Ch 4.

Ch 4. 위상 편이 변조 (PSK): Step By Step

소개

이 Step By Step 데모는 위상 편이 변조(PSK)의 디지털 변조 방식을 살펴보기 위한 것입니다. 근본적으로 디지털 변조 기법은 시간에 따라 반송파의 특성을 변경해야 합니다. 이러한 특성의 변경으로부터 서로 다른 위상, 진폭 또는 주파수를 갖는 정현파가 생성됩니다. 이렇게 얻어진 정현파의 서로 다른 “상태”를 일정한 디지털 비트 패턴을 나타내는 기호(Symbol)라고 합니다. 이번 연습에서는 PSK를 사용하여 디지털 비트 스트림을 송/수신하는 LabVIEW VI를 구성합니다.

배경

다음은 8-PSK 기호 맵(Symbol map)을 보여주는 성좌도입니다. 여기서 8개 기호는 각각(흰색 점으로 나타남) 3비트 디지털 데이터를 나타냅니다. 기호는 모두 진폭이 동일하며 위상만 다릅니다. 또한 단위원 전체에 걸쳐 위상 내에서 각 기호는 같은 간격으로 나타납니다.

프로그래밍

“Simple_PSK_Transceiver-Template.vi”를 열어 이미 구성해 놓은 프런트패널을 검사합니다. 이 VI를 완성하면 사용자는 사용할 기호 개수(M-PSK)와 생성 시 사용할 펄스 성형 필터(Pulse Shaping Filte)를 선택할 수 있습니다. 그리고 이 시스템에는 시뮬레이션할 채널의 노이즈 양을 제어하는 컨트롤이 있습니다.

블록다이어그램은 100ms마다 한 번씩 반복되는 While Loop로 이루어집니다. 이 루프 안에서 디지털 데이터를 생성, 변조, 복조 및 디지털 데이터를 표시하려고 합니다.

	1) 블록다이어그램에 “Generate System Parameters” VI를 배치하고 polymorphic instance PSK (M)을 선택합니다. M-PSK 컨트롤에서 나온 와이어를 이 VI 상의 해당 입력 터미널에 연결합니다. 이 VI는 프런트패널에서 선택한 M-PSK 값을 기준으로 PSK 기호 맵을 생성합니다.
	2) 블록다이어그램에 “MT Bit Generation” VI를 배치하고 곱하기 함수의 출력을 total bits 입력에 연결합니다. 이 VI는 나중에 PSK로 변조할 디지털 비트 스트림을 생성합니다.
	3) 블록다이어그램에 “Generate Filter Coefficients” VI를 배치합니다. modulation type 터미널 위에서 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 상수를 만든 다음 PSK를 선택합니다. pulse shaping filter 컨트롤을 해당 입력에 연결합니다. 이 VI는 변조 신호의 대역폭을 낮추기 위해 변조 중에 사용할 필터 계수를 생성합니다.
	4) 블록다이어그램에 “Modulate PSK” VI를 배치하고 시스템에서 이전 세 VI에서 얻은 시스템 매개변수 (System Parameters), 비트 스트림 (Input Bit stream) 및 펄스 성형 계수(Pulse Shaping Coefficient)를 연결합니다. 또한 first call 함수에서 얻은 부울 값을 reset? 입력에 연결합니다. 이 VI는 지정한 시스템 매개변수와 필터 계수를 이용하여 입력 비트 스트림에서 PSK 변조를 수행합니다.
	5) 블록다이어그램에 “Add AWGN” VI를 배치하고 Noise Impairments 컨트롤을 Eb/NO 입력에 연결합니다. 또한 first call 함수에서 얻은 부울 값을 reset? 입력에 연결합니다. 이 VI는 프런트패널에 있는 “노이즈 손상(Noise Impairments)” 컨트롤을 기반으로 변조 신호를 AWGN(Additive White Gaussian Noise)에 적용합니다.
	6) 블록다이어그램에 “Demodulate PSK” VI를 배치하고 이전 VI에서 얻은 시스템 매개변수, 필터 계수 및 입력 복소수 파형(Input Complex Waveform)을 연결합니다. 또한 fist call 함수에서 얻은 부울 값을 reset? 입력에 연결합니다. 이 VI는 입력 신호를 복조하여 복구된 비트 스트림을 반환합니다.

마지막으로, 각 VI의 Error Out을 다음 VI의 Error In에 연결하여 발생하는 오류를 처리하고 VI 간 데이터 흐름을 정의합니다. 프런트패널로 돌아가서 VI를 실행하여 PSK 변조의 작동 상태를 확인합니다. PSK (M), pulse shaping filter 및 Noise impairments 컨트롤의 값을 바꿔봅니다. 이 간단한 송수신기는 위상 편이 변조를 이용한 변조 및 복조를 보여줍니다.

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