수신단

수신단 구조는 송신단 구조에 대하여 역순으로 그 기능을 수행한다. 이에 따 른 구조를 그림 2.11에 나타내었다. 전송 캐리어와 동일한 주파수를 갖는 sin과 cos파형을 RF 회로에서 곱한 후 각 채널별로 정합 필터에 입력된다. 이때 곱해 지는 국부 발진 주파수와 전송 캐리어와의 주파수 옵셋은 전송 캐리어를 1KHz 로 할 경우 약 0.5%의 오차를 허용할 수 있다.

그림 2.11 수신단 구조

(1) 정합 필터

정합 필터의 주파수 응답특성은 송신단에서의 칩 성형 필터와 동일하며 정합 필터의 출력은 한 심볼당 4개의 샘플로 구성된다.

(2) Differential Detection & Symbol Recovery

Differential detection은 I채널과 Q채널의 신호로부터 송신신호에 대한 심볼의 위상을 추정한다. 식(2.8)에서와 같이 수신단의 국부 발진기에서 생성하는 주파 수 위상과 캐리어와의 위상차(θ)는 심볼 주기에 비하여 그 값이 천천히 변한다 는 가정 하에서는 그 영향을 제거할 수 있다.

정합 필터의 출력을 w_k, z_k라 할 때 이들 출력값으로부터 detection을 수행하 는 방법은 식(2.8)과 같다.

(2.8) w_k = cos (θ_k+ θ)

z_k = sin (θ_k+ θ)

x_k = w_kw_{k- 1}+ z_kz_{k -1} = cos (θ_k- θ_{k- 1}) = cos (Δθ <a_k,b_k>) y_k = z_kw_{k -1}- w_kz_{k -1} = sin (θ_k- θ_{k- 1}) = sin (Δθ <a_k,b_k>)

즉, x_k, y_k의 값은 k순간의 전송된 데이터는 심볼( a_k, b_k)에 의한 위상값을 나타내고, 캐리어의 위상과 국부발진기의 위상차는 없어지게 된다. 이에 따른

심볼 복원은 x_k, y_k의 부호로써 수행된다(표 2.3 참조). 즉, x_k > 0 ( y_k > 0) 이면 a_k = -1 ( b_k = -1)이고, 그러치 않으면 a_k = 1 ( b_k = 1)이 된다.

(3) Symbol Timing Acquisition

노이즈와 함께 수신된 신호로부터 데이터 복원을 수행함에 있어서 심볼 타이 밍 획득은 변조부 전체에 있어서 가장 중요한 부분이다. 본 논문에서 수행하는 심볼 타이밍 획득은 샘플 신호의 에너지 비교 기법[11]을 기본으로 한다.

Differential detection의 출력값 x_k, y_k에 대한 매 샘플에 대한 에너지( e)는 식(2.9)로부터 구해진다.

(2.9) e = x²_k+ y²_k

한 심볼에 대한 샘플 수 4개중 정확하게 심볼 타이밍이 이루어 진 샘플에서 에너지( e)가 최대값을 갖게 되고, 이 최대값을 얻기 위한 방법으로써 본 논문에 서는 에너지 변화율

(

)

그림 2.12 샘플 에너지 및 에너지 변화율

즉, symbol timing acquisition 부분은 에너지변화율의 값이 양의 값에서 음의 값으로 영점 교차하는 시점에 샘플링 타이밍을 유지하도록 그 기능을 수행한다.

이에 따른 프로그램 흐름도는 부록 C에 도시하였다.

(4) Despreading & PN generator

송신부에서 수행되어진 대역확산 및 SCU 구분 목적으로 사용된 PN 코드에 대한 역확산에 대한 기능을 수행한다. 만일 역확산을 위한 decision 획득이 정 확하게 수행되었다 할지라도 다른 SCU의 PN 코드로 역확산 했을 경우 어떠한 데이터도 복원하지 못할 것이다.

역확산을 위한 상관기의 구조는 그림 2.13에 나타내었다. 역확산에서도 역시 decision 획득이 가장 중요한 부분으로 이 부분이 적절한 수행을 하지 못할 경 우 시스템의 성능에 많은 영향을 미친다.

그림 2.13 PN 역확산 상관기

Decision 획득의 원리는 PN 코드의 자기상관특성을 이용한다. 잡음으로 인한 입력신호의 에러로 인하여 발생할 수 있는 decision 획득의 오류를 줄이기 위하 여 I채널과 Q채널에 독립적으로 존재하는 상관기의 출력을 이용하며 이에 따른 프로그램 흐름도는 부록 D에 나타내었다.

(5) CSK 복조

8-ary CSK 변조 방식에 대한 복조는 8개의 상관기의 출력에 의하여 수행된

다. 이에 대한 구조를 그림 2.14(a)에 나타내었다. 8개 상관기의 출력 결과는 심 볼 타이밍이 정확히 일치되었을 때 8개중 한 개의 출력 값은 높고 나머지 7개 는 0이다. 그림 2.14(b)에 8개 상관기의 출력값을 도시하였다.

이러한 특징은 에러가 존재할 경우 더 이상 유지되지 못한다. 그러나 에러로 인하여 발생할 수 있는 심볼 타이밍 획득의 오류는 I채널과 Q채널에서 독립적 으로 존재하는 상관기의 출력에 대한 관찰로써 줄일 수 있다. 이에 대한 프로그 램의 흐름도는 부록 E에 나타내었다.

그림 2.14 CSK 복조