KR100859724B1 - 인체 통신 시스템에서 데이터 속도가 변하는 신호 송신 및수신 장치 및 방법 - Google Patents

인체 통신 시스템에서 데이터 속도가 변하는 신호 송신 및수신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

인체 통신 시스템에서 데이터 속도가 변하는 신호 송신 및 수신 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 신호 송신기는 전송속도를 포함하는 헤더 정보를 생성하는 헤더 생성부; 전송할 데이터를 상기 전송속도에 따라 0 내지 수회 반복하여 전송 데이터를 생성하는 데이터 생성부; 생성된 데이터를 원하는 주파수 대역의 확산부호를 사용하여 확산하는 스프레더; 및 헤더 정보 및 확산된 데이터를 다중화하여 출력하는 다중화부를 포함함을 특징으로 한다.
Figure R1020070091151
인체 통신, 스프레더, 디스프레더, 가변 데이터 속도, 비트 반복

Description

인체 통신 시스템에서 데이터 속도가 변하는 신호 송신 및 수신 장치 및 방법{Appratus and method for transmitting and receiving signal having variable data rate in human body communication}
본 발명은 인체 통신 시스템에서 데이터 속도가 변하는 신호 송신 및 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 인체를 매질로 하는 통신 시스템에서 제한된 주파수 대역 내에서 데이터 속도가 변하는 신호를 송신 및 수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2006-S-072-02, 과제명: 인체통신 컨트롤러 SoC]
인체 매질 통신은 인간은 전도체라는 점을 이용하는 기술이다. 하지만 반드시 디바이스에 전극을 이식해야 한다. 이 경우 악수를 하면 디바이스에 있는 전극의 전기장에 의해 데이터가 손목을 통해 상대방의 디바이스에 전송된다. 이때 외부 디바이스에 의한 전기장은 인간의 몸을 통해 아주 작은 미세 전류를 흐르게 하는 데, 이 미세 전류를 통해 데이터가 전송되는 것이다. 이 미세한 전류는 1나노 암페 어에 불과하다. 이 미세한 전류는 인간의 몸속에 이미 흐르고 있는 전류보다 더 낮다. 인체매질의 1나노 암페어의 전류로 이론적으로는 초당 40만 비트를 전송할 수 있다.
이러한 인체통신 시스템에서 잡음전력이 집중된 주파수 대역을 피하고, 채널 상태에 따라 데이터 속도를 변화시켜 높은 처리이득을 갖게 하는 신호 송수신 방식이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인체 주변의 잡음전력이 다른 대역에 비하여 집중되어 있는 주파수 대역을 피하고, 인체가 도파관 역할을 하여 전송되는 신호의 세기가 인체 외부로 방사되는 신호의 세기보다 더 큰 주파수 대역까지의 제한된 주파수 대역 내에서 직렬-병렬 변환과 주파수 선택적 확산부호를 사용하는 인체 통신 시스템에서의 데이터 전송속도를 가변하고, 이에 따라 수신측 신호처리 회로의 복잡도도 변경되는 신호 송신 및 수신 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 이루기 위한, 본 발명의 신호 송신기는 전송속도를 포함하는 헤더 정보를 생성하는 헤더 생성부; 전송할 데이터를 상기 전송속도에 따라 0 내지 수회 반복하여 전송 데이터를 생성하는 데이터 생성부; 생성된 데이터를 원하는 주파수 대역의 확산부호를 사용하여 확산하는 스프레더; 및 상기 헤더 정보 및 확산된 데이터를 다중화하여 출력하는 다중화부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 과제를 이루기 위한, 본 발명의 신호 송신 방법은 전송속도를 포함하는 헤더 정보를 생성하는 단계; 전송할 데이터를 상기 전송속도에 따라 0 내지 수회 반복하여 전송 데이터를 생성하는 단계; 생성된 데이터를 원하는 주파수 대역의 확산부호를 사용하여 확산하는 단계; 및 상기 헤더 정보 및 확산된 데이터를 다중화하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 과제를 이루기 위한, 본 발명의 신호 수신기는 수신된 데이터를 헤더와 데이터로 분리하는 역다중화부; 전송속도를 포함하는 헤더 정보를 상기 헤더로부터 추출하는 헤더 처리부; 및 상기 전송속도에 따라 입력 데이터를 달리하여 확산하고, 확산된 결과와 상기 수신된 데이터의 상관도를 연산하여 가장 큰 상관도를 출력하는 입력 데이터를 역확산 데이터로 결정하는 디스프레더를 포함함을 특징으로 한다.
상기 과제를 이루기 위한, 본 발명의 신호 수신 방법은 수신된 데이터를 헤더와 데이터로 분리하는 단계; 전송속도를 포함하는 헤더 정보를 상기 헤더로부터 추출하는 단계; 상기 전송속도에 따라 입력 데이터를 달리하여 확산하는 단계; 및 상기 확산된 결과와 상기 수신된 데이터의 상관도를 연산하여 가장 큰 상관도를 출력하는 입력 데이터를 역확산 데이터로 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 데이터에 대한 직렬-병렬 변환 및 주파수 선택적 확산/역확산 방법을 채용함으로써 전송속도가 변하는 데이터를 전송할 때 전송속도에 따른 송수신 데이터의 반복 특징을 이용하여 처리함으로써 높은 전송이득을 얻을 수 있다. 이로써 사용자 상호간의 간섭과 다른 전자기기로부터 유기되는 간섭을 감소시킬 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 인체 잡음전력이 다른 대역에 비해 집중되어 있는 0에서 5MHz까지의 구간과 40MHz 이상 구간을 제외한 5MHz에서부터 40MHz까지의 제한된 주파수 대역을 사용하여 데이터 전송을 하기 위해 주파수 선택적 기저대역 전송기술을 사용한다.
여기서 주파수 선택적 기저대역 기술이란 데이터의 프로세싱 이득을 위해 사용되는 모든 확산부호중에서 사용자가 원하는 주파수 대역에서 가장 우세한 주파수 특성을 가지는 확산부호만을 사용하는 전송하는 것으로, 이로써 아날로그 송수신부가 간단해지는 기저대역 전송을 하면서도 원하는 주파수 대역과 프로세싱 이득을 동시에 얻을 수 있다. 예를 들어, 확산 부호로 64개 월시 부호(Walsh code)를 사용할 경우, 64개 월시 부호는 0에서 16MHz까지의 주파수대역을 64개로 분할하여 순차적으로 가장 우세한 주파수가 고루 분포되는 특성을 갖는다. 이때 64개 월시부호를 4개의 서브그룹으로 나누고, 사용자가 원하는 주파수 대역의 월시부호 서브그룹을 서브그룹을 선택함으로써 원하는 주파수 대역을 사용하는 주파수 선택적 기저대역 전송을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인체통신용 송신기에 대한 블록도를 도시한 것이다.
도시된 인체통신용 송신기는 인체통신 MAC(Media Access Control) 하드웨어로서 MAC 송신처리부(1), 인체통신 물리계층 변조부(2) 및 신호 전극(3)을 포함한다.
인체통신 물리계층 변조부(2)는 프리앰블(preamble) 생성부(21), 헤더 생성부(22), 데이터 생성부(23), HCS(Head Check Sequence) 생성부(24), 스크램블러(scrambler, 25), 직렬-병렬 변환기(26), 스프레더(27), 주파수 선택적 스프레더(frequency selective spreader, 28) 및 다중화부(29)를 포함한다.
신호 전극(3)은 인체에 직접 연결되는 전극이다.
MAC 송신처리부(1)는 상위계층으로부터 수신한 전송할 데이터와 데이터 정보를 처리하여 각각 인체통신 물리계층 변조부(2)로 출력한다.
프리앰블 생성부(21)는 모든 사용자가 알고 있는 초기값으로 세팅되어 일정 길이의 프리앰블을 생성한다.
헤더 생성부(22)는 MAC 송신처리부(1)로부터 데이터 정보, 예를 들어, 전송속도, 변조방식, 사용자 ID, 데이터 길이 등을 포함하는 정보를 입력받아 약속된 헤더 포맷으로 구성한다.
도 2는 본 발명에 의해 생성되는 프레임의 구성을 도시한 것이다.
도시된 바에 따르면, 프레임은 프리앰블, 헤더, 및 데이터 부분을 포함하고, 헤더는 상술한 바와 같이 전송속도, 변조방식, 사용자 ID, 데이터 길이의 데이터 정보와 이들의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 값을 갖는 필드들을 포함한다.
여기서, 전송속도는 가변 데이터 전송을 위해 설정되며, 이값에 의해 비트반복 횟수가 결정된다. 다음 표는 전송속도와 그 전송속도에서 전송되는 데이터 수를 나타낸다.
속도 데이터 속도 데이터(바이트.프레임) 비트 반복
0 2 Mbps 2000 0
1 1 Mbps 1000 1
2 500 Kbps 500 3
3 250 Kbps 250 7
표 1에 따르면, 속도가 0이면, 최대 데이터 속도는 2Mbps, 프레임당 데이터는 2000바이트, 비트 반복은 수행되지 않고 1번만 전송된다. 속도가 1이면, 최대 데이터 속도는 1Mbps, 프레임당 데이터는 1000 바이트, 비트 반복은 1회 수행하여 하나의 데이터 비트가 2번 반복하여 전송된다. 속도가 2이면, 최대 데이터 속도는 0.5Mbps, 프레임당 데이터는 500 바이트, 비트 반복은 3회 수행되어 하나의 데이터 비트가 4번 반복하여 전송된다. 속도가 3이면, 최대 데이터 속도는 0.25Mbps, 프레임당 데이터는 250 바이트, 비트 반복은 7회 수행되어 하나의 데이터 비트가 8번 반복하여 전송된다.
가변 데이터 속도를 지원하는 것은 더욱 높은 신호대 잡음비(SNR)를 얻기 위해 전송되는 데이터 속도를 줄이는 대신 전송되는 데이터를 비트별로 반복하여 전송하기 위한 것이다. 이로써 수신단에서는 높은 처리이득을 위한 효율적인 구조의 주파수 선택적 디스프레더가 필요하다.
HCS 생성부(24)는 헤더 생성부(22)로부터 입력되는 헤더 포맷에 따라 HCS를 생성한다.
스프레더(27)는 프리앰블 생성부(21)에서 생성된 프리앰블과 HCS 생성부(24)에서 생성된 HCS를 이용하여 약속된 확산부호로 확산한다.
도 3은 확산부호의 일례로서, 64비트 월시(Walsh) 부호의 서브 그룹 구성을 도시한 것이다. 도시된 바에 따르면, 확산부호로서 64개의 월시부호를 사용하고, 이를 4개의 4개의 서브그룹으로 나눌 경우, 서브그룹 0는 W0 ~ W15, 서브그룹 1은 W16 ~ W31, 서브그룹 2는 W32 ~ W47, 서브그룹 3은 W48 ~ W63 의 16개 월시부호들을 각각 갖는다. W0부터 W63까지의 64개의 월시부호는 사용주파수 대역을 정확히 64개로 분할하여 각 월시부호의 가장 우세한 주파수(fd)가 분할된 주파수에 순차적으로 매핑되는 특징을 갖는다.
데이터 생성부(23)는 MAC 송신처리부(1)로부터 전송되는 데이터를 입력받아 원하는 시간에 데이터를 출력하고, 가변 데이터 전송을 위해 전송속도에 따라 데이터 비트를 반복한다.
스크램블러(25)는 데이터 보안을 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 스크램블러(25)는 이미 정의되어 송수신단이 모두 알고 있는 초기값에 의해 초기화되어 직교부호를 생성한다. 생성된 직교부호는 데이터 생성부(23)에서 출력되는 데이터와 XOR 연산되어 스크램블된다. 가변 데이터 속도 처리를 위해 낮은 데이터 전송속도에서 스크램블링 이후 데이터 출력이 비트 반복의 특성을 갖도록 스크램블링 코드의 출력속도를 데이터 전송속도가 낮아진 비율만큼 낮은 속도로 맞춘다.
직렬-병렬 변환기(26)는 스크램블링된 데이터를 4비트 병렬 데이터로 변환한다. 직렬-병렬 변환에 의해 사용되는 주파수 대역은 1/4로 감소되며, 이는 동일한 주파수 대역 내에서 더 많은 데이터를 전송하게 하거나, 동일한 주파수 대역 내에서 더 큰 확산부호이득을 사용함으로써 고품질의 데이터를 전송할 수 있게 하는 장점을 가진다.
주파수 선택적 스프레더(28)는 직렬-병렬 변환부(26)에서 출력되는 4비트 병렬 데이터에 대해 주파수 선택적 확산부호를 출력한다. 다중화부(29)는 프레임 구성에 맞게 프리앰블, 헤더 및 데이터를 출력한다. 다중화부(29)의 출력은 신호전극(4)에 입력되어 인체 내로 전송된다.
주파수 선택적 스프레더(28)는 원하는 주파수 대역을 사용하여 기저대역 전송을 가능하게 하고, 출력 비트 또한 1비트로 디지털 직접 전송을 가능하게 한다. 이로써 디지털-아날로그 변환기, 중간주파수 변환기 등과 같은 별도의 아날로그 처리부가 없어도 다중화부(29)의 출력을 직접 신호전극(4)에 연결할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 주파수 선택적 스프레더(28)의 회로도를 도시한 것이다.
도시된 주파수 선택적 스프레더(28)는 XOR 연산부(281), AND 연산부(282), 카운터(283) 및 XOR 연산기(284)를 포함한다.
확산부호로 64개의 월시 부호를 사용하고, 도 3에 도시된 서브그룹 3(W48~W63)의 16개 월시부호를 선택하여 사용하는 경우를 가정하면, 도 4의 카운터(283)는 6비트 카운터가 적절하고, 64개 월시부호중 서브그룹 선택을 위한 2비트의 주파수 선택 제어 비트(fs1, fs0), 하위 4비트의 데이터 입력비트(b3, b2, b1, b0) 그리고 출력으로서 1비트의 FS_DOUT를 갖는다.
이를 일반적으로 설명하면, 확산부호로 2N개의 월시부호를 사용하고, 2M(단, M<N)개의 월시부호를 선택하여 사용하는 경우, 주파수 선택적 스프레더(28)는 (N-M)개의 주파수 선택 비트를 전체 입력비트(N개)의 최상위에 배치시키고, 주파수 선택 비트를 설정함으로써 전체 확산되는 주파수 대역중 원하는 주파수 대역을 선택한다.
따라서 주파수 선택적 광을 프레더(28)는 N비트 카운터(283)를 가지며, (N-M) 주파수 선택 비트, M개의 입력 데이터 비트를 포함하고, 그레이 인덱싱(Gray indexing)을 위한 (N-1)개의 XOR 연산기를 포함하는 XOR 연산부(281), 카운터(283) 출력과 주파수 선택 비트들의 최상위 비트(fs1)와 XOR 연산부(281)의 출력을 각각 AND 연산하는 AND 연산부(282), 그리고 AND 연산부(282)의 출력을 모두 XOR 연산하는 XOR 연산기(284)를 포함한다.
도 3에 있는 서브그룹 3(W48 ~ W63)의 16개의 월시부호를 사용하는 경우를 가정하면, 주파수 선택적 스프레더(28)는 2비트의 주파수 선택 제어비트(fs1, fs0) 값은 '11'로 설정된다.
도 5는 인체 통신용 수신기에 대한 블록도를 도시한 것이다.
도시된 인체 통신용 수신기는 인체통신 인터페이스부(4), 인체통신 물리계층 복조부(5) 및 인체통신 MAC 하드웨어로서 MAC 수신처리부(7)를 포함한다.
인체통신 인터페이스부(4)는 전처리부(41) 및 클럭 복원 및 데이터 리타이밍(clock recovery & data retiming) 부(42)를 포함한다.
전처리부(41)는 인체를 통과하면서 잡음이 부가되어 신호전극(3)을 통해 수신된 신호를 필터링하여 잡음을 제거하고 원하는 크기의 신호로 증폭한다.
클럭 복원 및 데이터 리타이밍부(42)는 증폭된 수신신호와 수신단 클록과의 타이밍 동기를 맞추고 주파수 옵셋을 보상한다.
인체통신 물리계층 복조부(5)는 프레임 동기부(51), 역다중화부(52), 디스프레더(53), 주파수 선택적 디스프레더(54), 병렬-직렬 변환부(55), HCS 검사부(56), 디스크램블러(57), 헤더 처리부(58) 및 데이터 처리부(59)를 포함한다.
프레임 동기부(51)는 프리앰블을 이용하여 수신신호로부터 프레임 동기를 얻는다. 역다중화부(52)는 프레임 동기부(51)에서 획득된 프레임 동기를 이용하여 수신신호에서 헤더 부분과 데이터 부분을 분리하여 출력한다.
디스프레더(53)는 수신신호의 헤더 부분을 역확산하고, HCS 검사부(56)는 역확산된 신호의 HCS를 검사하여 에러가 발생했는지 여부를 판별한다. 헤더 처리부(58)는 HCS 검사 결과에 따라 에러 정정 등을 수행한 다음, 오류가 없을 경우 헤더 정보를 추출하여 MAC 수신처리부(7)로 출력한다.
주파수 선택적 디스프레더(54)는 역다중화부(54)에서 분리된 데이터 부분과 64개의 확산 부호 중 송신기의 주파수 선택적 스프레더(28)에서 사용한 16개 확산부호를 상관하여, 상관도가 가장 큰 확산부호를 4비트의 데이터 비트들로 출력한다. 출력된 4비트 데이터 비트들은 병렬-직렬 변환부(55)를 통해 직렬로 변환된다.
디스크램블러(57)는 기 정의된 초기값을 이용하여 얻어진 직교부호로, 헤더 정보에 포함된 전송속도에 따라 디스크램블된다. 데이터 처리부(59)는 디스크램블링된 데이터를 처리하여 얻고자 하는 데이터를 얻는다.
MAC 수신 처리부(7)는 헤더 처리부(58)에서 얻은 헤더 정보와 데이터 처리부(59)에서 얻은 데이터를 결합하여 상위 계층으로 출력한다.
도 6은 전송속도가 0인 경우, 주파수 선택적 디스프레더(54)의 구조를 도시한 것이다. 도시된 주파수 선택적 디스프레더(54)는 도 4의 주파수 선택적 스프레더(28)의 역과정을 수행한다. 여기서, 전송속도는 헤더 처리부(58)에 의해 헤더에 포함된 정보로부터 얻어진다.
도시된 주파수 선택적 디스프레더(54)는 주파수 선택적 스프레더부(540-1), XOR 연산부(541-1), 적산부(542-1) 및 비교선택부(543-1)를 포함한다.
주파수 선택적 디스프레더(54)로 입력되는 신호(IN)는 16개의 월시부호(W48 ~ W63) 중 하나에, 인체를 통과하며 잡음이 더해진 신호이다. 따라서 16개 주파수 선택적 스프레더들로 구성된 주파수 선택적 스프레더부(540)에 "0000", "0001", ..., "1111"를 각각 입력하여 생성된 16개의 윌시부호와 수신신호(IN)를 각각 16개의 XOR 연산기들로 구성된 XOR 연산부(541)에 입력하고, 그 출력값을 16개의 적산기들로 구성된 적산부(542)에서 월시부호 길이인 64비트(1 심볼) 동안 각각 적산한다. 적산부(542)에서 출력되는 16개의 값은 비교선택부(543)에 입력되어 수신신호와 가장 상관도가 큰, 즉, 적산부(542)의 출력 값이 가장 작은 값을 선택하고, 그때의 주파수 선택적 스프레더부에 입력된 값 4비트를 출력한다.
예를 들어, 송신측에서 신호가 인체 통과시 부가되는 잡음이 없고, 송신기에서 주파수 선택적 스프레더(28)의 입력값이 "0010"이라면, 주파수 선택적 스프레더(28)의 출력값은 W50 (0101101001011010101001011010010110100101101001010101101001011010)이 된다. 이 값이 주파수 선택적 디스프레더(54)로 입력되면, 적산부(542)의 출력값은 각각 "32, 32, 0, 32, ..., 32"가 출력된다. 비교선택부(543)는 '0'의 값을 갖는 "0010"을 역확산된 값으로 출력한다.
도 7은 전송속도가 1인 경우, 주파수 선택적 디스프레더(54)의 구조를 도시한 것이다. 전송속도 1은 헤더 처리부(58)에서 얻은 값으로, 데이터가 1번 반복되어 연속된 2비트 값이 같은 경우이다. 따라서 주파수 선택적 스프레더부(540-2)는 4개의 값 "0000", "0011", "1100", "1111"을 입력받아서 64비트의 월시부호를 출력하고, XOR연산부(541-2)는 4개의 XOR 연산기들을 포함하여, 수신신호(IN)과 주파수 선택적 스프레더부(540-2)의 출력을 XOR 연산한다. 적산부(542-2)는 XOR 연산부(541-2)에서 각각 출력되는 값들을 64비트동안 적산하고, 비교선택부(543-2)는 4개의 적산 값들을 비교하여 가장 작은 값에 해당하는 주파수 선택적 스프레더의 입력을 역확산된 값으로 출력한다.
전송속도가 1인 경우, 주파수 선택적 디스프레더(54)는 연속된 2비트가 같은 값을 가지는 비트 반복 특성 때문에, 전송속도가 0인 경우처럼 16개의 주파수 선택적 역산기들의 출력중 하나가 아니고, "0000", "0011", "1100", "1111"의 4가지중 하나이다. 이는 16개중 하나를 찾는 경우보다 4개중 하나를 찾는 것이므로, 전송속도가 0인 경우에 비해 높은 전송이득을 얻을 수 있음을 나타낸다.
도 8은 전송속도가 2인 경우, 주파수 선택적 디스프레더(54)의 구조를 도시한 것이다. 전송속도 2는 데이터가 3번 반복되어 연속된 4개의 데이터가 동일한 경우이다.
전송속도 2는 데이터가 3번 반복되어 연속된 4비트 데이터가 동일한 경우이다. 주파수 선택적 스프레더부(540-3)에는 2개 값 "0000", "1111"이 입력되고, XOR 연산부(541-3)는 두 개의 XOR 연산기를 구비하여 수신된 신호(IN)과 주파수 선택적 스프레더부(540-3)의 출력과 XOR 연산한다. 적산부(542-3)는 두 XOR 연산기에서 출력되는 값을 64비트 동안 적산한다. 비교선택부(543-3)는 적산부(542-3)의 두 출력을 비교하여 작은 값에 해당하는 주파수 선택적 스프레더부(540-3)의 입력 4비트값을 역확산된 값으로 출력한다. 전송속도가 2인 경우 연속된 4비트 특성을 갖는 "0000", "1111"중 하나가 출력되므로 전송속도가 0 및 1인 경우에 비해 높은 전송이득을 얻을 수 있다.
도 9는 전송속도가 3인 경우, 주파수 선택적 디스프레더(54)의 구조를 도시한 것이다.
전송속도 3은 데이터가 7번 반복되어 연속되는 8개의 데이터 비트가 동일한 값을 갖는 것으로 2개의 심볼이 연속되는 경우이다.
주파수 선택적 스프레더부(540-4)에는 "0000"과 "1111"이 입력되고, XOR 연산부(541-4)는 두 개의 XOR 연산기를 구비하여 수신된 신호(IN)과 주파수 선택적 스프레더부(540-4)의 출력과 XOR 연산한다. 적산부(542-4)는 두 XOR 연산기에서 출력되는 값을 128비트 동안 적산한다. 비교선택부(543-4)는 적산부(542-4)의 두 출력을 비교하여 작은 값에 해당하는 주파수 선택적 스프레더부(540-4)의 입력 4비트값을 역확산된 값으로 출력한다. 전송속도가 3인 경우, 두 심볼이 동일한 값임을 알고있기 때문에 두 심볼의 값을 적산하여 선택함으로써 전송속도가 0, 1, 2인 경우에 비해 높은 전송이득을 얻을 수 있다.
도 6 내지 도 9에 도시된 주파수 선택적 디스프레더는 데이터 전송속도에 따른 구조의 변화를 설명하기 위해 별도로 도시하였지만, 실제 구현에서는 통합되어 전송속도 값을 입력받아 전력소모와 회로규모가 최소화되는 구조로 구현된다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 인체통신용 송신기에 대한 블록도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의해 생성되는 프레임의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 확산부호의 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 실시예에 따른 주파수 선택적 스프레더(28)의 회로도를 도시한 것이다.
도 5는 인체 통신용 수신기에 대한 블록도를 도시한 것이다.
도 6은 전송속도가 0인 경우, 도 5의 주파수 선택적 디스프레더(54)의 구조를 도시한 것이다.
도 7은 전송속도가 1인 경우, 도 5의 주파수 선택적 디스프레더(54)의 구조를 도시한 것이다.
도 8은 전송속도가 2인 경우, 도 5의 주파수 선택적 디스프레더(54)의 구조를 도시한 것이다.
도 9는 전송속도가 3인 경우, 도 5의 주파수 선택적 디스프레더(54)의 구조를 도시한 것이다.

Claims (13)

  1. 전송속도를 포함하는 헤더 정보를 생성하는 헤더 생성부;
    전송할 데이터를 상기 전송속도에 따라 0 내지 수회 반복하여 전송 데이터를 생성하는 데이터 생성부;
    상기 전송 데이터를 원하는 주파수 대역의 확산부호를 사용하여 확산하는 스프레더; 및
    상기 헤더 정보 및 확산된 데이터를 다중화하여 출력하는 다중화부를 포함하는 신호 송신기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스프레더는
    상기 전송 데이터를 병렬로 변환한 다음 상기 확산부호를 사용하여 확산하는 것을 특징으로 하는 신호 송신기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스프레더는
    확산부호로 2N개의 월시부호를 사용하고, 2M(단, M<N)개의 월시부호를 선택하며, (N-M)개의 주파수 선택 비트를 N개의 전체 입력비트의 최상위에 배치시키고, 원하는 주파수 대역 선택을 위한 주파수 선택 비트값을 설정하여 상기 생성된 데이터를 확산하는 것을 특징으로 하는 신호 송신기.
  4. 전송속도를 포함하는 헤더 정보를 생성하는 단계;
    전송할 데이터를 상기 전송속도에 따라 0 내지 수회 반복하여 전송 데이터를 생성하는 단계;
    상기 전송 데이터를 원하는 주파수 대역의 확산부호를 사용하여 확산하는 단계; 및
    상기 헤더 정보 및 확산된 데이터를 다중화하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 송신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 데이터의 확산 이전에 상기 생성된 데이터를 병렬로 변환하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 신호 송신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 데이터의 확산은 확산부호로 2N개의 월시부호를 사용하고, 2M(단, M<N)개의 월시부호를 선택하며, (N-M)개의 주파수 선택 비트를 N개의 전체 입력비트의 최상위에 배치시키고, 원하는 주파수 대역 선택을 위한 주파수 선택 비트값을 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 신호 송신 방법.
  7. 수신된 데이터를 헤더와 데이터로 분리하는 역다중화부;
    전송속도를 포함하는 헤더 정보를 상기 헤더로부터 추출하는 헤더 처리부; 및
    상기 전송속도에 따라 입력 데이터를 달리하여 확산하고, 확산된 결과와 상기 수신된 데이터의 상관도를 연산하여 가장 큰 상관도에 대응하는 입력 데이터를 역확산 데이터로 결정하는 디스프레더를 포함하는 신호 수신기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 디스프레더는
    상기 전송속도에 따라 달리 결정되는 상기 입력 데이터를 원하는 주파수 대역의 확산부호를 사용하여 확산하는 스프레더부;
    상기 스프레더부의 출력과 상기 수신된 데이터와의 상관도를 각각 연산하는 상관부; 및
    상기 상관부의 출력을 서로 비교하여 상관도가 가장 높은 출력에 해당하는 입력 데이터를 역확산 데이터로 출력하는 비교선택부를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스프레더부는
    확산부호로 2N개의 월시부호를 사용하고, 2M(단, M<N)개의 월시부호를 선택하며, 상기 M이 상기 입력 데이터의 비트 수일 때 (N-M)개의 주파수 선택 비트를 N 개의 전체 입력비트의 최상위에 배치시키고, 원하는 주파수 대역 선택을 위한 주파수 선택 비트값을 설정하여 상기 생성된 데이터를 확산하는 것을 특징으로 하는 신호 수신기.
  10. 제8항에 있어서, 상기 상관부는
    상기 스프레더부의 출력을 상기 수신된 데이터와 각각 XOR 연산하는 XOR 연산부; 및
    상기 XOR 연산부의 출력을 상기 전송속도에 대응하는 심볼구간동안 적산하는 적산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신기.
  11. 수신된 데이터를 헤더와 데이터로 분리하는 단계;
    전송속도를 포함하는 헤더 정보를 상기 헤더로부터 추출하는 단계;
    상기 전송속도에 따라 입력 데이터를 달리하여 확산하는 단계; 및
    상기 확산된 결과와 상기 수신된 데이터의 상관도를 연산하여 가장 큰 상관도에 대응하는 입력 데이터를 역확산 데이터로 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 확산하는 단계는
    확산부호로 2N개의 월시부호를 사용하고, 2M(단, M<N)개의 월시부호를 선택 하며, 상기 M이 상기 입력 데이터의 비트 수일 때 (N-M)개의 주파수 선택 비트를 N개의 전체 입력비트의 최상위에 배치시키고, 원하는 주파수 대역 선택을 위한 주파수 선택 비트를 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 상관도 연산은
    상기 확산된 출력을 상기 수신된 데이터와 각각 XOR 연산하는 단계; 및
    상기 XOR 연산 결과를 상기 전송속도에 대응하는 심볼구간동안 적산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
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