KR100730086B1 - 듀얼 시스템 송수신장치 - Google Patents

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이광두
김유신
박상규
양창수
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Abstract

본 발명은 듀얼 시스템 송수신장치에 관한 것으로, 본 발명에 의한 듀얼 시스템 송신장치는, 카오스 신호를 발생하는 카오스 신호 발생부; 상기 발생된 카오스 신호를 송신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하는 대역통과 필터부; 송신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생하는 임펄스 신호 발생부; 상기 대역 통과 필터부를 통과하는 카오스 신호와 상기 발생된 임펄스 신호를 선택적으로 출력하는 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호를 증폭시키는 증폭부; 상기 증폭부에 의해 증폭된 신호를 안테나를 통해 송신하는 신호 송신부;를 포함하고, 상기 신호 송신부는, 상기 증폭부에 의해 증폭된 신호가 카오스 신호인 경우, OOK 방식을 통해 상기 증폭된 신호가 송신신호의 반송파로 송신되도록 변조하며, 상기 증폭부에 의해 증폭된 신호가 임펄스 신호인 경우, 상기 신호를 그대로 통과시켜 송신하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 의한 듀얼 시스템 수신장치는, 카오스 신호를 반송파로 이용한 수신신호와 임펄스 신호를 반송파로 이용한 수신신호에 모두 적용할 수 있는 수신장치로서, 수신신호를 수신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하는 대역통과 필터부; 상기 필터링된 수신신호를 증폭하는 증폭부; 상기 증폭된 수신신호가 카오스 신호를 반송파로 이용한 수신신호인 경우, 이를 복조하는 제 1 복조부; 상기 증폭된 수신신호가 임펄스 신호를 반송파로 이용한 수신신호인 경우, 이를 복조하는 제 2 복조부; 및 상기 증폭부에서 증폭된 수신신호를 상기 제 1 복조부 또는 상기 제 2 복조부로 선택적으로 출력하는 스위칭 소자;를 포함한다.
듀얼 시스템 송수신장치, 스위칭 소자, 카오스 신호, 임펄스 신호

Description

듀얼 시스템 송수신장치{DUAL SYSTEM TRANSMITTING AND RECEIVING DEVICE}
도 1a 및 도 1b는 종래 방식에 따른 카오스 통신 시스템의 송수신 장치를 나타낸 구성도로서,
도 1a는 카오스 통신 시스템의 송신장치를 나타낸 구성도이고,
도 1b는 카오스 통신 시스템의 수신장치를 나타낸 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 종래 방식에 따른 임펄스 통신 시스템의 송수신 장치를 나타낸 구성도로서,
도 2a는 임펄스 통신 시스템의 송신장치를 나타낸 구성도이고,
도 2b는 임펄스 통신 시스템의 수신장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 듀얼 시스템 송신장치를 나타낸 구성도이고,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 듀얼 시스템 송신장치를 나타낸 구성도이고,
도 5는 본 발명에 따른 듀얼 시스템 수신장치에 관한 구성도이다.
*도면의 주요 부호에 대한 설명*
31,41 : 카오스 신호 발생부 32,45,51 : 대역통과 필터부
33 : 임펄스 신호 발생부 34,43,55 : 스위칭 소자
35,46,52 : 증폭부 36 : 신호 송신부
44 : 변조부 53 : 제 1 복조부
54 : 제 2 복조부
본 발명은 듀얼 시스템 송수신장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광대역 통신(Ultra Wide Band; 이하 'UWB' 라 함)에 적용되는 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템을 하나의 칩(chip) 안에 구현함으로써 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템의 장점을 모두 공유할 수 있을 뿐 아니라 소형화 및 저전력화를 추구할 수 있는 듀얼 시스템 송수신장치에 관한 것이다.
보통 UWB는 주파수 대역폭이 중심주파수의 25% 이상의 점유율을 가지거나 500MHz 이상의 주파수 밴드를 말한다.
이러한 UWB를 시간축에서 관찰할 경우, 매우 작은 신호 폭을 가지고 있음을 확인할 수 있으며, 이로 인해 다중 전파 경로에 의한 신호의 퍼짐 현상이나 신호의 중첩 현상을 피할 수 있고 잡음 간섭에도 매우 강한 특성을 가지고 있어 고속 통신 및 정밀한 거리 계산이 요구되는 위치 인식 통신에 많이 이용되고 있다.
이러한 UWB가 이용되는 통신 시스템으로 가장 많이 연구되고 있는 시스템에는 임펄스(impulse) 통신 시스템과 카오스(chaos) 통신 시스템이 있다.
먼저, 임펄스 통신 시스템은 나노초(nano second)이하의 극히 짧은 펄스를 이용하여 두 통신 단말기 간의 거리에 따른 펄스의 지연 시간을 검출하며, 이를 이용해 거리를 계산한다.
이러한 임펄스 통신 시스템은 매우 짧은 펄스를 이용하고 있기 때문에 신호의 퍼짐으로 인한 지연 시간 에러를 줄일 수 있고, 스펙트럼 축에서 광대역으로 에너지가 분포되어 있기 때문에 낮은 에너지 밀도를 가지게 되어 다른 시스템에 거의 영향을 주지 않는다.
한편 카오스 통신 시스템은 잡음의 특성을 가지는 카오스 신호(Chaotic Signal)를 사용하는데, 통상의 구형파 신호는 시간에 따라 규칙적인 위상을 가지고 있으므로, 반위상의 간섭신호가 더해지는 경우 그 신호가 왜곡되거나 상쇄될 수 있으나, 카오스 신호는 잡음과 같아서 비주기성의 특성을 가지고 있기 때문에, 뚜렷한 위상이 존재하지 않으며 이에 따라 반위상의 신호 또는 근접 간섭 신호가 유입되더라도 간섭현상이 발생되지 않는 특성을 갖는다.
또한, 카오스 신호는 상술한 바와 같이 비주기성의 특성을 가지고 있기 때문에, 주파수 축에서 분석할 경우, 광대역 범위에서 주기에 관계없이 일정한 크기를 가지므로 에너지 효율이 매우 뛰어난 신호라 할 수 있다.
또한, 카오스 통신 시스템은, 마이크로 웨이브 대역 내의 카오스 신호를 모뎀의 연속된 패킷 정보신호를 이용하여 직접 변조시키는 온 오프 킹(On-Off Keying; 이하 'OOK' 라 함) 방식을 이용한다.
이와 같이, 직접 변조방식인 OOK 방식을 이용하는 카오스 통신 시스템은, 스파이크(Spike)가 적어 모뎀에서 타임 호핑(Time Hopping) 등의 코딩(Coding)이 별도로 필요하지 않으며, PLL(Phase Looked Loop)과 믹서(Mixer) 등의 중간주파수 변환을 위한 회로부가 필요하지 않으므로 매우 간단하게 송수신장치를 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 카오스 통신 시스템은 송수신장치를 간단하게 구현할 수 있어 무선 이동통신에서 중요하게 여기는 소형화 및 이로 인한 저전력화를 달성할 수 있는 이점을 가진다.
도 1a 및 도 1b는 종래 방식에 따른 카오스 통신 시스템의 송수신 장치를 나타낸 구성도로서, 도 1a는 카오스 통신 시스템의 송신장치를 나타낸 구성도이고, 도 1b는 카오스 통신 시스템의 수신장치를 나타낸 구성도이다.
도 1a에서 도시한 바와 같이, 카오스 통신 시스템의 송신장치는, 카오스 신호 발생부(11), 대역통과 필터부(12), 증폭부(13), OOK 변조부(14)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 카오스 신호 발생부(11)는 카오스 신호를 발생시키고, 상기 대역통과 필터부(12)는 상기 발생된 카오스 신호를 송신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링한다.
또한, 상기 증폭부(13)는 상기 필터링된 카오스 신호를 증폭시키며, 상기 OOK 변조부(14)는 OOK 방식을 통해 상기 증폭된 카오스 신호가 송신신호(Tx)의 반송파로 이용되도록 변조한다.
한편, 도 1b에서 도시한 바와 같이, 카오스 통신 시스템의 수신장치는, 대역통과 필터부(15), 증폭부(16), 포락선 검출부(envelope detector; 17), 저역통과 필터부(18), 이득 제어부(19), A/D 변환부(20)로 구성되어 있다.
여기서, 대역통과 필터부(15)는, 수신신호(Rx)를 수신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하며, 상기 증폭부(16)는 상기 필터링된 수신신호를 증폭한다.
또한, 상기 포락선 검출부(17)는 증폭된 수신신호의 포락선을 통해 그 신호의 크기를 검출하며, 상기 저역통과 필터부(18)는 상기 포락선 검출부(17)에서 출력된 수신신호에 포함된 노이즈를 제거한다.
또한, 상기 이득 제어부(19)는 상기 저역통과 필터부(18)를 통과한 신호가 수신측에서 기설정된 레벨범위에 포함되도록 그 이득을 제어하며, 상기 A/D 변환부(20)는 상기 이득 제어부(19)에 의해 제어된 신호를 디지털 형태로 변환시켜 인가된 수신신호를 복조한다.
도 2a 및 도 2b는 종래 방식에 따른 임펄스 통신 시스템의 송수신 장치를 나타낸 구성도로서, 도 2a는 임펄스 통신 시스템의 송신장치를 나타낸 구성도이고, 도 2b는 임펄스 통신 시스템의 수신장치를 나타낸 구성도이다.
도 2a에서 도시한 바와 같이, 임펄스 통신 시스템의 송신장치는, 신호 발진 부(21), 임펄스 신호 출력부(22), 증폭부(23)로 구성된다.
여기서, 상기 신호 발진부(21)는 일정 주기의 구형파 신호를 발생시키며, 상기 임펄스 신호 출력부(22)는 상기 발생된 구형파 신호를 송신신호(Tx)에 동기되도록 임펄스화시켜 출력한다.
또한, 상기 증폭부(23)는 상기 임펄스 신호 출력부(22)를 통해 출력된 임펄스 신호를 증폭시켜 송신한다.
한편, 도 2b에서 도시한 바와 같이, 임펄스 통신 시스템의 수신장치는, 대역통과 필터부(24), 증폭부(25), 임펄스 신호 발생부(26), 믹서부(27), 적분부(28), A/D 변환부(29)로 구성되어 있다.
상기 대역통과 필터부(24)는 수신신호(Rx)를 수신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하며, 상기 증폭부(25)는 상기 필터링된 수신신호를 증폭한다.
또한, 상기 임펄스 신호 발생부(26)는 상기 수신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생시키며, 상기 믹서부(27)는 상기 수신신호와 상기 임펄스 신호를 서로 상관시켜 상기 수신신호에 포함된 정보신호를 검출한다.
또한, 상기 적분부(28)는 수신측에서 기설정된 레벨범위에 포함되도록 상기 검출된 신호를 적분하며, 상기 A/D 변환부(29)는 상기 적분된 신호를 디지털 형태로 변환시켜 인가된 수신신호를 복조한다.
그러나, 도 1a 및 도 1b에 도시된 카오스 통신 시스템의 송수신장치는, 펄스 타임이 임펄스 신호만큼 짧지 않아 신호의 퍼짐으로 인한 지연시간이 발생하게 되며, 이로 인해 송수신 단말기간의 거리 및 그 위치를 정확히 계산할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 도 2a 및 도 2b에 도시된 임펄스 통신 시스템의 송수신장치는 임펄스 신호를 생성하고 이를 이용한 변복조 과정이 필요하므로, 시스템의 복잡도 및 칩 사이즈가 증가될 뿐 아니라 전력소모 또한 증가되는 문제점이 있었다.
아울러, 이러한 종래의 기술은 하나의 칩 안에 하나의 시스템만을 구현할 수 있어 여러 시스템의 장점을 모두 공유하기 위해서는 2개 이상의 칩이 필요하므로, 소형화 및 저전력을 요구하는 최근의 무선 이동통신에 적합하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 스위칭 소자를 이용해 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템을 하나의 칩 안에 구현함으로써 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템의 장점을 모두 공유할 수 있을 뿐 아니라 소형화 및 저전력화를 추구할 수 있는 듀얼 시스템 송수신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 듀얼 시스템 송신장치는, 카오스 신호를 발생하는 카오스 신호 발생부; 상기 발생된 카오스 신호를 송신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하는 대역통과 필터부; 송신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생하는 임펄스 신호 발생부; 상기 대역 통과 필터부를 통과하는 카오스 신호와 상기 발생된 임펄스 신호를 선택적으로 출력하는 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호를 증폭시키는 증폭부; 및 상기 증폭부에 의해 증폭된 신호를 안테나를 통해 송신하는 신호 송신부;를 포함하고, 상기 신호 송신부는, 상기 증폭부에 의해 증폭된 신호가 카오스 신호인 경우, OOK 방식을 통해 상기 증폭된 신호가 송신신호의 반송파로 송신되도록 변조하며, 상기 증폭부에 의해 증폭된 신호가 임펄스 신호인 경우, 상기 신호를 그대로 통과시켜 송신하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 임펄스 신호 발생부는, 일정 주기의 구형파 신호를 발생시키는 신호 발진부; 및 상기 발생된 구형파 신호를 송신신호에 동기된 임펄스 신호로 변환하는 임펄스 신호 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 듀얼 시스템 송신장치는, 카오스 신호를 발생하는 카오스 신호 발생부; 일정 주기의 구형파 신호를 발생시키는 신호 발진부; 상기 발생된 카오스 신호와 구형파 신호를 선택적으로 출력하는 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호를 변조하는 변조부; 상기 변조부에 의해 변조된 신호를 송신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하는 대역통과 필터부; 및 상기 필터링된 신호를 증폭시켜 송신하는 증폭부;를 포함하고, 상기 변조부는, 상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호가 카오스 신호인 경우, 상기 카오스 신호를 송신신호의 반송파로 이용하여 변조하며, 상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호가 구형파 신호인 경우, 상기 구형파 신호를 상기 구형파 신호를 송신신호에 동기된 임펄스 신호로 변환하여 변조하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 변조부는, 송신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생시키는 임펄스 신호 발생부; 및 상기 카오스 신호와 송신신호를 믹싱하거나 상기 구형파 신호와 상기 임펄스 신호를 믹싱하여 변조하는 믹서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 듀얼 시스템 수신장치는,카오스 신호를 반송파로 이용한 수신신호와 임펄스 신호를 반송파로 이용한 수신신호에 모두 적용할 수 있는 듀얼 시스템 수신장치로서, 수신신호를 수신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하는 대역통과 필터부; 상기 필터링된 수신신호를 증폭하는 증폭부; 상기 증폭된 수신신호가 카오스 신호를 반송파로 이용한 수신신호인 경우, 이를 복조하는 제 1 복조부; 상기 증폭된 수신신호가 임펄 스 신호를 반송파로 이용한 수신신호인 경우, 이를 복조하는 제 2 복조부; 및 상기 증폭부에서 증폭된 수신신호를 상기 제 1 복조부 또는 상기 제 2 복조부로 선택적으로 출력하는 스위칭 소자;를 포함한다..
여기서, 상기 제 1 복조부는, 인가된 수신신호의 포락선을 통해 그 신호의 크기를 검출하는 포락선 검출부; 상기 포락선 검출부에서 출력된 수신신호에 포함된 노이즈를 제거하는 필터부; 상기 필터부를 통과한 신호가 수신측에서 기설정된 레벨범위에 포함되도록 그 이득을 제어하는 이득 제어부; 및 상기 이득 제어부에 의해 제어된 신호를 디지털 형태로 변환시키는 제 1 A/D 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 필터부는 저역통과 필터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 복조부는, 인가된 수신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생시키고, 상기 수신신호와 상기 발생된 임펄스 신호를 서로 상관시켜 상기 수신신호에 포함된 정보신호를 검출하는 정보 검출부; 수신측에서 기설정된 레벨범위에 포함되도록 상기 검출된 신호를 적분하는 적분부; 및 상기 적분된 신호를 디지털 형태로 변환시키는 제 2 A/D 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 정보 검출부는, 상기 수신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생시키는 임펄스 신호 발생부; 및 상기 수신신호와 상기 임펄스 신호 발생부에 발생된 임펄스 신호를 서로 상관시켜 상기 수신신호에 포함된 정보신호를 검출하는 믹서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 듀얼 시스템 송신장치를 나타낸 구성도로서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 실시예 1의 듀얼 시스템 송신장치는, 카오스 신호 발생부(31), 대역통과 필터부(32), 임펄스 신호 발생부(33), 스위칭 소자(34), 증폭부(35), 신호 송신부(36)를 포함한다.
여기서, 상기 카오스 신호 발생부(31)는 잡음 특성을 가지는 카오스 신호를 발생하며, 상기 대역통과 필터부(32)는 상기 발생된 카오스 신호를 송신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링한다.
또한, 상기 임펄스 신호 발생부(33)는, 신호 발진부(33a)와 임펄스 신호 출력부(33b)를 포함하며, 송신신호(Tx)에 동기된 임펄스 신호를 발생한다.
이때, 상기 신호 발진부(33a)는 일정 주기의 구형파 신호를 발생시키며, 상 기 임펄스 신호 변환부(33b)는 상기 발생된 구형파 신호를 송신신호(Tx)에 동기된 임펄스 신호로 변환하여 출력한다.
또한, 상기 스위칭 소자(34)는 듀얼 모드 스위치(dual mode switch)로서 스위칭 동작을 통해 상기 대역 통과 필터부(32)를 통과하는 카오스 신호와 상기 임펄스 신호 발생부(33)에서 발생된 임펄스 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.
또한, 상기 증폭부(35)는 전력 증폭기로 구성되며, 상기 스위칭 소자(34)에 의해 선택된 신호를 증폭시킨다.
또한, 상기 신호 송신부(36)는 OOK 방식을 사용하는 변조기로 구성되며, 상기 증폭부(35)에 의해 증폭된 신호를 안테나를 통해 송신하는 기능을 수행한다.
만약, 상기 증폭부(35)에 의해 증폭된 신호가 카오스 신호인 경우 상기 신호 송신부(36)는 OOK 방식을 통해 상기 증폭된 신호가 송신신호의 반송파로 송신되도록 변조하며, 상기 증폭부(35)에 의해 증폭된 신호가 임펄스 신호인 경우 상기 신호 송신부(36)는 항상 도통 상태를 유지하여 상기 증폭된 신호가 그대로 송신되도록 한다.
실시예 2
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 듀얼 시스템 송신장치를 나타낸 구성도로서, 도 4에서 도시한 바와 같이, 실시예 2의 듀얼 시스템 송신장치는, 카오스 신호 발생부(41), 신호 발진부(42), 스위칭 소자(43), 변조부(44), 대역통과 필터부(45), 증폭부(46)를 포함한다.
여기서, 상기 카오스 신호 발생부(41)는 카오스 신호를 발생시키며, 상기 신호 발진부(42)는 일정 주기의 구형파 신호를 발생시킨다.
또한, 상기 스위칭 소자(43)는 실시예 1과 마찬가지로 듀얼 모드 스위치로서 스위칭 동작을 통해 상기 발생된 카오스 신호와 구형파 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.
또한, 상기 변조부(44)는 송신신호(Tx)에 동기된 임펄스 신호를 발생시키는임펄스 신호 발생부(44a)와 믹서부(44b)를 포함하며, 상기 스위칭 소자(43)에 의해 선택된 신호를 변조하는 기능을 수행하는데, 만약 상기 스위칭 소자(43)에 의해 선택된 신호가 카오스 신호인 경우, 상기 카오스 신호를 송신신호(Tx)의 반송파로 이용하여 변조하고, 상기 스위칭 소자(43)에 의해 선택된 신호가 구형파 신호인 경우, 상기 구형파 신호를 송신신호(Tx)에 동기된 임펄스 신호로 변환하여 변조한다.
즉, 상기 믹서부(44b)는 상기 스위칭 소자(43)가 카오스 신호를 선택하면 상기 카오스 신호와 송신신호(Tx)를 믹싱하여 상기 카오스 신호가 송신신호의 반송파가 되도록 변조하고, 상기 스위칭 소자(43)가 구형파 신호를 선택하면, 상기 구형파 신호를 임펄스 신호 발생부(44a)에 의해 발생된 임펄스 신호와 믹싱하여 변조한다.
한편, 상기 대역통과 필터부(45)는, 상기 변조부(44)에 의해 변조된 신호를 송신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하며, 상기 증폭부(46)는 상기 필터링된 신호를 증폭시켜 송신한다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 듀얼 시스템 수신장치에 관한 구성도로서, 앞서 설명한 도 3 및 도 4의 듀얼 시스템 송신장치 모두에 적용될 수 있다.
도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼 시스템 수신장치는, 카오스 신호가 반송파로 이용된 수신신호(Rx)와 임펄스 신호가 반송파로 이용된 수신신호(Rx)에 모두 적용할 수 있는 수신장치로서, 대역통과 필터부(51), 증폭부(52), 제 1 복조부(53), 제 2 복조부(54), 스위칭 소자(55)를 포함한다.
여기서, 상기 대역통과 필터부(51)는 수신신호(Rx)를 수신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하며, 상기 증폭부(52)는 가변이득 증폭기인 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)로 구현되어 상기 필터링된 수신신호를 증폭시킨다.
또한, 상기 제 1 복조부(53)는 포락선 검출부(53a), 필터부(53b), 이득 제어부(53c), 제 1 A/D 변환부(53d)를 포함하며, 상기 증폭된 수신신호가 카오스 신호를 반송파로 이용한 수신신호인 경우, 이를 복조한다.
이때, 상기 포락선 검출부(53a)는 인가된 수신신호의 포락선을 통해 그 신호의 크기를 검출하며, 상기 필터부(53b)는 상기 포락선 검출부(53a)에서 출력된 수신신호의 노이즈를 제거한다. 본 실시예에서는 상기 필터부(53b)를 저역통과 필터로 구현하기로 한다.
또한, 이때 상기 이득 제어부(53c)는 상기 저역통과 필터(Low Pass Filter; LPF; 53b)를 통과한 신호가 수신측에서 기설정된 레벨범위에 포함되도록 그 이득을 자동으로 제어하며, 상기 제 1 A/D 변환부(53d)는 상기 이득 제어부(53c)에 의해 제어된 신호를 디지털 형태로 변환시켜 수신신호에 포함된 정보신호를 복조한다.
한편, 상기 제 2 복조부(54)는 정보 검출부(54a), 적분부(54b), 제 2 A/D 변환부(54c)를 포함하며, 상기 증폭된 수신신호가 임펄스 신호를 반송파로 이용한 수신신호인 경우, 이를 복조한다.
이때, 상기 정보 검출부(54a)는 임펄스 신호 발생부(54a2)와 믹서부(54a1)를 포함하며, 인가된 수신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생시키고, 상기 수신신호와 상기 발생된 임펄스 신호를 서로 상관시켜 상기 수신신호에 포함된 정보신호를 검출한다.
여기서, 상기 임펄스 신호 발생부(54a2)는 상기 수신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생시키며, 상기 믹서부(54a1)는 상기 수신신호와 상기 발생된 임펄스 신호를 서로 상관시켜 상기 수신신호에 포함된 정보신호를 검출한다.
또한, 상기 적분부(54b)는 수신측에서 기설정된 레벨범위에 포함되도록 상기 검출된 신호를 적분하며, 상기 제 2 A/D 변환부(54c)는 상기 적분된 신호를 디지털 형태로 변환시켜 수신신호에 포함된 정보신호를 검출한다.
한편, 상기 스위칭 소자(55) 역시 듀얼 모드 스위치로서, 스위칭 동작을 통해 상기 제 1 복조부(53)와 상기 제 2 복조부(54) 중 어느 하나를 선택한다.
따라서, 상기 증폭부(52)에서 증폭된 신호는 상기 제 1 복조부(53) 또는 제 2 복조부(54)로 출력되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 스위칭 소자를 이용해 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템을 하나의 칩 안에 구현함으로써, 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템의 장점을 모두 공유할 수 있는 장점을 가진다.
즉, 위치 인식 및 정확한 거리 계산이 요구되는 통신에서는 정확한 지연시간을 측정할 수 있는 임펄스 통신 시스템을, 고속 데이터 통신 또는 일반 데이터 통신에서는 저전력으로도 통신이 가능한 카오스 통신 시스템을 채택함으로써 종래 여러 시스템이 가지는 장점을 모두 공유할 수 있게 된다.
또한, 하나의 칩 안에 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템을 구현할 수 있으므로, 소형화 및 저전력을 요구하는 최근의 무선 이동통신에 부합하는 송수신장치를 제공할 수 있는 이점도 가지게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 일실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 듀얼 시스템 송수신장치는, 스위칭 소자를 이용해 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템을 하나의 칩 안에 구현함으로써, 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템의 장점을 모두 공유할 수 있는 효과 가 있다.
또한, 하나의 칩 안에 카오스 통신 시스템과 임펄스 통신 시스템을 구현할 수 있으므로, 소형화 및 저전력화를 추구하는 최근의 무선 이동통신에 적합한 송수신장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 카오스 신호를 발생하는 카오스 신호 발생부;
    상기 발생된 카오스 신호를 송신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하는 대역통과 필터부;
    송신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생하는 임펄스 신호 발생부;
    상기 대역 통과 필터부를 통과하는 카오스 신호와 상기 발생된 임펄스 신호를 선택적으로 출력하는 스위칭 소자;
    상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호를 증폭시키는 증폭부; 및
    상기 증폭부에 의해 증폭된 신호를 안테나를 통해 송신하는 신호 송신부;를 포함하고,
    상기 신호 송신부는,
    상기 증폭부에 의해 증폭된 신호가 카오스 신호인 경우, OOK 방식을 통해 상기 증폭된 신호가 송신신호의 반송파로 송신되도록 변조하며,
    상기 증폭부에 의해 증폭된 신호가 임펄스 신호인 경우, 상기 신호를 그대로 통과시켜 송신하는 것을 특징으로 하는 듀얼 시스템 송신장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 임펄스 신호 발생부는,
    일정 주기의 구형파 신호를 발생시키는 신호 발진부; 및
    상기 구형파 신호를 송신신호에 동기된 임펄스 신호로 변환하는 임펄스 신호 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 시스템 송신장치.
  3. 카오스 신호를 발생하는 카오스 신호 발생부;
    일정 주기의 구형파 신호를 발생시키는 신호 발진부;
    상기 발생된 카오스 신호와 구형파 신호를 선택적으로 출력하는 스위칭 소자;
    상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호를 변조하는 변조부;
    상기 변조부에 의해 변조된 신호를 송신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하는 대역통과 필터부; 및
    상기 필터링된 신호를 증폭시켜 송신하는 증폭부;를 포함하고,
    상기 변조부는,
    상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호가 카오스 신호인 경우, 상기 카오스 신호를 송신신호의 반송파로 이용하여 변조하며,
    상기 스위칭 소자에 의해 선택된 신호가 구형파 신호인 경우, 상기 구형파 신호를 송신신호에 동기된 임펄스 신호로 변환하여 변조하는 것을 특징으로 하는 듀얼 시스템 송신장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 변조부는,
    송신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생시키는 임펄스 신호 발생부; 및
    상기 카오스 신호와 송신신호를 믹싱하거나 상기 구형파 신호와 상기 임펄스 신호를 믹싱하여 변조하는 믹서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 시스템 송신장치.
  5. 카오스 신호를 반송파로 이용한 수신신호와 임펄스 신호를 반송파로 이용한 수신신호에 모두 적용할 수 있는 듀얼 시스템 수신장치에 있어서,
    상기 듀얼 시스템 수신장치는,
    수신신호를 수신측에서 기설정된 정보 전송 대역폭 내의 신호로 필터링하는 대역통과 필터부;
    상기 필터링된 수신신호를 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭된 수신신호가 카오스 신호를 반송파로 이용한 수신신호인 경우, 이를 복조하는 제 1 복조부;
    상기 증폭된 수신신호가 임펄스 신호를 반송파로 이용한 수신신호인 경우, 이를 복조하는 제 2 복조부; 및
    상기 증폭부에서 증폭된 수신신호를 상기 제 1 복조부 또는 상기 제 2 복조부로 선택적으로 출력하는 스위칭 소자;를 포함하는 듀얼 시스템 수신장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 복조부는,
    인가된 수신신호의 포락선을 통해 그 신호의 크기를 검출하는 포락선 검출부;
    상기 포락선 검출부에서 출력된 수신신호에 포함된 노이즈를 제거하는 필터부;
    상기 필터부를 통과한 신호가 수신측에서 기설정된 레벨범위에 포함되도록 그 이득을 제어하는 이득 제어부; 및
    상기 이득 제어부에 의해 제어된 신호를 디지털 형태로 변환시키는 제 1 A/D 변환부; 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 시스템 수신장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 필터부는 저역통과 필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 시스템 수신장치.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 제 2 복조부는,
    인가된 수신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생시키고, 상기 수신신호와 상기 발생된 임펄스 신호를 서로 상관시켜 상기 수신신호에 포함된 정보신호를 검출하는 정보 검출부;
    수신측에서 기설정된 레벨범위에 포함되도록 상기 검출된 신호를 적분하는 적분부; 및
    상기 적분된 신호를 디지털 형태로 변환시키는 제 2 A/D 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 시스템 수신장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 정보 검출부는,
    상기 수신신호에 동기된 임펄스 신호를 발생하는 임펄스 신호 발생부; 및
    상기 수신신호와 상기 임펄스 신호 발생부에 발생된 임펄스 신호를 서로 상관시켜 상기 수신신호에 포함된 정보신호를 검출하는 믹서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 시스템 수신장치.
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