KR100693756B1 - Apparatus and method of valid data detection in uwb system - Google Patents

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    • H04L25/061—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset

Abstract

An apparatus and a method for detecting a radio signal in a UWB(Ultra Wide Band) system are provided to perform data transmission/reception between a network home appliance and a mobile phone accurately and rapidly by minimizing the influence of several noise and interference generated in a wireless environment. In an apparatus for detecting a radio signal in a UWB system, an offset compensation part(210) compensates a DC offset component of inputted data. A first correlation part(220) calculates 8 cross correlation of the offset-compensated data. An energy calculation part(230) calculates an energy value by approximating the offset-compensated data. A bit number restriction part(240) restricts the correlation value and the energy value according to a data pattern of the calculated 8 cross correlation value and the energy value. A second correlation part(250) generates 128 cross correlation value and then approximates the 128 cross correlation value by adding 16 cross correlation value to the 8 cross correlation value. A moving average value calculation part(260) calculates a moving average value as to the energy value outputted from the bit number restriction part. A judgment part(270) judges whether the inputted data is the valid data.

Description

ＵＷＢ 시스템에서의 무선 신호 검출 장치 및 방법 {Apparatus and method of valid data detection in UWB system}Apparatus and method of valid data detection in UWB system

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 신호 검출장치가 구비된 UWB 수신 장치의 블록도,1 is a block diagram of a UWB receiving apparatus equipped with a wireless signal detecting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 신호 검출장치의 블록도,2 is a block diagram of a wireless signal detection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3a는 도 2의 제1상관부의 상세 블록도,3A is a detailed block diagram of the first correlation part of FIG. 2;

도 3b는 도 2의 제2상관부의 상세 블록도,3B is a detailed block diagram of the second correlation part of FIG. 2;

도 4는 도 2의 판단부의 상세 블록도,4 is a detailed block diagram of the determination unit of FIG. 2;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 신호 검출 방법의 흐름도,5 is a flowchart of a method for detecting a wireless signal according to a preferred embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 비트수 제한 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of a method of limiting the number of bits according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 UWB 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 UWB 시스템에서 유효 신호를 검출하는 무선 신호 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a UWB system, and more particularly, to a wireless signal detection apparatus and method for detecting a valid signal in a UWB system.

UWB(Ultra Wide Band) 무선 기술은 신호를 500MHz 이상의 매우 넓은 대역폭에 걸쳐 낮은 전력 밀도의 스펙트럼으로 분산시켜 송수신하는 근거리의 고속 데이 터 전송 방식 기술이다. UWB 시스템에서는 단일 대역(single band) 방식과 다중 대역(multi band) 방식의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, MB-OFDM) 다중화 기술을 사용하는데, 특히 MB-OFDM 방식을 사용하는 경우에는 임펄스 노이즈 또는 간섭에 의한 펄스 노이즈 등으로 인해 수신된 신호에 에러가 발생하게 된다.Ultra Wide Band (UWB) wireless technology is a short-range, high-speed data transmission technique that distributes and transmits signals in a low power density spectrum over a very wide bandwidth above 500 MHz. UWB system uses single-band and multi-band Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MB-OFDM) multiplexing techniques, especially when using MB-OFDM, impulse noise or interference An error occurs in the received signal due to the pulse noise caused by.

따라서 수신된 신호가 에러가 없는 유효한 신호인지의 여부를 판단하여 유효한 신호에 대해서만 처리를 하는 것이 효율적이므로, 수신된 신호를 구성하는 데이터 부분을 해석하지 않고 그 일부인 프리앰블 부분만 해석하여 유효한 데이터 여부를 판단하는 것이 필요하다. Therefore, it is efficient to determine whether the received signal is a valid signal without error and to process only the valid signal. Therefore, only the preamble portion that is a part of the received signal is interpreted instead of interpreting the data portion constituting the received signal. It is necessary to judge.

종래에는 이 과정에서 수신된 신호의 상호 상관(cross correlation) 값을 그대로 이용하였으나, 이러한 종래의 방법에 따르면 순간적으로 스위칭 노이즈가 발생하여 에러가 발행하게 된다.Conventionally, the cross correlation value of the received signal is used as it is, but according to the conventional method, switching noise occurs instantaneously and an error occurs.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수신된 신호의 상호 상관값 계산 중간 결과와 수신된 신호의 에너지값을 일정한 비트 값으로 제한한 후 최종 상호 상관값을 계산하고, 그 값 및 일정한 시간 후의 심벌에 대해 계산된 상호 상관값과 에너지값을 가지고 상기 수신된 신호가 유효한 신호인지의 여부를 판단하는 UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to calculate the final cross-correlation value after limiting the intermediate value of the cross-correlation calculation of the received signal and the energy value of the received signal to a constant bit value, the symbol and the symbol after a certain time The present invention provides an apparatus and method for detecting a radio signal in a UWB system for determining whether or not a received signal is a valid signal based on the cross-correlation value and energy value.

상기 기술적 과제는 본 발명에 따라, UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 장치 에 있어서, 입력된 데이터의 DC 오프셋 성분을 보상하는 오프셋 보상부; 상기 오프셋 보상된 데이터의 8 상호 상관값(8 cross correlation)을 계산하는 제1상관부; 상기 오프셋 보상된 데이터를 근사화하여 에너지값을 계산하는 에너지 계산부; 상기 계산된 8 상호 상관값과 상기 에너지값의 데이터 패턴에 따라 그 상관값 및 에너지값을 소정의 비트수로 제한한 후 출력하는 비트수 제한부; 상기 비트수 제한부에서 출력된 8 상호 상관값에 대해 16 상호 상관값을 더 계산하여 128 상호 상관값을 생성한 후 그 값을 근사화하는 제2상관부; 상기 비트수 제한부에서 출력된 에너지값에 대해 이동 평균값을 계산하는 이동 평균값 계산부; 및 상기 제2상관부 및 이동 평균값 계산부에서 출력되는 128 상호 상관값 및 에너지값과, 소정의 시간후의 심벌의 상호 상관값 및 에너지값을 가지고 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 장치에 의해 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless signal detection apparatus in a UWB system, comprising: an offset compensator configured to compensate for a DC offset component of input data; A first correlation unit for calculating eight cross correlations of the offset-compensated data; An energy calculation unit for calculating an energy value by approximating the offset-compensated data; A bit number limiter configured to limit the correlation value and the energy value to a predetermined number of bits according to the calculated 8 cross-correlation value and the data pattern of the energy value, and output the limit value; A second correlation unit which calculates 16 cross-correlation values with respect to 8 cross-correlation values output from the bit number limiter, generates 128 cross-correlation values, and approximates the values; A moving average value calculating unit calculating a moving average value with respect to the energy value output from the bit number limiting unit; And a 128 cross correlation value and an energy value output from the second correlation unit and a moving average value calculation unit, and a cross correlation value and an energy value of a symbol after a predetermined time to determine whether the input data is valid data. It is achieved by a wireless signal detection device of the UWB system, characterized in that it comprises a determination unit.

상기 오프셋 보상부는, 상기 입력된 데이터를 2배한 후 1을 더함으로써, 2의 보수인 입력 데이터의 DC 오프셋을 보상하는 것이 바람직하다.Preferably, the offset compensator compensates for the DC offset of the input data, which is two's complement, by adding 1 after doubling the input data.

상기 비트수 제한부는, 상기 8 상호 상관값을 근사화 한 후, 근사화한 8 상호 상관값과 상기 에너지값에서 최초로 '1'이 나타나는 비트위치를 찾고 그 중 큰 값을 결정하고, 이를 소정의 설정값과 비교하여 상기 8 상호 상관값 및 에너지값의 비트수를 상기 소정의 설정값으로 맞추는 것이 바람직하다.The bit number limiter approximates the 8 cross-correlation values, and then finds the bit position where '1' appears first in the approximated 8 cross-correlation value and the energy value, and determines a larger value among them. It is preferable to set the number of bits of the eight cross-correlation values and energy values to the predetermined set value in comparison with the above.

상기 판단부는, 현재 심벌에 대해 근사화된 128 상호 상관값을 C1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 근사화된 128 상호 상관값을 C2 라 하고, 현재 심벌에 대한 에너지 이동 평균값을 P1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 에너지 이동 평균값을 P2 라 하며, 소정의 상수를 K라고 할 때, (C1 + C2)>(P1 + P2)K를 만족하면 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터 라고 판단하는 것이 바람직하다.The determination unit may assume that the approximated 128 cross-correlation value of the current symbol is C 1 , the approximate 128 cross-correlation value of the symbol after a predetermined T time is C 2 , and the energy moving average value of the current symbol is P 1 , the predetermined value. The average energy moving value of the symbol after T time is P 2 , and when a predetermined constant is K, if (C 1 + C 2 )> (P 1 + P 2 ) K is satisfied, the input data is considered valid data. It is desirable to judge.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 기술적 과제는 UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 방법에 있어서, (a) 입력된 데이터의 DC 오프셋 성분을 보상하는 단계; (b) 상기 오프셋 보상된 데이터의 8 상호 상관값(8 cross correlation)과 에너지값을 계산하는 단계; (c) 상기 계산된 8 상호 상관값과 상기 에너지값의 데이터 패턴에 따라 그 상관값 및 에너지값을 소정의 비트수로 제한한 후 출력하는 단계; (d) 상기 비트수 제한되어 출력된 8 상호 상관값에 대해 16 상호 상관값을 더 계산하여 128 상호 상관값을 생성한 후 그 값을 근사화하고, 상기 비트수 제한되어 출력된 에너지값에 대해 이동 평균값을 계산하는 단계; 및 (e) 상기 근사화된 128 상호 상관값 및 에너지값과, 소정의 시간후의 심벌의 상호 상관값 및 에너지값을 가지고 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 방법에 의해서도 달성된다.On the other hand, according to another field of the present invention, the technical problem is a wireless signal detection method in a UWB system, comprising the steps of: (a) compensating the DC offset component of the input data; (b) calculating 8 cross correlations and energy values of the offset compensated data; (c) limiting the correlation value and the energy value to a predetermined number of bits according to the calculated 8 cross-correlation value and the data pattern of the energy value, and outputting the result; (d) further calculate 16 cross-correlation values for the 8 cross-correlated values output with the limited number of bits to generate 128 cross-correlation values, and approximate the values, and shift the energy values for which the number of bits are limited. Calculating an average value; And (e) determining whether the input data is valid data with the approximate 128 cross-correlation value and energy value and the cross-correlation value and energy value of the symbol after a predetermined time. The wireless signal detection method of the UWB system is also achieved.

상기 (c) 단계는, (c1) 상기 계산된 상관값에 대해 Max(|I|,|Q|)를 계산하는 단계; (c2) 상기 계산된 8 상호 상관값에서 최초로 '1'이 등장하는 비트위치와 상기 에너지값에서 최초로 '1'이 등장하는 비트위치를 찾는 단계; 및 (c3) 상기 비트 위치값중 큰 값을 찾아 그 값을 소정의 설정값으로 맞추고, 그 맞추어진 값에 따라 상기 8 상호 상관값 및 에너지값을 다시 계산하여 출력하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Step (c) may include: (c1) calculating Max (| I |, | Q |) with respect to the calculated correlation value; (c2) finding a bit position in which '1' first appears in the calculated 8 cross-correlation value and a bit position in which '1' first appears in the energy value; And (c3) finding a larger value among the bit position values, adjusting the value to a predetermined setting value, and recalculating and outputting the 8 cross correlation values and the energy values according to the set values. .

또한, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 기술적 과제는 UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 방법에 있어서, 입력된 데이터의 상호 상관값과 에너지 값의 데이터 패턴에 따라 그 상관값 및 에너지값을 소정의 비트수로 제한한 후 출력하는 단계; 및 상기 계산된 상호 상관값 및 에너지값과, 소정의 시간후의 심벌의 상호 상관값 및 에너지값을 가지고 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 방법에 의해서도 달성된다.According to another aspect of the present invention, in the wireless signal detection method in a UWB system, the bit and bit of the correlation value and the energy value according to the data pattern of the cross-correlation value and the energy value of the input data Outputting after limiting the number; And determining whether the input data is valid data with the calculated cross-correlation value and energy value and the cross-correlation value and energy value of a symbol after a predetermined time. A wireless signal detection method is also achieved.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 신호 검출장치가 구비된 UWB 수신 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a UWB receiving apparatus equipped with a wireless signal detecting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

UWB 수신 장치는 RF 모듈(110), AD 변환부(120), 데이터 검출부(130) 및 데이터 처리부(140)를 포함한다. 수신된 UWB 신호는 RF 모듈(110)에 의해 필터링 및 저잡음 증폭되어 AD 변환부(120)로 전달된 후 디지털 신호로 변환된다. 데이터 검출부(130)는 이렇게 변환된 디지털 데이터가 노이즈나 에러가 삽입되지 않은 유효한 데이터인지의 여부를 알아낸다. 데이터 검출부(130)에서 유효한 데이터인지의 여부를 판단하는 것은 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.The UWB receiving apparatus includes an RF module 110, an AD converter 120, a data detector 130, and a data processor 140. The received UWB signal is filtered and low noise amplified by the RF module 110, transferred to the AD converter 120, and then converted into a digital signal. The data detector 130 finds out whether the digital data thus converted is valid data without inserting noise or an error. Determining whether or not the data is detected by the data detector 130 will be described in detail with reference to FIG. 2.

유효한 데이터로 판단되면 이를 데이터 처리부(140)에 플래그 등의 방법으로 알려주어 데이터 처리부(140)가 UWB 신호 처리에 필요한 FFT, 디인터리빙(De-interleaving), 비터비 디코딩, 디스크램블링(De-scrambling) 등을 수행하도록 한다.If it is determined that the data is valid, it is notified to the data processor 140 by a method such as a flag, so that the data processor 140 performs FFT, de-interleaving, Viterbi decoding, and de-scrambling necessary for the UWB signal processing. ), Etc.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 신호 검출장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a wireless signal detection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

무선 신호 검출장치는 도 1에서의 데이터 검출부(130)의 상세 구성으로써, 오프셋 보상부(210), 제1상관부(220), 에너지 계산부(230), 비트수 제한부(240), 제2상관부(250), 이동 평균값 계산부(260) 및 판단부(270)를 포함한다.The apparatus for detecting a wireless signal is a detailed configuration of the data detector 130 of FIG. 1, and includes an offset compensator 210, a first correlator 220, an energy calculator 230, a bit number limiter 240, and a second detector. And a two-correlator 250, a moving average value calculator 260, and a determiner 270.

오프셋 보상부(210)는 입력된 데이터의 DC 오프셋 성분을 보상한다. 즉, 입력된 데이터를 2배한 후 1을 더함으로써, 2의 보수(complement)로 만들어진 입력 데이터의 DC 오프셋을 보상한다. 제1상관부(220)와 제2상관부(250)를 합쳐 상관부라고 하는데 제1상관부(220)에서는 오프셋 보상된 데이터의 8 상호 상관값(8 cross correlation)을 계산하고, 제2상관부(230)에서는 비트수 제한부(240)에서 제한되어 출력된 8 상호 상관값에 대해 16 상호 상관값을 더 계산하여 128 상호 상관값을 최종 생성한다. 그리고 이렇게 생성된 상호 상관값의 크기(Mag)를 다음 수학식 1 에 따라 추정한다.The offset compensator 210 compensates for the DC offset component of the input data. In other words, by doubling the input data and adding one, the DC offset of the input data made up of two's complements is compensated. The first correlation unit 220 and the second correlation unit 250 are referred to as a correlation unit. The first correlation unit 220 calculates eight cross correlations of the offset-compensated data and generates a second correlation. The unit 230 further calculates 16 cross-correlation values for the 8 cross-correlation values limited and output by the bit limiter 240 to finally generate 128 cross-correlation values. The magnitude Mag of the cross-correlation value thus generated is estimated according to Equation 1 below.

Figure 112005071653337-pat00001
Figure 112005071653337-pat00001

Figure 112005071653337-pat00002
Figure 112005071653337-pat00002

에너지 계산부(230)는 오프셋 보상부(210)에서 출력된 데이터를 상기 수학식 1에 따라 추정하여 크기값을 계산한다. 그리고, 추정된 크기값에 대해 이동 평균값(moving average)을 구함으로 에너지를 계산한다. The energy calculator 230 calculates a magnitude value by estimating the data output from the offset compensator 210 according to Equation 1 above. The energy is calculated by obtaining a moving average for the estimated magnitude.

비트수 제한부(240)는 제1상관부(220)에서 계산된 8 상호 상관값과 에너지 계산부(230)에서 계산된 에너지값의 데이터 패턴에 따라 그 상관값 및 에너지값을 소정의 비트수로 제한하여 출력한다. 보다 구체적으로, 8 상호 상관값에 대해 Max(|I|,|Q|)를 계산하여 큰 값을 찾은 후 이 값에서 처음으로 '1'의 값이 나타나는 비트위치를 찾는다. 그리고 에너지값에서도 최초로 '1'이 나타나는 비트위치도 찾는다. 이들 두 값 중에서 큰 값을 결정하고 이를 max_bit_position으로 설정한다. 비트수 제한부(240)가 제1상관부(220)와 제2상관부(250) 사이에 위치함으로써 임펄스 노이즈, 스위칭 노이즈 또는 잼밍(jamming) 노이즈에 의한 영향을 줄일 수 있다. 다음으로 max_bit_position을 비트수 제한부(240)에서 미리 정한 비트값과 비교하여 max_bit_position을 미리 정한 비트값으로 맞춘다.The bit number limiter 240 sets the correlation value and the energy value according to the data pattern of the eight cross-correlation values calculated by the first correlation unit 220 and the energy values calculated by the energy calculation unit 230. The output is limited to. More specifically, Max (| I |, | Q |) is calculated for 8 cross-correlation values to find a large value, and then the bit position where the value of '1' appears for the first time. Also find the bit position where '1' appears for the first time in the energy value. Determine the larger of these two values and set it to max_bit_position. Since the bit number limiting unit 240 is positioned between the first correlation unit 220 and the second correlation unit 250, the influence of the impulse noise, the switching noise, or the jamming noise may be reduced. Next, max_bit_position is compared with a bit value predetermined by the bit limiter 240, and max_bit_position is set to a predetermined bit value.

예를 들어 수학식 1에 따라 계산된 8 상호 상관값에서 처음으로 '1'이 나오는 위치가 LSB에서 계산하여 3 비트이고, 에너지값에서 처음으로 '1'이 나오는 위치가 LSB에서 계산하여 4 비트라고 하면, max_bit_position은 4 가 된다. 그리고 비트수 제한부(240)에서 미리 정한 비트값이 3 이라고 하면 max_bit_position을 3으로 변경하고, 이에 따라 8 상호 상관값과 에너지 값을 맞추어 출력한다.For example, the position where '1' appears first in the 8 cross-correlation values calculated according to Equation 1 is 3 bits calculated by the LSB, and the position where '1' appears for the first time in the energy value is 4 bits calculated by the LSB. In this case, max_bit_position is 4. If the bit number limiter 240 determines that the predetermined bit value is 3, the max_bit_position is changed to 3, and accordingly 8 cross correlation values and energy values are output.

제2상관부(250)는 전술한 바와 같이, 비트수 제한부(240)에서 출력된 8 상호 상관값에 대해 16 상호 상관값을 더 계산하여 128 상호 상관값을 생성한 후 그 값 을 수학식 1에 따라 계산한다. 이동 평균값 계산부(260)는 비트수 제한부(240)에서 출력된 에너지값에 대해 이동 평균값(moving average)을 계산한다. 이동 평균값 계산부(260)는 제2상관부(250)와 시간 동기를 맞추기 위해 추가된다.As described above, the second correlation unit 250 further calculates 16 cross-correlation values with respect to 8 cross-correlation values output from the bit number limiter 240 to generate 128 cross-correlation values, and then calculates the values. Calculate according to 1. The moving average calculator 260 calculates a moving average with respect to the energy value output from the bit number limiter 240. The moving average value calculator 260 is added to synchronize the time with the second correlation unit 250.

판단부(270)는 제2상관부(250) 및 이동 평균값 계산부(260)에서 출력된 128 상호 상관값 및 에너지값과, 소정의 시간(T)의 심벌의 상호 상관값 및 에너지값을 가지고 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단한다. 소정의 시간 T는 예를 들어 3이 될 수 있다. 즉 3개의 심벌 후의 상호 상관값과 에너지값을 가지고 판단할 수 있다. 보다 구체적으로 판단부(270)는, 현재 심벌에 대해 계산된 128 상호 상관값을 C1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 계산된 128 상호 상관값을 C2 라 하고, 현재 심벌에 대한 에너지 이동 평균값을 P1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 에너지 이동 평균값을 P2 라 하며, 소정의 상수를 K라고 할 때, (C1 + C2)>(P1 + P2)K를 만족하면 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터 라고 판단한다. 상수 K는 가변될 수 있다.The determination unit 270 has 128 cross-correlation values and energy values output from the second correlation unit 250 and the moving average value calculation unit 260, and cross-correlation values and energy values of symbols for a predetermined time T. It is determined whether the input data is valid data. The predetermined time T may be 3, for example. That is, it can be determined based on the cross correlation value and the energy value after the three symbols. In more detail, the determination unit 270 may call the 128 cross-correlation value calculated for the current symbol C 1 , and the calculated 128 cross-correlation value of the symbol after a predetermined T time as C 2 , and calculate an energy moving average value for the current symbol. Is P 1 , and the average value of energy moving of the symbol after a predetermined T time is P 2 , and when a predetermined constant is K, (C 1 + C 2 )> (P 1 + P 2 ) K, the input is satisfied. The data is judged to be valid data. The constant K can be varied.

도 3a는 도 2의 제1상관부의 상세 블록도이다.3A is a detailed block diagram of the first correlation part of FIG. 2.

제1상관부(220)에 입력되는 데이터는 여러 비트의 사인드(signed) 값이 될 수 있으며, 이 사인드(signed) 값이 로컬 계수 β와 곱해져 더해지면 8 상호 상관값이 계산된다.The data input to the first correlation unit 220 may be a signed value of several bits. When the signed value is multiplied by a local coefficient β, 8 cross correlation values are calculated.

도 3b는 도 2의 제2상관부의 상세 블록도이다.FIG. 3B is a detailed block diagram of the second correlator of FIG. 2.

제2상관부(250)는 로컬 계수로 α가 사용되며 16 상호 상관값이 계산된다. 따라서 제1상관부(220)의 출력과 결합되어 128 상호 상관값이 최종적으로 계산된다. 그리고 나서 전술한 수학식 1에 따라 근사화를 수행한다.In the second correlation unit 250, α is used as a local coefficient and 16 cross correlation values are calculated. Therefore, the 128 cross-correlation values are finally calculated in combination with the output of the first correlation unit 220. Then, approximation is performed according to Equation 1 described above.

도 4는 도 2의 판단부의 상세 블록도이다.4 is a detailed block diagram of the determination unit of FIG. 2.

제2상관부(250)에 의해 계산된 128 상호 상관값과 이동 평균값 계산부(260)에 의해 계산된 에너지값을 가지고 유효 여부를 판단한다. 즉, 상호 상관값 C1 과 T 시간 후의 상호 상관값 C2 를 더하여 C라고 하고, 에너지 값 P1 과 T 시간 후의 에너지 값 P2 를 더하여 P 라 하면, C>P*K 를 만족하는지의 여부를 체크하여 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단한다. 예를 들어 데이터가 유효한 값이면 플래그를 '1'로 하여 도 1의 데이터 처리부(140)가 UWB 신호 처리를 수행하도록 한다.The validity is determined based on the 128 cross-correlation value calculated by the second correlation unit 250 and the energy value calculated by the moving average value calculation unit 260. That is, if the cross-correlation value C 1 and the cross-correlation value C 2 after the T time are called C, and the energy value P 1 and the energy value P 2 after the T time are added to P, it is determined whether C> P * K is satisfied. Check to determine whether the input data is valid data. For example, if the data is a valid value, the flag is set to '1' so that the data processor 140 of FIG. 1 performs the UWB signal processing.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 신호 검출 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of a wireless signal detection method according to a preferred embodiment of the present invention.

우선, 입력된 데이터의 DC 오프셋 성분을 보상한다(S510). DC 오프셋 성분의 보상의 일예는 전술한 바와 같다. 그리고 나서, 이렇게 오프셋 보상된 데이터의 8 상호 상관값(8 cross correlation)과 에너지값을 계산한다(S520). 그리고, 이렇게 계산된 8 상호 상관값과 에너지값의 데이터 패턴에 따라 그 상관값 및 에너지값을 소정의 비트수로 제한한다(S530). 상세한 방법은 도 2 내지 도 3b를 참조하여 전술한 바와 같다. 즉, 현재 심벌에 대해 근사화된 128 상호 상관값을 C1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 근사화된 128 상호 상관값을 C2 라 하고, 현재 심벌에 대한 에너지 이동 평균값을 P1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 에너지 이동 평균값을 P2 라 하며, 소정의 상수를 K라고 할 때, (C1 + C2)>(P1 + P2)K를 만족하면 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터 라고 판단한다.First, the DC offset component of the input data is compensated for (S510). An example of the compensation of the DC offset component is as described above. Then, 8 cross correlations and energy values of the offset-compensated data are calculated (S520). Then, the correlation value and the energy value are limited to a predetermined number of bits according to the data patterns of the eight cross-correlation values and the energy values calculated as described above (S530). The detailed method is as described above with reference to FIGS. That is, the approximated 128 cross-correlation value for the current symbol is C 1 , and the approximated 128 cross-correlation value of the symbol after a predetermined T time is C 2 , and the energy moving average value for the current symbol is P 1 , the predetermined T time. The energy shift average value of the subsequent symbol is referred to as P 2 , and when a predetermined constant is referred to as K, it is determined that the input data is valid data when (C 1 + C 2 )> (P 1 + P 2 ) K is satisfied. .

다음으로 이렇게 비트수 제한되어 출력된 8 상호 상관값에 대해 16 상호 상관값을 더 계산하여 128 상호 상관값을 생성한 후 그 값을 수학식 1에 따라 계산하고, 상기 비트수 제한되어 출력된 에너지값에 대해 이동 평균값을 계산한다(S540). 그리고, 계산된 128 상호 상관값 및 에너지값과, 소정의 시간후의 심벌의 상호 상관값 및 에너지값을 가지고 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단한다(S550).Next, 16 cross-correlation values are further calculated with respect to 8 cross-correlated values, which are limited in the number of bits, to generate 128 cross-correlation values, and then the value is calculated according to Equation 1, and the output energy is limited by the number of bits. A moving average value is calculated for the value (S540). Then, it is determined whether the input data is valid data with the calculated cross-correlation value and energy value and the cross-correlation value and energy value of the symbol after a predetermined time (S550).

도 6은 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 비트수 제한 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of a method of limiting the number of bits according to a preferred embodiment of the present invention.

우선 도 5의 S510 및 S520 단계에서 수행된 8 상호 상관값과 수학식 1에 따라 계산된 에너지 값을 입력받고(S610), 8 상호 상관값에 대해 Max(|I|,|Q|)를 계산하여 큰 값을 찾는다(S620). 그리고 S620 단계에서 계산된 8 상호 상관값에서 최초로 '1'이 등장하는 비트위치와 상기 에너지값에서 최초로 '1'이 등장하는 비트위치를 찾는다(S630). 이렇게 찾아진 비트 위치값중 큰 값을 max_bit_position으로 설정하고(S640), 그 값을 미리 정한 설정값으로 맞추고, 그 맞추어진 값에 따라 상기 8 상호 상관값 및 에너지값을 다시 계산하여 출력한다(S650).First, the 8 cross correlation values performed in steps S510 and S520 of FIG. 5 and the energy values calculated according to Equation 1 are input (S610), and Max (| I |, | Q |) is calculated for the 8 cross correlation values. To find a large value (S620). In operation S620, the bit position at which '1' first appears in the 8 cross-correlation values calculated at step S620 and the bit position at which '1' first appears in the energy value are found (S630). The larger value of the found bit position values is set to max_bit_position (S640), the value is set to a predetermined setting value, and the 8 cross-correlation values and energy values are recalculated and output according to the set value (S650). ).

한편, 전술한 UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체, 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.On the other hand, the radio signal detection method in the UWB system described above can be created by a computer program. Codes and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the program is stored in a computer readable media, and read and executed by a computer to implement a method of detecting a wireless signal in a UWB system. The information storage medium includes a magnetic recording medium, an optical recording medium, and a carrier wave medium.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 무선 환경에서 발생하는 여러 가지 노이즈 및 간섭에 의한 영향을 최소화 할 수 있어, 홈 네트워크 가전 제품과 휴대폰 등 정보통신 기기간 데이터 송수신을 빠르고 정확하게 할 수 있다. 또한, 이러한 무선 신호 검출 방법을 OFDM 시스템의 초기 신호 동기 기술의 하나인 타이밍 동기, 프레임 경계 검출 등에도 사용할 수 있다.As described above, according to the present invention, the influence of various noises and interferences generated in a wireless environment can be minimized, and data transmission and reception between a home network home appliance and an information communication device such as a mobile phone can be performed quickly and accurately. The wireless signal detection method can also be used for timing synchronization, frame boundary detection, and the like, which are one of the initial signal synchronization techniques of an OFDM system.

Claims (9)

UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 장치에 있어서,In the wireless signal detection apparatus in a UWB system, 입력된 데이터의 DC 오프셋 성분을 보상하는 오프셋 보상부;An offset compensator for compensating the DC offset component of the input data; 상기 오프셋 보상된 데이터의 8 상호 상관값(8 cross correlation)을 계산하는 제1상관부;A first correlation unit for calculating eight cross correlations of the offset-compensated data; 상기 오프셋 보상된 데이터를 근사화하여 에너지값을 계산하는 에너지 계산부;An energy calculation unit for calculating an energy value by approximating the offset-compensated data; 상기 계산된 8 상호 상관값과 상기 에너지값의 데이터 패턴에 따라 그 상관값 및 에너지값을 소정의 비트수로 제한한 후 출력하는 비트수 제한부;A bit number limiter configured to limit the correlation value and the energy value to a predetermined number of bits according to the calculated 8 cross-correlation value and the data pattern of the energy value, and output the limit value; 상기 비트수 제한부에서 출력된 8 상호 상관값에 대해 16 상호 상관값을 더 계산하여 128 상호 상관값을 생성한 후 그 값을 근사화하는 제2상관부;A second correlation unit which calculates 16 cross-correlation values with respect to 8 cross-correlation values output from the bit number limiter, generates 128 cross-correlation values, and approximates the values; 상기 비트수 제한부에서 출력된 에너지값에 대해 이동 평균값을 계산하는 이동 평균값 계산부; 및A moving average value calculating unit calculating a moving average value with respect to the energy value output from the bit number limiting unit; And 상기 제2상관부 및 이동 평균값 계산부에서 출력되는 128 상호 상관값 및 에너지값과, 소정의 시간후의 심벌의 상호 상관값 및 에너지값을 가지고 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 장치.A judgment for judging whether or not the input data is valid data with 128 cross-correlation values and energy values output from the second correlation unit and the moving average value calculation unit, and cross-correlation values and energy values of symbols after a predetermined time; Wireless signal detection apparatus of the UWB system, characterized in that it comprises a unit. 제1항에 있어서, 상기 오프셋 보상부는The method of claim 1, wherein the offset compensation unit 상기 입력된 데이터를 2배한 후 1을 더함으로써, 2의 보수인 입력 데이터의 DC 오프셋을 보상하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 장치.And doubling the input data and adding 1 to compensate for the DC offset of the input data, which is two's complement. 제1항에 있어서, 상기 비트수 제한부는The method of claim 1, wherein the bit number limiting unit 상기 8 상호 상관값을 근사화 한 후, 근사화한 8 상호 상관값과 상기 에너지값에서 최초로 '1'이 나타나는 비트위치를 찾고 그 중 큰 값을 결정하고, 이를 소정의 설정값과 비교하여 상기 8 상호 상관값 및 에너지값의 비트수를 상기 소정의 설정값으로 맞추는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 장치.After approximating the 8 cross-correlation values, the approximate 8 cross-correlation value and the bit position at which '1' appears for the first time in the energy value are determined, and a larger value among them is determined, and the 8 cross-correlation values are compared with a predetermined set value. And a bit number of a correlation value and an energy value is adjusted to the predetermined set value. 제1항에 있어서, 상기 판단부는The method of claim 1, wherein the determination unit 현재 심벌에 대해 근사화된 128 상호 상관값을 C1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 근사화된 128 상호 상관값을 C2 라 하고, 현재 심벌에 대한 에너지 이동 평균값을 P1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 에너지 이동 평균값을 P2 라 하며, 소정의 상수를 K라고 할 때, (C1 + C2)>(P1 + P2)K를 만족하면 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터 라고 판단하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 장치.The approximate 128 cross-correlation value for the current symbol is C 1 , and the approximate 128 cross-correlation value of the symbol after a predetermined T time is C 2 , and the energy moving average value for the current symbol is P 1 , and the symbol after a predetermined T time is When the average value of energy moving is P 2 , and a predetermined constant is K, it is determined that the input data is valid data when (C 1 + C 2 )> (P 1 + P 2 ) K is satisfied. Wireless signal detection device of a UWB system. UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 방법에 있어서,In the wireless signal detection method in a UWB system, (a) 입력된 데이터의 DC 오프셋 성분을 보상하는 단계;(a) compensating for the DC offset component of the input data; (b) 상기 오프셋 보상된 데이터의 8 상호 상관값(8 cross correlation)과 에 너지값을 계산하는 단계;(b) calculating an eight cross correlation and an energy value of the offset compensated data; (c) 상기 계산된 8 상호 상관값과 상기 에너지값의 데이터 패턴에 따라 그 상관값 및 에너지값을 소정의 비트수로 제한한 후 출력하는 단계;(c) limiting the correlation value and the energy value to a predetermined number of bits according to the calculated 8 cross-correlation value and the data pattern of the energy value, and outputting the result; (d) 상기 비트수 제한되어 출력된 8 상호 상관값에 대해 16 상호 상관값을 더 계산하여 128 상호 상관값을 생성한 후 그 값을 근사화하고, 상기 비트수 제한되어 출력된 에너지값에 대해 이동 평균값을 계산하는 단계; 및(d) further calculate 16 cross-correlation values for the 8 cross-correlated values output with the limited number of bits to generate 128 cross-correlation values, and approximate the values, and shift the energy values for which the number of bits are limited. Calculating an average value; And (e) 상기 근사화된 128 상호 상관값 및 에너지값과, 소정의 시간후의 심벌의 상호 상관값 및 에너지값을 가지고 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 방법.(e) determining whether the input data is valid data with the approximate 128 cross-correlation value and energy value and the cross-correlation value and energy value of the symbol after a predetermined time period. Wireless signal detection method of UWB system. 제5항에 있어서, 상기 (b) 단계에서의 에너지 계산은The method of claim 5, wherein the energy calculation in step (b) 상기 오프셋 보상된 데이터를 근사화하고, 그 값에 대하여 이동 평균값을 구함으로써 에너지값을 계산하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 방법.And calculating an energy value by approximating the offset-compensated data and obtaining a moving average value with respect to the offset-compensated data. 제5항에 있어서, 상기 (c) 단계는The method of claim 5, wherein step (c) (c1) 상기 계산된 8 상호 상관값에 대해 Max(|I|,|Q|)를 계산하는 단계;(c1) calculating Max (| I |, | Q |) for the calculated 8 cross-correlation values; (c2) 상기 계산된 8 상호 상관값에서 최초로 '1'이 등장하는 비트위치와 상기 에너지값에서 최초로 '1'이 등장하는 비트위치를 찾는 단계; 및(c2) finding a bit position in which '1' first appears in the calculated 8 cross-correlation value and a bit position in which '1' first appears in the energy value; And (c3) 상기 비트 위치값중 큰 값을 찾아 그 값을 소정의 설정값으로 맞추고,그 맞추어진 값에 따라 상기 8 상호 상관값 및 에너지값을 다시 계산하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 방법.(c3) finding a larger value among the bit position values, adjusting the value to a predetermined setting value, and recalculating and outputting the eight cross-correlation values and energy values according to the set value. Wireless signal detection method of UWB system. 제5항에 있어서, 상기 (e) 단계는The method of claim 5, wherein step (e) 현재 심벌에 대해 근사화된 128 상호 상관값을 C1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 근사화된 128 상호 상관값을 C2 라 하고, 현재 심벌에 대한 에너지 이동 평균값을 P1, 소정의 T 시간 후의 심벌의 에너지 이동 평균값을 P2 라 하며, 소정의 상수를 K라고 할 때, (C1 + C2)>(P1 + P2)K를 만족하면 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터 라고 판단하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 방법.The approximate 128 cross-correlation value for the current symbol is C 1 , and the approximate 128 cross-correlation value of the symbol after a predetermined T time is C 2 , and the energy moving average value for the current symbol is P 1 , and the symbol after a predetermined T time is When the average value of energy moving is P 2 , and a predetermined constant is K, it is determined that the input data is valid data when (C 1 + C 2 )> (P 1 + P 2 ) K is satisfied. Wireless signal detection method of the UWB system. UWB 시스템에서의 무선 신호 검출 방법에 있어서,In the wireless signal detection method in a UWB system, 입력된 데이터의 상호 상관값과 에너지 값의 데이터 패턴에 따라 그 상관값 및 에너지값을 소정의 비트수로 제한한 후 출력하는 단계; 및Limiting the correlation value and the energy value to a predetermined number of bits according to the data pattern of the cross-correlation value and the energy value of the input data, and outputting the result; And 상기 계산된 상호 상관값 및 에너지값과, 소정의 시간후의 심벌의 상호 상관값 및 에너지값을 가지고 상기 입력된 데이터가 유효한 데이터인지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 시스템의 무선 신호 검출 방법.And determining whether the input data is valid data by using the calculated cross-correlation value and energy value and the cross-correlation value and energy value of a symbol after a predetermined time. Signal detection method.
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