KR100645443B1 - 변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장치 및 방법 - Google Patents

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KR100645443B1 KR1020050096743A KR20050096743A KR100645443B1 KR 100645443 B1 KR100645443 B1 KR 100645443B1 KR 1020050096743 A KR1020050096743 A KR 1020050096743A KR 20050096743 A KR20050096743 A KR 20050096743A KR 100645443 B1 KR100645443 B1 KR 100645443B1
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Abstract

본 발명은 무선 주파수 식별 태그(RFID) 판독기와 같이 디지털 펄스폭 변조(PAM) 신호를 수신하는 베이스밴드 수신기에서, 수신 신호의 트리거시마다 발생된 변환 파형을 새로운 심볼로 매핑하고, 이 새로운 심볼을 필터링하여 원래의 심볼로 복원하도록 함으로써, 비트 에러율(BER) 성능을 향상시킬 수 있도록 하는, 변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장치 및 방법에 관한 것으로서,
본 발명에 의하면, 복잡하고 고성능인 DC Drift 추정기가 필요없게 되었고, 잡음 성분 중에 백색 잡음 뿐만 아니라 DC Drift를 안정적으로 제거할 수 있어 비트 에러율(BER) 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
RFID, 트리거, 트랜지션, PAM, 베이스밴드, 베이스밴드, 백색잡음, BER, 심볼, 필터, Threshold

Description

변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장치 및 방법{Baseband receiver and method using transition trigger}
도 1a는 종래 RF-ID 판독기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 1b는 종래 디지털 PAM 수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 제1 심볼과 제2 심볼 및 트랜지션 심볼의 파형을 나타낸 도면,
도 4는 트랜지션 컨버터에서 이용하는 트랜지션 상태도를 나타낸 도면,
도 5는 제1 심볼과 제2 심볼, 트랜지션 심볼 및 트랜지션 컨버터의 출력 파형을 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 변조부 120 : 저역통과필터
130 : 베이스밴드 송신부 140 : 국부 발진기
150 : 복조부 160 : 저역통과필터
170 : 베이스밴드 수신부 200 : 베이스밴드 수신 장치
210 : 트랜지션 필터 220 : 임계 비교기
230 : 트랜지션 컨버터
본 발명은 변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 주파수 식별 태그(RFID:Radio Frequency Identifier) 판독기(Reader)내에 구비되고 디지털 펄스폭 변조(PAM:Pulse Amplitude Modulation) 신호를 수신하는 베이스밴드 수신기에서, 수신 신호의 트리거시마다 발생된 변환 파형을 새로운 심볼로 매핑(Mapping)하고, 이 새로운 심볼을 필터링(Filtering)하여 원래의 심볼로 복원하도록 함으로써, 비트 에러율(BER) 성능을 향상시킬 수 있도록 하는, 변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 RF-ID 판독기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
종래 RF-ID 판독기는 변조부(Modulator;110), 저역통과필터(LPF;120), 베이스밴드 송신부(Baseband Transmitter;130), 국부 발진기(Local Oscillator;140), 복조부(Demodulator;150), 저역통과필터(LPF;160), 베이스밴드 수신부(Baseband Receiver;170) 등을 포함한 구성을 갖는다.
즉, 전술한 바와 같이 구성된 RF-ID 판독기는, 송신할 신호가 베이스밴드 송신부(130)와, 저역통과필터(120), 및 변조부(110)를 경유해 안테나(ANT)를 통해 송출되고, 안테나(ANT)를 통해 수신된 신호가 복조부(150)와 저역통과필터(160), 및 베이스밴드 수신부(170)를 통해 원래의 신호로 복조된다.
그런데, RF-ID 판독기의 경우, Direct Conversion 방식을 이용할 때 다량의 DC Drift가 발생되고, 또한 수신 신호의 복조시에 지속적이며 신호의 세기가 큰 송신 리키지(Leakage)가 발생하게 된다. 송신 리키지는 수신 신호에 비해 30 dB 이상 크다. 송신 데이터를 전송한 이후 짧은 시간 뒤에 수신 데이터를 수신하게 되므로 DC Drift가 발생하게 된다. 예컨대, EPC C1G2 기준으로 링크 주파수(Link Frequency)가 40 KHz일 때 송신 시간과 수신 시간의 간격은 250 ㎲ 이다.
따라서, 디지털 펄스폭 변조(PAM) 신호를 수신하는 RF-ID 판독기의 경우, 다양한 표준과 다양한 링크 주파수가 존재하므로, 이에 모두 대응할 수 있는 베이스밴드 수신부의 필요성이 대두되고 있다.
한편, 도 1b는 종래 디지털 PAM 수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
종래 디지털 PAM 수신기는 합성기(180), 매치 필터(Matched Filter;182), 스위칭부(184), 및 임계값 비교부(Threshold Comparator;186) 등을 포함한 구성을 갖는다.
여기서, 합성기(180)는 소스 신호(Source Signal)에 가우스 백색잡음(AWGN)을 합성한 합성 신호 r(t)을 출력한다. 매치 필터(182)는 심볼의 주기(t=T)인 시점 에서 출력의 SNR(Signal to Noise Ratio)을 만드는 필터이다. 이때, 매치 필터(182)의 최대 SNR은 다음 수학식 1과 같다.
Figure 112005057996667-pat00001
여기서, E는 입력신호 S의 에너지를 나타내며, N0/2는 입력 잡음의 전력 스펙트럼 밀도를 나타낸다.
또한, 이때 매치 필터(182)의 임펄스 응답(Impulse Response)은 다음 수학식 2와 같다.
Figure 112005057996667-pat00002
여기서, t는 0 보다 크거나 같고, T 보다 작거나 같은 범위이며, S(t)=S1(t)-S2(t) 이다. 또한, S1(t)는 reference signal 1을 나타내고, S2(t)는 reference signal 2를 나타낸다. 그리고, k는 임의의 상수이다.
전술한 바와 같이 동작하는 매치 필터(182)에 잡음 성분으로 AWGN만 존재한다고 가정하면, 모든 라인-코딩 방식에 적용 가능한 기존의 범용 디지털 PAM 수신기는 다음 수학식 3과 같은 임펄스 응답을 갖는 매치 필터를 사용한다.
Figure 112005057996667-pat00003
또한, DC Drift가 존재할 때, 매치 필터(182)의 SNR 스펙트럼 밀도는 다음 수학식 4와 같다.
Figure 112005057996667-pat00004
여기서, S(f)는 소스 신호(Source Signal)를 나타내고, N0/2는 AWGN의 스펙트럼 밀도를 나타내며, NDrift(f)는 DC drift 성분을 나타낸다.
수학식 4에서, H(f)ej2π fT=H'(f)라고 할 때
Figure 112005057996667-pat00005
이 최소가 되어야 최대 SNR 값을 가짐을 알 수 있다.
그런데, 매치 필터(182)의 SNR에서 H'(f) 스펙트럼은 DC에 대한 감쇄가 전혀 없어서 DC drift에 해당하는 DC Noise를 억압하지 못하고 있다. 이는 기존의 범용적인 디지털 PAM 수신기의 경우, 매치 필터(182)에서 필터링하려는 성분 자체가 0 < t < T 사이에 존재하는 DC 성분이기 때문이다. 따라서, 이러한 환경에서는 SNR을 최대로 할 수 없는 문제점이 있다.
이에 따라, 기존의 디지털 PAM 수신기에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 매치 필터(182)의 앞단에 DC Drift를 제거하는 필터를 사용한다. 이렇게 함으로써 심볼을 손상시키지 않으면서 DC Drift만을 제거해야 하는 단점이 있다. 또한, RF-ID 판독기와 같이 송신 신호가 수신 신호보다 매우 크며, 자신이 전송한 송신 신호가 수신 장치에 검출되는 경우, 송신한 이후 응답이 있기까지 제한된 시간 안에 DC Drift를 안정적으로 제거해야 하는 어려움이 있다.
또한, 기존의 디지털 PAM 수신기에서는 DC Drift를 추정하여 임계값 비교부(186)를 통해 임계값을 보정하게 된다. 그러나, 이를 위해 추가적인 DC Drift 추정기가 필요하며, 심볼의 주파수 성분과 DC Drift의 주파수 성분이 서로 많이 이격되어 있지 않아 이를 구별할 수 있는 복잡하고 고성능의 DC Drift 추정기가 필요하게 되는 단점이 있다.
또한, 기존의 디지털 PAM 수신기에서는 H(f)·Ndrift(f) =0이 되도록 심볼에 대해 라인-코딩을 수행하게 된다. 그러나, RF-ID 판독기와 같이 다종의 라인-코딩 표준과 가변적인 링크 주파수를 갖는 경우에 이를 모두 만족하는 H(t)를 구현하기가 불가능하다는 단점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 무선 주파수 식별 태그(RFID) 판독기내에 구비되고 디지털 펄스폭 변조(PAM) 신호를 수신하는 베이스밴드 수신기에 서, 수신 신호의 트리거시마다 발생된 변환 파형을 새로운 심볼로 매핑하고, 이 새로운 심볼을 필터링하여 원래의 심볼로 복원하도록 함으로써, 비트 에러율(BER) 성능을 향상시킬 수 있도록 하는, 변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치는, 입력된 제1 심볼에 대하여 상승에서 하강 엣지나, 하강에서 상승 엣지 시의 트리거 파형을 필터링하여 제2 심볼을 출력하는 트랜지션 필터; 상기 트랜지션 필터로부터 입력된 상기 제2 심볼에 대하여 임계값을 근거로 트랜지션의 유무를 비교하여 트랜지션 심볼을 출력하는 임계 비교기; 및 상기 트랜지션 심볼에서 트랜지션 발생 여부를 근거로 상기 제1 심볼을 복원하여 출력하는 트랜지션 컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적에 따른 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법은, 수신된 신호와 가우스 백색 잡음(AWGN) 신호를 합성하여 제1 심볼을 생성하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법에 있어서, a) 상기 제1 심볼의 변환 트리거를 근거로 제2 심볼을 생성하는 단계; b) 상기 제2 심볼을 임계값과 비교하여 트랜지션 심볼을 생성하는 단계; 및 c) 상기 트랜지션 심볼을 컨버팅하여 상기 제1 심볼을 복원하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 변환 트리거 또는 상기 트랜지션은 상승에서 하강 엣지 또는 하강에서 상승 엣지로 변환되는 것을 의미한다.
또한, 상기 제1 심볼은, 상승 트리거와 상승 유지, 하강 트리거 및 하강 유지의 상태를 포함하여 구성된다.
상기 제1 심볼이 상승 트리거인 경우, 상기 제2 심볼은 하이 레벨의 상승점을 나타내며, 상기 제1 심볼이 하강 트리거인 경우, 상기 제2 심볼은 로우 레벨의 하강점을 나타낸다.
상기 제1 심볼이 하이 레벨을 유지한 채로 트랜지션이 없는 경우, 상기 제2 심볼은 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타내고, 상기 제1 심볼이 로우 레벨을 유지한 채로 트랜지션이 없는 경우에, 상기 제2 심볼은 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타낸다.
상기 제2 심볼의 임펄스 응답 h(t)은
Figure 112005057996667-pat00006
으로 나타내며, t는 0 보다 크거나 같고, 2T 보다 작거나 같은 값이다.
또한, 상기 제2 심볼의 주파수 응답 H(f)은
Figure 112005057996667-pat00007
으로 나타낸다.
상기 제2 심볼은 상기 임계값을 근거로 트랜지션 영역과 비 트랜지션 영역으로 구분된다.
상기 트랜지션 심볼은 상기 제2 심볼에 대응하여, 상기 제2 심볼에 트랜지션이 있는 경우에 하이 레벨 상태를 나타내고, 상기 제2 심볼에 트랜지션이 없는 경 우에 로우 레벨 상태를 나타낸다.
상기 제1 심볼의 복원시, 상기 트랜지션 심볼이 하이 레벨 상태일 때마다 상승 트리거 또는 하강 트리거를 반복하게 되고, 상기 트랜지션 심볼이 로우 레벨 상태일 경우에 상승한 상태의 하이 레벨을 유지하거나, 하강한 상태의 로우 레벨을 유지하여, 상기 제1 심볼을 복원하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명에 이용되는 변환 트리거(Transition Trigger)는 소스 신호의 주파수 성분과 DC Drift의 주파수 성분이 주파수 평면상 많이 이격되어 있지 않은 경우와, 또한 소스 신호의 다양한 링크 주파수와 라인-코딩을 만족해야 하는 경우에 이용된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장 치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 베이스밴드 수신 장치(200)는, 트랜지션 필터(Transition Filter; 210), 스위칭부(184), 임계 비교기(Threshold Comparator; 220), 및 트랜지션 컨버터(Transition Converter; 230) 등을 포함한 구성을 갖는다.
트랜지션 필터(210)는 신호 레벨 간의 트랜지션 파형을 새로운 심볼로 매핑하고, 이 심볼을 참조(Reference)로 하여 필터링을 수행한다. 즉, 합성기(180)로부터 입력된 제1 심볼에 대하여, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상승에서 하강 엣지나, 하강에서 상승 엣지 시의 트리거 파형을 필터링하여, 도 3의 (b)와 같은 제2 심볼을 출력하게 된다. 따라서, 도 3의 (b)와 같은 출력 파형을 새로운 심볼로 매핑(mapping)하게 되는 것이다. 여기서, 매핑의 의미는 도 3의 (b)와 같은 출력 파형을 새로운 심볼로써 도 3의 (a)에 도시된 원래의 심볼에 대응시켜 도 3의 (c)에 도시된 출력 파형을 얻도록 하는 것이다.
스위칭부(184)는 트랜지션 필터(210)에서 출력된 제2 심볼이 임계 비교기(22)로 전달되도록 트랜지션 필터(210)와 임계 비교기(220)를 스위칭 연결한다.
임계 비교기(220)는 트랜지션 필터(210)로부터 입력된 제2 심볼에 대하여 임계값을 근거로 트랜지션의 유무를 비교하여 트랜지션 심볼을 출력한다. 즉, 도 3의 (b)에 도시된 출력 파형에서 트랜지션 지점(a' ~ j')이 트랜지션 영역(Transition Region)에 속하는지, 또는 비 트랜지션 영역(Non-transition Region)에 속하는지를 비교하게 되는 것이다. 예컨대, 트랜지션 지점(a' ~ j')이 트랜지션 영역에 속하는 경우에 해당 트랜지션 지점에서 트랜지션이 발생된 것으로 인식하는 것이다. 따라 서, 임계 비교기(220)로부터 도 3의 (c)에 도시된 바와 같은 트랜지션 심볼의 파형이 출력된다.
트랜지션 컨버터(230)는 트랜지션 필터(210)에서 심볼 간의 트랜지션 파형을 새로운 심볼로써 매핑한 후, 트랜지션 심볼에서 해당 트랜지션 지점의 트랜지션 발생 여부를 근거로 본 발명에 따른 트랜지션 상태도에 따라 도 4의 (c)에 도시된 바와 같은 원래의 심볼에 해당하는 파형을 복원하여 출력한다.
도 3은 제1 심볼과 제2 심볼 및 트랜지션 심볼의 파형을 나타낸 도면이다.
도 3에서, (a)는 베이스밴드 수신기를 포함하는 RF-ID 판독기와 같은 수신 장치에서, 수신된 Si(t) 신호에 백색 잡음 n(t) 신호가 합성되어 생성된 제1 심볼 r(t) 신호의 파형을 나타낸 것이다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 심볼 r(t) 신호의 파형은, a 점에서 상승 트리거, b 점에서 하강 트리거, c 점에서 상승 트리거, d 점에서 하이(High) 유지(트리거 무(無)), e 점에서 하강 트리거, f 점에서 상승 트리거, g 점에서 하강 트리거, h 점에서 로우(Low) 유지(트리거 무), i 점에서 상승 트리거, j 점에서 하이 유지, k 점에서 하강 트리거, l 점에서 상승 트리거, 및 m 점에서 하강 트리거를 갖는다.
따라서, 이러한 파형을 갖는 제1 심볼 r(t) 신호가 트랜지션 필터(210)로 입력되고, 트랜지션 필터(210)는 제1 심볼 r(t) 신호를 필터링하여 도 3의 (b)와 같은 제2 심볼 z(t) 신호의 파형을 출력하게 된다. 이때, 트랜지션 필터(210)의 임펄스 응답 h(t)은 수학식 5와 같이 나타내며, 주파수 응답 H(f)은 수학식 6과 같이 나타낸다.
Figure 112005057996667-pat00008
여기서, t는 0 보다 크거나 같고, 2T 보다 작거나 같은 값이다.
Figure 112005057996667-pat00009
한편, 도 3에서 (b)는 제2 심볼 z(t) 신호의 파형을 나타낸 것이다. 트랜지션 필터(210)로부터 출력된 제2 심볼 z(t) 신호는 변환 트리거가 발생할 때마다 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 출력 파형을 생성하게 된다.
즉, 도 3의 (b)에 도시된 출력 파형은, 제1 심볼이 a 점에서 상승 트리거인 경우, 제2 심볼은 a' 점에서 하이 레벨의 상승점을 나타내며, 제1 심볼이 b 점에서 하강 트리거인 경우, 제2 심볼은 b' 점에서 로우 레벨의 하강점을 나타낸다.
마찬가지로, 제1 심볼이 c 점에서 상승 트리거인 경우, 제2 심볼은 c' 점에서 하이 레벨의 상승점을 나타내고, 제1 심볼이 d 점에서 하이 레벨의 상승을 유지한 채로 트랜지션이 없는 경우, 제2 심볼은 d' 점에서 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타낸다.
또한, 제1 심볼이 e 점에서 하강 트리거인 경우, 이에 대해 제2 심볼은 e' 점에서 로우 레벨의 하강점을 나타내며, 제1 심볼이 f 점에서 상승 트리거인 경우, 제2 심볼은 f' 점에서 하이 레벨의 상승점을 나타낸다.
또한, 제1 심볼이 g 점에서 하강 트리거인 경우, 제2 심볼은 g' 점에서 로우 레벨의 하강점을 나타내며, 제1 심볼이 h 점에서 로우(Low) 상태를 유지한 채로 트랜지션이 없는 경우에, 제2 심볼은 h' 점에서 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타낸다.
또한, 제1 심볼이 i 점에서 상승 트리거인 경우, 제2 심볼은 i' 점에서 하이 레벨의 상승점을 나타내며, 제1 심볼이 j 점에서 하이 레벨을 유지한 채로 트랜지션이 없는 경우, 제2 심볼은 j' 점에서 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타낸다.
또한, 제1 심볼이 k 점에서 하강 트리거인 경우, 제2 심볼은 k' 점에서 로우 레벨의 하강점을 나타내며, 제1 심볼이 l 점에서 상승 트리거인 경우, 제2 심볼은 l' 점에서 하이 레벨의 상승점을 나타낸다.
그리고, 제1 심볼이 m 점에서 하강 트리거인 경우, 제2 심볼은 m' 점에서 로우 레벨의 하강점을 나타내게 된다. 따라서, 트랜지션 필터(210)의 출력은 2 개의 영역, 즉 상승 또는 하강 엣지를 검출하는 트랜지션 영역과, 트랜지션이 없는 비 트랜지션 영역으로 구분할 수 있다.
도 3에서, (c)는 제2 심볼 z(t) 신호를 임계 비교기(220)에서 임계값과 비교하여 트랜지션의 여부에 따라 생성한 트랜지션 심볼의 파형을 나타낸 도면이다.
즉, (b)에 도시된 제2 심볼 z(t) 신호의 파형에서 임계값보다 큰 트랜지션이 있는 경우, 예컨대 +1의 트리거 또는 -1의 트리거와 같은 트랜지션이 있으면 트랜 지션 심볼은 하이 레벨이고, 제2 심볼에 아무런 트랜지션이 없는 경우 트랜지션 심볼은 로우 레벨이다. 여기서, 트랜지션 심볼의 로우 레벨은 제로(0) 레벨이다.
도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 트랜지션 필터(210)의 출력 신호인 트랜지션 심볼은, 제2 심볼이 a' 점인 경우 +1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 하이 레벨이고, 제2 심볼이 b' 점인 경우에 -1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 하이 레벨이다.
또한, 제2 심볼이 c' 점인 경우 +1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 하이 레벨이며, 제2 심볼이 d' 점인 경우 아무런 트랜지션이 없으므로 트랜지션 심볼은 로우 레벨이다.
또한, 제2 심볼이 e' 점인 경우 -1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 로우 레벨이며, 제2 심볼이 f' 점인 경우 +1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 하이 레벨이다.
또한, 제2 심볼이 g' 점인 경우 -1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 하이 레벨이고, 제2 심볼이 h' 점인 경우 트랜지션이 없으므로 트랜지션 심볼은 로우 레벨이다.
또한, 제2 심볼이 i' 점인 경우 +1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 하이 레벨이고, 제2 심볼이 j' 점인 경우 아무런 트랜지션이 없으므로 트랜지션 심볼은 로우 레벨이다.
또한, 제2 심볼이 k' 점은 -1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 하이 레벨이고, 제2 심볼이 l' 점은 +1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 하이 레 벨이다. 그리고, 제2 심볼이 m' 점은 -1의 트랜지션이 있으므로 트랜지션 심볼은 로우 레벨 상태를 나타낸다.
도 4는 트랜지션 컨버터에서 이용하는 트랜지션 상태도를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 트랜지션 컨버터(230)는 도 4의 트랜지션 상태도(Transition State Diagram)를 근거로 도 3의 (c)에 도시된 트랜지션 심볼에서 원래의 제1 심볼을 복원하게 된다.
도 4에 도시된 트랜지션 상태도는 하이 레벨의 심볼 1 상태에서 로우 레벨의 심볼 0 상태로 변환되면 트랜지션이 발생한 것이고, 또한 로우 레벨의 심볼 0 상태에서 하이 레벨의 심볼 1 상태로 변환되어도 트랜지션이 발생한 것으로 본다.
한편, 하이 레벨의 심볼 1 상태에서 다시 하이 레벨의 심볼 1 상태를 유지한 경우에 트랜지션이 없는 상태이고, 또한, 로우 레벨의 심볼 0 상태에서 다시 로우 레벨의 심볼 0 상태를 유지한 경우에도 트랜지션이 없는 상태이다.
따라서, 트랜지션 컨버터(230)는 이러한 트랜지션 상태도에 따라 도 5의 (c)와 같은 트랜지션 심볼로부터 도 5의 (d)와 같은 원래의 제1 심볼을 복원하게 되는 것이다.
도 5는 제1 심볼과 제2 심볼, 트랜지션 심볼 및 트랜지션 컨버터의 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 5에서, (a)는 트랜지션 필터(210)로 입력되는 원래의 제1 심볼을 나타내 고, (b)는 트랜지션 필터(210)로부터 출력된 제2 심볼을 나타낸다. 이에 대해서는 전술하였으므로 생략한다.
(c)는 임계 비교기(220)로부터 출력된 트랜지션 심볼을 나타낸 것이다. 이에 대해서도 전술하였으므로 생략한다.
(d)는 트랜지션 컨버터(230)가 트랜지션 심볼을 입력받아 트랜지션 상태도에 따라 복원하여 출력하는 원래의 제1 심볼을 나타낸 것이다.
도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 트랜지션 컨버터(230)의 출력 신호인 제1 심볼은, 트랜지션 심볼이 a 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 a' 와 같이 상승 트리거를 나타내고, 트랜지션 심볼이 b 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 b' 와 같이 하강 트리거를 나타낸다.
또한, 트랜지션 심볼이 c 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 제1 심볼은 c'와 같이 상승 트리거를 나타내고, 트랜지션 심볼이 d 점인 경우 로우 레벨 상태로 트랜지션이 없으므로 이전의 상승의 하이 레벨 상태를 그대로 유지한다.
또한, 트랜지션 심볼이 e 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 제1 심볼은 e'와 같이 하강의 트리거를 나타내고, 트랜지션 심볼이 f 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 제1 심볼은 f'와 같이 상승 트리거를 나타낸다.
또한, 트랜지션 심볼이 g 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 제1 심볼은 g'와 같이 하강 트리거를 나타내고, 트랜지션 심볼이 h 점인 경우 로우 레벨 상태로 트랜지션이 없으므로 제1 심볼은 h'와 같이 하강의 로우 레벨 상태를 그대로 유지한다.
또한, 트랜지션 심볼이 i 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 제1 심볼은 i'와 같이 상승 트리거를 나타내고, 트랜지션 심볼이 j 점인 경우 로우 레벨 상태로 트랜지션이 없으므로 제1 심볼은 트랜지션이 없어서 j'와 같이 이전의 하이 레벨 상태를 그대로 유지한다.
또한, 트랜지션 심볼이 k 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 제1 심볼은 k'와 같이 하강 트리거를 나타내고, 트랜지션 심볼이 l 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 제1 심볼은 l'와 같이 상승 트리거를 나타내게 된다.
그리고, 트랜지션 심볼이 m 점인 경우 하이 레벨 상태로 트랜지션이 있으므로 제1 심볼은 이전의 상승 트리거에 이어 하강 트리거를 나타내게 된다.
따라서, 전술한 바와 같은 과정으로 원래의 제1 심볼을 복원할 수 있게 되는 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 무선 주파수 식별 태그(RFID) 판독기내에 구비되고 디지털 펄스폭 변조(PAM) 신호를 수신하는 베이스밴드 수신기에서, 수신 신호의 트리거시마다 발생된 변환 파형을 새로운 심볼로 매핑하고, 이 새로운 심볼을 필터링하여 원래의 심볼로 복원하도록 함으로써, 비트 에러율(BER) 성능을 향상시킬 수 있도록 하는, 변환 트리거를 이용한 베이스밴드 수신 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 복잡하고 고성능인 DC Drift 추정기가 필요없게 되었고, 잡음 성분 중에 백색 잡음 뿐만 아니라 DC Drift를 안정적으로 제거할 수 있어 비트 에러율(BER) 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (20)

  1. 입력된 제1 심볼에 대하여 상승에서 하강 엣지나, 하강에서 상승 엣지 시의 트리거 파형을 필터링하여 제2 심볼을 출력하는 트랜지션 필터;
    상기 트랜지션 필터로부터 입력된 상기 제2 심볼에 대하여 임계값을 근거로 트랜지션의 유무를 비교하여 트랜지션 심볼을 출력하는 임계 비교기; 및
    상기 트랜지션 심볼에서 트랜지션 발생 여부를 근거로 상기 제1 심볼을 복원하여 출력하는 트랜지션 컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 심볼은, 상승 트리거와 상승 유지, 하강 트리거 및 하강 유지의 상태를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜지션은, 상기 제1 심볼의 상승에서 하강 엣지 또는 하강에서 상승 엣지로 변환되는 트리거를 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 심볼이 상승 트리거인 경우, 상기 트랜지션 필터에서 출력된 상기 제2 심볼은 하이 레벨의 상승점을 나타내며, 상기 제1 심볼이 하강 트리거인 경우, 상기 제2 심볼은 로우 레벨의 하강점을 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 심볼이 하이(High) 레벨을 유지한 채로 상기 트랜지션이 없는 경우, 상기 트랜지션 필터에서 출력된 상기 제2 심볼은 상기 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타내고,
    상기 제1 심볼이 로우(Low) 레벨을 유지한 채로 트랜지션이 없는 경우에, 상기 트랜지션 필터에서 출력된 상기 제2 심볼은 상기 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜지션 필터에서 출력된 상기 제2 심볼은 상기 임계값을 근거로 트랜지션 영역과 비 트랜지션 영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계 비교기에서 출력된 상기 트랜지션 심볼은, 상기 제2 심볼에 대응 하여 상기 제2 심볼에 상기 트랜지션이 있는 경우에 하이 레벨 상태를 나타내고, 상기 제2 심볼에 상기 트랜지션이 없는 경우에 로우 레벨 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜지션 컨버터는,
    상기 트랜지션 심볼이 하이 레벨 상태일 때마다 상승 트리거 또는 하강 트리거를 반복하게 되고, 상기 트랜지션 심볼이 로우 레벨 상태일 경우에 상승한 상태의 하이 레벨을 유지하거나, 하강한 상태의 로우 레벨을 유지하여, 상기 제1 심볼을 복원하는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜지션 필터에서 출력된 상기 제2 심볼의 임펄스 응답 h(t)은
    Figure 112005057996667-pat00010
    으로 나타내며, t는 0 보다 크거나 같고, 2T 보다 작거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜지션 필터에서 출력된 상기 제2 심볼의 주파수 응답 H(f)은
    Figure 112005057996667-pat00011
    으로 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 장치.
  11. 수신된 신호와 가우스 백색 잡음(AWGN) 신호를 합성하여 제1 심볼을 생성하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법에 있어서,
    a) 상기 제1 심볼의 변환 트리거를 근거로 제2 심볼을 생성하는 단계;
    b) 상기 제2 심볼을 임계값과 비교하여 트랜지션 심볼을 생성하는 단계; 및
    c) 상기 트랜지션 심볼을 컨버팅하여 상기 제1 심볼을 복원하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 변환 트리거는 상승에서 하강 엣지 또는 하강에서 상승 엣지로 변환되는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 심볼은, 상승 트리거와 상승 유지, 하강 트리거 및 하강 유지의 상태를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 심볼이 상승 트리거인 경우, 상기 제2 심볼은 하이 레벨의 상승점을 나타내며, 상기 제1 심볼이 하강 트리거인 경우, 상기 제2 심볼은 로우 레벨의 하강점을 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 심볼이 하이(High) 레벨을 유지한 채로 트랜지션이 없는 경우, 상기 제2 심볼은 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타내고,
    상기 제1 심볼이 로우(Low) 레벨을 유지한 채로 트랜지션이 없는 경우에, 상기 제2 심볼은 트랜지션이 없는 제로(0) 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 심볼의 임펄스 응답 h(t)은
    Figure 112005057996667-pat00012
    으로 나타내며, t는 0 보다 크거나 같고, 2T 보다 작거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 심볼의 주파수 응답 H(f)은
    Figure 112005057996667-pat00013
    으로 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 심볼은 상기 임계값을 근거로 트랜지션 영역과 비 트랜지션 영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 트랜지션 심볼은 상기 제2 심볼에 대응하여, 상기 제2 심볼에 트랜지션이 있는 경우에 하이 레벨 상태를 나타내고, 상기 제2 심볼에 트랜지션이 없는 경우에 로우 레벨 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 c) 단계는, 상기 트랜지션 심볼이 하이 레벨 상태일 때마다 상승 트리거 또는 하강 트리거를 반복하게 되고, 상기 트랜지션 심볼이 로우 레벨 상태일 경우에 상승한 상태의 하이 레벨을 유지하거나, 하강한 상태의 로우 레벨을 유지하여, 상기 제1 심볼을 복원하는 것을 특징으로 하는 RF-ID 판독기의 베이스밴드 수신 방법.
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