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KR20000061550A - Data Transmission and Reception Device for channel capacity increase(Trubitsin's scheme for channel capacity increase) - Google Patents

Data Transmission and Reception Device for channel capacity increase(Trubitsin's scheme for channel capacity increase) Download PDF

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KR20000061550A
KR20000061550A KR1019990010658A KR19990010658A KR20000061550A KR 20000061550 A KR20000061550 A KR 20000061550A KR 1019990010658 A KR1019990010658 A KR 1019990010658A KR 19990010658 A KR19990010658 A KR 19990010658A KR 20000061550 A KR20000061550 A KR 20000061550A
Authority
KR
South Korea
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code
channel
parallel
outputting
analog
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1019990010658A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
뜨루비친레오니드
사표라프아나톨리
Original Assignee
이원근
주식회사 싱커스텍
송의섭
샤표라프 아나톨리
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Filing date
Publication date
Application filed by 이원근, 주식회사 싱커스텍, 송의섭, 샤표라프 아나톨리 filed Critical 이원근
Priority to KR1019990010658A priority Critical patent/KR20000061550A/en
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Abstract

본 발명은 제한된 대역폭과 신호 전력으로 채널을 통해 디지털 메세지를 전송함에 사용할 수 있도록 하는 데이터 송수신장치에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission / reception apparatus for use in transmitting a digital message over a channel with limited bandwidth and signal power.

전송펄스의 진폭, 주파수 및 시간을 임시로 중첩(overlap) 시킴으로써 채널 수용 용량을 증가시킬 수 있다.The channel capacity can be increased by temporarily overlapping the amplitude, frequency and time of the transmission pulse.

중첩 펄스는 주파수적으로 중첩된 스펙트럼을 가지며, 그 결과 채널 대역폭을 확장할 수 없다. 지수적인 법칙에 따라 각 중첩된 펄스의 내부 임펄스 변조(intra impulse modulation) 사용은 채널 신호에 대한 다이나믹 레인지의 증가를 방지한다.The overlapping pulses have frequency overlapping spectra, and as a result, the channel bandwidth cannot be extended. According to an exponential law, the use of intra impulse modulation of each superimposed pulse prevents an increase in the dynamic range for the channel signal.

중첩의 결과로서 나타나는 상수성분은 채널을 통해 전해지지 않고 채널 종단에서만 존재한다.Constant components appearing as a result of overlap do not propagate through the channel, but only at the channel end.

Description

채널 용량 증대를 위한 데이터 송수신 장치(일명, 채널용량 증대를 위한 뜨루비친의 방법){Data Transmission and Reception Device for channel capacity increase(Trubitsin's scheme for channel capacity increase)}Data Transmission and Reception Device for channel capacity increase (Trubitsin's scheme for channel capacity increase)

본 발명은 데이터 송수신 장치에 관한 것으로서, 특히 전송펄스의 진폭, 주파수 및 시간을 중첩(overlap)시킴으로써 제한된 대역폭과 신호전력으로 채널을 통해 디지털 데이터를 전송하여 채널 수용 용량을 증가시키도록 하는 데이터 송수신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data transmission / reception apparatus, and more particularly, to a data transmission / reception apparatus that increases channel capacity by transmitting digital data through a channel with limited bandwidth and signal power by overlapping amplitude, frequency, and time of a transmission pulse. It is about.

일반적으로, 지상라인 채널, 무선채널, 광학채널 등의 통신 채널을 통하여 디지털 데이터를 전송하는 경우에 해당 데이터를 손실없이 전달하기 위해서는 데이터 전송의 정확도를 증가시켜야 할 필요성이 있다.In general, when digital data is transmitted through a communication channel such as a ground line channel, a wireless channel, or an optical channel, it is necessary to increase the accuracy of data transmission in order to transmit the data without loss.

이와같이 데이터 전송의 정확도를 증가시키기 위하여 다양한 기술이 제안된 바 있다. 그 일예로, 소비에트 연방 공화국(USSR)의 제1325718호 특허에는 "이진코드 전송장치"라는 발명이 제안되어 있는데, 이 발명은 데이터 전송을 가속하기 위하여 신호 전력을 첨예하게 증가시킨다는 단점이 있다.As such, various techniques have been proposed to increase the accuracy of data transmission. As an example, the USSR 131325718 patent proposes a "binary code transmitter", which has the disadvantage of sharply increasing signal power to accelerate data transmission.

또한, 소비에트 연방 공화국(USSR)의 제1511865호 특허에는 전송코드 신호 값을 최적화 함으로써 데이터 전송의 정확도를 증가시키기 위한 "이진코드 전송장치"라는 발명이 제안되어 있는데, 이 발명은 데이터 전송율이 낮다는 단점이 있다.In addition, the USSR patent No. 1511865 proposes an invention called "binary code transmission device" for increasing the accuracy of data transmission by optimizing the value of the transmission code signal. There are disadvantages.

채널 용량에 관한 이론으로서 섀논의 한계(Shannon's Limit)가 알려져 있는데, 이 섀논의 한계는 대역폭 및 허용 신호전력에 의해 한정되는 다음의 수학식 1로 표현된다.Shannon's Limit is known as a theory of channel capacity, which is represented by the following equation (1) defined by the bandwidth and the allowed signal power.

C = ΔF · log2(1 + Ps/Pn), BpsC = ΔFlog 2 (1 + P s / P n ), Bps

여기서, ΔF는 채널 대역폭(Hz)이고, Ps/Pn은 채널의 신호 대 잡음 전력비 이다.Where ΔF is the channel bandwidth (Hz) and P s / P n is the signal-to-noise power ratio of the channel.

이와같은 한계는 채널 특성을 변화시키지 않는 한 어떠한 전송모드에 대해서도 극복될 수 없는 것으로 간주되고 있다. 수학식 1에 근거한 채널 특성은 잡음 전력 Pn에 의하여 나누어지는 신호 전력 Ps의 허용되는 다이나믹 레인지(Dynamic Range)와 대역폭 ΔF을 의미함과 아울러, 채널특성은 입력되는 정보에 따라 이전 상태를 변화시키는 능력을 의미하는데, 제한된 파동영역(wave range)과 신호 다이나믹 레인지의 상태 하에서 매 시간 T 마다 채널의 상태가 변화되어야 하고, 만일 그러한 채널 상태의 변화가 없게되면 아무런 데이터 전송을 할 수 없다.This limitation is considered to be insurmountable for any transmission mode unless the channel characteristics are changed. The channel characteristic based on Equation 1 means the allowable dynamic range and bandwidth ΔF of the signal power P s divided by the noise power P n , and the channel characteristic changes the previous state according to the input information. In other words, the state of the channel must change every time T under the condition of limited wave range and signal dynamic range, and if there is no change in the state of the channel, no data transmission is possible.

예를들어, 제한된 3kHz 파동영역의 채널에 의하여 정보를 전송하는 경우를 가정해보면, 수학식 1에 따른 채널 용량은 신호 대 잡음 비에 의하여 결정된다. 또한, 채널의 잡음 전력이 전송 정보에 영향을 받지 않는 어떤 양(量)에 의하여 제한되는 경우를 가정해 보면, 최대 정보량(채널의 수용 용량)은 신호 전력 Ps값에 의해서 만이 결정된다. 그리고, 채널 특성 정의에 따르면, 신호 전력 Ps는 입력되는 정보에 따라 매 순간 마다 변화되어야 하며, 그 변화가 3kHz 파동영역에서 이루어지는 것으로 간주되어야 한다. 이때, 예를들어 최대속도 150kbit/s와 채널의 최대 잡음전력 100pW(가입자 전화라인의 잡음전압 측정기 잡음전력)으로 데이터 전송하는 경우에, 약 112kW의 신호 전력이 필요하다.For example, suppose that information is transmitted through a limited 3 kHz wave region channel. The channel capacity according to Equation 1 is determined by the signal-to-noise ratio. Further, assuming that the noise power of the channel is limited by a certain amount that is not affected by the transmission information, the maximum amount of information (capacity of the channel) is determined only by the signal power P s value. In addition, according to the channel characteristic definition, the signal power P s should be changed at every moment according to the input information, and the change should be regarded as being made in the 3 kHz wave region. At this time, for example, when transmitting data at a maximum speed of 150 kbit / s and a maximum noise power of 100 pW (noise voltage meter noise power of a subscriber telephone line), a signal power of about 112 kW is required.

일반적인 경우 채널상의 신호 전력은 제한되며 또한 위의 값보다는 훨씬 작은 값을 가지게 된다. 예를들어 VF채널의 데이터 전송 신호전력은 약 32μW이고, 이때 수학식 1에 따른 채널용량은 대략 57kbit/s가 된다. 신호 대 잡음 전력값이 각각 32μW와 10pW인 조건에서 수용용량을 150kbit/s 까지 증가시키기 위해서는 그에 대응하여 7kHz, 8kHz의 파동영역이 필요하다.In general, the signal power on the channel is limited and is much smaller than the above values. For example, the data transmission signal power of the VF channel is about 32 μW, and the channel capacity according to Equation 1 is about 57 kbit / s. In order to increase the capacity to 150kbit / s under the condition that the signal-to-noise power values are 32μW and 10pW, respectively, a wave range of 7kHz and 8kHz is required.

이상과 같이, 종래에는 수학식 1에 의한 채널용량을 증가시키기 위해서는 대역폭과 신호/잡음 전력비를 증가시켜야 되는 문제점이 있었다.As described above, in order to increase the channel capacity according to Equation 1, there is a problem in that the bandwidth and the signal / noise power ratio need to be increased.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 수학식 1에 의한 채널용량을 증가시키는 경우 전송펄스의 진폭, 주파수 및 시간을 중첩(overlap)시켜 제한된 대역폭과 신호전력으로 채널을 통해 디지털 데이터를 전송함으로써, 대역폭과 신호/잡음 전력비를 증가시킴이 없이 채널 용량을 증가시키도록 하는 데이터 송수신 장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention, when increasing the channel capacity according to the equation (1) by overlapping the amplitude, frequency and time of the transmission pulse (limited bandwidth) The present invention provides a data transmitting / receiving apparatus for increasing channel capacity without increasing bandwidth and signal / noise power ratio by transmitting digital data through a channel with over signal power.

도1은 시간, 주파수 및 진폭에서 중첩된 펄스를 보인 스펙트럼,1 is a spectrum showing superimposed pulses in time, frequency and amplitude,

도2는 펄스를 중첩하는 경우에 채널내 신호의 결과적인 형태를 보인 파형도,Fig. 2 is a waveform diagram showing the resultant shape of a signal in a channel when superimposing pulses;

도3은 펄스를 중첩하는 경우에 ΔF=100Hz∼3kHz, 신호대 잡음 전력의 피이크 비가 대략 55dB, 에러확률 10-10, 데이터 전송속도 150kbit/s를 갖는 조건에 대한 채널내의 신호와 그 스펙트럼을 나타낸 도,Fig. 3 is a diagram showing signals in a channel and its spectrum for a condition having ΔF = 100 Hz to 3 kHz, a peak-to-noise power ratio of approximately 55 dB, an error probability of 10 to 10 , and a data rate of 150 kbit / s when overlapping pulses. ,

도4는 본 발명에 따른 데이터 송신장치의 구성도,4 is a block diagram of a data transmission apparatus according to the present invention;

도5는 본 발명에 따른 데이터 수신장치의 구성도,5 is a block diagram of a data receiving apparatus according to the present invention;

도6은 도5에 도시된 카운터부의 구성을 예시한 도.FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the counter unit shown in FIG. 5; FIG.

* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 병렬-직렬 시프트 블럭 2, 3 : 병렬레지스터1: parallel-serial shift block 2, 3: parallel register

4 : ROM5 : 어드레스 레지스터4: ROM5: Address register

6 : 승산기 7 : 가산기6 multiplier 7 adder

8 : 디지털-아날로그 변환기(DAC)9 : 저역통과필터(LPF)8: Digital-to-Analog Converter (DAC) 9: Low Pass Filter (LPF)

10 : 아날로그-디지털 변환기(ADC) 11 : 감산기10: analog-to-digital converter (ADC) 11: subtractor

12 : 복호화부 13 : 카운터부12 decoding unit 13 counter unit

14 : 코드 결정부 15 : 부호화부14: code determiner 15: encoder

16 : 디코더 17 : 카운터16: decoder 17: counter

20 : 부호화부20: encoder

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 채널 용량 증대를 위한 데이터 송신장치에 있어서, 다수의 병렬 이진 코드를 일정 주기로 시프트시키면서 병렬 이진 코드에 따른 부호화 함수인 기저함수의 값들을 곱하고, 일정 주기 동안의 모든 곱을 합해서 이진 코드를 부호화 하는 부호화 수단과; 상기 부호화 수단으로 부터 공급되는 코드를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환수단과; 상기 디지털-아날로그 변환수단으로 부터 공급되는 아날로그 신호를 저역 통과시켜 채널로 전송하는 저역 통과 필터수단을 포함하는데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is, in the data transmission apparatus for increasing the channel capacity, multiply the values of the basis function which is a coding function according to the parallel binary code while shifting a plurality of parallel binary codes at regular intervals. Encoding means for encoding a binary code by adding up all products during a predetermined period; Digital-analog converting means for converting a code supplied from said encoding means into an analog signal; And low-pass filter means for low-passing the analog signal supplied from the digital-to-analog conversion means and transmitting it to the channel.

또한, 상기 부호화 수단은, 입력되는 다수의 병렬 이진 코드를 일정 주기로 시프트 시키는 병렬-직렬 시프트 수단과; 상기 병렬-직렬 시프트 수단으로 부터 입력되는 제1 코드를 저장하여 어드레스로서 출력하는 다수의 어드레스 레지스터와; 상기 어드레스 레지스터로 부터 인가되는 어드레스에 따라서 기저장된 기저함수 값들을 출력하는 다수의 메모리 수단과; 상기 메모리 수단의 출력과, 상기 병렬-직렬 시프트 수단으로부터 입력되는 제2 코드를 승산하는 다수의 승산수단과; 상기 승산수단의 출력에 대하여 상기 병렬-직렬 시프트 수단에서 시프트된 총 시간동안의 상기 메모리 수단의 출력을 가산하여 상기 디지털-아날로그 변환수단에 출력하는 가산수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the encoding means may include: parallel-serial shift means for shifting a plurality of parallel binary codes input at a predetermined period; A plurality of address registers for storing a first code input from said parallel-serial shift means and outputting it as an address; A plurality of memory means for outputting prestored basis function values in accordance with an address applied from said address register; A plurality of multiplication means for multiplying the output of said memory means and a second code input from said parallel-serial shift means; And an adding means for adding the output of the memory means for the total time shifted in the parallel-serial shift means to the output of the multiplication means and outputting the output to the digital-analog converting means.

한편, 본 발명의 다른 특징은, 채널 용량 증대를 위한 데이터 수신장치에 있어서, 채널로부터 전송된 부호화된 아날로그 코드를 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환수단과; 상기 디지털 변환된 신호로부터 모델값 코드를 감산하는 감산수단과; 상기 감산수단의 결과를 입력으로 하고, 디코딩 테이블을 참조하여 이진 코드를 출력하는 복호화 수단과; 상기 복호화 수단으로부터 출력되는 이진 코드를 카피하여 소정 시간을 주기로 출력하는 카운터 수단과; 상기 카운터 수단으로 부터 인가되는 값에 따라 이진 코드를 결정하여 출력하는 코드 결정수단과; 상기 코드 결정수단으로 부터 인가되는 이진 코드에 따라 모델값 코드를 생성하여 상기 감산수단에 출력하는 부호화수단을 포함하는데 있다.On the other hand, another aspect of the present invention provides a data receiving apparatus for increasing channel capacity, comprising: analog-to-digital conversion means for digitally converting an encoded analog code transmitted from a channel; Subtraction means for subtracting a model value code from the digitally converted signal; Decoding means for inputting a result of the subtraction means and outputting a binary code with reference to a decoding table; Counter means for copying a binary code output from said decoding means and outputting it at a predetermined time period; Code determining means for determining and outputting a binary code according to a value applied from said counter means; And encoding means for generating a model value code according to the binary code applied from the code determining means and outputting the model value code to the subtraction means.

그리고, 상기 카운터 수단은, 상기 부호화 수단으로 부터 인가되는 이진 코드를 디코딩하는 다수의 디코더와; 상기 디코더에 대응되게 접속되어, 상기 디코더로 부터 인가받은 코드를 카피하여 시프트 시키는 다수의 카운터를 구비하는 것을 특징으로 한다.And the counter means comprises: a plurality of decoders for decoding a binary code applied from the encoding means; And a plurality of counters connected corresponding to the decoders for copying and shifting codes applied from the decoders.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

통신 채널의 수용용량에 관한 섀논의 한계에 대한 극복의 증명은 다음의 제1 및 제2 기술(statements)에 의거한다.The demonstration of overcoming Shannon's limitations on the capacity of the communication channel is based on the following first and second statements.

제1기술. 정보의 입력을 가속하는 경우에 대역폭의 증가를 회피하기 위해서는, 펄스는 시간, 진폭 및 주파수로 중첩 되어야 한다. 그때의 데이터 전송펄스는 스펙트럼이 주파수에서 중첩되도록 산출되고, 그러면 스펙트럼 합 법칙에 따라, 단일 펄스의 스펙트럼 합은 이들 펄스의 스펙트럼 합과 동등하게 될 것이다.First technology. In order to avoid an increase in bandwidth when accelerating the input of information, pulses must overlap in time, amplitude and frequency. The data transmission pulses at that time are calculated such that the spectra overlap in frequency, and according to the spectral sum law, the spectral sum of a single pulse will be equal to the spectral sum of these pulses.

제2기술. 주파수 통합된 가우스 펄스를 데이터 전송 펄스로 사용하면, 채널에서의 결과신호는 라플라스 함수로 표현되고, 이 함수의 상수성분은 채널 종단에서만 사용되고 채널에는 입력되지 않으며, 그 것은 유용한 정보를 포함하지 않는다.Second technology. Using a frequency-integrated Gaussian pulse as a data transfer pulse, the resulting signal in the channel is represented by the Laplace function, whose constant component is used only at the channel end and is not input to the channel, which does not contain useful information.

도1은 상기 제1기술의 구현을 보인 것이고, 도2는 상기 제2기술의 구현을 나타낸 것이다. 도3은 채널에서의 이진코드 전송속도가 150kbit/s, 채널 대역폭이 100Hz∼3kHz, 채널 신호 대 잡음 전력비가 근사적으로 32μW/100pW, 디코딩 에러율이 10-10인 환경에서의 채널 및 스펙트럼의 신호를 나타낸 것이다.1 shows an implementation of the first technique, and FIG. 2 shows an implementation of the second technique. Fig. 3 shows a signal of a channel and spectrum in an environment with a binary code transmission rate of 150 kbit / s, a channel bandwidth of 100 Hz to 3 kHz, a channel signal-to-noise power ratio of approximately 32 μW / 100 pW, and a decoding error rate of 10 -10 . It is shown.

도4는 본 발명에 의한 데이터 송신장치의 블록 구성도 이다.4 is a block diagram of a data transmission apparatus according to the present invention.

도4에 도시된 본 발명에 의한 데이터 송수신장치는 부호화부(20), DAC(8) 및 LPF(9)를 구비하여 구성된다. 부호화부(20)는 병렬 이진 코드와, 부호화 함수인 기저함수의 값들을 곱하고, 일정 주기 동안의 모든 곱의 합해서 이진 코드를 부호화하여 DAC(8)측에 출력한다. DAC(8)는 부호화부(20)로 부터 공급되는 코드를 아날로그 신호로 변환하여 LPF(9)측에 출력하고, LPF(9)는 DAC(8)로 부터 공급되는 아날로그 신호를 저역 통과시켜 채널측으로 전송한다.The data transmitting and receiving apparatus according to the present invention shown in FIG. 4 includes an encoder 20, a DAC 8, and an LPF 9. As shown in FIG. The encoding unit 20 multiplies the parallel binary code with the values of the basis function, which is an encoding function, and encodes the sum of all the products for a predetermined period and outputs the binary code to the DAC 8 side. The DAC 8 converts the code supplied from the encoder 20 into an analog signal and outputs it to the LPF 9 side. The LPF 9 low-passes the analog signal supplied from the DAC 8 to pass the channel. To the side.

한편, 부호화부(20)는 병렬-직렬 쉬프트 블럭(1), 다수의 어드레스 레지스터(5), 다수의 ROM(4), 다수의 승산기(6) 및 가산기(7)를 구비하여 구성된다. 병렬-직렬 시프트 블럭(1)은 다수 쌍의 병렬레지스터(2, 3)로 구성되어, 한 주기인 소정 시간 동안에 두 개의 병렬 이진 코드 Xi,Zi를 병렬레지스터(2, 3)에 입력받는데, 이와 같이 입력된 병렬 이진 코드들은 소정 시간을 주기로 인접 병렬레지스터를 따라서 시프트 된다.On the other hand, the encoder 20 is configured with a parallel-serial shift block 1, a plurality of address registers 5, a plurality of ROMs 4, a plurality of multipliers 6 and an adder 7. The parallel-serial shift block 1 is composed of a plurality of pairs of parallel registers 2 and 3, and receives two parallel binary codes X i and Z i into the parallel registers 2 and 3 during a predetermined time period. In this way, the parallel binary codes inputted in this way are shifted along the adjacent parallel register at predetermined time intervals.

병렬 이진 코드 Zi는 어드레스 레지스터(5)로 입력되어 ROM(4)에 저장된 데이터인 부호화함수인 기저함수값을 출력한다. ROM(4)에는 병렬 이진 코드에 해당되는 어드레스에 따라서 출력되는 기저함수 값이 저장되어 있다.The parallel binary code Z i is input to the address register 5 and outputs a base function value which is an encoding function which is data stored in the ROM 4. The ROM 4 stores a basis function value output in accordance with an address corresponding to a parallel binary code.

제1승산기(6)는 ROM(4)으로부터 제1입력에 인가되는 기저함수 값과 또 병렬 레지스터(2)로부터 제2입력에 인가되는 병렬 이진 코드 Xi를 곱하여 출력한다.The first multiplier 6 multiplies the basis function value applied from the ROM 4 to the first input and the parallel binary code X i applied from the parallel register 2 to the second input.

소정 시간동안의 처리 결과들을 합산하기 위하여 가산기(7)에서는 제1승산기로부터 제Q승산기까지의 결과를 합산한다.In order to add the processing results for a predetermined time, the adder 7 adds the results from the first multiplier to the Q multiplier.

합산된 값은 DAC(8)에 의하여 아날로그 신호로 변환되고, LPF(9)를 거쳐서 채널로 전송된다.The summed value is converted into an analog signal by the DAC 8 and transmitted to the channel via the LPF 9.

도5는 본 발명에 의한 데이터 수신장치의 블록 구성도이고, 도6는 도5에 도시된 카운터부의 구성을 예시한 도 이다.5 is a block diagram of a data receiving apparatus according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a counter unit shown in FIG.

도5에 도시된 바와같이 데이터 수신장치는 ADC(10), 감산기(11), 복호화부(12), 카운터부(13), 코드 결정부(14) 및 부호화부(15)를 구비하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the data receiving apparatus includes an ADC 10, a subtractor 11, a decoder 12, a counter 13, a code determiner 14, and an encoder 15. .

통신 채널로부터 전송된 부호화된 아날로그 코드는 ADC(10)에서 부호화된 디지털 코드로 변환된다. 이 코드는 소정시간 동안의 값을 합산한 것이므로, 먼저 복호화된 이진 코드로부터 얻어지는 값을 감산하여야 한다. 이를 위하여, 도4에 도시된 부호화부(20)를 이용한 부호화 방식과 동일한 방식으로 부호화하는 부호화부(15)에 의하여, 먼저 복호가 완료된 이진 코드로부터 감산할 모델값 코드를 구한다.The encoded analog code transmitted from the communication channel is converted into a digital code encoded by the ADC 10. Since this code is a sum of values for a predetermined time, the value obtained from the decoded binary code must first be subtracted. To this end, first, a model value code to be subtracted from the decoded binary code is obtained by the encoder 15 encoding in the same manner as the encoding method using the encoder 20 shown in FIG.

감산기(11)는 ADC(10)를 통해 입력되는 코드에서 부호화부(15)로 부터의 모델값 코드를 감산한다. 감산기(11)의 출력은 복호화부(12)로 입력되고, 디코딩테이블을 저장하고 있는 복호화부(12)에서는 디코딩테이블을 참조하여, 입력되는 코드값에 해당되는 이진 코드를 출력한다.The subtractor 11 subtracts the model value code from the encoder 15 from the code input through the ADC 10. The output of the subtractor 11 is input to the decoder 12, and the decoder 12, which stores the decoding table, refers to the decoding table and outputs a binary code corresponding to the input code value.

이때, 복호화부(12)로부터 출력된 이진 코드는 다수개의 카운터(C1∼CL)를 구비하는 카운터부(13)로 입력된다. 카운터부(13)에서는 소정 시간 주기로 오른쪽의 카운터의 값이 이웃하는 왼쪽의 카운터의 값으로 카피된다. 소정 시간후에 맨 왼쪽 카운터(CL)를 통해 카운트 값을 코드 결정부(14)측으로 출력한다.At this time, the binary code output from the decoding unit 12 is input to the counter unit 13 having a plurality of counters C1 to CL. In the counter section 13, the value of the counter on the right is copied to the value of the counter on the left on a predetermined time period. After a predetermined time, the count value is outputted to the code determination unit 14 via the leftmost counter CL.

코드 결정부(14)는 카운터부(13)로 부터 인가되는 값에 따라 이진 코드를 결정하여 부호화부(15)와 수신장치 출력측에 인가한다.The code determiner 14 determines the binary code according to the value applied from the counter 13 and applies it to the encoder 15 and the receiver output.

부호화부(15)는 도4의 부호화부(20)와 동일한 구성으로 동작하여, 부호화된 모델값 코드를 감산기(11)에게 출력한다.The encoder 15 operates in the same configuration as the encoder 20 of FIG. 4, and outputs the coded model value code to the subtractor 11.

한편, 도6은 X=1÷M이고 Z=0인 경우에 대한 카운터부(13)의 구성을 나타낸 것으로, 이 카운터부(13)는 다수개의 디코더(16)와 다수개의 이진 카운터(17)를 포함한다.6 shows the configuration of the counter unit 13 for the case where X = 1 ÷ M and Z = 0. The counter unit 13 includes a plurality of decoders 16 and a plurality of binary counters 17. It includes.

이상과 같이 구성된 본 발명의 데이터 송수신장치는 다음과 같이 동작한다.The data transmitting and receiving apparatus of the present invention configured as described above operates as follows.

정보는 통신채널을 통해서 전송되고 Xi와 Zi 포맷으로 변환되어 병렬-직렬 시프트 블럭(1)에 있는 병렬 레지스터(2, 3)의 첫 번째 쌍에 입력된다. 병렬-직렬 시프트 블럭(1)에서 각 병렬 레지스터(2, 3) 쌍은 해당 정보 Xi, Zi를 T시간 간격으로 시프트 시킨다. 병렬-직렬 시프트 블럭(1)의 병렬 레지스터(3)로 부터 출력된 정보 코드는 어드레스 레지스터(5)를 통해 출력되는데, 이들 어드레스 코드에 따라 ROM(4)으로 부터 기저함수 값이 읽혀져서 승산기(6)의 제1입력에 인가되고, 병렬 레지스터(2)로 부터 출력된 Xi 코드값은 승산기(6)의 제2입력에 인가된다. 결국, ROM(4)으로 부터 출력된 기저함수 값 Y(t)가 승산기(6)에서 대응되는 Xi코드와 논리적으로 곱해진다. 그리고, 가산기(7)는 T 간격 시간의 매 주기 동안 승산기(6)의 출력에 대한 가산을 행한다. 해당 가산된 코드는 DAC(8)에서 아날로그 변환됨으로써 전압 및 전류 레벨로 변환되고, LPF(9)를 통해 저역 통과되어 통신채널에 신호 Uch,i로서 인가된다.Information is transmitted over the communication channel and converted into Xi and Zi formats and input to the first pair of parallel registers 2 and 3 in the parallel-serial shift block 1. In the parallel-serial shift block 1, each pair of parallel registers 2 and 3 shifts the corresponding information Xi and Zi by a T time interval. The information codes outputted from the parallel register 3 of the parallel-serial shift block 1 are outputted through the address register 5, and the basis function values are read from the ROM 4 according to these address codes, so that the multiplier ( The Xi code value applied to the first input of 6) and output from the parallel register 2 is applied to the second input of the multiplier 6. As a result, the basis function value Y (t) output from the ROM 4 is logically multiplied by the corresponding Xi code in the multiplier 6. The adder 7 adds to the output of the multiplier 6 during every period of the T interval time. The added code is converted into voltage and current levels by analog conversion in the DAC 8, low pass through the LPF 9, and applied as a signal U ch, i to the communication channel.

해당 Uch,i신호는 도5의 데이터 수신장치에 이르러서 ADC(10)에 입력된다. ADC(10)로 부터 출력되는 디지털 변환된 신호는 감산기(11)의 제1입력에 인가되고, 그와 동시에 부호화부(15)로 부터 감산기(11)의 제2입력에 모델값 코드가 입력된다. 그 결과, 매 T 시간 마다 감산기(11)가 코드를 출력하는데, 해당 코드는 복호화부(12)에 구비된 디코딩 룩업 테이블에 대한 Xi 및 Zi 테이블의 어드레스로서 사용되어 해당 어드레스에 의해 복호화부(12)로 부터 Xi와 Zi의 정의에 관한 코드를 카운터부(13)에 출력한다. 이때, 디코더(16)의 도움으로 복호화부(12)로 부터의 코드값은 "1"이면 대응되는 카운터(17)에 더하여지고, "0"이면 더하여 지지 않는다.The U ch, i signal arrives at the data receiving apparatus of FIG. 5 and is input to the ADC 10. The digitally converted signal output from the ADC 10 is applied to the first input of the subtractor 11, and at the same time, the model value code is input from the encoder 15 to the second input of the subtractor 11. . As a result, the subtractor 11 outputs a code every T time, and the code is used as an address of Xi and Zi tables for the decoding lookup table included in the decoder 12, and is decoded by the corresponding address. ) Outputs a code relating to the definition of Xi and Zi to the counter unit 13. At this time, with the aid of the decoder 16, the code value from the decoder 12 is added to the corresponding counter 17 if " 1 ", and not added if " 0 ".

그리하여, 모든 카운터(17)의 내용이 왼쪽 카운터로 시프트된다. 그러므로, Xi 및 Zi는 L, T 사이클 이후에 다수결 원리에 따라 좌측 그룹 카운터(17)의 값에 의하여 정의된다. 0 으로부터 M-1 까지의 모든 카운터는 Xi 및 Zi를 정의하기 위한 수를 포함하고 있다. 코드 결정부(14)로 부터 출력된 Xi 및 Zi 디코딩 값은 수신장치 출력에 도달하고 동시에 부호화부(15)의 입력에 인가된다. 부호화부(15)의 동작은 도4의 부호화부(20)와 마찬가지로 구성되어 동작한다.Thus, the contents of all counters 17 are shifted to the left counter. Therefore, Xi and Zi are defined by the value of the left group counter 17 according to the majority vote principle after the L, T cycles. Every counter from 0 to M-1 contains numbers for defining Xi and Zi. The Xi and Zi decoding values output from the code determiner 14 reach the receiver output and are simultaneously applied to the input of the encoder 15. The operation of the encoder 15 is configured and operates in the same manner as the encoder 20 of FIG. 4.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 데이터 송수신장치에서는 전송펄스의 진폭, 주파수 및 시간을 중첩시켜 제한된 대역폭과 신호전력으로 채널을 통해 디지털 데이터를 전송함으로써, 대역폭과 신호/잡음 전력비를 증가시킴이 없이 채널 용량을 증가시키게 되는 장점이 있다.As described above, in the data transmitting and receiving apparatus according to the present invention, by transmitting the digital data through the channel with limited bandwidth and signal power by overlapping the amplitude, frequency and time of the transmission pulse, the bandwidth and signal / noise power ratio are increased. There is an advantage to increase the channel capacity without.

Claims (4)

채널 용량 증대를 위한 데이터 송신장치에 있어서,In the data transmission apparatus for increasing the channel capacity, 다수의 병렬 이진 코드를 일정 주기로 시프트시키면서 병렬 이진 코드에 따른 부호화 함수인 기저함수의 값들을 곱하고, 일정 주기 동안의 모든 곱을 합해서 이진 코드를 부호화 하는 부호화 수단과;Encoding means for encoding a binary code by multiplying values of a basis function which is a coding function according to the parallel binary code while shifting a plurality of parallel binary codes at a constant period, and adding all the products for a predetermined period; 상기 부호화 수단으로 부터 공급되는 코드를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환수단과;Digital-analog converting means for converting a code supplied from said encoding means into an analog signal; 상기 디지털-아날로그 변환수단으로 부터 공급되는 아날로그 신호를 저역 통과시켜 채널로 전송하는 저역 통과 필터수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 용량 증대를 위한 데이터 송신장치.And low-pass filter means for low-passing the analog signal supplied from the digital-to-analog converting means and transmitting it to the channel. 제1항에 있어서, 상기 부호화 수단은, 입력되는 다수의 병렬 이진 코드를 일정 주기로 시프트 시키는 병렬-직렬 시프트 수단과;2. The apparatus of claim 1, wherein the encoding means comprises: parallel-serial shift means for shifting a plurality of parallel binary codes input at a predetermined period; 상기 병렬-직렬 시프트 수단으로 부터 입력되는 제1 코드를 저장하여 어드레스로서 출력하는 다수의 어드레스 레지스터와;A plurality of address registers for storing a first code input from said parallel-serial shift means and outputting it as an address; 상기 어드레스 레지스터로 부터 인가되는 어드레스에 따라서 기저장된 기저함수 값들을 출력하는 다수의 메모리 수단과;A plurality of memory means for outputting prestored basis function values in accordance with an address applied from said address register; 상기 메모리 수단의 출력과, 상기 병렬-직렬 시프트 수단으로부터 입력되는 제2 코드를 승산하는 다수의 승산수단과;A plurality of multiplication means for multiplying the output of said memory means and a second code input from said parallel-serial shift means; 상기 승산수단의 출력에 대하여 상기 병렬-직렬 시프트 수단에서 시프트된 총 시간동안의 상기 메모리 수단의 출력을 가산하여 상기 디지털-아날로그 변환수단에 출력하는 가산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 용량 증대를 위한 데이터 송신장치.And adding means for adding the output of the memory means for the total time shifted in the parallel-serial shift means to the output of the multiplication means and outputting the output to the digital-analog converting means. Data transmission device for. 채널 용량 증대를 위한 데이터 수신장치에 있어서,In the data receiving apparatus for increasing the channel capacity, 채널로부터 전송된 부호화된 아날로그 코드를 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환수단과;Analog-to-digital conversion means for digitally converting the encoded analog code transmitted from the channel; 상기 디지털 변환된 신호로부터 모델값 코드를 감산하는 감산수단과;Subtraction means for subtracting a model value code from the digitally converted signal; 상기 감산수단의 결과를 입력으로 하고, 디코딩 테이블을 참조하여 이진 코드를 출력하는 복호화 수단과;Decoding means for inputting a result of the subtraction means and outputting a binary code with reference to a decoding table; 상기 복호화 수단으로부터 출력되는 이진 코드를 카피하여 소정 시간을 주기로 출력하는 카운터 수단과;Counter means for copying a binary code output from said decoding means and outputting it at a predetermined time period; 상기 카운터 수단으로 부터 인가되는 값에 따라 이진 코드를 결정하여 출력하는 코드 결정수단과;Code determining means for determining and outputting a binary code according to a value applied from said counter means; 상기 코드 결정수단으로 부터 인가되는 이진 코드에 따라 모델값 코드를 생성하여 상기 감산수단에 출력하는 부호화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 용량 증대를 위한 데이터 수신장치.And encoding means for generating a model value code according to the binary code applied from the code determining means and outputting the model value code to the subtracting means. 제3항에 있어서, 상기 카운터 수단은, 상기 부호화 수단으로 부터 인가되는 이진 코드를 디코딩하는 다수의 디코더와; 상기 디코더에 대응되게 접속되어, 상기 디코더로 부터 인가받은 코드를 카피하여 시프트 시키는 다수의 카운터를 구비하는 것을 특징으로 하는 채널 용량 증대를 위한 데이터 수신장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the counter means comprises: a plurality of decoders for decoding a binary code applied from the encoding means; And a plurality of counters connected corresponding to the decoders for copying and shifting codes applied from the decoders.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5828660A (en) * 1996-04-26 1998-10-27 Motorola, Inc. Multiple user communication system, device and method with overlapping uplink carrier spectra

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