KR100887405B1 - 통신 장치 및 방법과 저장 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반적으로 초광대역(ultra-wideband) 송수신기 아키텍처 및 관련 방법에 관한 것이다.

Description

통신 장치 및 방법과 저장 매체{AN ULTRA-WIDEBAND TRANSCEIVER ARCHITECTURE AND ASSOCIATED METHODS}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 특히, 초광대역 송수신기 아키텍처 및 관련 방법에 관한 것이다.
초광대역(UWB) 신호는 공통적인 정의에 의하면 중심 주파수에 의해 분할되는 대역폭이 약 .25인 신호 스펙트럼을 예로 들 수 있다. 무선 통신용으로의 초광대역(UWB) 신호의 사용은 그 가장 기본적인 형태로 무선 통신의 시작과 함께 해 왔다. 그러나, 오늘날 무선 통신 환경은 초광대역 통신 시스템 설계에 예를 들어, 초광대역 통신용의 전세계적 표준 부재(不在), 협대역 무선 통신과의 간섭 가능성, 다른 초광대역 애플리케이션(예: RADAR 등)과의 간섭 등의 많은 문제점을 제기하고 있다. 당업자는 이러한 설계 상의 문제로 연구 노력이 꺾여 왔으며, 이러한 초광대역통신 해결책의 채택을 주저하게 했음을 인식할 것이다.
본 발명의 실시예는 대체로 초광대역 송신기 아키텍처, 초광대역 수신기 아키텍처, 송신기와 수신기간에서 정보를 통신하는 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 통신 채널을 발생시키는 방법, 및/또는 MB-UWB 통신 채널(들)을 수신하고 이로부터 정보를 추출하는 방법 중 하나 이상에 관한 것이지만, 이에 한정되지는 않는다.
상세히 후술할 본 발명의 하나의 양태에 따르면, 하나 이상의 안테나를 통해 송신용 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호를 발생시키는 송신기 아키텍처 및 관련 방법이 제공되는데, 발생된 MB-UWB 신호는 N개의 좁은 대역 중 임의의 대역 내의 M개의 순차적 또는 병렬적 펄스로 구성되며, 적어도 하나의 이러한 대역 서브 세트 내의 순차적 또는 병렬적 펄스의 수(M)는 1보다 크다.
상세히 후술할 본 발명의 다른 양태에 따르면, 다중 대역 초광대역 신호의 N개의 좁은 대역 중 임의의 대역 내의 M개의 순차적 또는 병렬적 펄스 내에 수신되는 콘텐츠를 복조 및 디코딩하는 수신기 아키텍처 및 관련 방법이 제공되는데, 적어도 하나의 이러한 좁은 대역(N) 내의 순차적 또는 병렬적 펄스의 수(M)는 1보다 크다.
본 명세서 전체를 통해, "일 실시예"를 참조한다는 것은 그 실시예와 관련하여 설명하는 특정 구조, 기능, 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 여러 부분에서 "일 실시예에서"라는 표현은 반드시 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다. 또한, 특정 구조, 기능 특징은 하나 이상의 실시예에서 적합한 방법으로 조합될 수 있다.
첨부된 도면에서 본 발명의 실시예는 예시적인 것이고 제한하기 위한 것이 아니며, 동일한 참조 번호는 유사한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기 아키텍처의 일례에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 송신용 기호에 적용되는 시간-주파수 코드의 도표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연장된 시간 주파수 코드의 사용을 도시하는 시간 주파수 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형된 기호의 도표적 표현과 이러한 변형된 기호(들)의 시간-주파수 그래프를 제공한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기 아키텍처의 일례에 대한 블록도를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 전면단의 일례에 대한 블록도를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리앰블 검출 방법의 일례에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개략적인 타이밍 획득 회로의 일례에 대한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 상세한 타이밍 획득 회로의 일례에 대한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 협대역 간섭(NBI) 검출 특성의 일례에 대한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 후면단의 일례에 대한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 홉핑을 이용하여 피코넷을 설치하는 방법의 일례에 대한 흐름도이다.
도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 액세스 통신 장치에 의해 실행되면 통신 장치로 하여금 본 발명의 실시예 중 적어도 하나의 양태를 구현하도록 하는 콘텐츠를 포함하는 저장 매체에 대한 블록도이다.
송신기 아키텍처의 예
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기 아키텍처의 일례에 대한 블록도이다. 특히, 도 1은 본 발명의 한 양태에 따른 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호를 송신하도록 설계된 송신기 아키텍처의 일례를 도시하고 있다. 도 1의 실시예에 도시된 바에 따르면, 송신기(100)는 송신기 전면단(102)을 포함할 수 있는데, 이는 정보 콘텐츠(101)(음향, 영상, 데이터 또는 그 조합)를 수신하며, 이 콘텐츠를 예를 들어 하나 이상의 다중 대역 변조기(104) 및 송신용 안테나(106)를 포함하는 무선 주파수(RF) 후면단에 전송하기 전에, 이 수신된 정보 콘텐츠를 인코딩하고 수신 된 정보를 채널화(channelizes)하는데, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 다수의 다른 기능 요소로서 도시되었지만, 당업자는, 전술한 기능을 수행하는 더 복잡하거나 덜 복잡한 송신기 아키텍처도 본 발명의 범위 내에서 예상된다는 것을 인식할 것이다.
도시된 실시예에 따르면, 송신기 전면단(102)은, 각각 도시된 바와 같이 접속되는, 하나 이상의 인코더(108), 맵퍼(mapper, 110), 인터리버(interleaver, 112), 결합기(114), 합산 모듈(summing module, 118), 유사-랜덤 잡음 마스크 발생기(pseudo-random noise mask generator, 116) 및/또는 프리앰블 발생기(120)를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 전술한 바와 같이, 송신기 전면단(104)의 구성 요소 중 하나 이상이 수신된 콘텐츠(101)를 인코딩하고, 이러한 콘텐츠를 디지털적으로 변조하고 인터리빙하거나, 콘텐츠를 무선 주파수 (RF) 후면단(104)에 전송하기 전에 이러한 수신된 콘텐츠에 채널화 정보를 적용해도 무방하다.
전술한 바와 같이, 송신기(100)는 송신기 전면단(102)의 인코더(108)에서 MB-UWB 통신 채널을 통해 송신용 콘텐츠를 수신할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 실시예에 도시된 바에 따르면, 이 콘텐츠는 블록으로 그루핑되고 인코더(108)에서 인코딩되어 송신 경로에서 마주칠 수 있는 데이터에 대한 에러를 검출하고 교정하는 수신시의 기능을 향상시킨다. 일 실시예에 따르면, 인코더(108)는 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 인코딩을 이용하여 수신되는 정보 콘텐츠를 인코딩한다. 다른 실시예에서는, 인코더(108)는 리드-솔로몬 인코딩, 펑쳐드 콘볼루션 코딩(Punctured Convolution coding), 연쇄 콘볼루션 및 리드-솔로몬 코딩, 터보 코드(종래 또는 프로덕트 코드 기반), 저-밀도 패리티 체크(LDPC) 코드 등 중 임의의 하나 이상을 채택해도 무방하다.
블록(110)에서, 인코딩된 콘텐츠는 블록(112)에서 인터리빙되기 전에 여러 디지털 변조/맵핑 기술 중 하나를 이용하여 맵핑될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 송신기(100)는 MBOK(M-ary Binary Orthogonal Keying)를 채택하여 콘텐츠의 MBOK 인코딩된 데이터(칩)를 발생시킬 수 있다.
그 후, M-ary 이진수 직교(M-ary bi-orthogonally) 인코딩된 데이터가 인터리빙되어, 블록(112), 인코딩된 정보를 여러 블록을 지나 확산시키고, 부분적으로, 송신된 통신 채널의 수신기에서 순방향 에러 교정/균등화(FEC)의 사용을 가능하게 한다. 일 실시예에 따르면, (후술할 바와 같이) MBOK 칩을 여러 주파수에 걸쳐 인터리빙하여 주파수 다이버시티 요소를 제공하고, 다중 경로 완화 및 전체 수신기 성능을 향상시킨다.
블록(114)에서, M-ary 이진수 직교 인코딩되고 인터리빙된 데이터 블록은 다중 액세스 통신 채널 내의 인코딩된 콘텐츠를 고유하게 식별하는 결정적인 유사-랜덤 값으로 결합될 수 있다. 결정적이지만, 유사 랜덤 코드는 통신 채널의 의도되지 않은 수신기에 랜덤을 나타낼 것이다. 이 관점에서, 유사-랜덤 값의 도입은 UWB 스펙트럼 내의 다중 액세스를 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인코딩되고 인터리빙된 콘텐츠 블록에 적용되는 유사-랜덤 값은 도시된 바와 같이 유사-잡음(PN) 발생기(116)에 의해 발생되는 마스크 형태일 수 있다. PN 마스크는 크로스 상관성의 확률을 제한하며, 적합한 다중 경로 거부(자동-상관성)를 제공한다.
일 실시예에 따르면, 송신기(100)는 DS(Direct Sequence)/FH(Frequency Hopping) 코드 분할 다중 액세스 채널화 기술과 선택적 FDM(Frequency Division Multiplexing)의 조합을 채택할 수 있는데, 이는 부분적으로 예를 들어 모든 칩(비트) 및/또는 로우-레이트(low-rate) 코드에 적용되는 랜덤 PN 마스크 애플리케이션을 통해 가능할 수 있다. 이 관점에서, 예를 들어, 무선 네트워크 내의 여러 사용자는 긴 PN 시퀀스의 여러 오프셋을 이용할 것이지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
송신기(100)의 주파수 홉핑 양태를 가능하게 하기 위해, 주파수 홉핑(FH) 코드도 인코딩된 정보 블록에 적용될 수도 있다. 주파수 홉핑은, MB-UWB 송신기 아키텍처(100)의 콘텍스트에서, 구어적으로(colloquially) 프로세스를 정의하는데, 여기서 송신기는 일반적으로 기호당 기반(per-symbol basis)으로 하여, 송신 동안 다수(N)의 좁은 주파수 대역 사이를 이동한다. 일 실시예에 따르면, 송신기(100)는 7개의 상이한 대역 중 하나에서 동적으로 송신하지만, 이보다 적거나 많은 수의 대역도 예상된다. 따라서, 데이터 프레임은 UWB 스펙트럼 내의 복수의 좁은 주파수 대역에 걸쳐 순차적으로 송신된다.
일 실시예에 따르면, 송신기(100)는 기호당 기반으로 하여 송신 대역을 변화시킨다. 일 실시예에 따르면, 연장된 시간-주파수 코드(extended time-frequency codes) 의 개념이 도입되는데, 여기서 FH 코드(a time frequency code of "1"; 시간 주파수 코드 "1")는 연장 배율(an extention factor; Ef)에 의해 증가될 수 있으며, 이것은 다음 주파수 대역으로의 홉핑 이전에 좁은 주파수 대역 내에서 순차적으로 송신되는 기호의 수를 정의한다. 일 실시예에 따르면, 적용되는 연장 배율은 예를 들어, 기호당, 프레임당, 및/또는 에폭(epoch)당 기반과 같은 주기적 기반에 따라 변할 수 있다.
일 실시예에 따르면, FH 코드는 송신기 전면단(102)의 정보 콘텐츠에 적용된다. 다른 실시예에서는, FH 코드가 RF 후면단(104)의 정보 콘텐츠에 적용된다. 이러한 주파수 홉핑(FH) 코드의 사용이 주어진 시간 주기에서 어느 주파수 대역에 어느 사용자가 있는지를 지시함과는 상관없이, PN 코드를 따르는 UWB 스펙트럼 내의 이러한 코드의 동등한(coordinated) 사용자는 유효 범위 내의 사용자들간의 추가 채널화를 제공할 수 있다. 이들 서브-네트의 설치는 구어적으로 피코넷(piconet)으로 지칭될 수 있으며, 상세히 후술할 것이며, 송신기(100)에 주파수 분할 다중화(FDM)의 레벨을 제공한다.
송신기 전면단(104)의 합산 구성 요소(118)에서는, 인코딩된 데이터 블록은 프리앰블 발생기(120)에 의해 동적으로 생성되는 프리앰블을 포함하도록 수정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프리앰블은 인코딩된 콘텐츠의 "전면(front)"에 추가될 수도 있으며 본 발명은 이점에 대해 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에 따르면, 프리앰블은 2개의 구성 요소로 구성될 수 있는데, 첫 번째 구성요소는 대역당 수차례(예:16) CAZAC-16 시퀀스 반복을 통해 발생되며, 두 번째 구성 요소는 대역당 수차례(예:12) CAZAC-16 시퀀스 반복을 통해 발생된다. 보다 완전히 후술할 바와 같이, 인코딩된 콘텐츠로의 프리앰블 추가는 송신된 신호의 수신기에서 타이밍 획득, 동기화 및/또는 채널 추정 중 하나 이상을 촉진한다.
도 1의 실시예에 따르면, RF 후면단(104)은 하나 이상의 다중 대역 변조기를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 다중 대역 변조기(104)는 송신기 전면단(102)으로부터 수신되는 인코딩된 콘텐츠를 변조하고, 하나 이상의 안테나(106)를 통해 초광대역 스펙트럼 내에서 N개의 좁은 대역을 지나는 송신을 위해 콘텐츠를 준비한다. 일 실시예에 따르면, 다중 대역 변조기(104)는 QPSK(quadrature phase shift-keying) 변조기를 통해 수신된 콘텐츠를 전송할 수 있지만, 이와 달리 임의의 수의 변조 기술을 사용해도 무방하다. 일 실시예에 따르면, FH 코드 및/또는 연장되는 FH 코드는 다중 대역 변조기(104)에 적용되어 다중 대역 송신을 가능하게 한다. 전술한 바와 같이, FH 코드는 송신기(100)로 하여금 기호당 기반의 초광대역 스펙트럼 내에서 N개의 좁은 대역을 지나 데이터 프레임을 송신하도록 한다. 연장된 시간-주파수(또는 연장된 FH) 코드의 사용은 송신기로 하여금 다음의 좁은 송신 대역으로 이동(홉핑)하기 전에 주어진 좁은 대역 내에서 M개의 기호를 송신하도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신용 콘텐츠 프레임 내에서 기호에 적용되는 시간 주파수(FH) 코드가 도시되어 있다. 그래프(200)를 참조하면, FH 코드에 적용되는 연장 배율이 일(1)인데, 즉, 주파수 홉핑은 그래프(200)에 도시된 바와 같이 증분적 기반, 예를 들어 칩당 기반(per-chip basis)으로 발생한다. 따라서, 서브-프레임(Tf1) 내의 각 칩(Tc)에 있어서, 새로운 주파수 대역(f1,f2,f3...f7)이 송신용으로 선택된다.
그러나, 그래프(250)에서, 연장 배율 4가 적용되는 실시예가 도시되어 있는데, 즉, 주파수 홉핑은, 다음 주파수 대역으로 홉핑하기 전에, 4개의 순차적 칩이 주파수 대역 내에서 송신된 후에 발생한다. 따라서, 도시된 바와 같이, 4개의 칩은 f1에서, 그 후 f2 에서 4개 등에서 송신된다. 이와 관련하여, 본 발명의 하나의 양태에 따르면, 송신기(100)는 수신된 콘텐츠를 처리하여, 적어도 UWB 스펙트럼의 임의의 수(N개)의 좁은 주파수 대역 서브세트 내에서 임의의 수의 순차적 펄스(M개)를 송신한다. 또한, 이들 펄스는 멀티-캐리어 CDMA 또는 OFDM 시스템에서와 같이 병렬로 송수신될 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 양태에 따른 연장된 시간 주파수 코드의 사용을 도시한 시간-주파수 그래프이다. 도 3의 도시된 예에 따르면, 그래프(300)는 송신을 위해 다음의 좁은 주파수 대역(f2)으로 홉핑하기 전에 UWB 스펙트럼의 첫 번째 좁은 주파수 대역(f1) 내에서 송신되는 다수의 칩을 도시하고 있다. 보다 구체적으로, 그래프(300)는 (동위상(I:in-phase)/직교(Q:quadrature) 인터리빙 전략에 따라) 6/3 바이트 인터리빙 지연을 갖는 4개의 이진-직교 코드워드(1...4)의 인터리빙 블록을 도시하고 있다. 이와 관련하여, 프레임(1,2,3,...으로 표시됨)의 증분적 콘텐츠(칩, 기호 등)는 복수의 주파수 대역에 걸쳐 확산되며 시간(예: 84 나노초)으로 분리된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조된 프레임 요소(가령 '심볼')의 그래픽 표현이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, RF 후면단(104)은 정류된 코사인 파형(400)을 이용하여 좁은 주파수 대역(f1,f2...fN) 내의 각 기호를 송신하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일 실시예에 따르면, 정류된 코사인 파형을 갖는 3 나노초 펄스는 700MHz 대역폭 및 550MHz 채널 분리를 가지고 발생된다. 일 실시예에 따르면, 간섭 효과 및/또는 채널 오버랩을 감소시키기 위해, 275MH인 주파수 분리 오프셋은 송신기(100)에 의해 선택적으로 인가될 수 있다. FH 코드를 이용하는 기호 송신은 그래프(450)를 참조하여 도시되었다.
수신기 아키텍처의 예
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기 아키텍처의 예에 대한 블록도이다. 도 5의 실시예에 따르면, 수신기(500)는 안테나(502), 타이밍 획득 및 채널 추정 블록(504), RF 전면단 및 다중 대역 복조기(506), 수신기 후면단(508) 중 하나 이상을 포함하며, 각각은 도시된 바와 같이 접속되지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 수신기(500)는, 내장된 하나 이상의 안테나(502)를 통해, 다중 대역 초광대역(UWB) 신호의 N개의 좁은 대역 내의 M개의 순차적 또는 병렬 펄스 내에서 수신되는 콘텐츠(또는 그 조합)를 검출, 복조 및/또는 디코딩하도록 적용될 것인데, 임의의 주어진 좁은 대역의 순차적 또는 병렬 펄스의 수(M)는 1보다 크다. 어떤 수의 다른 구성 요소가 도시되었지만, 당업자는 본 발명의 범위 내에서 전술한 기능을 수행하는 더 또는 덜 복잡한 수신기 아키텍처가 예상된다는 것을 이해할 것이다.
도시된 바와 같이, 수신기(500)는 하나 이상의 수신기 안테나에 접속되는 무선 주파수(RF) 전면단 및 다중 대역 복조기(506)를 포함하여 초광대역 신호를 수신할 수 있다. RF 전면단/다중 대역 복조기(506)는 N개의 좁은 대역(f1...fN) 중 하나 내에서 수신되고, 하나 이상의 안테나(202)에 영향을 끼치는 초광대역 신호를 포함하는 다중 대역 신호를 수신하고 디지털화할 수 있는 구성 요소를 포함한다. 그 후, 이러한 디지털화된 콘텐츠는 후면단(508)으로 전송되고, 추가적 처리 및 디코딩을 수행하여 수신된 신호 내에 포함되는 인코딩된 콘텐츠를 회복하게 된다.
채널 검출을 촉진하기 위해, 수신기(500)는 안테나(502)를 통해 수신되는 신호에 응답하여 타이밍 획득/채널 추정 구성 요소(504)를 포함한 채로 도시되어 있다. 상세히 후술할 바와 같이, 타이밍 획득/채널 추정 구성 요소(504)는 RF 전면단/다중 대역 복조기(506) 및/또는 수신기 후면단(508)의 구성 요소 중 하나 이상과 접속되어, 채널 획득, 협대역 간섭(NBI) 완화 및/또는 콘텐츠 디코딩, 에러 교정 및 회복 중 하나 이상을 촉진한다. 전술한 바와 같이, 타이밍 획득/채널 추정 구성 요소(504)는 수신된 통신 채널을 식별할 수 있으며, RF 전면단/다중 대역 변조기 및/또는 수신기 후면단(508)의 구성 요소 중 하나 이상에 대한 타이밍 동기화 정보를 제공한다. 타이밍 획득/채널 추정 구성 요소(504)에 대한 블록도 및 프리앰블 검출 방법을 도시한 흐름도는 도7 내지 도9 를 참조하여 상세히 후술할 것이다.
RF 전면단 및 다중 대역 복조기(506)는 초광대역 (UWB) 신호의 N개의 좁은 대역 중 하나 이상 내에서 검출되는 신호를 복조할 수 있다. 일 실시예에 따르면, RF 전면단 및 다중 대역 복조기(506)는 초광대역 스펙트럼 내의 N개의 좁은 대역 중 하나 이상에 선택적으로 응답하여 내부에 수신되는 적어도 하나의 신호 콘텐츠 서브세트를 검출하고 복조한다. 일 실시예에 따르면, RF 전면단/다중 대역 복조기(506)는 이러한 수신된 신호의 획득 및 복조에서 타이밍 획득/채널 추정 구성 요소(504)로부터 수신되는 정보를 채택한다.
일 실시예에 따르면, RF 전면단/다중 대역 복조기(506)는 다수의 복조 메카니즘을 수신된 신호에 적용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 다중 대역 복조기(506)는 송신기에서 채택되는 변조 메커니즘에 보완적인 복조 메커니즘을 적용한다. 일 실시예에 따르면, 다중 대역 복조기(506)는 수신된 신호 서브 세트 중 적어도 하나에 직교 위상 시프트-키잉(QPSK) 복조를 적용한다. 일 실시예에 따르면, 수신기(200)는 다수의 복조 기술 중 하나를 수용하도록 동적으로 적응될 수 있다. RF 전면단/다중 대역 복조기(506)의 일례에 대한 블록도를 도 6을 참조하여 상세히 설명할 것이다.
일 실시예에 따르면, RF 전면단/다중 대역 복조기로부터 복조된 콘텐츠는 수신기 후면단(508)에 적용된다. 도 5에 도시된 실시예에 따르면, 수신기 후면단(508)은 피드포워드 이퀄라이저(feedforward equalizer, 510), PN 마스크 발생기 (514)와 관련되는 결합기(512), 디인터리버(516), 검출기(518), 피드백 이퀄라이저 및/또는 디코더(522)를 포함한 채로 도시되어 있으며, 각각은 도시된 바와 같이 접속되지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도시된 바와 같이, RF 전면단(506)으로부터 수신되는 콘텐츠는 피드포워드 이퀄라이저(510)를 통해 전송되어 신호 송신동안에 마주치는 블록 에러를 교정하는 제 1 경로(a first pass)를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드포워드 이퀄라이저는 최대-비율 결합기(MRC)를 이용하여 다중 경로로부터의 에너지를 포획하고 수신기에 도달하는 여러 반사된 경로로부터의 에너지에서 "레이크(rake)"하는 레이크형의 수신기일 수 있다. 이와 달리, 본 피드백 이퀄라이저는 잡음 향상, 에너지 포획, 자기 간섭(self interference)을 균형 맞추는 MMSE(minimum mean-square-error) 필터로서 구현될 수도 있다. 이 관점에서, 일 실시예에 따르면, MMSE 필터는 하나 이상의 채널 추정을 이용하고, 채널 상관성 매트릭스를 생성하고, 조정 벡터(a steering vector)와 연관되는 상관성 매트릭스의 역을 발생시켜서 MMSE 필터 탭을 형성하는 블록 형태로 구현될 수 있다. 이와 달리, MMSE 필터 계수는 LMS (least mean squre) 표준 또는 고속 RLS (recursive least squre) 알고리즘 및 트레이닝(training)을 위한 패킷의 시작에서 적합한 프리앰블 시퀀스를 이용하여 트레이닝될 수 있다. 결과 콘텐츠는 발생된 PN 마스크(514)가 이 콘텐츠에 적용되는 결합기(512)를 통해 전송될 수 있다. 수신기(500)는 주어진 채널과 관련되는 콘텐츠를 적어도 부분적으로 디코딩하는 PN 마스크를 채택한다.
이 PN 디코딩된 콘텐츠는 디인터리버(516)에 적용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디인터리버는 인터리빙 알고리즘에 보완을 적용하여 수신된 신호의 다중 주파수 대역을 지나 수신되는 데이터 블록을 디인터리빙한다.
이 디인터리빙 콘텐츠는 검출기(518)에 적용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 검출기(518)는 신호의 송신에서 수행되는 맵핑 프로세스에 보완을 적용한다. 일 실시예에 따르면, 검출기(518)는 역방향 M-ary 이진수 직교 키잉을 수행하여 수신된 콘텐츠를 추가로 디코딩한다. 송신기는 어떠한 수의 맵핑 기능을 이용해도 무방하므로, 수신기는 이러한 콘텐츠를 디코딩하는 어떠한 수의 보완 디코더 기능을 유사하게 적용할 수 있다.
검출기(518)에서 디코딩되는 콘텐츠는 피드백 이퀄라이저(520)에 적용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 피드백 이퀄라이저(520)는 디코딩된 콘텐츠를 분석하여 내부에 식별되는 적어도 하나의 에러 서브 세트를 교정한다. 일 실시예에 따르면, 피드백 이퀄라이저(520)는 검출기 프로세스에 적용될 검출기(518)에 정보를 되돌려(back) 제공한다. 전술한 바와 같이, 피드포워드 이퀄라이저, 검출기 및 피드백 이퀄라이저는 반복적 디코딩 프로세스로서 구현되어도 무방하다. 이러한 프로세스의 반복이 일례에 대한 블록도가 도 11을 참조하여 제공된다.
그 후 피드백 이퀄라이저(520)로부터의 콘텐츠가 디코더(522)에 적용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디코더(522)는 송신기에 적용되는 에러 교정 방안, 예를 들어, 리드 솔로몬 디코딩에 보완을 적용한다. 전술한 바와 같이, 수신기(500)는 디코더(522)에서 어떠한 수의 디코딩 기술을 적용하여 송신기에 의해 채택되는 어떠한 수의 코딩 기술을 수용해도 무방하다. 이 관점에서, 디코더(522)는 리드- 솔로몬 디코딩, 평쳐드 콘볼루션 디코딩, 터보 디코딩, 연쇄 콘볼루션 및 리드-솔로몬 코딩, 저밀도 패리티 체크(LDPC) 디코딩 등을 적용해도 무방하다.
도시된 바와 같이, 수신기 후면단(508)의 출력은 MB-UWB 신호를 통한 원격 송신기로부터 송신되는 정보 콘텐츠의 표현(501)이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 전면단의 일례에 대한 블록도를 도시하고 있다. 일 실시예에 따르면, 수신기 전면단(600)은 필터(602), 증폭기 구성 요소(604), 서브-대역 주파수 발생기(610), 하나 이상의 결합기를 포함하는 병렬 처리 경로(606,608), 필터/적분기(612,614) 및 아날로그-디지털 변환기(616,618)을 포함한 채로 도시되었으며, 각각은 서로 접속되지만, 본 발명이 이제 한정되는 것은 아니다.
도시된 바와 같이, 수신기 전면단(600)은 하나 이상의 필터 구성 요소(602)에서 하나 이상의 안테나로부터 신호 콘텐츠를 수신한다. 도시된 실시예에 따르면, 필터 구성 요소(602)는 대역패스 필터일 수 있다.
그 후, 필터링된 신호 콘텐츠는 하나 이상의 증폭기 구성 요소(604)에 적용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 증폭기 구성 요소는 자동-이득 제어(AGC) 특성을 갖는 저잡음 증폭기(LNA)를 포함할 수 있다.
증폭기 구성 요소(604)의 출력은 병렬 처리 경로로 나누어질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 병렬 처리 경로는 수신된 신호의 동위상(I) 표현 및 수신된 신호의 직교 위상(Q) 표현에 관련된다. 전술한 바와 같이, 이러한 프로세싱 경로 각각은 결합기 구성 요소(606)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 결합기 구성 요소는 서브-대역 발생기(sub-banded generator, 610)로부터 수신된 신호로 증폭기(604)로부터 수신된 콘텐츠를 증가시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 2개의 결합기에서 SB 발생기(610)로부터 수신된 신호는 (90도 만큼) 서로 상이한 위상일 것이다.
도시된 바와 같이, 결합기(606,608)는 필터/적분기 구성 요소(612,614)와 접속되어도 무방하다. 일 실시예에 따르면, 이 신호는 아날로그 적분기 회로(612,614)를 통해 처리되기 전에 LPF(low pass filter)를 통해 전송되지만, 본 발명에 이에 한정되지는 않는다.
필터/적분기 구성 요소(612,614)의 결과는 아날로그-디지털 변환기(ADC, 616,618)로 전송되지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 이 관점에서, 수신된 신호의 아날로그 표현은, 전술한 바와 같이, 수신기 후면단(508)에서 추가 복조, 에러 교정 및 디코딩을 위해 디지털화된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리앰블 검출 방법의 일례에 대한 흐름도이다. 도 7에 도시된 방법의 일례에 따르면, 이 방법은 블록(702)에서 시작하는데, 수신기(예: 500)는 적어도 초광대역 스펙트럼 내의 N개의 좁은 대역 서브 세트에서 신호 에너지를 검색한다. 일 실시예에 따르면, 이 신호는 비컨(beacon) 또는 다른 데이터 포함 신호와 관련될 수 있으며, 이는 통신 채널과 관련되는 프리앰블을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 수신기(500)는 채널 정리 기능(channel clearance activity)을 수행하며, 임계값을 초과하는 하나 이상의 이 N개의 좁은 대역 내에서 신호 에너지를 검색한다. 일 실시예에 따르면, 수신기(500)는 N개의 좁은 대역 각각을 무작위로 체크하여 신호 에너지를 식별한다. 일 실시예에서, 레이크 수신기 아키텍처는 N개의 좁은 대역 중 하나의 신호 에너지를 동시에 검출하도록 채택된다. 개략적인 타이밍 획득 회로가 도 8의 블록도에 도시되어 있다.
간단히 말해서, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개략적인 타이밍 획득 회로의 일례에 대한 블록도를 도시하고 있다. 도 8의 실시예에 따르면, 수신된 신호(802)는 예를 들어 동위상 처리 경로 및 직교 위상 처리 경로를 포함하는 병렬 처리 경로로 나누어질 수 있다. 이 관점에서, 예를 들어, 처리 경로의 하나 이상은 결합기 구성 요소(804,806), 서브 대역 신호 발생기(808)로부터의 입력, 필터 및 아날로그 디지털 변환기(810,812) 및 처리 경로로부터의 신호를 관련되는 다수의 프리앰블 시퀀스 검출기(818)에 분배하는 복조기 구성 요소(814,816)를 포함하는데, 복수(L개)의 서브 대역 각각을 통해 신호가 수신될 수 있다.
도시된 바와 같이, 프리앰블 시퀀스 검출기(818)는 프리앰블 시퀀스 필터(820,822)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이 필터는 주어진 대역과 관련되는 프리앰블 시퀀스를 전송하기 위해 일치될 수 있다. 일치된 필터의 출력은 합산되기 전에(블록 826) 제곱이 될 수 있다(블록 824). 블록(826)에서, 필터로부터의 출력의 제곱된 인벨로프가 발생될 수 있으며, 검출 논리로 전송될 수 있다(블록 828). 일 실시예에 따르면, 검출 논리(828)는 주어진 대역 내의 프리앰블에 관련되는 출력의 레벨이 임계값을 초과하는지를 판정하여, 이 대역 내의 신호의 존재를 표시한다. 이 관점에서, 검출 논리(828)는 펄스 타이밍 및 주파수 시퀀스를 초기화하는 데 이용되어 MB-UWB 상관기 수신기를 실현할 수 있다. 도 7로 돌아가서, 이러한 경우, 수신기(500)의 타이밍 획득 구성 요소(504)는 상세한 타이밍 획득을 구현한다(블록 704).
신호 검출 및 블록(702)에서의 개략적인 타이밍 획득 수행에 따라, 블록(704)은 본 발명의 일 실시예에 따라 상세한 타이밍 동기화를 수행하도록 선택적으로 수행된다. 상세한 타이밍 획득을 수행하는 예시적 회로가 도 9의 블록도에 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상세한 타이밍 획득 회로의 일례에 대한 블록도를 도시하고 있다. 도 9에 도시된 일 실시예에 따르면, 수신된 신호(902)는, 예를 들어, 동위상 처리 경로 및 직교 위상 처리 경로를 포함하는 병렬 처리 경로로 나누어질 수 있다. 이 관점에서, 처리 경로의 하나 이상은 결합기 구성 요소(904,906), 서브-대역 신호 발생시(908)로부터의 입력, 필터와 아날로그-디지털 변환기 구성 요소(910,912) 및 처리 경로로부터의 신호를 예를 들어 신호가 수신될 수 있는 복수(L개)의 서브-대역 각각과 관련되는 다수의 프리앰블 시퀀스 검출기(920,922)로 선택적으로 분배하는 복조기 구성 요소(914,916)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상세한 타이밍 획득 회로(900)는 시간-주파수(FH) 코드를 이용하여 서브대역의 모두를 복조하는데, 개략적인 타이밍 회로(800)가 L개의 서브대역 시간-주파수 코드 펄스 발생시 타이밍 구성 요소(908)를 초기화하는 데 이용되는 것도 무방하다.
도시된 바와 같이, 프리앰블 시퀀스 검출기(920,922)는 복합 프리앰블 시퀀 스 필터(924,926)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이 필터는 주어진 대역과 관련되는 프리앰블 시퀀스를 전송하도록 일치될 수 있다. 일치된 필터의 출력은 합산되기 전에(블록 932) 제곱이 될 수 있다(블록928,930). 블록(932)에서, 필터로부터의 출력의 제곱된 엔벨로프의 합이 발생될 수 있으며, 임계값 및 크로스 검출기(934)로 전송될 수 있다. 검출기(934)는 예를 들어 사전 결정된 범위에 걸친 소정 값(δ)에 의해 펄스 발생기(908)의 타이밍을 조절할 수 있다(블록 936). 블록(932)의 합이 이 범위에 걸쳐 모든 오프셋(δ)에 대해 계산되었으면, 전술한 합의 최대값을 갖는 특정 오프셋이 블록(908)의 펄스 발생기의 상세한 타이밍에 대해 선택된다. 일 실시예에 따르면, 펄스 발생기(908)의 타이밍은 개략적인 타이밍 주위의 +/- 2ns의 범위에 걸쳐 δ(예: 1ns) 증분으로 변화될 수 있다.
타이밍 획득, 채널 추정 및 복조 외에도, RF 전면단은 협대역 간섭(NBI) 완화 기능을 포함할 수 있다. 이 관점에서, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 협대역 간섭(NBI) 검출 기능의 일례에 대한 블록도를 제공한다. 도 10에 도시된 예에 따르면, NBI 완화 구성 요소(1000)는 하나 이상의 제곱기 구성 요소(squarer element, 1002), 적분기 구성 요소(1004) 및/또는 비교기 구성 요소를 포함할 수 있으며, 각각은 도시된 바와 같이 접속되지만, 본 발명에 이에 한정되는 것은 아니다. 적어도 전술한 기능의 서브 세트를 수행하는 더 또는 덜 복잡한 협대역 간섭 검출 구성 요소가 본 발명의 범위 내에서 예상된다는 것을 이해해야 한다.
일 실시예에 따르면, 협대역 간섭(NBI) 검출기(1000)는 서브 대역 에너지 검출기로서 고려되지만, 이 관점에서, NBI를 식별하기 위해 수신된 신호로부터의 구 조적 정보에 의존하지는 않는다. 시스템 구조(예: 802.11a/b 프리앰블 정보 등)를 이용하여 능동적으로 NBI를 완화시키는 다른 구현들도 예상된다.
일 실시예에 따르면, NBI 완화 구성 요소(1000)에 의해 검출되는 바와 같은 강한 간섭자(예: -3dB보다 큰 신호 대 간섭비(SIR))를 검출하면, 수신기(500)는 이러한 NBI의 표시를 송신기로 발신한다. 이러한 표시는 송신기에 의해 이러한 간섭을 겪는 대역 내의 송신을 피하라는 요구로 해석된다. 일 실시예에 따르면, 송신기는 소정 마진, 예를 들어 275MHz 만큼 송신 대역의 중심 주파수를 시프트할 수 있다.
보다 약한 NBI 소스에 있어서, 완화 구성 요소(1000)는 수신기 내의 링크 설계가 MBOK/RS 코딩 등의 사용을 통해 수신된 신호로부터의 이러한 간섭을 제거하도록 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 후면단 서브 세트의 일례에 대한 블록도이다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따라, 피드포워드 이퀄라이저(510), 검출리(518) 및 피드백 이퀄라이저(520)의 1회 반복이 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 수신기 전면단으로부터의 콘텐츠가 이 디코딩 구성 요소(1100)의 복수의 반복을 통해 전송되어도 무방하다.
도 11에 도시된 예에 따르면, 디코딩 구성 요소(1100)는 레이크 결합기(1104, (1)...(N)), 이진수 직교 검출기(1106, (1)...(N)), 이진수 직교 기호 재발생기(1108,(1)...(N)), 간섭 상쇄기(1100, (1)...(N)), 레이크/이진수-직교 검출기(1112, (1)...(N))를 포함한 채로 도시되었으며, 각각은 도시된 바와 같이 접속된다. 다수의 다른 기능 구성 요소로 도시되었지만, 당업자는 본 발명의 범위 내에서 더 많거나 적은 수의 기능 블록을 갖는 디코딩 구성 요소(1100)가 예상된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 이 피드포워드 이퀄라이저는 잡음 향상, 에너지 포획, 및 자기-간섭을 군형 맞추는 MMSE(minimum mean-square-error) 필터일 수 있다. 이 MMSE 필터는 채널 추정을 이용하고, 채널 상관성 매트릭스를 생성하고, 조정 벡터(a steering vector)와 연관되는 상관성 벡터의 전환을 발생시켜서 MMSE 필터 탭을 형성하는 블록 형태로 구현될 수 있다. 이와 달리, MMSE 필터 계수는 트레이닝을 위한 패킷의 시작에서 표준 LMS 또는 고속 RLS 알고리즘 및 적합한 프리앰블 시퀀스를 이용하여 트레이닝될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 입력 샘플(1102)은 예를 들어 수신기 전면단(506)으로부터 수신되고 어떤 수의 레이크 결합기(1104, (1)...(N))뿐만 아니라 하나 이상의 간섭 상쇄기(1110, (1)...(N))로 전송된다. 레이크 결합기(1104)는 표시하기 위해 레이크 수신기의 여러 핑거(fingers)로부터의 에너지를 이진수 직교 검출기(1106)에 결합시킬 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이진수 직교 검출기(1106)는 수신된 신호 내의 MBOK 코드를 식별하기 위한 시도를 한다.
블록(1108)에서, 신호가 이진수 직교 기호 재발생기에 전송되어, MBOK 인코딩된 기호를 디코딩할 수 있다. 그 후, 이 디코딩된 정보는 간섭 상쇄기(1110)로 전송될 수 있다. 전술한 바로부터, MBOK는 단지 적합한 인코딩 방안의 일례이며, 이와 같이, 도 11의 구현은 수신기(500)에 의해 적합한 임의의 수의 전술한 코딩/디코딩 방안(코덱(codec))으로 변형되어도 무방하다. 이 관점에서, 구성 요소 (1104-1108 및 1112)의 이름은 주어진 무선 통신 환경을 위해 실제로 구현되는 코덱을 반영하도록 수정될 수 있다.
도시된 바와 같이, 이러한 간섭 상쇄 구성 요소(1110)의 출력은 그 사이에 산재되는 추가 간섭 상쇄 구성 요소를 갖는 후속 레이크 결합기, 검출기, 기호 발생기 구성 요소(1112,1116,1120,1124) 중 하나 이상으로 전송되어, 도시된 바와 같이, 견고한 디코딩/간섭 상쇄 수신기 아키텍처를 제공한다.
전술한 설명은 새로운 초광대역 송신기 아키텍처 및 관련 방법뿐만 아니라, 새로운 초광대역 수신기 아키텍처 및 관련 방법의 일례에 대한 실시예를 설명한다는 것을 이해해야 한다. 이러한 구성 요소 중 하나 이상이 서로 결합되거나 종래 구성 요소와 결합되어 새로운 초광대역 송수신기 아키텍처를 구성할 수 있다. 실시예는 종래 초광대역 수신기와 결합하는 새로운 초광대역 송신기 및 관련 방법, 개시된 UWB 수신기 및 관련 방법과 결합하는 종래 UWB 송신기와, 및/또는 새로운 UWB 수신기 아키텍처 및 관련 방법과 결합하는 새로운 UWB 송신기 및 관련 방법을 포함할 수 있다. 전술한 실시예 중 임의의 하나 이상의 실시예는 실리콘, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 및/또는 그 조합으로 구현될 수 있다.
도 12를 참조하여, 송신기 아키텍처(100), 수신기 아키텍터(500) 또는 전술한 송수신기들 중의 하나 중에서 하나 이상에 의해 수행되는 네트워크 제어 기능을 설명할 것이다. 특히, 본 발명의 일 실시예의 다른 양태에 따라, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 피코넷 설치 방법의 일례에 대한 흐름도를 도시하고 있다.
도 12에 도시된 일 실시예에 따르면, 이 방법은 블록(1202)에서 시작되는데, 여기서 피코넷 제어기(PNC)는 잠재 간섭자를 나타내는 신호를 위해 주사(scan)할 수 있다. 전술한 바와 같이, 피코넷 제어기(PNC)는 송신기 아키텍처, 수신기 아키텍처, 송수신기 내에 포함되거나 어느 곳에도 포함되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면 표시자 신호는 예를 들어 다른 PNC로부터의 비컨 신호일 수 있다. 특히, PNC는 자신의 표시자 신호를 위해 사용하고자 하는 시간-주파수(또는 주파수 홉핑(FH))을 채택하는 표시자 신호를 검색할 수 있다.
블록(1204)에서, PNC는 임의의 표시자 신호가 식별되었는지를 판정할 수 있다. 충돌하는 표시자 신호가 식별되는 경우(블록 1204), PNC는, 프로세스가 블록(1202)으로 복귀함에 따라, 다른 시간-주파수(FH) 코드가 이용 가능하다면 이를 이용하려는 시도를 할 것이다.
이용 가능한 다른 FH 코드가 없는 경우, PNC는 추가 다중화 기술을 이용하여 차일드(child) 피코넷 네트워크를 설치하려는 시도를 할 것이다. 이 관점에서, PNC는 FH 코드와 결합하여 주파수 분할 다중화, 시분할 다중화 등 중에서 하나 이상을 채택하는 차일드 피코넷을 설치하려는 시도를 할 수 있다.
블록(1210)에서, 차일드 피코넷의 설치에 따라, 또는 블록(1204)에서 간섭하는 표시자 신호가 검출되지 않으면, PNC는 N개에 이르는 요구되는 송신 대역을 주사하여 간섭에 대한 잠재 소스를 식별한다.
블록(1212)에서, PNC는 지원되는 대역의 수를 나타내는 원격 피코넷 맴버로 송신하기 위한 메시지와, 이 대역 각각 내에서 채택하는 FH 코드를 발생시킨다.
블록(1214)에서, (사선으로 표시되는) 피코넷에 참여할 수신 장치는 PNC로부 터의 이러한 메시지를 주사하고 피코넷에 선택적으로 합류하여, 적어도 하나의 동작 파라미터 서브 세트(선택 대역, FH 코드 등)를 채택한다.
다른 실시예
당업자는 전술한 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 다른 실시예 및 구현도 본 발명의 범위 내에서 예상된다는 것을 이해할 것이다. 이러한 다른 실시예를 간략히 후술할 것이다.
도 13은, 액세싱 장치에 의해 실행되면 실행 가능한 콘텐츠를 포함하는 저장 매체의 일례에 대한 블록도인데, 이는 이 장치로 하여금 전술한 비활성 초광대역 송수신기 아키텍처와 관련 방법의 하나 이상의 양태를 구현하도록 한다. 이 관점에서, 본 발명의 일 실시예에 따라, 저장 매체(1300)는 송수신기 아키텍처를 구현하는 콘텐츠(1302)를 포함하여 UWB 신호를 구성하는 N개의 좁은 주파수 대역 내에서 M개의 순차적 펄스를 포함하는 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호를 발생시키고 수신한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 기계 판독 가능한 매체(1300)는 플로피 디스켓, 광학 디스크, CD-ROM, 자기-광학 디스크, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, 자성 또는 광학 카드, 플래시 메모리 또는 다른 종류의 전자 인스트럭션을 저장하기에 적합한 매체/기계-판독 가능한 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품으로서 다운 로드될 수도 있는데, 이 프로그램은 반송파에 포함되는 데이터 신호 또는 통신 링크를 통한 다른 전파 매체 에 의해 원격 컴퓨터에서 요철 컴퓨터로 전송될 수 있다.
전술한 설명에서, 설명의 목적을 위해, 본 발명의 전체적인 이해를 제공하기 위해 많은 특정 세부사항이 설정되었다. 그러나, 당업자에게 있어서 이들 특정 세부사항의 일부 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 다른 예에서, 잘 알려진 구조 및 장치가 블록도 형태로 도시되어 있다.
본 발명은 여러 단계를 포함한다. 본 발명의 단계는 하드웨어 구성 요소에 의해 수행되거나 기계-실행 가능한 콘텐츠에 포함될 수 있으며, 이는 범용 또는 전용 프로세서 또는 논리 회로가 단계를 수행할 인스트럭션을 이용하여 프로그래밍되도록 하는데 이용될 수 있다. 이와 달리, 단계는 하드웨어 및 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다. 또한, 본 발명을 네트워크 장치의 관점에서 설명하였지만, 당업자는 이러한 기능성이 예를 들어 연산 장치(예: 서버) 내의 집적된 임의의 수의 다른 실시예에도 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
방법들 중 많은 수는 가장 기본적인 형태로 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 임의의 방법으로부터 단계가 추가되거나 삭제될 수 있으며, 전술한 메시지에 정보가 더해지거나 빼질 수 있다. 본 발명의 범위 내에서 발명적 개념의 임의의 수의 변형이 예상된다.
이 관점에서, 특별히 도시된 실시예는 제한하기 위한 것이 아니라 단지 예시적인 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 특정 실시예가 아닌 첨부된 청구범위의 표현에 의해서만 결정되어야 한다.

Claims (48)

  1. 하나 이상의 안테나를 통해 송신용 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호를 발생시키는 송신기를 포함하되,
    상기 발생된 MB-UWB 신호는 다수의 상이한 주파수 대역에서 N개의 좁은 대역의 펄스를 포함하며,
    하나의 좁은 대역 내의 순차적 또는 병렬적 펄스의 수(M)는 1 보다 큰
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는,
    상기 발생된 다중 대역 초광대역 신호의 상기 좁은 대역 펄스 중 선택된 펄스를 통해 수신된 송신용 콘텐츠를 인코딩하는 전면단(a front end)을 포함하는
    장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기 전면단은,
    상기 콘텐츠를 수신하고 에러 교정 정보를 내부에 포함하는 하나 이상의 인코더를 포함하는
    장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 인코더는 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 인코딩, 평쳐드 콘볼루션(punctured convolution) 인코딩, 리드-솔로몬 인코딩과 결합하는 연쇄 콘볼루션 인코딩, 터보 코딩 또는 상기 수신된 콘텐츠에 관한 저밀도 패리티 체크(LDPC) 코딩 중 하나 이상을 수행하여 원격 수신기에서 수신된 신호 내의 버스트(burst) 에러 검출 및 교정을 가능하게 하는
    장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기 전면단은,
    인코더에 응답하여 상기 인코딩된 콘텐츠에 관한 MBOK(M-ary Binary Orthogonal Keying)를 수행하는 하나 이상의 맵퍼(mapper)를 포함하는
    장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 송신기 전면단은,
    상기 이진수-직교 맵퍼에 응답하여 N개의 콘텐츠 블록을 지나 상기 인코딩된 콘텐츠를 인터리빙하는(interleave) 하나 이상의 인터리버를 더 포함하는
    장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 송신기 전면단은,
    상기 인터리버에 응답하여 인터리빙된 콘텐츠를 수신하고, 수신된 콘텐츠에 유사-랜덤 잡음(pseudo-random noise: PN) 마스크를 적용시키는 결합기 구성 요소를 더 포함하는
    장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 송신기 전면단은,
    상기 결합기에 응답하여 마스킹된 콘텐츠를 수신하고, 수신된 콘텐츠에 프리앰블(preamble)을 적용시키는 합산 구성 요소를 더 포함하되,
    상기 프리앰블은 상기 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호의 수신기에서 타이밍 동기화 및 채널 추정을 촉진하는
    장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 송신기는,
    상기 송신기 전면단에 응답하여 상기 전면단으로부터의 상기 인코딩된 콘텐츠를 수신하고, 상기 수신된 콘텐츠를 변조하고 이를 초광대역(UWB) 스펙트럼의 상대적으로 좁은 대역 내의 N개의 펄스를 지나 전송하기 위해 준비하는 무선 주파수(RF) 후면단(backend)을 더 포함하는
    장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 RF 후면단은,
    상기 송신기 전면단에 응답하여 상기 인코딩된 콘텐츠를 수신하고 직교 위상 시프트-키잉(QPSK: quadrature phase shift-keying)을 이용하여 상기 수신된 콘텐츠를 변조하는 다중 대역 변조기를 포함하는
    장치.
  11. 삭제
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기 전면단은,
    인코더에 응답하여 N개의 콘텐츠 블록을 지나 상기 인코딩된 콘텐츠를 인터리빙하는 하나 이상의 인터리버를 더 포함하는
    장치.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기 전면단은,
    인코더에 응답하여 인코딩된 콘텐츠를 수신하고, 수신된 콘텐츠에 유사-랜덤 잡음(PN) 마스크를 적용시키는 결합기 구성 요소를 더 포함하는
    장치.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기 전면단은,
    인코더에 응답하여 인코딩된 콘텐츠를 수신하고, 수신된 콘텐츠에 프리앰블을 적용시키는 합산 구성 요소를 더 포함하되,
    상기 프리앰블은 상기 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호의 수신기에서 타이밍 동기화 및 채널 추정을 촉진하는
    장치.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는,
    상기 송신기 전면단에 응답하여 상기 전면단으로부터 상기 인코딩된 콘텐츠를 수신하고 상기 수신된 콘텐츠를 변조하며 이를 초광대역(UWB) 스펙트럼의 좁은 대역 내의 N개의 펄스를 통해(across) 전송하기 위해 준비하는 무선 주파수(RF) 후면단을 포함하는
    장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 RF 후면단은,
    상기 송신기 전면단에 응답하여 상기 인코딩된 콘텐츠를 수신하고 QPSK를 이용하여 상기 수신된 콘텐츠를 변조하는 다중 대역 변조기를 포함하는
    장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 안테나와 접속되며, 초광대역 스펙트럼의 복수의 좁은 대역을 지나 확산되는 N개의 펄스 각각을 수신 및 복조하여 내부에 포함되는 콘텐츠를 회복하는 수신기를 더 포함하는
    장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치가 대중 대역 초광대역 신호를 이용하여 통신할 수 있는 하나 이상의 안테나를 더 포함하는
    장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 장치는 주파수 분할 이중화(FDD: frequency division duplex)를 채택하여 공통 안테나를 이용하여 분리된 주파수 상에서 동시 송신 및 수신을 가능하게 하는
    장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 장치인
    장치.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 좁은 대역 서브세트 내의 순차적 펄스의 수는 4 이하인
    장치.
  25. 하나 이상의 안테나에 응답하여 초광대역(UWB) 스펙트럼의 N개의 좁은 대역 내의 펄스로 구성되는 UWB 신호를 수신하는 수신기를 포함하되,
    상기 좁은 대역 각각 내의 펄스의 수(M)는 1 이상이며 상기 수신기 또는 송신기에 의해 동적으로 제어되는
    장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 하나 이상의 안테나에 응답하여 상기 UWB 스펙트럼의 상기 좁은 대역 중 임의의 대역 내에서 에너지를 검출하여, 타이밍 획득/동기화 및 채널 추정을 수행하는 채널 획득 구성 요소를 포함하는
    장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 채널 획득 구성 요소는,
    상기 하나 이상의 안테나에 응답하여, 상기 UWB 스펙트럼 내의 N개의 상기 좁은 대역의 선택된 대역 내의 프리앰블 정보의 검출에 적어도 부분적으로 기초하여, 개략적인 타이밍 획득 또는 상세한 타이밍 획득 중 하나 이상을 수행하는 타이밍 획득 구성 요소를 포함하는
    장치.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 초광대역(UWB) 스펙트럼의 N개의 복수의 좁은 대역 중 하나 이상의 대역 내에서 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호를 복조하는 무선 주파수(RF) 전면단을 포함하는
    장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 RF 전면단에 의해 수행되는 상기 복조는 상기 수신된 MB-UWB 신호의 원격 송신기에 의해 수행되는 상기 변조에 상보적인(complementary)
    장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 RF 전면단은 상기 수신된 신호의 QPSK 복조를 수행하는
    장치.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 수신기는,
    송신 동안에 마주치는 적어도 하나의 에러 서브 세트를 교정하고 상기 수신된 MB-UWB 신호의 복조된 재표시(representation) 내에 포함되는 콘텐츠를 디코딩하여, 원격 송신기로부터 상기 수신기로 송신되는 콘텐츠의 재표현을 발생시키는 디지털 후면단을 포함하는
    장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 디지털 후면단은 피드포워드 이퀄라이저, 유사-잡음 마스크 발생기, 결합기, 블록 디인터리버, 검출기, 피드백 이퀄라이저 또는 디코더 중 하나 이상을 포함하되,
    이들은 접속되어 상기 MB-UWB 신호의 송신 동안에 마주치는 적어도 하나의 에러 서브 세트를 식별 및 교정하며, 다른 수신기를 향해 지정되는 인코딩된 콘텐츠로부터 상기 수신기를 향해 지정되는 수신된 상기 신호 내에 포함되는 인코딩된 콘텐츠를 구별하는
    장치.
  33. 제 25 항에 있어서,
    상기 수신기에 접속되어, 상기 수신기가 MB-UWB 신호를 수신하는 하나 이상의 안테나를 더 포함하는
    장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 장치는 주파수 분할 이중화(FDD)를 채택하여 하나 이상의 안테나를 통해 MB-UWB 신호를 동시에 송신 및 수신하는
    장치.
  35. 제 25 항에 있어서,
    하나 이상의 안테나를 통해 송신용 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호를 발생시키는 송신기를 더 포함하되,
    상기 발생된 MB-UWB 신호는 다수의 상이한 주파수 대역에서 N개의 좁은 대역 펄스로 구성되며,
    주어진 좁은 대역 내의 순차적 펄스의 수(M)는 1 펄스보다 큰
    장치.
  36. 제 25 항에 있어서,
    상기 장치는 수신기인
    장치.
  37. 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호를 통한 송신용 콘텐츠를 시간-주파수 코드 연장의 적용에 의해 인코딩하는 단계를 포함하되,
    상기 시간 주파수 코드 연장은 다중 대역 초광대역(MB-UWB) 신호를 포함하는 N개의 좁은 대역 중 임의의 대역 내의 순차적 펄스의 수(M)를 정의하는
    방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 인코딩하는 단계는,
    하나 이상의 에러 교정 코드, 다중 액세스 코드 또는 프리앰블을 상기 송신 이전에 상기 콘텐츠로 포함시키는 단계를 더 포함하는
    방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 에러 교정 코드는 리드-솔로몬 인코딩, 평쳐드 콘볼루션 인코딩, 리드-솔로몬 인코딩과 결합하는 연쇄 콘볼루션 인코딩, 터보 코딩 또는 저밀도 패리티 체크(LDPC) 코딩 중 하나 이상을 포함하는
    방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 인코딩하는 단계는,
    MBOK 코드를 상기 콘텐츠에 적용하는 단계와,
    상기 MBOK 인코딩된 콘텐츠를 인터리빙하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  41. 액세싱 머신에 의해 실행되면 상기 머신로 하여금 제 37 항에 기재된 방법을 구현하도록 하는 콘텐츠를 포함하는
    컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  42. 이용 가능한 콘텐츠를 내부에 갖는 메모리와,
    상기 메모리와 결합되어, 상기 메모리 내의 이용 가능한 적어도 하나의 상기 콘텐츠 서브 세트를 선택적으로 액세스하고 실행하여 제 37 항에 기재된 방법을 구현하는 제어 논리를 포함하는
    통신 장치.
  43. 다중 대역 초광대역(UWB) 신호의 N개의 좁은 대역 내의 M개의 순차적 펄스 내에서 수신되는 콘텐츠를 복조 및 디코딩하는 단계를 포함하되,
    임의의 주어진 좁은 대역 내의 순차적 펄스의 수(M)는 1보다 큰
    방법.
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 제 43 항에 있어서,
    상기 MB-UWB 스펙트럼의 상기 복수의 대역 내에서 선택된 대역을 분석하여 채널 정리(clearance) 기능을 수행하는 단계와,
    적어도 상기 선택된 대역 내의 임계를 초과하는 신호 내에서 식별되는 프리앰블 정보에 기초하여 타이밍 동기화를 획득하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  47. 액세싱 머신에 의해 실행되면 상기 머신으로 하여금 제 43 항에 기재된 방법을 구현하도록 하는 콘텐츠를 포함하는
    컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  48. 이용 가능한 콘텐츠를 내부에 갖는 메모리와,
    상기 메모리와 결합되어, 상기 메모리에 선택적으로 액세스하고 적어도 내부에 상기 이용 가능한 콘텐츠 서브세트를 실행하여 제 43 항에 기재된 방법을 구현하는 제어 논리를 포함하는
    통신 장치.
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