SSB modulation 을 이용한 음성변조

1. SSB modulation을이용한 음성변조 영남대학교 정보통신공학과 Prof. 최권휴 20212256 장성호 20314080 박성원 2007. 09.21

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

3. 프로젝트 목적 및 목표 목적 - 현대사회의 디지털 기술 발달로 인한 음성변조 이용 분야 확대 - 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 수로인해 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 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 Matlab을이용한 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 출력하는 구문 coding - 변조, 복조 carrier 생성 - VHDL filter (LPF, BPF ) coding

12. 변조, 복조 carrier 생성 • 변조를 위한 carrier frequency – 10KHz • 복조를 위한 carrier frequency – 9.5KHz • VHDL로 coding 할때 logic 사용률을 줄이기 위해 기존의 cosine wave의 샘플갯수를 60개에서 4개로 수정

13. VHDL filter (LPF, BPF ) coding • VHDL filter 설계 • 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 을통해 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. Thank You ! The end