KR100770010B1 - 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템 - Google Patents

고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템 Download PDF

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KR100770010B1
KR100770010B1 KR20060096272A KR20060096272A KR100770010B1 KR 100770010 B1 KR100770010 B1 KR 100770010B1 KR 20060096272 A KR20060096272 A KR 20060096272A KR 20060096272 A KR20060096272 A KR 20060096272A KR 100770010 B1 KR100770010 B1 KR 100770010B1
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김태준
강성원
김경수
김정범
임인기
형창희
박형일
박덕근
김성은
김진경
황정환
성진봉
김혁
박기혁
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한국전자통신연구원
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    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 인체를 통해 전송되는 신호의 주파수 대역을 인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수 범위(예를 들면, 30 ~ 40 MHz) 내로 제한하면서도, 고속의 데이터 전송을 가능하게 하고 또한 다른 사용자나 다른 전자기기에 의한 간섭을 최소화하여 안정적인 인체통신을 할 수 있게 하는, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기에 있어서, 원천정보를 디지털 형태의 송신데이터로 부호화하기 위한 원천부호 수단; 수신측에서 인체 채널 상의 오류를 정정할 수 있도록 상기 부호화된 송신 데이터에 잉여 비트를 삽입하기 위한 채널오류 방지 수단; 상기 채널오류 방지 수단에서 출력되는 송신데이터를 소정의 변조 방식으로 심벌화하기 위한 맵핑 수단; 데이터 전송율 및 제한된 주파수 범위에 따라 코드길이가 결정된 확산 코드를 이용하여, 상기 심벌화된 송신데이터를 주파수 영역 상에서 대역확산시키기 위한 확산 수단; 및 상기 확산 수단에서 대역확산된 송신 데이터에 대하여 '인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수범위' 내로 대역범위가 제한된 기저대역신호를 생성한 후, 상기 기 저대역 신호를 디지털 직교 변조하기 위한 펄스성형 및 변조 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 인체통신 시스템 등에 이용됨.
인체통신, 인체채널, 채널 인코더, 채널 디코더, 인터리버, 디인터리버, 확산, 역확간, 다중반송파 변조, 다중반송파 복조, HARQ

Description

고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템{Intra-body Communication System for High-Speed Data Transmission}
도 1 은 본 발명에 따른 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템의 제 1 실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템의 제 2 실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 도 2의 확산 뱅크의 일실시예 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 도 2의 역확산 뱅크의 일실시예 구성도,
도 5 는 콘볼루션 인코더 및 비터비 디코더의 사용 여부에 따른 성능 비교도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10, 20: 송신기 12, 22: 수신기
101, 201: CRC 부호기 102, 202: 채널 인코더
103, 203: 인터리버 104, 204: 맵퍼
105, 206: 확산기, 확산뱅크 106, 209: 펄스성형 및 IQ변조기
207: 다중반송파 변조기 208: 보호구간 삽입기
121, 221: 동기검파기 및 정합필터 122, 224: 역확산기, 역확산 뱅크
123, 226: 디맵퍼 124, 227: 디인터리버
125, 228: 채널 인코더 126, 229: CRC 검사기
222: 보호구간 제거기
본 발명은 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체를 통해 전송되는 신호의 주파수 대역을 인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수 범위(예를 들면, 30 ~ 40 MHz) 내로 제한하면서도, 고속의 데이터 전송을 가능하게 하고 또한 다른 사용자나 다른 전자기기에 의한 간섭을 최소화하여 안정적인 인체통신을 할 수 있게 하는, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에 관한 것이다.
'인체 통신'이란 전도성을 가지는 인체를 통신 채널로 이용하여 인체의 한 부분에 부착되어 있는 송신기의 전극으로 정보를 보내고, 인체 내의 다른 부분에 부착되어 있는 또는 인체의 외부에 있는 수신기의 전극에 접촉하여 송신된 정보를 복원하는 기술을 말하는 것으로, 개인휴대 정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대용 퍼스널 컴퓨터(Portable Personal Computer), 디지털 카메 라(Digital Camera), MP3 플레이어(MP3 player), 휴대폰 등의 다양한 휴대 기기 간의 통신이나, 또는 프린트(프린터와의 통신), 신용카드결제, TV 수신, 출입(출입 시스템과의 통신), 버스 및 지하철 탑승시 운임 결제 등을 목적으로 하는 '고정 기기와의 통신'이 사용자의 간단한 접촉만으로 수행되도록 하는 기술이다.
이러한 인체라는 채널은, 신호 전파에 있어서 좋은 특성을 보이는 등방성 채널(공기, 도파관, 물 등)에 해당하는 일반적인 통신채널의 경우와 달리, 이방성의 특성을 보이며 동시에 많은 손실과 주위에서 인체로 유기되는 많은 간섭 신호들이 존재하는 특성을 보인다. 또한 인체는 아주 다양한 물질과 형태로 구성되어 있으며, 또한 높은 유전율 등과 같은 특성을 가지고 있기 때문에, 낮은 주파수에서는 도파관의 특성을 보이지만 높은 주파수 영역에서는 안테나와 같은 역할을 하게 된다.
종래의 인체통신 기술로서 '광전 효과를 이용한 기술'이 있는데, 이는 디지털 신호(NRZ: Non Return to Zero)를 직접 인체에 인가하고 이를 광전 효과를 이용하여 수신하는 기술로서, 전송 속도를 획기적으로 개선하여 10 Mbps의 통신을 가능하게 하였다. 이러한 고속의 데이터 전송은 지금까지 제한적이던 응용 분야를 확대시킴으로써 생활 주변에까지 폭 넓게 적용할 수 있게 하는 장을 열었다.
이러한 통신 속도의 개선에도 불구하고, 종래의 광전 효과를 이용한 기술은 모듈의 크기, 소비 전력, 다른 조명으로 인한 간섭 등의 기술적 문제로 인하여 소형 휴대기기에 적용하는 데에는 어려움이 있었다.
이러한 문제점을 해결하는 방법으로는 '전기적 복원 방식을 이용한 기술들' 이 소개되었으며, 이는 On-Off-Keying의 방식을 사용하여 비교적 낮은 주파수 대역(1MHz 근처의 대역)을 사용함으로써, 에너지가 인체 외부로 방출되는 것을 감소시킬 수 있는 방식이다. 또한, 같은 대역을 사용하여 정보를 전송하고 있는 인접 사용자들간의 간섭을 최소화하고 현재 사용자의 정보가 다른 사용자에 의해서 수신되지 못하도록 하는 DSSS(direct sequence spread spectrum) 방식을 적용한 기술도 있다.
하지만, 1 MHz 대역 내에서 DSSS를 사용하여 원하는 성능을 발휘시키기 위해서는, 실제 전송할 수 있는 데이터는 대략 100 Kbps 이하가 되어야 한다. 또한 현재 사용자의 정보가 다른 사용자에 의해서 수신되지 못하도록 각각의 사용자에게 서로 다른 PN 코드 시퀸스(PN code sequence)를 부여하면, 실제 전송할 수 있는 데이터 율이 크게 줄어 들기 때문에 음성 서비스(음성신호를 전달하는 서비스) 이외에 보다 높은 데이터 율을 요구하는 서비스에 사용하기에는 부적합하다.
또한, 수 Mbps이상의 디지털 신호를 DSSS 방식을 이용하여 전송하기 위해서는 수십~수백 MHz 이상의 대역폭이 필요하며, 이러한 신호들이 인체에 인가되면 특정 주파수 이상의 신호는 방사됨으로써 여러 사용자가 있을 경우 접촉을 하지 않았음에도 다른 사용자들에게 간섭을 일으켜 안정된 통신을 어렵게 하는 문제점이 있다. 이러한 경우, 특정 주파수 이상의 신호가 방사되는 것을 막기 위해서는 PN 시퀀스의 길이를 한정해야 하는데, 이렇게 하면 프로세싱 이득(PG: Processing Gain)을 제한하게 됨으로써 DSSS 방식만으로 사용 서비스에 알맞은 성능을 획득하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, DSSS 방식만을 신호의 복조에 단독으로 사용하는 경우, 다른 사용자에 의한 간섭 이외에 사용자 주위에서 사용되는 각종 전자기기 및 재머(Jammer)에 의한 방해 신호에 의해서 특정 부분의 신호 정보를 모두 잃어 버릴 수 있다. 비록 확산 대역 심볼 내의 일부 칩(chip)에서 에러가 발생한다 하더라도, 이는 프로세싱 이득을 2차(order 2)로 줄이는 결과를 초래한다. 이는 인체통신이 단순히 음성 신호를 전달하는 서비스 외에 보다 높은 데이터 율을 요구하는 서비스(예를 들면, 동/정지 영상의 전송, 고음질 음악 전송 등)을 요구할 때는 대역 확산만을 사용하여 원하는 성능(BER: 10-5~ 10-6)을 얻을 수 없음을 의미한다.
따라서, 이런 경우 원하는 성능을 얻기 위해 인체에 들어오는 간섭 신호 보다 높은 레벨의 이득을 얻을 수 있는 방식이 필요하다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 인체를 통해 전송되는 신호의 주파수 대역을 인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수 범위(예를 들면, 30 ~ 40 MHz) 내로 제한하면서도, 고속의 데이터 전송을 가능하게 하고 또한 다른 사용자나 다른 전자기기에 의한 간섭을 최소화하여 안정적인 인체통신을 할 수 있게 하는, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 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 발명은, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기에 있어서, 원천정보를 디지털 형태의 송신데이터로 부호화하기 위한 원천부호 수단; 수신측에서 인체 채널 상의 오류를 정정할 수 있도록 상기 부호화된 송신 데이터에 잉여 비트를 삽입하기 위한 채널오류 방지 수단; 상기 채널오류 방지 수단에서 출력되는 송신데이터를 소정의 변조 방식으로 심벌화하기 위한 맵핑 수단; 데이터 전송율 및 제한된 주파수 범위에 따라 코드길이가 결정된 확산 코드를 이용하여, 상기 심벌화된 송신데이터를 주파수 영역 상에서 대역확산시키기 위한 확산 수단; 및 상기 확산 수단에서 대역확산된 송신 데이터에 대하여 '인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수범위' 내로 대역범위가 제한된 기저대역신호를 생성한 후, 상기 기저대역 신호를 디지털 직교 변조하기 위한 펄스성형 및 변조 수단을 포함한다.
한편, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기에 있어서, 원천정보를 디지털 형태의 송신데이터로 부호화하기 위한 원천부호 수단; 수신측에서 인체 채널 상의 오류를 정정할 수 있도록, 상기 부호화된 송신 데이터에 잉여 비트를 삽입하기 위한 채널오류 방지 수단; 상기 채널오류 방지 수단에서 출력되는 송 신데이터를 소정의 변조 방식으로 심벌화하기 위한 맵핑 수단; 상기 맵핑 수단에서 직렬로 출력되는 심볼들을 병렬 배열로 변환하기 위한 직렬/병렬 변환 수단; 상기 직렬/병렬 변환 수단에서 병렬로 배열된 각각의 심볼을 개별적으로 확산한 후, 상기 확산된 심볼들을 칩 단위로 합산하기 위한 확산 수단; 상기 확산 수단에서 칩단위로 합산된 확산 심볼들에 대하여 다중반송파 변조(Multi-Carrier Modulation)를 수행하기 위한 다중반송파 변조 수단; 및 상기 다중 반송파 변조 수단에서 다중 반송파 변조가 이루어진 송신 데이터에 대하여 '인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수범위' 내로 대역범위가 제한된 기저대역신호를 생성한 후, 상기 기저대역 신호를 디지털 직교 변조하기 위한 펄스성형 및 변조 수단을 포함한다.
한편, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템의 수신기에 있어서, 인체채널을 통하여 수신된 신호로부터 동기검파 방식을 이용하여 원래의 정보신호를 검출하고, 상기 검출된 정보신호로부터 송신 측에서 펄스 성형된 송신신호에 정합되는 신호를 추출하기 위한 동기검파 및 정합필터링 수단; 상기 동기검파 및 정합 필터링 수단에서 출력되는 데이터를 역확산시켜 심볼 데이터를 복원하기 위한 역확산 수단; 상기 역확산 수단에서 복원된 심볼 데이터를 데이터 비트로 디맵핑하기 위한 디맵핑 수단; 상기 디맵핑 수단에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 인체채널 상의 오류를 정정하기 위한 채널오류 정정 수단; 및 상기 채널오류 정정 수단에서 채널오류가 정정된 디지털 형태의 수신데이터를 원천정보로 복호화하기 위한 원천 복호 수단을 포함한다.
한편, 본 발명은, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기에 있어서, 인체채널을 통하여 수신된 신호로부터 동기검파 방식을 이용하여 원래의 정보신호를 검출하고, 상기 검출된 정보신호로부터 송신 측에서 펄스 성형된 송신신호에 정합되는 신호를 추출하기 위한 동기검파 및 정합필터링 수단; 상기 동기검파 및 정합필터링 수단에서 출력되는 복수의 신호에 대하여 다중반송파 복조를 수행하기 위한 다중반송파 복조 수단; 매 샘플마다 상기 다중반송파 복조 수단으로부터 입력되는 신호를 복사하여 복수개 생성하고, 상기 생성된 복수의 입력신호를 병렬적으로 역확산하여 원래 데이터를 복원하기 위한 역확산 수단; 상기 역확산 수단에서 병렬로 출력되는 원래 데이터를 직렬로 배열하기 위한 병렬/직렬 변환 수단;상기 직렬배열된 데이터를 데이터 비트로 디맵핑하기 위한 디맵핑 수단; 상기 디맵핑 수단에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 인체 채널 상에서 발생한 오류를 정정하기 위한 채널오류 정정 수단; 및 상기 채널오류 정정 수단에서 오류가 정정된 디지털 수신데이터를 원천정보로 복호화하기 위한 원천 복호 수단을 포함한다.
본 발명은 인체를 매질로 하여 정보를 보내는 방식에 관한 것으로서, 인체라는 손실이 큰 매질로 다량의 데이터를 송수신하는데 있어서 충분한 이득을 갖게 하는 기술에 대한 것이다.
인접해 있는 다수의 사용자가 서로 간섭 없이 안정된 인체 통신을 할 수 있게 하기 위해서는, 인체를 통해 전송되는 신호의 점유 주파수가 인체가 어느 정도 도파관의 특성을 유지할 수 있는 주파수이어야 한다. 즉, 인체통신에 사용되는 주파수의 범위가 인접해 있는 사람에게 영향을 줄일 수 있는 주파수 이하로 제한되어야 한다.
인체를 채널로 사용하는 인체 통신 시스템에서는 가용 주파수가 제한되기 때문에, 디지털 신호를 직접 전송하는 방식으로 인체 통신 시스템을 구현한다면 통신 속도에 있어서 상당한 제약이 따르게 된다. 현재 이러한 방식으로 구현한 인체 통신 시스템에 있어서 최고의 통신 속도는 10 Mbps이나, 이 신호는 많은 고주파신호를 포함하고 있어 점유 주파수 대역을 고려할 때 최소 수십 MHz의 신호가 인체에 인가되고 이런 고주파 성분들은 인체에 한정되지 않고 방사되어 근접한 다른 사용자에게 간섭을 일으키게 된다.
또한, 주파수 대역을 제한함으로써 인접해 있는 다른 사람으로부터의 영향을 최소화한다 하더라도, 주변에 사용되는 각종 전자기기나 다른 예상치 못한 재머들로부터의 간섭은 마치 연집 잡음(burst noise)처럼 작용하여 일정 구간의 신호를 심하게 간섭시킬 수 있다. 즉 이러한 상황에서는 안정된 인체 통신의 구현이 어렵게 된다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 제한된 주파수를 사용하고 다양한 전자기기로부터 인체에 유기되는 전자기적 간섭이 있는 환경에서 안정된 통신을 구현하기 위한 통신 방법을 제공한다. 또한 제한된 주파수 영역에서 주파수 이용 효율을 높일 수 있는 방법도 제시한다.
요컨대, 본 발명은 인체를 통신 채널로 사용하여 인체와 연결된 통신 장치들 간에 데이터를 송수신하는데에 있어서, 인체채널 특성을 이용하여 사용자 상호 간의 간섭을 줄일 뿐만 아니라 다른 전자기기로부터 유기되는 강한 간섭이 있을 때에도 안정적인 인체 통신을 할 수 있게 하는 것이다. 또한 본 발명은 제한된 주파 수 범위에서 데이터의 전송 속도를 높이기 위한 통신 방식이나, 이를 이용한 다중 접속 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 인체를 통해 전송하는 신호의 점유 주파수를 인체가 어느 정도의 도파관 특징을 유지할 수 있는 주파수 이하로 제한하는데, 이렇게 가용 주파수 밴드가 한정된 상태에서도 가능한 모든 간섭 환경으로부터 수신하고자 하는 신호를 검출하기 위해 인체 통신 시스템의 송수신기는 충분한 이득을 발생할 수 있게 하는 수단들을 포함한다. 또한 본 발명에서는 송수신기에서 충분한 이득을 유지하면서도, 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 다중화 방식도 적용한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 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 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템의 제 1 실시예 구성도로서, 인체를 통신 채널로 사용하는 경우 충분한 이득을 얻기 위한 송수신기 구조를 나타낸다.
송신기(10)는 원천 부호기(100), CRC 부호기(부호화기)(101), HARQ(Hybrid ARQ) 기능을 선택적으로 지원하는 채널 인코더(102), 인터리버(103), 맵퍼(104), 확산기(Spreader)(105), 펄스성형 및 IQ 변조기(106)를 포함하여 이루어진다.
한편, 수신기(12)는 동기검파기 및 정합 필터(Coherent Detector ＆ Matched Filter)(121), 역확산기(Despreader)(122), 디맵퍼(123), 디인터리버(124), HARQ 기능을 선택적으로 지원하는 채널 디코더(125), CRC 검사기(checker)(126), 원천 복호기(127)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 '송신기'(10)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
원천 부호기(100)가 원천정보를 디지털 형태의 송신데이터로 부호화하면, CRC 부호기(101)는 수신측에서의 오류정정을 위하여 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호를 삽입하게 된다. 여기서, CRC 부호기(101)는 반드시 구비되어야 하는 것은 아니다.
채널 인코더(102)는 CRC 부호기(101)의 출력에 대하여 채널 인코딩을 수행하되 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 기능을 선택적으로 지원하고, 인터리버(103)는 연집 오류를 랜덤오류로 바꿀 수 있도록 블록 인터리빙을 수행한다. 여기서, 채널 인코더(102)와 인터리버(103)를 포함하여 '채널오류 방지부'라 할 수 있으며, 이는 수신측에서 인체 채널 상의 오류를 정정할 수 있도록, CRC 부호기(101)에서 부호화된 송신 데이터에 잉여 비트를 삽입한다.
맵퍼(104)는 컨스탈레이션 맵퍼(Constellation Mapper)로서, 채널오류 방지부(102, 103)에서 출력되는 송신데이터를 소정의 변조 방식(예를 들면, QPSK 등)으로 심벌화하며, 확산기(105)는 데이터 전송율 및 제한된 주파수 범위에 따라 코드 길이가 결정된 확산 코드를 이용하여, 심벌화된 송신데이터를 주파수 영역 상에서 대역확산시킨다.
펄스성형 및 IQ 변조기(106)는 확산기(105)에서 출력되는 송신 데이터에 대하여 '인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수범위' 내로 대역범위가 제한된 기저대역신호를 생성한 후, 그 기저대역 신호를 디지털 직교 변조한다.
본 발명에서는 인체를 통해 보내는 신호의 점유 주파수를 인체가 어느 정도의 도파관 특징을 유지할 수 있는 주파수 이하로 제한한다
다음은, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 '수신기'(12)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
동기검파기 및 정합 필터(Coherent Detector ＆ Matched Filter)(121)는 인체채널(11)을 통하여 수신된 신호로부터 동기검파 방식을 이용하여 원래의 정보신호를 검출하고, 그 검출된 정보신호로부터 송신 측에서 펄스 성형된 송신신호에 정합되는 신호를 추출한다.
역확산기(Despreader)(122)는 동기검파기 및 정합 필터(121)에서 출력되는 데이터를 역확산시켜 심볼 데이터를 복원하고, 디맵퍼(123)는 역확산기(122)에서 복원된 심볼 데이터를 데이터 비트로 디맵핑한다.
이후, 디인터리버(124)는 디맵퍼(123)에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 디인터리빙을 수행하고, 채널 디코더(125)는 HARQ 기능을 선택적으로 지원하는 역할을 수행한다. 여기서, 디인터리버(124)와 채널 디코더(125)는 모두 디맵퍼(123)에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 인체채널 상의 오류를 정정하기 위한 것으로 서, 이들을 합쳐서 '채널 복호화부'라 할 수 있다.
또한, 본 발명은 CRC 검사기(checker)(126)를 구비하여 프레임 오류를 검사할 수도 있는데, 이러한 CRC 검사기(checker)(126)는 송신기(20)에서 CRC 부호기(201)를 구비한 경우에 대응하여 수신기에서 구비되는 것이다.
마지막으로, 원천 복호기(127)는 채널오류 등이 정정된 디지털 형태의 수신데이터를 해당 원천정보로 복호화한다.
이하에서는, 상기와 같은 본 발명의 인체 통신 시스템에서의 주요한 기술적 특징을 중점적으로 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 동기 검파기(Coherent Detector)(121)를 사용하는데, 이는 신호의 크기 성분과 위상 성분을 동시에 사용하여 동기 검파를 수행함으로써 신호의 크기만을 사용하는 방식에 비해 3 dB의 파워 이득을 얻을 수 있기 때문이다.
또한, 정합 필터(Matched Filter)(121)는 송신기(10)의 펄스성형 및 IQ 변조기(106)에서 펄스 성형(pulse shaping)된 송신신호에 정합되는 신호를 추출해 주는 역할을 한다. 이러한 정합 필터(121)에 의해서 얻어지는 이득은 정량적 분석은 되지 않으나, 잡음 성분과 간섭 성분을 동시에 줄여서 최적의 성능을 보장한다.
한편, 본 발명에서 좋은 이득을 얻기 위해 사용하는 다른 방법에는, 특성이 좋은 랜덤 시퀀스를 사용하여 대역 확산을 시키는 방법이 있다. 즉, 송신기(10)(보다 정확하게는 확산기(105))를 통하여 데이터 비트 정보에 직교 코드 내지는 PN 시퀀스를 곱하여 주파수 도메인 상에서 대역을 확산시켜 전송하면, 이후 수신기(12)(보다 정확하게는 역확산기(122))에서는 수신신호에 대하여 동일한 직교 코드 내지는 PN 시퀀스를 곱해 줌으로써 그 직교 코드 내지는 PN 시퀀스의 길이만큼의 이득을 얻을 수 있다.
하지만, 사용하는 직교 코드 내지는 PN 시퀀스의 길이에 비례하여 신호를 보내는 밴드의 넓이가 커지기 때문에, 인체를 통하여 전송되는 신호가 인체 밖으로 방사되는 결과를 초래하여 결국 인접 사용자에 대한 간섭으로 작용하게 된다. 따라서 사용할 랜덤 코드의 길이는 전송하려 하는 데이터 율(Data Rate)과 제한된 주파수 범위를 고려하여 선정되어야 하며, 대역확산만으로 원하는 고속 데이터 율에 원하는 성능을 달성하기는 곤란할 수 있다.
또한, 연집 잡음에 의한 에러가 발생함으로써 수신된 대역확산 심벌 내의 하나의 칩에 에러가 발생하면 프로세싱 이득은 2 dB만큼 손실되며, 두 개의 칩에서 에러가 발생하면 프로세싱 이득은 4dB 만큼 손실된다. 즉, 수신된 대역 확산 코드 안에 에러 칩 수를 n이라 하면 복조된 신호가 얻을 수 있는 프로세싱 이득은 PG-2n dB가 된다. 이 경우 한정된 대역 범위에 알맞은 대역 확산 코드를 사용하는 대역 확산 시스템 만으로는 원하는 성능을 보장하기 힘들다.
이를 해결하기 위해서는 인터리버(103)가 블록 인터리빙을 통하여 연집 오류(burst error)를 여러 확산 대역 심볼에 분산시키는 것이 필요하다(연집 오류를 랜덤 오류로 바꾸는 것이 필요하다). 또한 송신기(10)에서는 오류 정정 부호를 사용하기 위하여 채널 인코더(102)가 필요하고, 수신기(12)에서는 수신 데이터를 역확산 시킨 후에 에러를 정하는 채널 디코더(125)가 필요하다. 여기서, 오류 정정 부호(Error Correction Code)란 채널 상에서 발생하는 오류를 정정하기 위해 원래 의 정보에 적당량의 여분의 정보(redundancy)로 추가되는 것으로서, 이렇게 오류 정정 부호를 삽입하여 전송함으로써 수신 측에서는 채널 상에서 발생하는 오류를 정정할 수 있게 된다.
오류 정정 부호는 부호화 방식 측면에서 볼 때, 크게 블록 부호(block code)와 트렐리스 부호(trellis code)로 나눌 수 있다.
블록 부호는 연집 오류(burst error)에 강한 특성이 있으며, 그 대표적인 예로는 Hamming 부호, Golay 부호, BCH 부호, Reed-Muller 부호, Reed-Solomon 부호 등이 있다. 일반적으로 (15, 11) Hamming 부호는 AWGN에서 BPSK 변조되고 10-6 BER에서 약 1.4 dB의 이득을 가지며, (24,12) Extended Golay 부호는 2.4 dB, (127, 64) BCH 부호는 약 3.3 dB, 그리고 GF(256)에서의 RS 부호는 3.5 dB까지의 부호화 이득을 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다.
한편, 트렐리스 부호의 대표적인 예로는 길쌈 부호(Convolution Code)가 있는데, 이에 대해서는 비터비 알고리즘(Viterbi Algorithm)을 사용하여 복호를 수행하며, 랜덤 오류(random error)에 강한 특성을 갖고 있다. 이 경우 연판정(soft-decision)을 적용하면, 약 5 dB의 부호화 이득을 얻을 수 있다.
한편, 블록 부호와 트렐리스 부호를 연접하여 사용하는 연접부호(Concatenation Code)가 있는데, 이 연접부호는 연집 오류와 랜덤 오류에 강인한 특성을 가지고 있어 성능을 극대화시킬 수 있다. RS 부호와 길쌈 부호를 연접한 형태 및 RS 부호와 터보 부호를 연접한 형태를 많이 사용한다. 연접 부호는 일반적으 로 약 7.3 dB 정도의 부호화 이득을 얻는 것으로 알려져 있다.
그리고, 오류정정부호는 복호 방식 측면에서 볼 때, 이에는 반복 복호(Iterative Decoding) 방식을 사용하는 길쌈 터보 부호(Convolutional Turbo Code), 블록 터보 부호(Block Turbo Code), 그리고 LDPC(Low-Density Parity Check Code) 부호 등이 있다. 길쌈 터보 부호는 10-5 BER에서 거의 5~8 dB 이상의 부호화 이득을, LDPC 부호는 일반적으로 약 5.8 ~ 9 dB의 부호화 이득을 얻는 것으로 알려져 있다.
송신 측에서 위와 같은 오류 정정 부호라는 잉여 정보를 덧붙이면, 송신에 필요한 대역폭이 증가하게 된다. 이러한 단점을 극복하기 위해 고안된 방식이 TCM(Trellis-Coded Modulation)이다. TCM은 부호화 방식과 변조방식이 결합된 형태로서 대역폭의 증가 없이 부호화에서 얻을 수 있는 이득을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 이러한 TCM 방식은 단독으로 사용될 때에는 약 3.8 dB, RS 부호와 연접되어 사용될 때에는 최대 5.5 dB까지의 부호화 이득을 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다.
또한, 실시간(real-time) 처리가 필수적이지 않은 서비스(예를 들면, 프린팅, 단말 간의 정보 교환, 신용카드 결제, 출입 시스템, 버스 및 지하철 탑승시 운임 결제) 등에 사용하는 인체 통신 시스템에서는 이득을 높이기 위해 HARQ 기술을 사용할 수 있는데, 이렇게 함으로써 인체 채널의 동작 SINR(Signal to Interference Plus Noise Ratio)을 낮추어서 추가적인 이득을 얻을 수 있다. 여기 서, HARQ 기법은 ARQ(Automatic Repeat Request) 기법(수신 측이 송신 측에게 손상된 데이터를 재 송신해줄 것을 요구하는 에러 통제 프로토콜)을 물리 계층의 채널 코딩과 결합한 방식이다. 그리고, HARQ 기법에서는 ARQ와 같이 재전송만을 적용하는 것이 아니라, Chase Combining 또는 Incremental Redundancy(IR) 등과 같은 방식을 적용하여 기존의 수신 데이터와 재전송된 수신 데이터를 효율적으로 조합함으로써 디코딩 성능을 높이게 된다.
도 2 는 본 발명에 따른 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템의 제 2 실시예 구성도로서, 도 1에 도시된 바와 같은 인체통신 시스템에서의 스펙트럼 효율을 높이기 위해 다중화 방식을 사용하는 실시예를 나타낸다.
송신기(20)는 원천 부호기(200), CRC 부호기(부호화기)(201), HARQ(Hybrid ARQ) 기능을 선택적으로 지원하는 채널 인코더(202), 인터리버(203), 맵퍼(204), 직렬/병렬 변환기(205), 확산뱅크(Spread Bank)(206), 다중반송파 변조기(207), 보호구간 삽입기(208), 펄스성형 및 IQ 변조기(209)를 포함하여 이루어진다.
한편, 수신기(22)는 동기 검파기 및 정합 필터(Coherent Detector ＆Matched Filter)(221), 보호구간 제거기(222), 다중반송파 복조 및 등화기(223), 역확산 뱅크(Despread Bank)(224), 병렬/직렬 변환기(225), 디맵퍼(226), 디인터리버(227), HARQ 기능을 선택적으로 지원하는 채널 디코더(228), CRC 검사기(checker)(229), 원천 복호기(230)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기(20)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
원천 부호기(200)가 원천정보를 디지털 형태의 송신데이터로 부호화하면, CRC 부호기(201)는 수신측에서의 오류정정을 위하여 CRC를 삽입하게 된다. 여기서, CRC 부호기(201)는 반드시 구비되어야 하는 것은 아니다.
채널 인코더(202)는 CRC 부호기(201)의 출력에 대하여 채널 인코딩을 수행하되 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 기능을 선택적으로 지원하고, 인터리버(203)는 연집 오류를 랜덤오류로 바꿀 수 있도록 블록 인터리빙을 수행한다. 여기서, 채널 인코더(202)와 인터리버(203)를 포함하여 '채널오류 정정부'라 할 수 있으며, 이는 수신측에서 인체 채널 상의 오류를 정정할 수 있도록, CRC 부호기(201)에서 부호화된 송신 데이터에 잉여 비트를 삽입한다.
맵퍼(204)는 컨스탈레이션 맵퍼(Constellation Mapper)로서, 채널 부호화부(202, 203)에서 채널 부호화된 송신데이터를 소정의 변조 방식으로 심벌화하며, 직렬/병렬 변환기(205)는 맵퍼(204)에서 직렬로 출력되는 심볼들을 병렬 배열로 변환한다.
그러면, 확산 뱅크(206)는 직렬/병렬 변환기(205)에서 병렬로 배열된 각각의 심볼을 개별적으로 대역 확산한 후, 그 대역 확산된 심볼들을 칩(chip) 단위로 합산한다(도 3 참조). 즉, 확산 뱅크(206)는 맵퍼(204)에서 맵핑된 후 병렬로 배열된 k개의 각 심볼에 대해서 서로 직교하는 코드 시퀀스(예를 들면, Walsh-Hardamard 코드)를 곱하여 대역 확산을 시킨 후, 확산된 심볼들을 칩 별로 더한다.
다중반송파 변조기(207)는 확산뱅크(206)의 출력을 직교주파수 별로 다중화하는 것, 즉 확산뱅크(206)에서 칩단위로 합산된 확산 심볼들에 대하여 다중반송파 변조(Multi-Carrier Modulation)를 수행하는 것이다. 즉, 다중반송파 변조기(207)는 각각의 하위 반송파가 동일한 대역폭을 갖게 하고, 인체 채널의 고유특성을 고려하여 소정의 일부 반송파는 보호 밴드로 설정하여 제로(zero) 반송파를 보내고, 나머지 다른 반송파에는 데이터를 실어 보낸다. 이와 같은 다중 반송파 변조 방식에 있어서 많은 하위 반송파들은 다른 하위 반송파들과 직교성을 가지기 때문에 상호 간에 영향을 주지 않는다.
보호구간 삽입기(208)는 다중반송파 변조기(207)에서 다중반송파 변조가 이루어진 송신 데이터에 대하여 보호구간(Guard Interval)을 삽입한다.
실제로 인체 통신은 인체를 도파관으로 하는 근접장(Near Field) 통신이기 때문에 다중경로(multipath)는 존재하지 않는다고 가정할 수 있으며, 매우 짧은 전력(Power)의 퍼짐 현상만이 존재한다고 할 수 있다. 이러한 관점에서 보호구간(Guard Interval)을 삽입하는 블록(208)은 인체 통신에서 의미가 없을 수도 있다
하지만, 예지치 못한 상황에 의해 전력(Power)의 퍼짐 현상이 길어질 수 있는데, 이런 경우를 대비하여 보호 구간을 사용하는 것은 효과적이다.
이외에도, 보호구간 삽입기(208)는 실제 시스템 동작에 있어서 초기 수신기에서 동기의 위치를 정확하게 잡은 후 실제 데이터 심볼의 시작위치를 찾기까지의 프로세싱 지연 시간을 확보하기 위하여 사용될 수도 있고, 또는 수신기에서 한번에 수신해야 하는 직교 주파수 다중화 데이터 심볼들의 수가 많은 경우 수신 중간에 트래킹(tracking) 기능을 수행하여 심볼 옵셋(offset)을 수정할 수 있게 하는데 사용될 수도 있다. 또한, 보호구간 삽입기(208)는 초기 동기를 잡을 때 동기 위치에 에러가 발생하여 잘못된 시작 위치를 잡는 경우 인체 통신 채널의 순환성이 깨어지면서 발생할 성능 저하를 미연에 방지하는 역할도 수행한다.
한편, 펄스성형 및 IQ 변조기(209)는 보호구간 삽입기(208)에서 출력되는 송신 데이터에 대하여 '인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수범위' 내로 대역범위가 제한된 기저대역신호를 생성한 후, 그 기저대역 신호를 디지털 직교 변조한다.
다음은, 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 '수신기'(22)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같은 수신기(22)에서 생성되는 이득은 도 1의 수신기(12)의 각 블록에서 생성되는 이득과 동일하다. 본 발명에 따른 수신기(22)는 동기 검파 및 정합 필터링을 수행한 후(221), 보호구간을 제거하고(222) 다중반송파 복조와 채널 등화(channel equalization)(223)한다. 그러면 수신기(22)의 역확산 뱅크(224)에서는 등화기(223)의 출력신호를 매 샘플마다 k개의 역확산기(224, 42, 43, 44)에 동시 입력하여 프로세싱 이득을 얻으면서 데이터 복원을 하게 된다. 이후, 수신기(22)는 병렬/직렬 변환기(225), 디맵퍼(226), 디인터리버(227), 채널 디코더(228) 등을 거치면서 원래 데이터를 복원해 낸다.
이상은 수신기(22)에 대한 전반적인 설명이었으며, 이하에서는 각각의 구성요소에 대하여 설명하기로 한다.
동기검파기 및 정합 필터(Coherent Detector ＆ Matched Filter)(221)는 인체채널(21)을 통하여 수신된 신호로부터 동기검파 방식을 이용하여 원래의 정보신 호를 검출하고, 그 검출된 정보신호로부터 송신 측에서 펄스 성형된 송신신호에 정합되는 신호를 추출한다.
보호구간 제거기(222)는 동기검파기 및 정합필터(221)에서 출력되는 신호에서 보호구간을 제거하는 기능을 수행하는 것이며, 이는 송신기(20)에서 보호구간 삽입기(208)가 구비된 경우에 구비되는 것이다.
다중반송파 복조 및 등화기(223)는 보호구간 제거기(222)에서 출력되는 복수의 신호에 대하여 다중반송파 복조를 수행한 후, 등화 과정을 통하여 인체채널 상에서의 신호 왜곡을 제거한다.
이후, 역확산 뱅크(224)는 매 샘플마다 다중반송파 복조 및 등화기(223)에서 출력되어 입력되는 신호를 복사하여 복수개 생성하고, 그 생성된 입력신호 각각에 대하여 병렬적으로 서로 다른 직교코드 시퀀스 등을 곱하여 원래 데이터를 복원한다. 이에 대해서는 도 4에서 상세히 설명하기로 한다.
병렬/직렬 변환기(226)는 역확산 뱅크(224)에서 병렬로 출력되는 원래 데이터를 직렬로 배열하고, 디맵퍼(226)는 이렇게 직렬배열된 원래 데이터를 데이터 비트로 디맵핑한다.
이후, 디인터리버(225)는 디맵퍼(226)에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 디인터리빙을 수행하고, 채널 디코더(228)는 채널 디코딩을 수행하되 HARQ 기능을 선택적으로 지원하는 역할을 수행한다. 여기서, 디인터리버(227)와 채널 디코더(228)는 모두 디맵퍼(226)에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 인체채널 상의 오류를 정정하기 위한 것으로서, 이들을 합쳐서 '채널오류 정정부'라 할 수 있다.
또한, 본 발명은 CRC 검사기(checker)(229)를 구비하여 프레임 오류를 검사할 수도 있으며, 이는 송신기(20)에서 CRC 부호기(201)를 구비한 경우에 대응하여 수신기에서 구비되는 것이다.
마지막으로, 원천 복호기(230)는 채널오류 등이 정정된 디지털 형태의 수신데이터를 해당 원천정보로 복호화한다.
도 3 은 본 발명에 따른 도 2의 확산 뱅크의 일실시예 구성도로서, 확산 뱅크(206)가 복수의 확산기(31 내지 33)와 합산부(34)를 포함하여 이루어진다는 것을 나타낸다.
확산기(31 내지 33)가 병렬로 입력되는 k개의 심볼 각각에 대해서 서로 직교하는 코드 시퀀스를 곱하여 대역 확산시키면, 합산부(34)는 각각의 확산기(31 내지 33)에서 출력되는 확산된 심볼들을 칩(chip) 별로 더한다.
도 4 는 본 발명에 따른 도 2의 역확산 뱅크의 일실시예 구성도로서, 역확산 뱅크(224)가 복사부(41)와 복수의 역확산기(42 내지 44)를 포함하여 이루어진다는 것을 나타낸다.
복사부(41)가 매 샘플마다 입력신호(다중반송파 복조 및 등화기(223)에서 출력되는 신호)를 k 개만큼 복사하여 복수의 역확산기(42 내지 44)에 동시 입력시키면, k개의 역확산기(42 내지 44)는 서로 직교하는 코드 시퀀스를 곱하여 원래 데이터를 복원하게 된다.
도 5 는 콘볼루션 인코더 및 비터비 디코더의 사용 여부에 따른 성능 비교도로서, 인체통신 채널에서 코덱을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우의 성능을 SNR 축에서 비교하여 나타낸 결과이다. 시뮬레이션에서 코덱은 콘볼루션 인코더(Convolutional Encoder)(102, 202)와 비터비 디코더(Viterbi decode)(125, 228)를 사용하였으며, 모뎀도 DSSS 방식을 사용하였으며 확산 코드는 Baker 코드를 사용하였다.
이상, 본 발명과 관련하여, 다수의 사용자들 간에 미치는 상호 간섭이 줄어들도록 주파수의 범위를 제한하고, 외부로부터 인체에 들어오는 간섭 신호들로부터 원래 송신 신호를 원활히 복원할 수 있도록 수신기에서 충분한 이득을 얻을 수 있게 하는 송수신방식을 제시하였으며, 또한 이득을 그대로 유지하면서도 주파수 이용 효율을 높일 수 있는 방법으로서의 다중화 방식에 대하여도 기술하였다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 인체 채널의 특성을 고려하여 인체를 통해 전송되는 신호를 일정한 범위 내(예를 들면, 30 ~ 40 MHz)로 제한함으로써 인체가 도파관의 특성을 유지할 수 있게 하여 신호의 방사를 방지하고, 그러면서도 강한 간섭 환경에서도 원하는 성능으로 서비스를 제공할 수 있게 하며, 또한 충분한 이득을 보장하면서 다중화를 통한 고속 통신을 가능하게 하는 효과가 있다.
즉, 본 발명은, 인체에 인가될 수 있는 신호의 주파수 대역을 제한함으로써 인접한 사용자 간의 상호 간섭을 줄일 수 있으며, 그 제한된 주파수 대역 내에서도 최대의 이득을 얻을 수 있게 하면서도 데이터의 전송 속도를 높일 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 다수의 사용자가 있는 환경에서 인체통신이 이뤄질 경우 사용자 상호 간의 간섭을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 다른 전자기기로부터 유기되는 강한 간섭이 있을 때에도 안정적인 인체 통신을 할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기에 있어서,
    원천정보를 디지털 형태의 송신데이터로 부호화하기 위한 원천부호 수단;
    수신측에서 인체 채널 상의 오류를 정정할 수 있도록 상기 부호화된 송신 데이터에 잉여 비트를 삽입하기 위한 채널오류 방지 수단;
    상기 채널오류 방지 수단에서 출력되는 송신데이터를 소정의 변조 방식으로 심벌화하기 위한 맵핑 수단;
    데이터 전송율 및 제한된 주파수 범위에 따라 코드길이가 결정된 확산 코드를 이용하여, 상기 심벌화된 송신데이터를 주파수 영역 상에서 대역확산시키기 위한 확산 수단; 및
    상기 확산 수단에서 대역확산된 송신 데이터에 대하여 '인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수범위' 내로 대역범위가 제한된 기저대역신호를 생성한 후, 상기 기저대역 신호를 디지털 직교 변조하기 위한 펄스성형 및 변조 수단
    을 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기.
  2. 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기에 있어서,
    원천정보를 디지털 형태의 송신데이터로 부호화하기 위한 원천부호 수단;
    수신측에서 인체 채널 상의 오류를 정정할 수 있도록, 상기 부호화된 송신 데이터에 잉여 비트를 삽입하기 위한 채널오류 방지 수단;
    상기 채널오류 방지 수단에서 출력되는 송신데이터를 소정의 변조 방식으로 심벌화하기 위한 맵핑 수단;
    상기 맵핑 수단에서 직렬로 출력되는 심볼들을 병렬 배열로 변환하기 위한 직렬/병렬 변환 수단;
    상기 직렬/병렬 변환 수단에서 병렬로 배열된 각각의 심볼을 개별적으로 확산한 후, 상기 확산된 심볼들을 칩 단위로 합산하기 위한 확산 수단;
    상기 확산 수단에서 칩단위로 합산된 확산 심볼들에 대하여 다중반송파 변조(Multi-Carrier Modulation)를 수행하기 위한 다중반송파 변조 수단; 및
    상기 다중 반송파 변조 수단에서 다중 반송파 변조가 이루어진 송신 데이터에 대하여 '인체가 도파관 특성을 유지할 수 있는 주파수범위' 내로 대역범위가 제한된 기저대역신호를 생성한 후, 상기 기저대역 신호를 디지털 직교 변조하기 위한 펄스성형 및 변조 수단
    을 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중반송파 변조 수단은,
    각각의 하위 반송파가 동일한 대역폭을 갖게 하고, 인체 채널의 고유특성을 고려하여 소정의 일부 반송파는 보호 밴드로 설정하여 제로(zero) 반송파 형태로 보내고, 나머지 다른 반송파에는 데이터를 실어 보내는 것을 특징으로 하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중반송파 변조 수단에서 다중반송파 변조가 이루어진 송신 데이터에 대하여 보호구간을 삽입하기 위한 보호구간 삽입 수단
    을 더 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널오류 방지 수단은,
    채널 인코딩을 수행하되 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 기능을 선택적으로 지원하는 채널인코딩 수단; 및
    연집 오류를 랜덤오류로 바꿀 수 있도록 상기 채널인코딩 수단의 출력을 블록 인터리빙을 하기 위한 인터리빙 수단
    을 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 채널오류 방지 수단의 앞 단에 위치하여, 상기 원천부호 수단에서 출력되는 송신 데이터에 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호를 삽입하기 위한 CRC 부호화 수단
    을 더 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 송신기.
  7. 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템의 수신기에 있어서,
    인체채널을 통하여 수신된 신호로부터 동기검파 방식을 이용하여 원래의 정보신호를 검출하고, 상기 검출된 정보신호로부터 송신 측에서 펄스 성형된 송신신호에 정합되는 신호를 추출하기 위한 동기검파 및 정합필터링 수단;
    상기 동기검파 및 정합 필터링 수단에서 출력되는 데이터를 역확산시켜 심볼 데이터를 복원하기 위한 역확산 수단;
    상기 역확산 수단에서 복원된 심볼 데이터를 데이터 비트로 디맵핑하기 위한 디맵핑 수단;
    상기 디맵핑 수단에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 인체채널 상의 오류를 정정하기 위한 채널오류 정정 수단; 및
    상기 채널오류 정정 수단에서 채널오류가 정정된 디지털 형태의 수신데이터를 원천정보로 복호화하기 위한 원천 복호 수단
    을 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기.
  8. 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기에 있어서,
    인체채널을 통하여 수신된 신호로부터 동기검파 방식을 이용하여 원래의 정보신호를 검출하고, 상기 검출된 정보신호로부터 송신 측에서 펄스 성형된 송신신호에 정합되는 신호를 추출하기 위한 동기검파 및 정합필터링 수단;
    상기 동기검파 및 정합필터링 수단에서 출력되는 복수의 신호에 대하여 다중반송파 복조를 수행하기 위한 다중반송파 복조 수단;
    매 샘플마다 상기 다중반송파 복조 수단으로부터 입력되는 신호를 복사하여 복수개 생성하고, 상기 생성된 복수의 입력신호를 병렬적으로 역확산하여 원래 데이터를 복원하기 위한 역확산 수단;
    상기 역확산 수단에서 병렬로 출력되는 원래 데이터를 직렬로 배열하기 위한 병렬/직렬 변환 수단;
    상기 직렬배열된 데이터를 데이터 비트로 디맵핑하기 위한 디맵핑 수단;
    상기 디맵핑 수단에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 인체 채널 상에서 발생한 오류를 정정하기 위한 채널오류 정정 수단; 및
    상기 채널오류 정정 수단에서 오류가 정정된 디지털 수신데이터를 원천정보로 복호화하기 위한 원천 복호 수단
    을 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 동기검파 및 정합 필터링 수단에서 출력되는 신호에서 보호구간을 제거하기 위한 보호구간 제거 수단
    을 더 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    매 샘플마다 상기 다중반송파 복조 수단으로부터 입력되는 신호를 복사하여 복수개 생성하여 동시에 출력하기 위한 복사 수단; 및
    상기 복사 수단으로부터 입력되는 각각의 신호에 대하여 서로 직교하는 코드 시퀀스를 곱하여 원래 데이터를 복원하기 위한 복수의 역확산 수단
    을 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 역확산 수단의 앞 단에 위치하여, 상기 다중반송파 복조 수단에서 다중반송파 복조되어 출력되는 신호를 등화하기 위한 등화 수단
    을 더 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기.
  12. 제 7 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널오류 정정 수단에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 CRC 방식에 따라 프레임 오류를 검사하기 위한 CRC 검사 수단
    을 더 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기.
  13. 제 7 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널오류 정정 수단은,
    상기 디맵핑 수단에서 출력되는 데이터 비트를 디인터리빙하기 위한 디인터리빙 수단; 및
    상기 디인터리빙 수단에서 출력되는 데이터 비트에 대하여 채널 디코딩을 수행하되, HARQ 기능을 선택적으로 지원하는 채널 디코딩 수단
    을 포함하는 고속 데이터 전송을 위한 인체통신 시스템에서의 수신기.
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