KR100858350B1 - 무선신호 수신장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선신호 수신장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 비교적 근거리의 기기 사이에서 무선신호를 통신하는 통신 시스템의 무선신호 수신장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 수신장치는, 수신된 디지털 신호의 위상을 기설정된 각도만큼 변환시켜 서로 위상이 상이한 복수의 출력 신호를 생성하는 위상 변환부, 복수의 출력 신호 각각을 디코딩하는 디코딩부, 및 디코딩된 신호중 하나를 선택하여 출력하는 데이터 선택부를 포함한다.
본 발명에 의해, 수신된 신호의 위상을 복원하기 위한 복잡한 회로를 포함하지 않고 수신 신호로부터 데이터를 정확하게 복원할 수 있다. 또한, 수신 신호에 잡음이 포함된 경우 그 잡음을 제거하고, 수신 신호의 데이터레이트를 정확하게 추정하여, 수신된 정보를 정확하게 복원할 수 있다.
통신 시스템, 수신장치, RFID, 리더

Description

무선신호 수신장치{APPRATUS AND METHOD FOR RECEIVING A RADIO SIGNAL}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 수신장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변환기(106)의 예시적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디코딩부(107)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 잡음이 제거된 신호를 나타내는 도면이다.
도 5는 기준 프리앰블 신호와 수신된 프리앰블 신호를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터레이트 추정부(305)가 수신되는 신호의 데이터레이트를 추정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 검출부(304)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 검출부(304)에서 사용하는 예시적인 기준신호를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 수신 신호의 데이터레이트를 수정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 무선신호 수신장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 비교적 근거리의 기기 사이에서 무선신호를 통신하는 통신 시스템의 무선신호 수신장치에 관한 것이다.
근거리 기기 사이에서 무선신호를 통신하는 통신 시스템의 일례로서 무선주파수식별(radio frequency identification; RFID) 시스템을 들 수 있다. RFID란 마이크로 칩을 내장한 태그(tag), 레이블(label), 카드 등에 저장된 데이터를 무선주파수를 이용하여 리더(reader)에서 자동 인식하는 기술을 의미한다. RFID 시스템은 물품 등 관리대상 사물에 태그를 부착하고 전파를 이용하여 사물의 식별 정보 및 주변 환경 정보를 인식하여 각 사물의 정보를 수집, 저장, 가공 및 추적함으로써 사물에 대한 측위, 원격처리, 관리 및 사물간 정보교환 등 다양한 서비스를 제공한다. RFID는 비접촉식으로 다수의 태그를 동시에 인식할 수 있고, 인식시간이 짧고, 태그에 대용량의 데이터를 저장할 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능한 장점이 있다. 따라서, RFID는 기존의 바코드나 자기인식장치의 단점을 보완하고 사용의 편리성을 향상시켜줄 차세대 핵심기술로 기대받고 있다.
RFID 시스템은 태그, 리더, 서버(미들웨어 및 응용서비스 플랫폼)로 구성되고, 유무선 통신망과 연동되어 사용된다. 태그는 객체를 인식할 수 있는 정보를 가 지고 객체상에 위치하고, 리더는 객체의 정보를 수집 및 처리하고 그 정보를 서버로 전송하기 위한 통신기능을 갖는다. 서버는 객체의 정보를 활용하여 응용처리를 수행한다.
RFID 리더는 수동형 태그가 동작할 수 있는 전력과 명령어를 무선 반송파 신호로 태그에 전송하고 태그로부터의 응답을 수신하여 신호를 복원하는 기능을 수행한다. RFID 리더 시스템은, RF/아날로그부와 디지털 신호처리 제어부로 구성된다. RF 아날로그부는 안테나로 전력과 데이터를 전달하기 위한 전력 증폭기와 주파수 상향 혼합기, 태그로부터 안테나에 수신된 응답신호를 복원하기 위한 저잡음 증폭기와 아날로그 신호처리부로 구성된다. 디지털 신호처리 제어부는 디코더, 인코더, 클록발생회로, 메모리, 프로세서 및 호스트 인터페이스부 등으로 구성된다.
RFID의 활성화를 위해서는 태그 및 리더의 단가를 낮추어야 하는데, 리더의 수신기에서 태그 신호의 위상을 보상하기 위한 회로가 복잡하여 리더의 단가 절감에 걸림돌이 되고 있다. 또한, 태그 신호에 잡음이 포함되어 있는 경우, 데이터를 정확하게 디코딩하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 태그 신호의 전송 속도가 리더에서 예상하고 있는 속도와 차이가 나기 때문에 데이터의 정확한 디코딩이 어렵다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 수신된 신호의 위상을 복원하기 위한 복잡한 회로를 포함하지 않고 수신 신호로부터 데이터를 정확하게 복원할 수 있는 무선신호 수신장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 수신 신호에 잡음이 포함된 경우 그 잡음을 제거하고, 수신 신호의 데이터 레이트를 정확하게 추정하여, 수신된 정보를 정확하게 복원할 수 있는 무선신호 수신장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 수신장치는, 수신된 디지털 신호의 위상을 기설정된 각도만큼 변환시켜 서로 위상이 상이한 복수의 출력 신호를 생성하는 위상 변환부, 복수의 출력 신호 각각을 디코딩하는 디코딩부, 및 디코딩된 신호중 하나를 선택하여 출력하는 데이터 선택부를 포함한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 신호 수신장치는, RF(radio frequency) 신호를 수신하여 주파수 하향 변환시키는 RF 수신부, 및 주파수 하향 변환된 신호를 디지털 신호로 변환하여 위상 변환부에 제공하는 아날로그-디지털 컨버터(analog to digital converter; ADC)부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, RF 수신부는 동위상(in-phase) 채널 신호 및 직교위상(Quadrature-phase) 채널 신호를 출력하고, ADC부는, 동위상 채널 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 ADC 및 직교위상 채널 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 ADC를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 수신된 디지털 신호는 동위상 채널 신호 및 직교위상 채널 신호를 포함하고, 위상 변환부는, 동위상 채널 신호 및 직교위상 채널 신호를 이용하여 서로 위상이 상이한 복수의 출력신호를 생성하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩부는, 위상 변환부의 해당 출력 신호의 부호에 따라 바이너 리(binary) 신호를 출력하는 리미터, 위상 변환부의 해당 출력 신호가 프리앰블 신호인지 여부를 검출하는 프리앰블 검출부, 및 프리앰블 검출부의 검출결과에 응답하여 바이너리 신호를 이용하여 데이터를 검출하는 데이터 검출부를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 데이터 검출부는, 바이너리 신호를 제1 기준신호 및 제2 기준신호와 신호상관(correlation)을 수행하는 제1 및 제2 상관기, 및 신호상관 수행결과를 이용하여 비트 데이터를 결정하는 비트 데이터 결정기를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩부는, 바이너리 신호 중 잡음인 신호를 제거하는 잡음 제거부를 더 포함하고, 잡음 제거부는 바이너리 신호의 펄스의 폭(Tshort - pulse)이 기설정된 임계값보다 작은 경우 펄스를 제거하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩부는, 프리앰블 신호에 기초하여 수신되는 디지털 신호의 데이터레이트를 추정하는 데이터레이트 추정부를 더 포함하고, 데이터 검출부는 추정된 데이터레이트에 기초하여 데이터를 검출하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩부는 추정된 데이터레이트를 수정하는 데이터레이트 수정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 데이터 선택부는 디코딩된 신호들 중 CRC(cyclic redundancy checking) 코드가 가장 정확한 신호를 선택하는 것이 바람직하다.
여기서, 데이터 선택부는, 각각의 디코딩부의 프리앰블 검출부의 프리앰블 검출 결과에 따라 신호를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 수신방법은, 수신된 디지털 신호의 위상을 기설정된 각도만큼 변환시켜 서로 위상이 상이한 복수의 출력 신호를 생성하는 단계, 복수의 출력 신호 각각을 디코딩하는 단계, 및 디코딩된 신호중 하나를 선택하는 단계를 포함한다.
여기서, 수신된 디지털 신호는 동위상 채널 신호 및 직교위상 채널 신호를 포함하고, 복수의 출력 신호 생성 단계는, 동위상 채널 신호 및 직교위상 채널 신호를 이용하여 서로 위상이 상이한 복수의 출력신호를 생성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩 단계는, 디코딩 대상 신호의 부호에 따라 바이너리 신호를 생성하는 단계, 디코딩 대상 신호가 프리앰블 신호인지 여부를 검출하는 단계, 및 프리앰블 신호가 수신된 경우 바이너리 신호로부터 데이터를 검출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 데이터 검출 단계는, 바이너리 신호를 제1 기준신호 및 제2 기준신호와 신호상관을 수행하는 단계, 및 신호상관 수행결과를 이용하여 비트 데이터를 결정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩 단계는 바이너리 신호의 펄스의 폭(Tshort - pulse)이 기설정된 임계값보다 작은 경우, 펄스를 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩 단계는 수신된 프리앰블 신호에 기초하여 수신되는 태그 신호의 데이터레이트를 추정하는 단계를 더 포함하고, 데이터 검출 단계는 추정된 데 이터레이트에 기초하여 데이터를 검출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩 단계는 추정된 데이터레이트를 수정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩된 신호중 하나를 선택하는 단계는 디코딩된 신호들 중 CRC 코드가 가장 정확한 신호를 선택하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 디코딩된 신호중 하나를 선택하는 단계는 프리앰블 신호 검출 결과에 따라 선택하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이상의 방법들은 컴퓨터에 의해 실행될 수 있도록 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다.
상술한 본 발명의 내용은 첨부된 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다. 도면 전체적으로 동일한 구성요소는 동일한 인용부호를 이용하여 나타내었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 수신장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 수신장치(100)는 수신된 디지털 신호의 위상을 미리 정해진 각도만큼 회전시켜 서로 위상이 상이한 복수의 출력 신호를 생성하는 위상 변환부(105), 위상 변환부(105)의 출력 신호 각각을 디코딩하는 복수의 디코딩부(107), 디코딩부(107)에 의해 각각 디코딩된 데이터 시퀀스중 하나의 데이터 시퀀스를 선택하는 데이터 선택부를 포함한 다. 또한, 무선신호 수신장치(100)는, 바람직하게는, RF 신호를 수신하는 안테나(101), RF 신호를 수신하여 주파수 하향 변환시키는 RF 수신부(102), 주파수 하향 변환된 신호를 디지털 신호로 변환하여 위상 변환부에 제공하는 디지털-아날로그 컨버터(digital-analog converter; ADC; 103, 104)를 포함할 수 있다.
RF 수신부(102)는 안테나(101)에 의해 수신된 신호를 주파수 하향변환하는 역할을 하며, 도시되지는 않았지만, 저잡음 증폭기, 혼합기(mixer), 증폭기 등을 포함한다. RF 수신부(102)는 RF 신호를 주파수 하향변환하여 동위상 채널(In-phase 채널) 신호와 직교위상 채널(Quadrature-phase 채널) 신호를 출력한다.
RF 수신부(102)에 의해 출력된 동위상 채널 신호와 직교위상 채널 신호는 각각 ADC(103 및 104)를 통해 디지털 신호로 변환된다. ADC에 의해 디지털 신호로 변환된 동위상 채널 신호 및 직교위상 채널 신호는 위상 변환부(105)로 제공된다.
위상 변환부(105)는 동위상 채널 신호와 직교위상 채널 신호를 이용하여 서로 위상이 상이한 복수의 출력신호를 생성한다. 일 실시예에 따라, 위상 변환부(105)는 2개의 위상 변환기(106)를 포함하며, 서로 위상이 상이한 4개의 출력신호를 생성한다.
다음으로, 위상 변환부(105)의 서로 위상이 다른 복수의 출력을 각각의 디코딩부(107)를 이용하여 디코딩한다. 따라서, 위상 변환부(105)의 출력의 개수만큼의 디코딩부(107)가 필요하다. 복수의 디코딩부(107)의 구성은 서로 동일하다.
다음으로, 복수의 디코딩부(107)가 각각 디코딩한 출력 데이터는 데이터 선택부(108)로 제공된다. 데이터 선택부(108)는 그 중 하나의 데이터를 선택하는 역 할을 한다.
일반적으로, 로컬(local) 발진기에서 생성되는 신호와 수신된 신호는, 그 주파수와 위상이 모두 상이하다. 따라서, 신호의 정확한 복원을 위해서는, 주파수 오차 및 위상 오차를 수정해야 한다. 일반적으로, 주파수 오차 수정후에도 어느 정도의 오차가 존재하게 되고, 따라서, 위상의 정확한 보정을 위해서는 적응적 추적(adaptive tracking) 방식의 위상 보정 회로가 필요하다. 그러나, 수신장치의 로컬 발진기의 주파수와 수신되는 반송파 신호의 주파수가 완전히 일치하는 경우에는, 위상 보정을 위해 복잡한 위상 보정회로를 사용할 필요가 없으며, 기설정된 값만큼 위상을 변환시켜 신호를 복원해도 충분한 성능을 기대할 수 있다.
본 발명에서는, 로컬 주파수와 반송파의 주파수가 동일하고, 두 신호의 위상만이 상이한 경우에, 수신되는 신호의 위상을 기설정된 값만큼 변환시켜 서로 위상이 상이한 복수의 신호를 생성하고, 그 신호들을 각각 디코딩한 후, 그 결과중 하나를 선택하는 방식을 이용한다. 이러한 방식에 의해, 복잡한 위상 복원 회로를 사용하지 않음으로써, 회로의 복잡도가 감소하여 수신장치의 가격경쟁력을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 수신장치의 세부적인 구성을 설명하도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변환부(105)는 2개의 위상 변환기(106)를 포함한다. 위상 변환기(106)의 개수는 예시적인 것으로, 반드시 2개로 제한되는 것은 아니며 2개 이상의 임의의 개수일 수 있다. 나아가, 위상 변환부(105)는 입력되는 신호를 이용하여 서로 위상이 상이한 복수의 출력신호를 생성하는 역할을 하는 것으로, 반드시 위상 변환기(106)를 포함하는 구성으로 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변환기(106)의 예시적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면 위상 변환기(106)는 4개의 곱셈기와 2개의 덧셈기를 포함한다. 위상 변환기(106)는 동위상 채널 신호와 직교위상 채널 신호를 입력신호로 수신한다. 예를 들어, 동위상 채널 신호가 cos(x), Q채널 신호가 sin(y)인 경우, 위상 변환기(106)의 제1 출력(X1) 및 제2 출력(X2)은 다음과 같다.
X1 = cos(x)cos(φ1) - cos(x)sin(φ1) = cos(x+φ1)
X2 = sin(x)cos(φ1) + sin(x)sin(φ1) = cos(x-φ1)
즉, 입력신호의 위상과 ±φ1 만큼 차이가 나는 출력신호가 생성된다. 이와 같은 위상 변환기(106)를 두 개 이용하는 경우, 서로 위상이 다른 4개의 출력신호를 얻을 수 있다. 즉, 입력신호의 위상을 정해진 각도만큼 변환시켜 서로 위상이 다른 4개의 출력신호를 얻는다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른, 디코딩부(107)를 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디코딩부(107)의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디코딩부(107)는 리미터(301), 프리앰블 검출부(303) 및 데이터 검출부(304)를 포함한다. 또한, 바람직하게는, 잡음제거부(302), 데이터레이트 추청부(305) 및 데이터레이트 수정부(306)를 더 포함한다.
리미터(301)는 수신된 신호의 값이 기설정된 임계값 이상인지 미만인지 여부에 따라, 예를 들어, 수신된 신호의 부호에 따라, 바이너리(binary) 신호를 출력한다. 출력되는 바이너리 신호는 1과 -1 또는 1과 0 등일 수 있다.
잡음 제거부(302)는 리미터(301)의 출력에서 잡음을 제거하는 역할을 한다. 리미터(301)에 입력되는 신호는 주위 환경에 의해 부호가 변할 수도 있으며, 그러한 경우, 리미터(301)는 의도된 신호와 정반대의 신호를 출력하게 된다. 그러한 예를 도 4에 나타내었다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 리미터 출력의 잡음을 제거하는 방법을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 도 4의 (a)는 리미터(301)의 출력신호에 잡음이 포함된 것을 나타낸다. 잡음 제거부(302)는 신호에서 어떤 펄스의 폭이 심볼주기의 일정 비율보다 작을 경우, 그 펄스를 잡음으로 간주하고 신호에서 제거한다. 도 4의 (b)는 잡음이 제거된 신호를 나타내는 도면이다.
프리앰블 검출부(303)는 디코더(107)로 입력되는 신호가 기준 프리앰블 신호인지 여부를 검출한다. 이하, 도 5를 참조하여 프리앰블 검출부(303)가 프리앰블 신호를 검출하는 방법을 간단히 설명한다. 도 5는 기준(reference) 프리앰블 신호와 수신된 프리앰블 신호를 나타낸 도면이다. 프리앰블 검출부(303)는 신호를 수신하면서 특정시점까지 수신된 신호가 기준 프리앰블 신호와 동일한지 여부를 판단한 다. 동일 여부의 판단 방법의 일례로서, 특정시점까지 수신된 신호와 기준 프리앰블 신호의 신호상관을 취한 값이 기설정된 임계값을 초과하는 경우에 프리앰블 신호가 수신된 것으로 판단한다.
프리앰블 검출부(303)는 프리앰블 신호가 검출된 경우 데이터 검출부(304) 및 데이터레이트 추정부(305)로 검출결과를 전송한다.
데이터레이트 추정부(305)는 프리앰블 검출부(303)로부터 프리앰블 신호가 수신되었음을 나타내는 신호를 전송받으면, 수신된 프리앰블 신호를 이용하여 수신 신호의 데이터레이트를 추정한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터레이트 추정부(305)가 수신되는 신호의 데이터레이트를 추정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)는 수신되는 신호의 데이터레이트가 예상보다 느린 경우를 나타내는 도면이고, (b)는 수신되는 신호의 데이터레이트가 예상보다 바른 경우를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이 첫 에지(edge) 이후, 7개의 에지를 갖는 프리앰블 신호의 경우를 가정하여 설명한다. 이러한 프리앰블 신호는 예시적인 것으로서, 프리앰블 신호는 임의의 기설정된 형태를 가질 수 있다.
프리앰블 검출부(303)에 의해, 프리앰블 검출 신호가 발생하면, 기준 프리앰블 신호의 7번째 에지에 대응되는 시점까지 수신된 프리앰블 신호에 포함된 에지의 개수를 확인한다. 우선, 에지가 7개 미만인 경우는 데이터레이트가 예상보다 느린 것으로, 에지가 7개 이상인 경우는 데이터레이트가 예상보다 빠른 것으로 판단한다. 그리고, 기준 프리앰블 신호의 7번째 에지와 수신된 프리앰블 신호의 7번째 에 지 사이의 시간차이 또는 샘플수를 이용하여 수신되는 신호의 데이터레이트를 추정한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 검출부(304)의 구성을 나타낸 블록도이다. 데이터 검출부(304)는, 수신된 신호(r(t))를 각각 제1 기준신호(S1(t)) 및 제2 기준신호(S2(t))와 신호상관(correlation)을 수행하는 제1 상관기(801) 및 제2 상관기(802), 및 그 신호상관 수행결과를 이용하여 0 또는 1의 비트 데이터를 결정하는 비트 데이터 결정기(803)를 포함한다. 제1 및 제2 상관기(801, 802)는 수신되는 신호와 기준 신호의 파형이 비슷한 정도에 비례하는 신호를 출력한다. 제1 상관기(801)는 수신되는 신호와 제1 기준신호(S1(t))를 곱해서 심볼주기동안 적분하고 그 값의 절대값(C1)을 출력한다. 마찬가지로, 제2 상관기(802)는 수신되는 신호와 제2 기준신호(S1(t))를 곱해서 심볼주기동안 적분하고 그 값의 절대값(C2)을 출력한다. 비트 데이터 결정기(803)는 제1 상관기(801)의 출력(C1)과 제2 상관기(802)의 출력(C2)을 비교하고 그 비교결과에 따라 0 또는 1의 비트 데이터를 출력한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 검출부(304)에서 사용하는 예시적인 기준신호를 나타낸 도면이다. 이 기준신호는, 이피씨글로벌(EPCglobal) 2세대(generation 2) 표준의 FM0(frequency modulation 0) 방식에 따른 기준신호로서, 본 발명은 이러한 기준신호에만 제한되는 것은 아니다. 도 8의 (b)는, 데이터-0 및 데이터-1에 사용되는 심볼의 상태변이도를 참고로 나타낸 것이다.
비트 데이터 결정기(803)는 수신신호와 기준신호들의 신호상관을 수행함에 있어, 데이터레이트 추정부(305)로부터 제공받은 수신 신호의 데이터레이트에 따라 신호의 폭이 조정된 기준신호를 이용한다. 이처럼, 수신 신호의 데이터레이트를 추정하고, 그에 따라 정확한 기준신호를 이용하여 신호상관을 수행함으로써 데이터 신호를 보다 정확하게 복원할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터레이트 수정부(306)에 관해 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 수신 신호의 데이터레이트를 수정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
데이터레이트 추정부(305)에서 프리앰블 신호를 이용하여 데이터레이트를 추정하는데, 추정한 데이터레이트는 잡음 등으로 인해서 실제 데이터레이트와 오차가 있을 수 있다. 그로 인해 데이터 검출에 오류가 발생할 수 있다. 이러한 오류를 방지하기 위해, 데이터레이트 수정부(306)는 데이터 검출부(304)에서 데이터를 한 비트씩 검출할 때마다 수신신호의 주기와 기준신호의 주기의 차이를 검출하여 그만큼 기준신호의 주기를 수정한다.
도 9를 참조하면, 수신신호와 기준신호를 한 주기동안 비교하여 그 차이에 해당하는 만큼 데이터레이트를 수정한다. 이때, 데이터레이트의 추정값이 불안정(unstable)하게 변화하는 것을 방지하기 위해, 이전에 수신신호와 그에 대응하는 기준신호와 주기 차이를 누적하여 데이터레이트 수정에 반영한다.
다음으로, 다시 도 1을 참조하여 데이터 선택부(108)에 관해 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 디코딩부(107)가 각각 디코딩한 출력 데이터가 데이터 선택부(108)로 제공되고, 데이터 선택부(108)는 그 중 하나의 데이터를 선택한다. 즉, 데이터 선택부(108)는 복수의 신호 수신 경로 중 하나를 선택하는 것이다.
데이터 선택부(108)는 디코딩된 데이터중 CRC(cyclic redundancy checking) 코드가 정확한 신호를 선택하는 방식으로 데이터를 선택할 수 있다. 또는, 각각의 프리앰블 검출부(303)에서 계산한 기준 프리앰블 신호와 수신된 프리앰블 신호의 신호상관값이 가장 큰 디코딩부(107)의 데이터를 선택할 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명이 적용될 수 있는 통신 시스템의 예로서 RFID를 들 수 있다. 수동형 RFID 시스템의 경우, 태그로부터 송신되는 신호와 리더 수신기의 로컬 주파수는 완전히 동일하다. 태그에서 송신되는 신호가 BPSK 신호인 경우, 동위상 채널 신호만으로 데이터를 복원할 수 있으나, 실제 환경에서는 위상의 변화로 인해 동위상 채널 신호와 직교위상 채널 신호가 모두 수신된다. 따라서, 데이터를 정확하게 복원하기 위해, 수신된 신호의 위상을 변환시켜 동위상 채널 신호가 가장 크게 만든 후에 데이터를 디코딩한다. 다만, 수신되는 신호의 위상을 얼마나 변환시켜야 하는지는 상황에 따라 다르므로, 기설정된 여러 값으로 미리 위상을 변환하여 그 중 동위상 채널 신호가 가장 큰 신호를 선택해 데이터를 복원함으로써, 가장 정확하게 데이터를 복원할 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라 단지 예를 들기 위한 것임을 당업자는 명확히 이해할 것이다. 또한, 당업자는 본 발명의 상세한 설명에 의해 본 발명의 다양한 변형 또는 등가 발명을 실현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 그러한 변형 및 등가 발명을 권리범위에 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명에 의해, 수신된 신호의 위상을 복원하기 위한 복잡한 회로를 포함하지 않고 수신 신호로부터 데이터를 정확하게 복원할 수 있다. 또한, 수신 신호에 잡음이 포함된 경우 그 잡음을 제거하고, 수신 신호의 데이터레이트를 정확하게 추정하여, 수신된 정보를 정확하게 복원할 수 있다.

Claims (21)

  1. 수신된 디지털 신호의 위상을 기설정된 각도만큼 변환시켜 서로 위상이 상이한 복수의 출력 신호를 생성하는 위상 변환부;
    상기 복수의 출력 신호 각각을 디코딩하는 디코딩부; 및
    상기 디코딩된 신호중 하나를 선택하여 출력하는 데이터 선택부를 포함하고,
    상기 디코딩부는,
    상기 위상 변환부의 해당 출력 신호의 부호에 따라 바이너리(binary) 신호를 출력하는 리미터;
    상기 위상 변환부의 해당 출력 신호가 프리앰블 신호인지 여부를 검출하는 프리앰블 검출부; 및
    상기 프리앰블 검출부의 검출결과에 응답하여 상기 바이너리 신호를 이용하여 데이터를 검출하는 데이터 검출부를 포함하는, 무선신호 수신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    RF(radio frequency) 신호를 수신하여 주파수 하향 변환시키는 RF 수신부; 및
    상기 주파수 하향 변환된 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 위상 변환부에 제공하는 아날로그-디지털 컨버터(analog to digital converter; ADC)부를 더 포함하는, 무선신호 수신장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 RF 수신부는 동위상(in-phase) 채널 신호 및 직교위상(Quadrature-phase) 채널 신호를 출력하고,
    상기 ADC부는, 상기 동위상 채널 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 ADC 및 상기 직교위상 채널 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 ADC를 포함하는, 무선신호 수신장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 디지털 신호는 동위상 채널 신호 및 직교위상 채널 신호를 포함하고,
    상기 위상 변환부는, 상기 동위상 채널 신호 및 직교위상 채널 신호를 이용하여 서로 위상이 상이한 복수의 출력신호를 생성하는, 무선신호 수신장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 검출부는,
    상기 바이너리 신호를 제1 기준신호 및 제2 기준신호와 신호상관(correlation)을 수행하는 제1 및 제2 상관기; 및
    상기 신호상관 수행결과를 이용하여 비트 데이터를 결정하는 비트 데이터 결정기를 포함하는, 무선신호 수신장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디코딩부는,
    상기 바이너리 신호 중 잡음인 신호를 제거하는 잡음 제거부를 더 포함하고,
    상기 잡음 제거부는 상기 바이너리 신호의 펄스의 폭(Tshort-pulse)이 기설정된 임계값보다 작은 경우 상기 펄스를 제거하는, 무선신호 수신장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디코딩부는,
    상기 프리앰블 신호에 기초하여 상기 수신된 디지털 신호의 데이터레이트를 추정하는 데이터레이트 추정부를 더 포함하고,
    상기 데이터 검출부는 상기 추정된 데이터레이트에 기초하여 상기 데이터를 검출하는, 무선신호 수신장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 디코딩부는 상기 추정된 데이터레이트를 수정하는 데이터레이트 수정부 를 더 포함하는, 무선신호 수신장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 선택부는 상기 디코딩된 신호들 중 CRC(cyclic redundancy checking) 코드가 가장 정확한 신호를 선택하는, 무선신호 수신장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 선택부는, 상기 각각의 디코딩부의 상기 프리앰블 검출부의 프리앰블 검출 결과에 따라, 상기 디코딩된 신호 중 하나를 선택하여 출력하는, 무선신호 수신장치.
  12. 수신된 디지털 신호의 위상을 기설정된 각도만큼 변환시켜 서로 위상이 상이한 복수의 출력 신호를 생성하는 단계;
    상기 복수의 출력 신호 각각을 디코딩하는 단계; 및
    상기 디코딩된 신호중 하나를 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 디코딩 단계는,
    상기 출력 신호의 부호에 따라 바이너리 신호를 생성하는 단계;
    상기 출력 신호가 프리앰블 신호인지 여부를 검출하는 단계; 및
    상기 바이너리 신호로부터 데이터를 검출하는 단계를 포함하는, 무선신호 수신방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수신된 디지털 신호는 동위상 채널 신호 및 직교위상 채널 신호를 포함하고,
    상기 복수의 출력 신호 생성 단계는, 상기 동위상 채널 신호 및 직교위상 채 널 신호를 이용하여 서로 위상이 상이한 복수의 출력신호를 생성하는 단계를 포함하는, 무선신호 수신방법.
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 검출 단계는,
    상기 바이너리 신호를 제1 기준신호 및 제2 기준신호와 신호상관을 수행하는 단계; 및
    상기 신호상관 수행결과를 이용하여 비트 데이터를 결정하는 단계를 포함하는, 무선신호 수신방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 디코딩 단계는 상기 바이너리 신호의 펄스의 폭(Tshort-pulse)이 기설정된 임계값보다 작은 경우, 상기 펄스를 제거하는 단계를 포함하는, 무선신호 수신방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 디코딩 단계는 상기 프리앰블 신호에 기초하여 상기 수신된 디지털 신호의 데이터레이트를 추정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 데이터 검출 단계는 상기 추정된 데이터레이트에 기초하여 상기 데이터를 검출하는 단계를 포함하는, 무선신호 수신방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 디코딩 단계는 상기 추정된 데이터레이트를 수정하는 단계를 더 포함하는, 무선신호 수신방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 디코딩된 신호중 하나를 선택하는 단계는 상기 디코딩된 신호들 중 CRC 코드가 가장 정확한 신호를 선택하는 단계를 포함하는, 무선신호 수신방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 디코딩된 신호중 하나를 선택하는 단계는 상기 프리앰블 신호 검출 결과에 따라, 상기 디코딩된 신호 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는, 무선신호 수신방법.
  21. 제12항, 제13항, 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 기재된 무선신호 수신방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
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