KR101181970B1

KR101181970B1 - 송수신데이터의 복호화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101181970B1
Application number: KR1020100066576A
Authority: KR
Inventors: 황창익
Original assignee: (주)에프씨아이
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-09-11
Also published as: KR20120005889A; US20120007754A1; US8390484B2

Abstract

본 발명은 송수신데이터의 복호화방법 및 장치에 관한 것으로서, 부호화 에지 패턴으로 설정하여 두고, 수신된 데이터에 대해 상기 설정된 부호화 에지 패턴을 윈도우로 하여 필터링하는 부호화 에지 패턴 필터링 과정과; 상기 부호화 에지 패턴 필터링 과정에서 필터링 된 부호화 에지 패턴 윈도우 필터링 값들의 절대치를 각각 연산하는 절대치 연산과정과; 상기 절대치 연산과정에서 연산된 절대치중 값이 가장 큰 절대치를 검출하는 절대치 비교과정과; 상기 비교과정에서 절대치가 가장 큰 값의 부호(+/-)를 판단하는 부호판단과정과; 상기 부호판단과정에서 판정된 부호와 상기 절대치 비교에서 선택된 가장큰 절대치를 가지는 윈도우 타입인 부호화 에지패턴에 의거하여 상응하는 원데이터의 중간 비트값을 복호된 최종 출력값으로 출력하는 복호값 출력과정을 포함하는 복호화 방법과 이를 구현하는복호장치를 제공함으로써 복호 성능 개선 및 동기 검출이 용이한 효과를 갖게 된다.

Description

송수신데이터의 복호화 방법 및 장치{New Manchester Decoding Method and Apparatus for Line Coding}

본 발명은 DSRC 시스템에서의 맨체스터(Manchester) 코드로 부호화된 수신 신호를 복호화하기 위한 새로운 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 맨체스터 코드로 부호화된 수신 신호가 글리치(glitch) 및 듀티(duty) 비의 불규칙과 같은 지터(jitter) 증상이 심한 경우에서도 복호 성능 개선 및 동기 검출이 용이하도록 한 송수신데이터의 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.

송신기에서의 맨체스터(Manchester) 부호기는 도 1에 도시된 바와 같이, 원 데이터를 "1" 또는 "0"을 "01" 또는 "10"로 부호화하여 전송한다. 여기서, 본 발명을 설명함에 있어서 원 데이터가 "1"경우는 "01"으로, "0"인 경우에서는 "10"로 부호화되는 것으로 설명하지만, 시스템에 따라서 반대의 경우도 존재한다.

즉, 맨체스터 부호기는 도 1과 같이 "110100...."의 원 데이타는, "010110011010..."으로 부호화한다.

수신기에서의 맨체스터 복호기는 도 2에 도시된 바와 같이, 수신데이터의 잡음 제거등을 통해 글리치(glitch) 제거후, 기준 클럭의 위상 보정 이후에 샘플링한 “01” 또는 “10”을 “1”또는 “0”으로 데이터를 추출하는 복호화 과정을 수행하게 된다. 즉, 2번의 샘플링(sampling) 과정을 통해 최종 출력 값을 복호한다.

즉, "010110011010..."으로 수신된 부호화된 데이터는 "110100...."의 원 데이타로 복호된다.

그런데, 열악한 채널(Channel) 상황 등에 의해서, 맨체스터(Manchester) 복호기 입력 신호가 왜곡이 심한 상태로 수신되는 경우에는 복호 성능 저하로 데이터 추출이 용이하지 않게 된다.

도 3은 종래 복호기의 입력신호 왜곡의 예를 보인 것으로서, 도 3a와 같이 "010110011010..."으로 수신되는 정상적인 데이터가 열악한 채널 상황등에 따라 도 3b에 도시된 바와 같이 신호 왜곡이 발생되어 맨체스터 복호기에 입력될 수 있다.

그러므로, 도 2와 같이 원 데이타 하나에 대해 2번의 샘플링 과정을 통해서 "01" 또는 "10"을 "1"또는 "0"으로 데이터를 추출하게 되므로, 도 3과 같이 신호 왜곡이 발생 되면 복호 에러가 발생 된다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 원데이터에 대해서 소정비트수의 시작과 끝의 에지 사이의 패턴을 분석하여 수신데이터를 에지패턴 윈도우로 필터링하여 부호화 에지 패턴을 찾아 해당되는 복호값으로 복호 함으로써, 열악한 채널 상황에서도 복호성능을 향상시킬 수 있도록 한 맨체스터 코드 복호화 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 종래의 1번의 샘플링 과정을 통해 복호하던 것을 부호화 에지패턴을 이용한 필터링에 의해 1번의 샘플링 과정을 통해 최종 출력값을 복호하도록 함으로써 복호성능을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명은 데이터 송수신시스템의 복호화 방법에 있어서,

데이터 부호화 특성에 따른 부호화 패턴을 분석하여 소정비트수의 원데이터에 대해서 시작비트의 에지와 끝 비트의 에지 사이의 패턴을 부호화 에지 패턴으로 설정하여 두고, 수신된 데이터에 대해 상기 설정된 부호화 에지 패턴을 윈도우로 하여 필터링하는 부호화 에지 패턴 필터링 과정과;

상기 부호화 에지 패턴 필터링 과정에서 필터링 된 부호화 에지 패턴 윈도우 필터링 값들의 절대치를 각각 연산하는 절대치 연산과정과;

상기 절대치 연산과정에서 연산된 절대치중 값이 가장 큰 절대치를 검출하는 절대치 비교과정과;

상기 비교과정에서 절대치가 가장 큰 값의 부호(+/-)를 판단하는 부호판단과정과;

상기 부호판단과정에서 판정된 부호와 상기 절대치 비교에서 선택된 가장큰 절대치를 가지는 윈도우 타입인 부호화 에지패턴에 의거하여 상응하는 원데이터의 중간 비트값을 복호된 최종 출력값으로 출력하는 복호값 출력과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 송수신시스템의 데이터 복호장치는,

수신데이터를 오버 샘플링 클럭에 대응해서 설정된 비트 수 만큼 1비트씩 쉬프트시키는 비트 쉬프트 레지스터와; 수신데이터의 비트 쉬프트 및 비교동기제어를 위한 기준클럭 발생부와; 송신데이터의 부호화 에지 패턴에 상응하는 필터링을 위한 부호화 에지 패턴을 설정하여둔 부호화 에지패턴 테이블과; 상기 비트쉬프트 레지스터의 각 비트 데이타를 공통으로 입력받고, 상기 부호화 에지패턴 테이블의 부호화 에지패턴 데이터를 각각 입력받아 에지패턴 타입별로 비트 데이터와 에지패턴 데이터를 곱한 후, 곱한 값의 합을 구하는 복수의 연산부와; 상기 복수의 연산부의 출력데이터의 절대치를 비교하여 절대치가 가장 큰 에지패턴 타입을 선택하는 절대치 비교부와; 상기 기준클럭 발생부의 기준클럭을 카운트하여 상기 비트 쉬프트 레지스터의 전체 비트중 중간 비트 카운트값에서 상기 절대치 비교부의 비교시점으로 제어하는 타이밍 제어부와; 상기 타이밍 제어부의 제어에 의해 상기 절대치 비교부에서 비교 선택된 절대치가 가장 큰 에지 패턴 데이터의 부호(+/-)를 판단하는 부호판단부와; 상기 부호화 에지패턴 테이블의 에지패턴 데이터 및 해당 패턴의 부호(+/-)에 따라 대응되는 복호 데이터를 설정하여 둔 복호 패턴 테이블과; 상기 부호 판단부의 판단에 의해 판정된 절대치가 가장 큰 에지패턴의 부호(+/-)에 의거하여 상기 복호 패턴 테이블로부터 해당되는 복호 데이타를 추출하여 복호 데이터로 출력하는 복호값 출력부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 필터 센터 탭(RxD)의 해당 에지 부분 근처에서 피크값을 갖는 윈도우 타입(에지패턴타입)을 계산하고 최종 출력 값을 복호함으로써, 글리치(glitch) 및 듀티(duty) 비의 불규칙과 같은 지터(jitter) 증상이 심한 경우에서도 복호 성능 개선 및 동기 검출이 용이한 효과를 갖게 된다.

도 1은 종래 맨체스터 부호화 설명도.
도 2는 종래 맨체스터 복호화 설명도
도 3은 종래 복호기의 입력신호 왜곡의 예를 보인 설명도.
도 4는 본 발명에 의한 송수신 데이터의 복호장치 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 복호방법의 부호에지패턴 필터링 윈도우 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 복호방법 설명을 위한 예시도.

이하 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

맨체스터(Manchester) 부호 특성은 도 1에서 알 수 있듯이, 원 데이터들에 따라 특정 패턴을 갖게 된다. 예를 들어, 맨체스터 부호 특성을 원 데이터 3 bits에 적용할 경우에는 8가지 부호화 패턴을 갖으며 첫 번째 에지(Edge)와 마지막 에지(Edge) 사이에서도 8가지 패턴이 존재한다. 이 8가지 부호화 에지 패턴은 4가지 필터(filter)를 통해 분류가 가능하다. 마찬가지로, 맨체스터(Manchester) 부호 특성을 원 데이터 4 bits에 적용할 경우에는 16가지의 부호화 에지 패턴이 존재하며 8가지 필터(filter)를 통해 분류가 가능하다.

부호화 에지 패턴(또는 부호화 패턴)에 상응하는 필터링(Filtering) 과정을 통해서, 수신된 맨체스터 코드 데이터(Manchester Code Data)를 가질 수 있는 부호화 패턴 중에서 가장 유사한 형태로 선택할 수 있게 된다. 필터링(Filtering)에 사용되는 윈도우 타입(Windows Type)은 복호 성능 및 시스템 사양에 따라서 결정된다.

예를 들어, DSRC 시스템이 32.768 MHz 샘플링 클럭(sampling clock)과 본 발명에서 제시한 원 데이터 3bits에 대한 맨체스터(Manchester) 부호화 에지 패턴과 Rectangular Window FIR Filtering을 사용한다고 가정하면 도 4에서와 같이 4가지 윈도우(windows)를 갖는 필터(filter)를 정의할 수 있다. FIR 필터(filter)의 딜레이 탭(delay tap)들은 공유되며 각각의 윈도우(windows)에 대한 연산(arithmetic)만 다르다.

도 4는 본 발명에 의한 송수신데이터의 복호장치 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이,

수신데이터를 오버 샘플링 클럭에 대응해서 설정된 비트 수 만큼 1비트씩 쉬프트시키는 비트 쉬프트 레지스터(10)와;

수신데이터의 비트 쉬프트 및 비교동기제어를 위한 기준클럭 발생부(20)와;

송신데이터의 부호화 에지 패턴에 상응하는 필터링을 위한 부호화 에지 패턴을 설정하여둔 부호화 에지패턴 테이블(30)과;
상기 비트쉬프트 레지스터(10)의 각 비트 데이타(D1 - D64)를 공통으로 입력받고, 상기 부호화 에지패턴 테이블(30)의 부호화 에지패턴 데이터(W1; W1_1, W1_2,...W1_64, W2;W2_1, W2_2,...W2_64 , W3;W3_1, W3_2,...W3_64, W4:W4_1, W4_2,...W4_64)를 각각 입력받아 에지패턴 타입별로 비트 데이터와 에지패턴 데이터를 곱한 후, 곱한 값의 합(W1_1*D1 + W1_2*D2,...+ W1_64*D64), (W2_1*D1 + W2_2*D2,...+ W2_64*D64),(W3_1*D1 + W3_2*D2,...+ W3_64*D64),(W4_1*D1 + W4_2*D2,...+ W4_64*D64)을 구하는 복수의 연산부(40)와;

상기 복수의 연산부(40)의 출력데이터의 절대치를 비교하여 절대치가 가장 큰 에지패턴 타입을 선택하는 절대치 비교부(60)와;
상기 기준클럭 발생부(20)의 기준클럭을 카운트하여 상기 비트 쉬프트 레지스터(10)의 전체 비트중 중간 비트 카운트값에서 상기 절대치 비교부(60)의 비교시점으로 제어하는 타이밍 제어부(50)와;

상기 타이밍 제어부(50)의 제어에 의해 상기 절대치 비교부(60)에서 비교 선택된 절대치가 가장 큰 에지 패턴 데이터의 부호(+/-)를 판단하는 부호판단부(70)와;

상기 부호화 에지패턴 테이블(30)의 에지패턴 데이터 및 해당 패턴의 부호(+/-)에 따라 대응되는 복호 데이터를 설정하여 둔 복호 패턴 테이블(80)과;

상기 부호 판단부(70)의 판단에 의해 판정된 절대치가 가장 큰 에지패턴의 부호(+/-)에 의거하여 상기 복호 패턴 테이블(80)로부터 해당되는 복호 데이타를 추출하여 복호 데이터로 출력하는 복호값 출력부(90)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 상기 비트 쉬프트 레지스터(10)와 하나의 연산부(a)가 해당 에지패턴 타입에 따른 윈도우 필터링 기능을 하게 된다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 원 데이터를 3비트 데이터로 설정하여 3비트 데이터가 각 비트별로 2비트씩으로 확장된 맨체스터 코드로 부호화되면, 8가지 부호화 에지 패턴이 발생되며, 8가비 부호화 에지패턴은, 후방 3비트를 비교할때 4가지 타입으로 구분되며 최상위비트를 부호(+/-)구분하게 되면 4가지 필터링을 거치고 부호판단에 의해 8가지 에지패턴을 구분할 수 있다.

예를들어, 3비트 맨체스터 코드에서 표1에 나타난 "1010, 1011, 1100, 1101, 0010, 0011, 0100, 0101"는, 하위 3비트를 비교해보면 4가지 타입(010, 011, 100, 101)으로 구분될 수 있으며, 최상위 1비트 "1"또는 "0"에 의해 부호를 판단할 수 있다.

그리고 각 에지패턴들은 원데이터와 대응해서 원데이터의 중간 비트 값을 복호데이터로 설정하여 복호 패턴 테이블를 설정한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 3비트 원데이터를 기준으로 부호화 에지패턴을 설정하여 4개의 연산부(a),(b),(c),(d)를 구성한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 4가지 윈도우의 필터(실시예에서는 비트 쉬프트레지스터(10)와 하나의 연산부(a)가 결합된 형태가 하나의 윈도우 필터이다.) 출력 중에서 절대치의 값이 가장 큰 윈도우 타입(부호 에지패턴 타입)과 해당 절대치의 피크값의 부호(+ or -)에 따라서 8가지 부호화 패턴 중에 하나를 선택할 수 있게 되며, 해당 패턴에 상응하는 원데이터(original data)의 중간 bit값이 복호된 최종 출력 값이 된다.

종래의 기술에서는 2번의 샘플링(sampling) 과정을 통해 최종 출력 값을 복호하지만, 본 발명에서는 필터 센터 탭(filter center tap)(RxD)의 해당 에지(edge) 부분 근처에서의 1번의 샘플링(sampling) 과정을 통해 최종 출력 값을 복호한다. 이를 위하여 타이밍 제어부(50)를 구비하여 절대치 비교부(60)의 비교 시점을 제어한다. 타이밍 제어부(50)는 비트 쉬프트 레지스터(10)의 중간 비트인 32비트 시점에서 비교 타이밍 제어신호를 발생시켜 절대치 비교를 하도록 하는 것이다.

다만, 샘플링(Sampling) 시점은 센터 탭(center tap)(RxD)의 해당 에지(edge)에서 수행할 수도 있고, 듀티(duty)비의 불규칙이 심한 시스템 환경 등에서는 통신 프레임의 슬롯 시작점인 프리앰블을 복호하여 샘플링(sampling) 시점의 위상을 고정하는 동기 검출 과정을 통해 해당 슬롯에서 일정하게 샘플링한다.

도 6은 본 발명에서 예시한 송수신데이터의 복호과정을 설명하기 위한 타이밍도이다.

도 6의 (가)와 같은 원데이터 "10100...." 은, 부호화 과정에서 하나의 비트는 2개의 비트 데이터로 확장되어 부호화된다. 즉, 1 -> 01, 0 -> 10 으로 부호화 된것을 예로 설명한다.

따라서 도 6의 (나)와 같이 원데이터 "1"은 "01"로, 원데이터 "0"은 "10"으로 부호화된 데이터가 수신부의 수신데이터 즉, 입력데이터(input RxD)가 된다.

송수신 주파수에 따라 오버샘플링 클럭에 동기되어 송수신 되는데, 32배오버 샘플링 클럭에 동기되는 경우, 원데이터 1비트가 2비트 데이터로 부호화된 것이므로, 원데이터 하나당 샘플링 클럭은 64샘플링 비트가 된다. 이에 따라 비트 쉬프트 레이스터(10)는 64 샘플링 비트 쉬프트 레지스터를 구성한다.

이와 같은 비트 쉬프트 레지스터중 부호 에지 패턴을 검출하기 위해서는 중간 비트인 32비트 시점에서 절대치 비교시점을 잡는다. 이는 타이밍 제어부(50)가 기준클럭을 카운트하여 절대치 비교 타이밍을 제어하는 것이다.

도 6의 (다)와 같은 센터 탭(32 샘플링 비트 지연)데이터(RxD)의 에지 시점에서 절대치 비교가 발생된다.

도 6의 (라)와 같이 출력 포인트로서 32 샘플링 비트 에지 시점마다 절대치 비교부(60)에서 절대치 비교가 일어나며, 각 연산부(a),(b),(c),(d)는, 64 샘플링 비트의 데이터와 부호화 에지패턴 테이블(30)의 에지패턴(W1; W1_1, W1_2,...W1_64, W2;W2_1, W2_2,...W2_64 , W3;W3_1, W3_2,...W3_64, W4:W4_1, W4_2,...W4_64)를 각각 연산하고, 원데이터 각각과 해당 타입의 패턴 데이터와 곱한 후, 타입별로 64 샘플링비트 전체 합(W1_1*D1 + W1_2*D2,...+ W1_64*D64), (W2_1*D1 + W2_2*D2,...+ W2_64*D64),(W3_1*D1 + W3_2*D2,...+ W3_64*D64),(W4_1*D1 + W4_2*D2,...+ W4_64*D64)을 구하게 되면 그 연산값들은 도 6의 (마) 내지 (아) 같은 출력이 발생된다.

절대치 비교부(60)은 상기 도 6의 (마) 내지 (아)의 데이터의 절대치를 비교하여 가장 큰 값을 가지는 타입을 선택한다. 여기서 타입이란, 부호에지패턴 타입을 말하며, 선택된 에지패턴 타입의 부호(+/-)를 판단한다. 부호 판단은 연산부의 연산값의 부호(+/-)에 의해 판단하고, 이를 이용하여 복호패턴 테이블(80)에서 해당되는 복호값을 추출하여 복호값 출력부(90)에서 복호데이터를 출력한다.

복호 패턴 테이블은 위의 표 3에 도시된 바와 같이 각 부호화 에지패턴별로 복호데이터가 결정되며, 원데이터의 중간값을 복호데이터로 설정하게 된다.

따라서, 필터 센터 탭(RxD)의 해당 에지 부분 근처에서 피크값을 갖는 윈도우 타입(에지패턴타입)을 계산하고 최종 출력 값을 복호함으로써, 글리치(glitch) 및 듀티(duty) 비의 불규칙과 같은 지터(jitter) 증상이 심한 경우에서도 복호 성능 개선 및 동기 검출이 용이한 효과를 갖게 된다.

10 : 비트 쉬프트레지스터
20 : 기준클럭발생부
30 : 부호화 에지패턴 테이블
40 : 연산부
50 : 타이밍 제어부
60 : 절대치 비교부
70 : 부호 판단부
80 : 복호 패턴 테이블
90 : 복호값 출력부

Claims

삭제
수신데이터를 오버 샘플링 클럭에 대응해서 설정된 비트 수 만큼 1비트씩 쉬프트시키는 비트 쉬프트 레지스터(10)와;
수신데이터의 비트 쉬프트 및 비교동기제어를 위한 기준클럭 발생부(20)와;
송신데이터의 부호화 에지 패턴에 상응하는 필터링을 위한 부호화 에지 패턴을 설정하여둔 부호화 에지패턴 테이블(30)과;
상기 비트쉬프트 레지스터(10)의 각 비트 데이타(D1 - D64)를 공통으로 입력받고, 상기 부호화 에지패턴 테이블(30)의 부호화 에지패턴 데이터(W1; W1_1, W1_2,...W1_64, W2;W2_1, W2_2,...W2_64 , W3;W3_1, W3_2,...W3_64, W4:W4_1, W4_2,...W4_64)를 각각 입력받아 에지패턴 타입별로 비트 데이터와 에지패턴 데이터를 곱한 후, 곱한 값의 합(W1_1*D1 + W1_2*D2,...+ W1_64*D64), (W2_1*D1 + W2_2*D2,...+ W2_64*D64),(W3_1*D1 + W3_2*D2,...+ W3_64*D64),(W4_1*D1 + W4_2*D2,...+ W4_64*D64)을 구하는 복수의 연산부(40)와;
상기 복수의 연산부(40)의 출력데이터의 절대치를 비교하여 절대치가 가장 큰 에지패턴 타입을 선택하는 절대치 비교부(60)와;
상기 기준클럭 발생부(20)의 기준클럭을 카운트하여 상기 비트 쉬프트 레지스터(10)의 전체 비트중 중간 비트 카운트값에서 상기 절대치 비교부(60)의 비교시점으로 제어하는 타이밍 제어부(50)와;
상기 타이밍 제어부(50)의 제어에 의해 상기 절대치 비교부(60)에서 비교 선택된 절대치가 가장 큰 에지 패턴 데이터의 부호(+/-)를 판단하는 부호판단부(70)와;
상기 부호화 에지패턴 테이블(30)의 에지패턴 데이터 및 해당 패턴의 부호(+/-)에 따라 대응되는 복호 데이터를 설정하여 둔 복호 패턴 테이블(80)과;
상기 부호 판단부(70)의 판단에 의해 판정된 절대치가 가장 큰 에지패턴의 부호(+/-)에 의거하여 상기 복호 패턴 테이블(80)로부터 해당되는 복호 데이타를 추출하여 복호 데이터로 출력하는 복호값 출력부(90)로 구성된 것을 특징으로 하는 송수신데이터의 복호장치.