KR101190361B1 - 원격 통신 디바이스들 간의 가시선(ｌｏｓ) 거리를 판정하기 위한 방법 - Google Patents

원격 통신 디바이스들 간의 가시선(ｌｏｓ) 거리를 판정하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

원격 장치로부터 착신 신호를 수신하도록 구성된 초재생(super regenerative) 수신기, 및 착신 신호에 기초하여 원격 장치로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성된 회로를 포함하는 무선 통신을 위한 장치가 개시된다. 초재생 수신기는, 거리 판정 회로가 착신 신호의 가시선(LOS) 부분을 비-가시선 부분으로부터 구별할 수 있도록 하기 위하여, 상대적으로 높은 감도를 갖도록 구성될 수 있다. 착신 신호의 LOS 부분의 시간을 사용하여, 회로는 원격 장치로의 거리를 더욱 정확하게 판정할 수 있다. 원격 장치로 신호를 전송하고, 원격 장치로부터 응답 신호를 수신함에 의해, 회로는 신호들의 송신 및 수신의 각 시간들로부터 원격 장치로의 거리를 판정할 수 있다.

Description

원격 통신 디바이스들 간의 가시선(ＬＯＳ) 거리를 판정하기 위한 방법{METHOD FOR DETERMINING LINE-OF-SIGHT (LOS) DISTANCE BETWEEN REMOTE COMMUNICATIONS DEVICES}
본 개시는 통신 시스템에 관한 것이며, 특히 원격 통신 디바이스들 간의 대략적인 가시선(line-of-sight: LOS) 거리를 판정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
많은 통신 애플리케이션에서, 통신하고 있는 두 개의 원격 통신 디바이스 간의 거리가 판정될 필요가 있을 수 있다. 이 거리를 알아야 하는 이유 중 하나는 보안 목적을 위해서이다. 예컨대, 원격 통신 디바이스로의 거리가 정의된 임계치를 초과하는 경우, 원격 디바이스는 네트워크의 일부가 아니거나, 네트워크 디바이스들과 통신하는 것이 허가되지 않는 것으로 판정될 수 있다. 따라서, 이러한 경우, 원격 디바이스는 네트워크 디바이스들과 통신하는 것이 허용되지 않는다. 이에 더하여, 두 개의 원격 통신 디바이스 간의 거리를 판정하여야 하는 다른 이유는 사람 트래킹(tracking) 목적을 위해서이다. 예컨대, 부모는 부모가 소지하고 있는 통신 디바이스와 통신하는 통신 디바이스를 자녀에게 제공할 수 있다. 부모 디바이스가 자녀 디바이스로의 거리가 정의된 임계치를 초과한다고 판정한 경우, 부모 디바이스는 자녀가 안전 거리를 벗어났다고 부모에게 경고할 수 있다. 그 밖에도 두 개의 원격 통신 디바이스 간의 거리를 판정해야 하는 많은 다른 이유가 있을 수 있다.
두 개의 원격 통신 디바이스 간의 거리를 판정하는데 사용되는 하나의 방법은, 제1 디바이스가 제2 디바이스에 신호를 송신하고, 그 후 제2 디바이스가 다시 제1 디바이스로 신호를 송신하는 것이다. 그 후, 제1 통신 디바이스는 제2 통신 디바이스로 신호를 전송한 시간 t1 및 제2 통신 디바이스로부터 신호가 수신된 시간 t2를 이용하여 제2 통신 디바이스로의 거리를 계산할 수 있다. 거리는 다음과 같이 주어질 것이다.
거리 = (t2 - t1 - tprocessing)*c/2 [수식 1]
여기서, c는 빛의 속도와 동일하고, tprocessing은 조정되어 제거될 수 있는 공지의 처리 지연이다. 설명의 편의상, 본 개시에서는 tprocessing이 0인 것으로 가정하지만, 그것은 0 보다 큰 값을 가질 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 이러한 거리 측정 접근법의 한 가지 단점은 통신 디바이스들에 의해 수신된 신호가 한 디바이스로부터 다른 디바이스로 직선 거리를 이동한 것으로 가정한다는 것이다. 이하 예시적인 시나리오를 참조한 후술하는 바와 같은 경우에는 그렇지 않을 수 있다.
도 1a는 한 디바이스로부터 다른 디바이스로 신호가 전파될 수 있는 복수의 경로를 예시적으로 도시한 도면이다. 실시예에서, 통신 디바이스의 송수신기 A(102)는 다른 통신 디바이스의 송수신기 B(106)로 신호를 전송하고 있다. 또한, 본 실시예에서, 장애물들(152, 154, 156)과 같은, 송수신기 A(102)로부터 송수신기 B(106)로 이동하는 신호를 방해할 수 있는 복수의 물체가 존재할 수 있다.
이 장애물들은 송수신기 A(102)로부터 송수신기 B(106)로의 상이한 신호 경로들을 생성할 수 있다. 예컨대, 신호 경로 1은 장애물(154)을 통과하여, 송수신기 A(102)로부터 송수신기 B(106)로의 직선 경로를 따를 수 있다. 송수신기들 간의 직선 신호 경로는 일반적으로 가시선(line-of-sight: LOS) 경로라고 지칭된다. 다른 신호 경로 2는 장애물(152)에 반사됨으로써 송수신기 A(102)로부터 송수신기 B(106)로의 우회 경로를 취할 수 있다. 또 다른 신호 경로 3은 장애물(156)에 반사됨으로써 송수신기 A(102)로부터 송수신기 B(106)로의 우회 경로를 또한 취할 수 있다. 송수신기 간의 이러한 우회 경로들은 일반적으로 비-가시선(non-LOS) 경로라고 지칭된다. 송수신기 B(106)에서 수신된 신호는, 이하 후술하는 바와 같이, 가시선 경로 및 하나 이상의 비-가시선 경로를 통하여 신호를 수신한 결과이다.
도 1b는 복수 경로 시나리오에서 송수신기 A(102)에 의해 송신된 예시적인 신호 및 송수신기 B(106)에 의해 수신된 대응하는 신호 전력의 그래프를 도시한다. 그래프가 도시하는 바와 같이, 송수신기 A(102)에 의해 송신된 신호는 정의된 파형을 갖는다. 본 실시예에서, 정의된 파형은 도시된 바와 같은 전주기 펄스(full-period pulse)이다. 신호는 송수신기 B(106)에 도착하는데 복수 경로를 취하며, 가시선 경로가 비-가시선 경로들보다 짧기 때문에, 신호는 상이한 시간에 수신된다. 따라서, 원래 신호의 전력은 도시된 바와 같이 수신하는 송수신기 B(106)에서 시간에 걸쳐 퍼져 있다. 수신된 신호는 가시선 신호 경로 1에 따른 부분 1, 비-가시선 경로 2에 따른 부분 2, 및 비-가시선 경로 3에 따른 부분 3을 포함한다.
송수신기들 간의 거리를 정확하게 판정하기 위하여, 가시선 경로 1에 따른 수신 신호의 부분을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 이 경로가 송수신기들 간에 가장 짧은 직선 경로이기 때문이다. 비-가시선 경로 2 및 3은 일반적으로 가시선 경로 1보다 길기 때문에, 이 경로들을 사용하면 일부 오류가 있는 결과를 얻을 것이다. 그러나, 과거에는, 장애물(154)과 같은 장애물은 가시선 신호 부분의 전력 레벨을 실질적으로 감쇠시킬 수 있었기 때문에, 잡음 플로어(noise floor) 및 비-가시선 신호 부분들로부터 가시선 신호 부분을 식별하는 것이 어려울 수 있었다. 따라서, 실시예에서 도시된 바와 같이, 가시선 신호 부분의 전력 레벨은 비-가시선 부분들 2 및 3의 전력 레벨과 비교하여 상대적으로 작다.
신호를 수신하기 위하여 논-코히런트(non-coherent) 기술을 사용하는 종래 수신기들은 비-가시선 부분들로부터 가시선 신호 부분을 식별하는데 그다지 효율적이 않았는데, 이는 가시선 신호 부분이 잡음 플로어에 종종 묻히기 때문이었다. 코히런트(coherent) 기술을 사용하는 다른 종래 수신기들은 비-가시선 신호 부분으로부터 가시선 신호 부분을 더 잘 식별하였으나, 이 작업을 완수하는데 바람직하지 않은 많은 양의 전력을 소모하였다.
원격 통신 디바이스들 간의 대략적인 가시선(line-of-sight: LOS) 거리를 판정하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
본 개시의 일 양상은 원격 장치로부터의 착신 신호(incoming signal)를 수신하도록 구성된 초재생 수신기(super regenerative receiver), 및 착신 신호에 기초하여 원격 장치로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성된 제1 회로를 포함하는 무선 통신을 위한 장치와 관련된다. 다른 양상에서, 초재생 수신기는 하나 이상의 초재생 증폭기를 포함할 수 있다. 다른 양상에서, 초재생 수신기는 병렬로 연결된 복수의 초재생 증폭기를 포함하고, 증폭기들은 각각의 별개 주파수 대역들로 튜닝된다. 다른 양상에서, 초재생 증폭기들의 수, 증폭기들의 각각의 양호도(quality factor: Q), 및 별개 주파수 대역들의 각각의 중심 주파수들(fc)은, 정의된 최소 이득, 정의된 이득 리플(ripple) 또는 정의된 대역폭에 걸쳐 정의된 주파수 응답을 제공하도록 구성된다. 다른 양상에서, 하나 이상의 별개 주파수 대역은 적어도 다른 하나 이상의 별개 주파수 대역과 중첩될 수 있다.
본 개시의 다른 양상에서, 무선 통신을 위한 장치는 착신 신호의 실질적으로 가시선(LOS) 부분을 판정하도록 구성된 제2 회로를 더 포함할 수 있으며, 제1 회로 는 착신 신호의 실질적으로 가시선 부분으로부터 원격 장치로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성된다. 다른 양상에서, 제2 회로는 착신 신호의 전력 레벨과 관련된 제1 응답을 생성하도록 구성된 전력 검출기, 주변 잡음의 전력 레벨과 관련된 제2 응답을 생성하도록 구성된 잡음 레벨 검출기, 및 제2 응답에 대한 제1 응답의 비교에 기초하여 출력을 생성하도록 구성된 비교기를 포함한다.
본 개시의 다른 양상들에서, 착신 신호는 하나 이상의 펄스를 포함할 수 있다. 제1 회로는 착신 신호를 수신하는 대략적인 시간에 기초하여 원격 장치로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 다른 양상에서, 무선 통신을 위한 장치는 원격 장치로 발신 신호(outgoing signal)를 송신하도록 구성된 송신기를 더 포함할 수 있으며, 제1 회로는 원격 장치로 발신 신호를 송신하는 대략적인 시간 및 원격 장치로부터 착신 신호를 수신하는 대략적인 시간에 기초하여 원격 장치로의 거리를 판정한다.
본 개시의 또 다른 양상에서, 무선 통신을 위한 장치는 원격 장치로 발신 신호를 송신하도록 구성된 송신기를 더 포함할 수 있으며, 제1 회로는 착신 신호의 수신 및 처리에 응답하여 송신기가 발신 신호를 송신하게 함으로써 원격 장치로의 거리를 부분적으로 판정하도록 구성된다. 다른 양상들에서, 장치는 초재생 수신기의 출력에 방해 전파 신호(jamming signal)가 존재하는지 여부를 판정하는 제2 회로, 초재생 수신기의 출력으로부터 방해 전파 신호를 감소 또는 제거하기 위하여 초재생 수신기의 일 부분을 디스에이블(disable)하는 제3 회로를 더 포함할 수 있다. 또 다른 양상에서, 초재생 수신기는 대략 20% 이상의 비대역폭(fractional bandwidth), 대략 500MHz 이상의 대역폭, 또는 대략 20% 이상의 비대역폭 및 대략 500MHz 이상의 대역폭을 갖는 정의된 초광대역 채널 내에서 착신 신호를 수신하도록 튜닝된다.
이하 본 개시의 상세한 설명을 첨부된 도면과 관련하여 고려할 때, 본 개시의 다른 양상들, 이점들 및 신규한 특징들은 명백해질 것이다.
도 1a는 한 디바이스로부터 다른 디바이스로 신호가 전파될 수 있는 복수의 경로를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 1b는 복수 경로 시나리오에서 통신 디바이스에 의해 송신된 예시적인 신호 및 다른 통신 디바이스에 의해 수신된 예시적인 신호의 그래프들을 도시한다.
도 2a는 본 개시의 양상에 따른 예시적인 통신 디바이스의 블록도를 도시한다.
도 2b는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 송신 신호, 예시적인 수신 신호, 및 초재생된 수신기(super regenerated receiver)에 의해 처리된 예시적인 수신 신호의 그래프들을 도시한다.
도 3a는 본 개시의 다른 양상에 따라 두 송수신기 간의 대략적인 거리를 판정하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3b는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 수신 신호 및 초재생 수신기에 의해 처리된 예시적인 수신 신호의 그래프들을 도시한다.
도 4a는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 통신 디바이스의 블록도를 도시한다.
도 4b는 본 개시의 다른 양상에 따라 통신 디바이스가 동작하는 예시적인 모드들의 타이밍 그래프를 도시한다.
도 5a는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(super regenerative: SR) 장치의 블록도를 도시한다.
도 5b는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 증폭기의 블록도를 도시한다.
도 6a는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 수신기의 블록도를 도시한다.
도 6b는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 수신기에 관련된 예시적인 주파수 응답의 그래프를 도시한다.
도 7a는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 수신기의 블록도를 도시한다.
도 7b는 본 개시의 다른 양상에 따라 예시적인 초재생(SR) 수신기의 출력으로부터 대역내(in-band) 방해 전파 신호(jamming signal)를 감소 및/또는 제거하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 통신 디바이스의 블록 및 개략도를 도시한다.
도 9a 내지 9d는 본 개시의 다른 양상에 따른 다양한 펄스 변조 기술들의 타이밍도를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다른 양상에 따라 다양한 채널들을 통해 서로 통신하는 다양한 통신 디바이스들의 블록도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 송수신기를 포함하는 예시적인 통신 디바이스의 블록도를 도시한다.
도 12는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 수신기를 포함하는 예시적인 통신 디바이스의 블록도를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 송수신기를 포함하는 예시적인 통신 디바이스의 블록도를 도시한다.
본 개시의 다양한 양상들이 이하 설명된다. 본 명세서에서의 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 개시된 임의의 특정 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 대표적인 것일 뿐이라는 것은 명백할 것이다. 본 명세서에서의 교시들에 기초하여, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에 기재된 일 양상은 임의의 다른 양상들과는 독립적으로 구현될 수 있으며, 둘 이상의 이러한 양상은 다양한 방식으로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 본 명세서에 나열된 임의의 수의 양상들을 사용하여 장치가 구현될 수 있거나 방법이 실시될 수 있다. 추가로, 본 명세서에 나열된 하나 이상의 양상들 이외에 또는 이에 더하여, 다른 구조, 기능, 또는 구조 및 기능을 사용하여 그러한 장치가 구현될 수 있거나 그러한 방법이 실시될 수 있다.
상기 개념들 중 일부의 예로서, 일부 양상들에서, 장치는 원격 장치로부터 착신 신호를 수신하도록 구성된 초재생 수신기, 및 착신 신호에 기초하여 원격 장치로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다. 초재생 수신기 및 거리 판정 회로는 하나 이상의 집적 회로, 하나 이상의 개별 구성 요소, 또는 하나 이상의 집적 회로 및 하나 이상의 개별 구성 요소의 결합으로 구성될 수 있다. 초재생 수신기 및 거리 판정 회로는 프로세서 또는 본 명세서에서 설명된 그들 각각의 기능을 달성하기 위한 다른 프로그램 가능 디바이스를 포함할 수 있다. 그러한 프로세서 또는 프로그램 가능 디바이스는 실행 가능한 코드들을 사용하여 동작될 수 있다.
도 2a는 본 개시의 일 양상에 따른 예시적인 통신 디바이스(200)의 블록도를 도시한다. 일반적으로, 통신 디바이스(200)는 다른 통신 디바이스로부터 수신된 신호의 가시선(LOS) 부분을 검출하도록 특별히 구성된다. 배경기술 부분에서 논의된 바와 같이, 이것은 통신 디바이스들 간의 거리를 더욱 정확하게 판정하는데 유용하다. 이것을 달성하기 위하여, 통신 디바이스(200)는 LOS 신호 부분에 대해 예외적으로 높은 감도를 가지면서, 동시에, 허용 가능한 정도의 전력을 소비하는 초재생 수신기 전단(front-end)을 포함한다.
더욱 상세하게, 통신 디바이스(200)는 초재생 수신기(202) 및 거리 측정 회로(204)를 포함한다. 초재생 수신기(202)는 원격 통신 디바이스로부터 착신 신호를 수신하도록 구성되며, 착신 신호의 LOS 부분의 검출을 위해 착신 신호를 처리한다. 거리 측정 회로(204)는 초재생 수신기에 의해 처리된 수신 신호의 LOS 부분을 사용하여 통신 디바이스(200) 및 원격 통신 디바이스 간의 거리를 적어도 부분적으로 판정한다.
통신 디바이스(200)가 원격 통신 디바이스로의 거리를 판정하고 있는 경우, 거리 측정 회로(204)는 시간 t1에 원격 통신 디바이스로 신호를 송신하고, 시간 t2에 원격 통신 디바이스로부터 신호의 LOS 부분을 수신하고, 그 후 상기 제공된 수식 1 (예컨대, 거리 = (t2 - t1)*c/2)과 같은, 시간 t1 및 t2에 의해 결정되는 수식을 사용하여 거리를 판정한다. 통신 디바이스(200)가 거리를 판정하고 있는 원격 통신 장치를 돕고 있는 경우(예컨대, 거리를 부분적으로 판정하는 경우), 거리 측정 회로(204)는 원격 디바이스로부터 신호를 수신함에 응답하여 원격 통신 디바이스로 신호를 송신한다.
도 2b는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 송신 신호, 예시적인 수신 신호, 및 초재생된 수신기(super regenerated receiver)에 의해 처리된 예시적인 수신 신호의 그래프들을 도시한다. 상부 그래프는 원격 통신 디바이스로부터 송신된 신호를 도시한다. 본 실시예에서, 송신 신호는 전주기 펄스(full-period pulse)와 같은 정의된 파형을 갖는다. 그러나 다른 정의된 파형들이 제공될 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
중간 그래프는 통신 디바이스(200)의 입력에서 수신된 신호를 도시한다. 수신 신호는 상이한 경로들을 통해 전파하는 신호의 부분들의 수신으로 인하여 시간에 걸쳐 퍼져 있다. 알 수 있는 바와 같이, 숫자 "1"로 표시된 수신 신호의 부분이 원격 통신 디바이스로부터 통신 디바이스(200)로의 직선 경로를 따라 전파된 가시선(LOS) 부분이다. 숫자 "2" 및 "3"으로 표시된 수신 신호의 부분들은 수신 신호의 비-가시선(non-LOS) 부분들이다.
하부 그래프는 초재생 수신기(202)의 출력에서의 신호를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 초재생 수신기(202)의 출력에서의 신호는 샘플링되고 증폭된 수신 신호의 전력 레벨을 나타내는 복수의 "스파이크(spike)"를 포함한다. 또한 알 수 있는 바와 같이, 처음 몇 개의 스파이크들은 수신 신호의 가시선 부분에 대응하고, 나머지 스파이크들은 수신 신호의 비-가시선 부분에 대응한다. 초재생 수신기(202)는 상대적으로 높은 감도를 갖도록 구성될 수 있기 때문에, 수신기(202)는 거리 측정 회로(204)가 잡음 플로어 및 비-가시선 부분들로부터 수신 신호의 가시선 부분을 더욱 쉽게 구분할 수 있도록 출력을 생성할 수 있다. 이하 더욱 상세하게 설명하는 바와 같이, 통신 디바이스(200)는 신호 대 잡음비(SNR)를 증가시키기 위하여 몇몇 심볼들의 가시선 전력의 논-코히런트(non-coherent) 결합을 수행할 수도 있다. 높은 감도 및 논-코히런트 결합은 통신 디바이스(200) 및 원격 통신 디바이스 간의 거리는 정확하게 판정하기 위하여 유용할 수 있는데, 이는 가시선 부분이 비-가시선 부분 대신에 거리 계산을 위한 신호의 수신 시간과 연관될 것이기 때문이다.
도 3a는 본 개시의 다른 양상에 따라 두 송수신기 A 및 B 간의 대략적인 거리를 판정하는 예시적인 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 방법(300)에 따라, 송수신기 A는 송수신기 B로 명령(302)을 전송하여, 송수신기 A 및 B 간의 대략적인 거리를 판정하기 위한 레인징 모드(ranging mode)로 동작한다. 응답으로, 송수신기 B는 자신을 레인징 모드로 설정하고, 임의의 신호 송신을 중지한다(블록 304). 송수신기 B가 레인징 모드로 진입하기에 충분한 소정의 시간 주기가 경과한 후에, 송수신기 A는 N개의 정의된 심볼(306)을 송수신기 B로 전송한다. 심볼들은 시간 t = 0, tp, 2*tp, 3*tp, …, (N-1)*tp에 전송될 수 있으며, 여기서 tp는 심볼들의 송신과 연관된 주기(period)이다. 그러나 심볼들은 주기적인 방식으로 전송될 필요는 없으며, 비-주기적인 방식으로 전송될 수 있다. 송수신기 B는 N개의 정의된 심볼(306) 및 심볼과 심볼 사이의 타이밍 관계를 사전에 알고 있을 수 있다. 각각의 심볼은 하나 이상의 펄스로서 구성될 수 있다.
송수신기 B는 그것의 초재생 수신기(202) 및 그것의 거리 측정 회로(204)를 사용하여, N개의 정의된 심볼(306)의 도착들의 가시선 시간을 검출한다(블록 308). 그 후, 송수신기 B의 거리 측정 회로(204)는 N개의 정의된 심볼(306)이 수신되었는지 여부를 판정한다(블록 310). 만약 송수신기 B가 N개의 정의된 심볼(306)이 수신되지 않았다고 판정한다면, 송수신기 B는 N개의 정의된 심볼(306)이 수신되지 않았음을 나타내는 메시지(312)를 송수신기 A로 송신한다. 메시지(312)에 응답하여, 송수신기 A는 송수신기 B로 송신되어야 할 심볼들(306)의 개수 N을 증가시킬 수 있다. 이하 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 송신되는 심볼들의 개수가 많을수록 송수신기 B의 입력에서의 신호 대 잡음비(SNR)를 개선할 수 있으며, 이는 송수신기 B가 N개의 심볼을 성공적으로 수신하고, N개 심볼 도착의 가시선 시간을 검출할 가능성을 개선한다. 그 후, 송수신기 A는 명령(302)을 송신함으로써 레인징 모드 동작을 다시 시작할 수 있거나, 또는 이번에는, N개의 정의된 심볼(306)을 재전송할 수 있다. 반면에, 만약 송수신기 B가 N개의 정의된 심볼(306)을 수신한 것으로 판정하면, M개의 정의된 심볼(314)을 송수신기 A로 송신한다. 송수신기 B는 M개의 정의된 심볼(314)을 시간 N*tp + td에 송신하기 시작할 수 있으며, 여기서 td는 송수신기 A로부터 송수신기 B로의 각 심볼의 가시선 경로를 따른 전파 지연이다. 따라서, M=N인 경우, 송수신기 A는 심볼들을 각각 시간 t = N*tp+2*td, (N+1)*tp+2*td, (N+2)*tp+2*td … (2*N-1)*tp+2*td 에 수신할 수 있다. 송수신기 A는 M개의 정의된 심볼(314)을 미리 알고 있을 수 있다. M개의 정의된 심볼(314)은 N개의 정의된 심볼(306)과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 추가적으로, 심볼들(314)의 개수 M은 심볼들(306)의 개수 N과 관련(예컨대, 비례)될 수 있다.
송수신기 A는 그것의 초재생 수신기(202) 및 그것의 거리 측정 회로(204)를 사용하여, M개의 정의된 심볼(314)의 도착들의 가시선 시간을 검출한다. 그 후, 송수신기 A의 거리 측정 회로(204)는 M개의 정의된 심볼(314)이 수신되었는지 여부 또는 M개의 정의된 심볼의 도착들의 시간을 판정할 수 없는지를 판정한다(블록 318). 만약 송수신기 A가 M개의 정의된 심볼(314)이 수신되지 않았다고 판정하거나 또는 M개의 정의된 심볼(314)의 도착 시간을 판정할 수 없으면, 송수신기 A는 송수신기 B로 송신되어야 할 심볼들(306)의 개수 N을 증가시킬 수 있다(블록 319). 상술한 바와 같이, M은 N과 관련(예컨대, 비례)될 수 있기 때문에, 송수신기 A가 N을 증가시킴으로써, 송수신기 B는 M을 증가시킨다. 이것 또한 송수신기 A가 송수신기 B로부터 수신하는 M개의 심볼들(314)의 도착의 가시선 시간을 더 잘 검출할 수 있을 가능성을 개선한다.
그 후, 송수신기 A는 명령(302)을 송신함으로써 레인징 모드 동작을 다시 시작할 수 있거나, 또는 이번에는, N개의 정의된 심볼(306)을 재전송할 수 있다. 반면에, 만약 송수신기 A가 M개의 정의된 심볼(314)을 수신한 것으로 판정하면, 송수신기 A 및 B 간의 거리를 판정한다(블록 320). 그 후, 송수신기 A는 송수신기 B로 거리 정보(322)를 송신할 수 있다. 본 시나리오에서, 송수신기 A는 거리를 판정하고, 송수신기 B는 거리 판정을 돕거나 부분적으로 거리를 판정한다.
도 3b는 본 개시의 다른 양상에 따른 송수신기 A의 입력에서의 예시적인 수신 신호, 및 송수신기 A의 초재생 수신기(202)에 의해 처리된 예시적인 수신 신호의 그래프들을 도시한다. 본 실시예에서, 송수신기 B로부터 수신된 정의된 심볼들(314)의 개수 M은 정의된 심볼들(306)의 개수 N과 동일하다. 상부 그래프는 송수신기 A의 입력에서 수신된 신호를 도시한다. 수신 신호는 송수신기 B로부터 수신된 N개의 정의된 심볼을 포함한다. 앞서 논의된 바와 같이, 송수신기 A 및 B에 의해 송신된 각각의 심볼은 하나 이상의 펄스를 포함할 수 있다. 추가적으로, 심볼들은 tp로 표현되는 주기를 갖고 송신된다. 도시된 바와 같이, 송수신기 A에 의해 수신된 각각의 심볼은 송수신기 B로부터 송수신기 A까지의 상이한 길이의 복수 경로를 통해 전파하는 신호로 인해 시간에 걸쳐 분산되어 있다.
하부 그래프는 송수신기 A의 초재생 수신기(202)에 의해 처리된 수신 신호를 도시한다. 앞서 논의된 바와 같이, 초재생 수신기(202)는 수신 신호를 샘플링하고 증폭한다. 따라서, 각각의 심볼은 수신 신호의 증폭된 샘플을 나타내는 복수의 스파이크(spike)를 포함한다. 앞서 논의된 바와 같이, 각 심볼의 처음 몇 개의 스파이크들은 수신 심볼의 가시선 부분에 관련되고, 각 심볼의 나머지 스파이크들은 수신 심볼의 비-가시선 부분들에 관련된다. 알 수 있는 바와 같이, 첫 번째 심볼의 가시선 부분은 시간 Ntp+2td에 수신되었고, 두 번째 심볼의 가시선 부분은 시간 (N+1)tp+2td에 수신되었고, 뒤에서 두 번째 심볼의 가시선 부분은 시간 (2N-2)tp+2td에 수신되었고, 마지막 심볼의 가시선 부분은 시간 (2N-1)tp+2td에 수신되었다. 시간들은 송수신기 A가 송수신기 B로 첫 번째 심볼을 전송한 시간을 기준으로 한다. 앞서 논의된 바와 같이, tp는 심볼들의 송신 주기이고, td는 송수신기로부터 송수신기로의 신호의 일방향 가시선 전파 지연이다.
따라서, 수신 심볼의 가시선 부분의 도착 시간 ttotal을 측정함으로써, 송수신기 A는 이하의 수식에 의해 송수신기 B로의 거리를 판정할 수 있다.
거리 = (ttotal - (2N-1)*tp/2)*c [수식 2]
여기서, c는 빛의 속도이다. 심볼들의 도착 시간의 불확실성은 초재생 수신기(202)의 억제 사이클(quench cycle)에 의해 판정될 수 있다. 억제 사이클은 GHz 범위 내에 있을 수 있기 때문에, 심볼들의 도착 시간의 불확실성은 상대적으로 낮다. 예컨대, 만약 초재생 수신기(202)의 억제 사이클이 4GHz이면, 거리 측정의 불확실성은 c/4GHz로 주어질 수 있으며, 이는 7.5 센티미터와 대략 동일하다. 송수신기들이 수 미터 또는 그 이상 떨어져 있는 때, 이는 상대적으로 작거나 무시할 수 있는 정도이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 각 심볼의 가시선 부분은 각 심볼의 비-가시선 부분들과 비교할 때 상대적으로 낮은 전력에 있다. 또한, 각 심볼의 가시선 부분은 주변 잡음 플로어에 매우 가깝다. 앞서 논의된 바와 같이, 초재생 수신기(202)의 상대적으로 높은 감도 때문에, 각 심볼의 가시선 부분은 잡음 플로어로부터 더욱 쉽게 구별될 수 있다. 추가적으로, 복수의 심볼이 송신되기 때문에, 거리 측정 회로(204)는 잡음을 평균화(average out)하고 이로써 신호 대 잡음비(SNR)를 개선하기 위하여, 심볼들의 가시선 부분들의 논-코히런트(non-coherent) 결합을 수행할 수 있다. 이는 잡음 플로어로부터 심볼들의 가시선 부분들의 검출을 더욱 개선한다.
도 4a는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 통신 디바이스(400)의 블록도를 도시한다. 예시적인 통신 디바이스(400)는 본 개시의 다른 양상에 따른 거리 측정을 위해 구성된 통신 디바이스의 더욱 구체적인 실시예일 수 있다. 통신 디바이스(400)는 안테나(402), 송신/수신(Tx/Rx) 분리 디바이스(404), 초재생 수신기(406), 전력 검출기(408), 잡음 레벨 검출기(410), 비교기(412), 심볼 디코더(414), 프로세서(416), 메모리(418), 입력/출력(I/O) 디바이스(420), 펄스 위치 변조기(pulse position modulator)(422), 및 송신기(424)를 포함한다.
안테나(402)는 무선 매체를 통하여 원격 통신 디바이스로부터 신호를 수신하고 원격 통신 디바이스로 신호를 송신하는 기능을 한다. Tx/Rx 분리 디바이스(404)는 송신기(424)의 출력과 초재생 수신기(406)의 입력을 분리하는 기능을 한다. 초재생 수신기(406)는 잡음 플로어로부터 수신 신호의 가시선 부분을 구별하기 위하여 상대적으로 높은 감도 방식으로 원격 통신 디바이스로부터 수신된 신호를 수신하고 증폭하는 기능을 한다. 전력 검출기(408)는 초재생 수신기(406)의 출력에서의 전력 레벨을 나타내는 신호를 생성하는 기능을 한다. 잡음 레벨 검출기(410)는 주변 잡음의 전력 레벨을 나타내는 신호를 생성하는 기능을 한다. 비교기(412)는 초재생 수신기(406)의 출력에서의 전력 레벨과 주변 잡음의 전력 레벨의 비교와 관련된 출력을 생성하는 기능을 한다. 예컨대, 비교기(412)는 수신기 출력의 전력 레벨이 주변 잡음의 전력 레벨 이상의 정의된 임계치(예컨대, 2 또는 3dB)라는 것을 나타내는 신호를 생성할 수 있다.
심볼 디코더(414)는 수신된 심볼의 성질(nature)을 판정하도록 구성된다. 예컨대, 심볼 디코더(414)는 수신된 신호가 논리 1 또는 논리 0 인지를 판정할 수 있다. I/O 디바이스(420)는 비교기(412) 및 심볼 디코더(414)의 출력들로부터의 신호들을 프로세서(416)로 중계하고, 프로세서(416)로부터의 신호들을 초재생 수신기(406), 잡음 레벨 검출기(410), 및 펄스 위치 변조기(422)로 중계하는 기능을 한다. 메모리(418)는 다양한 동작들을 수행하는데 있어서 프로세서(416)를 제어하는데 사용되는 하나 이상의 소프트웨어 모듈, 및 다양한 기능을 수행하는데 있어서 프로세서(416)에 의해 조작되는 데이터를 저장하는 기능을 한다. 펄스 위치 변조기(422)는 프로세서(416)에 응답하여 원격 통신 디바이스로 신호를 송신하는데 있어서 송신기(424)를 제어하는 기능을 한다. 그리고 송신기(424)는 펄스 위치 변조기(422)에 응답하여 원격 통신 디바이스로 신호를 송신하는 기능을 한다.
통신 디바이스(400)는 몇몇의 모드로 구성될 수 있다. 특히, 통신 디바이스(400)는 원격 통신 디바이스로부터 신호를 수신하거나 또는 원격 통신 디바이스로 신호를 송신하지 않는 동안, 소비하는 전력의 양을 감소시키기 위하여 저전력 모드로 구성될 수 있다. 통신 디바이스(400)는 정의된 수신 대역폭 내에 하나 이상의 방해 전파 신호(jamming signals)가 존재하는지 검출하고, 검출된 방해 전파 신호들을 제거 또는 감소시키기 위하여, 방해 전파 검출 모드(jam detect mode)로 구성될 수도 있다. 통신 디바이스(400)는 주변 잡음의 전력 레벨을 판정하기 위하여 잡음 레벨 조정 모드(noise level calibration mode)로 더욱 구성될 수 있다. 추가적으로, 통신 디바이스(400)는 원격 통신 디바이스로의 거리를 판정하거나 판정을 돕기 위하여 레인징 모드(ranging mode)로 구성될 수 있다. 추가로, 통신 디바이스(400)는 원격 통신 장치로부터 신호를 수신하기 위하여 수신 모드로 구성될 수 있다. 또한, 통신 디바이스(400)는 원격 통신 디바이스로 신호를 송신하기 위하여 송신 모드로 구성될 수 있다.
저전력 모드에서, 프로세서(416)는 통신 디바이스(400)의 하나 이상의 구성 요소를 디스에이블(disable)하거나 저전력 모드에 놓을 수 있다. 예컨대, 프로세서(416)는 통신 디바이스(400)에 의해 소비되는 전력을 양을 감소시키기 위하여 초재생 수신기(406)의 하나 이상의 증폭기를 디스에이블하도록 I/O 디바이스(420)를 통하여 초재생 수신기(406)에 명령을 전송할 수 있다. 프로세서(416)는 통신 디바이스(400)의 다른 구성 요소들을 저전력 모드가 되도록 구성할 수도 있다. 따라서, 이것은 통신 디바이스(400)가 전력 효율이 좋도록 할 수 있는데, 왜냐하면 송신 또는 수신을 하고 있지 않은 때에는, 통신 디바이스(400)가 자신을 저전력 모드로 구성하여, 배터리 소스로부터 공급되는 전력과 같은 전력을 절약할 수 있기 때문이다.
방해 전파 검출 모드에서, 프로세서(416)는 정의된 수신 대역폭 내에 임의의 방해 전파 신호가 존재하는지 여부를 체크한다. 이는 도 7a 및 도 7b에 도시된 예시적인 실시예들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 요약하자면, 통신 디바이스(400)가 원격 통신 디바이스와 통신하고 있지 않은 동안, 프로세서(416)는 SR Amp Enable 신호를 사용하여 I/O 디바이스(420)를 통해 초재생 수신기(406)의 N개의 증폭기 모두를 디스에이블한다. 그 후, 프로세서(416)는 한 번에 N개의 증폭기 중 하나만을 인에이블하고, I/O 디바이스(420)를 통해 비교기(412)의 출력을 모니터한다. 만약 비교기(412)의 출력이, 전력 검출기(408)의 출력이 잡음 레벨 검출기(410)에 의해 생성된 주변 잡음 신호보다 정의된 임계치만큼 크다는 것을 나타내면, 프로세서(416)는 방해 전파 신호가 존재하는 것으로 판정하고, 따라서 I/O 디바이스(420)를 통해 대응하는 증폭기를 디스에이블할 수 있다. 그 후, 프로세서(416)는 다음 초재생 증폭기에 대해 동일한 테스트를 수행하고, N개의 증폭기 모두가 체크될 때까지 계속한다.
잡음 레벨 조정 모드에서, 프로세서(416)는 주변 잡음 전력 레벨을 나타내는 신호를 생성하기 위하여 잡음 레벨 검출기(410)를 조정한다. 이것이 수행되어, 비교기(412)는 수신 신호의 전력 레벨이 주변 잡음의 전력 레벨을 정의된 임계치만큼 초과하는 때와 같은, 수신 신호가 존재하는 때를 정확하게 나타낼 수 있게 된다. 잡음 레벨 조정 모드에서, 프로세서(416)는 초재생 수신기(406)의 입력을, 예컨대 50 옴(Ohm) 종단에 연결되도록 할 수 있다. 이것이 수행되어, 초재생 수신기(406) 및 전력 검출기(408)는 수신 신호에서 생기는 출력이 아닌, 주변 잡음에서 생기는 출력만을 생성하게 된다. 그 후, 프로세서(416)는 전력 검출기(408)의 출력을 측정하기 위하여 I/O 디바이스(420)를 통해 잡음 레벨 검출기(410)로 명령(예컨대, NL Test Enable 명령)을 전송하고, 그 측정을 사용하여 주변 잡음의 전력 레벨을 나타내는 신호를 조정한다. 대안으로, 프로세서(416)는 잡음 레벨 검출기(410)가 (도시되지 않은) 온도 감지기의 출력을 사용하게 하여, 주변 잡음의 전력 레벨을 나타내는 신호를 조정할 수 있다.
레인징 모드에서, 통신 디바이스(400)는, 도 3a를 참조하여 상술한 방법(300)에서 송수신기 A와 같이, 거리 측정 프로세스의 개시자(initiator)와 같이 기능할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(416)는 상술한 바와 같이 송수신기 A의 동작들을 수행하도록 구성된다. 특히, 프로세서는 레인징 모드 명령(302)을 생성하고, I/O 디바이스(420), 펄스 위치 변조기(422), 송신기(424), 및 안테나(402)와 같은, 신호 송신을 위한 구성 요소들을 통해 그것을 원격 통신 디바이스로 송신하도록 구성된다. 프로세서(416)는 신호 송신을 위한 동일한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로 N개의 정의된 심볼(306)을 송신하도록 더 구성된다. 프로세서(416)는 안테나(402), 초재생 수신기(406), 전력 검출기(408), 비교기(412), 심볼 디코더(414), 및 I/O 디바이스(420)와 같은, 신호 수신을 위한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로부터 N개의 정의된 심볼(306)의 비수신(non-receipt)을 나타내는 메시지(412)를 수신하도록 더 구성된다.
프로세서(416)는 신호 수신을 위한 동일한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로부터 M개의 정의된 심볼(314)을 수신하도록 더 구성된다. 프로세서(416)는 메모리(418)에 저장된 정보를 가짐으로써 M개의 정의된 심볼(314)을 미리 알고 있을 수 있다. 이 정보를 사용하여, 프로세서(416)는 M개의 정의된 심볼(314)이 수신되었는지 여부를 판정하도록 더 구성된다. 만약 원격 통신 디바이스로부터 M개의 정의된 심볼(314)이 수신되지 않았다고 판정되면, 프로세서(416)는 레인징 모드 명령(302) 및/또는 N개의 정의된 심볼(306)을 재전송하도록 더 구성된다. 프로세서(416)는 각 심볼의 수신 동안 비교기(412)의 출력이 신호의 존재를 처음으로 나타내는 때를 모니터링함으로써, M개의 정의된 심볼(314)의 도착의 가시선 시간들을 검출하도록 더 구성된다. 앞서 논의된 바와 같이, 프로세서(416)는 N개의 정의된 심볼(306)의 송신과 연관된 시간 및 M개의 정의된 심볼(314)의 가시선 부분의 수신과 연관된 시간을 이용하여, 원격 통신 디바이스로의 거리를 판정한다. 프로세서(416)는 신호 송신을 위한 동일한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로 거리 정보를 송신하도록 더 구성된다.
레인징 모드에서, 통신 디바이스(400)는 도 3a를 참조하여 상술한 방법(300)에서 송수신기 B가 했던 것과 같이, 거리를 판정하는데 있어서 원격 통신 디바이스를 단지 돕고 있을 수 있다(예컨대, 부분적으로 거리를 판정). 이와 관련하여, 프로세서(416)는 앞서 논의된 바와 같이 송수신기 B의 동작들을 수행하도록 구성된다. 특히, 프로세서(416)는 신호 수신을 위한 동일한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로부터 레인징 모드 명령(302)을 수신하도록 구성된다. 프로세서(416)는 자신을 레인징 모드로 설정하여, 신호 송신을 중단하고, 디바이스들 간의 거리를 판정하기 위하여 원격 통신 디바이스에 대해 필요한 기능들을 수행하도록 더 구성된다. 프로세서(416)는 각 심볼의 수신 동안 비교기(412)의 출력이 신호의 존재를 처음으로 나타내는 때를 모니터링함으로써, N개의 정의된 심볼(306)의 도착의 가시선 시간들을 검출하도록 더 구성된다.
프로세서(416)는 메모리(418)에 저장된 정보를 가짐으로써, N개의 정의된 심볼(306)을 미리 알고 있을 수 있다. 이 정보를 사용하여, 프로세서(416)는 N개의 정의된 심볼(306)이 수신되었는지 여부를 판정하도록 더 구성된다. 만약 N개의 정의된 심볼(306)이 수신되지 않은 것으로 판정되면, 프로세서(416)는 신호 송신을 위한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로 N개 심볼의 비수신 메시지(312)를 송신하도록 더 구성된다. 만약 N개의 정의된 심볼(306)이 수신된 것으로 판정되면, 프로세서(416)는 신호 송신을 위한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로 M개의 정의된 심볼(314)을 송신하도록 더 구성된다. 프로세서(416)는 신호 수신을 위한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로부터 거리 정보(322)를 수신하도록 더 구성된다.
수신 모드에서, 프로세서(416)는 신호 수신을 위한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로부터 정보를 수신하도록 구성된다. 송신 모드에서, 프로세서(416)는 신호 송신을 위한 구성 요소들을 통해 원격 통신 디바이스로 신호를 송신하도록 구성된다.
도 4b는 본 개시의 다른 양상에 따라 원격 통신 디바이스로부터 신호를 수신하는데 있어서 통신 디바이스(400)가 동작하는 예시적인 모드들의 타이밍 그래프를 도시한다. 그래프에 도시된 바와 같은 시간 0에 앞서, 통신 디바이스(400)는 원격 통신 디바이스로부터 정보를 수신하기 전에 잡음 레벨 검출기(410)를 조정하기 위하여 잡음 레벨 조정 모드에서 동작될 수 있다. 시간 0에서, 통신 디바이스(400)는 신호를 수신 또는 송신하지 않는 동안에 배터리 전력을 절약하기 위하여 저전력 모드로 진입할 수 있다. 신호 수신 시간 윈도우(time window)에 들어가기 전 특정 시간 간격에서, 통신 디바이스(400)는 정의된 수신 대역폭 내에 방해 전파 신호의 존재를 검출하고, 초재생 수신기(406)의 N개의 증폭기 중 하나 이상을 디스에이블하여, 수신기(406)의 출력에서 방해 전파 신호를 감소 또는 제거하기 위하여, 방해 전파 검출 모드로 들어갈 수 있다. 이것은 방해 전파 신호로부터 수신 정보의 그릇된 검출을 제거 또는 감소시키기 위하여, 신호 수신 윈도우에 앞서 수행된다.
그 후, 통신 디바이스(400)는 시간 t1-Δ에서 제1 신호 수신 시간 윈도우로 들어간다. 만약 통신 디바이스(400)가 펄스 위치 변조 기술을 사용하면, (제2 신호 수신 윈도우 내 대신에) 제1 신호 수신 윈도우 내에서 수신된 신호는 수신되고 있는 데이터가, 예컨대 논리 0 라는 것을 의미할 수 있다. 제1 신호 수신 윈도우 이후, 통신 디바이스(400)는 배터리 전력을 절약하기 위하여 저전력 모드로 들어갈 수 있다. 저전력 모드 이후, 통신 디바이스(400)는 다른 신호 수신 윈도우에 들어가기 전에 하나 이상의 대역내(in-band) 방해 전파 신호의 존재를 검출하기 위하여 방해 전파 검출 모드로 들어간다. 그 후, 통신 디바이스(400)는 시간 t1+Δ에서 제2 신호 수신 시간 윈도우로 들어간다. 만약 통신 디바이스(400)가 (제1 신호 수신 윈도우 내 대신에) 제2 신호 수신 윈도우 내에서 신호를 수신하면, 수신되고 있는 데이터는, 예컨대 논리 1 이라는 것을 의미할 수 있다.
그 후, 통신 디바이스(400)는 디바이스가 수신 또는 송신하고 있지 않은 때 배터리 전력을 절약하기 위하여 또 하나의 저전력 모드로 들어간다. 그 후, 통신 디바이스(400)는 원격 통신 디바이스로부터 정보를 수신하기 위하여 후속하는 간격(interval)에 대해 동일한 모드들의 집합을 반복한다. 이 간격은 그래프에 도시된 바와 같이, 2t1의 중심 시간에 대응한다. 원격 통신 디바이스로부터 데이터를 수신하기 위하여 모든 다른 나머지 간격들에 대해서 프로세스가 지속된다.
도 5a는 본 개시의 일 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 장치(500)의 블록도를 도시한다. SR 장치(500)는 입력을 통해 신호를 수신하고, 각각의 별개 주파수 대역들로 튜닝된 복수의 병렬 SR 증폭기를 통해 신호를 증폭하고, 출력에서 증폭된 신호를 생성할 수 있는 능력이 있다. 가장 전형적인 애플리케이션에서, SR 장치(500)는 유무선 통신 디바이스의 일부로서 수신기로서 사용될 수 있다. 그러나 SR 장치(500)는 송수신기의 일부로서 사용될 수도 있음을 이해하여야 할 것이다. 이하 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, SR 장치(500)는 대역내 방해 전파 신호뿐만이 아니라 대역외(out-of-band) 방해 전파 신호도 효율적으로 취급할 수 있는 능력이 있다.
더욱 상세하게, SR 장치(500)는 입력 및 출력 간에 병렬로 연결된 복수의 SR 증폭기(502-1 내지 502-N)를 포함한다. 본 실시예에서, SR 장치(500)는 N개의 SR 증폭기를 갖는다. SR 증폭기 각각은 별개 주파수 대역(distinct frequency band)으로 튜닝된다. 예컨대, SR 증폭기(502-1)는 f1으로 표시되는 중심 주파수를 갖는 주파수 대역으로 튜닝되고, SR 증폭기(502-2)는 f2로 표시되는 중심 주파수를 갖는 주파수 대역으로 튜닝되고, SR 증폭기(502-N)는 fN으로 표시되는 중심 주파수를 갖는 주파수 대역으로 튜닝된다.
일반적으로, 별개 주파수 대역들은 초광대역(UWB) 채널과 같은, 정의된 대역폭 내에 존재할 수 있다. 예컨대, 초광대역(UWB) 채널은 대략 20% 이상의 비대역폭(fractional bandwidth), 대략 500MHz 이상의 대역폭, 또는 대략 20% 이상의 비대역폭 및 대략 500MHz 이상의 대역폭을 갖는 것으로 정의될 수 있다. SR 증폭기들의 개수 N, SR 증폭기들의 각각의 양호도(Q), 및 별개 주파수 대역들의 각각의 중심 주파수 f1 내지 fN은, 정의된 최소 이득, 정의된 이득 리플(ripple), 또는 정의된 대역폭에 걸쳐 정의된 주파수 응답을 제공하도록 구성될 수 있다.
이하 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, SR 장치(500)는 대역내 방해 전파 신호뿐만이 아니라 대역외 방해 전파 신호도 제거 또는 감소시키는데 유용할 수 있다. 예컨대, 각각의 SR 증폭기, 및 특히 SR 증폭기들(502-1 및 502-N)과 같은, 정의된 대역폭의 말단에 있는 SR 증폭기들은 상대적으로 높은 양호도(Q)를 갖도록 구성될 수 있다. 그것으로, SR 증폭기는 중심 주파수 근처에서 상대적으로 높은 이득을 갖고, 중심 주파수로부터 상대적으로 먼 주파수들에 대해서 높은 감쇠(attenuation)를 갖게 될 것이다. 따라서, SR 증폭기는 정의된 대역폭 외부에 존재할 수 있는 방해 전파 신호는 감쇠시키고, 이로써 대역외 방해 전파 신호의 실질적인 배제 또는 제거를 제공할 수 있다.
대역내 방해 전파 신호와 관련하여, SR 장치(500)는 SR 증폭기의 개수 N을 상대적으로 크게 갖도록 구성될 수 있다. 그러한 경우, 각각의 SR 증폭기는 정의된 대역폭 내에서 상대적으로 작은 서브-대역(sub-band) 내에서만 신호를 증폭할 수 있다. 따라서, 만약 방해 전파 신호가 서브-대역들 중 하나 내에 위치하는 경우, 대응하는 SR 증폭기는 꺼지거나 디스에이블되어, SR 장치(500)의 출력에 방해 전파 신호의 존재를 감소시키거나 방지할 수 있다. 상술한 바와 같이, 서브-대역은 정의된 대역폭과 비교할 때 상대적으로 작을 수 있기 때문에, 방해 전파 신호에 대응하는 SR 증폭기를 끄거나 디스에이블하는 효과는, SR 장치(500)에 의해 수신되고 증폭되고 있는 광대역(예컨대, UWB) 신호에는 무시할 수 있거나 최소한일 수 있다.
도 5b는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 증폭기(550-K)의 블록도를 도시한다. SR 증폭기(550-K)는 본 명세서에 설명된 임의의 SR 증폭기의 상세한 실시예일 수 있다. SR 증폭기(550-K)는 공진기(552-K) 및 억제 발진기(quench oscillator)(554-K)를 포함한다. 공진기(552-K)는 탱크 회로(tank circuit), 톱 공진기(saw resonator), 또는 다른 유형의 공진기를 포함할 수 있다. 각각의 공진기는 프로세서와 같은 디지털 회로 또는 아날로그 회로에 의하는 것과 같이 전기적으로 또는 수동으로 튜닝될 수 있다. 억제 발진기(554-K)는 주기적으로 억제될 수 있다. 억제 주파수(quench frequency)는 SR 장치가 커버하도록 설계된 정의된 대역폭의 적어도 2배의 대역폭일 수 있다. 따라서, 만약 정의된 대역폭이 fa와 fb 사이에 있으면, 억제 주파수는 적어도 2*(fb-fa)일 수 있다.
도 6a는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 수신기(600)의 블록도를 도시한다. SR 수신기(600)는 상술한 SR 장치(500)의 상세한 예시적인 구현의 일례일 수 있다. 본 실시예에서, SR 수신기(600)는 안테나(610), 대역 통과 필터(BPF)(608), 복수의 입력 분리 증폭기(604-1 내지 604-N), 복수의 SR 증폭기(602-1 내지 602-N), 복수의 출력 분리 증폭기(606-1 내지 606-N), 및 덧셈 디바이스(612)를 포함한다.
더욱 상세하게, 대역 통과 필터(BPF)(608)는 안테나(610)와 복수의 입력 분리 증폭기(604-1 내지 604-N)의 입력들 사이에 연결된다. 입력 분리 증폭기들(604-1 내지 604-N)의 출력들은 SR 증폭기들(602-1 내지 602-N)의 입력들에 각각 연결된다. SR 증폭기들(602-1 내지 602-N)의 출력들은 출력 분리 증폭기들(606-1 내지 606-N)의 입력들에 각각 연결된다. 출력 분리 증폭기들(606-1 내지 606-N)의 출력들은 덧셈 디바이스(612)의 입력에 연결된다.
안테나(610)는 의도된 신호 및 가능하게는 대역외 및/또는 대역내 방해 전파 신호들을 수신한다. 대역 통과 필터(BPF)(608)는 주로 입력 분리 증폭기들(604-1 내지 604-N)의 입력들에 대역외 방해 전파 신호들을 제거 또는 감소시키기 위하여 수신된 신호들의 초기 필터링을 제공한다. 상술한 바와 같이, SR 증폭기들(602-1 내지 602-N)은 고유의 대역외 배제 특성을 갖고 있기 때문에, 대역 통과 필터(BPF)(608)에 대한 필터링 규격(filtering specification)은 완화될 수 있다. 대안으로, 대역 통과 필터(BPF)(608)는 전적으로 제거될 수 있다.
입력 및 출력 분리 증폭기들은 SR 증폭기들을 서로 분리한다. 이는 하나의 SR 증폭기가 다른 하나에 대해 주입 잠금(injection locking) 되는 것을 방지하기 위한 것이다. 추가적으로, 입력 분리 증폭기들은 SR 증폭기들로부터 안테나로 전력 누설을 방지하는 것을 돕기도 한다. 그렇지 않으면, 이는 원하지 않는 방사를 생성할 수 있어, 전자기 방사 송출의 제어를 규제하는 정부 법, 규칙 또는 규정들을 위반하는 결과가 될 수 있다. 병렬 SR 증폭기들(602-1 내지 602-N)은 각각의 별개 주파수 대역들 내 수신 신호의 대응하는 주파수 구성 요소들을 각각 증폭한다. 덧셈 디바이스(612)는 출력 분리 증폭기들(606-1 내지 606-N)의 출력들로부터 각각 수신된 대응하는 주파수 구성 요소들로부터 증폭된 수신 신호를 재구성한다.
앞서 실시예들을 참조하여 상술한 바와 같이, SR 증폭기들(602-1 내지 602-N)은 f1 내지 fN으로 표시되는 각각의 중심 주파수를 갖는 별개 주파수 대역들로 튜닝된다. 별개 주파수 대역들은 초광대역(UWB) 채널과 같은, 정의된 대역폭 내에 존재할 수 있다. SR 증폭기들의 개수 N, SR 증폭기들의 각각의 양호도(Q), 및 별개 주파수 대역들의 각각의 중심 주파수 f1 내지 fN은, 정의된 최소 이득, 정의된 이득 리플(ripple), 또는 정의된 대역폭에 걸쳐 정의된 주파수 응답을 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 도 6b에 도시된 예시적인 그래프를 참조하여 더 설명된다.
도 6b는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 수신기(600)에 관련된 예시적인 주파수 응답의 그래프를 도시한다. 그래프의 x축 또는 수평축은 주파수를 나타낸다. y축 또는 수직축은 이득을 나타낸다. 그래프가 도시하는 바와 같이, 정의된 대역폭은 fa로 표시된 상대적으로 낮은 주파수로부터 fb로 표시된 상대적으로 높은 주파수까지의 범위에 있다. 그래프는 각각의 SR 증폭기들(602-1 내지 602-N)의 주파수 응답들을 또한 도시한다. 예컨대, 중심 주파수 f1을 갖는 가장 왼쪽의 주파수 응답은 SR 증폭기(602-1)에 대한 것이다. 유사하게, 중심 주파수 f2를 갖는 주파수 응답은 SR 증폭기(602-2)에 대한 것이다. 유사한 방식으로, 중심 주파수 fn을 갖는 주파수 응답은 SR 증폭기(602-N)에 대한 것이다.
본 실시예에서, SR 증폭기들의 주파수 응답들이 서로 중첩되는 것에 주목하자. 이는 정의된 대역폭에 대해서 전체적인 주파수 응답을 제공하기 위하여 이루어진 것이다. 중심 주파수는 정의된 대역폭 내의 각각의 주파수 응답의 위치를 지배한다. 양호도(Q)는 각 주파수 응답의 폭을 지배한다. 예컨대, 양호도(Q)가 높을수록, 각 주파수 응답은 더욱 좁아진다. 역으로, 양호도(Q)가 낮을수록, 각 주파수 응답은 더욱 넓어진다. 또한, SR 증폭기들의 개수 N은 정의된 대역폭에 대해 전체적인 주파수 응답에 영향을 준다. 상술한 바와 같이, SR 증폭기들의 개수 N, SR 증폭기들의 각각의 양호도(Q), 및 별개 주파수 대역들의 각각의 중심 주파수 f1 내지 fN을 적절하게 선택함으로써, 정의된 대역폭에 대한 바람직한 전체적인 주파수 응답이 달성될 수 있으며, 이는 정의된 최소 이득 및/또는 정의된 이득 리플을 포함할 수 있다.
도 7a는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 초재생(SR) 수신기(700)의 블록도를 도시한다. SR 수신기(700)는 대역내 방해 전파 신호들을 실질적으로 배제하거나 감소시키도록 특히 구성된다. 앞서의 실시예(600)와 유사하게, SR 수신기(700)는 안테나(710), 대역 통과 필터(BPF)(708), 복수의 입력 분리 증폭기(704-1 내지 704-N), 복수의 SR 증폭기(702-1 내지 702-N), 복수의 출력 분리 증폭기(706-1 내지 706-N), 및 덧셈 디바이스(712)를 포함한다. 이러한 항목들은 SR 수신기(600)를 참조하여 앞서 상세하게 논의되었다.
SR 수신기(700)는 전력 검출기(714), 신호 조절 장치(signal conditioner)(724), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(722), 입출력(I/O) 디바이스(720), 프로세서(716), 및 메모리(718)를 더 포함한다. 전력 검출기(714)는 SR 수신기(700)의 출력에서의 전력 레벨을 나타내는 신호를 생성한다. 신호 조절 장치(724)는 전력 검출기(714)로부터의 신호를 변경(예컨대, 증폭, 필터링 등)하여, 디지털 형태로의 변환을 위해 감소된 잡음을 갖는 적합한 레벨에 있게 한다. ADC(722)는 조절된 신호를 디지털 형태로 변환하여, 분석을 위해 I/O 디바이스(720)를 통해 프로세서(716)로 후속하여 전달한다. I/O 디바이스(720)는 ADC(722)로부터 신호를 수신하고, 그것을 프로세서(716)로 전달하며, 마찬가지로 프로세서(716)로부터의 인에이블/디스에이블(enable/disable) 신호들(En-1 내지 En-N)을 각각 SR 증폭기들(702-1 내지 702-N)로 전달한다.
프로세서(716)는 이하 설명되는 다양한 동작들을 수행하여, 대역내 방해 전파 신호들을 실질적으로 제거 또는 감소시킨다. RAM, ROM, 자기 디스크, 광 디스크, 및 이들의 변형물들과 같은, 임의의 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있는 메모리(716)는 다양한 동작들을 수행하는 프로세서(716)를 제어하는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 저장한다. 메모리(718)는 어느 채널들 또는 SR 증폭기들이 인에이블되어 있는지 및 어느 채널들 또는 SR 증폭기들이 대역내 방해 전파 신호들을 제거 또는 감소시키기 위하여 디스에이블되어 있는지에 관한 정보와 같은 데이터 또한 저장할 수 있다. 이하, 대역내 방해 전파 신호들을 취급하기 위하여 프로세서(716)에 의해 수행되는 예시적인 방법을 설명한다.
도 7b는 본 개시의 다른 양상에 따라 예시적인 초재생(SR) 수신기(700)의 출력으로부터 대역내 방해 전파 신호들을 감소 및/또는 제거하는 예시적인 방법(750)의 흐름도를 도시한다. 방법(750)의 시간에서, SR 수신기(700)를 포함하는 대응하는 통신 디바이스는 다른 디바이스와 통신하고 있지 않은 것으로 가정한다. 따라서, 방법(750)의 동작 동안, SR 수신기(700)에 의해 수신되고 있는 의도되지 않은 대역내 신호들은 실질적으로 없다.
방법(750)에 따르면, 프로세서(716)는 SR 증폭기들(702-1 내지 702-N)을 디스에이블한다(블록 752). 프로세서(716)는 En-1 내지 En-N을 통해 적합한 디스에이블링 신호들을 SR 증폭기들(702-1 내지 702-N)로 각각 전송함으로써, SR 증폭기들(702-1 내지 702-N)의 디스에이블링을 수행할 수 있다. 그 후, 프로세서(716)는 인덱스 K를 1로 설정한다(블록 754). 인덱스 K는 대역내 방해 전파 신호를 증폭하고 있는지 여부를 판정하기 위하여 현재 체크될 SR 증폭기(702-K)를 식별한다. 그 후, 프로세서(716)는 K번째 SR 증폭기를 인에이블한다(블록 756). 프로세서(716)는 SR 증폭기(702-K)로 적합한 인에이블링 신호 En-K를 전송함으로써, K번째 SR 증폭기의 인에이블링을 수행할 수 있다. 예컨대, 만약 K가 1이면, 프로세서(716)는 SR 증폭기(702-1)를 인에이블한다. 상술한 바와 같이, 나머지 SR 증폭기들(702-2 내지 702-N)은 디스에이블 되어 있다.
그 후, 방법(750)에 따라, SR 증폭기(702-K)는 몇몇 억제 사이클 동안 동작하게 된다(블록 758). 이는 대역내 방해 전파 신호들에 대해 SR 수신기(700)의 출력을 모니터링하기 위하여, SR 증폭기(702-K)가 충분히 안정되게 하기 위한 것이다. 그 후, 프로세서(716)는 SR 수신기(700)의 출력에서의 전력 레벨을 판정한다(블록 760). 상술한 바와 같이, 프로세서(716)는 ADC(722)로부터 수신된 신호를 모니터링함으로써, 출력 전력 레벨을 판정할 수 있다. 그 후, 프로세서(716)는 수신기 출력의 전력 레벨이 정의된 임계치보다 큰지 여부를 판정한다(블록 762). 정의된 임계치는 주변 잡음에 의해 생성된 전력 레벨과 관련될 수 있다. 정의된 임계치를 판정하는 한 가지 방법은 안테나(710)를 차단하고, 거기에 50 옴(Ohm) 종단을 연결하는 것이다. 그 후, ADC(722)의 출력에서의 대응하는 값은 정의된 임계치로서 사용될 수 있다. 대안으로, 온도 감지기로 주변 온도를 측정하고, 그 후 감지된 온도를 정의된 임계치와 맵핑하는 참조표(look-up table)를 사용하여, 정의된 임계치를 판정할 수 있다. 만약 수신기 출력의 전력 레벨이 정의된 임계치보다 크다고 프로세서(716)가 판정하면, 프로세서(716)는 K번째 채널에 방해 전파 신호가 존재하는 것을 인식한다(블록 764). 그 후, 프로세서(716)는 블록 766에 명기된 바와 같이 SR 증폭기(702-K)를 디스에이블한다.
만약 수신기 출력에서의 전력 레벨이 정의된 임계치보다 낮으면, 프로세서(716)는 블록 764를 건너뛰고, SR 증폭기(702-K)를 디스에이블한다(블록 766). 프로세서(716)는 SR 증폭기(702-K)로 적합한 디스에이블링 신호 En-K를 전송함으로써 이를 수행할 수 있다. 그 후, 프로세서(716)는 대역내 방해 전파 신호 체크를 겪을 다음 SR 증폭기를 선택하기 위하여 인덱스 K를 증가시킨다(블록 768). 그 후, 프로세서(716)는 인덱스 K가 N+1과 동일한지 여부를 체크한다(블록 770). 만약 동일하다면, 이는 모든 SR 증폭기들이 대역내 방해 전파 신호들에 대해 체크된 것을 의미하며, 프로세서(716)는 대역내 방해 전파 신호를 갖는 것으로 블록 764에서 식별된 것들을 제외하고, 모든 SR 증폭기들을 인에이블한다(블록 772). 블록 770에서, 만약 인덱스 K가 N+1과 동일하지 않으면, 프로세서(716)는 블록 756으로 되돌아가, 다음 SR 증폭기에 대해 대역내 방해 전파 신호 체크를 수행한다. 따라서, 방법(750)에 따르면, SR 수신기(700)의 출력으로 대역내 방해 전파 신호가 전파하는 것을 방지하기 위하여, 대역내 방해 전파 신호를 증폭하는 임의의 SR 증폭기는 디스에이블된다. 만약 SR 증폭기들의 개수 N이 상대적으로 크게 선택되면, 디스에이블되고 있는 SR 증폭기들의 작은 수로 인한 전체적인 주파수 응답에 대한 영향은 작을 것이다.
도 8은 본 개시의 다른 양상에 따른 SR 수신기 전단(front-end)을 포함하는 예시적인 통신 디바이스(800)의 블록도를 도시한다. 통신 디바이스(800)는 안테나(802), 송신기/수신기(Tx/Rx) 분리 디바이스(804), SR 수신기 전단(806), RF 대 기저대역(RF-to-baseband) 수신기 부분(808), 기저대역 유닛(810), 기저대역 대 RF(baseband-to-RF) 송신기 부분(812), 및 송신기(814)를 포함한다. 안테나(802)는 무선 매체를 통해 다른 통신 디바이스들로부터 신호들을 수신하고, 무선 매체를 통해 다른 통신 디바이스들로 신호들을 전송하는 기능을 한다. Tx/Rx 분리 디바이스(804)는 다른 통신 디바이스로 신호들의 송신 동안 송신기(814)에 의해 생성된 신호의 상대적으로 큰 전력으로부터 SR 수신기 전단(806)의 입력을 분리하는 기능을 한다.
상술한 바와 같이, SR 수신기 전단(806)은 다른 통신 디바이스들로부터 신호들을 수신하고 수신된 신호들을 증폭한다. RF 대 기저대역 수신기 부분(808)은 기저대역 유닛(810)에 의한 후속 처리를 위해 수신된 신호를 RF로부터 기저대역으로 변환한다. RF 대 기저대역 수신기 부분(808)은 에너지 검출 수신기와 같은 논-코히런트 수신기로서 구성될 수 있다. 기저대역 유닛(810)은 기저대역 신호에 반송된 정보를 확인하기 위하여 기저대역 신호를 처리한다. 기저대역 유닛(810)은, 상술한 바와 같이, 원격 통신 디바이스로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성될 수 있다. 기저대역 대 RF 송신기 부분(812)은 무선 매체를 통한 송신을 위해 기저대역 유닛(810)에 의해 생성된 발신 신호들을 RF로 변환한다. 송신기(814)는 무선 매체를 통해 다른 통신 디바이스들로 발신 신호들의 송신을 위해 발신 신호를 (예컨대, 전력 증폭, 펄스 변조 등에 의해) 조절한다.
도시되지 않았지만, 펄스 분할 다중 접속(pulse division multiple access: PDMA), 펄스 분할 멀티플렉싱(pulse division multiplexing: PDM), 또는 다른 유형의 펄스 변조를 사용하여 수신 통신 채널(예컨대, 초광대역(UWB) 통신 채널)을 설정하기 위하여, 수신기(806 및/또는 808)는 펄스 변조 디바이스에 의해 제어될 수 있다. 도시되지 않았지만, PDMA, PDM 또는 다른 유형의 펄스 변조를 사용하여 송신 통신 채널(예컨대, 초광대역(UWB) 통신 채널)을 설정하기 위하여, 송신기(812 및/또는 814)는 펄스 변조 디바이스에 의해 제어되어, 펄스들에 의해 정의된 특정 인스턴스들(instances)에 신호 송신을 인에이블할 수 있다. 송신 및 수신 채널들은 상호 간섭하지 않도록 직교(orthogonal)할 수 있지만, 동시에 설정될 수 있다. 송신기 및 수신기를 인에이블 및 디스에이블하기 위하여 펄스 변조 기술을 사용하여, 통신 디바이스(800)에 대해 개선된 전력 효율이 달성될 수 있다. 예컨대, 송신기가 송신하지 않고 있고, 수신기가 수신하지 않고 있는 동안, 배터리에 의해 제공되는 전력과 같은 전력을 절약하기 위하여, 이 디바이스들은 저전력 또는 무전력(no power) 모드에서 동작될 수 있다.
도 9a는 PDMA 변조의 일례로서 상이한 펄스 반복 주파수들(pulse repetition frequencies: PRF)로 정의된 상이한 채널들(채널 1 및 2)을 도시한다. 특히, 채널 1에 대한 펄스들은 펄스 대 펄스 지연 주기(902)에 해당하는 펄스 반복 주파수(PRF)를 갖는다. 반대로, 채널 2에 대한 펄스들은 펄스 대 펄스 지연 주기(904)에 해당하는 펄스 반복 주파수(PRF)를 갖는다. 따라서 이 기술은 두 채널 간의 펄스 충돌의 가능성이 상대적으로 낮은 유사-직교(pseudo-orthogonal) 채널들을 정의하는데 사용될 수 있다. 특히, 펄스들에 대한 낮은 듀티 사이클(duty cycle) 사용을 통해 펄스 충돌의 가능성을 낮출 수 있다. 예컨대, 펄스 반복 주파수들(PRF)의 적합한 선택을 통해, 주어진 채널에 대한 실질적으로 모든 펄스들이 임의의 다른 채널에 대한 펄스들과 상이한 시간에 송신될 수 있다.
주어진 채널에 대해 정의된 펄스 반복 주파수(PRF)는 그 채널에 의해 지원되는 데이터 속도(rate) 또는 속도들에 좌우될 수 있다. 예컨대, 매우 낮은 데이터 속도들(예컨대, 대략 초당 수 킬로비트 또는 Kbps)을 지원하는 채널은 대응하는 낮은 펄스 반복 주파수(PRF)를 채용할 수 있다. 반대로, 상대적으로 높은 데이터 속도들(예컨대, 대략 초당 수 메가비트 또는 Mbps)을 지원하는 채널은 대응하는 더 높은 펄스 반복 주파수(PRF)를 채용할 수 있다.
도 9b는 PDMA 변조의 일례로서 상이한 펄스 위치들 또는 오프셋들(offsets)을 갖도록 정의된 상이한 채널들(채널 1 및 2)을 도시한다. 채널 1에 대한 펄스들은 (예컨대, 도시되지 않은, 주어진 시점에 관하여) 제1 펄스 오프셋에 따라 선(906)으로 표시된 시점에서 생성된다. 반대로, 채널 2에 대한 펄스들은 제2 펄스 오프셋에 따라 선(908)으로 표시된 시점에서 생성된다. (화살표 910에 의해 표시된 바와 같은) 펄스들 간의 펄스 오프셋 차가 주어지면, 이 기술은 두 채널들 간의 펄스 충돌 가능성을 감소시키는데 사용될 수 있다. (예컨대, 본 명세서에서 논의된 바와 같은) 채널들에 대해 정의된 임의의 다른 신호 파라미터들 및 디바이스들 간의 타이밍의 정밀도(예컨대, 상대적 클록 편차)에 따라, 직교 또는 유사-직교 채널들을 제공하기 위하여 상이한 펄스 오프셋들이 사용될 수 있다.
도 9c는 상이한 타이밍 호핑 시퀀스들(timing hopping sequences)로 정의된 상이한 채널들(채널 1 및 2)을 도시한다. 예컨대, 채널 1에 대한 펄스들(912)은 하나의 시간 호핑 시퀀스에 따른 시간들에 생성될 수 있는 한편, 채널 2에 대한 펄스들(914)은 다른 시간 호핑 시퀀스에 따른 시간들에 생성될 수 있다. 사용된 특정 시퀀스들 및 디바이스들 간의 타이밍 정밀도에 따라, 이 기술은 직교 또는 유사-직교 채널들을 제공하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 이웃하는 채널들로부터 반복되는 펄스 충돌들의 가능성을 감소시키기 위해, 시간 호핑된 펄스 위치들은 주기적이지 않을 수 있다.
도 9d는 PDM 변조의 일례로서 상이한 시간 슬롯들(time slots)로 정의된 상이한 채널들을 도시한다. 채널 L1에 대한 펄스들은 특정 시간 인스턴스들(time instances)에 생성된다. 유사하게, 채널 L2에 대한 펄스들은 다른 시간 인스턴스들에 생성된다. 유사한 방식으로, 채널 L3에 대한 펄스들은 또 다른 시간 인스턴스들에 생성된다. 일반적으로, 다양한 채널들 간에 간섭(interference)을 감소 또는 제거하기 위하여, 상이한 채널들에 대한 시간 인스턴스들은 동시에 발생하지 않거나 직교할 수 있다.
펄스 변조 기법들에 따라 채널을 정의하는데 다른 기술들이 사용될 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 예컨대, 상이한 확산 의사 난수 시퀀스들(spreading pseudo-random number sequences) 또는 기타 적합한 파라미터 또는 파라미터들에 기초하여 채널이 정의될 수 있다. 더욱이, 둘 이상의 파라미터들의 결합에 기초하여 채널이 정의될 수 있다.
도 10은 본 개시의 다른 양상에 따라 다양한 채널들을 통해 서로 통신하는 다양한 초광대역(UWB) 통신 디바이스들의 블록도를 도시한다. 예컨대, UWB 디바이스 1(1002)은 2개의 동시 UWB 채널들 1 및 2를 통해 UWB 디바이스 2(1004)와 통신하고 있다. UWB 디바이스(1002)는 단일 채널 3을 통해 UWB 디바이스 3(1006)과 통신하고 있다. 그리고 UWB 디바이스 3(1006)은 차례로 단일 채널 4를 통해 UWB 디바이스 4(1008)와 통신하고 있다. 다른 구성들도 가능하다. 통신 디바이스들은 많은 상이한 애플리케이션들에 사용될 수 있으며, 예컨대 헤드셋, 마이크로폰, 생체 인식 감지기(biometric sensor), 심장 속도 모니터, 보수계(pedometer), EKG 디바이스, 시계, 원격 제어, 스위치, 타이어 압력 모니터, 또는 기타 통신 디바이스들로 구현될 수 있다.
도 11은 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 송수신기를 포함하는 예시적인 통신 디바이스(1100)의 블록도를 도시한다. 통신 디바이스(1100)는 다른 통신 디바이스들로/로부터 데이터를 송신/수신하기에 특히 적합화될 수 있다. 통신 디바이스(1100)는 안테나(1102), Tx/Rx 분리 디바이스(1104), SR 수신기 전단(1106), RF 대 기저대역 수신기 부분(1108), 기저대역 유닛(1110), 기저대역 대 RF 송신기 부분(1112), 송신기(1114), 데이터 프로세서(1116), 및 데이터 생성기(1118)를 포함한다.
동작에서, 데이터 프로세서(1116)는 다른 통신 디바이스로부터 RF 신호를 포착하는 안테나(1102)를 통해 다른 통신 디바이스로부터 데이터를 수신할 수 있으며, Tx/Rx 분리 디바이스(1104)는 SR 수신기 전단(1106)으로 신호를 전송하고, SR 수신기 전단(1106)은 수신된 신호를 증폭하고, RF 대 기저대역 수신기 부분(1108)은 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 기저대역 유닛(1110)은 수신된 데이터를 판정하기 위하여 기저대역 신호를 처리한다. 기저대역 유닛(1110)은, 상술한 바와 같이, 원격 통신 디바이스로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성될 수 있다. 그 후, 데이터 프로세서(1116)는 수신된 데이터에 기초하여 하나 이상의 정의된 동작을 수행한다. 예컨대, 데이터 프로세서(1116)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, RISC(reduced instruction set computer) 프로세서, 디스플레이, 스피커와 같은 변환기를 포함하는 오디오 디바이스, 의료 기기, 데이터에 응답하는 로봇식의 또는 기계적인 디바이스 등을 포함할 수 있다.
나아가, 동작에서, 데이터 생성기(1118)는 송신을 위해 발신 데이터를 기저대역 신호로 처리하는 기저대역 유닛(1110)을 통해 다른 통신 디바이스로 송신을 위한 발신 데이터를 생성할 수 있으며, 기저대역 대 RF 송신기 부분(1112)은 기저대역 신호를 RF 신호로 변환하고, 송신기(1114)는 무선 매체를 통한 송신을 위해 RF 신호를 조절(condition)하고, Tx/Rx 분리 디바이스(1104)는 SR 수신기 전단(1106)으로의 입력을 분리하면서 RF 신호를 안테나(1102)로 라우팅하고, 안테나(1102)는 RF 신호를 무선 매체로 방출한다. 데이터 생성기(1118)는 감지기 또는 다른 유형의 데이터 생성기일 수 있다. 예컨대, 데이터 생성기(1118)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, RISC 프로세서, 키보드, 마우스 또는 트랙 볼(track ball)과 같은 포인팅 디바이스, 마이크로폰과 같은 변환기를 포함하는 오디오 디바이스, 의료 기기, 데이터를 생성하는 로봇식의 또는 기계적인 디바이스 등을 포함할 수 있다.
도 12는 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 수신기를 포함하는 예시적인 통신 디바이스(1200)의 블록도를 도시한다. 통신 디바이스(1200)는 다른 통신 디바이스들로부터 데이터를 수신하기에 특히 적합화될 수 있다. 통신 디바이스(1200)는 안테나(1202), SR 수신기 전단(1204), RF 대 기저대역 수신기 부분(1206), 기저대역 유닛(1208), 및 데이터 프로세서(1210)를 포함한다.
동작에서, 데이터 프로세서(1210)는 다른 통신 디바이스로부터 RF 신호를 포착하는 안테나(1202)를 통해 다른 통신 디바이스로부터 데이터를 수신할 수 있으며, SR 수신기 전단(1204)은 수신된 신호를 증폭하고, RF 대 기저대역 수신기 부분(1206)은 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 기저대역 유닛(1208)은 수신된 데이터를 판정하기 위하여 기저대역 신호를 처리한다. 기저대역 유닛(1208)은, 상술한 바와 같이, 원격 통신 디바이스로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성될 수 있다. 그 후, 데이터 프로세서(1210)는 수신된 데이터에 기초하여 하나 이상의 정의된 동작을 수행한다. 예컨대, 데이터 프로세서(1210)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, RISC 프로세서, 디스플레이, 스피커와 같은 변환기를 포함하는 오디오 디바이스, 의료 기기, 데이터에 응답하는 로봇식의 또는 기계적인 디바이스 등을 포함할 수 있다.
도 13은 본 개시의 다른 양상에 따른 예시적인 송수신기를 포함하는 예시적인 통신 디바이스(1300)의 블록도를 도시한다. 통신 디바이스(1300)는 다른 통신 디바이스들로 데이터를 전송하기에 특히 적합화될 수 있다. 통신 디바이스(1300)는 안테나(1302), SR 송신기 전단(1304), 기저대역 대 RF 송신기 부분(1306), 기저대역 유닛(1308), 및 데이터 생성기(1310)를 포함한다.
동작에서, 데이터 생성기(1310)는 송신을 위해 발신 데이터를 기저대역 신호로 처리하는 기저대역 유닛(1308)을 통해 다른 통신 디바이스로 송신을 위한 발신 데이터를 생성할 수 있으며, 기저대역 대 RF 송신기 부분(1306)은 기저대역 신호를 RF 신호로 변환하고, 송신기(1304)는 무선 매체를 통한 송신을 위해 RF 신호를 조절(condition)하고, 안테나(1302)는 RF 신호를 무선 매체로 방출한다. 데이터 생성기(1310)는 감지기 또는 다른 유형의 데이터 생성기일 수 있다. 예컨대, 데이터 생성기(1310)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, RISC 프로세서, 키보드, 마우스 또는 트랙 볼과 같은 포인팅 디바이스, 마이크로폰과 같은 변환기를 포함하는 오디오 디바이스, 의료 기기, 데이터를 생성하는 로봇식의 또는 기계적인 디바이스 등을 포함할 수 있다. 기저대역 유닛(1308)은, 상술한 바와 같이, 원격 통신 디바이스로의 거리를 적어도 부분적으로 판정하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 임의의 상기 양상들은 많은 상이한 디바이스들로 구현될 수 있다. 예컨대, 상술한 바와 같은 의료 애플리케이션에 더하여, 본 개시의 양상들은 건강 및 휘트니스(fitness) 애플리케이션에 적용될 수 있다. 추가적으로, 본 개시의 양상들은 상이한 유형의 애플리케이션을 위한 신발 내에(in shoes) 구현될 수 있다. 본 명세서에 상술된 본 개시의 임의의 양상을 통합할 수 있는 다른 다수의 애플리케이션이 존재한다.
본 개시의 다양한 양상들이 상술되었다. 본 명세서에서의 교시들(teachings)은 광대한 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 개시되어 있는 임의의 특정 구조, 기능 또는 양자는 단지 대표적인 것일 뿐이라는 것은 명백할 것이다. 본 명세서에서의 교시들에 기초하여, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 본 명세서에 개시된 양상은 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며, 둘 이상의 이들 양상은 다양한 방식으로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 본 명세서에 나열된 임의의 수의 양상들을 사용하여 장치가 구현되거나 방법이 실시될 수 있다. 추가로, 본 명세서에 나열된 하나 이상의 양상 이외에, 또는 이에 더하여, 다른 구조, 기능, 또는 구조 및 기능을 사용하여 그러한 장치가 구현되거나 그러한 방법이 실시될 수 있다. 상기 개념들 중 일부의 예로서, 일부 양상에서, 펄스 반복 주파수들에 기초하여 동시 채널들(concurrent channels)이 설정될 수 있다. 일부 양상에서, 펄스 위치 또는 오프셋들에 기초하여 동시 채널들이 설정될 수 있다. 일부 양상에서, 시간 호핑 시퀀스들(time hopping sequences)에 기초하여 동시 채널들이 설정될 수 있다. 일부 양상에서, 펄스 반복 주파수들, 펄스 위치들 또는 오프셋들, 및 시간 호핑 시퀀스들에 기초하여 동시 채널들이 설정될 수 있다.
본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 임의의 다양한 다른 기술들 및 기법들을 사용하여 정보 및 신호들을 나타낼 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 상기 설명을 통하여 참조될 수 있는 데이터, 지시어, 명령어, 정보, 신호, 비트, 심볼 및 칩들은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 입자들, 광학 장 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 나타낼 수 있다.
통상의 지식인은, 본 명세서에 개시된 양상들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 프로세서, 수단, 회로 및 알고리즘 단계들은, 전자적 하드웨어(예컨대, 소스 코딩 또는 기타 기술을 사용하여 설계될 수 있는 디지털 구현, 아날로그 구현, 또는 그 둘의 결합), 다양한 형태의 프로그램 또는 명령어들을 결합한 설계 코드(본 명세서에서, 편의상 "소프트웨어" 또는 "소프트웨어 모듈"로 지칭될 수 있음), 또는 이들의 결합으로서 구현될 수 있음을 더욱 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 교환 가능성을 명확하게 설명하기 위하여, 다양한 예시적인 구성 요소, 블록, 모듈, 회로 및 단계들이 그들의 기능에 의하여 일반적으로 상술되었다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전체 시스템상에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약들에 좌우된다. 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션을 위해 다양한 방식으로 상술한 기능을 구현할 수 있으나, 그러한 구현 결정은 본 개시의 영역으로부터 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.
본 명세서에 개시된 양상들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈 및 회로들은 집적 회로("IC"), 접속 단말, 또는 접속 포인트에 의해 수행되거나 그 내부에서 구현될 수 있다. IC는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 반도체(ASIC), FPGA(field programmable gate array) 또는 기타 프로그램 가능 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 이산 하드웨어 컴포넌트, 전기적 컴포넌트, 광학 컴포넌트, 기계적 컴포넌트, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 결합을 포함할 수 있으며, IC 내부, IC 외부, 또는 IC 내외부에 위치하는 코드들 또는 명령어들을 실행할 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있으나, 대안으로, 프로세서는 임의의 상용 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 결합, 예컨대 DSP 및 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 기타 그러한 구성에 의해 구현될 수도 있다.
임의의 개시된 프로세스에서 임의의 특정 순서 또는 계층의 단계들은 견본 접근의 일례라는 것이 이해된다. 설계 선호에 기초하여, 프로세스 내 단계들의 특정 순서 또는 계층은 본 개시의 범위 내에 남아있으면서 재구성될 수 있음이 이해된다. 첨부된 방법 청구항들은 견본 순서로 다양한 단계들의 구성요소들을 제시하며, 제시된 특정 순서 또는 계층으로 한정되는 것으로 의미 되지 않는다.
본 명세서에 개시된 양상들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈, 또는 이 둘의 결합으로 직접적으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈(예컨대, 실행 가능한 명령어들 및 관련된 데이터를 포함함) 및 기타 데이터는, RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 분리성 디스크(removable disk), CD-ROM, 또는 본 기술분야에 공지된 임의의 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체와 같은 데이터 메모리에 위치할 수 있다. 견본 저장 매체는, 예컨대 프로세서가 저장 매체로 정보(예컨대, 코드)를 기록하고 그로부터 정보를 판독할 수 있도록 컴퓨터/프로세서(본 명세서에서, 편의상 "프로세서"로 지칭될 수 있음)와 같은 기계에 연결될 수 있다. 견본 저장 매체는 프로세서와 통합될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 위치할 수 있다. ASIC은 사용자 장비(user equipment)에 위치할 수 있다. 대안으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 장비 내의 이산 컴포넌트들로서 위치할 수 있다. 더욱이, 일부 양상에서, 임의의 적합한 컴퓨터 프로그램 제품은 본 개시의 하나 이상의 양상과 관련한 코드들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 패키징 물질들(packaging materials)을 포함할 수 있다.
본 발명은 다양한 양상들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 그 이상의 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 본 출원은, 일반적으로, 본 발명의 원리들을 따르는 발명의 다양한 변형, 사용 또는 적용을 보호하기 위하여 의도된 것이며, 본 발명이 관련된 기술분야 내에서 공지되고 통상적인 실시 범위 내에 있는 정도의 본 개시로부터의 변형들을 포함하고자 한다.
102: 통신 디바이스의 송수신기 A
106: 다른 통신 디바이스의 송수신기 B
152, 154, 156: 장애물
200: 통신 디바이스
202: 초재생 수신기
204: 거리 측정 회로

Claims (40)

  1. 무선 통신을 위한 장치로서,
    원격 장치로부터 착신 신호를 수신하도록 구성된 초재생 수신기(super regenerative receiver);
    상기 원격 장치로부터 상기 초재생 수신기에서 수신된 상기 착신 신호에 기초하여 상기 원격 장치로의 거리를 판정하도록 구성된 제1 회로; 및
    상기 착신 신호의 가시선(LOS) 부분을 상기 착신 신호의 다른 부분들로부터 구별하도록 구성된 제2 회로를 포함하고,
    상기 초재생 수신기는, 20% 이상의 비대역폭(fractional bandwidth)을 갖거나, 500MHz 이상의 대역폭을 갖거나, 또는 20% 이상의 비대역폭을 갖고 500MHz 이상의 대역폭을 갖는, 정의된 초광대역 채널 내에서 상기 착신 신호를 수신하도록 튜닝되고,
    상기 제1 회로는 상기 착신 신호의 상기 LOS 부분으로부터 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초재생 수신기는 하나 이상의 초재생 증폭기를 포함하는, 무선 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 초재생 수신기는 병렬로 연결된 복수의 초재생 증폭기를 포함하고,
    상기 초재생 증폭기들은 각각의 별개(distinct) 주파수 대역들로 튜닝(tuning)되는, 무선 통신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 초재생 증폭기들의 수(N), 상기 초재생 증폭기들의 각각의 양호도들(Q), 및 상기 별개 주파수 대역들의 각각의 중심 주파수들(fc)은 정의된 대역폭에 걸친 정의된 주파수 응답, 정의된 최소 이득, 또는 정의된 이득 리플(ripple)을 제공하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 별개 주파수 대역들 중 하나 이상은 상기 하나 이상의 별개 주파수 대역 중 적어도 다른 것과 중첩하는, 무선 통신 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 착신 신호는 하나 이상의 펄스를 포함하는, 무선 통신 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회로는 상기 착신 신호를 수신하는 시간에 기초하여 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원격 장치로 발신 신호를 송신하도록 구성된 송신기를 더 포함하고,
    상기 제1 회로는 상기 원격 장치로 상기 발신 신호를 송신하는 시간 및 상기 원격 장치로부터 상기 착신 신호를 수신하는 시간에 기초하여 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 원격 장치로 발신 신호를 송신하도록 구성된 송신기를 더 포함하고,
    상기 제1 회로는 상기 착신 신호를 처리하고 상기 착신 신호의 상기 처리에 기초하여 상기 송신기가 상기 발신 신호를 송신하게 하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 초재생 수신기의 출력에 방해 전파 신호(jamming signal)가 존재하는지 여부를 판정하도록 구성된 제3 회로를 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 초재생 수신기의 상기 출력으로부터 상기 방해 전파 신호를 제거하거나 감소시키기 위하여 상기 초재생 수신기의 일부를 디스에이블하도록 구성된 제4 회로를 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 초재생 수신기는 정의된 속도로 억제(quench)되고,
    상기 제1 회로는 빛의 속도 및 상기 정의된 속도의 함수인 정확도로 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  14. 무선 통신을 위한 방법으로서,
    초재생 수신기를 사용하여 원격 장치로부터 착신 신호를 수신하는 단계;
    상기 원격 장치로부터 상기 초재생 수신기에서 수신된 상기 착신 신호에 기초하여 상기 원격 장치로의 거리를 판정하는 단계; 및
    20% 이상의 비대역폭을 갖거나, 500MHz 이상의 대역폭을 갖거나, 또는 20% 이상의 비대역폭을 갖고 500MHz 이상의 대역폭을 갖는, 정의된 초광대역 채널 내에서 상기 착신 신호를 수신하도록 상기 초재생 수신기를 튜닝하는 단계를 포함하고,
    상기 원격 장치로의 거리를 판정하는 단계는,
    상기 착신 신호의 가시선(LOS) 부분을 상기 착신 신호의 다른 부분들로부터 구별하는 단계; 및
    상기 착신 신호의 상기 LOS 부분으로부터 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 착신 신호를 수신하는 단계는 하나 이상의 초재생 증폭기로 상기 착신 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 초재생 수신기의 복수의 초재생 증폭기를 병렬로 연결하는 단계; 및
    상기 초재생 증폭기들을 각각의 별개 주파수 대역들로 튜닝하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 초재생 증폭기들의 수(N)를 선택하는 단계;
    상기 초재생 증폭기들의 각각의 양호도들(Q)을 선택하는 단계; 및
    상기 별개 주파수 대역들의 각각의 중심 주파수들(fc)을 선택하는 단계를 더 포함하고,
    N 및 상기 각각의 Q 및 fc는 정의된 대역폭에 걸친 정의된 주파수 응답, 최소 이득, 또는 정의된 이득 리플을 제공하도록 선택되는, 무선 통신 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 별개 주파수 대역들 중 하나 이상은 상기 하나 이상의 별개 주파수 대역 중 적어도 다른 것과 중첩하는, 무선 통신 방법.
  19. 삭제
  20. 제14항에 있어서,
    상기 착신 신호는 하나 이상의 펄스를 포함하는, 무선 통신 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하는 단계는, 상기 착신 신호가 수신된 시간을 판정하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 원격 장치로 발신 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 원격 장치로 상기 발신 신호를 송신하는 시간 및 상기 원격 장치로부터 상기 착신 신호를 수신하는 시간에 기초하여 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 착신 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 착신 신호의 상기 처리에 기초하여 발신 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 초재생 수신기의 출력에 방해 전파 신호가 존재하는지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 초재생 수신기의 상기 출력으로부터 상기 방해 전파 신호를 제거하거나 감소시키기 위하여 상기 초재생 수신기의 일부를 디스에이블하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  26. 제14항에 있어서,
    정의된 속도로 상기 초재생 수신기를 억제(quench)하는 단계를 더 포함하고,
    상기 거리를 판정하는 단계는 빛의 속도 및 상기 정의된 속도의 함수인 정확도로 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
  27. 무선 통신을 위한 장치로서,
    초재생 수신기를 사용하여 원격 장치로부터 착신 신호를 수신하기 위한 수단; 및
    상기 원격 장치로부터 상기 초재생 수신기에서 수신된 상기 착신 신호에 기초하여 상기 원격 장치로의 거리를 판정하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 초재생 수신기는, 20% 이상의 비대역폭을 갖거나, 500MHz 이상의 대역폭을 갖거나, 또는 20% 이상의 비대역폭을 갖고 500MHz 이상의 대역폭을 갖는, 정의된 초광대역 채널 내에서 상기 착신 신호를 수신하도록 튜닝되고,
    상기 거리를 판정하기 위한 상기 수단은, 상기 착신 신호의 가시선(LOS) 부분을 상기 착신 신호의 다른 부분들로부터 구별하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 거리를 판정하기 위한 상기 수단은 상기 착신 신호의 상기 LOS 부분으로부터 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 초재생 수신기는 하나 이상의 초재생 증폭기를 포함하는, 무선 통신 장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 초재생 수신기는 병렬로 연결된 복수의 초재생 증폭기를 포함하고,
    상기 초재생 증폭기들은 각각의 별개(distinct) 주파수 대역들로 튜닝되는, 무선 통신 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 초재생 증폭기들의 수(N), 상기 초재생 증폭기들의 각각의 양호도들(Q), 및 상기 별개 주파수 대역들의 각각의 중심 주파수들(fc)은 정의된 대역폭에 걸친 정의된 주파수 응답, 정의된 최소 이득, 또는 정의된 이득 리플(ripple)을 제공하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 별개 주파수 대역들 중 하나 이상은 상기 하나 이상의 별개 주파수 대역 중 적어도 다른 것과 중첩하는, 무선 통신 장치.
  32. 삭제
  33. 제27항에 있어서,
    상기 착신 신호는 복수의 펄스를 포함하는, 무선 통신 장치.
  34. 제27항에 있어서,
    상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하기 위한 상기 수단은, 상기 착신 신호가 수신된 시간을 판정하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신 장치.
  35. 제27항에 있어서,
    상기 원격 장치로 발신 신호를 송신하기 위한 수단을 더 포함하고,
    상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하기 위한 상기 수단은,
    상기 원격 장치로 상기 발신 신호를 송신하는 시간을 판정하기 위한 수단; 및
    상기 원격 장치로부터 상기 착신 신호를 수신하는 시간을 판정하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신 장치.
  36. 제27항에 있어서,
    상기 원격 장치로 발신 신호를 송신하기 위한 송신 수단을 더 포함하고,
    상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하기 위한 상기 수단은,
    상기 착신 신호를 처리하기 위한 수단; 및
    상기 착신 신호의 상기 처리에 기초하여 상기 송신 수단이 상기 발신 신호를 송신하게 하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신 장치.
  37. 제27항에 있어서,
    상기 초재생 수신기의 출력에 방해 전파 신호가 존재하는지 여부를 판정하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 초재생 수신기의 상기 출력으로부터 상기 방해 전파 신호를 제거하거나 감소시키기 위하여 상기 초재생 수신기의 일부를 디스에이블하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  39. 제27항에 있어서,
    상기 초재생 수신기는 정의된 속도로 억제(quench)되고,
    상기 거리를 판정하기 위한 상기 수단은 빛의 속도 및 상기 정의된 속도의 함수인 정확도로 상기 원격 장치로의 상기 거리를 판정하도록 구성되는, 무선 통신 장치.
  40. 제14항 내지 제18항 및 제20항 내지 제26항 중 어느 한 항의 단계들을 수행하기 위하여 적어도 하나의 컴퓨터에 의해 실행 가능한 코드들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
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