SSB modulation을 이용한 음성변조

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1 SSB modulation을 이용한 음성변조
영남대학교 정보통신공학과 Prof. 최권휴 장성호 박성원

2 Contents 프로젝트 목적 및 목표 1 2 제한요소 및 구현사양 운영 계획 및 일정 계획 3 4 기능블록 설계
현재까지의 구현 결과물 5 6 진행과정 및 결론 참고 문헌 7 Information & Communication Engineering

3 프로젝트 목적 및 목표 목적 - 현대사회의 디지털 기술 발달로 인한 음성변조 이용 분야 확대 목표
- 음성변조의 유용성을 인식, 전공지식을 바탕으로 이를 직접 구현 목표 - SSB modulation을 이용하여 FPGA상에서 VHDL로 실시간 음성변조 시스템 구현 Information & Communication Engineering

4 제한요소 및 구현사양 제한요소 (1) 음성신호를 마이크로 입력 받은 후에 스피커로 음성신호를 출력하며 실시간 구현을 한다.
(2) EP1C6Q24C8의 메모리가 크지 않으므로 최대한 효율적인 메모리를 구성하도록 한다. (3) PXA255-Pro의 한정된 PIN 수로 인해 ideal한 FIR filter를 구현 불가능. -> 주어진 PIN수를 가장 효율적으로 이용하여 최대한 고성능의filter를 설계한다. 구현사양 BOARD – PXA255 pro3 Chip – ALTERA cyclone PC – pentium4 PC AM 수신기 – COBY Information & Communication Engineering

5 운영계획 및 일정 계획 팀구성 및 구성원 역할 Information & Communication Engineering

6 운영 계획 및 일정 계획 Team meeting 매주 금요일 소재관 105호 Gantt chart
Information & Communication Engineering

7 기능 블록 설계 Simulation 블록도 Hardware 블록도 MIC ADC DAC VHDL/FPGA
Sideband Filter Lowpass Filter 음성신호 coswct cos(wc±α)t output ФSSB(t) VHDL/FPGA PXA-255 Board MIC ADC DAC Speaker Information & Communication Engineering

8 기능 블록 설계 State diagram Information & Communication Engineering

9 현재까지의 구현 결과 Matlab을 이용한 simulation
Information & Communication engineering

10 현재까지의 구현 결과 ‣ Modulation - 입력되는 음성신호에 cosine wave를 곱하여 주파수대역 shift.
- Bandpass filter을 이용하여 절반크기의 대역폭으로 잘라냄. → ∅SSB(t) 생성 ‣ Demodulation - 변조 시에 곱한 cosine wave와 다른 주파수의 cosine wave를 곱하여 복조 되는 음성의 특성을 결정. → cos(wc+⍺)t => 남자음성변조, cos(wc-⍺)t => 여자음성변조 Information & Communication Engineering

11 현재까지의 구현 결과 음성변조를 위한 VHDL 소스 coding - MIC로 음성을 입력 받고 SPEAKER로 음성을
- 변조, 복조 carrier 생성 - VHDL filter (LPF, BPF ) coding

12 변조, 복조 carrier 생성 변조를 위한 carrier frequency – 10KHz
VHDL로 coding 할때 logic 사용률을 줄이기 위해 기존의 cosine wave의 샘플갯수를 60개에서 4개로 수정

13 VHDL filter (LPF, BPF ) coding
VHDL로 filter설계 시 각 필터의 계수값(M = 40)을 matlab으로 계산하여 일일이 변수로 대입시켜 주었다 Cut off frequency는 center frequency에서부터 5Khz로 설정. →음성데이터 LPF의 Cut off Frequency는 4Khz임. SSB 복조시 고주파영역이 넓어지는 경우를 감안하 여 필터의Cut off Frequency = 5Khz

14 VHDL filter (LPF, BPF ) coding
Digital filter design을 이용한 필터 계수 값 계산 LPF BPF Information Communication Engineering

15 현재까지의 구현 결과물 Hilbert transform Information & Communication Engineering

16 진행과정 및 결론 Matlab 을 통해 음성변조 simulation 완성
VHDL과 FPGA를 이용한 sine wave 반파정류기 완성 VHDL coding - filter(LPF, BPF) 및 carrier 함수 coding 결론 - 음성을 직접 입력하고 Speaker 를 통해 출력하는 부분에 대한 coding 수정 필요 Information & Communication Engineering

17 참고 문헌 [1] 강 희 운, “VHDL 디지털 회로 설계 : Xilinx webpack 활용”, 학술정보, 2006
[2] Ferrel G. Stremler, Introduction to Communication Systems, Addison-Wesley pub. co, 1990 [3] William Kleitz, Digital Electronics with VHDL, 아이티씨, 2004 [4] James H. McClellan, Ronald W.Schafer, Mark A.Yoder, Signal Processing First, Pearson Education International, 2000 [5] 박 세 현, 디지털 시스템 설계를 위한 VHDL 기본과 활용, 도서출판 그린, 1998 [6] Andrew Rushton, VHDL for Logic Synthesis, McGraw-Hill. inc, 2000 Information & Communication Engineering

18 The end Thank You !