KR101141044B1

KR101141044B1 - 연속 펄스를 사용하여 신호감지 확률을 높이는 에너지 검출 기반 ｉｒ－ｕｗｂ 시스템

Info

Publication number: KR101141044B1
Application number: KR1020100120590A
Authority: KR
Inventors: 강지명; 박영진; 이순우; 강문경; 김관호
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-07-12

Abstract

본 발명에 의한 한 심볼 내에서 연속 펄스를 사용하여 신호감지 확률을 높이는 에너지 검출 기반 IR-UWB 시스템이 개시된다.
본 발명에 따른 에너지 검출 기반의 IR-UWB 시스템은 디지털 임펄스 신호를 UWB(Ultra Wide Band) 신호로 변환하되, 다수의 지연기를 이용하여 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시켜 그 여러 개의 UWB 신호를 송신하는 송신기; 및 상기 여러 개의 UWB 신호를 수신하고, 수신된 상기 여러 개의 UWB 신호의 에너지를 검출하여 검출된 상기 에너지를 기반으로 신호를 감지하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 본 발명은 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 높아질 수 있고, 이로 인해 통신의 안정성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 통신 거리를 증가시킬 수 있다.

Description

연속 펄스를 사용하여 신호감지 확률을 높이는 에너지 검출 기반 ＩＲ－ＵＷＢ 시스템{Energy detection based IR-UWB system for increasing signal detection probability using continuous pulses}

본 발명은 IR-UWB(Impulse Radio-Ultra Wide Band) 시스템에 관한 것으로, 특히, 한 심볼 내에서 연속 펄스를 사용하여 신호감지 확률을 높이는 에너지 검출 기반 IR-UWB 시스템에 관한 것이다.

현재 근거리 통신용으로서 대표적으로 사용되는 블루투스 기술은 사용자가 많은 경우 실시간 전송이 원활하게 이루어지지 못하며 통신 프로토콜이 복잡하고 전력 소모가 커 장시간 사용하기에는 여러 가지 문제점을 가지고 있다.

이를 극복하기 위한 통신 방식들이 제안되고 있는데, 이중에서도 2002년 4월 미국 연방통신위원회(Federal Communication Commission; FCC)의 주파수 할당 및 상업화 승인 이후, 초광대역(Ultra Wide Band; UWB) 통신 기술에 대한 연구와 개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 2007년 IEEE802.15.4a 국제 표준화 그룹에서는 무선 측위 기능까지 수반하는 저속 저전력 W-PAN(Wireless Personal Area Network)용 UWB 표준화를 제정하여, 상용화 제품 개발에 속도를 더하고 있고, 최근에는 임펄스 초광대역 기술의 가장 큰 장점인 정밀 위치인식 기술 활용을 주요 내용으로하는 IEEE 802.15.4f (ACTIVE RFID)와 ISO/IEC 24730-part6 (UWB RTLS air interface)가 제정 중에 있다.

연속적인 정현파를 사용하는 기존의 무선통신 시스템과는 달리, 전형적인 임펄스 라디오(Impulse Radio) UWB(IR-UWB) 시스템 송신단에서는 1 nsec 내외의 매우 좁은 폭을 갖는 펄스 혹은 가우시안 모노사이클 펄스(Gaussian Monocycle Pulse)를 단속적으로 전송한다. 이러한 이유로 IR-UWB 시스템은 수백 MHz～수 GHz의 대역에 걸쳐 매우 낮은 전력의 초 광대역 특성 및 간섭 특성을 갖게 되고, 높은 채널 용량과 데이터 전송율을 지원하며 다중경로에 대한 세밀한 분해가 용이하므로 오차가 수십 cm 이내의 정밀한 무선측위가 가능해진다.

도 1은 종래 기술에 따른 단일 펄스를 검출한 결과를 나타내는 예시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 그림 (a)처럼 단일 펄스를 사용하는 경우 에너지가 임계치를 넘어가면 펄스를 검출하는 방식을 사용하여 그림 (b)처럼 단일 펄스를 검출한 결과를 보여주고 있는데, 그림처럼 펄스가 명확하게 검출되지 않는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 종래 기술에 따른 IR-UWB 시스템에서는 하나의 펄스를 하나의 심벌(symbol)로 사용하기 때문에, SNR(Signal-to-Noise Ratio)의 향상에 한계가 있을 뿐만 아니라 통신 거리에서도 한계가 있다는 문제점이 있게 된다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 짧은 임펄스 여러 개를 수 나노초 이하의 간격으로 연속적으로 생성한 후에 여러 개의 임펄스를 하나의 심벌로 사용할 수 있도록 한 연속 펄스를 사용하여 신호감지 확률을 높이는 에너지 검출 기반 IR-UWB 시스템을 제공하는데 있다.

이를 위하여, 본 발명의 다른 한 관점에 따른 에너지 검출 기반의 IR-UWB 시스템은 디지털 임펄스 신호를 UWB(Ultra Wide Band) 신호로 변환하되, 하나의 정보에 대하여 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시켜 그 여러 개의 UWB 신호를 송신하는 송신기; 및 상기 여러 개의 UWB 신호를 수신하고, 수신된 상기 여러 개의 UWB 신호의 에너지를 검출하여 검출된 상기 에너지를 기반으로 신호를 감지하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 송신기는 상기 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시키되, 상기 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시키되, 한 정보에 대한 연속되는 임펄스 신호의 주기는 임펄스 신호의 신호폭의 10배 이하이고, 한 개의 정보에 해당하는 펄스의 전체 시간폭이 전체 주기의 30% 이하인 것을 특징으로 한다.

필요에 따라, 상기 송신기는 상기 디지털 임펄스 신호를 출력하는 베이스밴드부; 출력된 상기 디지털 임펄스 신호를 UWB 신호로 변환하는 RF 펄스 생성기; 상기 RF 펄스 생성기의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연 경로 각각에 연결되고 상기 UWB 신호를 일정 시간만큼 지연시키는 다수의 지연기; 및 상기 주 경로와 상기 다수의 지연 경로를 통과하는 UWB 신호가 연속적으로 출력되는 송신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 다수의 지연기는 서로 다른 지연 시간을 갖도록 각각 인터버 체인(inverter chain)의 직렬 구조로 구현되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 송신 안테나는 상기 RF 펄스 생성기의 출력측의 상기 주 경로와 상기 다수의 지연 경로를 통과하는 UWB 신호들이 시간축 상에서 서로 겹쳐지지 않도록 합쳐져서 연속적으로 출력되는 것을 특징으로 한다.

필요에 따라, 상기 송신기는 상기 디지털 임펄스 신호를 출력하는 베이스밴드부; 상기 베이스밴드부의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연 경로 각각에 연결되어 상기 디지털 임펄스 신호를 각각 일정 시간만큼 지연시키는 다수의 지연기; 상기 주 경로와 상기 다수의 지연 경로를 통과하는 다수의 디지털 임펄스 신호를 연속적으로 UWB 신호로 변환하는 RF 펄스 생성기; 및 상기 RF 펄스 생성기에서 변환된 상기 UWB 신호가 연속적으로 출력되는 송신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 RF 펄스 생성기는 게이트 스텝 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.

필요에 따라, 상기 송신기는 상기 디지털 임펄스 신호를 출력하는 베이스밴드부; 상기 베이스밴드부의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연 경로 각각에 연결되어 상기 디지털 임펄스 신호를 각각 일정 시간만큼 지연시키는 다수의 지연기; 상기 주 경로와 상기 다수의 지연기 각각에 직렬로 연결되어 입력된 상기 디지털 임펄스 신호 각각을 UWB 신호로 변환하는 다수의 RF 펄스 생성기; 및 상기 다수의 RF 펄스 생성기에서 변환된 상기 UWB 신호가 연속적으로 출력되는 송신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 본 발명은 지연기를 이용하여 짧은 임펄스를 여러 개 연속적으로 생성한 후에 여러 개의 임펄스를 하나의 심벌로 사용함으로써, SNR이 높아질 수 있다.

또한, 본 발명은 지연기를 이용하여 짧은 임펄스를 여러 개 연속적으로 생성한 후에 여러 개의 임펄스를 하나의 심벌로 사용함으로써, 수신기에서의 신호감지 확률을 더욱 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 지연기를 이용하여 짧은 임펄스를 여러 개 연속적으로 생성한 후에 여러 개의 임펄스를 하나의 심벌로 사용함으로써, SNR이 높아지기 때문에 통신의 안정성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명은 지연기를 이용하여 짧은 임펄스를 여러 개 연속적으로 생성한 후에 여러 개의 임펄스를 하나의 심벌로 사용함으로써, 통신 거리를 증가시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 단일 펄스를 검출한 결과를 나타내는 예시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 검출 기반 IR-UWB 시스템을 나타내는 예시도이고,
도 3은 도 2에 도시된 적분기(226)의 동작원리를 설명하기 위한 예시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 펄스를 생성하기 위한 장치를 나타내는 제1 예시도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 펄스를 생성하기 위한 장치를 나타내는 제2 예시도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 펄스를 생성하기 위한 장치를 나타내는 제3 예시도이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연속 펄스를 검출한 결과를 나타내는 예시도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 연속 펄스를 사용하여 신호감지 확률을 높이는 에너지 검출 기반 IR-UWB 시스템을 첨부된 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 연속 펄스를 생성하되, 짧은 임펄스 여러 개를 수 나노초 이하의 간격으로 연속적으로 생성한 후에 여러 개의 임펄스를 하나의 심벌(symbol)로 사용하는 방안을 제안한다. 특히, 본 발명은 RF 펄스 생성기와 지연기 간의 연결 관계에 따라 여러 가지 형태로 구성될 수 있는데, 이러한 여러 가지 형태의 구성에서 모두 여러 개의 임펄스를 연속적으로 생성하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 검출 기반 IR-UWB 시스템을 나타내는 예시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 에너지 검출 기반 IR-UWB 시스템은 베이스밴드부(baseband unit)(212), 연속 RF 펄스 생성부(pulse generator)(214), 송신 안테나(216) 등으로 이루어진 송신기(210), 및 수신 안테나(222), 필터부(filter unit)(221), 초광대역 LNA(223), 포락선 검파기(225), 적분기(227), 비교기(229) 등으로 이루어진 수신기(220) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

송신기(210)의 베이스밴드부(212)는 디지털 임펄스 신호를 출력하고 연속 RF 펄스 생성기(214)는 디지털 임펄스 신호를 RF(Radio Frequency) 신호 또는 UWB(Ultra Wide Band) 신호로 변환하되, 다수의 지연기를 이용하여 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시켜 그 여러 개의 UWB 신호를 송신 안타네(216)를 통해 출력 또는 송신하게 된다.

이때, 본 발명에 따른 연속 RF 펄스 생성기(214)는 디지털 임펄스 신호를 RF 신호로 변환하는 RF 펄스 생성기와 다수의 지연기 간의 연결 관계에 따라 여러 가지 형태로 구현 또는 구성할 수 있는데, 이하에서 다시 설명하기로 한다.

필터부(221)는 수신 안테나(222)를 통해 수신된 여러 개의 UWB 신호 를 필터링하고, 초광대역 LNA(223)는 필터링된 여러 개의 UWB 신호를 증폭하게 된다. 그리고 포락선 검파기(225)은 증폭된 여러 개의 UWB 신호의 포락선을 검파하고 적분기(227)는 그 검파된 여러 개의 UWB 신호를 적분하여 여러 개의 UWB 신호에 대한 에너지를 산출하게 되는데, 그 원리를 도 3을 참조하여 설명한다.

특히, 포락선 검파기(225)는 단일 펄스를 사용할 경우보다 한 주기 내에 다수의 펄스를 수 나노초 주기로 연속적으로 보내면 포락선 검파기의 수신 신호 크기는 커져, 신호의 검출 성능이 개선될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 포락선 검파기(225)와 적분기(227)의 동작원리를 설명하기 위한 예시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 포락선 검파기(225)와 적분기(227)는 수신된 UWB 신호에 대한 에너지를 산출하게 되는데, 그림 (a)처럼 하나의 심볼 내에 단일 펄스 즉, 하나의 UWB 신호에 대한 에너지(점선으로 표시되어 있음)를 산출할 수는 있지만 에너지가 미약하여 UWB 신호를 정확히 감지할 수가 없게 된다.

그러나 그림 (b)처럼 하나의 심볼 내에 연속 펄스 즉, 여러 개의 UWB 신호를 사용하게 되면 에너지가 높아져서 신호 감지 확률을 높일 수 있다. 따라서 그림 (a)처럼 종래 기술의 단일 펄스를 사용하는 것보다 그림 (b)처럼 본 발명에서 제안하는 연속 펄스를 사용하는 것이 신호감지 확률을 더욱 높일 수 있게 된다.

본 발명은 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시키되, 한 정보에 대한 연속되는 임펄스 신호의 크기나 주기는 달라도 무관하며, 주기는 임펄스 신호의 신호폭 이상이며 신호폭의 10배 이하로 할 수 있다. 또한, 각 정보마다 시작되는 첫 펄스는 시스템에서 정한 일정한 주기를 만족하여야 한다. 연속 펄스의 수는 한 개의 정보에 해당하는 펄스의 전체 시간폭이 전체 주기의 30%이하인 것이 바람직하다.

이처럼 본 발명에 따른 Noncoherent 임펄스 초광대역 시스템 수신기의 성능은 가능한 많은 에너지를 한 주기 동안 받는 것이 유리하다. 즉, 하나의 송신 정보당(1 비트 또는 1 심볼당) 다수의 임펄스를 송신하는 것이 바람직하다.

다시 도 2를 보면, 비교기(229)는 산출된 에너지를 기초로 신호를 감지하게 되는데, 즉, 산출된 에너지가 기 설정된 임계치 이상이면 UWB 신호를 수신하였다고 판단하고 산출된 에너지가 기 설정된 임계치 미만이면 UWB 신호를 수신하지 못하였다고 판단하게 된다.

예컨대, 비교기(229)는 산출된 에너지가 임계값 이상이면 제1 상태 값(예를 들어, "1")의 1 비트 디지털 데이터를 출력하고, 산출된 에너지가 임계값 미만이면 제2 상태 값(예를 들어, "0")의 1 비트 디지털 데이터를 출력한다.

이하에서는 본 발명에서 제안하는 연속 펄스를 생성하기 위한 송신기의 상세한 구성과 그 동작 원리를 여러 가지 형태로 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 도 2에 도시된 송신기(210)의 상세한 구성을 나타내는 제1 예시도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 IR-UWB 시스템의 송신기(210)는 베이스밴드부(baseband unit)(212), RF 펄스 생성기(pulse generator)(214a), 및 RF 펄스 생성기(214_a)의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연기(delay unit)(220_b) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

베이스밴드부(212)는 디지털 임펄스 신호를 출력하고 RF 펄스 생성기(214_a)는 디지털 임펄스 신호를 RF(Radio Frequency) 신호 또는 UWB 신호로 변환하게 된다.

이렇게 변환된 UWB 신호는 RF 펄스 생성기(214_a)의 출력측의 다수의 경로 즉, 하나의 주 경로와 다수의 지연 경로를 통과하게 있는데, 주 경로에 병렬로 연결되어 있는 지연 경로 상의 다수의 지연기(214_b)를 통해 일정한 시간만큼 지연된 다수의UWB 신호를 생성하게 된다. 예컨대, 주 경로에는 지연되지 않는 신호 A가 통과하고, 제1 지연 경로에는 제1 지연기(214_b1)를 통해 시간 Δt1만큼 지연된 신호 A가 생성되며, 제2 지연 경로에는 제2 지연기(214_b2)를 통해 시간 Δt2만큼 지연된 신호 A가 생성되며, 제3 지연 경로에는 제3 지연기(214_b3)를 통해 시간 Δt3만큼 지연된 신호 A가 생성되게 된다.

이때, 지연기는 인터버 체인(inverter chain)의 직렬 구조로 구현될 수 있는데, 이러한 인버터 체인은 적은 수의 트랜지스터로 구현이 가능할 뿐만 아니라 주파수 가변범위가 넓은 장점이 있다.

결국, 출력단에는 여러 개의 UWB 신호가 합쳐져서 연속적으로 출력 또는 송신되게 된다. 물론, 출력단에서 하나의 주 경로와 다수의 지연 경로를 통과하여 합쳐지는 다수의 UWB 신호들은 시간축 상에서 서로 겹쳐지지 않는다.

이때, 도 4에서의 RF 펄스 발생기의 출력측에 병렬로 연결된 지연기가서 고주파의 UWB 신호를 제대로 처리할 수 없는 경우에는 베이스밴드부의 출력측에 지연기를 병렬로 연결하게 되는데, 이를 도 5을 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 펄스를 생성하기 위한 장치를 나타내는 제2 예시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 IR-UWB 시스템의 송신단에서 펄스를 생성하는 장치는 베이스밴드부(baseband unit)(212), 베이스밴드부(212)의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연기(delay unit)(214_b), 및 RF 펄스 생성기(pulse generator)(214_a) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

베이스밴드부(212)는 디지털 임펄스 신호를 출력하게 된다.

이렇게 출력된 디지털 임펄스 신호는 베이스밴드부(212)의 출력측의 다수의 경로 즉, 하나의 주 경로와 다수의 지연 경로를 통과하게 있는데, 주 경로에 병렬로 연결되어 있는 지연 경로 상의 다수의 지연기(214_b)를 통해 일정한 시간만큼 지연된 다수의 디지털 임펄스 신호를 생성하게 된다. 예컨대, 주 경로에는 지연되지 않는 신호 A가 통과하고, 제1 지연 경로에는 제1 지연기(214_b1)를 통해 시간 Δt1만큼 지연된 신호 A가 생성되며, 제2 지연 경로에는 제2 지연기(214_b2)를 통해 시간 Δt2만큼 지연된 신호 A가 생성되며, 제3 지연 경로에는 제3 지연기(214_b3)를 통해 시간 Δt3만큼 지연된 신호 A가 생성되게 된다.

RF 펄스 생성기(214_a)는 여러 개의 디지털 임펄스 신호가 합쳐져서 입력되면 그 여러 개의 디지털 임펄스 신호를 RF 신호 또는 UWB 신호로 변환하게 된다.

이때, RF 펄스 생성기(214_a)는 게이트 스텝(gate step) 방식을 사용하는 것이 바람직하다.

결국, 출력단에는 여러 개의 UWB 신호가 연속적으로 출력 또는 송신되게 된다. 물론, 출력단에서 하나의 주 경로와 다수의 지연 경로를 통과하여 합쳐지는 다수의 UWB 신호들은 시간축 상에서 서로 겹쳐지지 않는다.

이때, 도 5에서의 RF 펄스 방생기가 디지털 임펄스 신호를 UWB 신호로 변환하는데 준비 시간과 후 처리 시간이 수 nsec 이상 필요한 경우 병렬로 RF 펄스 발생기를 연결하게 되는데, 이를 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 펄스를 생성하기 위한 장치를 나타내는 제3 예시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, IR-UWB 시스템의 송신단에서 펄스를 생성하는 장치는 베이스밴드부(baseband unit)(212), 베이스밴드부(212)의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연기(delay unit)(214_b), 및 주 경로와 다수의 지연기(214_b) 각각에 직렬로 연결되어 있는 다수의 RF 펄스 생성기(pulse generator)(214_a) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

베이스밴드부(212)는 디지털 임펄스 신호를 출력하게 된다.

이렇게 출력된 디지털 임펄스 신호는 베이스밴드부(212)의 출력측의 다수의 경로 즉, 하나의 주 경로와 다수의 지연 경로를 통과하게 있는데, 주 경로에 병렬로 연결되어 있는 지연 경로 상의 다수의 지연기(214_b)를 통해 일정한 시간만큼 지연된 다수의 디지털 임펄스 신호를 생성하게 된다. 예컨대, 주 경로에는 지연되지 않는 신호 A가 통과하고 제1 지연 경로에는 제1 지연기(214_b1)를 통해 시간 Δt1만큼 지연된 신호 A가 생성되며, 제2 지연 경로에는 제2 지연기(214_b2)를 통해 시간 Δt2만큼 지연된 신호 A가 생성되며, 제3 지연 경로에는 제3 지연기(214_b3)를 통해 시간 Δt3만큼 지연된 신호 A가 생성되게 된다.

RF 펄스 생성기(214_a)는 주 경로와 다수의 지연기(214_b) 각각에 직렬로 연결되어 디지털 임펄스 신호가 입력되면 입력된 디지털 임펄스 신호를 RF 신호 또는 UWB 신호로 변환하게 된다. 예컨대, 주 경로에서 제1 RF 펄스 생성기(214_a1)를 통해 지연되지 않는 신호 A를 UWB 신호로 변환하고, 제1 지연 경로에서 제2 RF 펄스 생성기(214_a2)를 통해 지연된 신호 A를 UWB 신호로 변환하며, 제2 지연 경로에서 제3 RF 펄스 생성기(214_a3)를 통해 지연 신호 A를 UWB 신호로 변환하며, 제3 지연 경로에서 제4 RF 펄스 생성기(214_a4)를 통해 지연 신호 A를 UWB 신호로 변환하게 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연속 펄스를 검출한 결과를 나타내는 예시도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 그림 (a)처럼 연속 펄스를 사용하는 경우 에너지가 임계치를 넘어가면 펄스를 검출하는 방식을 사용하여 그림 (b)처럼 연속 펄스를 검출한 결과를 보여주고 있는데, 그림처럼 펄스가 명확하게 검출되는 것을 알 수 있다.

이처럼 본 발명은 지연기를 이용하여 짧은 임펄스를 여러 개 연속적으로 생성한 후에 여러 개의 임펄스를 하나의 심벌로 사용함으로써, SNR이 높아질 수 있고, 이로 인해 통신의 안정성이 향상될 수 있다.

본 발명에 의한, 한 심볼 내에서 연속 펄스를 사용하여 신호감지 확률을 높이는 에너지 검출 기반 IR-UWB 시스템은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.

210: 송신기
212: 베이스밴드부
214: 연속 RF 펄스 생성기
214_a: RF 펄스 생성기
214_b: 지연기
216: 송신 안테나
220: 수신기
222: 수신 안테나
221: 필터부
223: 초광대역 LNA
225: 포락선 검출기
227: 적분기
229: 비교기

Claims

디지털 임펄스 신호를 임펄스 초광대역 (UWB:Ultra Wide Band) 신호로 변환하되, 1 비트 또는 1 심볼에 해당하는 하나의 정보에 대하여 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시켜 그 여러 개의 UWB 신호를 송신하는 송신기; 및 상기 여러 개의 UWB 신호를 수신하고, 수신된 상기 여러 개의 UWB 신호의 에너지를 검출하여 검출된 상기 에너지를 기반으로 신호를 감지하는 수신기를 포함하고,
상기 송신기는, 상기 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시키되, 한 정보에 대한 연속되는 임펄스 신호의 주기는 임펄스 신호의 신호폭의 10배 이하이고, 한 개의 정보에 해당하는 펄스의 전체 시간폭이 전체 주기의 30% 이하인 것을 특징으로 하는 에너지 검출 기반의 IR-UWB(impulse radio based -UWB) 시스템.
삭제
디지털 임펄스 신호를 임펄스 초광대역 (UWB:Ultra Wide Band) 신호로 변환하되, 1 비트 또는 1 심볼에 해당하는 하나의 정보에 대하여 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시켜 그 여러 개의 UWB 신호를 송신하는 송신기; 및 상기 여러 개의 UWB 신호를 수신하고, 수신된 상기 여러 개의 UWB 신호의 에너지를 검출하여 검출된 상기 에너지를 기반으로 신호를 감지하는 수신기를 포함하고,
상기 송신기는,
상기 디지털 임펄스 신호를 출력하는 베이스밴드부;
출력된 상기 디지털 임펄스 신호를 UWB 신호로 변환하는 RF 펄스 생성기;
상기 RF 펄스 생성기의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연 경로 각각에 연결되고 상기 UWB 신호를 일정 시간만큼 지연시키는 다수의 지연기; 및
상기 주 경로와 상기 다수의 지연 경로를 통과하는 UWB 신호가 연속적으로 출력되는 송신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 검출 기반의 IR-UWB 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 다수의 지연기는,
서로 다른 지연 시간을 갖도록 각각 인터버 체인(inverter chain)의 직렬 구조로 구현되는 것을 특징으로 하는 에너지 검출 기반의 IR-UWB 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 송신 안테나는,
상기 RF 펄스 생성기의 출력측의 상기 주 경로와 상기 다수의 지연 경로를 통과하는 UWB 신호들이 시간축 상에서 서로 겹쳐지지 않도록 합쳐져서 연속적으로 출력되는 것을 특징으로 하는 에너지 검출 기반의 IR-UWB 시스템.
디지털 임펄스 신호를 임펄스 초광대역 (UWB:Ultra Wide Band) 신호로 변환하되, 1 비트 또는 1 심볼에 해당하는 하나의 정보에 대하여 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시켜 그 여러 개의 UWB 신호를 송신하는 송신기; 및 상기 여러 개의 UWB 신호를 수신하고, 수신된 상기 여러 개의 UWB 신호의 에너지를 검출하여 검출된 상기 에너지를 기반으로 신호를 감지하는 수신기를 포함하고,
상기 송신기는,
상기 디지털 임펄스 신호를 출력하는 베이스밴드부;
상기 베이스밴드부의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연 경로 각각에 연결되어 상기 디지털 임펄스 신호를 각각 일정 시간만큼 지연시키는 다수의 지연기;
상기 주 경로와 상기 다수의 지연 경로를 통과하는 다수의 디지털 임펄스 신호를 연속적으로 UWB 신호로 변환하는 RF 펄스 생성기; 및
상기 RF 펄스 생성기에서 변환된 상기 UWB 신호가 연속적으로 출력되는 송신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 검출 기반의 IR-UWB 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 RF 펄스 생성기는,
게이트 스텝 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 검출 기반의 IR-UWB 시스템.
디지털 임펄스 신호를 임펄스 초광대역 (UWB:Ultra Wide Band) 신호로 변환하되, 1 비트 또는 1 심볼에 해당하는 하나의 정보에 대하여 여러 개의 UWB 신호를 연속적으로 발생시켜 그 여러 개의 UWB 신호를 송신하는 송신기; 및 상기 여러 개의 UWB 신호를 수신하고, 수신된 상기 여러 개의 UWB 신호의 에너지를 검출하여 검출된 상기 에너지를 기반으로 신호를 감지하는 수신기를 포함하고,
상기 송신기는,
상기 디지털 임펄스 신호를 출력하는 베이스밴드부;
상기 베이스밴드부의 출력측의 주 경로 상에 병렬로 연결되어 있는 다수의 지연 경로 각각에 연결되어 상기 디지털 임펄스 신호를 각각 일정 시간만큼 지연시키는 다수의 지연기;
상기 주 경로와 상기 다수의 지연기 각각에 직렬로 연결되어 입력된 상기 디지털 임펄스 신호 각각을 UWB 신호로 변환하는 다수의 RF 펄스 생성기; 및
상기 다수의 RF 펄스 생성기에서 변환된 상기 UWB 신호가 연속적으로 출력되는 송신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 검출 기반의 IR-UWB 시스템.