KR100852276B1 - Adjustable chaotic signal generator and generating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 가변가능한 혼돈신호 발생기 및 혼돈신호 발생방법에 관한 것으로서, 본 혼돈신호 발생기는, 상호 상이한 주파수 주기를 갖는 복수의 삼각파를 발생시키는 복수의 삼각파 발생기와, 각 삼각파 발생기로부터의 삼각파를 혼합하는 혼합기와, 혼합기로부터 출력된 신호를 일정 주파수 대역으로 상승시켜 혼돈신호를 출력하는 FM 변조기를 포함한다. 이에 의해, 소비전력을 감소시킬 수 있고 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, IC에 집적이 가능한 디바이스들로 구성됨에 따라 혼돈신호 발생기의 제작이 간편하다. 또한, 일정 무선통신 구역내에서 복수의 사용자가 무선통신을 사용할 수 있다. The present invention relates to a variable chaos signal generator and a chaos signal generating method, wherein the chaos signal generator comprises a plurality of triangular wave generators for generating a plurality of triangular waves having different frequency periods, and a triangular wave from each triangular wave generator. And an FM modulator for raising the signal output from the mixer to a predetermined frequency band and outputting a chaotic signal. As a result, the power consumption can be reduced, the cost can be reduced, and the chaos signal generator can be easily manufactured as the device is integrated with the IC. In addition, a plurality of users may use wireless communication within a certain wireless communication zone.
혼돈신호, 발생기, 삼각파, SAW, 진폭제어, DC바이어스, FM 모듈레이션, VCO Chaos Signal, Generator, Triangle Wave, SAW, Amplitude Control, DC Bias, FM Modulation, VCO
Description
도 1은 본 발명에 따른 초광대역 통신용 혼돈신호 발생기의 구성블럭도, 1 is a block diagram of a chaos signal generator for ultra-wideband communication according to the present invention;
도 2(a) 내지 도 2(d)는 4개의 삼각파 발생기에서 발생되는 삼각파를 나타낸 그래프, 2 (a) to 2 (d) are graphs showing triangular waves generated by four triangular wave generators,
도 3은 도 1의 혼합기에서 출력된 노이즈신호의 파형도, 3 is a waveform diagram of a noise signal output from the mixer of FIG. 1;
도 4(a)와 도 4(b)는 도 1의 진폭제어기의 증폭이득 조절에 따라 전압제어 발진기에서 출력된 혼돈신호의 파형을 간단히 나타낸 그래프, 4 (a) and 4 (b) is a graph showing a waveform of the chaotic signal output from the voltage controlled oscillator according to the amplification gain control of the amplitude controller of FIG.
도 5는 도 1의 전압제어 발진기에서 출력된 혼돈신호의 파형의 스펙트럼 특성을 나타낸 그래프, 5 is a graph illustrating spectral characteristics of a waveform of a chaotic signal output from the voltage controlled oscillator of FIG. 1;
도 6은 도 5의 혼돈신호의 파형을 시간축에서 나타낸 그래프, 6 is a graph showing a waveform of the chaotic signal of FIG. 5 on a time axis;
도 7(a) 내지 도 7(c)는 DC바이어스 제어기의 DC바이어스값 조절에 따라 전압제어 발진기에서 출력된 혼돈신호의 파형을 나타낸 그래프, 7 (a) to 7 (c) are graphs showing the waveforms of the chaotic signals output from the voltage controlled oscillator according to the DC bias value adjustment of the DC bias controller;
도 8은 본 발명에 따른 혼돈신호 발생기를 이용하여 혼돈신호를 발생시키는 과정을 도시한 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a process of generating a chaotic signal using a chaotic signal generator according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 혼돈신호 발생기 5 : 삼각파 발생기 1 Chaos Signal Generator 5 Triangle Wave Generator
10 : 혼합기 15 : 진폭제어기10: mixer 15: amplitude controller
20 : DC바이어스 제어기 25 : 전압제어 발진기20
본 발명은 가변가능한 혼돈신호 발생기 및 그의 혼돈신호 발생방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소비전력을 감소시키고, 중심주파수 및 대역폭의 조절이 용이하도록 하는 가변가능한 혼돈신호 발생기 및 그의 혼돈신호 발생방법에 관한 것이다. The present invention relates to a variable chaotic signal generator and a chaotic signal generation method thereof, and more particularly, to a variable chaotic signal generator and a chaotic signal generation method for reducing power consumption and facilitating adjustment of the center frequency and bandwidth. It is about.
최근에는 블루투스 이외에 3.1GHz 내지 5.1GHz의 초광대역 주파수 대역을 사용하는 무선 통신 방식이 개발되고 있으며, IEEE 802.15.4a 표준의 제안에 따라, 혼돈신호(Chaotic Signal)를 이용하여 정보를 전송하는 방식이 그중 하나이다. Recently, wireless communication schemes using ultra-wide frequency bands of 3.1 GHz to 5.1 GHz have been developed in addition to Bluetooth, and according to the proposal of the IEEE 802.15.4a standard, a scheme of transmitting information using chaotic signals has been developed. One of them.
IEEE 802.15.4a는「위치인식 저전력 센서 네트워크 표준화 그룹」으로서 802.15.4 (ZigBee, 지그비)와 802.15.3 (UWB:Ultra Wide Band, 초광대역 통신)의 혼용기술에 위치인식 기능 및 저전력 기능이 추가된 차세대 통신분야이다. IEEE 802.15.4a is a location-aware, low-power sensor network standardization group that adds location and low-power capabilities to the hybrid technology of 802.15.4 (ZigBee, Zigbee) and 802.15.3 (UWB: Ultra Wide Band). It is the next generation communication field.
여기서, 저전력 기능의 구현을 위해 제안된 것이 혼돈신호 변조방식이다. 혼돈신호 변조방식은 하드웨어상 간단한 RF구조로 설계가 가능하며, 종래의 무선 통신 시스템에서 요구되는 VCO, PLL, Mixer 등의 회로가 불필요하다. 이에 따라, 혼돈신호 변조방식을 사용할 경우, 전력 소모량을 종래의 소모전력의 1/3 수준인 10mW급으로 줄일 수 있다. Here, the chaos signal modulation scheme proposed for the implementation of the low power function. The chaotic signal modulation method can be designed with a simple RF structure in hardware and does not require circuits such as VCO, PLL, and mixer required in the conventional wireless communication system. Accordingly, when the chaotic signal modulation method is used, the power consumption can be reduced to 10mW, which is 1/3 of the conventional power consumption.
이러한 혼돈신호 변조방식의 핵심은 광대역의 혼돈신호를 발생시키는 혼돈신호 발생기라 할 수 있다. 기존의 혼돈신호 발생기는, 3.1GHz 내지 5.1GHz의 초광대역 주파수대역의 혼돈신호를 생성하며, 생성된 혼돈신호는 OOK(On Off Keying) 변조 방식에 의해 온 또는 오프되어 혼돈 캐리어로 변환된다. The core of such chaotic signal modulation is a chaotic signal generator that generates a wideband chaotic signal. The existing chaotic signal generator generates a chaotic signal in an ultra wide frequency band of 3.1 GHz to 5.1 GHz, and the generated chaotic signal is turned on or off by an OOK (On Off Keying) modulation method and converted into a chaotic carrier.
그런데, 이러한 혼돈신호 발생기에서 생성된 혼돈신호는 초광대역의 전 주파수대역을 갖는 단일신호의 형태를 취하기 때문에, 일정한 무선통신 구역내에서 복수의 사용자가 무선 디바이스를 사용할 경우, 동일한 채널을 사용함에 따라 상호 간섭이 발생한다. 따라서, 일정한 무선통신 구역내에서 한번에 하나의 무선 디바이스만이 무선신호를 송수신할 수 있다. 즉, 복수 개의 주파수 채널을 사용하여 다수의 사용자가 일정한 무선통신 구역내에서 통신할 수 있도록 하는 FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식의 사용이 불가능하다. However, since the chaotic signal generated by the chaotic signal generator takes the form of a single signal having the full frequency band of the ultra-wide band, when a plurality of users use a wireless device in a certain wireless communication zone, the same channel is used. Mutual interference occurs. Thus, only one wireless device can transmit and receive radio signals at a time within a certain wireless communication zone. That is, it is not possible to use a frequency division multiplexing (FDM) scheme that allows a plurality of users to communicate within a certain wireless communication zone using a plurality of frequency channels.
또한, 혼돈신호가 초광대역의 전 주파수대역에 걸쳐 생성되고 강한 비선형성을 갖기 때문에 소비전력의 소모가 크다.In addition, since the chaotic signal is generated over the entire frequency band of the ultra-wide band and has a strong nonlinearity, power consumption is large.
이에 따라, 혼돈신호 발생기에서 혼돈신호를 주파수대역, 즉 채널에 따라 생성할 수 있도록 함으로써, FDM 방식의 적용이 가능하도록 하여 일정한 무선통신 구역내에서 복수의 사용자가 동시에 무선통신할 수 있도록 함과 동시에 소비전력을 감소시킬 수 있는 방법을 모색하여야 할 것이다. Accordingly, the chaos signal generator can generate a chaos signal according to a frequency band, that is, a channel, so that the FDM method can be applied to allow a plurality of users to simultaneously wirelessly communicate in a predetermined wireless communication zone. It will be necessary to find ways to reduce power consumption.
따라서, 본 발명의 목적은, 소비전력을 감소시키고, 복수의 사용자가 동시에 무선통신할 수 있도록 중심주파수 및 주파수 대역폭의 조절이 용이하도록 가변가능 한 혼돈신호 발생기 및 그의 혼돈신호 발생방법을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a chaotic signal generator and a chaotic signal generating method thereof that are variable to reduce power consumption and to easily adjust the center frequency and the frequency bandwidth so that a plurality of users can communicate wirelessly at the same time. .
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상호 상이한 주파수를 갖는 복수의 삼각파를 발생시키는 복수의 삼각파 발생기; 상기 각 삼각파 발생기로부터의 각 삼각파를 혼합하여 노이즈신호를 출력하는 혼합기; 및, 상기 노이즈신호를 일정 주파수 대역으로 상승시켜 혼돈신호를 출력하는 FM 변조기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The configuration of the present invention for achieving this object comprises a plurality of triangular wave generator for generating a plurality of triangular waves having different frequencies from each other; A mixer for mixing each triangle wave from each triangle wave generator to output a noise signal; And an FM modulator configured to output the chaotic signal by raising the noise signal to a predetermined frequency band.
상기 삼각파 발생기는 Saw Tooth 발생기일 수 있다. The triangle wave generator may be a saw tooth generator.
상기 각 삼각파 발생기에서 발생되는 삼각파의 주기는, 소수 배로 형성되는 것이 바람직하다. It is preferable that the period of the triangular wave generated by each of the triangular wave generators is formed to be a few times.
상기 FM 변조기는, 가해지는 전압에 따라 발진주파수의 대역이 조절되는 전압제어 발진기일 수 있다. The FM modulator may be a voltage controlled oscillator whose band of oscillation frequency is adjusted according to the applied voltage.
상기 노이즈신호의 진폭을 제어하여 상기 FM 변조기에서 출력되는 혼돈신호의 주파수 대역폭을 조절하는 진폭제어기;를 더 포함할 수 있다. And an amplitude controller for controlling the amplitude of the noise signal to adjust a frequency bandwidth of the chaotic signal output from the FM modulator.
상기 진폭제어기는 가변증폭기이며, 상기 가변증폭기의 증폭이득에 따라 상기 혼돈신호의 주파수 대역폭이 조절될 수 있다. The amplitude controller is a variable amplifier, the frequency bandwidth of the chaos signal can be adjusted according to the amplification gain of the variable amplifier.
상기 진폭제어기는 상기 증폭이득을 조절하여 채널의 폭에 부합되도록 상기 혼돈신호의 주파수 대역폭을 결정할 수 있다. The amplitude controller adjusts the amplification gain to determine the frequency bandwidth of the chaotic signal to match the width of the channel.
상기 노이즈신호로 가해지는 DC 바이어스를 조절하여 상기 FM 변조기에서 출력되는 혼돈신호의 중심주파수를 조절하는 DC바이어스 제어기;를 더 포함할 수 있 다. And a DC bias controller for adjusting the center frequency of the chaotic signal output from the FM modulator by adjusting the DC bias applied to the noise signal.
상기 DC바이어스 제어기에서 가하는 DC바이어스 값이 증가할수록 상기 혼돈신호의 중심주파수가 상승할 수 있다. As the DC bias value applied by the DC bias controller increases, the center frequency of the chaotic signal may increase.
상기 DC바이어스 제어기는, 채널의 주파수대역에 부합되도록 상기 혼돈신호의 중심주파수를 변동시킬 수 있다. The DC bias controller may vary the center frequency of the chaotic signal to match the frequency band of the channel.
한편, 상기 목적은, 상호 상이한 주파수를 갖는 복수의 삼각파를 발생시키는 단계; 상기 각 삼각파를 혼합하여 노이즈신호를 생성하는 단계; 및, 상기 노이즈신호를 일정 주파수 대역으로 상승시키어 혼돈신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼돈신호 발생방법에 의해서도 달성될 수 있다. On the other hand, the object is a step of generating a plurality of triangle waves having mutually different frequencies; Generating a noise signal by mixing the triangle waves; And generating a chaotic signal by raising the noise signal to a predetermined frequency band.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 초광대역 통신용 혼돈신호 발생기의 구성블럭도이다. 1 is a block diagram of a chaos signal generator for ultra-wideband communication according to the present invention.
본 혼돈신호 발생기(1)는, 통신을 원하는 주파수 대역에서 혼돈신호를 발생시키며, 복수의 삼각파 발생기(5)(Triangle Pulse Train Generator), 혼합기(10)(Adder), 진폭제어기(15), DC바이어스 제어기(20), FM 변조기(Frequency Modulator)인 전압제어 발진기(25)를 포함한다. The
삼각파 발생기(5)는 톱니파를 발생시키는 Saw Tooth [AW(Surface Acoustic Wave)] 발생기를 사용할 수 있으며, 각 삼각파 발생기(5)에서 발생되는 삼각파의 주파수가 상호 상이하다. 도 1에는 삼각파 발생기(5)를 4개만 도시하였으나, 삼각파 발생기(5)의 갯수는 2개 이상이면 혼돈신호를 생성할 수 있다. 다만, 삼각파 발생기(5)의 갯수가 많으면 많을수록 전압제어 발진기(25)에서 출력되는 혼돈신호를 보다 복잡하게 형성할 수 있다. The
각 삼각파 발생기(5)에서 발생된 삼각파는, 주파수가 상호 상이함에 따라, 삼각파의 펄스폭도 상이하다. 각 삼각파 발생기(5)에서 생성하는 삼각파의 주기 비는 소수배, 즉, 2배, 3배, 5배, 7배, 11배, 13배‥ 로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하나의 삼각파 발생기(5)에서 발생되는 삼각파의 주기(T)가 2nS이면, 다른 삼각파 발생기(5)에서는 주기가 3nS인 삼각파를 발생시키고, 또 다른 삼각파 발생기(5)에서는 주기가 5nS인 삼각파를 발생시키도록 한다. 이러한 삼각파 발생기(5)는, 일반적으로 RC충전회로 또는 정전류회로에 전압디텍터와 방전회로를 구성하여 톱니파를 생성하며, RC값이나 정전류값을 변화시키면 주기를 변화시킬 수 있다. The triangular waves generated by the
이렇게 각 삼각파 발생기(5)에서 발생되는 삼각파의 주기를 소수배가 되도록 하는 이유는, 각 삼각파 발생기(5)에서 발생된 삼각파가 상호 중첩되는 것을 최소화하기 위한 것이다. 만약, 각 삼각파 발생기(5)에서 발생되는 삼각파의 주기 비가 상호 배수 또는 역수가 되는 경우, 하모닉 주파수마다 삼각파가 상호 중첩되며, 이렇게 삼각파가 중첩되는 영역에서는 삼각파의 파워가 커지게 된다. 이렇게 삼각파의 파워가 커지면, 진폭제어기(15)와 혼돈신호 발생기(1)의 후단에 연결되는 고출력 전력 증폭기(도시않음)에서 전력이 큰 신호를 처리해야 하므로, 진폭제어기(15)와 전력 증폭기의 용량이 커져야 할 뿐만 아니라 높은 선형성이 보장되어야 한다. 따라서, 전체적으로 시스템의 파워 소모를 증가시키고 고가의 소자 사용으로 원가를 상승시키게 된다. The reason why the period of the triangular wave generated by each
혼합기(10)는, 각 삼각파 발생기(5)로부터 발생된 복수의 삼각파를 상호 혼합하여 노이즈신호를 생성한다. 이 때, 혼합기(10)로 입력된 각 삼각파는 주기 비가 소수로 이루어지기 때문에, 각 삼각파 간의 상호 중첩이 최소화되므로, 혼합기(10)에서 출력된 노이즈신호의 파워는 균일한 분포를 갖는다. 다시 말해, PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)가 작기 때문에 진폭제어기(15)의 높은 선형성을 필요로 하지 않게 된다. The
진폭제어기(15)는, 가변 증폭기로 마련되며, 가변 증폭기는 가해지는 전압의 크기에 따라 증폭이득을 조절한다. 진폭제어기(15)는 혼합기(10)로부터 제공된 노이즈신호의 증폭이득을 조절함으로써, 전압제어 발진기(25)에서 출력되는 혼돈신호의 주파수 대역폭을 조절한다. 이 때, 진폭제어기(15)에 가해지는 전압이 클수록 증폭이득이 커지며, 증폭이득이 커지면 혼돈신호의 주파수 대역폭이 증가된다. 반대로, 진폭제어기(15)에 가해지는 전압이 작아져 증폭이득이 작아지면, 혼돈신호의 대역폭이 감소된다. The
이러한 진폭제어기(15)에서 조절되는 증폭이득은, 혼돈신호 발생기(1)가 장착된 RF통신시스템의 채널 폭에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, RF통신시스템의 채널 폭이 큰 경우에는, 진폭제어기(15)의 증폭이득을 증가시켜 주파수 대역폭을 증가시키고, RF통신시스템의 채널 폭이 작은 경우에는, 진폭제어기(15)의 증폭이득을 감소시켜 주파수 대역폭을 감소시킬 수 있다. The amplification gain adjusted by the
DC바이어스 제어기(20)는, 노이즈신호에 DC바이어스를 제공하며, DC바이어스에 의해 전압제어 발진기(25)에서 출력되는 혼돈신호의 중심주파수가 조절된다. DC바이어스 제어기(20)는, DC바이어스 값을 조절하여 혼돈신호의 중심주파수를 변경한다. 이 때, DC바이어스 제어기(20)에서 조절가능한 중심 주파수의 범위는, 가해지는 DC바이어스 값에 따라 선형적으로 변화하며, DC바이어스 값이 클수록 중심 주파수가 높아지고, DC바이어스 값이 작아질수록 중심 주파수가 낮아진다. 이렇게 DC바이어스 제어기(20)에 의해, 혼돈신호의 중심 주파수 변경이 가능하므로, RF통신시스템에서 사용하는 각 채널에 해당하는 혼돈신호의 발생이 가능해진다. The DC bias
이러한 DC바이어스 제어기(20)에서는 채널의 통신상태에 따라 DC바이어스값을 조절하여 중심 주파수를 변경할 수 있다. 예를 들어, 채널환경이 변화하여 채널의 통신상태가 저하되거나, 동일한 채널을 사용하는 타 무선통신 디바이스가 동일한 통신구역내에 진입하는 경우, DC바이어스 제어기(20)에 가해지는 DC바이어스 값을 조절함으로써, 채널을 변경할 수 있다. The DC bias
전압제어 발진기(25)는, 전압제어에 따라 노이즈신호의 주파수를 조절하여 혼돈신호를 생성한다. 전압제어 발진기(25)(VCO:Voltage Controlled Oscillator)는, 가해지는 전압의 변화에 따라 발진주파수가 변화되는 발진기로서, 노이즈신호를 입력받아 원하는 주파수대역에서 혼돈신호를 생성한다. 삼각파 발생기(5)에서 거의 기저대역에 인접한 삼각파를 발진시키는데 반해, 전압제어 발진기(25)에서는 MHz 내지 GHz 주파수 대역의 주파수를 생성한다. 따라서, 전압제어 발진기(25)에서 노이즈신호의 주파수대역이 상승되면, 파장이 짧아지기 때문에 노이즈신호가 매우 조밀한 혼돈신호로 변환된다. 이러한 전압제어 발진기(25)에서 출력되는 발진주파수의 범위는, 가해지는 전압에 따라 그 변동폭이 DC바이어스 제어기(20)보다 크다. The voltage controlled
도 2(a) 내지 도 2(d)는 4개의 삼각파 발생기에서 발생되는 삼각파를 나타낸 그래프이다. 2 (a) to 2 (d) are graphs showing triangular waves generated by four triangular wave generators.
도 2(a)에 도시된 삼각파 발생기(5)에서 생성된 삼각파의 주기가 2배수라면, 도 2(b)에 도시된 삼각파는 주기가 3배수이다. 그리고, 도 2(c)에 도시된 삼각파의 주기는 5배수이고, 도 2(d)에 도시된 삼각파의 주기는 7배수이다. If the period of the triangular wave generated by the
이렇게 각 삼각파의 주기가 소수의 배수로 이루어짐에 따라, 각 삼각파의 상호 간섭을 최소화할 수 있다.As the period of each triangular wave is made up of a multiple of a few, the mutual interference of each triangular wave can be minimized.
도 3은 혼합기에서 출력된 노이즈신호의 파형도이다. 3 is a waveform diagram of a noise signal output from a mixer.
혼합기(10)에서 각 삼각파 발생기(5)로부터의 삼각파가 혼합되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 노이즈처럼 형성된 노이즈신호가 출력된다. 이러한 노이즈신호는 진폭제어기(15)와 DC바이어스 제어기(20)로 제공된다. When the triangle wave from each
도 4(a)와 도 4(b)는 진폭제어기의 증폭이득 조절에 따라 전압제어 발진기에서 출력된 혼돈신호의 파형을 간단히 나타낸 그래프이다. 도 4(a)와 도 4(b)는 모두 중심 주파수가 4GHz인 경우, 즉 DC바이어스를 고정시킨 상태에서 증폭이득만을 조절하여 측정한 결과이다. 4 (a) and 4 (b) are graphs showing waveforms of chaotic signals output from the voltage controlled oscillator according to the amplification gain adjustment of the amplitude controller. 4 (a) and 4 (b) are both measured by adjusting only the gain of amplification when the center frequency is 4 GHz, that is, while the DC bias is fixed.
도 4(a)는 진폭제어기(15)의 증폭이득을 높인 상태에서 측정한 것으로서, 중심 주파수(m1) 4GHz에서의 이득이 7.452dBm이고, 이와 10dBm 정도 차이나는 -4.358dBm에서의 주파수 대역폭은 2.8GHz가 된다. 4 (a) is measured in the state where the amplification gain of the
반면, 도 4(b)는 진폭제어기(15)의 증폭이득을 낮춘 상태에서 측정한 것으로 서, 중심 주파수(m1) 4GHz에서의 이득이 11.078dBm이고, 이와 10dBm 정도 차이나는 0.977dBm에서의 주파수 대역폭은 1.2GHz가 된다. On the other hand, Figure 4 (b) is measured while the amplification gain of the
이에 따라, 진폭제어기(15)의 증폭이득을 높이면, 주파수 대역폭이 증가하고, 진폭제어기(15)의 증폭이득을 낮추면, 주파수 대역폭이 감소함을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that increasing the amplification gain of the
도 5는 전압제어 발진기에서 출력된 혼돈신호의 파형의 스펙트럼 특성을 나타낸 그래프이고, 도 6은 도 5의 혼돈신호의 파형을 시간축에서 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing spectral characteristics of the waveform of the chaos signal output from the voltage controlled oscillator, and FIG. 6 is a graph showing the waveform of the chaos signal of FIG.
도 5에는 3GHz의 중심주파수를 갖는 혼돈신호의 파형이 도시되어 있으며, 혼돈신호의 중심주파수 영역의 이득이 높게 나타난 것을 볼 수 있다. 무선통신시 혼돈신호를 송수신하면, 무선통신 디바이스에서는 일정 이득 이상의 혼돈신호만을 감지하게 된다. 따라서, 일정 이득 이상의 혼돈신호를 채널로 사용할 수 있다. 5 shows a waveform of a chaotic signal having a center frequency of 3 GHz, and the gain of the center frequency region of the chaotic signal is high. When the chaos signal is transmitted and received during wireless communication, the wireless communication device detects only the chaos signal having a predetermined gain or more. Therefore, a chaos signal of a certain gain or more can be used as a channel.
이러한 혼돈신호는, 도 6에 도시된 바와 같이, 각 펄스의 크기가 비교적 균일하다. 즉, 혼돈신호의 PAPR이 작음을 알 수 있다. 이는 각 삼각파 발생기(5)에서 발생된 삼각파의 주기가 소수의 배수가 되도록 설계하였기 때문에, 각 삼각파 간의 간섭이 최소화된 결과로 볼 수 있다. This chaotic signal, as shown in Figure 6, the size of each pulse is relatively uniform. That is, it can be seen that the PAPR of the chaotic signal is small. This is because the period of the triangular wave generated in each
도 7(a) 내지 도 7(c)는 DC바이어스 제어기의 DC바이어스값 조절에 따라 전압제어 발진기에서 출력된 혼돈신호의 파형을 나타낸 그래프이다.7 (a) to 7 (c) are graphs showing the waveforms of the chaotic signals output from the voltage controlled oscillator according to the DC bias value adjustment of the DC bias controller.
도 7(a) 내지 도 7(c)는 DC바이어스 제어기에 가해지는 DC바이어스값을 단계적으로 증가시킬 경우 출력되는 혼돈신호의 파형이다. 7 (a) to 7 (c) are waveforms of the chaotic signal output when the DC bias value applied to the DC bias controller is increased in steps.
도 7(a)에 도시된 혼돈신호의 중심주파수는 3GHz이나, DC바이어스값을 증가 시키면 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 혼돈신호의 중심주파수가 4GHz로 상승하고, DC바이어스값을 더 증가시키면, 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 혼돈신호의 중심주파수가 5GHz로 상승한다. 이와 같이, DC바이어스 제어기(20)에 가해지는 DC바이어스값을 조절하면, 채널을 조절할 수 있다. The center frequency of the chaos signal shown in FIG. 7 (a) is 3 GHz, but when the DC bias value is increased, the center frequency of the chaos signal rises to 4 GHz, and the DC bias value is further increased. Increasing, the center frequency of the chaos signal rises to 5GHz, as shown in FIG. As such, by adjusting the DC bias value applied to the
도 8은 본 발명에 따른 혼돈신호 발생기를 이용하여 혼돈신호를 발생시키는 과정을 도시한 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a process of generating a chaotic signal using a chaotic signal generator according to the present invention.
먼저, 복수의 삼각파 발생기(5)에서 상호 상이한 주파수를 갖는 복수의 삼각파를 발생시킨다(S810). 각 삼각파는 혼합기(10)로 제공되고, 혼합기(10)에서는 각 삼각파를 혼합하여 노이즈신호를 생성한다(S820). First, a plurality of
노이즈신호는 진폭제어기(15)로 제공되어 진폭이 변화되고(S830), 이 때, 진폭제어기(15)의 증폭이득의 조절에 따라, 전압제어 발진기(25)에서 출력되는 혼돈신호의 주파수 대역폭을 조절할 수 있다. The noise signal is provided to the
증폭된 노이즈신호는 DC바이어스 제어기(20)로 제공되고, DC바이어스 제어기(20)에는 원하는 채널에 부합되는 혼돈신호가 출력되도록 해당 채널에 부합되는 DC바이어스값이 가해진다(S840). The amplified noise signal is provided to the
DC바이어스가 가해진 노이즈신호는, 전압제어 발진기(25)로 제공되고, 전압제어 발진기(25)에서는 노이즈신호를 원하는 주파수대역으로 상승시키면서 파장을 감소시켜 혼돈신호를 생성한다(S850). 이 때, 진폭제어기(15)에서의 증폭이득의 조절과, DC바이어스 제어기(20)에서의 DC바이어스값의 조절로, 전압제어 발진기(25)에서는 원하는 중심주파수와, 원하는 주파수 대역폭을 갖는 혼돈신호가 출력 된다. 즉, 본 혼돈신호 발생기(1)에서는 채널과 대역폭이 조절된 혼돈신호를 출력할 수 있다. The noise signal to which the DC bias is applied is provided to the voltage controlled
이와 같이, 본 발명에 따른 혼돈신호 발생기(1)에서는, 삼각파 발생기(5)를 이용하여 노이즈신호를 간편하게 생성하고 각 삼각파 간의 간섭을 최소화함으로써, 출력되는 혼돈신호의 PAPR을 감소시킬 수 있다. 따라서, 진폭제어기(15)의 선형성을 높일 필요가 없으므로, 소비전력을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있다. As described above, in the
또한, 증폭이득의 조절로 혼돈신호의 주파수 대역폭을 조절하고, DC바이어스값을 조절하여 혼돈신호의 중심주파수를 조절할 수 있으므로, 복수의 채널을 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 채널의 대역폭의 조절이 가능하다. 이에 따라, 각 사용자가 상호 상이한 채널을 사용할 수 있으므로, 사용자간 간섭이 발생하지 아니하며, 이에 따라, 일정 무선통신 구역내에서 복수의 사용자가 무선통신을 사용할 수 있다. In addition, by adjusting the amplification gain, the frequency bandwidth of the chaotic signal can be adjusted, and the center frequency of the chaotic signal can be adjusted by adjusting the DC bias value, so that not only a plurality of channels can be configured but also the bandwidth of the channel can be adjusted. Do. Accordingly, since each user can use different channels, interference between users does not occur, and accordingly, a plurality of users can use wireless communication within a certain wireless communication zone.
한편, 본 혼돈신호 발생기(1)는 그 구성이 간단하고 크기가 작을 뿐만 아니라, IC에 집적이 가능한 디바이스들로 구성됨에 따라 제작이 간편하다. On the other hand, the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 소비전력을 감소시킬 수 있고 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, IC에 집적이 가능한 디바이스들로 구성됨에 따라 혼돈신호 발생기의 제작이 간편하다. 또한, 일정 무선통신 구역내에서 복수의 사용자가 무선통신을 사용할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the power consumption and to reduce the cost, and to simplify the manufacture of the chaotic signal generator as it is composed of devices that can be integrated in the IC. In addition, a plurality of users may use wireless communication within a certain wireless communication zone.
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. Further, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, which should be taken as exemplary, and various modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims.
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