KR100653085B1 - Ｒａｎｇｉｎｇ 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 수신 디바이스에서 송수신 신호를 송신 디바이스로 재전송하면, 송수신 신호를 처리하여 송신 디바이스에서 원하는 송수신 신호인지 여부를 판단하는 메인 동기화 블럭군, 메인 동기화 블럭군에 의해 송신 디바이스에서 원하는 송수신 신호이고, 송수신 신호가 Ranging 신호인 경우, Ranging신호를 이용하여 양 디바이스 간의 거리를 측정하는 Ranging 블럭, 수신 디바이스로부터의 신호가 데이터 통신을 위한 신호인 경우, 신호를 형성하는 심볼의 시작점과 종료점을 파악하기 위한 심볼 동기화 블럭을 포함한다. 이에 의해, 신속한 Ranging이 가능하며, 채널의 점유 시간을 감소시킬 수 있다.
Ranging, DS 코드, TH 코드, 칩, 프레임, 심볼, 동기화

Description

ＲＡＮＧＩＮＧ 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM FOR FAST ＲＡＮＧＩＮＧ}
도 1은 본 발명에 따른 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템에서 사용되는 RF 신호의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 동기화 과정과 Ranging 과정을 수행하기 위한 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템의 개략적 블럭도,
도 3은 도 2의 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템의 구체적 구성도,
도 4의 (a)와 (b)는 각각 TH 코드를 적용한 경우와, DS 코드와 TH 코드를 함께 적용한 경우의 파워 스펙트럼의 밀도를 나타낸 그래프,
도 5는 Ranging을 요구하는 디바이스의 수와, Ranging 시간과의 관계를 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템을 이용하여 동기화 및 Ranging 과정을 수행하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 칩 동기화 블럭 30 : 프레임 동기화 블럭
40 : 코드 동기화 블럭 50 : 심볼 동기화 블럭
70 : Ranging 블럭
본 발명은 ＲＡＮＧＩＮＧ 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 동기화 과정을 복수의 단계로 분리하여 Ranging인지 데이터 통신인지 여부에 따라 동기화 과정을 단축할 수 있도록 하는 ＲＡＮＧＩＮＧ 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
IEEE 802.15.4 규격에서는 FFD(Full Function Device)와 RFD(Reduced Function Device)가 제안되어 있다. FFD는 별도의 매개체를 두지 않고도 디바이스간 무선통신이 가능하며, RFD는 FFD와 같은 매개체를 통해서만 디바이스간 무선통신이 가능하다.
이러한 디바이스간 무선통신을 위해, 다른 디바이스와의 통신으로 자신의 위치를 파악하기 위한 기술을 Localization이라고 하며, 두 디바이스간의 상대적거리를 측정하기 위해 물리계층에서 행해지는 모든 과정을 Ranging이라고 한다.
한편, IEEE 802.15.4a 표준화 회의에서는 Ranging 기술이 의무 기술로 채택되었고, Ranging 기술에서의 프로토콜 유무에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다. 프로토콜이 있는 경우, 거리를 측정하고자 하는 송신 디바이스에 채널을 할당하고, 해당 채널을 통해 Ranging 을 위한 RF신호를 수신 디바이스와 송수신하여 상대적 거리를 측정한다. 프로토콜이 없는 경우에는, 일정한 가정 하에 프로토콜에 대한 고려를 하지 않고, 송신 디바이스에서 RF신호의 동기화 과정을 수행한 후, 양 디바 이스 간의 거리를 측정한다.
이러한 Ranging 기술을 실제 UWB(Ultra Wide Band) 시스템에 적용할 경우, 거리 측정의 정확도, 측정 시간, 하드웨어 복잡도, 소모 전력 등을 고려해야 한다. 특히, 화재나 재난 및 군사용 목적 등의 긴급한 상황에서 신속히 상황에 대처하거나, 디바이스가 이동 중인 경우에는 거리 측정을 신속히 수행해야 한다.
이에 따라, 디바이스 간의 거리 측정을 신속히 수행하기 위한 다양한 특허나 논문들이 제시되어 있다.
Time Domain 사에서 2003년 미국 출원한 특허인 "First Arriving Pulse Detection Apparatus and Associated Methods" 에서는, Ranging 프로토콜을 사용하지 아니하는 Ranging 방법으로서, 송신 디바이스에서 RF신호를 수신하면 Ranging을 수행한다. 이 때, 임계값을 업데이트하여 첫번째 수신되는 펄스(First Arriving Pulse:FAP)를 감지하고 있으며, Ranging시 동기화를 위한 별도의 시간을 필요로 한다.
Mitsubishi 사의 2005년 논문인 "A Two Step Time Of Arrival Estimation Algorithm for Impulse Radio Ultra Wideband Systems"에 의하면, 동기화 과정이 완벽하다는 가정하에 Ranging시 동기화 과정을 수행하고 있다.
이러한 종래의 특허나 논문은, 프로토콜을 사용하지 아니하는 경우에 관한 것으로서, 동기화 과정을 수행하고 있으며, 동기화 과정이 종료된 후 Ranging을 수행하도록 한다. 따라서, 동기화 과정의 수행에 따른 시간이 증가된다.
한편, Ranging시 프로토콜을 사용하는 방법을 제시한 경우도 있으며, 이 경 우, 프로토콜을 통해 점유된 채널을 통해 반복적인 신호를 보냄으로써, Ranging을 수행한다. 이러한 방법에서는 Ranging 프로토콜이 상위 계층에서 제안되고 있는 실정이므로, 거리의 측정시 Ranging 프로토콜에 의해 Ranging의 준비를 위한 신호를 송수신하는 과정이 필요하게 된다. 즉, Ranging의 준비를 위한 시간이 필요하게 된다.
따라서, 이러한 종래의 특허나 논문은, 프로토콜을 사용하지 아니하는 경우에는 동기화를 수행해야 하며, 프로토콜을 사용하는 경우에는 Ranging의 수행전에 신호를 송수신하는 과정이 필요하므로, Ranging 시간이 증가하게 된다.
한편, 일반적으로 동기화 과정에서는, 수신 디바이스에서 전송되는 여러 신호 중 송신 디바이스가 원하는 신호와 잡음을 구별하는 일과, 심볼의 시작점과 종료점을 검출하여 수신된 신호를 복원이 가능하도록 준비하는 일을 수행한다.
그런데, 송신 디바이스가 원하는 신호와 잡음을 구별하는 일은, Ranging 과정과 데이터 통신 과정 모두에서 필요하지만, 심볼의 시작점과 종료점을 검출하는 과정은 데이터 통신에서만 요구된다.
이에 따라, 동기화 과정 중 심볼의 시작점을 검출하는 과정을 분리하여 수행할 수 있도록 한다면, Ranging 에서는 심볼의 시작점과 종료점을 검출하는 과정을 수행하지 아니하도록 하고, 데이터 통신에서는 심볼의 시작점과 종료점을 검출하는 과정을 수행하도록 할 수 있다. 즉, Ranging 시간을 단축할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 동기화 과정을 복수의 단계로 분리하여 Ranging 인지 데이터 통신인지 여부에 따라 동기화 과정을 단축할 수 있도록 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 복수의 디바이스 간의 통신을 위해 송수신되는 송수신 신호 중, 각 디바이스의 위치를 파악하기 위해 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 송신되는 Ranging 신호는, 정보를 나타내는 임펄스 신호를 갖는 적어도 하나의 칩; 상기 칩이 복수개 모여 형성되며, 상기 칩 중 어느 것에 신호가 위치하느냐에 따라 결정되는 상기 디바이스에 대한 코드가 형성되는 적어도 하나의 프레임; 상기 복수의 프레임으로 형성되는 적어도 하나의 TH 코드 블럭; 및, 상기 복수의 TH 코드 블럭으로 1비트를 형성하며, 복수의 비트로 이루어지는 DS 코드 블럭;을 갖는 프리앰블로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 수신 디바이스에서 상기 송수신 신호를 상기 송신 디바이스로 재전송하면, 상기 송수신 신호를 처리하여 상기 송신 디바이스에서 원하는 송수신 신호인지 여부를 판단하는 메인 동기화 블럭군; 상기 메인 동기화 블럭군에 의해 상기 송신 디바이스에서 원하는 송수신 신호이고, 상기 송수신 신호가 Ranging 신호인 경우, 상기 Ranging신호를 이용하여 상기 양 디바이스 간의 거리를 측정하는 Ranging 블럭; 및 상기 수신 디바이스로부터의 신호가 데이터 통신을 위한 신호인 경우, 상기 신호를 형성하는 심볼의 시작점과 종료점을 파악하기 위한 심볼 동기화 블럭을 포함할 수 있다.
상기 메인 동기화 블럭군은, 상기 임펄스 신호가 칩내의 어느 위치에 존재하 는지를 판단하는 칩 동기화 블럭; 상기 프레임내의 어느 칩에 임펄스 신호가 존재하는지를 판단하는 프레임 동기화 블럭; 및, 상기 TH 코드 블럭내에 포함된 각 프레임에 대한 TH 코드를 파악하고, 상기 파악된 TH 코드가 상기 송신 디바이스에서 생성한 TH 코드와 동일한지 여부를 판단하는 코드 동기화 블럭;을 포함할 수 있다.
상기 칩 동기화 블럭은, 상기 송신 디바이스에서 생성된 임펄스 신호와 동일한 칩 템플릿 신호를 발생시키는 칩 템플릿 발생기; 상기 하나의 프레임에 포함된 모든 칩을 각각 적분하여 하나의 TH 코드 블럭내에 포함된 모든 칩의 적분값을 더하여 생성한 신호열과, 상기 칩 템플릿 발생기에서 발생된 칩 템플릿 신호를 곱하여 소정 값을 산출하는 칩 처리기; 및, 상기 소정 값이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 칩 판단부를 포함할 수 있다.
상기 칩 판단부는, 상기 소정 값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 칩내의 해당 위치에 임펄스 신호가 생성된 것으로 판단할 수 있다.
상기 칩 템플릿의 위치를 지정하는 칩 템플릿 쉬프터를 더 포함할 수 있다.
상기 칩 템플릿 쉬프터에서 칩 템플릿을 이동시키는 간격은 적어도 임펄스 신호의 폭 이하인 것이 바람직하다.
상기 칩 판단부는, 상기 소정 값이 임계값을 초과하지 않는 경우, 상기 칩 템플릿 쉬프터에서 칩 템플릿의 위치를 이동시키도록 할 수 있다.
상기 칩 템플릿의 위치가 변환되면, 상기 칩 처리기는 상기 위치가 변환된 칩 템플릿을 이용하여 상기 소정 값을 산출하는 과정을 반복할 수 있다.
상기 칩 템플릿의 위치를 이동시키는 과정과, 상기 소정 값을 산출하는 과정 은, 상기 소정 값이 상기 임계값을 초과할 때까지 반복될 수 있다.
상기 칩 판단부와 상기 프레임 동기화 블럭 사이에 설치되며, 상기 소정 값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 송수신 신호를 상기 프레임 동기화 블럭으로 보내도록 스위칭하는 제1스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임 동기화 블럭은, 상기 칩의 크기와 동일한 프레임 템플릿을 생성하는 프레임 템플릿 발생기; 상기 하나의 TH 코드 블럭내에 포함된 각 프레임을 적분하여 생성된 하나의 신호열과, 상기 프레임 템플릿을 곱하여 소정 값을 산출하는 프레임 처리기; 상기 소정 값이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 프레임 판단부를 포함할 수 있다.
상기 프레임 판단부는, 상기 소정 값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 프레임내의 해당 칩에 임펄스 신호가 포함된 것으로 판단할 수 있다.
상기 프레임 템플릿의 위치를 지정하는 프레임 템플릿 쉬프터를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임 템플릿 쉬프터에서 프레임 템플릿을 이동시키는 간격은 상기 칩의 크기와 동일한 것이 바람직하다.
상기 프레임 판단부는, 상기 소정 값이 임계값을 초과하지 않는 경우, 상기 프레임 템플릿 쉬프터에서 프레임 템플릿의 위치를 이동시키도록 하는 것이 바람직하다.
상기 프레임 템플릿의 위치가 변환되면, 상기 프레임 처리기는 상기 위치가 변환된 프레임 템플릿을 이용하여 상기 소정 값을 산출하는 과정을 반복할 수 있 다.
상기 프레임 템플릿의 위치를 이동시키는 과정과, 상기 소정 값을 산출하는 과정은, 상기 소정 값이 상기 임계값을 초과할 때까지 반복되는 것이 바람직하다.
상기 프레임 판단부와 상기 코드 동기화 블럭 사이에 설치되며, 상기 소정 값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 송수신 신호를 상기 코드 동기화 블럭으로 보내도록 스위칭하는 제2스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 코드 동기화 블럭은, 상기 송신 디바이스에서 발생되어 상기 수신 디바이스로 전송된 송수신 신호와 동일한 신호를 발생시키는 TH 코드 발생기; 상기 프레임 동기화 블럭을 통해 알아낸 각 TH 코드 블럭의 TH 코드와, 상기 TH 코드 발생기로부터의 신호를 비교하여 소정의 값을 산출하는 TH 코드 처리기; 상기 소정의 값이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부에 따라 상기 송수신 신호가 상기 송신 디바이스가 원하는 신호인지 여부를 판단하는 TH 코드 판단부를 포함할 수 있다.
상기 TH 코드 발생기로부터의 TH 코드의 위치를 지정하는 TH 코드 쉬프터를 더 포함할 수 있다.
상기 TH 코드 쉬프터에서 TH 코드를 이동시키는 간격은 상기 각 TH 코드 블럭의 크기와 동일한 것이 바람직하다.
상기 TH 코드의 위치가 변환되면, 상기 TH 코드 처리기는 상기 위치가 변환된 TH 코드를 이용하여 상기 소정 값을 산출하는 과정을 반복하여 복수개의 상기 소정 값을 산출할 수 있다.
상기 TH 코드 판단부는, 상기 소정 값 중 최대값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 송수신 신호가 상기 송신 디바이스가 원하는 신호인 것으로 판단할 수 있다.
상기 TH 코드 판단부는, 상기 소정 값 중 최대값이 임계값을 초과하지 않는 경우, 상기 칩 동기화 블럭과, 상기 프레임 동기화 블럭에 의한 동기화 과정을 반복하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 TH 코드 판단부와 상기 심볼 동기화 블럭 및 상기 Ranging 블럭 사이에 설치되며, 상기 소정 값의 최대값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 송수신 신호가 상기 Ranging 신호이면, 상기 Ranging신호를 상기 Ranging 블럭으로 제공하고, 상기 송수신 신호가 통신용 데이터를 포함하면, 상기 심볼 동기화 블럭으로 보내도록 스위칭하는 제3스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 심볼 동기화 블럭은, 상기 송신 디바이스에서 생성하여 상기 수신 디바이스로 전송한 DS 코드와 동일한 DS 코드를 형성하는 신호를 생성하는 DS 코드 발생기; 상기 송수신 신호와, 상기 DS 코드 발생기에서 발생된 신호를 곱하여 소정의 값을 산출하는 심볼 처리기; 상기 심볼 처리기로부터 산출된 소정 값과 미리 설정된 임계값을 비교하여 심볼 동기화의 완료여부를 판단하는 DS 코드 판단부를 포함할 수 있다.
상기 DS 코드 발생기에서 생성된 신호를 1 비트만큼 쉬프트시키는 DS 코드 쉬프터를 더 포함할 수 있다.
상기 심볼 처리기는, 상기 DS 코드 쉬프터에서 1비트 만큼씩 신호를 쉬프트할 때마다 상기 송수신 신호와 상기 쉬프트된 신호를 곱하여 상기 소정 값을 산출할 수 있다.
상기 DS 코드 판단부는, 상기 소정 값이 상기 임계값보다 큰 경우, 심볼 동기화가 완료되었다고 판단할 수있다.
상기 심볼 동기화가 완료되면, 수신단에서 얻은 타이밍(Timing) 정보가 송신 디바이스가 원하는 신호열의 심볼 구간인지를 증명하는 verification 단계를 진행하는 것이 바람직하다.
상기 DS 코드 판단부는, 상기 소정 값이 상기 임계값보다 작은 경우, 상기 소정 값이 상기 임계값 이상이 될 때까지, 상기 DS 코드 쉬프터와 상기 심볼 처리기를 반복적으로 동작시켜 상기 소정 값을 산출하는 것이 바람직하다.
상기 Ranging 블럭은, 상기 Ranging 신호의 에너지를 검출하여 심볼의 시작을 파악하는 에너지 검출부와, 상기 심볼의 시작을 이용하여 상기 양 디바이스 간의 거리를 측정하는 TOA 평가부를 포함할 수 있다.
상기 송수신 신호를 제곱하여, 상기 칩 동기화 블럭, 상기 프레임 동기화 블럭, 상기 코드 동기화 블럭으로 제공하는 제곱기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 칩 템플릿 발생기, 상기 프레임 템플릿 발생기, 상기 TH 코드 발생기를 제어하여 상기 칩 템플릿, 프레임 템플릿, TH 코드를 발생시키는 주기를 결정하는 클럭 제어기를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템에서 사용되는 RF 신호의 구성도이다.
Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템에서 RF 신호는, 송신 디바이스로 부터 송신되어 수신 디바이스에서 처리된 다음, 다시 송신 디바이스로 수신되며, RF 신호를 이용하여 양 디바이스 간의 거리를 측정할 수 있다. 본 RF 신호는 임펄스 신호로 형성된다.
본 RF신호는 프리앰블만으로 형성되며, 본 프리앰블은 DS(Direct Sequence) 코드 방식과 TH(Time Hopping) 코드 방식을 적용하여 구성된다.
DS 코드는 신호의 부호를 나타내는 코드이며, 음수 또는 양수를 배열하여 형성된다. 예를 들어, DS 코드는 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, -1‥‥ 과 같이 나타낼 수 있다.
TH 코드는 특정한 구간을 임의의 갯수의 타임 슬롯(Time Slot)으로 나눈 뒤, 어느 타임 슬롯에 정보가 있는지에 따라 정보를 판단한다. 예를 들어, TH 코드는 3, 2, 4, 5, 1, 2‥‥ 과 같이 나타낼 수 있다.
이러한 DS 코드와 TH 코드를 이용한 프리앰블은, 복수 비트의 DS 코드를 포함하며, 각 비트의 DS 코드는 복수의 TH 코드 블럭을 포함한다. 각 TH 코드 블럭은 복수의 디바이스에 대한 정보를 포함하는 복수의 프레임(Tf)을 포함하며, 각 프레임(Tf)은 임펄스 신호를 갖는 복수의 칩(Chip)을 포함한다.
여기서, 1비트의 DS 코드에 포함되는 TH 코드 블럭의 수는 TH 코드를 이루는 데이터의 갯수를 나타낸다. 만약, TH 코드가 1,5,4,3,7,3의 여섯 자리로 이루어진다면, TH 코드 블럭의 수는 6개가 된다. 각 TH 코드 블럭에 포함되는 프레임의 수는 Ranging하는 디바이스의 수만큼 형성되며, 디바이스의 수가 20개이면, 각 TH 코 드 블럭에 포함되는 프레임은 20개가 된다. 따라서, 1비트의 DS 코드에 포함되는 TH 코드 블럭이 6개이고, 하나의 TH 코드 블럭에 포함되는 프레임이 20개이면, 1비트의 DS 코드에 포함되는 프레임의 수는 120개가 된다.
하나의 프레임에는 TH 코드를 나타내는 임펄스 신호를 수용할 수 있는 칩이 복수개 있으며, 이 칩의 갯수는 TH 코드를 나타낼 수 있는 숫자의 갯수와 동일하다. 즉, 칩의 갯수가 7이면, TH 코드로서 1,5,4,3,7,3는 가능하지만, 2,8,4,5,5,4는 불가능하다. 그 이유는 TH 코드는 한 프레임내에 포함된 각 칩의 순번을 나타내므로, 칩의 갯수가 7이면, TH 코드는 7까지만 사용할 수 있기 때문이다. 따라서, 2,8,4,5,5,4에 포함된 8은 나올 수 없는 숫자이다.
한편, 하나의 칩내에 포함된 임펄스의 폭은 TW로 나타내며, 하나의 칩내에서도 임펄스의 위치가 변경될 수 있다. 하나의 칩내에서의 임펄스의 위치에 따라 양 디바이스 간 거리를 측정할 수 있다.
도 4의 (a)와 (b)는 각각 TH 코드를 적용한 경우와, DS 코드와 TH 코드를 함께 적용한 경우의 파워 스펙트럼의 밀도를 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, DS 코드의 사용에 따라 TH 코드만 사용하였을 때보다 무작위성(Randomness)가 증가하기 때문에 파워 스펙트럼의 스무딩(Smoothing) 효과가 발생하며, 이에 따라, 주파수 특성의 안정성을 확보할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 동기화 과정과 Ranging 과정을 수행하기 위한 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템의 개략적 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템은, 칩 동기화 블럭(20), 프레임 동기화 블럭(30), 코드 동기화 블럭(40), Ranging 블럭(60), 심볼 동기화 블럭(50)을 포함한다.
칩 동기화 블럭(20)은, 하나의 칩내에 포함된 임펄스 신호가 칩내의 어느 위치에 존재하는지를 판단하고, 프레임 동기화 블럭(30)은, 하나의 프레임내에 어느 칩에 임펄스 신호가 존재하는지를 판단한다. 코드 동기화 블럭(40)은, 각 TH 코드 블럭내에 포함된 동일한 위치의 프레임에 대한 TH 코드를 파악하고, 파악된 TH 코드가 송신 디바이스에서 생성한 TH 코드와 동일한지 여부를 판단한다. Ranging 블럭(60)은, 동기화 과정을 통해 수집된 정보를 이용하여 양 디바이스 간의 거리를 산출한다. 심볼 동기화 블럭(50)은, Ranging을 위한 신호가 아닌 데이터 신호가 입력된 경우 동작하여 심볼의 시작점을 파악한다.
도 3은 도 2의 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템의 구체적 구성도이다. 도시된 바와 같이, 제곱기(10), 칩 동기화 블럭(20), 제1스위치(29), 프레임 동기화 블럭(30), 제2스위치(39), 코드 동기화 블럭(40), 제3스위치(49), Ranging 블럭(60), 심볼 동기화 블럭(50), 클럭 제어기(70)를 포함한다.
제곱기(10)는, 송신 디바이스로 수신된 RF 신호를 제곱하며, 이는 수신된 신호의 극성을 제거하여 수신된 신호의 타임슬롯의 정보만을 이용하여 칩 동기화 과정과 프레임 동기화 과정 및 코드 동기화 과정을 수행하기 위한 것이다.
칩 동기화 블럭(20)은, 칩 처리기(21), 칩 판단부(27), 칩 템플릿 발생기(23), 칩 템플릿 쉬프터(25)를 포함한다.
칩 처리기(21)는, 하나의 프레임에 포함된 모든 칩을 각각 적분하고, 하나의 TH 코드 블럭내에 포함된 각 프레임의 모든 칩의 적분값을 더한다. 이에 따라, 칩 처리기(21)는, 하나의 TH 코드에 대한 하나의 신호열을 생성하며, 이 신호열을 칩 템플릿 발생기(23)에서 발생된 칩 템플릿 신호와 곱하여 Z1값을 구한다.
칩 템플릿 발생기(23)는, 칩 템플릿 신호를 발생시키며, 칩 템플릿 신호는 수신 신호에 잡음이 포함되지 아니한 경우, 즉, 최초에 송신 디바이스에서 생성된 모양의 임펄스 신호이다. 칩 템플릿 발생기(23)는 클럭 제어기(70)로부터의 신호에 따라 칩 템플릿의 발생 주기를 결정한다.
칩 템플릿 쉬프터(25)는 신호열과 비교되는 칩 템플릿의 위치를 지정하며, 일정 시간마다 소정 간격으로 칩 템플릿의 위치를 이동시켜 지정한다. 이 때, 칩 템플릿 쉬프터(25)에서 칩 템플릿을 이동시키는 간격은 임펄스 신호의 폭과 같거나 작은 것이 바람직하다.
칩 판단부(27)는, 칩 처리기(21)로부터의 신호열과, 칩 템플릿 발생기(23)로부터의 칩 템플릿 신호의 곱이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다. 이 때, 양 신호의 곱이 임계값을 초과하는 경우에는 칩내의 해당 위치에 수신된 신호가 존재하는 것으로 판단한다. 이 경우, 다음 과정인 프레임 동기화가 진행된다.
그러나, 임계값을 초과하지 아니하는 경우에는 칩 템플릿 쉬프터(25)는 칩 템플릿을 다음 위치에 지정하게 되고, 칩 템플릿 발생기(23)는 해당 위치에 칩 템 플릿을 발생시킨다. 위치가 이동된 칩 템플릿은 다시 신호열과 곱해지고, 칩 판단부(27)에서는 양 신호의 곱이 임계값을 초과하는지 여부를 다시 판단한다. 이러한 과정은 양 신호의 곱이 임계값을 초과할 때까지 반복된다.
제1스위치(29)는, 칩 동기화 블럭(20)과 프레임 동기화 블럭(30) 사이에 설치되며, 칩 판단부(27)에 의해 양 신호의 곱이 임계값을 초과한 경우, 제곱기(10)로부터의 수신 신호가 프레임 동기화 블럭(30)으로 제공되도록 스위칭된다.
한편, 프레임 동기화 블럭(30)은, 프레임 처리기(31), 프레임 템플릿 발생기(33), 프레임 템플릿 쉬프터(35), 프레임 판단부(37)를 포함한다.
프레임 처리기(31)는 하나의 TH 코드 블럭내에 포함된 각 프레임을 적분하며, 이 때, 각 프레임에 포함된 각 칩은 동일한 위치에 배치되는 칩끼리 적분된다. 적분이 완료되면, TH 코드 블럭내의 프레임은 하나의 신호열을 형성하게 되며, 프레임 처리기(31)는, 이 신호열에 프레임 템플릿 발생기(33)로부터의 프레임 템플릿을 곱하여 Z2값을 산출한다.
프레임 템플릿 발생기(33)는, 프레임 템플릿을 생성하며, 프레임 템플릿의 크기는 칩의 크기와 동일하다. 프레임 템플릿 발생기(33)는 EGC(Equal Gain Combining) 방법을 사용한다. 클럭 제어기(70)에 의해 설정된 초기 템플릿 생성조건에 따라 임의의 구간까지 템플릿이 계속 생성되면, 신호가 무선 채널을 통과할 때 여러 경로를 통해 입력됨에 따라 전력의 감쇠 현상이 발생할 수 있으며, EGC를 사용하여 전력의 감쇠 현상을 최소화함으로써, 좀더 정확하게 프레임 동기화를 수 행할 수 있다. 프레임 템플릿 발생기(33)는 클럭 제어기(70)로부터 제어를 받아 프레임 템플릿의 발생주기를 결정한다.
프레임 판단부(37)는 프레임 처리기(31)에서 산출된 하나의 TH 코드 블럭내의 각 프레임의 신호열과, 템플릿 발생기에서 생성된 프레임 템플릿의 각 칩 단위를 곱한 Z2값이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 판단한다. 판단결과, Z2값이 임계값을 초과하는 경우, 프레임 판단부(37)는 해당 칩에 임펄스 신호가 포함된 것으로 판단한다. 반면, Z2값이 임계값을 초과하지 못하는 경우, 프레임 판단부(37)는 프레임 템플릿 쉬프터(35)로 신호를 보내어 프레임 템플릿이 쉬프트되도록 한다.
프레임 템플릿 쉬프터(35)는 프레임 템플릿의 위치를 칩 간격으로 이동시켜 지정하며, 프레임 판단부(37)에 의해 Z2값이 임계값을 초과하지 못하는 경우에는 프레임 템플릿을 쉬프트시킨다.
이러한 프레임 동기화 블럭(30)에서는 각 프레임의 어느 칩에 임펄스 신호가 실려있었는지 알 수 있으며, 이에 따라, 각 TH 코드 블럭에 대해 코드값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 첫번째 프레임의 3번째 칩에 임펄스 신호가 실려있다고 판단되는 경우, 첫번째 프레임의 TH 코드값은 3이며, 두번째 프레임의 2번째 칩에 임펄스 신호가 실려있다고 판단되는 경우, 두번째 프레임의 TH 코드값은 2가 된다. 따라서, TH 코드는 3, 2‥가 된다.
제2스위치(39)는 프레임 판단부(37)와 코드 동기화 블럭(40) 사이에 장착되며, 프레임 판단부(37)에 의해 Z2값이 임계값을 초과하는 경우, 코드 동기화 블럭 (40)에 제곱된 수신 신호가 입력되도록 스위칭된다.
코드 동기화 블럭(40)은, TH 코드 처리기(41), TH 코드 발생기(43), TH 코드 쉬프터(45), TH 코드 판단부(47)를 포함한다.
TH 코드 처리기(41)는, 칩 동기화 블럭(20), 프레임 동기화 블럭(30)을 통해 알아낸 각 TH 코드 블럭의 TH 코드와, 송신 디바이스에서 생성한 1비트의 DS 코드를 이루는 TH 코드를 비교하여 수신 신호가 송신 디바이스가 원하는 RF 신호인지 여부를 판단한다. 이를 위해, TH 코드 처리기(41)는, 양 TH 코드를 1비트의 DS 코드 단위로 곱하고, 이 값을 다시 적분하여 Z3값을 산출한다. 그리고 TH 코드 처리기(41)는, TH 코드 쉬프터(45)에서 RF신호의 위치가 쉬프트될 때마다 새로이 Z3값을 산출한다.
TH 코드 발생기(43)는, 송신 디바이스에서 발생되어 수신 디바이스로 전송된 RF신호와 동일한 RF신호를 발생시킨다. 즉, TH 코드 발생기(43)는, TH 코드를 나타내는 RF신호를 발생시킨다.
TH 코드 쉬프터(45)는, TH 코드 발생기(43)에서 생성된 RF신호를 각 TH 코드 블럭의 크기만큼 이동되도록 RF신호의 위치를 지정한다.
TH 코드 판단부(47)는, TH 코드 처리기(41)에서 RF신호가 쉬프트될 때마다 산출된 복수의 Z3값 중 최대값이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다. 판단결과, Z3값의 최대값이 임계값을 초과하는 경우, TH 코드 판단부(47)는 수신된 신호가 송신 디바이스에서 원하는 신호로 판단하며, 다음 단계로의 진행이 가 능해진다.
반면, Z3값의 최대값이 임계값보다 작은 경우, TH 코드 판단부(47)는 칩 동기화 과정과 프레임 동기화 과정에서 오류가 발생한 것으로 보고, 칩 동기화 과정과 동기화 과정을 다시 반복하도록 한다.
제3스위치(49)는, TH 코드 판단부(47)와 심볼 동기화 블럭(50) 사이에 설치되며, TH 코드 판단부(47)로부터 수신 신호가 송신 디바이스에서 원하는 신호로 판단되면, 수신 신호가 심볼 동기화 블럭(50)으로 제공되도록 스위칭된다.
한편, 심볼 동기화 블럭(50)은, 심볼 처리기(51), DS 코드 발생기(53), DS 코드 쉬프터(55), DS 코드 판단부(57)를 포함한다.
심볼 처리기(51)는, 수신 신호와, DS 코드 발생기(53)에서 발생된 RF 신호를 곱하며, DS 코드 쉬프터(55)에서 1비트 만큼씩 DS 코드 발생기(53)에서 발생된 RF 신호를 쉬프트할 때마다 수신 신호와 DS 코드 발생기(53)로부터의 RF 신호를 곱한다.
DS 코드 발생기(53)는, 송신 디바이스에서 생성하여 수신 디바이스로 전송한 DS 코드와 동일한 형태의 코드를 형성할 수 있는 RF 신호를 생성한다.
DS 코드 쉬프터(55)는, DS 코드 발생기(53)에서 생성된 RF 신호를 소정 폭만큼, 예를 들면, DS 코드의 1비트만큼씩 쉬프트하며, DS 코드의 비트 수만큼 쉬프트한다.
DS 코드 판단부(57)는, 심볼 처리기(51)로부터 산출된 수신신호와 RF 신호와 의 곱이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 심볼 동기화가 완료되었다고 판단한다. 이렇게 심볼 동기화가 완료되면, 수신단에서 얻은 타이밍(Timing) 정보가 송신 디바이스가 원하는 신호열의 심볼 구간인지를 증명하는 verification 단계로 진행되도록 한다. 반면, 양 신호의 곱이 임계값보다 작은 경우, 심볼 동기화가 완료될 때까지 DS 코드를 쉬프트하면서 양 신호를 곱하여 임계값과 비교한다.
이렇게 심볼 동기화 블럭(50)에서는 각 심볼의 시작과 끝을 파악할 수 있으며, 이러한 결과는 데이터 통신시 사용된다. 즉, 이러한 심볼 동기화 과정은, 심볼의 시작점만을 이용하여 두 기기간의 거리를 측정하는 Ranging 과정에서는 필요없는 과정이다.
Ranging 블럭(60)은, 수신 신호의 에너지를 검출하여 심볼의 시작을 파악하는 에너지 검출부(61)와, 심볼의 시작을 이용하여 양 디바이스 간의 거리를 측정하는 TOA 평가부(63)를 포함한다.
도 5는 Ranging을 요구하는 디바이스의 수와, Ranging 시간과의 관계를 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 종래에는 디바이스 수에 관계없이 동일한 Ranging 시간이 소모되었으나, 본 시스템에서는 디바이스 수가 많을수록 Ranging 시간도 증가하고 있다. 따라서, 디바이스가 100개 이하인 WPAN의 형성시 빠른 Ranging이 가능해진다.
이러한 구성에 의한 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템에서의 동기화 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제곱기(10)에서 제곱된 수신 신호는 칩 동기화 블럭(20)으로 제공된 다. 칩 동기화 블럭(20)은 하나의 TH 코드 블럭내에 속하는 복수의 프레임의 각 칩을 적분하고, 이 적분값이 임계값을 초과하는 지점을 찾아냄으로써, 칩의 어느 영역에 임펄스 신호가 위치하는지 파악한다(S600).
그런 다음, 프레임 동기화 블럭(30)은, 하나의 TH 코드 블럭내에 속하는 각 프레임을 적분하고, 적분값이 임계값을 초과하는 칩을 찾아냄으로써, 프레임내의 어느 칩에 임펄스 신호가 실렸는지 파악한다(S610).
코드 동기화 블럭(40)은, 프레임 동기화 블럭(30)에 의해 파악된 TH 코드와, TH 코드 발생기(43)에서 생성된 TH 코드를 곱하여 적분한 적분값을 산출한다. 그리고, TH 코드 단위로 TH 코드를 쉬프트시키면서 복수의 적분값을 산출하고, 각 적분값 중 최대값이 임계값을 초과하는 경우, 수신 신호가 송신 디바이스에서 원하는 신호라고 판단한다(S620). 이 때, 최대값이 임계값을 초과하지 아니하면, 칩 동기화 과정과 프레임 동기화 과정을 다시 수행한다.
이렇게 코드 동기화 블럭(40)까지의 과정이 완료되면, 수신 신호가 Ranging을 위한 신호이면(S630-Y), 심볼의 시작을 파악하여 양 디바이스 간 거리를 측정하는 Ranging 블럭(60)이 동작된다(S640). 반면, 수신 신호가 데이터 통신을 위한 신호이면(S630-N), 심볼의 시작과 끝을 파악하기 위한 심볼 동기화 과정이 진행된다(S650).
이와 같이, 본 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템에서는, TH 코드와 DS 코드를 이용하여 프리앰블을 구성하고, 이 프리앰블을 양 디바이스 간의 거리를 측정하기 위한 RF신호로 사용함으로써, 칩 동기화 과정, 프레임 동기화 과정, 코드 동기화 과정으로부터 심볼 동기화 과정을 분리시킬 수 있다. 이에 따라, Ranging 시에는 코드 동기화 과정을 수행하지 아니하도록 함으로써, Ranging 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 길이가 비교적 짧은 프리앰블만으로 RF 신호를 구성함으로써, 채널의 점유시간을 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 신속한 Ranging이 가능하며, 채널의 점유 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 받아들여져야 하며, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 형태에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (35)

  1. 복수의 디바이스 간의 통신을 위해 송수신되는 송수신 신호 중, 각 디바이스의 위치를 파악하기 위해 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 송신되는 Ranging 신호는,
    정보를 나타내는 임펄스 신호를 갖는 적어도 하나의 칩;
    상기 칩이 복수개 모여 형성되며, 상기 칩 중 어느 것에 신호가 위치하느냐 에 따라 결정되는 상기 디바이스에 대한 코드가 형성되는 적어도 하나의 프레임;
    상기 복수의 프레임으로 형성되는 적어도 하나의 TH 코드 블럭; 및,
    상기 복수의 TH 코드 블럭으로 1비트를 형성하며, 복수의 비트로 이루어지는 DS 코드 블럭;을 갖는 프리앰블로 이루어지는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 디바이스에서 상기 송수신 신호를 상기 송신 디바이스로 재전송하면, 상기 송수신 신호를 처리하여 상기 송신 디바이스에서 원하는 송수신 신호인지 여부를 판단하는 메인 동기화 블럭군;
    상기 메인 동기화 블럭군에 의해 상기 송신 디바이스에서 원하는 송수신 신호이고, 상기 송수신 신호가 Ranging 신호인 경우, 상기 Ranging신호를 이용하여 상기 양 디바이스 간의 거리를 측정하는 Ranging 블럭; 및
    상기 수신 디바이스로부터의 신호가 데이터 통신을 위한 신호인 경우, 상기 신호를 형성하는 심볼의 시작점과 종료점을 파악하기 위한 심볼 동기화 블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메인 동기화 블럭군은,
    상기 임펄스 신호가 칩내의 어느 위치에 존재하는지를 판단하는 칩 동기화 블럭;
    상기 프레임내의 어느 칩에 임펄스 신호가 존재하는지를 판단하는 프레임 동기화 블럭; 및,
    상기 TH 코드 블럭내에 포함된 각 프레임에 대한 TH 코드를 파악하고, 상기 파악된 TH 코드가 상기 송신 디바이스에서 생성한 TH 코드와 동일한지 여부를 판단하는 코드 동기화 블럭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 칩 동기화 블럭은,
    상기 송신 디바이스에서 생성된 임펄스 신호와 동일한 칩 템플릿 신호를 발생시키는 칩 템플릿 발생기;
    상기 하나의 프레임에 포함된 모든 칩을 각각 적분하여 하나의 TH 코드 블럭내에 포함된 모든 칩의 적분값을 더하여 생성한 신호열과, 상기 칩 템플릿 발생기에서 발생된 칩 템플릿 신호를 곱하여 소정 값을 산출하는 칩 처리기; 및,
    상기 소정 값이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 칩 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 칩 판단부는, 상기 소정 값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 칩내의 해 당 위치에 임펄스 신호가 생성된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 칩 템플릿의 위치를 지정하는 칩 템플릿 쉬프터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 칩 템플릿 쉬프터에서 칩 템플릿을 이동시키는 간격은 적어도 임펄스 신호의 폭 이하인 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 칩 판단부는, 상기 소정 값이 임계값을 초과하지 않는 경우, 상기 칩 템플릿 쉬프터에서 칩 템플릿의 위치를 이동시키도록 하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 칩 템플릿의 위치가 변환되면, 상기 칩 처리기는 상기 위치가 변환된 칩 템플릿을 이용하여 상기 소정 값을 산출하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 칩 템플릿의 위치를 이동시키는 과정과, 상기 소정 값을 산출하는 과정은, 상기 소정 값이 상기 임계값을 초과할 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 칩 판단부와 상기 프레임 동기화 블럭 사이에 설치되며, 상기 소정 값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 송수신 신호를 상기 프레임 동기화 블럭으로 보내도록 스위칭하는 제1스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 프레임 동기화 블럭은,
    상기 칩의 크기와 동일한 프레임 템플릿을 생성하는 프레임 템플릿 발생기;
    상기 하나의 TH 코드 블럭내에 포함된 각 프레임을 적분하여 생성된 하나의 신호열과, 상기 프레임 템플릿을 곱하여 소정 값을 산출하는 프레임 처리기;
    상기 소정 값이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 프레임 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프레임 판단부는, 상기 소정 값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 프레임내의 해당 칩에 임펄스 신호가 포함된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프레임 템플릿의 위치를 지정하는 프레임 템플릿 쉬프터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프레임 템플릿 쉬프터에서 프레임 템플릿을 이동시키는 간격은 상기 칩의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 프레임 판단부는, 상기 소정 값이 임계값을 초과하지 않는 경우, 상기 프레임 템플릿 쉬프터에서 프레임 템플릿의 위치를 이동시키도록 하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프레임 템플릿의 위치가 변환되면, 상기 프레임 처리기는 상기 위치가 변환된 프레임 템플릿을 이용하여 상기 소정 값을 산출하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 프레임 템플릿의 위치를 이동시키는 과정과, 상기 소정 값을 산출하는 과정은, 상기 소정 값이 상기 임계값을 초과할 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프레임 판단부와 상기 코드 동기화 블럭 사이에 설치되며, 상기 소정 값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 송수신 신호를 상기 코드 동기화 블럭으로 보내도록 스위칭하는 제2스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  20. 제 3 항에 있어서,
    상기 코드 동기화 블럭은,
    상기 송신 디바이스에서 발생되어 상기 수신 디바이스로 전송된 송수신 신호와 동일한 신호를 발생시키는 TH 코드 발생기;
    상기 프레임 동기화 블럭을 통해 알아낸 각 TH 코드 블럭의 TH 코드와, 상기 TH 코드 발생기로부터의 신호를 비교하여 소정의 값을 산출하는 TH 코드 처리기;
    상기 소정의 값이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부에 따라 상기 송수신 신호가 상기 송신 디바이스가 원하는 신호인지 여부를 판단하는 TH 코드 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 TH 코드 발생기로부터의 TH 코드의 위치를 지정하는 TH 코드 쉬프터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 TH 코드 쉬프터에서 TH 코드를 이동시키는 간격은 상기 각 TH 코드 블럭의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 TH 코드의 위치가 변환되면, 상기 TH 코드 처리기는 상기 위치가 변환된 TH 코드를 이용하여 상기 소정 값을 산출하는 과정을 반복하여 복수개의 상기 소정 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 TH 코드 판단부는, 상기 소정 값 중 최대값이 임계값을 초과하는 경우, 상기 송수신 신호가 상기 송신 디바이스가 원하는 신호인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 TH 코드 판단부는, 상기 소정 값 중 최대값이 임계값을 초과하지 않는 경우, 상기 칩 동기화 블럭과, 상기 프레임 동기화 블럭에 의한 동기화 과정을 반복하도록 하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 TH 코드 판단부와 상기 심볼 동기화 블럭 및 상기 Ranging 블럭 사이에 설치되며, 상기 소정 값의 최대값이 임계값을 초과하는 경우,
    상기 송수신 신호가 상기 Ranging 신호이면, 상기 Ranging신호를 상기 Ranging 블럭으로 제공하고,
    상기 송수신 신호가 통신용 데이터를 포함하면, 상기 심볼 동기화 블럭으로 보내도록 스위칭하는 제3스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  27. 제 2 항에 있어서,
    상기 심볼 동기화 블럭은,
    상기 송신 디바이스에서 생성하여 상기 수신 디바이스로 전송한 DS 코드와 동일한 DS 코드를 형성하는 신호를 생성하는 DS 코드 발생기;
    상기 송수신 신호와, 상기 DS 코드 발생기에서 발생된 신호를 곱하여 소정의 값을 산출하는 심볼 처리기;
    상기 심볼 처리기로부터 산출된 소정 값과 미리 설정된 임계값을 비교하여 심볼 동기화의 완료여부를 판단하는 DS 코드 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 DS 코드 발생기에서 생성된 신호를 1 비트만큼 쉬프트시키는 DS 코드 쉬프터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 심볼 처리기는, 상기 DS 코드 쉬프터에서 1비트 만큼씩 신호를 쉬프트할 때마다 상기 송수신 신호와 상기 쉬프트된 신호를 곱하여 상기 소정 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 DS 코드 판단부는, 상기 소정 값이 상기 임계값보다 큰 경우, 심볼 동기화가 완료되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 심볼 동기화가 완료되면, 수신단에서 얻은 타이밍(Timing) 정보가 송신 디바이스가 원하는 신호열의 심볼 구간인지를 증명하는 verification 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 DS 코드 판단부는, 상기 소정 값이 상기 임계값보다 작은 경우, 상기 소정 값이 상기 임계값 이상이 될 때까지, 상기 DS 코드 쉬프터와 상기 심볼 처리기를 반복적으로 동작시켜 상기 소정 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  33. 제 2 항에 있어서,
    상기 Ranging 블럭은, 상기 Ranging 신호의 에너지를 검출하여 심볼의 시작을 파악하는 에너지 검출부와, 상기 심볼의 시작을 이용하여 상기 양 디바이스 간의 거리를 측정하는 TOA 평가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  34. 제 3 항에 있어서,
    상기 송수신 신호를 제곱하여, 상기 칩 동기화 블럭, 상기 프레임 동기화 블럭, 상기 코드 동기화 블럭으로 제공하는 제곱기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 칩 템플릿 발생기, 상기 프레임 템플릿 발생기, 상기 TH 코드 발생기를 제어하여 상기 칩 템플릿, 프레임 템플릿, TH 코드를 발생시키는 주기를 결정하는 클럭 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Ranging 시간을 단축시킨 무선 통신 시스템.
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