slow diffusion method
S2P(216)는 입력되는 직렬 데이터 DIN을 S+(M+1)비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력한다. 이후, 주파수 선택적 확산기(217)의 저속 주파수 선택적 확산기(600)에 속한 Q개의 서브 주파수 선택적 확산기(610, 620)는 각각 M+1개의 데이터 비트를 입력받아 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 2M개의 확산부호 중 하나의 확산부호를 선택하고, 선택된 값에 M+1개의 데이터 비트 중 나머지 1비트를 XOR하여 확산부호를 획득한다. 즉, Q개의 서브 주파수 선택적 확산기(610, 620)를 통해 Q개의 확산부호를 획득한다. 이후, 다중화기(630)는 Q개의 서브 주파수 선택적 확산기(610, 620)를 통해 획득한 Q개의 확산부호에서 입력 데이터 비트 중 S 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택함으로써 전송 데이터를 발생한다.
구체적인 예를 들어 설명하면, BAND_SEL이 "0011"로 지정된 경우, S2P(216)로 입력되는 신호인 DIN은 최대 5Mbps의 데이터 전송속도를 가지며, S2P(216)에 의하여 1:5의 비로 직렬-병렬변환이 수행되어 b4, b3, ..., b0의 5비트 병렬 심벌이 1Msps로 출력된다. 출력된 병렬심벌은 주파수 선택적 확산기(217)의 저속 주파수 선택적 확산기(600)로 입력된다. As a specific example, when BAND_SEL is designated as "0011", DIN, a signal input to the
BAND_SEL이 "0011"이므로, 서브그룹6(SGN="110") 및 서브그룹7(SGN="111")이 선택되며, 이에 따라 서브 주파수 선택적 확산기 4 및 5에서의 SGN4 및 SGN5 값은 각각 "110" 및 "111"이 된다.Since BAND_SEL is "0011", subgroup 6 (SGN = "110") and subgroup 7 (SGN = "111") are selected so that the SGN4 and SGN5 values at sub-frequency
서브 주파수 선택적 확산기 4(610)에서는 입력비트 b3, b2, b1, b0과 SGN4 값인 "110"을 이용하며, b3, b2, b1의 3비트를 이용해 서브그룹 6의 윌시부호 8개(W48 ~ W55) 중의 하나를 선택하고, 선택된 값을 b0과 XOR하여 1비트열의 형태로 64비트(F)를 출력한다. Sub-frequency selective spreader 4 (610) uses input bits b3, b2, b1, b0 and SGN4 values of "110", and uses eight bits of subgroup 6 (W 48 ~) using three bits of b3, b2, b1. W 55 ), and outputs 64 bits (F) in the form of a 1-bit string by XORing the selected value with b0.
서브 주파수 선택적 확산기 5(620)에서는 입력비트 b3, b2, b1, b0과 SGN5 값인 "111"을 이용하며, b3, b2, b1의 3비트를 이용해 서브그룹 7의 윌시부호 8개(W56 ~ W63) 중의 하나를 선택하고, 선택된 값을 b0와 XOR하여 1비트열의 형태로 64비트(G)를 출력한다.In the sub-frequency
다중화기(630)는 서브 주파수 선택적 확산기 4 및 5(610, 620)로부터 출력되는 F 및 G의 2비트열을 입력받고, S2P(216)의 출력 중 b4를 입력받아, b4가 '0'인 경우 서브 주파수 선택적 확산기 4(610)의 출력 F를, '1'인 경우 서브 주파수 선택적 확산기 5(620)의 출력 G를 선택하여 저속 주파수 선택적 확산기(600)의 출력(H)으로 출력한다.The
본 실시예에서 Tx_RATE 제어비트는 '1' 값을 가지며, 이에 따라 저속 주파수 선택적 확산기(600)의 출력값인 H가 다중화기(700)에 의해 선택되어 주파수 선택적 확산기(217)의 출력(DOUT)으로 출력된다.
In the present embodiment, the Tx_RATE control bit has a value of '1', so H, which is an output value of the slow frequency
3) 3) 저전력모드Low power mode (32(32 MHzMHz 클록, Clock, 심볼율Symbol rate 0.5 0.5 MspsMsps ) 및 고속확산방식이 선택된 경우) And fast diffusion method
BAND_SEL이 "0111"로 지정된 경우, S2P(216)로 입력되는 신호인 DIN은 최대 6Mbps의 데이터 전송속도를 가지며, S2P(216)에 의하여 1:12의 비로 직렬-병렬변환이 수행되어 b11, b10, ..., b0의 12비트 병렬 심벌이 0.5Msps로 출력된다. 이 후의 주파수 선택적 확산기의 동작은 일반모드 및 고속확산방식이 선택된 경우와 동일한 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
When BAND_SEL is set to "0111", DIN, a signal input to the
4) 4) 저전력모드Low power mode (32(32 MHzMHz 클록, Clock, 심볼율Symbol rate 0.5 0.5 MspsMsps ) 및 저속확산방식이 선택된 경우) And slow diffusion method
BAND_SEL이 "0011"로 지정된 경우, S2P(216)로 입력되는 신호인 DIN은 최대 2.5Mbps의 데이터 전송속도를 가지며, S2P(216)에 의하여 1:5의 비로 직렬-병렬변환이 수행되어 b4, b3, ..., b0의 5비트 병렬 심벌이 0.5Msps로 출력된다. 이 후의 주파수 선택적 확산기의 동작은 일반모드 및 저속확산방식이 선택된 경우와 동일한 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
When BAND_SEL is designated as "0011", DIN, which is a signal input to the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 주파수 선택적 확산기의 구조도이다.5 is a structural diagram of a sub-frequency selective spreader according to an embodiment of the present invention.
상술한 바와 같이, 일반모드 및 고속확산방식이 선택된 경우 BAND_SEL 값이 "0111"이라 가정하면, 서브 주파수 선택적 확산기 1(510)에서는 입력비트 b11, b10, b9 값에 따라 서브그룹 5(SGN="101")의 8개 윌시부호 중 1개(64비트)가 생성되며, 이 값과 b8이 XOR되어 64비트가 순차적으로 1비트열(A)로 출력된다. 이때, 사용되는 SGN1(s2, s1, s0) 값은 서브그룹 5의 SGN 값인 "101"이다. 또한, 저전력모드 및 고속확산방식이 선택된 경우, 사용 클록이 32MHz인 것을 제외하고 일반모드와 동일한 방식으로 64 비트를 생성하여 1비트열 형태로 출력한다.As described above, assuming that the BAND_SEL value is "0111" when the general mode and the fast spreading scheme are selected, the sub-frequency
서브 주파수 선택적 확산기 1(510)은 6비트 카운터(511), 6개의 XOR 논리회로(512-1 내지 512-5, 514) 및 6개의 AND 논리회로(513-1 내지 513-6)로 구성되며, 3 비트의 주파수 선택 제어비트(s2, s1, s0)와 4비트의 입력비트(b11, b10, b9, b8)를 갖는다.Sub-frequency
6비트 카운터(511)는 일반모드와 저전력모드에서 0 내지 63을 카운트하기 위해 심벌주기마다 초기값 '0'으로 리셋된다.The 6-
3비트의 주파수 선택 제어비트(s2, s1, s0)와 입력비트 중 3비트(b11, b10, b9)를 이용해 해당 서브그룹에 포함된 8개의 월시부호 중 하나가 생성되며, 입력비트 중 b8은 생성된 월시부호와 XOR되어 1 비트열 형태의 출력신호(A)가 출력된다.One of the eight Walsh codes included in the subgroup is generated using the three-bit frequency selection control bits (s2, s1, s0) and three of the input bits (b11, b10, b9). The output signal A in the form of a 1-bit string is output by being XORed with the generated Walsh code.
5개의 XOR 논리회로(512-1 내지 512-5)는 Gray 인덱싱을 위한 것이다. 6개의 AND 논리회로(513-1 내지 513-6)는 6 비트 카운터(511)의 출력인 C5 ~ C0와 주파수 선택 제어비트의 최상위 비트인 s2 및 5개의 XOR 논리회로(512-1 내지 512-5)의 출력 비트를 각각 입력으로 한다. 또한, 하나의 XOR 논리회로(514)는 6개의 AND 논리회로(513-1 내지 513-6)의 출력과 b8을 XOR하기 위한 것이다.
Five XOR logic circuits 512-1 through 512-5 are for gray indexing. The six AND logic circuits 513-1 to 513-6 are C 5 to C 0 , which are outputs of the 6-
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능모드에서 사용되는 32비트 월시부호의 서브그룹 구성도이다.6 is a diagram illustrating a subgroup configuration of a 32-bit Walsh code used in a high performance mode according to an embodiment of the present invention.
고성능모드에서는 주파수 선택적 확산기로 입력되는 심볼율이 2Mbps로 일반모드의 심볼율인 1Mbps의 2배이다. 따라서, 동일한 클록을 사용하는 고성능모드의 주파수 선택적 확산기에서는 선택된 서브그룹에 포함된 64비트의 윌시부호 중에서 32비트만을 사용하여 확산함으로써 심볼율에 맞춘다. In the high performance mode, the symbol rate input to the frequency selective spreader is 2 Mbps, which is twice the symbol rate of 1 Mbps in the normal mode. Therefore, in the high performance mode frequency selective spreader using the same clock, only 32 bits are spread out of the 64 bit Walsh codes included in the selected subgroup to match the symbol rate.
예를 들어, 64비트 윌시부호를 Wn=[w0, w1, w2, ..., w63] 로 정의하면, 고성능모드에서 선택되어 사용되는 32비트 월시부호는 Whn1 = [w16, w17, ..., w47], Whn2 = [w32, w33, ..., w63], Whn3 = [w8, w9, ..., w23, w40, w41, ..., w55] 및 Whn4 = [w16, w17, ..., w31, w48, w49, ..., w63]의 4가지 세트 중 하나를 사용한다.For example, if the 64-bit Walsh code is defined as Wn = [w0, w1, w2, ..., w63], the 32-bit Walsh code selected and used in the high performance mode is Whn1 = [w16, w17, ... , w47], Whn2 = [w32, w33, ..., w63], Whn3 = [w8, w9, ..., w23, w40, w41, ..., w55] and Whn4 = [w16, w17,. .., w31, w48, w49, ..., w63].
이하의 설명에서는, 64비트의 윌시부호 중에서 도 6에 도시된 바와 같이 실선으로 둘러 싸여진 가운데 위치한 32비트, 즉 Whn1 = [w16, w17, ..., w47]를 사용하는 것으로 가정한다. 즉, 월시부호의 출력 비트수가 N개인 경우, N 비트의 월시부호 중에서 가운데 위치한 N/2개의 월시부호를 사용하는 것으로 가정한다.In the following description, it is assumed that 32 bits, ie, Whn1 = [w16, w17, ..., w47], which are located in the middle surrounded by solid lines as shown in FIG. That is, when the number of output bits of the Walsh code is N, it is assumed that N / 2 Walsh codes located in the middle of the N-bit Walsh code are used.
선택된 32비트 윌시부호의 특성은, 32개의 윌시부호마다 32비트가 모두 다르며 직교성을 가지나, 일반모드와 저전력모드에서 사용한 것과 같이 XOR를 사용하여 '0'과 '1'을 반전하였을 경우, 반전하지 않은 윌시부호와 중복되는 경우가 발생한다는 것이다. 예를 들어, W32의 선택된 32비트 윌시부호 "01100110011001100110011001100110"와 W34의 선택된 32비트 윌시부호 "10011001100110011001100110011001"의 반전값은 정확히 일치한다. 이는 64비트 중에서 32비트만을 선택하여 전송함에 따라 나타나는 현상이다. 이 현상으로 인해, 심볼율을 2배 높여 전송하기 위하여 64비트의 윌시부호 중에서 32비트만을 이용하여 확산하여 전송하는 고성능모드에서는, 일반모드와 저전력모드의 서브 주파수 선택적 확산기에서와 같이 4비트 입력비트의 최하위 비트를 이용한 XOR에 의한 출력값 반전은 사용할 수 없다.
The characteristics of the selected 32-bit Wilsh code are 32 bits different for each of the 32 Wilsh codes, and they are orthogonal. However, if '0' and '1' are inverted using XOR as in normal mode and low power mode, they are not inverted. If you do not have a duplicate Wilshire code. For example, the inverted value of the selected 32-bit Walsh code "01100110011001100110011001100110" of W32 and the selected 32-bit Walsh code "10011001100110011001100110011001" of W34 exactly match. This phenomenon occurs when only 32 bits are selected and transmitted from 64 bits. Due to this phenomenon, in the high performance mode in which only 32 bits are spread out of the 64-bit Walsh code in order to double the symbol rate, the 4-bit input bit is used as in the sub-frequency selective spreader in the normal mode and the low power mode. Inverting the output value by XOR using the least significant bit of cannot be used.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능모드에서의 주파수 선택적 확산기의 구조도이다.7 is a structural diagram of a frequency selective spreader in a high performance mode according to an embodiment of the present invention.
고성능모드에서의 주파수 선택적 확산기(217) 역시 데이터 전송효율을 높이기 위해 고속확산방식을 이용하는 고속 주파수 선택적 확산기(500), 데이터 전송효율 보다는 우수한 전송성능을 제공하기 위해 저속확산방식을 이용하는 저속 주파수 선택적 확산기(600), 그리고 고속 주파수 선택적 확산기(500)와 저속 주파수 선택적 확산기(600)의 출력값 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 다중화기(700)를 포함하여 구성되며, 고속 주파수 선택적 확산기(500)는 서브 주파수 선택적 확산기 1 내지 3(510, 520, 530)과 다수값 선택부(540)로 구성되고, 저속 주파수 선택적 확산기(600)는 서브 주파수 선택적 확산기 4 및 5(610, 620)와 다중화기(630)로 구성된다.In the high performance mode, the frequency
이하, 선택된 확산방식(고속확산방식 또는 저속확산방식)에 따른 주파수 선택적 확산기(217)의 동작에 대해 상세히 설명한다.
The operation of the frequency
1) One) 고성능모드High Performance Mode (64(64 MHzMHz 클록, Clock, 심볼율Symbol rate 2 2 MspsMsps ) 및 고속확산방식이 선택된 경우) And fast diffusion method
S2P(216)는 입력되는 직렬 데이터 DIN을 P*M비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력한다. 이후, 주파수 선택적 확산기(217)의 고속 주파수 선택적 확산기(500)에 속한 P개의 서브 주파수 선택적 확산기(510, 520, 530)는 각각 M개의 데이터 비트를 입력받아 이를 이용하여 해당 서브그룹에서 2M개의 확산부호 중 하나의 확산부호를 선택한다. 즉, P개의 서브 주파수 선택적 확산기(510, 520, 530)를 통해 P개의 확산부호가 선택된다. 이후, 다수값 선택부(540)는 P개의 서브 주파수 선택적 확산기(510, 520, 530)를 통해 획득한 P개의 확산부호에서 다수값을 선택하여 다수값으로 이루어진 전송 데이터를 발생한다.The
구체적인 예를 들어 설명하면, BAND_SEL이 "0111"로 지정된 경우, S2P(216)로 입력되는 신호인 DIN은 최대 18Mbps의 데이터 전송속도를 가지며, S2P(216)에 의하여 1:9의 비로 직렬-병렬변환이 수행되어 b8, b7, ..., b0의 9비트 병렬 심벌이 2Msps로 출력된다. 출력된 병렬심벌은 주파수 선택적 확산기(217)의 고속 주파수 선택적 확산기(500)로 입력된다.As a specific example, when BAND_SEL is designated as "0111", DIN, a signal input to the
BAND_SEL이 "0111"이므로, 서브그룹5(SGN="101"), 서브그룹6(SGN="110") 및 서브그룹7(SGN="111")이 선택되며, 이에 따라 서브 주파수 선택적 확산기 1 내지 3에서의 SGN1 내지 SGN3 값은 각각 "101", "110" 및 "111"이 된다.Since BAND_SEL is " 0111 ", subgroup 5 (SGN = "101"), subgroup 6 (SGN = "110") and subgroup 7 (SGN = "111") are selected, thereby subfrequency
서브 주파수 선택적 확산기 1(510)에서는 입력비트인 b8, b7, b6과 SGN1 값인 "101"를 이용하여 서브그룹 5의 윌시부호 8개(W40 ~ W47) 중의 하나를 선택하고 선택된 64비트 중에서 32비트(A)를 1 비트열의 형태로 출력한다.The sub-frequency selective spreader 1 (510) selects one of eight Wilshee codes (W 40 to W 47 ) of
서브 주파수 선택적 확산기 2(520)에서는 입력비트인 b5, b4, b3과 SGN2 값인 "110"를 이용하여 서브그룹 6의 윌시부호 8개(W48 ~ W55) 중의 하나를 선택하고 선택된 64비트 중에서 32비트(B)를 1 비트열의 형태로 출력한다.The sub-frequency selective spreader 2 520 selects one of the 8 Wilsh codes (W 48 to W 55 ) of subgroup 6 using the input bits b5, b4, b3, and the SGN2 value "110", and selects one of the 64 bits selected. Outputs 32 bits (B) in the form of 1 bit string.
서브 주파수 선택적 확산기 3(530)에서는 입력비트인 b2, b1, b0과 SGN3 값인 "111"를 이용하여 서브그룹 7의 윌시부호 8개(W56 ~ W63) 중의 하나를 선택하고 선택된 64비트 중에서 32비트(C)를 1 비트열의 형태로 출력한다.The sub-frequency selective spreader 3 (530) selects one of the 8 Wilsh codes (W 56 to W 63 ) of the subgroup 7 using the input bits b2, b1, b0, and the SGN3 value "111", and selects one of the 64 bits selected. Outputs 32 bits (C) in the form of 1 bit string.
다수값 선택부(540)는 각 서브주파수 선택적 확산기 1 내지 3(510, 520, 530)으로부터 출력되는 A, B 및 C의 3 비트열을 입력받아, 상기 수학식 1을 계산하여 그 결과값인 D를 출력한다.The
본 실시예에서 Tx_RATE 제어비트는 '0' 값을 가지며, 이에 따라 고속 주파수 선택적 확산기(500)의 출력값인 D가 선택되어 주파수 선택적 확산기(217)의 출력(DOUT)으로 출력된다.
In the present embodiment, the Tx_RATE control bit has a value of '0'. Accordingly, D, which is an output value of the fast frequency
2) 2) 고성능모드High Performance Mode (64(64 MHzMHz 클록, Clock, 심볼율Symbol rate 2 2 MspsMsps ) 및 저속확산방식이 선택된 경우) And slow diffusion method
S2P(216)는 입력되는 직렬 데이터 DIN을 S+M비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력한다. 이후, 주파수 선택적 확산기(217)의 저속 주파수 선택적 확산기(600)에 속한 Q개의 서브 주파수 선택적 확산기(610, 620)는 각각 M개의 데이터 비트를 입력받아 이를 이용하여 해당 서브그룹에서 2M개의 확산부호 중 하나의 확산부호를 선택한다. 즉, Q개의 서브 주파수 선택적 확산기(610, 620)를 통해 Q개의 확산부호를 획득한다. 이후, 다중화기(630)는 Q개의 서브 주파수 선택적 확산기(610, 620)를 통해 획득한 Q개의 확산부호에서 입력 데이터 비트 중 S 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택함으로써 전송 데이터를 발생한다.
구체적인 예를 들어 설명하면, BAND_SEL이 "0011"로 지정된 경우, S2P(216)로 입력되는 신호인 DIN은 최대 8Mbps의 데이터 전송속도를 가지며, S2P(216)에 의하여 1:4의 비로 직렬-병렬변환이 수행되어 b3, b2, ..., b0의 4비트 병렬 심벌이 2Msps로 출력된다. 출력된 병렬심벌은 주파수 선택적 확산기(217)의 저속 주파수 선택적 확산기(600)로 입력된다.As a specific example, when BAND_SEL is designated as "0011", DIN, a signal input to the
BAND_SEL이 "0011"이므로, 서브그룹6(SGN="110") 및 서브그룹7(SGN="111")이 선택되며, 이에 따라 서브 주파수 선택적 확산기 4 및 5에서의 SGN4 및 SGN5 값은 각각 "110" 및 "111"이 된다.Since BAND_SEL is "0011", subgroup 6 (SGN = "110") and subgroup 7 (SGN = "111") are selected so that the SGN4 and SGN5 values at sub-frequency
서브 주파수 선택적 확산기 4(610)에서는 입력비트 b2, b1, b0과 SGN4 값인 "110"을 이용하여 서브그룹 6의 윌시부호 8개(W48 ~ W55) 중의 하나를 선택하고 선택된 64비트 중에서 32비트(F)를 1 비트열의 형태로 출력한다.The sub-frequency
서브 주파수 선택적 확산기 5(620)에서는 입력비트 b2, b1, b0과 SGN5 값인 "111"을 이용하여 서브그룹 7의 윌시부호 8개(W56 ~ W63) 중의 하나를 선택하고 선택된 64비트 중에서 32비트(G)를 1 비트열의 형태로 출력한다.The sub-frequency
다중화기(630)는 서브 주파수 선택적 확산기 4 및 5(610, 620)로부터 출력되는 F 및 G의 2비트열을 입력받고, S2P(216)의 출력 중 b3을 입력받아, b3가 '0'인 경우 서브 주파수 선택적 확산기 4(610)의 출력 F를, '1'인 경우 서브 주파수 선택적 확산기 5(620)의 출력 G를 선택하여 저속 주파수 선택적 확산기(600)의 출력(H)으로 출력한다.The
본 실시예에서 Tx_RATE 제어비트는 '1' 값을 가지며, 이에 따라 저속 주파수 선택적 확산기(600)의 출력값인 H가 다중화기(700)에 의해 선택되어 주파수 선택적 확산기(217)의 출력(DOUT)으로 출력된다.
In the present embodiment, the Tx_RATE control bit has a value of '1', so H, which is an output value of the slow frequency
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능모드에서의 서브 주파수 선택적 확산기의 구조도이다.8 is a structural diagram of a sub-frequency selective spreader in a high performance mode according to an embodiment of the present invention.
고성능모드에서의 서브 주파수 선택적 확산기는 일반모드와 달리 3비트의 입력비트를 가지며, 생성된 64비트 월시부호 중에서 가운데의 32비트만을 1비트열 형태로 출력한다.Unlike the general mode, the sub-frequency selective spreader has 3 bits of input bits and outputs only 32 bits among the generated 64-bit Walsh codes in the form of 1 bit string.
서브 주파수 선택적 확산기 1(510)은 6비트 카운터(511), 6개의 XOR 논리회로(512-1 내지 512-5, 514) 및 6개의 AND 논리회로(513-1 내지 513-6)로 구성되며, 3 비트의 주파수 선택 제어비트(s2, s1, s0)와 3비트의 입력비트(b8, b7, b6)를 갖는다.Sub-frequency
6비트 카운터(511)는 고성능모드의 경우 16 내지 47을 카운트하기 위해 심벌주기마다 초기값 '16'으로 리셋된다.The 6-
3비트의 주파수 선택 제어비트(s2, s1, s0)와 3 비트의 입력비트(b8, b7, b6)를 이용해 해당 서브그룹에 포함된 8개의 월시부호 중 하나가 생성되어 1비트열 형태로 출력된다(A).One of the eight Walsh codes included in the subgroup is generated using the 3-bit frequency selection control bits (s2, s1, s0) and the 3-bit input bits (b8, b7, b6) and output in the form of 1-bit string. (A).
5개의 XOR 논리회로(512-1 내지 512-5)는 Gray 인덱싱을 위한 것이다. 6개의 AND 논리회로(513-1 내지 513-6)는 6 비트 카운터(511)의 출력인 C5 ~ C0와 주파수 선택 제어비트의 최상위 비트인 s2 및 5개의 XOR 논리회로(512-1 내지 512-5)의 출력 비트를 각각 입력으로 한다. 또한, 하나의 XOR 논리회로(514)는 6개의 AND 논리회로(513-1 내지 513-6)의 출력을 XOR하기 위한 것이다.
Five XOR logic circuits 512-1 through 512-5 are for gray indexing. The six AND logic circuits 513-1 to 513-6 are C 5 to C 0 , which are outputs of the 6-
도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 고성능모드에서의 주파수 선택적 디지털 전송장치는 고성능모드뿐만 아니라 일반모드나 저전력모드로도 사용할 수 있다. The frequency selective digital transmitter in the high performance mode described with reference to FIGS. 6 to 8 may be used in the normal mode or the low power mode as well as the high performance mode.
또한, 도 4와 도 7에 도시된 주파수 선택적 확산기의 구조는 고성능모드와 일반모드의 차이점을 설명하기 위해 다르게 도시하였으나, 실제 구현에 있어서는 제어 신호를 이용하여 하나의 구조로 통합하여 구현할 수 있다.In addition, although the structure of the frequency selective spreader illustrated in FIGS. 4 and 7 is shown differently to explain the difference between the high performance mode and the normal mode, in an actual implementation, the structure may be integrated into one structure using a control signal.
또한, 주파수 선택적 확산기는 S2P(216)로부터 출력되는 N비트를 입력받아 도 4 및 도 7에 도시된 주파수 선택적 확산기와 동일한 출력을 낼 수 있는 상이한 구조를 갖는 주파수 선택적 확산기로 대치될 수도 있다.In addition, the frequency selective spreader may be replaced with a frequency selective spreader having a different structure capable of receiving N bits output from the
또한, 도 4와 도 7에 본 발명의 일 실시예로 도시된 주파수 선택적 확산기(217) 내의 고속 주파수 선택적 확산기(500), 저속 주파수 선택적 확산기(600)와 다중화기(700)의 구성은, 저속부터 고속까지 다양한 전송속도를 지원하는 하나 이상의 주파수 선택적 확산기로 구현될 수 있다. 이 경우, 주파수 선택적 확산기는 고속부터 저속까지 다양한 전송속도를 지원하기 위하여 주파수 선택적 확산기로 입력되는 S2P의 출력 심벌당 주파수 선택적 확산기에서 확산되어 출력되는 출력 비트수를 조절하여, 즉 확산이득(Spreading Factor)을 조절하여 전송하게 된다.
In addition, the configurations of the fast frequency
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be substituted, modified, and changed in accordance with the present invention without departing from the spirit of the present invention.
100: 인체통신 MAC
110: MAC 송신처리기 120: MAC 수신처리기
200: 인체통신 물리계층 모뎀
210: 송신기 211: 프리앰플 생성기
212: 제1 확산기 213: 헤더생성기
214: 제2 확산기 215: 데이터생성기
216: S2P 217: 주파수 선택적 확산기
218: 다중화기
220: 수신기 221: 역다중화기
222: 역확산기 223: 헤더처리기
224: 주파수 선택적 역확산기 225: P2S
226: 데이터처리기 227: 프레임 동기부
228: 공통제어신호 생성부
300: 인체통신 AFE
310: 송신/수신 스위치 320: 잡음제거필터
330: 증폭기 340: Clock Recovery & Data Retiming
400: 신호전극100: human body communication MAC
110: MAC transmit processor 120: MAC receive processor
200: human body communication physical layer modem
210: Transmitter 211: Preamp Generator
212: first diffuser 213: header generator
214: second diffuser 215: data generator
216: S2P 217: frequency selective diffuser
218: multiplexer
220: receiver 221: demultiplexer
222: despreader 223: header processor
224: frequency selective despreader 225: P2S
226: Data Processor 227: Frame Synchronizer
228: common control signal generator
300: human body communication AFE
310: transmit / receive switch 320: noise reduction filter
330: Amplifier 340: Clock Recovery & Data Retiming
400: signal electrode
Claims (13)
데이터 속성 정보를 포함하는 헤더를 구성하여 기 정해진 확산부호로 확산하는 헤더 송신처리 수단;
선택된 전송모드 및 확산방식에 따라 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행한 후 주파수 선택적 확산부호로 확산하는 데이터 송신처리 수단; 및
상기 프리앰블 송신처리 수단, 상기 헤더 송신처리 수단 및 상기 데이터 송신처리 수단에 의해 각각 확산된 프리앰블, 헤더 및 데이터를 다중화하여 디지털 신호로 전송하는 다중화 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
Preamble transmission processing means for generating a frame synchronization preamble and spreading the signal with a predetermined spreading code;
Header transmission processing means for constructing a header including data attribute information and spreading the header with a predetermined spreading code;
Data transmission processing means for performing a serial-to-parallel conversion on the transmission data according to the selected transmission mode and spreading method and then spreading the spreading signal with a frequency selective spreading code; And
And multiplexing means for multiplexing the preamble, header, and data spread by the preamble transmission processing means, the header transmission processing means, and the data transmission processing means, respectively, and transmitting them as a digital signal.
상기 데이터 송신처리 수단은,
2N(N은 실수)개의 확산부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 복수의 서브그룹을 생성하고, 생성된 복수의 서브그룹으로부터 P(P는 실수)개의 서브그룹을 채택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 1,
The data transmission processing means,
Divide 2 N (N is a real number) spreading codes by 2 M (M is a real number, M <N) to create a plurality of subgroups, and adopt P (P is a real number) subgroups from the generated plurality of subgroups. Frequency selective digital transmitter, characterized in that for use.
상기 데이터 송신처리 수단은,
기 설정된 비율로 상기 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬변환기; 및
상기 직렬-병렬변환기의 출력을 입력받아 고속확산방식 및 저속확산방식 중 선택된 확산방식에 따라 상기 전송 데이터를 확산하는 주파수 선택적 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 2,
The data transmission processing means,
A serial-to-parallel converter for performing serial-to-parallel conversion on the transmission data at a preset ratio; And
And a frequency selective spreader which receives the output of the serial-to-parallel converter and spreads the transmission data according to a spreading method selected from a fast spreading method and a slow spreading method.
상기 주파수 선택적 확산기는,
상기 고속확산방식에 따라 상기 전송 데이터를 확산하는 고속 주파수 선택적 확산기;
상기 저속확산방식에 따라 상기 전송 데이터를 확산하는 저속 주파수 선택적 확산기; 및
선택된 확산방식에 따라 상기 고속 주파수 선택적 확산기 및 상기 저속 주파수 선택적 확산기의 출력값 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 3, wherein
The frequency selective diffuser,
A fast frequency selective spreader for spreading the transmission data according to the fast spreading method;
A slow frequency selective spreader for spreading the transmission data according to the slow spread method; And
And a multiplexer for selecting and outputting any one of output values of the fast frequency selective spreader and the slow frequency selective spreader according to the selected spreading scheme.
상기 고속확산방식이 선택된 경우,
상기 직렬-병렬 변환기는 전송 데이터를 P*(M+1)비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
상기 고속 주파수 선택적 확산기는,
상기 직렬-병렬 변환기로부터 M+1개의 데이터 비트를 입력받아 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하고, 선택된 값에 나머지 1개의 데이터 비트를 XOR하여 확산부호를 획득하는 P개의 서브 주파수 선택적 확산기; 및
상기 P개의 서브 주파수 선택적 확산기를 통해 각각 획득한 P개의 확산부호에서 다수값을 선택하는 다수값 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 4, wherein
When the fast diffusion method is selected,
The serial-to-parallel converter converts the transmission data into parallel data of P * (M + 1) bits and outputs the converted data.
The fast frequency selective spreader,
M + 1 data bits are inputted from the serial-to-parallel converter to select one spreading code from the corresponding subgroup using M data bits, and to obtain a spreading code by XORing the remaining data bits to the selected value. P sub-frequency selective spreaders; And
And a plurality of value selectors for selecting a plurality of values from the P spreading codes acquired through the P sub-frequency selective spreaders, respectively.
상기 고속확산방식이 선택된 경우,
상기 직렬-병렬 변환기는 전송 데이터를 P*M비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
상기 고속 주파수 선택적 확산기는,
상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 P개의 서브 주파수 선택적 확산기; 및
상기 P개의 서브 주파수 선택적 확산기를 통해 각각 선택한 P개의 확산부호에서 다수값을 선택하는 다수값 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 4, wherein
When the fast diffusion method is selected,
The serial-to-parallel converter converts the transmission data into parallel data of P * M bits and outputs the same.
The fast frequency selective spreader,
P sub-frequency selective spreaders that select one spreading code from the subgroup using M data bits received from the serial-to-parallel converter; And
And a plurality of value selectors for selecting a plurality of values from the P spread codes selected through the P sub-frequency selective spreaders, respectively.
상기 저속확산방식이 선택된 경우,
상기 직렬-병렬 변환기는 전송 데이터를 S+(M+1)비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
상기 저속 주파수 선택적 확산기는,
상기 직렬-병렬 변환기로부터 M+1개의 데이터 비트를 입력받아 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하고, 선택된 값에 나머지 1개의 데이터 비트를 XOR하여 확산부호를 획득하는 Q개의 서브 주파수 선택적 확산기; 및
상기 Q개의 서브 주파수 선택적 확산기를 통해 각각 획득한 Q개의 확산부호에서 나머지 S개의 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 4, wherein
When the slow diffusion method is selected,
The serial-to-parallel converter converts the transmission data into parallel data of S + (M + 1) bits and outputs the converted data.
The slow frequency selective spreader,
M + 1 data bits are inputted from the serial-to-parallel converter to select one spreading code from the corresponding subgroup using M data bits, and to obtain a spreading code by XORing the remaining data bits to the selected value. Q sub-frequency selective spreaders; And
And a multiplexer for selecting one spreading code using the remaining S data bits in the Q spreading codes acquired through the Q sub-frequency selective spreaders, respectively.
상기 저속확산방식이 선택된 경우,
상기 직렬-병렬 변환기는 전송 데이터를 S+M비트의 병렬 데이터로 변환하여 출력하고,
상기 저속 주파수 선택적 확산기는,
상기 직렬-병렬 변환기로부터 입력받은 M개의 데이터 비트를 이용하여 해당 서브그룹에서 하나의 확산부호를 선택하는 Q개의 서브 주파수 선택적 확산기; 및
상기 Q개의 서브 주파수 선택적 확산기를 통해 각각 선택한 Q개의 확산부호에서 나머지 S개의 데이터 비트를 이용하여 하나의 확산부호를 선택하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 4, wherein
When the slow diffusion method is selected,
The serial-to-parallel converter converts the transmission data into parallel data of S + M bits, and outputs the converted data.
The slow frequency selective spreader,
Q sub-frequency selective spreaders for selecting one spreading code from the subgroup using M data bits received from the serial-to-parallel converter; And
And a multiplexer for selecting one spreading code using the remaining S data bits in each of the Q spreading codes selected through the Q sub-frequency selective spreaders.
상기 데이터 송신처리 수단은,
일반모드, 저전력모드 및 고성능모드 중 선택된 전송모드에 따라 상이한 클록 및 심볼율로 동작하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 1,
The data transmission processing means,
A frequency selective digital transmitter, characterized by operating at a different clock and symbol rate depending on a transmission mode selected from a normal mode, a low power mode, and a high performance mode.
상기 고성능모드가 선택된 경우,
상기 데이터 송신처리 수단은 상기 주파수 선택적 확산부호의 출력비트 중 일부만을 사용하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 9,
When the high performance mode is selected,
And said data transmission processing means uses only some of the output bits of said frequency selective spreading code.
상기 데이터 송신처리 수단은 상기 주파수 선택적 확산부호의 출력비트수가 N개인 경우, 가운데 위치한 N/2개의 비트를 사용하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 10,
And said data transmission processing means uses N / 2 bits located in the center when the number of output bits of said frequency selective spreading code is N.
상기 데이터 송신처리 수단은,
상기 직렬-병렬변환기의 출력 심벌당 상기 주파수 선택적 확산기의 출력 비트수를 조절하여 다양한 전송 속도를 지원하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.
The method of claim 3, wherein
The data transmission processing means,
And a variable transmission speed by controlling the number of output bits of the frequency selective spreader per output symbol of the serial-to-parallel converter.
선택된 전송모드 및 확산방식에 따라 데이터 속성 정보를 포함하는 헤더와 전송 데이터에 대한 직렬-병렬변환을 수행한 후 주파수 선택적 확산부호로 확산하는 헤더 및 데이터 송신처리 수단; 및
상기 프리앰블 송신처리 수단과 상기 헤더 및 데이터 송신처리 수단에 의해 각각 확산된 프리앰블 및 헤더와 전송 데이터를 다중화하여 디지털 신호로 전송하는 다중화 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 디지털 전송장치.Preamble transmission processing means for generating a frame synchronization preamble and spreading the signal with a predetermined spreading code;
A header and data transmission processing means for spreading a header including data attribute information and spreading with a frequency selective spreading code after performing serial-to-parallel conversion on transmission data according to the selected transmission mode and spreading scheme; And
And multiplexing means for multiplexing the preamble, the header and the transmission data spread by the preamble transmission processing means, the header and the data transmission processing means, respectively, and transmitting them as a digital signal.
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