KR20110068255A - 차동 길이 변조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 변조 장치는 데이터 수신장치로 전송할 데이터를 변조하는 장치에 있어서, 전송할 디지털 데이터를 차동 부호화하는 차동 부호화부와, 상기 차동 부호화부로부터 출력되는 차동 부호화 신호를 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호로 변조하는 변조부를 포함한다.

변조, 복조, 차동, 길이, 캐오틱, 카오스, 신호

Description

차동 길이 변조 방법 및 장치{METHOF FOR DIFFRENTIAL LENGTH SHIFT KEYING MODULATION AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 데이터 통신 방법에 관한 것으로써, 특히 데이터의 변조 방법에 관한 것이다.

근거리통신 영역인 PAN(Personal Area Network) 및 BAN(Body Area Network)은 저전력(low power) 및 저 복잡도(low complexity)가 요구된다. 이에 따라, 이러한 통신 시스템에서는 전력(low power) 소모와 및 복잡도(low complexity)가 상대적으로 낮은 논 코히런트(non-coherent) 수신방법이 적합하다. 나아가, 저전력이면서 시스템이 간단한 통신 시스템을 위해서는 코히런트 수신기 대신에 이보다 상대적으로 복잡도가 낮은 차동 코히런트 수신기(differential coherent receiver)가 사용될 수 있다.

한편, 종래의 차동 코히런트 변조 방식으로 Differential Phase Shift Keying(PSK), Frequency Shift Keying(FSK), Amplitude Shift Keying(ASK)가 있으며, 각각 위상(Phase), 주파수(Frequency), 진폭(Amplitude)의 변화를 이용해 변조한다.

Differential PSK, FSK, ASK와 같은 종래의 차동 코히런트 변조 방식은 일반적으로 폭넓게 사용되고 있으나, 위상, 주파수, 진폭의 변화를 주기 위해서는 각각에 대해서 회로의 구성이 요구되고, 동작 변화에 따른 전류의 변화도 크기 때문에, 종래의 차동 코히런트 방식은 복잡도가 다소 높은 문제가 있다.

본 발명은 전술한 점들을 고려하여 안출된 것으로써, 저전력으로 구현가능하며 복잡도가 낮은 차동 길이 변조 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 변조 장치는 데이터 수신장치로 전송할 데이터를 변조하는 장치에 있어서, 전송할 디지털 데이터를 차동 부호화하는 차동 부호화부와, 상기 차동 부호화부로부터 출력되는 차동 부호화 신호를 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호로 변조하는 변조부를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 복조 장치는 데이터 송신장치에서 변조된 데이터를 수신하여 복조하는 복조장치에 있어서, 수신된 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호를 차동 부호화 신호로 복조하는 복조부와, 상기 차동 부호화 신호를 디지털 데이터로 변환하는 차동 복호화부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 변조 방법은 데이터 수신장치로 전송할 데이터를 변조하는 방법에 있어서, 전송할 디지털 데이터를 차동 부호화하는 과정과, 차동 부호화 신호를 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호로 변조하는 과정을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 복조 방법은 데이터 송신장치에서 변조된 데이터를 수신하여 복조하는 방법에 있어서, 수신된 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호를 차동 부호화 신호로 복조하는 과정과, 상기 차동 부호화 신호 를 디지털 데이터로 변환하는 과정을 포함한다.

본 발명의 차동 길이 변조 방법 및 장치에 따르면, 전송되는 신호의 위상, 주파수, 진폭 등을 변화시키지 않고, 신호의 지속 시간 만을 제어하여 차동 변조의 구현이 가능하다.

또한, 전송되는 신호의 위상, 주파수, 진폭 등을 변화시키기 위한 복잡한 회로의 구성이 요구되지 않으며, 변조 과정에서 전류 변화도 크게 요구하지 않는다.

또한, 전송되는 신호의 위상, 주파수, 진폭 등을 멀티 레벨로 변화시켜 구현하는 차동 변조 방법에 비하여 복잡도를 현저하게 줄일 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 장치의 대략적인 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 장치는 차동 부호화부(10) 및 변조부(15)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 장치는 전송되는 캐오틱(Chaotic) 신호의 차로 변조를 수행하는 방법이므로, 차동 부호화부(10)는 전송할 데이터가 이 전의 데이터 신호와 동일하면 '1'로 부호화하고, 전송할 데이터가 이전의 데이터 신호와 동일하지 않으면 '0'으로 부호화한다. 즉, 차동 부호화부(10)는 현재 주기(k)의 전송할 데이터 신호(b_k)를 이전 주기의 데이터 신호, 즉 지연 신호(e_{k -1})와 비교하여, 상기 두 신호(b_k,e_{k -1})가 동일하면 '1'로 부호화하고, 상기 두 신호(b_k,e_{k -1})가 동일하지 않으면 '0'으로 부호화하여 차동 부호화 신호(e_k)를 출력한다. 구체적으로, 차동 부호화부(10)는 현재 주기(k)의 전송할 데이터 신호(b_k)와 상기 지연 신호(e_{k -1})를 서로 비교하여 차동 부호화 신호(e_k)를 출력하는 논리회로(11)와, 상기 차동 부호화 신호(e_k)를 지연시킨 지연 신호(e_{k -1})를 상기 논리회로(11)로 출력하는 신호 지연부(12)를 구비한다. 예컨대, 상기 차동 부호화부(10)에서의 신호(b_k, e_k, e_{k -1})는 도 2에서와 같이 예시된다.

비록, 본 발명의 일 실시예에서 상기 두 신호(b_k,e_{k -1})가 동일하면 '1'로 부호화하고, 상기 두 신호(b_k,e_{k -1})가 동일하지 않으면 '0'으로 부호화하여 차동 부호화 신호(e_k)를 출력함을 예시하였으나, 이에 대한 대안으로써 상기 두 신호(b_k,e_{k -1})가 동일하지 않으면 '1'로 부호화하고, 상기 두 신호(b_k,e_{k -1})가 동일하면 '0'으로 부호화하여 차동 부호화 신호(e_k)를 출력하는 것도 가능하다.

한편, 캐오틱 신호는 도 3에서와 같이 전송 파워와 주파수 마스크를 만족하 는 일정한 진폭을 갖는다. 따라서, 캐오틱 신호의 길이를 변조하여 전송하더라도 차동 변조의 구현이 가능하다. 이를 이용하여, 상기 변조부(15)는 상기 차동 부호화 신호(e_k)를 캐오틱 신호의 길이를 이용하여 변조한다. 즉, 변조부(15)는 상기 차동 부호화 신호(e_k)가 '0'이면 데이터 심볼의 지속 시간(T) 길이의 캐오틱 신호를 출력하고, 상기 차동 부호화 신호(e_k)가 '1'이면 데이터 심볼의 지속 시간(T)보다 상대적으로 긴 지속 시간, 예컨대 3T 길이의 캐오틱 신호를 출력한다.

예컨대, 상기 변조부(15)는 지속적으로 캐오틱 신호를 생성하여 출력하는 캐오틱 신호 발생부(15) 및 상기 캐오틱 신호 발생부(17)로부터 캐오틱 신호를 수신하고, 상기 차동 부호화 신호(e_k)에 대응하여 캐오틱 신호의 길이를 변조한 신호를 출력하는 캐오틱 신호 길이 변조부(17)를 구비한다. 예컨대, 캐오틱 신호의 길이를 변조한 신호는 도 4에 예시된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 복조 장치의 대략적인 구성을 도시하는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 복조 장치는 복조부(50) 및 차동 복호화부(55)를 포함한다.

복조부(50)는 캐오틱 신호의 길이가 변조된 신호를 수신하여, 길이 변조된 캐오틱 신호를 복조한다. 예컨대, 상기 복조부(50)는 수신된 신호를 한 심볼 시간구간 동안 지연 처리하는 신호 지연부(51)와, 수신된 신호와 한 심볼 시간구간 동안 지연 처리된 신호의 상관 값을 얻기 위한 적분기(53)와, 상기 적분기를 통해 출력되는 상관 값을 미리 정해진 임계값과 비교하여 데이터 심볼의 디지털 값을 확인 하기 위한 비교기(54)를 구비한다. 이러한, 복조부(50)를 통해, 캐오틱 신호의 길이가 변조된 신호를 상기 차동 부호화 신호(e_k)를 복조한다.

나아가, 상기 차동 복호화부(55)는 상기 차동 부호화 신호(e_k)를 차동 복호화하여 데이터 신호(b_k)를 복원한다.

이러한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 장치 및 차동 변조 장치에 따르면, 전송되는 신호의 위상(Phase), 주파수(Frequency), 진폭(Amplitude)를 변화시키지 않고 캐오틱 신호의 지속 시간만을 변조하는 것만으로, 차동 변조 구현이 가능하다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 장치 및 차동 변조 장치는 신호의 위상, 주파수, 및 진폭의 변화를 구현하기 위한 별도의 회로 구성이 필요 없으며, 변조 상의 전류의 변화도 크게 요구하지 않는다. 따라서, 회로를 비교적 간단하게 구현하여 차동 변조 신호를 생성할 수 있으며, 수신장치에서는 상기 차동 변조 신호를 비교적 간단하게 복조할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.

우선, 61단계에서, 현재 주기(k)에서 전송할 소스 데이터 신호(b_k)를 입력받고, 62단계에서, 이전 주기의 데이터 신호, 즉 지연 신호(e_{k -1})를 논리회로에 입력한다.

다음으로, 63단계에서 논리회로는 현재 주기(k)의 소스 데이터 신호(b_k)를 상기 지연 신호(e_{k -1})와 비교하여, 상기 두 신호(b_k,e_{k -1})가 동일하지 않으면 '1'로 부호화하고, 상기 두 신호(b_k,e_{k -1})가 동일하면 '0'으로 부호화하여 차동 부호화 신호(e_k)를 출력한다.

64단계에서, 상기 차동 부호화 신호(e_k)를 캐오틱 신호의 길이를 이용하여 변조한다. 즉, 상기 차동 부호화 신호(e_k)가 '0'이면 데이터 심볼의 지속 시간(T) 길이의 캐오틱 신호를 출력하고, 상기 차동 부호화 신호(e_k)가 '1'이면 데이터 심볼의 지속 시간(T)보다 상대적으로 긴 지속 시간, 예컨대 3T 길이의 캐오틱 신호를 출력한다.

마지막으로, 65단계에서는, 상기 길이 변조된 캐오틱 신호를 이용하여 송신 신호를 생성하여, 수신 장치로 전송한다.

한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 복조 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.

우선, 71단계에서 상기 차동 변조 방법에 의해 생성된 상기 길이 변조된 캐오틱 신호를 수신한다.

그리고, 72단계에서, 수신된 상기 길이 변조된 캐오틱 신호를 한 심볼 시간구간 동안 지연 처리하고, 73단계에서 수신된 신호와 한 심볼 시간구간 동안 지연 처리된 신호의 상관 값을 얻기 위하여, 수신된 신호와 한 심볼 시간구간 동안 지연 처리된 신호의 적분 연산을 수행한다.

다음으로, 상기 적분 연산으로 출력되는 상관 값을 미리 정해진 임계값과 비교하여, 상기 상관 값이 상기 임계값을 초과하는지를 확인한다. 그 결과 상기 상관 값이 상기 임계값을 초과하는 경우 상기 차동 부호화 신호(e_k)를 '1'로 설정하고, 상기 상관 값이 상기 임계값을 초과하지 못하는 경우 상기 차동 부호화 신호(e_k)를'0'으로 설정한다.

다음으로, 75단계에서 상기 차동 부호화 신호(e_k)를 차동 복호화하고, 76단계에서 상기 소스 데이터 신호(b_k)를 복원한다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 장치의 대략적인 구성을 도시하는 블록도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 장치에 생성되는 디지털 신호를 예시하는 표,

도 3은 캐오틱 신호의 특성을 예시하는 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 장치에 의해 길이 변조된 캐오틱 신호의 일 예시도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 복조 장치의 대략적인 구성을 도시하는 블록도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 변조 방법의 순서를 도시하는 흐름도,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 복조 방법의 순서를 도시하는 흐름도.

Claims (12)

1. 데이터 수신장치로 전송할 데이터를 변조하는 장치에 있어서,

   전송할 디지털 데이터를 차동 부호화하는 차동 부호화부와,

   상기 차동 부호화부로부터 출력되는 차동 부호화 신호를 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호로 변조하는 변조부를 포함함을 특징으로 하는 변조 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 차동 부호화부는 논리회로 및 상기 논리회로로부터 출력되는 신호를 지연시켜 상기 논리회로로 입력하는 신호 지연부를 구비하며,

   상기 논리회로는 디지털 데이터 및 상기 신호 지연부로부터의 지연 신호를 비교하여 상기 차동 부호화 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 변조 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변조부는,

   캐오틱(Chaotic) 신호를 발생시키는 캐오틱 신호 발생부와,

   상기 차동 부호화 신호의 디지털 값에 대응하여, 상기 캐오틱 신호 발생부로부터 입력받은 캐오틱 신호의 길이를 가변하여 출력하는 캐오틱 신호 길이 변조부를 포함함을 특징으로 하는 변조 장치.
4. 데이터 송신장치에서 변조된 데이터를 수신하여 복조하는 복조장치에 있어 서,

   수신된 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호를 차동 부호화 신호로 복조하는 복조부와,

   상기 차동 부호화 신호를 디지털 데이터로 변환하는 차동 복호화부를 포함함을 특징으로 하는 데이터 복조장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 복조부는

   수신된 수신 신호를 단위시간 동안 지연시켜 지연 신호를 출력하는 신호 지연기와,

   상기 수신신호 및 지연 신호를 적분 연산하여 상관 신호를 출력하는 적분기를 포함함을 특징으로 하는 데이터 복조장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 차동 복호화부는,

   상기 상관 신호를 이용하여 데이터 심볼 값을 판단하는 비교기를 구비함을 특징으로 하는 데이터 복조장치.
7. 데이터 수신장치로 전송할 데이터를 변조하는 방법에 있어서,

   전송할 디지털 데이터를 차동 부호화하는 과정과,

   차동 부호화 신호를 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호로 변조하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 변조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 차동 부호화과정은,

   디지털 데이터의 신호를 단위시간 동안 지연시키는 과정과,

   디지털 데이터 신호와 지연된 신호를 비교하여 상기 차동 부호화 신호를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 변조 방법.
9. 제8항에 있어서,

   캐오틱 신호를 생성하는 과정과,

   상기 차동 부호화 신호의 디지털 값에 대응하여, 상기 신호의 길이를 가변하여 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 변조 방법.
10. 데이터 송신장치에서 변조된 데이터를 수신하여 복조하는 방법에 있어서,

    수신된 서로 다른 길이의 캐오틱(Chaotic) 신호를 차동 부호화 신호로 복조하는 과정과,

    상기 차동 부호화 신호를 디지털 데이터로 변환하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 복조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 차동 부호화 신호로 복조하는 과정은,

    수신된 수신 신호를 단위시간 동안 지연시켜 지연 신호를 출력하는 과정과,

    상기 수신신호 및 지연 신호를 적분 연산하여 상관 신호를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 복조 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 상관 신호를 이용하여 상기 차동 부호화 신호를 디지털 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 데이터 복조 방법.

Images