Recently low power and low cost FSK modem with digital modulator/demodulator is used in many applications such as car remote control, home door lock, electronic toy. In such applications, FSK modem must consume ultra low power and be low cost solultion. To supports multiple unlicensed band, DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) and non-integer modulation index are adopted in FSK modem. In this thesis, semi-coherent correlation detector which has coherent features even if it does not have carrier/phase coherency is proposed, designed and analyzed for the low power and small size digital demodulator in DSSS FSK modem with non-integer modulation index. Moreover, three preamble acquision methods for semi-coherent correlation detector are proposed and simulated. Additionally the measurement results of the fabricated FSK modem chip with the proposed detector are shown. The thesis presents design and analysis of semi-coherent correlation detector in DSSS FSK modem with non-integer modulation index.
FSK(Frequency Shift Keying) modem은 많은 소규모 통신 환경에 적용되고 있다. 자동차나 가정의 전자문 개폐장치, 무선 장난감등이 그 일례이다. 본 논문에서는 그러한 분야에 많이 사용되는 저전력, 저가의 FSK modem에 대한 소개와 단일 chip integration이 유리한 디지털 modulator/demodulator를 가진 FSKmodem의 설계 및 구현에 있어서 일반적으로 요구되는 사항을 정리하였다. 또한 이로부터 non-integer modulation index를 가진 DSSS FSK의 성질을 분석하고 이에 적합한 modulation/demodulation 방법을 분석하였다.
Non-integer modulation index를 가진 DSSS FSK modem에 있어서carrier frequency에 대한 coherency가 없음에도 불구하고 30ppm 정도까지의 frequency error에 대해 어느정도 BER 성능이 좋은 semi-coherent correlation detector를 설계하고 분석하였다. 또한 preamble을 획득하는 3가지 회로를 제안하고 분석하였으며 DSSS FSK modem과 control MCU를 integration 하여 단일 chip으로 제작하고 측정하였다.
결론적으로 semi-coherent correlation detector는digital chip design을 통해 간단하게 설계할 수 있고 전력소모가 적어 소규모/저전력FSK modem에 적합하다. 또한semi-coherent correlation detector는frequency error에 강인하여 저가의 crystal를 사용할 수 있게 해 주고 chip size가 작아 저가의FSK system을 구성할 수 있다.
