KR101149964B1 - 직교 펄스 극성 변조 - Google Patents

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Abstract

직교 펄스 극성 변조는, 변조 펄스의 극성이 대응하는 부호 시퀀스의 양 및 음의 특성 값들에 응답하여 세팅되는 무선 통신을 포함한다. 기술된 구현예에서, 데이터가 칩 파형들로 변환되고, 스펙트럼 라인이 제거되며, 펄스가 적절히 성형된다. 예컨대, 데이터 비트 스트림은 비트 스트림-심볼 분할기, 심볼-부호 시퀀스 맵퍼 및 부호 시퀀스-칩 파형 변형기를 사용하여 칩 파형으로 변환된다. 주어진 칩 파형의 각각의 개별 칩들의 극성은 대응하는 부호 시퀀스의 각각의 개별 특성들의 사인과 일치한다.
직교 펄스 극성 변조, 변조 펄스, 부호 시퀀스, 무선 통신, 스펙트럼 라인, 칩 파형, 비트 스트림

Description

직교 펄스 극성 변조{ORTHOGONAL PULSE POLARITY MODULATION}
도 1은 송신 디바이스 및 수신 디바이스로부터 형성된 예시적인 무선 통신 시스템을 나타내는 도면으로서, 데이터 신호 변조 논리를 포함하여, 디바이스의 예시적인 컴포넌트를 나타낸다.
도 2는 BER(bit error rate) 성능에 대하여 증가된 전력 효율을 나타내는 두개의 곡선의 예시적인 그래프.
도 3은 예시적인 데이터 신호 변조를 나타내는 도면으로서, 데이터-칩 변환기, 스펙트럼 라인 제거기, 및 펄스 성형기를 포함한다.
도 4A는 예시적인 데이터-칩 변환기를 나타내는 도면.
도 4B는 M=2인 M-비트 심볼에 대한 예시적인 데이터-칩 변환을 나타내는 도면.
도 5A는 스펙트럼 라인 제거기에 의한 예시적인 스펙트럼 라인 제거를 나타내는 도면.
도 5B는 칩 극성 평형기를 갖는 예시적인 스펙트럼 라인 제거기를 나타내는 도면.
도 5C는 의사 난수 곱셈기를 갖는 예시적인 칩 극성 밸런서를 나타내는 도면.
도 6A 및 도 6B는 예시덕인 펄스 성형기를 나타내는 도면
도 6C는 M=2인 M-비트 심볼에 대한 칩 파형을 이용한 예시적인 펄스 성형을 나타내는 도면.
도 7은 직교 펄스 극성 변조용 예시적인 수신기 아키텍쳐를 나타내는 도면.
도 8은 본 명세서에서 설명되는 직교 펄스 극성 변조의 적어도 하나의 형태에서 (전체적으로 또는 부분적으로) 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅(또는 범용 디바이스) 운용 환경을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >
100 : 무선 통신 시스템
102(T) : 송신 장치
102(R) : 수신 장치
104 : 프로세서
106 : 송수신기
108 : 매체
110 : 데이터 신호 변조 로직
본 발명은 무선 통신용 변조 방식 및 기술에 관한 것으로서, 특히 초광대역(ultra wideband; UWB) 시스템용의 전력 효율적인 직교 펄스 극성 변조(orthogonal pulse polarity modulation; OP2M)에 관한 것이나, 이는 예시이며 이에 한정되는 것은 아니다.
UWB 무선 통신은 최근에 관심 있는 중요한 연구 주제가 되어 왔다. 종래의 단일-대역 UWB 시스템에서, 대개 나노세컨드(ns) 오더의 아주 짧은 지속 시간을 갖는 연속적인 펄스가 데이터를 전달하도록 송신된다. 그러므로, UWB는 높은 데이터 속도 무선 애플리케이션에 대한 강한 가능성을 가지고 있다. 그러나, 극단적으로 짧은 펄스 폭으로 인하여, UWB 신호의 스펙트럼이 자주 수 기가헤르쯔(GHz)에 걸치며, 이는 현재의 협대역 시스템의 대역을 중첩시킬 수 있다.
현재의 협대역 시스템에 무시할만한 간섭을 갖는 광범위한 애플리케이션을 위하여, UWB 디바이스는 FCC(Federal Communication Commission)가 설정한 엄격한 전력 스펙트럼 밀도(power spectrum density; PSD) 제한을 만족해야 한다. 결과적으로, 단일-대역 UWB 시스템은 몇가지 결함을 갖는다. 예를 들어, FCC PSD 제한을 만족하면서 전체적인 UWB 스펙트럼(예를 들어, 3.1 내지 10.6 GHz)을 사용하는 것은 비효율적이다. 다시 말하여, 종래의 방식으로는 협대역 시스템으로부터 및/또는 협대역 시스템에 대해 간섭을 동시에 피하면서, 전체 UWB 스펙트럼을 사용하는 것은 불가능하다.
이러한 종래 방식의 결점에 응답하여, 다중-대역 UWB 시스템이 제안되었다. 특히, 다중-대역 UWB 시스템은 그 시스템을 위해 만족하는 규격의 IEEE 802.15.3a와 관련하여 제안되었다. 그러한 시스템에서, 단일-대역 UWB 시스템과는 다르게, 전체 UWB 대역은 복수의 분리된 서브-대역들로 분할된다. 그 서브-대역들의 각각 은 전체 UWB 스펙트럼(3.1 내지 10.6 GHz)의 부분 대역폭을 차지한다. 각 서브-대역의 상이한 중심 주파수를 갖는 반송파는 송신 중에 약간 더 넓은 펄스(예를 들어, 대략 3 ns의 폭을 갖는 펄스)에 의해 변조된다.
엄격한 FCC PSD 제한 때문에, UWB 시스템은 그들이 단일-대역 또는 다중-대역 시스템으로 동작되는지에 관계 없이 전력 제한 시스템이다. 시스템 범위 및/또는 데이터 처리량 상의 전력 제한의 충격을 저감시키기 위하여, 전력 효율적인 UWB 변조 방식이 채택될 수 있다. 몇몇의 UWB 시스템용 변조 방식이 제안되었다. 이러한 제안된 방식은 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 방식 및 PPM(Pulse Position Modulation) 방식을 포함한다. PAM 방식은 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 및 OOK(On-Off Keying) 변조 방식을 포함한다 PPM 방식은 M-ary EC(Equicorrelated) PPM 방식 , Walsh Codes를 이용하는 M-ary PPM 방식, 및 M-ary 직교 PPM 방식을 포함한다. 그러나, 이러한 제안된 방식의 어느 것도 협대역 시스템을 갖는 간섭을 피하면서 UWB 시스템에 할당된 스펙트럼을 완전하게 사용하지 않는다.
따라서, 전력 효율적인 방법으로 UWB 시스템의 무선 통신을 변조할 수 있는 방식 및/또는 기술에 대한 요구가 있다.
직교 펄스 극성 변조는 변조되는 펄스의 극성이 대응 하는 부호 시퀀스의 양 및 음의 문자(character) 값에 응답하여 설정된 무선 통신을 포함한다. 설명되는 실시예에서, 데이터는 칩 파형으로 변환되고, 스펙트럼 라인은 제거되며, 펄스는 적합하게 성형된다. 예를 들어, 데이터 비트 스트림은 비트 스트림-심볼 세그먼트(stream-to-symbol segment), 심볼-부호 시퀀스 매퍼(symbol-to-code sequence mapper), 및 부호 시퀀스-칩 파형 변환기(code sequence-to-chip waveform converer)를 사용하여 칩 파형으로 변환될 수 있다. 소정의 칩 파형의 각각의 개별적인 칩의 극성은 대응하는 부호 시퀀스의 각각의 개별적인 문자의 신호와 매칭된다.
본 명세서에서 다른 방법, 시스템, 방식, 장치, 디바이스, 매체, 절차, 구성, 실시예가 설명된다.
유사한 참조 및/또는 대응하는 형태, 특징 및 컴포넌트에 대하여 도면에서 동일한 숫자가 사용된다.
초광대역(UWB) 무선 통신용 무선 통신 시스템 및 변조의 소개
도 1은 송신 디바이스(102(T)) 및 수신 디바이스(102(R))로부터 형성된 예시적인 무선 통신 시스템(100)을 나타내는 도면으로서, 데이터 신호 변조 논리(110)를 포함하여, 디바이스(102)의 예시적인 컴포넌트를 나타낸다.
설명된 실시예에서, 각 디바이스(102)는 무선 네트워크의 일부를 형성 및/또는 무선 교환에 참가를 할 수 있다. 도시한 바와 같이, 송신 디바이스(102(T))는 수신 디바이스(102(R))로 무선 통신 또는 신호(116)를 송신하고, 수신 디바이스(102(R))는 무선 통신(116)을 수신한다.
각각의 디바이스(102)는 크기/형상, 의도하는 목적, 처리 능력, 프로그래밍 등에서 각각의 다른 디바이스(102)와 유사하거나, 상이할 수 있다. 예를 들어, 각 디바이스(102)는 랩탑 컴퓨터, 모바일 폰, PDA(personal digital assistant), 입력 디바이스 등일 수 있다. 디바이스(102)에 대한 다른 예시적인 실현은 아래에서 도 8을 참조하여 더 설명된다.
설명되는 실시예에서, 각 디바이스(102)는 프로세서(104), 송수신기(106), 및 매체(108)를 포함한다. 프로세서(104)는 프로세서 실행가능 명령어를 실행, 수행, 및/또는 그렇지 않은 경우에는 실시할 수 있다. 송신기 및/또는 수신기(즉, 송수신기)(106)는 전송 디바이스(102(T))로부터 무선 통신(116)을 전송/송신할 수 있다. 또한, 송수신기(106)는 수신 디바이스(102(R))에서 무선 통신(116)을 수신할 수 있다. 마찬가지로, 파선 화살표(116')에 의해 나타낸 바와 같이, 송수신기(106)는 수신 디바이스(102(R))로부터 무선 통신(116')을 송신할 수 있고, 송신 디바이스(102(T))에서 무선 통신(116')을 수신할 수 있다. 따라서, 각 디바이스(106)는 무선 통신(116/116')용 송신/발생지 디바이스(102(T)) 및 수신/수신지 디바이스(102(R))로서 동작할 수 있다.
매체(108)는 휘발성비휘발성 메모리 또는 무선/유선 전파 채널과 같은, 하나 이상의 프로세서 액세스가능 매체일 수 있다. 매체(108)는 특정 디바이스(102) 기능을 달성하기 위하여 프로세서에 의해 실행가능한 프로세서 액세스가능 명령어를 포함한다. 구체적으로, 디바이스(102)의 매체(108)는 데이터 신호 변조 논리(110)를 포함한다.
더 일반적으로, 데이터 신호 변조 논리(110)는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 아날로그 컴포넌트(들), 그들의 일부 조합 등을 포함할 수 있다. 또한, 기능 을 수신하기 위하여, 데이터 신호 변조 논리(110)는 무선 통신(116)을 복조하기 위한 논리를 포함할 수 있다.
또한, 매체(108)는 데이터(112) 및 변조된 데이터(114)를 포함한다. 데이터(112)에 대한 데이터 신호 변조 논리(110)의 응용은 변조된 데이터(114)를 야기하는데, 이는 아래에서 도 3을 참조하여 더 설명된다. 디바이스(102)에 대한 추가의 예시적인 컴포넌트, 형태 등은 아래에서 도 8을 참조하여 더 설명된다.
도 2는 BER(bit error rate) 성능에 대하여 증가된 전력 효율을 나타내는 두개의 곡선(206L, 206M)의 예시적인 그래프(200)이다. 그래프(200)에서, 데시벨(dB)의 에너지-노이즈 비(Eb/No)가 횡좌표 또는 "x" 축(202)을 따라 도시되고, 로그 스케일의 코딩되지 않은 BER이 종좌표 또는 "y" 축(204)을 따라 도시된다. 더 낮은 전력 효율 곡선(206L) 및 더 높은 전력 효율 곡선(206M) 모두가 그래프(200) 상에 도시된다.
주어진 BER 레벨(208)을 확보하기 위해서는, 저전력 효율 곡선(206L)(BER 포인트 208L로 나타낸 바와 같음)에 따른 변조를 사용할 때 필요한 에너지-노이즈 비와 비교하여, 고전력 효율 곡선(206M)(BER 포인트 208M으로 나타낸 바와 같음)에 따른 변조를 사용할 때 더 낮은 에너지-노이즈 비가 요구된다. 주어진 에너지-노이즈 비 레벨(210)에 있어서, 고전력 효율 곡선(206M)에 따른 변조는, 저전력 효율 곡선(206L)(에너지-노이즈 비 포인트 210L로 나타낸 바와 같음)에 따른 변조와 비교할 때 BER이 더 낮아지게 된다(에너지-노이즈 비 포인트 210M으로 나타낸 바와 같음).
여기에서 설명한 바와 같은 직교 펄스 극성 변조(orthogonal pulse polarity modulation)를 실행하면, 데이터 신호 UWB(ultra wideband) 무선 통신의 고전력 효율 변조를 달성할 수 있다. 즉, 다른 변조 방식과 비교할 때, 여기에서 설명한 바와 같은 변조 방식은 대응하는 전력 효율 곡선을 왼쪽으로 이동시킨다(예컨대, 저전력 효율 곡선(206L)으로부터 고전력 효율 곡선(206M) 방향으로 이동시킴).
상술한 바와 같이, 이러한 다른 변조 방식은 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 방식 및 PPM(Pulse Position Modulation)을 포함한다. PAM 방식은 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 및 OOK(On-Off Keying) 변조 방식을 모두 포함한다. PPM 방식은 M-ary EC(Equicorrelated) PPM 방식, 왈시 코드(Walsh Codes)를 사용한 M-ary PPM 방식 및 M-ary 직교 PPM 방식을 포함한다. 이들 변조 방식 중에서, 이진 PPM 및 BPSK가 가장 많이 사용되는 것이다. BPSK는 이진 UWB 변조 방식 중에서 가장 고전력 효율로도 알려져 있다. 또한, BPSK 변조는 UWB 시스템에 대한 PSD(power spectrum density) 관점으로부터 상대적으로 평활한 신호를 제공한다는 점에서 PPM 보다 선호된다.
M이 충분히 클 경우 M-ary EC-PPM 및 직교 PPM이 BPSK 보다 전력 효율이 더 우수한 것이 보통이지만, M-ary EC-PPM 및 직교 PPM에서 얻어지는 변조 신호는 FCC(Federal Communications Commission) PSD 관련 규칙 하에서 그들의 성능을 제한하게 되는 스펙트럼 라인을 포함한다. 또한, M-ary 직교 PPM은 다중 액세스에 대한 시간 홉핑 코드의 수를 제한하며, 다중 경로 및 다중 액세스 환경에서 더 심한 성능 저하를 겪게 되는데, 이는 실제의 변조 데이터 펄스에 대응하는 시간 위치 에서 다중 경로 및 대중 액세스 인터페이스 펄스가 혼잡하게 될 위험성이 높기 때문이다. M-ary EC PPM은 AWGN(additive white Gaussian noise) 채널에서는 M-ary 직교 PPM보다 전력 효율이 더 나빠지는데, 이는 심벌 세트의 비직교성 때문이다.
대표적인 UWB 신호에서의 저전력 및 광대역폭으로 인해, BPSK 또는 이진 PPM UWB 시스템에서의 단일 비트를 강화하기 위하여 통상 수십 내지 수백 개의 펄스가 사용된다. 이들 다수의 펄스는 동일한 극성 또는 펄스 위치 시프트를 갖는다. 그 결과, 심벌 내의 극성 변화를 반영하는 펄스 극성을 이용하여 보다 많은 정보를 전달함으로써, 후술하는 바와 같이 시스템 성능을 개선할 수 있다.
UWB 시스템에 있어서의 고전력 효율 및 바람직한 신호 PSD 특성을 얻기 위해서, OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 부호를 사용하는 M-ary OP2M(Orthogonal Pulse Polarity Modulated) TH(Time Hopping) UWB 시스템에 대하여 설명한다. 전력 효율을 증가시키기 위해서 대역폭을 감소시키는 것은 제한된 대역폭 자원을 가지는 협대역폭 시스템에 있어서는 바람직하지 못하지만, UWB 시스템에 있어서는 고차원 직교 변조(high-order orthogonal modulation)가 적합한데 이는 UWB 시스템에 있어서 전력은 제한되지만 대역폭은 (매우) 넓기 때문이다. 후술하는 제1 실시예는 데이터를 칩 파형으로 변환하기 위하여 직교 시퀀스 부호를 사용하며, 여기서 심벌 내의 사인값 정보는 칩 파형 내의 극성 정보로서 수행/인코딩된다.
후술하는 제2 실시예는 직교 신호 세트 내의 부극성 및 정극성의 발생의 균 형을 도모하도록 직교 시퀀스 부호를 변경함으로써 PSD 엔빌로프를 평활화한다. 제3 실시예는 조정된 가우시안 펄스 성형 메커니즘(tuned Gaussian pulse shaping mechanism)을 사용한다. 이러한 가우시안 펄스 성형은 FCC PSD 제한 하에서 최대의 수신 전력을 얻는다.
후술하는 바와 같이, M-ary OP2M 방식은 단일 밴드 UWB 시스템과 다중 밴드 UWB 시스템에 모두 적용 가능하다. 직교 펄스 극성 변조의 정성적 설명(qualitative description)은 도 3 내지 도 6c를 참조하여 이루어진다. 직교 펄스 극성 변조의 정성적 설명은 도 7과 관련하여 이루어진다.
직교 펄스 극성 변조의 정성적 설명
도 3은 데이터-칩 변환기(302), 스펙트럼 라인 제거기(304), 펄스 성형기(306)를 포함하는 데이터 신호 변조 로직(110)을 나타낸다. 데이터 신호 변조 로직(110)은 입력으로서 데이터(112)를 수신하여 출력으로서 변조 데이터(114)를 생성한다.
바람직한 실시예에서, 데이터-칩 변환기(302)는 입력으로서 데이터(112)를 수신하여 적어도 부분적으로는 그 데이터를 직교 부호 시퀀스를 사용하는 파형으로 변환한다. 변조 파형의 임의의 스펙트럼 라인은 스펙트럼 라인 제거기(304)에 의해 제거된다. 변조 신호의 펄스는 펄스 성형기(306)에 의해 성형되어, 변조된 신호가 FCC 부과(imposed) PSD 제한 등의 관련된 PSD 제한(들)을 충족시키도록 한다. 데이터-칩 변환기(302), 스펙트럼 라인 제거기(304), 펄스 성형기(306)가 데이터 (112)에 적용된 후에, 데이터 신호 변조 로직(110)에 의해 변조된 데이터(114)가 생성된다. 데이터-칩 변환기(302), 스펙트럼 라인 제거기(304) 및/또는 펄스 성형기(306)를 순서대로 설명하였지만, 이들은 임의의 순서로 작동할 수 있으며, 부분적으로 또는 완전히 겹치는(예컨대, 동시에 일어나는) 방식으로 작동할 수도 있다.
도 4a는 데이터-칩 변환기(302)의 예를 나타낸다. 데이터-칩 변환기(302)는 입력으로서 데이터 비트 스트림(112)을 수신하고, 출력으로서 부호 시퀀스(410)를 생성한다. 도시된 바와 같이, 데이터-칩 변환기(302)는 비트 스트림-심벌 분할기(stream-to-symbol segmenter)(402) 및 심벌-부호 시퀀스 맵퍼(symbol-to-code sequence mapper)(404)를 포함한다.
상술한 실시예에서, 비트-심벌 분할기(402)는 입력으로서 이진 데이터 비트 스트림(112)을 수신하고, 출력으로서 일련의 심벌들(408)을 생성한다. 심벌들(408)의 각각의 길이는 "M"의 이진수이며, 여기서 M은 선택된 정수이다. 비트 스트림-심벌 분할기(402)는 심벌-부호 시퀀스 맵퍼(404)에 대해 분할된 심벌들(408)을 제공한다.
심벌-부호 시퀀스 맵퍼(404)는 스트림-심벌 분할기(402)로부터 각각의 심벌(408)을 입력으로 수신한다. 심벌-부호 시퀀스 맵퍼(404)는 각각의 심벌(408)을 대응하는 부호 시퀀스(410)로 맵핑한다. 각각의 심벌(408)은 2M 개의 직교 부호 시퀀스(410) 중의 하나로 맵핑한다. 각각의 부호 시퀀스(410)의 길이는 2M 개의 문자이다. 심벌-부호 맵퍼(404)는 맵핑된 부호 시퀀스(410)를 펄스 성형기(306)(도 3 참조)로 제공한다.
도 4b는 M개의 비트 심벌에 대한 예시적인 데이터-칩 변환(302')을 나타내며, 여기서 M=2 이다. 단계 402'에서, 데이터 비트 스트림은 M 개의 비트 심벌로 분할된다. 설명한 예에서, 데이터 비트 스트림(112)은 "01110010"의 이진 비트 스트림이다. M=2인 2 비트 심벌의 경우, 이진 비트 스트림(112)은 "01", "11", "00", "10"의 4 개의 2 비트 심벌(408)로 분할된다.
단계 404'에서, 각각의 심벌은 2M 개의 직교 부호 시퀀스의 부호 또는 칩 시퀀스로 맵핑된다. 각각의 심벌(408)은 +1 또는 -1인 2M 개의 문자를 포함한다. 설명한 예에서, 심벌 "00"은 "+1 +1 +1 +1"의 부호 시퀀스로 맵핑되고, 심벌 "01"은 "+1 +1 -1 -1"의 부호 시퀀스로 맵핑되고, 심벌 "10"은 "+1 -1 +1 -1"의 부호 시퀀스로 맵핑되고, 심벌 "11"은 "+1 -1 -1 -1"의 부호 시퀀스로 맵핑된다. 본 예에서 알 수 있듯이, 설명한 부호 시퀀스 세트는 임의의 2 개의 부호 시퀀스(410)의 문자 간의 곱들의 합계가 0인 한은 직교이다. 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 후술하는 바와 같이, 이들 부호 시퀀스(410)는 펄스 성형기(306)의 펄스 성형 중의 칩 파형(예컨대, 도 6c의 칩 파형(608))으로 변형된다.
도 5a는 스펙트럼 라인 제거기(304)에 의한 예시적인 스펙트럼 라인 제거(510)를 나타낸다. 2 개의 그래프(502)가 있는데, 하나는 스펙트럼 라인이 있는 그래프(502WSL)이고, 다른 하나는 스펙트럼 라인이 없는 그래프(502WOSL)이다. 상술한 바와 같이, 장치(102)(도 1 참조)는 전력 스펙트럼 밀도(PSD; power spectrum density) 한계(504)가 있는 환경에서 동작할 수 있다. 이러한 전력 스펙트럼 밀도 한계(504)는 스펙트럼 라인이 있는 그래프(502WSL)와 스펙트럼 라인이 없는 그래프(502WOSL) 모두에 나타나 있다.
스펙트럼 라인이 있는 그래프(502WSL)에서는, 전력 스펙트럼 밀도(506WSL)와 함께 스펙트럼 라인(508)이 도시되어 있다. 스펙트럼 라인(508)으로 인하여, 전력 스펙트럼 밀도(506WSL)는 전력 스펙트럼 밀도 한계(504)에 부합하지 못하게 된다. 스펙트럼 라인(508) 스파이크를 전력 스펙트럼 밀도 한계(505)의 제한 내로 이끌기 위해서 전체 전력 스펙트럼 밀도(506WSL)를 저감시킬 수 있다. 그러나, 이러한 접근법은 통신 전력의 전체를 저감시키게 된다.
대신에, 상술한 실시예에서는, 스펙트럼 라인 제거기(304)에 의해 실행되는 제거 공정(510)에 의해 전력 스펙트럼 밀도(506WSL)로부터 스펙트럼 라인(508)을 제거함으로써 스펙트럼 라인이 없는 전력 스펙트럼 밀도(506WSL)를 얻게 된다. 스펙트럼 라인이 없는 그래프(502WOSL)에서 나타낸 바와 같이, 전력 스펙트럼 밀도(506WSL)는 제거 공정(510)으로 인해 스펙트럼 라인이 없어지게 된다. 그 결과, 전력 스펙트럼 밀도(506WSL)는 전력 스펙트럼 밀도 한계(504)를 벗어나지 않고 전력 스펙트럼 밀도 한계(504)의 상당한 부분을 차지하게 된다.
도 5b는 칩 극성 밸런서(512)를 갖는 예시적인 스펙트럼 라인 제거기(304)를 나타낸다. 즉, 스펙트럼 라인 제거기(304)는 칩 극성 밸런서(512)로 구현될 수 있다. 칩 극성 밸런서(512)는 심벌(408)에 걸친 양극성을 갖는 칩과 부극성을 갖는 칩 및/또는 그것으로부터 생성된 칩 파형의 균형을 맞춘다. 예컨대, 칩 극성 밸런 서(512)에 의해, 부호 시퀀스(410)(도 4 참조)의 개별 칩 및/또는 그것으로부터 발생한 칩 파형(도 6에 나타냄)의 극성이 시간에 따라 대략 절반이 정극성이고 나머지 절반이 부극성이 되도록 할 수 있다. 부호 시퀀스(410)의 개별 문자들의 사인값을 균형화하여 전력 스펙트럼 밀도(506)를 평활화함으로써 스펙트럼 라인(508)을 제거할 수 있다.
도 5c는 의사 난수 곱셈기(pseudorandom number multiplier, 514)를 갖는 칩 극성 밸런서(512)의 예시이다. 칩 극성의 균형을 잡기 위하여, 의사 난수 곱셈기(514)는 의사-랜덤하게 선택된 +1 또는 -1에 의하여, 맵핑된 부호 시퀀스(410)의 각 문자를 곱한다. 이것은, 부호 시퀀스들(410)의 전체 집합의 직교성을 훼손하지 않고도, "+1 +1 +1 +1" 문자 시퀀스를 갖는 부호 시쿼스 또는 모두 "+1"인 다른 부호 시퀀스를 포함하는 대응 부호 시퀀스들(410)로부터의 변형 결과인 칩 파형의 멤버 칩들에서의 균형을 만들어 낸다.
도 6a 및 도 6b는 각각 예시적인 펄스 성형기(306A, 306B)를 도시한다. 일반적으로, 펄스 성형기(306A)는, 블록(602)에 나타난 바와 같이, 수신된 파워 레벨 및 PSD 제한에 응답하여 도출된 기저대역 파형에 따라 펄스들을 성형한다. 구체적으로, 펄스 성형기(306B)는, 블록(604)에 나타난 바와 같이, 5차 도함수 가우시안 펄스(5th-order derivative Gaussain pulse)에 적합한 기저대역 파형에 따라 펄스들을 성형한다. 응용 가능한 예시적인 5차 도함수 가우시안의 양적인 설명에 대하여, 데이터-칩 변환기(302) 및 스펙트럼 라인 제거기(304)의 양적인 설명과 함께 아래에서 설명한다.
질적인 면에서의 설명을 계속 하면, 펄스 성형기(306A, 360B)는 각각 기저대역 파형에 대항 펄스 성형 공정의 일부로서 부호 시퀀스-칩 파형 트랜스포머(606)를 포함한다. 부호 시퀀스-칩 파형 트랜스포머(606)는 (도 4의) 심볼-부호 시퀀스 맵퍼(404)로부터 입력으로서 각 부호 시퀀스(410)를 받는다. 부호 시퀀스-칩 파형 트랜스포머(606)는 각 부호 시퀀스(410)를 대응 칩 파형(608)으로 변형한다. 대응 칩 파형(608)에서의 칩 극성은 부호 시퀀스(410) 및 심볼(408)에 포함된 정보를 포함/전달/운반한다. 더 구체적으로, 주어진 부호 시퀀스(410) 내의 사인 정보(sign information)는 개별적인 칩의 극성에 의해 대응 칩 파형(608)에 영원히 남는다.
도 6c는 M=2인 M 비트 심볼에 대하여 칩 파형(608)으로 펄스 성형을 하는 예를 도시한다. 위상(306')에서, 각 부호 시퀀스는 2M개의 상이한 칩 파형들의 칩 파형으로 변형되고, 변조된 데이터 파형(114)은 펄스 성형과 결합하여 생성된다. 이에 따라, 도 4b로부터의 각 부호 시퀀스(410)는 4개의 칩 파형들(608) 중 하나로 변형된다. 이러한 구현예에서, 각 칩 파형(608)은 양의 극성 및 음의 극성 중 어느 하나를 갖는 2M개의 칩 멤버들을 포함한다. 구체적으로, 부호 시퀀스 "+1 +1 +1 +1"는 4개의 양의 칩을 갖는 칩 파형으로 변형되고, 부호 시퀀스 "+1 +1 -1 -1"는 2개의 양의 칩이 먼저 나오고 2개의 음의 칩이 이를 뒤따르는 칩 파형으로 변형되고, 부호 시퀀스 "+1 -1 +1 -1"는 양의 칩, 음의 칩, 다른 양의 칩, 다른 음의 칩이 나오는 칩 파형으로 변형되며, 부호 시퀀스 "+1 -1 -1 +1"는 양의 칩, 2개의 음의 칩, 마지막 양의 칩이 나오는 칩 파형으로 변형된다.
결국, 부호 시퀀스(410)에서 각각의 문자의 사인값은 대응하는 파형(608)에서 각각의 칩 부재들의 극성에 반영된다. 예를 들어, 부호 시퀀스(410)에서 각각의 문자의 양의 사인값은 대응하는 파형(608)에서 각각의 칩 소자들에 대한 양의 극성으로서 반영된다. 유사하게도, 부호 시퀀스(410)에서 각각의 문자의 음의 사인값은 대응하는 칩 파형(608)에서 각각의 칩 소자들에 대한 음의 극성으로서 반영된다. 또는, 이러한 양-대-양 및 음-대-음 반영은 각각 양-대-음 및 음-대-양으로 전환될 수 있다. 다시 말하여, 부호 시퀀스(410)에서 각각의 문자의 양의 사인값은 대응하는 칩 파형(608)에서 각각의 칩 소자들에 대한 음의 극성으로서 반영될 수 있고, 부호 시퀀스(410)에서 각각의 문자의 음의 사인값은 대응하는 칩 파형(608)에서 각각의 칩 소자들에 대한 양의 극성으로 반영될 수 있다.
상술한 구현예에서, 각각의 칩은 신호 펄스를 포함하거나 또는 신호 펄스에 의해 실현된다. 그러나, 대안적으로는 둘 이상의 펄스가 칩 파형(608)에서 각각의 칩을 형성할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 칩의 극성 및 펄스는 소정의 대응 심볼(408) 내에 존재하는 추가 정보를 저장/반영/운반한다. 결과적으로, 개개의 데이터 비트는 심지어 M 비트 심볼의 일부일지라도 상이한 극성을 갖는 둘 이상의 칩을 사용하여 변조될 수 있다. 이와 같이 변조된 신호는 무선 통신으로 수신된 펄스들의 펄스 극성에 대하여 복조될 수 있다.
따라서, 도 4b의 데이터-칩 변환(302') 및 펄스 성형기(306')에 대하여, 소정의 부호 시퀀스(410)가 위상(306')에서 대응하는 칩 파형(608)으로 변환된다. 위상(404')에서, 특정 심볼(408)이 소정의 부호 시퀀스(410)로 맵핑되었다. 그러 므로, 특정 심볼(408)은 소정의 부호 시퀀스(410)에 대응하는 칩 파형(608)과 연관된다.
직교 펄스 극성 변조의 양적인 설명
TH-UWB(Time Hopping Ultra Wideband) 통신 시스템에 대한 수정된 직교 가변 확산 인자(OVSF; Orthogonal Variable Spreading Factor) 부호 (예를 들어, 일련의 직교 월시(Walsh) 부호)를 사용하는 파워 효율적인 M진 직교 펄스 극성 변조가 양적으로 설명된다. M진 OP2M은 단일 밴드 및 다중 밴드 UWB 시스템에 적용가능하다.
UWB 시스템에 대한 FCC PSD 마스크를 충족하기 위하여, 두가지 기법이 구현될 수 있다. 첫째, M진 OP2M 구성 내의 OVSF 부호는 PSD 스펙트럼 라인을 제거하기 위해 수정될 수 있다. 둘째, 주파수에 따른 경로 손실 및 FCC PSD 마스크를 고려함으로써, 수신된 신호 파워를 증가시키는 동조된 가우시안 펄스 파형이 단일 밴드 UWB 시스템에 대하여 유도되며, 루트 코사인 펄스가 다중 밴드 UWB 시스템에 대하여 제공된다.
스펙트럼 라인 제거 및 동조된 펄스 성형을 사용함으로써, 상술한 M진 OP2M 구성은 (i) BPSK 변조 구성 및 (ii) 이진 및 M진 PPM 구성보다 더 파워 효율적이다. 분석 및 시뮬레이션 결과에 따르면, 이득은 단일 밴드 및 다중 밴드 UWB 시스템 모두에 대하여 AWGN이나 다중 경로 채널에서 10-3의 타겟 비부호 BER을 가지므로 2-3dB 좋아질 수 있다. M진 OP2M 구성의 이러한 증가된 파워 효율은 UWB 통신 시스 템에 대한 범위 확장 및/또는 더 높은 출력으로 해석될 수 있다.
단일 밴드 UWB 변조에 대한 신호 모델
칩 파형 변환 및 스펙트럼 라인 제거
상술한 구현예에서, OVSF 부호는 변조 구성에 채택된다. OVSF 부호는 부호 트리의 log2(M)차 레이어 내의 M개의 직교하는 M-칩 부호 시퀀스를 갖는 일련의 월시 부호로서 실현될 수 있다. 상술한 M진 OP2M 구성의 구현예에서, 매 log2(M) 비트는 심볼을 포함하고, 이 심볼은 OVSF 부호 트리의 log2(M)차 레이어 내의 특정 부호 시퀀스에 대응한다. 따라서, 모든 펄스가 심볼 내에 동일 극성을 갖는 BPSK 변조 구성과는 대조적으로 펄스 극성은 OP2M 구성에 대한 심볼 내에서 변화할 수 있다. 소정의 OVSF 부호 시퀀스 내의 각각의 칩의 극성은 대응 펄스의 극성을 결정한다.
PSD를 위반하는 스펙트럼 라인을 피하기 위하여, 신호 칩의 평균값은 제로가 되어지는데, 이는 칩 레벨에서 +1과 -1의 평균으로 해석된다. M진 OP2M 구성에 대한 상술한 구현예에서, 이러한 조건은 OVSF 부호 트리의 각 레이어에서 제1 부호를 제외하면 OVSF 부호 모두에 대하여 만족된다. 각 레이어에서 제1 부호는 +1인 모든 칩을 갖는다.
M진 OP2M에 적용되는 바와 같이, 직교 OVSF 부호 내에서 이러한 결함을 제거 하기 위하여, 의사 랜덤 승산이 적용된다. 특히, 심볼을 작성하기 위하여 log2(M)을 분할하고, 분할된 심볼을 OVSF 부호 시퀀스로 맵핑한 이후에, 심볼은 롱(long) 의사 랜덤 시퀀스의 한 원소에 의해 승산된다. 의사 랜덤 시퀀스의 각 원소는 동일 확률을 갖는 +1 또는 -1의 값을 갖기 때문에, 전송된 신호는 적어도 평균적으로 +1과 -1에 대한 펄스의 평균을 갖는다. 이러한 승산 변조는 부호 시퀀스 내로 맵핑되어진 심볼들 사이의 직교성을 유지하려고 하지만 스펙트럼 라인을 제거한다.
전송기 측에서,
Figure 112005025633727-pat00001
는 OVSF 부호 트리의 log2(M)차 레이어에서 I로 인덱스된 OVSF 부호 시퀀스의 J번째 칩을 나타내는데, 여기서 0≤I≤M-1, 0≤J≤M-1,
Figure 112005025633727-pat00002
이다. 이 때, 전체 시간 스케일에 걸쳐 사용자 k의 신호는 다음 수학식(1)로 주어진다.
Figure 112005025633727-pat00003
여기서,
Figure 112005025633727-pat00004
는 사용자 k의
Figure 112005025633727-pat00005
번째 심볼에 대한 부호 시퀀스 인덱스를 나타내고,
Figure 112005025633727-pat00006
는 x의 정수 부분을 나타내고, Nc는 M진 심볼에 대응하는 OVSF 부호 시퀀스의 단일 칩을 전송하는데 사용되는 펄스의 수이다. Ns=NcM은 M개 의 칩을 포함하는 심볼을 전송하기 위해 사용되는 펄스의 수이다. 또한,
Figure 112005025633727-pat00007
는 사용자 k에 대한 i번째 심볼에 승산되는 의사 랜덤 시퀀스 원소를 나타낸다.
전송된 펄스의 성형은 w(t)로서 나타내진다. 전송된 펄스 성형은 수신된 파워를 증가(예를 들어, 향상, 최대화 등)시키기 위하여 다음 섹션에서 동조된다. Tf는 일반적으로 펄스 폭의 수십 배 또는 수백 배인 펄스 반복 시간이나 프레임 시간이다. 다중 액세스로 인한 비극적인 충돌을 피하기 위하여, j번째 펄스는
Figure 112005025633727-pat00008
초의 추가 이동을 경험하는데, 여기서
Figure 112005025633727-pat00009
는 사용자 특정 시간 이동 패턴(시간 이동 시퀀스라 함)이고, Tc는 어드레스 가능한 시간 지연 빈(bin)이다. 추가 펄스 이동
Figure 112005025633727-pat00010
은 수신기에서 펄스 상관기의 출력을 판독하는데 필요한 시간을 허용하기 위하여 프레임 시간보다 작다. 예시적인 수신기가 이하 도 7을 참조하여 설명된다.
일관성을 잃지 않고도 위의 수학식(1)은 칩 당 펄스의 수가 1로 설정된 (Nc=1) 사용자 k의 제1 심볼에 대하여 아래 수학식(2)로 단순화된다. 이 시나리오에서, 신호는 다음 수학식(2)로 단순화될 수 있다.
Figure 112005025633727-pat00011
여기서,
Figure 112005025633727-pat00012
는 사용자 k의 제1 심볼이 대응하는 OVSF 부호 시퀀스의 인덱스를 나타낸다.
수신 장치에서의 직교 펄스 극성 변조 신호의 복조
수시기 측에서, 수신된 신호는 M개의 가능한 OVSF 부호 시퀀스와 상관되고, 최대 상관값을 산출하는 것이 전송될 신호로서 선택되거나 전송될 신호인 것으로 결정된다. 비록 각각의 심볼이 전송 장치에서 의사 랜덤 시퀀스 원소에 의해 승산되지만, 이것이 비-코히어런트 검출로 인하여 상관기 출력의 진폭에 영향을 주지 않기 때문에, 수신기는 이러한 승산을 무시할 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
도 7은 직교 펄스 극성 변조를 위한 예시적인 수신기 아키텍처(700)를 나타낸다. 수신기 아키텍처(700)는 펄스 상관기(702), OVSF 극성 제어기(704) 및 M개의 합산 회로((706(0...I...M-1))를 포함한다. 수신된 신호
Figure 112005025633727-pat00013
는 펄스 상관기(702)에 공급된다. 펄스 상관기(702)는 또한 전송된 펄스 성형 파형 w(t)을 수신한다. 상관 출력 αj이 펄스 상관기(702)로부터 OVSF 극성 제어기(704)로 전달된다.
OVSF 극성 제어기(704)는 각각의 부호 시퀀스의 현 인덱스 문자(예를 들어, +/- 표시)에 기초한 상관 출력αj을 수정한다. 각각 극성이 수정된 상관 출력은 이후 각각 합산 회로(706)에 공급된다. 합산 회로(706(0...I...M-1))는 이후 각각 극성이 수정된 상관 출력의 각 시리즈를 합산하여 가능한 데이터 D(D0...DI...DM-1) 를 산출한다. 최대 크기를 갖는 가능한 데이터 D가 올바르게 복구된 데이터(112)로서 선택되거나 올바르게 복구된 데이터(112)인 것으로 결정된다.
다시 말하여, 각 수신기 브랜치에서 상관기는 직교 펄스 극성 변조를 사용하여 전송되는 신호를 복조하는 경우 효과적으로 동일한 펄스 상관기의 음 또는 양의 출력의 합계일 수 있다. 따라서, 수신기 아키텍처(700)는 단지 하나의 펄스 파형 상관기(702)가 복조를 행할 수 있기 때문에 도 7에 도시된 바와 같이 단순화될 수 있는데, 이는 다루기 쉬운 장치의 복잡성을 낳는다. 도 7에 도시된 바와 같이, OVSF 극성 제어기(704)의 i번째 브랜치 출력은
Figure 112005025633727-pat00014
의 극성에 기초한 상관 출력 αj의 음 또는 양의 버전이다.
펄스 성형
UWB 통신을 위한 FCC에 의해 부과되는 PSD 제한은 기저대력 파형
Figure 112005025633727-pat00015
(t)에 대한 선택에 영향을 미친다. 설명된 구현예에서, 기저대역 파형
Figure 112005025633727-pat00016
(t)는 가우시안 펄스(Gaussian pulse) 및 그 도함수에 의해 실현된다. 보다 구체적으로, 5차 도함수 가우시안 펄스는 단일-밴드 UWB 시스템에 대한 수신 전력을 증가시키기 위한 기저대역 파형
Figure 112005025633727-pat00017
(t)로서 구현된다. 이는 식(3)에 의해 주어진다.
Figure 112005025633727-pat00018
(3)
여기서, A는 진폭을 나타내는 상수이고, t는 nanosecond 단위이며, σ는 임펄스 폭 파라미터이다. FCC PSD 마스크는 닫힌 형식의 수식이 없다는 점에서 불규 칙적이기 때문에, 전체 주파수 밴드에 걸쳐 신호 PSD를 FCC 한계 이하로 함으로써, FCC PSD 한계 하에서 최대는 아니더라도 수신 전력을 증가시키기 위해 수치적으로 σ을 조정할 수 있다. 이러한 수신 전력을 달성하기 위한 예시적인 σ값은 0.0645 nanosecond이다. 다른 σ값들이 대안적으로 사용될 수 있더라도, σ에 대한 다음의 범위, 즉 0.055 내지 0.065 nanosecond의 값 또한 좋은 수신 전력 결고를 달성한다.
다중-밴드 UWB 변조를 위한 신호 모델
칩 파형 변환 및 스펙트럼선 제거
다중-밴드 UWB 시스템에 있어서, 기저대역 펄스는 각각의 서브-밴드 내의 중심 주파수의 사인 파형(sinusoidal waveform)을 변조하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 다중-밴드 UWB 시스템의 각각의 서브-밴드 내의 기저대역 펄스까지 M-진수 OP2M 기법이 확장되거나 이에 적용된다. 또한, 여전히 시간-도약(time-hopping)이 각각의 서브-밴드 내의 다중-액세스 기술로서 사용될 수도 있다.
결과적으로, 다중-밴드 시스템의 서브-밴드에서의 기저대역 신호 포맷은, 보다 협소한 펄스가 다중-밴드 시스템의 서브-밴드의 중심 주파수에서 사인 파형을 변조하는 보다 넓은 펄스 파형으로 대체된다는 점을 제외하고는, 단일-밴드 시스템에 대한 상기 식(1) 및 식(2)의 포맷과 본질적으로 유사하다. 다중-밴드에 대한 펄스 폭이 단일-밴드 파형의 펄스 폭보다 크더라도, 각각의 서브-밴드의 전력은 단일-밴드 경우의 전력보다 낮기 때문에, 다중-밴드 UWB 시스템을 위해서는 더 긴 T f 가 필요하다. 이는 시간 도약의 다중 액세스 능력의 저하를 방지하거나 적어도 완화시킨다.
따라서, 다중-밴드 TH UWB 시스템에서의 M-진수 OP2M 기법을 위한 신호는 식(4)에 의해 주어진다.
Figure 112005025633727-pat00019
(4)
여기서, f l 은 l 번째 서브-밴드의 중심 주파수이고, 1≤l ≥K이다(K는 서브-밴드의 개수임).
앞서 상술된 수신기 구조(700; 도 7)의 원리는 다중-밴드 UWB 시스템에서 전송되는 신호의 변조에도 적용될 수 있다.
펄스 성형
다중-밴드 UWB 시스템에 있어서, 펄스는 각각의 서브-밴드에서의 반송파를 변조하는데 사용된다. 루트-상승-코사인 기저대역 펄스 형태가 사용되며, 기저대역 펄스는 식(5)에 의해 주어진다.
Figure 112005025633727-pat00020
(5)
여기서, α는 롤-오프 팩터이다. α및 T에 대해 대안적으로 다른 값들이 사용될 수 있더라도, α는 0.2-0.5의 범위 내에 있을 수 있고, T는 T=(1+α)/BW(BW는 각각의 서브-밴드의 대역폭을 나타냄)에 의해 결정될 수 있다.
직교 펄스 극성 변조를 위한 디바이스의 예시적인 구현
도 1 내지 도 7의 디바이스, 동작, 형태, 특징, 절차, 컴포넌트 등은 다수의 블록들 또는 다른 부분들로 나뉘어진 다이어그램에서 설명되고 있다. 그러나, 도 1 내지 도 7이 설명되고/되거나 도시되는 순서, 상호접속, 상호관계, 레이아웃 등은 한정적인 것으로 간주되도록 의도되지 않으며, 다수의 블록들 또는 다른 부분들은 직교 펄스 극성 변조 구현을 위한 하나 이상의 시스템, 방법, 디바이스, 절차, 매체, 장치, 기구 등을 구현하기 위한 임의의 방식으로 변경되고, 결합되고, 재배치되고, 첨가되고, 삭제 등이 될 수 있다. 나아가, 본 명세서에서의 설명은 특정 구현예(및 이하의 도 8의 예시적인 운영 환경/디바이스)에 대한 참조를 포함하더라도, 설명되고/되거나 기술된 구현예들은, 임의의 적합한 디바이스 아키텍쳐, 무선 네트워크 프로토콜, 펄스 생성 메커니즘, 무선 에어 인터페이스 등을 사용하여 임의의 적합한 아날로그 컴포넌트, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
도 8은, 본 명세서에서 기술된 직교 펄스 극성 변조 구현을 위한 적어도 하나의 시스템, 디바이스, 장치, 컴포넌트, 장비, 접근법, 방법, 절차, 매체, 소정의 이들의 조합을 (완전히 또는 부분적으로) 구현할 수 있는 예시적인 컴퓨팅 (또는 일반 다비이스) 운영 환경(800)을 나타낸다. 운영 환경(800)은 이하에서 기술되는 컴퓨터 및 네트워크 아키텍쳐에서 이용될 수 있다.
예시적인 운영 환경(800)은 환경의 일례에 불과하며, (컴퓨터, 네트워크 노드, 오락 디바이스, 이동 기구, 일반 전자 디비이스 등을 포함하는) 적용가능한 디바이스 아키텍쳐의 용도나 기능의 범위에 대하여 임의의 제한을 제시하도록 의도되 지 않는다. 운영 환경(800)(또는 이들의 디바이스)는 도 8에 도시된 컴포넌트들 중 임의의 하나 또는 이들의 임의의 조합에 대해 어떠한 종속성이나 요구 사항을 갖는 것으로 해석되어서는 안된다.
또한, 직교 펄스 극성 변조 구현은 (컴퓨팅 또는 무선 시스템을 포함하는) 다수의 다른 범용 또는 특수 목적용 디바이스 환경 또는 구성으로 실현될 수도 있다. 사용하기에 적합한 주지의 디바이스, 시스템, 환경 및/또는 구성의 예는 개인용 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 씬 클라이언트(thin client), 시크 클라이언트(thick client), PDA 또는 이동 전화기, 시계, 핸드-헬드 또는 랩탑 디바이스, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 시스템, 셋탑 박스, 프로그래머블 전자제품, 비디오 게임 머신, 게임 콘솔, 휴대용 또는 핸드헬드 게이밍 유닛, 네트워크 PC, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 유선 또는 무선 네트워크 노드(일반 또는 특수 라우터를 포함함), 상기 시스템 또는 디바이스 중 임의의 것을 포함하는 분산 또는 멀티프로세싱 컴퓨팅 환경, 소정의 이들의 조합 등을 포함할 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
직교 펄스 극성 변조 구현의 실제화는 프로세서-실행가능 명령어와의 일반적인 관계에서 기술될 수 있다. 일반적으로, 프로세서-실행가능 명령어는, 특정 작업을 수행하고/하거나 인에이블시키고, 그리고/또는 특정 추상 데이터 타입을 구현하는 루틴, 프로그램, 모듈, 프로토콜, 오브젝트, 인터페이스, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 본 명세서의 소정의 실시예들에서 기술된 바와 같이, 직교 펄스 극성 변조 구현은, 작업들이 통신 링크 및/또는 네트워크를 통해 접속되는 원 격-링크 처리 디바이스들에 의해 처리되는 분산 처리 환경에서 실시될 수도 있다. 특히, 분산 컴퓨팅 환경에서(다만 이에 한정되지 않음), 프로세서-실행가능 명령어들은, 분리된 저장 매체에 위치하거나, 상이한 프로세서들에 실행되거나, 그리고/또는 전송 매체를 통해 전파될 수도 있다.
예시적인 운영 환경(800)은 컴퓨터(802) 형태로 범용 컴퓨팅 장치를 포함하는데, 컴퓨터(802)는 컴퓨팅/프로세싱 능력을 갖는 임의의 (예컨대, 전자) 디바이스를 포함할 수 있다. 컴퓨터(802)의 컴포넌트는, 하나 이상의 프로세서 또는 프로세싱 유닛(804), 시스템 메모리(806), 및 프로세서(804)를 포함하는 다양한 시스템 컴포넌트를 시스템 메모리(806)에 결합시키는 시스템 버스(808)를 포함할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(804)는, 제조되는 물질이나 사용되는 프로세싱 메커니즘에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 프로세서(804)는 반도체 및/또는 트랜지스터(예컨대, 전자 집적회로(IC))로 이루어질 수 있다. 이러한 점에서, 프로세서-실행가능 명령어들은 전자적으로 실행가능한 명령어들일 수 있다. 대안적으로, 프로세서(804)의 메커니즘 또는 프로세서(804)를 위한 메커니즘과, 이에 따른 컴퓨터(802)의 메커니즘 또는 컴퓨터(802)를 위한 메커니즘은 퀀텀 컴퓨팅, 광학 컴퓨팅, (예컨대, 나노기술을 이용하는) 기계식 컴퓨팅 등을 포함할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
시스템 버스(808)는, 메모리 버스나 메모리 컨트롤러, 포인트-투-포인트 접속(point-to-point connection), 스위칭 파이버(switching fabric), 주변장치 버 스, 가속화 그래픽 포트, 및 임의의 다양한 버스 아키텍쳐를 사용하는 로컬 버스 또는 프로세서를 포함하는 임의의 다양한 유형의 유선 또는 무선 버스 구조 중 하나 이상의 버스 구조를 나타낸다. 예를 들어, 이러한 아키텍쳐는 ISA(Industry Standard Architecture) 버스, MCA(Micro Channel Architecture) 버스, EISA(Enhanced ISA) 버스, VESA(Video Electronics Standards Association) 로컬 버스, PCI(Peripheral Component Interconnects) 버스(Mezzanine 버스로도 알려짐), 소정의 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
컴퓨터(802)는 일반적으로 다수의 프로세서-액세스가능 매체를 포함한다. 이러한 매체는 컴퓨터(802) 또는 다른 (예컨대, 전자) 디바이스에 의해 액세스 가능한 임의의 가용 매체일 수 있고, 이것은 휘발성 및 비휘발성 매체, 착탈형 및 비착탈형 매체와, 저장 및 전송 매체를 포함한다.
시스템 메모리(806)는, RAM(840)과 같은 휘발성 메모리 및/또는 ROM(812)과 같은 비휘발성 메모리 형태의 프로세서-액세스가능 저장 매체를 포함한다. 예컨대, 초기 시동 중에, 컴퓨터(802) 내의 구성요소들 간의 정보를 전달하는데 도움이 되는 기본 루틴들을 포함하는 BIOS(814)는 일반적으로 ROM(812)에 저장된다. RAM(810)은 일반적으로 프로세싱 유닛(804)에 즉시 액세스 가능하거나, 그리고/또는 현재 프로세싱 유닛(804)에 의해 동작되고 있는 프로그램 모듈들/명령어들 및/또는 데이터를 포함한다.
또한, 컴퓨터(802)는 다른 착탈식/고정식 및/또는 휘발성/비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예로서, 도 8은 (전형적으로)(별도로 도시되지 않은) 고정 식, 비휘발성 자기 매체로 읽고 쓰기 위한 하드 디스크 드라이브 또는 디스크 드라이브 배열(816), (전형적으로) 착탈식, 비휘발성 자기 디스크(820)(예를 들어, "플로피 디스크")로 읽고 쓰기 위한 자기 디스크 드라이브(818) 및 (전형적으로) CD, DVD 또는 기타 광 매체와 같은 착탈식, 비휘발성 광 디스크(824)로 읽고/또는 쓰기 위한 광 디스크 드라이브(822)를 도시한다. 하드 디스크 드라이브(816), 자기 디스크 드라이브(818) 및 광 디스크 드라이브(822)는 하나 이상의 저장 매체 인터페이스들(826)에 의해 시스템 버스(808)로 각각 연결되어 있다. 대안적으로, 하드 디스크 드라이브(816), 자기 디스크 드라이브(818) 및 광 디스크 드라이브(822)는 (도시되지 않은) 하나 이상의 다른 분리된 또는 결합된 인터페이스들에 의해 시스템 버스(808)로 연결될 수 있다.
디스크 드라이브들 및 이들의 연관된 프로세서-액세스 가능 매체는, 컴퓨터(802)를 위한 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 및 기타 데이터와 같은 프로세서-실행 가능 명령어들의 비휘발성 저장 장치를 제공한다. 예시적인 컴퓨터(802)는 하드 디스크(816), 착탈식 자기 디스크(820) 및 착탈식 광 디스크(824)를 도시하고 있지만, 자기 카세트 또는 다른 자기 저장 매체, 플래시 메모리, CD, DVD 또는 다른 광 저장 장치, RAM, ROM, EEPROM(electrically-erasable programmable read-only memories) 등과 같은 다른 유형의 프로세서-액세스 가능 매체가, 장치에 의해 액세스 가능한 명령어들을 저장할 수 있음을 알아야 할 것이다. 또한, 이러한 매체들은 이른바 특별한 목적 또는 하드 와이어 IC 칩들(hard-wired IC chips)을 포함할 수도 있다. 바꾸어 말하면, 임의의 프로세서-액세스 가능 매체가, 예시적인 운영 환경(800)의 저장 매체를 실현하는데 이용될 수 있다.
임의의 수의 프로그램 모듈들(또는 다른 명령어/부호의 유닛들 또는 세트들)이, 하드 디스크(816), 자기 디스크(820), 광 디스크(824), ROM(812) 및/또는 RAM(840)에 저장될 수 있으며, 일반적 예로서, 운영 시스템(828), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들(830), 다른 프로그램 모듈들(832) 및 프로그램 데이터(834)를 포함한다. 이러한 명령어들은, 무선 네트워크에 결합 및/또는 참여하기 위한 모듈(들), 직교 펄스 극성 변조 방식(들)(orthogonal pulse polarity modulation scheme(s))에 따라 신호를 변조 및/또는 복조(demodulating)하기 위한 모듈(들) 등을 포함할 수 있다.
사용자는 키보드(836) 및 포인팅 장치(838)(예를 들어, "마우스")와 같은 입력 장치들을 통하여 명령 및/또는 정보를 입력할 수 있다. (구체적으로 도시되지 않은) 다른 입력 장치들(840)로는 마이크로폰, 조이스틱, 게임 패드, 위성 안테나, 직렬 포트, 스캐너 등을 포함할 수 있다. 이러한 그리고 기타 입력 장치들은, 시스템 버스(808)에 연결된 입출력 인터페이스들(842)을 통하여 프로세싱 유닛(804)으로 연결된다. 그러나, 입력 장치들 및/또는 출력 장치들은, 병렬 포트, 게임 포트, USB 포트, 적외선 포트, IEEE 1394("Firewire") 인터페이스, IEEE 802.11 또는 802.15 또는 다른 일반 무선 인터페이스, Bluetooth® 무선 인터페이스 등과 같은, 다른 인터페이스 및 버스 구조들에 의해 대신 연결될 수 있다.
또한, 모니터/뷰 스크린(844) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치가, 비디오 어댑터(846)와 같은 인터페이스를 통하여 시스템 버스(808)로 연결될 수 있다. 비디오 어댑터(846)(또는 다른 컴포넌트)는, 그래픽-집중 계산(graphics-intensive calculations)을 프로세싱하고 디스플레이 요구 사항을 다루기 위한 그래픽 카드이거나 그래픽 카드를 포함할 수 있다. 전형적으로, 그래픽 카드는, 그래픽의 신속한 디스플레이 및 그래픽 운영의 수행을 용이하게 하기 위하여, 그래픽 프로세싱 유닛(GPU), 비디오 RAM(VRAM) 등을 포함한다. 모니터(844)에 더하여, 다른 출력 주변 장치들로, 입출력 인터페이스들(842)을 통하여 컴퓨터(802)에 연결될 수 있는 (도시되지 않은) 스피커들 및 프린터(848)와 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
컴퓨터(802)는, 원격 컴퓨팅 장치(850)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터들로의 논리적 연결을 사용하는 네트워크 환경에서 동작할 수 있다. 예로서, 원격 컴퓨팅 장치(850)는 개인용 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터(예를 들어, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, PDA, 이동국 등), 손바닥 또는 포켓 크기(palm or pocket-sized)의 컴퓨터, 시계, 게임 장치, 서버, 라우터, 네트워크 컴퓨터, 피어 장치, 다른 네트워크 노드 또는 앞서 열거된 바와 같은 다른 장치 유형 등일 수 있다. 그러나 원격 컴퓨팅 장치(850)는, 컴퓨터(802)와 관련하여 본 명세서에서 설명된 다수의 또는 모든 소자들 및 특징들을 포함할 수 있는 휴대용 컴퓨터로서 도시되어 있다.
컴퓨터(802) 및 원격 컴퓨터(850) 사이의 논리적 연결은 LAN(852) 및 WAN(854)으로서 도시되어 있다. 이러한 네트워크 환경은, 사무실, 기업 전체의 컴퓨터 네트워크, 인트라넷, 인터넷, 고정 및 이동 전화 네트워크, 애드혹(ad-hoc) 및 기반 구조 무선 네트워크(infrastructure wireless networks), 다른 무선 네트 워크, 게임 네트워크, 이들의 일부 조합 등에서 흔하다. 이러한 네트워크 및 통신 연결은, 전파 채널과 함께, 전송 매체의 예이다.
LAN 네트워크 환경에서 구현된 경우, 컴퓨터(802)는 보통 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(856)를 통하여 LAN(852)으로 연결된다. WAN 네트워크 환경에서 구현된 경우, 컴퓨터(802)는 전형적으로 WAN(854)상에 통신을 설정하기 위한 모뎀(858) 또는 다른 컴포넌트를 포함한다. 컴퓨터(802)에 내장 또는 외장될 수 있는 모뎀(858)은 입출력 인터페이스(842) 또는 임의의 다른 적절한 기법(들)을 통하여 시스템 버스(808)에 연결될 수 있다. 도시된 네트워크 연결은 예시적인 것이며, 송수신기들을 갖는 무선 링크(들)를 포함하여, 컴퓨터들(802 및 850) 간의 통신 링크(들)를 설정하기 위한 다른 방식들이 사용될 수 있음을 알아야 할 것이다.
운영 환경(800)에 도시된 바와 같은, 네트워크 환경에서, 컴퓨터(802) 또는 그 일부와 관련하여 도시된 프로그램 모듈들 또는 다른 명령어들은, 원격 매체 저장 장치에 전체적으로 또는 부분적으로 저장될 수 있다. 예로서, 원격 애플리케이션 프로그램들(860)은 원격 컴퓨터(850)의 메모리 컴포넌트에 위치하나, 컴퓨터(802)를 통하여 사용 가능하거나 액세스 가능할 수 있다. 또한, 도시를 위하여, 애플리케이션 프로그램들(830) 및 운영 시스템(828)과 같은 다른 프로세서-실행 가능 명령어들이 본 명세서에서 분리된 블록으로 도시되어 있으나, 이러한 프로그램들, 컴포넌트들 및 다른 명령어들은, 다양한 경우 컴퓨팅 장치(802)(및/또는 원격 컴퓨팅 장치(850))의 상이한 저장 컴포넌트들에 위치하며, 컴퓨터(802)의 프로세서(들)(804)(및/또는 원격 컴퓨팅 장치(850)의 프로세서들)에 의해 실행됨을 알아야 할 것이다.
시스템, 매체, 디바이스(devices), 방법, 절차, 장치(apparatuses), 기법, 방식, 접근법, 절차, 배열 및 다른 구현들은, 구조적, 논리적, 알고리즘적 및 기능적 특징 및/또는 다이어그램에 특정한 언어로서 설명되어 있지만, 첨부된 청구범위에서 정의된 본 발명은 설명된 특정한 특징들 또는 다이어그램들에 한정될 필요가 없음을 이해하여야 할 것이다. 오히려, 그 특정한 특징들 및 다이어그램들은 청구된 본 발명을 구현하는 예시적인 형태로서 개시된 것이다.
본 발명에 따른 실시예에서서, 데이터는 칩 파형으로 변환되고, 스펙트럼 라인은 제거되며, 펄스는 적합하게 성형된다. 예를 들어, 데이터 비트 스트림은 비트 스트림-심볼 세그먼트, 심볼-부호 시퀀스 맵퍼, 및 부호 시퀀스-칩 파형 변환기를 사용하여 칩 파형으로 변환될 수 있다. 소정의 칩 파형의 각각의 개별적인 칩의 극성은 대응하는 부호 시퀀스의 각각의 개별적인 문자의 신호와 매칭된다.

Claims (34)

  1. 장치로서,
    하나 이상의 프로세서;
    직교 부호 시퀀스(orthogonal code sequence)들을 사용하여 데이터를 변조하여, 상기 데이터를 상기 직교 부호 시퀀스들로부터 사인 값 정보(sign value information)를 인코딩하는 칩 극성 정보(chip polarity information)를 갖는 칩 파형들로 변환하기 위해, 상기 하나 이상의 프로세서 상에서 실행가능한 데이터 신호 변조 로직(data signal modulation logic)을 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체 -; 및
    상기 변조된 데이터를 또다른 장치로 전달하는 무선 신호를 전송하기 위한 송수신기
    를 포함하고,
    상기 데이터 신호 변조 로직은,
    더 많은 전력 효율 펄스(power efficient pulse)를 생성하기 위해 주파수에 따른 경로 손실(frequency-dependent path loss) 및 전력 스펙트럼 밀도 한계(power spectrum density constraint)에 기초하여 유도되는 펄스 성형 기저대역 파형(pulse-shaping baseband waveform)을 사용하여 상기 데이터를 변조하고,
    상기 변조된 데이터를 전달하는 상기 무선 신호의 전력 스펙트럼 밀도로부터 적어도 하나의 스펙트럼 라인을 제거함으로써 상기 데이터를 변조하도록 더 구성되며 - 상기 적어도 하나의 스펙트럼 라인은 상기 칩 파형들의 칩 극성들이 균형을 이룸으로써 상기 데이터 신호 변조 로직에 의해 제거됨 -,
    상기 펄스 성형 기저대역 파형은 단일 대역 초광대역(ultra wideband; UWB) 시스템들을 위한 5차 가우시안 도함수 파형(5th-order Gaussain derivative waveform) 및 다중 밴드 UWB 시스템을 위한, 0.2 내지 0.5로 설정된 롤-오프 팩터(roll-off factor)를 갖는 루트-상승-코사인 파형(root-raised-cosine waveform)을 포함하고,
    상기 직교 부호 시퀀스의 각각의 특성(character)들에 대한 사인 값 정보는 대응하는 칩 파형의 각각의 개별 칩들의 칩 극성들에 의해 상기 대응하는 칩 파형에 반영되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 신호 변조 로직은 의사 난수들(pseudorandom numbers)과 상기 직교 부호 시퀀스들의 특성들을 곱함으로써 상기 칩 파형들의 칩 극성들이 균형을 이루도록 더 구성된 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 5차 가우시안 도함수 파형의 임펄스 폭 파라미터(impulse width parameter)는 0.055ns에서 0.065ns 사이로 설정되는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 5차 가우시안 도함수 파형의 임펄스 폭 파라미터는 0.0645ns로 설정되는 장치.
  5. 장치로서,
    상기 장치로부터 무선 통신을 전송하도록 구성된 전송가능한 송수신기;
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 데이터 신호 변조 로직을 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체 - 상기 데이터 신호 변조 로직은, 시간이 흐름에 따라 칩 파형들 내의 양의 칩 극성들의 수가 음의 칩 극성들의 수와 동일해지도록, 상기 데이터 신호의 전송을 위해 생성된 상기 칩 파형들 내의 칩 극성들이 균형을 이룸으로써 상기 송수신기를 통해 상기 장치로부터 또 다른 장치로 전송되는 데이터 신호의 전력 스펙트럼 밀도에서 적어도 하나의 스펙트럼 라인을 제거하도록 구성됨 -
    를 포함하고,
    상기 데이터 신호 변조 로직은,
    대응하는 부호 시퀀스들의 양의 사인 값들 및 음의 사인 값들에 응답하여 설정된 양의 극성들 및 음의 극성들의 펄스들을 갖는 칩 파형들을 사용하여 상기 장치로부터 또 다른 장치로 전송되는 상기 데이터 신호를 변조하고,
    더 많은 전력 효율 펄스를 생성하기 위해 주파수에 따른 경로 손실 및 전력 스펙트럼 밀도 한계에 기초하여 유도되는 펄스 성형 기저대역 파형을 사용하여 상기 데이터 신호를 변조하도록 더 구성되며,
    상기 펄스 성형 기저대역 파형은 단일 대역 초광대역(UWB) 시스템을 위한 5차 가우시안 도함수 파형 및 다중 밴드 UWB 시스템을 위한, 0.2 내지 0.5로 설정된 롤-오프 팩터를 갖는 루트-상승-코사인 파형을 포함하는, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 데이터 신호 변조 로직은 의사 난수 시퀀스와 상기 칩 파형들에 대응하는 부호 시퀀스들을 곱함으로써 상기 데이터 신호의 상기 전력 스펙트럼 밀도에서 상기 적어도 하나의 스펙트럼 라인을 제거하도록 더 구성된, 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부호 시퀀스들과 곱해지는 상기 의사 난수 시퀀스의 의사 난수들은 "+1" 및 "-1"을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 데이터 신호 변조 로직은 적어도 하나의 아날로그 컴포넌트, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 중의 하나 이상으로 구성되는, 장치.
  9. 프로세서 실행가능한 명령어들을 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체로서, 상기 프로세서 실행가능한 명령어들은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 경우, 컴퓨팅 장치로 하여금 단계들을 수행하도록 하며,
    상기 단계들은,
    데이터 비트 스트림을 다수의 심볼들로 분할하는 단계,
    상기 분할된 심볼들을 다수의 대응하는 부호 시퀀스들로 맵핑하는 단계,
    상기 맵핑된 부호 시퀀스들을, 칩 극성들이 상기 대응하는 부호 시퀀스들의 사인 값들과 일치하는 대응하는 칩 파형들로 변형하는 단계 - 상기 대응하는 부호 시퀀스들의 각각의 사인 값은 상기 대응하는 칩 파형의 상기 칩 극성에 반영됨 -,
    시간이 흐름에 따라 양의 칩 극성들의 수가 음의 칩 극성들의 수와 동일해지도록, 상기 칩 파형들 내의 상기 칩 극성들이 균형을 이룸으로써 전송되는 데이터 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼 라인을 제거하는 단계, 및
    더 많은 전력 효율 펄스를 생성하기 위해 전력 스펙트럼 밀도 한계 및 주파수에 따른 경로 손실에 기초하여 유도되는 펄스 성형 기저대역 파형을 사용하여, 전송되는 상기 데이터 신호를 변조하는 단계
    를 포함하고,
    상기 펄스 성형 기저대역 파형은 단일 대역 초광대역(UWB) 시스템을 위한 5차 가우시안 도함수 파형 및 다중 밴드 UWB 시스템을 위한 0.2 내지 0.5로 설정된 롤-오프 팩터를 갖는 루트-상승-코사인 파형을 포함하는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 칩 극성들은 양의 사인 값들에 일치하는 양의 칩 극성들 및 음의 사인 값들에 일치하는 음의 칩 극성들에 의해 상기 사인 값들과 일치하는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  11. 제9항에 있어서, 상기 칩 극성들은 음의 사인 값들에 일치하는 양의 칩 극성들 및 양의 사인 값들에 일치하는 음의 칩 극성들에 의해 상기 사인 값들과 일치하는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  12. 제9항에 있어서, 상기 대응하는 부호 시퀀스들은 서로 직교하는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제거하는 단계는
    상기 다수의 부호 시퀀스들과 의사 난수 시퀀스를 곱하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  14. 제9항에 있어서, 각각의 칩 파형의 각각의 칩은 적어도 하나의 펄스로서 실현되는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  15. 제14항에 있어서, 실행되는 경우, 상기 컴퓨팅 장치로 하여금
    5차 가우시안 도함수를 포함하는 상기 펄스 성형 기저대역 파형을 사용하여 각각의 칩의 상기 적어도 하나의 펄스를 성형하는 단계
    를 더 수행하도록 하는 프로세서 실행가능한 명령어들을 더 포함하는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 성형하는 단계는
    상기 5차 가우시안 도함수의 임펄스 폭 파라미터가 0.055ns 내지 0.065ns로 설정되는 상기 5차 가우시안 도함수를 포함하는 상기 펄스 성형 기저대역 파형을 사용하여 각각의 칩의 적어도 하나의 펄스를 성형하는 단계
    를 포함하는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  17. 삭제
  18. 직교 펄스 극성 변조를 위한 장비(arrangement)로서,
    데이터를 부호 시퀀스들로 변환하기 위한 변환 수단,
    상기 데이터의 전송에 사용되는 칩 파형들의 칩들을 구성하는 펄스들을 변조된 대로 성형하기 위한 성형 수단 - 상기 데이터는 더 많은 전력 효율 펄스를 생성하기 위해 전력 스펙트럼 밀도 한계 및 주파수에 따른 경로 손실에 기초하여 유도되는 펄스 성형 기저대역 파형을 사용하여 변조되고, 상기 펄스 성형 기저대역 파형은 단일 대역 초광대역(UWB) 시스템들을 위한 5차 가우시안 도함수 파형 및 다중 밴드 UWB 시스템을 위한 0.2 내지 0.5로 설정된 롤-오프 팩터를 갖는 루트-상승-코사인 파형을 포함함 -, 및
    상기 변조된 데이터의 상기 전송의 전력 스펙트럼 밀도로부터 스펙트럼 라인들을 제거하기 위한 제거 수단
    을 포함하고,
    주어진 칩 파형 내의 칩 극성들은 대응하는 부호 시퀀스의 사인 값들에 따라 변경되고, 대응하는 부호 시퀀스의 각각의 사인 값은 상기 대응하는 칩 파형의 상기 칩 극성에 반영되며,
    시간이 흐름에 따라 양의 칩 극성들의 수가 음의 칩 극성들의 수와 동일해지도록, 상기 제거 수단은 각각의 칩 파형의 칩 극성들이 균형을 이루기 위한 균형유지 수단(balance means)을 포함하는, 장비.
  19. 제18항에 있어서, 상기 성형된 펄스들을 사용하여 상기 변조된 데이터를 스펙트럼 라인들 없이 전송하기 위한 송수신기 수단을 더 포함하는, 장비.
  20. 제18항에 있어서, 상기 변환 수단은
    상기 데이터를 M-비트 심볼들로 분할하기 위한 분할 수단을 포함하는, 장비.
  21. 제20항에 있어서, 상기 변환 수단은
    상기 M-비트 심볼들을 일련의 2M개의 부호 시퀀스들의 대응하는 부호 시퀀스들로 맵핑하기 위한 맵핑 수단을 더 포함하는, 장비.
  22. 제18항에 있어서, 상기 성형 수단은
    상기 부호 시퀀스들을 대응하는 칩 파형들로 변형하기 위한 변형 수단을 더 포함하는, 장비.
  23. 제18항에 있어서, 상기 장비는
    (i) 하나 이상의 프로세서 액세스 가능한 매체 또는 (ii) 적어도 하나의 장치 중의 적어도 하나를 포함하는 장비.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7636380B2 (en) 2004-05-17 2009-12-22 Microsoft Corporation Orthogonal pulse polarity modulation
FR2881588B1 (fr) * 2005-01-28 2007-04-27 Groupe Ecoles Telecomm Recepteur uwb et procede et systeme de transmission de donnees.
WO2006112831A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-26 Mitsubishi Electric Research Laboratories Method and system for estimating time of arrival of signals using multiple different time scales
JP4821001B2 (ja) * 2006-06-27 2011-11-24 国立大学法人横浜国立大学 送信信号形成方法及び送信信号形成装置
JP5741296B2 (ja) * 2011-08-01 2015-07-01 富士通株式会社 通信装置
DE102012212689B3 (de) * 2012-07-19 2013-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren für die Funkübertragung mittels Ultrabreitband-Übertragung
KR102105322B1 (ko) 2013-06-17 2020-04-28 삼성전자주식회사 송신기 및 수신기, 무선 통신 방법
US10898076B2 (en) * 2013-09-30 2021-01-26 The Research Foundation For The State University Of New York Transmission and medium access control techniques for ultrasonic communications in the body
CN107968759B (zh) * 2016-10-18 2022-04-15 中兴通讯股份有限公司 一种多载波系统的数据调制方法及装置
US10958486B2 (en) 2017-09-08 2021-03-23 Georgia Tech Research Corporation Systems and methods for improved data transmission in short-reach links
US20230291630A1 (en) * 2022-03-08 2023-09-14 Qualcomm Incorporated Low peak-to-average power ratio waveform generation
CN114629755B (zh) * 2022-05-16 2022-09-20 睿迪纳(南京)电子科技有限公司 一种调制方法、解调方法及其频偏补偿和高速解调电路
CN117728863A (zh) * 2022-09-09 2024-03-19 华为技术有限公司 信号处理的方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598947A1 (en) 2004-05-17 2005-11-23 Microsoft Corporation Orthogonal pulse polarity modulation

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603818B1 (en) * 1999-09-23 2003-08-05 Lockheed Martin Energy Research Corporation Pulse transmission transceiver architecture for low power communications
JP3314181B2 (ja) * 2000-04-07 2002-08-12 独立行政法人通信総合研究所 擬似乱数列の出力装置、送信装置、受信装置、通信システム、フィルタ装置、擬似乱数列の出力方法、送信方法、受信方法、フィルタ方法、ならびに、情報記録媒体
US7418043B2 (en) * 2000-07-19 2008-08-26 Lot 41 Acquisition Foundation, Llc Software adaptable high performance multicarrier transmission protocol
US7349478B2 (en) * 2001-12-06 2008-03-25 Pulse-Link, Inc. Ultra-wideband communication apparatus and methods
AU2003211106A1 (en) * 2002-02-20 2003-09-09 Xtremespectrum, Inc. M-ary orthagonal coded communications method and system
US7187715B2 (en) * 2002-09-23 2007-03-06 Lucent Technologies Inc. Systems and methods for providing adaptive pulse position modulated code division multiple access for ultra-wideband communication links
CN1754362B (zh) * 2003-02-25 2013-06-05 横滨Tlo株式会社 脉冲波形生成方法
US7496128B2 (en) * 2003-03-08 2009-02-24 Regents Of The University Of Minnesota Multi-user interference resilient ultra wideband (UWB) communication
US20050013345A1 (en) * 2003-07-18 2005-01-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for ultra wideband communication using frequency band modulation, and system for the same
US20050084032A1 (en) * 2003-08-04 2005-04-21 Lowell Rosen Wideband holographic communications apparatus and methods
KR20050081556A (ko) * 2004-02-14 2005-08-19 삼성전자주식회사 초광대역 통신방법 및 장치
US20050220173A1 (en) * 2004-03-12 2005-10-06 Conexant Systems, Inc. Methods and systems for frequency shift keyed modulation for broadband ultra wideband communication
US7386027B2 (en) * 2004-03-31 2008-06-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Methods and apparatus for generating and processing wideband signals having reduced discrete power spectral density components
US7638198B2 (en) * 2004-06-09 2009-12-29 Honda Motor Co., Ltd. Clear coating composition, method of forming multilayer coating film and inmold decoration product

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598947A1 (en) 2004-05-17 2005-11-23 Microsoft Corporation Orthogonal pulse polarity modulation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Consumer Communications and Networking Conference, 2004. First IEEE, Las Vegas, NV, USA, 5-8 Jan. 2004.
GLOBECOM'03. 2003 - IEEE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE. CONFERENCE PROCEEDINGS. SAN FRANCISCO, CA, DEC. 1 - 5, 2003

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