KR101206151B1 - Body communication network system using modified hermite polynomial pulse and ternary code for out-body wban - Google Patents

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인하대학교 산학협력단
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    • H04BTRANSMISSION
    • H04B13/00Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/005Transmission systems in which the medium consists of the human body

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Abstract

다중 접속 시 발생하는 간섭을 완화하고 전송 효율을 높이기 위해 MHP(Modified Hermite Polynomial)펄스와 터너리 코드를 이용한 신체 외부 고속 및 저속 통신의 다중접속 기법을 개시한다. 인체 근거리 통신 네트워크에서 초광대역 무선통신을 하기 위한 터너리 코드와 MHP 펄스 신호를 생성하고, 상기 생성된 터너리 코드와 MHP 펄스 신호를 각각의 사용자의 선택된 터너리 코드 시퀀스와 MHP 펄스 차수로 송신하는 송신 장치 및 각 시퀀스와 MHP 펄스 차수로 보내진 신호를 수신하고, 상관 검출을 이용하여 신호의 MHP 펄스 차수와 터너리 코드를 파악하는 수신 장치를 포함하고, 상기 수신 장치는 상기 검출된 신호를 이용하여 사용자간의 신호를 검출하는 특징으로 한다.In order to alleviate the interference caused by the multiple access and improve the transmission efficiency, the present invention discloses a multi-access technique for external high speed and low speed communication using Modified Hermite Polynomial (MHP) pulses and ternary codes. Generating a ternary code and MHP pulse signal for ultra-wideband wireless communication in a human body short-range communication network, and transmitting the generated ternary code and MHP pulse signal in a user-selected ternary code sequence and MHP pulse order A transmitting device and a receiving device for receiving the signals sent in each sequence and the MHP pulse order, and identifying the MHP pulse order and ternary code of the signal using correlation detection, wherein the receiving device uses the detected signals It is characterized by detecting a signal between users.

Figure R1020110013717
Figure R1020110013717

Description

신체 외부 통신에서 MHP 펄스와 터너리 코드를 이용한 인체 통신 네트워크 시스템{BODY COMMUNICATION NETWORK SYSTEM USING MODIFIED HERMITE POLYNOMIAL PULSE AND TERNARY CODE FOR OUT-BODY WBAN}Human body communication network system using MPH pulse and ternary code in external body communication {BODY COMMUNICATION NETWORK SYSTEM USING MODIFIED HERMITE POLYNOMIAL PULSE AND TERNARY CODE FOR OUT-BODY WBAN}

본 발명은 다중 접속 시 발생하는 간섭을 완화하고 전송 효율을 높이기 위해 MHP펄스와 터너리 코드를 이용한 신체 외부 고속 및 저속 통신의 다중접속 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상호 직교성을 가지는 MHP 펄스와 터너리 코드를 이용하여 다중사용자의 신호를 검출하고, 신체 외부 통신을 위한 MHP 펄스 기법, 터너리 코드 기법 그리고 시간도약 기법을 이용하는 다중 접속 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple access scheme of high-speed and low-speed communication outside the body using MHP pulses and ternary codes to mitigate interference occurring in multiple accesses and to improve transmission efficiency. The present invention relates to a multiple access system using a ternary code to detect a multi-user signal and using an MHP pulse technique, a ternary code technique, and a time hopping technique.

최근 U-헬스케어, 유비쿼터스와 같은 IT-BT 융합 기술 분야의 관심이 높아지면서 WBAN (Wireless Body Area Network) 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. WBAN은 인체를 기준하여 인체 내부 및 인체로부터 3미터 이내의 무선 통신을 의미한다. 즉, 인체 내에 이식된 의료장치, 사람이 착용하는 옷이나 인체에 부착된 여러 디바이스를 상호 연결하는 새로운 유형의 무선통신이다.Recently, as interest in IT-BT convergence technologies such as U-healthcare and ubiquitous has increased, research on WBAN (Wireless Body Area Network) system is being actively conducted. WBAN refers to wireless communication within 3 meters from and inside the human body based on the human body. In other words, it is a new type of wireless communication that interconnects medical devices implanted in the human body, clothes worn by humans, or various devices attached to the human body.

WBAN은 응용 분야 및 장치의 위치에 따라 분류 할 수 있으며, 응용 분야별로 분류하면 혈압, 혈당을 측정해서 무선 통신하는 옷 등과 같이 입을 수 있는 것과 생채 부착 의료 BAN, 그리고 심전도, 근전도 등의 생체 신호를 측정하여 무선 통신하는 생체 삽입 BAN인 의료 분야와 비디오, 오디오 및 모바일 전송을 위한 비의료 분야로 나눌 수 있다. 장치의 위치에 따라 인체 내부통신과 인체 표면통신, 그리고 인체 외부통신으로 분류 할 수 있다.WBAN can be classified according to the application field and the location of the device.By categorizing the application field, it can be worn like clothes that measure blood pressure, blood sugar, and wireless communication, and bio-signal such as ECG, EMG, etc. It can be divided into the medical field, which is a biometric insertion BAN that measures and wirelessly communicates, and the non-medical field for video, audio, and mobile transmission. Depending on the location of the device, it can be classified into internal human body communication, human body surface communication, and external human body communication.

WBAN은 인체 내외 근거리 통신이므로 저 전력, 고 신뢰성 통신을 요구하는 통신 네트워크이다. 뿐만 아니라 오디오 및 비디오 전송을 위한 인체 외부통신에서는 10Mbps 이상의 전송 속도를 요구한다. 이와 같이 WBAN 시스템은 저 전력뿐만 아니라 1kbps~ 10Mbps까지 유동적인 전송 속도를 요구하므로 이에 적합한 통신 시스템으로 UWB-IR 방식이 대두되고 있다. UWB 시스템은 초광대역으로 PPM(Pulse Position Modulation)방식으로 전송하므로 믹서, RF 오실레이터 그리고 PLL 방식을 필요로 하는 정현파 전송보다 간단하고, 1ns의 펄스 전송으로 저 전력을 소비한다. 그러므로 WBAN 시스템의 요구사항을 충족하기 때문에 학계 및 각국의 연구소에서는 WBAN의 물리계층에 적용시키기 위한 연구가 활발히 진행 중이며 IEEE 802.15.6 TG에서도 PPM방식의 UWB기술을 적용하는 표준화가 거의 막바지로 진행 중 이다. WBAN is a communication network requiring low power and high reliability communication because of short-range communication inside and outside the human body. In addition, external communication for audio and video transmission requires a transmission speed of 10Mbps or more. As such, the WBAN system requires not only low power but also a flexible transmission speed from 1 kbps to 10 Mbps, so that a UWB-IR method is emerging as a suitable communication system. UWB systems transmit in ultra-wideband using Pulse Position Modulation (PPM), which is simpler than sinusoidal transmissions that require mixers, RF oscillators and PLLs, and consumes low power with 1ns pulse transmission. Therefore, since the requirements of the WBAN system are met, researches are being actively conducted to apply to the physical layer of the WBAN in the academic and national research institutes, and the standardization of applying the PPM-type UWB technology in the IEEE 802.15.6 TG is almost the last. to be.

인체외부 통신의 경우 많은 장치들 간에 통신이 이루어진다. 이에 따른 다른 장치들 간의 간섭문제가 발생하게 되고, 이들 다중 장치들 간의 다중접속방식을 고려해야 한다. IEEE 802.15.4a 에서의 근거리 무선 다중접속 기법으로는 TH-PPM(Time hopping PPM) 기법이 제안되었다. WBAN의 무선통신에서는 매우 짧은 거리(3m) 이내의 통신이므로 다중 장치들 간의 거리가 가까워 간섭문제가 발생하고 오류로 인한 기기들의 오작동 등 간섭문제를 완화하고 장치들 간의 향상된 무선전송이 필요하다.In the case of external body communication, communication is performed between many devices. As a result, interference problems between different devices occur, and multiple access methods between these multiple devices must be considered. As a near field wireless multiple access scheme in IEEE 802.15.4a, a time hopping PPM (TH-PPM) scheme has been proposed. In WBAN wireless communication, communication is within a very short distance (3m), so the distance between multiple devices is so close that interference problems occur.

본 발명의 일실시예에 따른 인체 통신 네트워크 시스템은 터너리 코드 및 펄스 신호를 생성하고, 상기 생성된 터너리 코드를 기선택된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신하고, 상기 생성된 펄스 신호를 기선택된 펄스 차수에 기초하여 송신하는 송신 장치, 및 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호를 수신하고, 상관 검출을 이용하여 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호로부터 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 검출하는 수신 장치를 포함하고, 상기 수신 장치는 상기 검출된 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 사용자간의 신호를 검출할 수 있다.The human body communication network system according to an embodiment of the present invention generates a ternary code and a pulse signal, transmits the generated ternary code based on a preselected ternary code sequence, and transmits the generated pulse signal A transmitting device for transmitting based on a pulse order, and receiving the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal, and using the correlation detection, the predetermined pulse order from the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal And a receiving device detecting the preselected ternary code sequence, wherein the receiving device may detect a signal between users using the detected preselected pulse order and the preselected ternary code sequence.

인체 통신 네트워크 시스템의 동작 방법은 송신 장치에서, 터너리 코드 및 펄스 신호를 생성하고, 상기 생성된 터너리 코드를 기선택된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신하며, 상기 생성된 펄스 신호를 기선택된 펄스 차수에 기초하여 송신하는 단계, 수신 장치에서, 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호를 수신하고, 상관 검출을 이용하여 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호로부터 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 수신 장치는 상기 검출된 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 사용자간의 신호를 검출할 수 있다.In a method of operating a human body communication network system, a transmitting apparatus generates a ternary code and a pulse signal, transmits the generated ternary code based on a preselected ternary code sequence, and transmits the generated pulse signal to a preselected pulse. Transmitting based on the order, at a receiving device, receiving the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal and using correlation detection the preselected pulse from the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal And detecting the order and the pre-selected ternary code sequence, wherein the receiving device may detect a signal between users using the detected preselected pulse order and the preselected ternary code sequence.

본 발명의 일실시예에 따르면, 정현파 전송보다 간단하고, 간섭이 없으며 저 전력을 소비하는 초광대역 시스템을 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide an ultra-wideband system that is simpler than sinusoidal transmission, has no interference, and consumes low power.

본 발명의 일실시예에 따르면, 넓은 주파수 대역을 사용하는 UWB 기술과 인체 내외 근거리 통신 네트워크에서의 다중접속 시스템을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a UWB technology using a wide frequency band and a multiple access system in a short-range communication network inside and outside the human body can be provided.

본 발명의 일실시예에 따르면, 인체 내외 근거리 통신 시스템에서 다중접속 시 발생하는 다중사용자 간섭문제를 해결하기 위해 각각의 직교성을 가지는 터너리 코드, MHP 펄스 기술을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in order to solve the multi-user interference problem occurring in the multi-access in a short-range communication system inside and outside the human body can provide a ternary code, MHP pulse technology having each orthogonality.

본 발명의 일실시예에 따르면, 터너리 코드, MHP 펄스, 시간도약 기술을 적용하여 다중 접속시 신호 정보의 정밀도를 높이며 향상된 자가 신호 검출 기법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by applying the ternary code, MHP pulse, time hopping techniques to improve the accuracy of the signal information when multiple access can provide an improved self-signal detection technique.

본 발명의 일실시예에 따르면, 신체 외부 통신에서의 MHP 펄스와 터너리 코드를 이용한 다중접속 방식을 제안할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to propose a multiple access scheme using MHP pulses and ternary codes in external communication.

본 발명의 일실시예에 따르면, 비동기식 고속 전송일 경우 전송하려는 펄스의 개수가 적어 터너리 코드 시퀀스를 추가하고 시간도약 구간을 줄임으로써 채널 환경에 강하고 다중접속 간섭을 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the case of asynchronous high-speed transmission, the number of pulses to be transmitted is small so that a ternary code sequence can be added and a time hopping interval can be reduced, thereby making it possible to be strong in a channel environment and to reduce multiple access interference.

본 발명의 일실시예에 따르면, 동기식 고속 전송일 경우 전송하려는 펄스의 개수가 적어도 MHP 펄스의 직교성을 이용하여 시간도약 구간을 늘여서 채널 환경에 강하고 다중접속 간섭을 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the case of synchronous high-speed transmission, the number of pulses to be transmitted may be increased in the channel environment by using at least the orthogonality of the MHP pulses to be strong in the channel environment and to reduce the multiple access interference.

본 발명의 일실시예에 따르면, MHP 펄스를 사용한 다중 접속 방식이 가우시안 펄스를 사용한 방식보다 정확한 통신을 제공할 수 있고, 비동기식의 경우 하나의 정보를 보내기 위한 MHP 펄스, 터너리 코드와 시간도약 구간을 이용하여 통신함으로써 향상된 성능을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the multiple access method using the MHP pulse can provide more accurate communication than the method using the Gaussian pulse, and in case of asynchronous, the MHP pulse, the ternary code and the time hopping interval for sending one information. By using the communication can provide improved performance.

도 1은 인체 표면에서 외부까지 통신에서의 다중 접속 사용자의 네트워크를 설명하는 도면이다.
도 2는 고속 및 저속 전송을 위한 인체통신의 물리층 프레임 구조를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인체 통신 네트워크 시스템의 송신 장치와 수신 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 비동기식 고속전송에서의 다중접속 기법의 성능을 나타내는 도면이다.
도 5는 동기식 고속전송에서의 다중접속 성능을 나타내는 그래프이다.
도 6은 동기식 고속전송에서의 다중접속 사용자가 증가함에 따른 성능을 나타내는 그래프이다.
도 7은 동기식 저속전송에서의 다중접속 성능을 나타내는 그래프이다.
도 8은 비동기식 저속전송에서의 다중접속 성능을 나타내는 그래프이다.
1 is a diagram illustrating a network of multiple access users in communication from the human body surface to the outside.
2 is a diagram illustrating a physical layer frame structure of human body communication for high speed and low speed transmission.
3 is a diagram illustrating a transmitter and a receiver of a human body communication network system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating the performance of a multiple access scheme in asynchronous high speed transmission.
5 is a graph illustrating multiple access performance in synchronous fast transmission.
6 is a graph showing the performance as the number of multiple access users in synchronous fast transmission increases.
7 is a graph illustrating multiple access performance in synchronous slow transmission.
8 is a graph illustrating multiple access performance in asynchronous low speed transmission.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, the intent of the operator, or the practice of the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 인체 표면에서 외부까지 통신에서의 다중 접속 사용자의 네트워크를 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a network of multiple access users in communication from the human body surface to the outside.

도 1을 참조하면, H는 각각의 네트워크의 허브로서 다중 노드의 신호를 수신 및 송신한다. 그리고 N은 각각의 노드로서 인체 표면에서 각각의 신호를 송수신하게 된다.Referring to FIG. 1, H is a hub of each network and receives and transmits signals of multiple nodes. N is each node to transmit and receive each signal on the human body surface.

이와 같이 인체 외부통신에서는 비디오, 오디오, 데이터 전송 서비스 등 다양한 분야에 사용되며, 3m 이내에서 전송 가능한 커버리지를 요구한다. 주파수 대역은 ISM, UWB, MICS 등 다양하다.As described above, the external communication of the human body is used in various fields such as video, audio, and data transmission services, and requires coverage that can be transmitted within 3 meters. Frequency bands are diverse, including ISM, UWB, and MICS.

또한 인체 통신 네트워크 시스템은 인체 내부 또는 인체의 근접한 거리에서 작동하므로 방사 전력에 엄격한 제한이 요구된다. 동영상 전송을 위한 10Mbps 이상의 통신 전송률과 저전력을 동시에 만족해야 하며, 다중 접속 사용자가 10명까지 만족해야 한다.Human body communication network systems also operate at or within close proximity to the human body, which places strict limits on radiated power. It should satisfy 10Mbps or higher communication rate and low power for video transmission, and up to 10 multi-access users.

도 2는 고속 및 저속 전송을 위한 인체통신의 물리층 프레임 구조를 설명하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a physical layer frame structure of human body communication for high speed and low speed transmission.

도 2를 참조하면, 저속 전송의 경우에 변조 방식은 펄스의 위치를 실어 보내는 PPM 방식을 사용한다. 1 비트를 전송하는 신호의 주기를 나타내는

Figure 112011011081030-pat00001
은 약 1026ns이며 데이터 전송량 0.85Mbps를 지원한다. 한 심볼은 2PPM을 사용하며
Figure 112011011081030-pat00002
은 512.8ns로 2구간으로 나뉘어 1 비트를 전송하게 된다.Referring to FIG. 2, in the case of low-speed transmission, a modulation method uses a PPM method that carries a position of a pulse. Indicating the period of the signal transmitting one bit
Figure 112011011081030-pat00001
Is about 1026ns and supports data transfer rate of 0.85Mbps. One symbol uses 2PPM
Figure 112011011081030-pat00002
Is 512.8ns divided into 2 sections and transmits 1 bit.

또한 10Mbps이상의 고속 전송을 위하여 프레임 심볼구간을 줄여 심볼구간(

Figure 112011011081030-pat00003
)은 약 64ns이며 데이터 전송량은 약 13Mbps가 된다. 저속 UWB의 심볼과 같이 이진 PPM 변조방식을 사용하며,
Figure 112011011081030-pat00004
은 32ns으로 2 구간으로 나뉘어 1비트 전송하게 된다. 심볼 구간이 줄어들어
Figure 112011011081030-pat00005
구간에는 1개의 칩으로 이루어지며 다중 접속을 위한 시간 도약 구간은 16개로 구성된다.Also, for high speed transmission of 10Mbps or more, the symbol symbol period is reduced by reducing the frame symbol period.
Figure 112011011081030-pat00003
) Is about 64ns and the data transfer rate is about 13Mbps. It uses binary PPM modulation like symbols of low speed UWB,
Figure 112011011081030-pat00004
Is divided into 2 sections with 32ns to transmit 1 bit. Symbol interval is reduced
Figure 112011011081030-pat00005
The interval consists of 1 chip and 16 time jump intervals for multiple access.

PPM기반 UWB시스템의 송신신호는 수학식 1과 같다.The transmission signal of the PPM-based UWB system is shown in Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112011011081030-pat00006
Figure 112011011081030-pat00006

Eb 는 비트에너지, p(t) 는 전송되는 가우시안 펄스를 각각 나타낸다. 심벌의 비트 정보는

Figure 112011011081030-pat00007
이며 펄스가 위치하는
Figure 112011011081030-pat00008
구간의 위치에 따라 0 또는 1을 나타낸다. Tf 는 하나의 프레임 구간을 나타내며
Figure 112011011081030-pat00009
은 다중 접속을 위한 시간 도약 구간을 지정한다. Tburst 는 연집 펄스 구간이며 고속전송을 위한 WBAN 심벌 구조에서는 Tburst 구간에 하나의 펄스가 전송된다. Eb denotes bit energy and p (t) denotes Gaussian pulses transmitted. The bit information of the symbol
Figure 112011011081030-pat00007
Where the pulse is located
Figure 112011011081030-pat00008
0 or 1 depending on the position of the section. Tf represents one frame interval
Figure 112011011081030-pat00009
Specifies a time hopping interval for multiple access. Tburst is a concatenated pulse interval. In the WBAN symbol structure for high-speed transmission, one pulse is transmitted in the Tburst interval.

이와 같이, 본 발명에 따른 다중 접속 기법으로 시간도약 구간 기법과 터너리 코드기법을 사용한다. 수학식 2는 다중접속 기법을 이용한

Figure 112011011081030-pat00010
사용자 신호를 나타낸다. Eb 는 비트 에너지, 단일시간도약 코드
Figure 112011011081030-pat00011
의 길이
Figure 112011011081030-pat00012
와 각 코드의 시간도약
Figure 112011011081030-pat00013
로 구성되며
Figure 112011011081030-pat00014
이다. 주어진 코드길이
Figure 112011011081030-pat00015
와 각각의 시간도약
Figure 112011011081030-pat00016
Figure 112011011081030-pat00017
와 같이 구성된다.As such, the multiple access scheme according to the present invention uses a time hopping interval scheme and a ternary code technique. Equation 2 is based on the multiple access method
Figure 112011011081030-pat00010
Indicates a user signal. Eb is bit energy, single time jump code
Figure 112011011081030-pat00011
Length of
Figure 112011011081030-pat00012
And time leap of each code
Figure 112011011081030-pat00013
Consists of
Figure 112011011081030-pat00014
to be. Given code length
Figure 112011011081030-pat00015
And each time leap
Figure 112011011081030-pat00016
The
Figure 112011011081030-pat00017
It is composed as follows.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112011011081030-pat00018
Figure 112011011081030-pat00018

또한, 비동기 시스템의 인체 통신 네트워크 시스템에서 서로 다른 노드와 허브간에 동기를 맞추기 위해 터너리 코드를 사용한다. 수학식 3은 주기적인 자기상관함수를 만족하며

Figure 112011011081030-pat00019
은 터너리 시퀀스의 non-zero 요소의 개수이며 모든 구성요소는 시간반복의 상호보안적인 세트로 구성된다. 상호 보안적인 터너리 쌍으로 구성된
Figure 112011011081030-pat00020
으로 매트릭스
Figure 112011011081030-pat00021
을 이룬다. In addition, in a human body communication network system of asynchronous system, ternary code is used to synchronize between different nodes and hubs. Equation 3 satisfies the periodic autocorrelation function
Figure 112011011081030-pat00019
Is the number of non-zero elements of the ternary sequence and all components consist of a mutually secure set of time repetitions. Composed of mutually secure ternary pairs
Figure 112011011081030-pat00020
By matrix
Figure 112011011081030-pat00021
To achieve.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112011011081030-pat00022
Figure 112011011081030-pat00022

수학식 4는 매트릭스

Figure 112011011081030-pat00023
을 구성을 나타낸다.
Figure 112011011081030-pat00024
는 시퀀스
Figure 112011011081030-pat00025
의 역을 나타내며 -
Figure 112011011081030-pat00026
는 시퀀스
Figure 112011011081030-pat00027
에서 음의 i번째 요소를 나타낸다. 매트릭스
Figure 112011011081030-pat00028
는 상호 직교의 특성을 가진 세트
Figure 112011011081030-pat00029
Figure 112011011081030-pat00030
으로 구성된다.Equation 4 is a matrix
Figure 112011011081030-pat00023
Indicates the configuration.
Figure 112011011081030-pat00024
Sequence
Figure 112011011081030-pat00025
Represents the inverse of-
Figure 112011011081030-pat00026
Sequence
Figure 112011011081030-pat00027
Represents the i th element of the. matrix
Figure 112011011081030-pat00028
Set with the characteristics of mutual orthogonal
Figure 112011011081030-pat00029
Wow
Figure 112011011081030-pat00030
.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112011011081030-pat00031
Figure 112011011081030-pat00031

수학식 5는 상호보안적인 소단위 터너리 코드로 구성된다. ‘+’는 1을 나타내며 ‘-’는 -1을 나타낸다.

Figure 112011011081030-pat00032
는 상호 직교성을 가지는 시퀀스 세트
Figure 112011011081030-pat00033
Figure 112011011081030-pat00034
으로 구성된다. 각각의 사용자는 서로 다른 상호 직교의 터너리 코드 세트를 사용하여 신호를 구분하게 된다.Equation 5 is composed of mutually secure subunit ternary codes. '+' Represents 1 and '-' represents -1.
Figure 112011011081030-pat00032
Is a set of sequences with mutual orthogonality
Figure 112011011081030-pat00033
and
Figure 112011011081030-pat00034
. Each user distinguishes between signals by using different sets of mutually orthogonal ternary codes.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112011011081030-pat00035
Figure 112011011081030-pat00035

이와 같이, 상호 직교성을 가지는 코드를 이용하여 확장하면 수학식 6과 같다.In this way, when the code is extended using mutually orthogonal codes, Equation 6 is obtained.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112011011081030-pat00036
Figure 112011011081030-pat00036

여기서 -

Figure 112011011081030-pat00037
는 매트릭스
Figure 112011011081030-pat00038
의 i, j 항목의 역을 나타내며, '
Figure 112011011081030-pat00039
'는 인터리빙(interleaving)을 나타낸다. 두 개의 시퀀스
Figure 112011011081030-pat00040
Figure 112011011081030-pat00041
Figure 112011011081030-pat00042
이면
Figure 112011011081030-pat00043
이다.here -
Figure 112011011081030-pat00037
The matrix
Figure 112011011081030-pat00038
Represents the inverse of items i and j in ',
Figure 112011011081030-pat00039
'Represents interleaving. Two sequences
Figure 112011011081030-pat00040
Wow
Figure 112011011081030-pat00041
end
Figure 112011011081030-pat00042
If
Figure 112011011081030-pat00043
to be.

이와 같이, 본 발명에서 각각의 코드는 우수한 자기상관의 특성과 상호상관의 특성을 가진다. WBAN시스템은 매우 많은 다중 경로 지연과 다중 사용자 간섭이 심하므로 터너리 시퀀스를 사용함으로써 다중 경로 지연과 다중 사용자 간섭을 완화 시킬 수 있다.As such, each code in the present invention has excellent autocorrelation and cross-correlation properties. WBAN system has a lot of multipath delay and multi user interference, so it can mitigate multipath delay and multi user interference by using ternary sequence.

또한, 본 발명에서는 직교성을 가지는 MHP 펄스를 사용하여 보다 더 효율적인 사용자간의 신호구분이 가능하다. 수학식 7은 MHP 펄스의 수식을 나타낸다. n은 펄스의 차수로서 n=0,1,2,... 이며

Figure 112011011081030-pat00044
이다. 각 차수의 펄스는 동일한 1ns의 구간을 가지며 같은 주파수 대역폭을 가진다. 또한 서로간의 직교성을 가지고 DC성분이 없는 펄스로 구성된다.In addition, in the present invention, the MHP pulse having orthogonality can be used for more efficient signal separation between users. Equation 7 shows the equation of the MHP pulse. n is the order of the pulse, n = 0,1,2, ...
Figure 112011011081030-pat00044
to be. Each order pulse has the same interval of 1 ns and has the same frequency bandwidth. In addition, it consists of pulses having no orthogonality with each other.

[수학식 7] [Equation 7]

Figure 112011011081030-pat00045
Figure 112011011081030-pat00045

수학식 8은 상관함수 특성을 나타낸다.Equation 8 shows the correlation function characteristics.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112011011081030-pat00046
Figure 112011011081030-pat00046

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인체 통신 네트워크 시스템(300)의 송신 장치(310)와 수신 장치(320)를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a transmitting device 310 and a receiving device 320 of the human body communication network system 300 according to an embodiment of the present invention.

송신 장치(310)는 터너리 코드 및 펄스 신호를 생성하고, 상기 생성된 터너리 코드를 기선택된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신하고, 상기 생성된 펄스 신호를 기선택된 펄스 차수에 기초하여 송신할 수 있다.The transmitting device 310 generates a ternary code and a pulse signal, transmits the generated ternary code based on a preselected ternary code sequence, and transmits the generated pulse signal based on a preselected pulse order. Can be.

송신 장치(310)는 고속 동기식, 저속 동기식, 고속 비동기식, 및 저속 비동기식 중에서 적어도 하나의 방식이다.The transmitting device 310 is at least one of high speed synchronous, low speed synchronous, high speed asynchronous, and low speed asynchronous.

송신 장치(310)가 고속 동기식 및 저속 비동기식 중에서 어느 하나인 경우,When the transmitting device 310 is one of high speed synchronous and low speed asynchronous,

송신 장치(310)는 시간 도약 기법, 터너리 코드 기법과 MHP 펄스 기법을 이용하여 시간 도약 구간을 증가시키고, MHP(Modified Hermite Polynomial) 펄스의 연집구간을 감소하여 전송할 수 있다.The transmitting device 310 may increase the time hopping interval by using the time hopping technique, the ternary code technique, and the MHP pulse technique, and reduce and transmit the duration of the modified hermite polynomial (MHP) pulse.

송신 장치(310)가 저속 동기식 및 고속 비동기식 중에서 어느 하나인 경우, 상기 시간 도약 구간을 감소시키고, 상기 MHP 펄스 및 상기 터너리 코드의 연집구간을 증가시켜 전송할 수 있다.When the transmitting device 310 is one of a low speed synchronous type and a high speed asynchronous type, the time hopping period may be reduced, and the duration of the MHP pulse and the ternary code may be increased.

일례로, 송신 장치(310)는 상기 터너리 코드 신호를 생성하는 터너리 코드 신호 생성부, 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신하는 송신 RF부를 포함할 수 있다.For example, the transmitting apparatus 310 may include a ternary code signal generator for generating the ternary code signal, and a transmitting RF unit for transmitting based on the selected ternary code sequence.

수신 장치(320)는 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호를 수신하고, 상관 검출을 이용하여 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호로부터 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 검출할 수 있다. 이때, 수신 장치(320)는 상기 검출된 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 사용자간의 신호를 검출할 수 있다.The receiving device 320 receives the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal, and uses correlation detection to select the predetermined pulse order and the selected turner from the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal. The record sequence can be detected. In this case, the receiving device 320 may detect a signal between users using the detected preselected pulse order and the preselected ternary code sequence.

수신 장치(320)는 동기식 고속 전송일 경우, MHP 펄스의 직교성을 이용하여 시간도약 구간을 늘일 수 있고, 상관관계 특성을 기초하여 터너리 코드 기술 및 MHP 펄스 기술을 이용하여 자가 신호를 검출할 수 있다.In the case of synchronous high speed transmission, the reception device 320 may extend the time hopping interval using the orthogonality of the MHP pulses, and detect the self signal using the ternary code technique and the MHP pulse technique based on the correlation characteristics. have.

일례로, 수신 장치(320)는 각각의 다중사용자의 다중 신호로 보내진 신호를 수신하는 수신 RF부, 상기 수신된 신호에서 상관관계를 검출하는 상관 검출부, 및 상기 검출된 상관관계를 이용하여 다중사용자의 신호를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다. In one example, the receiving device 320 is a receiving RF unit for receiving a signal sent in the multiple signal of each multi-user, a correlation detector for detecting a correlation in the received signal, and the multi-user using the detected correlation It may include a detector for detecting a signal of.

또한, 수신 장치(320)는 상기 터너리 코드 시퀀스 및 MHP 펄스 신호가 포함되어 있는 부분의 파워와 신호가 없고 노이즈만 있는 곳의 신호의 비를 계산하고, 상기 계산된 값을 소프트로 사용하여 상기 수신된 신호 중 에너지의 최대값 및 최소값의 비율을 산출할 수 있다.In addition, the receiving device 320 calculates the ratio of the power of the portion containing the ternary code sequence and the MHP pulse signal and the signal where there is no signal and only noise, and uses the calculated value as software to The ratio of the maximum value and the minimum value of energy among the received signals can be calculated.

도 3를 참조하면, 송신 장치(310) 각각의 사용자에 따른 차수의 펄스를 할당하여 터너리 코드 시퀀스로 PPM 변조하여 송신하게 된다. 그리고 각각의 사용자에 시간도약구간과 MHP펄스를 할당하여 송신한다. 고속 전송과 저속전송의 경우 모두 변조 방식은 펄스의 모양과 위치에 따라 비트 정보를 전송하는 펄스 형태 이진 PPM 방식인 PS-BPPM을 사용한다.Referring to FIG. 3, the transmitting apparatus 310 transmits PPM modulation with a ternary code sequence by allocating pulses of an order according to each user. Each user is assigned a time jump interval and an MHP pulse. For both high-speed transmission and low-speed transmission, the modulation scheme uses PS-BPPM, a pulse-type binary PPM scheme that transmits bit information according to the shape and position of the pulse.

k번째 사용자의 송신 장치(310) 신호는 수학식 9와 같다. Eb 는 비트 에너지, N는 심볼 시퀀스 길이, M은 보내는 심볼정보의 인덱스,

Figure 112011011081030-pat00047
는 전송되는 MHP 펄스를 각각 나타낸다. 심볼 정보는
Figure 112011011081030-pat00048
이며 펄스가 위치하는
Figure 112011011081030-pat00049
구간의 위치에 따라 0 또는 1을 나타낸다. Tf 는 하나의 프레임 구간을 나타내며
Figure 112011011081030-pat00050
은 다중 접속을 위한 시간 도약구간을 지정한다.
Figure 112011011081030-pat00051
는 다중 사용자간의 터너리 코드로써 사용자간의 신호 구분을 한다. Tburst는 연집 펄스 구간이며 고속 전송을 위한 WBAN 심볼 구조에서는 Tburst구간에 하나의 펄스가 전송된다.The signal of the transmission device 310 of the k-th user is expressed by Equation (9). Eb is the bit energy, N is the symbol sequence length, M is the index of the symbol information to be sent,
Figure 112011011081030-pat00047
Denote each MHP pulse that is transmitted. Symbol information
Figure 112011011081030-pat00048
Where the pulse is located
Figure 112011011081030-pat00049
0 or 1 depending on the position of the section. Tf represents one frame interval
Figure 112011011081030-pat00050
Specifies the time hopping interval for multiple accesses.
Figure 112011011081030-pat00051
Is a ternary code between multiple users to distinguish signals between users. Tburst is a concatenated pulse interval, and in the WBAN symbol structure for high-speed transmission, one pulse is transmitted in the Tburst interval.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112011011081030-pat00052
Figure 112011011081030-pat00052

[표 1][Table 1]

Figure 112011011081030-pat00053
Figure 112011011081030-pat00053

본 발명에서는 표 1과 같이 고속전송과 저속전송에서의 각 모드별로 시간도약구간과 터너리 코드 길이를 나타냈으며, 고속 전송의 경우 Mode 1은 터너리 코드 길이가 1으로써 터너리 코드 없이 1개의 펄스로 구성되며 시간도약 구간은 16구간으로 구성된다. Mode 2는 터너리 코드 길이가 4로써 4개의 펄스로 구성되며 시간도약 구간은 4구간으로 다중 접속한다. Mode 3은 터너리 코드 길이가 8로써 8개의 펄스로 구성되며 시간도약 구간은 2구간이다. Mode 4는 터너리 코드 길이가 16으로써 16개의 펄스로 구성되며 시간도약 구간은 없다.In the present invention, as shown in Table 1, the time leap interval and the ternary code length are shown for each mode in the high speed transmission and the low speed transmission. In the case of the high speed transmission, the mode 1 has the ternary code length of 1 and one pulse without the ternary code. The time leap section consists of 16 sections. Mode 2 consists of 4 pulses with a ternary code length of 4, and multiple time hop sections are connected in 4 sections. Mode 3 consists of eight pulses with a ternary code length of 8, with a two-hour time span. Mode 4 consists of 16 pulses with a ternary code length of 16 and there is no time hopping interval.

저속 전송의 경우는 터너리 코드를 사용하지 않고 MHP와 IR을 사용하고 펄스의 개수는 16개로써 시간도약구간 역시 16구간으로 Mode 1을 나타낸다. Mode 2는 펄스의 개수와 시간도약구간은 Mode 1과 동일하며 터너리 코드를 사용하여 전송하였다. Mode 3은 펄스의 개수를 늘여 64개로 전송하고 시간도약구간은 줄여 4구간으로 터너리 코드를 사용하여 전송한다. Mode 4는 펄스의 개수는 128개이며 시간도약구간은 2구간으로 터너리 코드를 사용하여 전송한다. 즉. 터너리 코드 길이를 늘임으로써 시간도약 구간을 줄여 코드의 특성을 검증하고 반대로 코드 길이를 줄임으로써 시간도약구간을 늘여 시간도약기법의 특성을 검증한다. 그리고 각각의 모드에서 최적의 성능을 찾아 WBAN시스템에 최적화를 하여 검증한다.In case of low-speed transmission, MHP and IR are used without using ternary code, and the number of pulses is 16, and the time jump section is also 16 sections, indicating Mode 1. In Mode 2, the number of pulses and the time leap interval are the same as in Mode 1, and they are transmitted using a ternary code. Mode 3 transmits 64 pulses by increasing the number of pulses. Mode 4 has 128 pulses and 2 time hopping periods. In other words. By increasing the length of the ternary code, we verify the characteristics of the code by reducing the time leap interval and conversely by verifying the characteristics of the time leap technique by increasing the time leap interval by reducing the code length. And we find the best performance in each mode and optimize it for WBAN system.

수신 장치(320)에서 수신한 신호는 수학식 10과 같다. 여기서

Figure 112011011081030-pat00054
는 WBAN 채널에 의한 경로손실이며,
Figure 112011011081030-pat00055
는 k번째 사용자의 전파 지연시간이다. 그리고 평균이 0이고, 분산이
Figure 112011011081030-pat00056
인 AWGN이다.
Figure 112011011081030-pat00057
는 다중사용자의 간섭을 나타낸다. 수신 장치(320)에서는 수신된 신호를 각각의 차수에 맞게 MHP펄스에 의한 correlator를 통해 신호 검출을 수행하게 된다. 직교성을 가지는 MHP펄스와 터너리 코드를 이용하여 검출한 신호는 수신기에 의해 디지털 신호로 변환된다.The signal received by the receiving device 320 is as shown in Equation 10. here
Figure 112011011081030-pat00054
Is the path loss caused by the WBAN channel,
Figure 112011011081030-pat00055
Is the propagation delay time of the k-th user. And the mean is zero, the variance
Figure 112011011081030-pat00056
Is AWGN.
Figure 112011011081030-pat00057
Indicates interference of multiple users. The reception device 320 performs signal detection through a correlator using MHP pulses according to the orders. The signal detected using the orthogonal MHP pulse and the ternary code is converted into a digital signal by the receiver.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure 112011011081030-pat00058
Figure 112011011081030-pat00058

도 4은 비동기식 고속전송에서의 다중접속 기법의 성능을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating the performance of a multiple access scheme in asynchronous high speed transmission.

도 4을 참조하면, 크게는 가우시안 펄스를 이용한 방식과 MHP 펄스를 이용한 방식으로 나눌 수 있다. 또한 터너리 코드 길이에 따른 각각의 성능을 나타내었다. 고속 전송에는 한 심볼 길이가 작으므로 서로 간에 간섭이 심하고 채널에 영항도 많이 받는다. Referring to FIG. 4, a method using Gaussian pulses and a method using MHP pulses may be broadly divided. The performance of each ternary code is also shown. In high-speed transmission, since one symbol length is small, the interference is severe and the channel is affected.

이와 같이, Mode 1의 경우 한 burst당 chip수(Ncpb)가 하나이므로 즉 하나의 펄스를 이용하여 정보를 전송하다 보니 채널의 영향을 많이 받고 다중 사용자간의 간섭도 심하여 신호구분을 하기 힘들다. 그러므로 MHP와 IR의 경우 모두 에러 플로우가 발생하는 것을 알 수 있다. 그러나 MHP 펄스와 IR의 경우에 터너리 코드로 보낼 경우 코드의 길이에 따라 다르지만 다중지연 환경인 WBAN환경에서 코드의 특성으로 펄스의 충돌과 간섭을 줄일 수 있었다. 그리고MHP 펄스와 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 신호를 전송 하였을 경우가 IR과 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 전송 한 경우 보다 BER이

Figure 112011011081030-pat00059
에서 4dB정도 성능이 우수한 것을 도 4을 통해 알 수 있다. MHP 펄스의 상호 직교성이 우수하여 IR보다 성능이 좋은 것을 확인 할 수 있으며 터너리 코드길이 보다는 MHP 펄스의 상호 직교성이 우수한 것을 MHP그룹 군과 IR그룹 군을 통해 알 수 있다.As described above, in Mode 1, since the number of chips per burst (Ncpb) is one, that is, information is transmitted using one pulse, it is difficult to distinguish a signal due to the influence of a channel and the interference between multiple users. Therefore, it can be seen that an error flow occurs in both MHP and IR. However, in case of MHP pulse and IR, it is possible to reduce the collision and interference of the pulse due to the characteristics of the code in the WBAN environment, which varies depending on the code length, depending on the code length. In case of transmitting signals using MHP pulses and ternary code sequences, BER is less than transmitted using IR and ternary code sequences.
Figure 112011011081030-pat00059
In Figure 4 it can be seen that the excellent performance of about 4dB. The MHP pulses have superior mutual orthogonality, which shows better performance than IR, and the MHP group group and IR group group show that the MHP pulses have better mutual orthogonality than the ternary code length.

또한, 터너리 코드길이 간에 특징을 살펴보면 MHP 집단군과 IR 집단군에서 시간도약구간을 설정하지 않고 펄스의 개수가 16(mode 4)이 Eb/N0가 18, 21에서 각각 가장 우수한 성능을 나타내었다.In addition, the characteristics of the ternary code lengths showed that the number of pulses was 16 (mode 4) and the Eb / N0 was 18 and 21, respectively.

도 5는 동기식 고속전송에서의 다중접속 성능을 나타내는 그래프이다. 5 is a graph illustrating multiple access performance in synchronous fast transmission.

도 5를 참조하면, 동기식 고속 전송의 경우 동일 시간에 신호를 전송하여 시간도약구간으로 충분히 다중 사용자간의 신호 충돌을 회피할 수 있어, 단일 펄스를 사용하더라도 수신단에서는 다중 사용자에서 신호 검출이 가능하다. 터너리 코드를 사용하는 경우보다 시간 도약 구간을 많이 줌으로써 사용자간의 신호를 구별 및 간섭을 회피 할 수 있다. Referring to FIG. 5, in the synchronous high-speed transmission, a signal collision between multiple users can be sufficiently avoided in a time hopping interval by transmitting a signal at the same time, so that a signal can be detected by multiple users at the receiving end even using a single pulse. By using the time hopping interval more than the case of using the ternary code, it is possible to distinguish between signals and avoid interference.

도 6은 동기식 고속전송에서의 다중접속 사용자가 증가함에 따른 성능을 나타내는 그래프이다. 6 is a graph showing the performance as the number of multiple access users in synchronous fast transmission increases.

도 6을 참조하면 MHP를 사용하고 시간도약 구간을 많이 사용한 MHP Mode 1의 성능이 동영상 및 음성 전송의 target BER

Figure 112011011081030-pat00060
을 12dB에서 만족하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6, the performance of MHP Mode 1 using MHP and using a lot of time hopping intervals is a target BER for video and audio transmission.
Figure 112011011081030-pat00060
It can be seen that is satisfied at 12dB.

도 7은 동기식 저속전송에서의 다중접속 성능을 나타내는 그래프이다. 7 is a graph illustrating multiple access performance in synchronous slow transmission.

도 7을 참조하면, 동기식 저속 전송의 경우는 한 심볼 길이가 고속 전송보다 길어 다중 지연 간섭이 적고, Ncpb가 16개로써 다중사용자간의 신호검출이 용이하다. 그러므로 에러 플로우가 발생 하지 않고 각각에 따라 성능이 그림 4-9 와 같이 나오는 것을 알 수 있다. 고속전송의 경우와 같이 MHP를 이용하여 전송한 경우가 IR를 이용하여 전송한 경우보다 2~3dB정도 성능이 우수한 것을 알 수 있다. 동기식의 경우 보다 2~3dB정도 성능이 우수한 것을 알 수 있다. 동기식의 경우, MHP 펄스와 터너리 코드를 이용하여 펄스개수가 128개, 시간도약구간이 2구간인 HMPs Mode 4가 가장 우수한 성능을 보였다. 시간 도약구간을 줄이고 펄스개수를 늘여 신호를 전송하여 신호간섭과 다중채널간의 간섭을 줄일 수 있기 때문이다.Referring to FIG. 7, in the case of synchronous low-speed transmission, one symbol length is longer than high-speed transmission, so there is less multi-delay interference, and 16 Ncpb can facilitate signal detection between multiple users. Therefore, no error flow occurs and the performance is shown in Figure 4-9 according to each. As in the case of high-speed transmission, the transmission using MHP is about 2 to 3 dB better than the transmission using IR. It can be seen that the performance is about 2 ~ 3dB better than in the synchronous type. In synchronous mode, HMPs Mode 4 with 128 pulses and 2 time hopping sections showed the best performance using MHP pulses and ternary codes. This is because signal interference and multichannel interference can be reduced by transmitting a signal by reducing the time hopping interval and increasing the number of pulses.

도 8은 동기식 저속전송에서의 다중접속 성능을 나타내는 그래프이다. 8 is a graph illustrating multiple access performance in synchronous slow transmission.

도 8을 참조하면, 비동기식의 경우 각각의 펄스의 Mode 1의 경우 에러플로우가 발생했다. 펄스의 특성이 신호의 충돌과 간섭에 에러플로우가 발생했기 때문이다. 그 외 각각의 펄스에 터너리 코드를 사용하여 전송함에 있어 MHP 그룹이 IR 그룹보다 2~3dB 향상됨을 알 수 있다. MHP 펄스와 터너리 코드를 사용하고 시간 도약구간을 4구간으로 나누어 신호를 분산시킬 수 있는 MHP Mode 3의 경우가 가장 우수한 성능을 확인하였다.Referring to FIG. 8, an error flow occurred in the case of Mode 1 of each pulse in the asynchronous manner. This is because the characteristics of the pulse caused an error flow in the collision and interference of the signal. In other pulses, the ternary code is used to transmit the MHP group by 2-3dB over the IR group. MHP Mode 3, which uses MHP pulse and ternary code and divides the time hopping section into 4 sections, shows the best performance.

이와 같이, 신체 내외 통신은 저 전력 고 신뢰성을 요구하기 때문에 이에 적합한 UWB-IR이 제안되었고 다중접속 방식을 하기 위하여 상호 직교성이 우수한 MHP 펄스와 터너리 코드를 이용하였다. 이와 같이 MHP 펄스를 사용한 다중접속 방식이 가우시안 IR를 사용한 다중접속 방식보다 저 전력 고 신뢰성을 요구하는 신체외부 통신환경에서 우수한 것을 알 수 있다.As such, since internal and external communication requires low power and high reliability, a UWB-IR suitable for this purpose has been proposed, and MHP pulses and ternary codes having excellent mutual orthogonality are used for a multiple access scheme. As such, it can be seen that the multiple access method using the MHP pulse is superior in the external communication environment requiring low power and high reliability than the multiple access method using the Gaussian IR.

본 발명의 일실시예에 따른 인체 통신 네트워크 시스템의 동작 방법은 송신 장치를 통해, 터너리 코드 및 펄스 신호를 생성하고, 상기 생성된 터너리 코드를 기선택된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신하며, 상기 생성된 펄스 신호를 기선택된 펄스 차수에 기초하여 송신하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of operating a human body communication network system according to an embodiment of the present invention, a ternary code and a pulse signal are generated through a transmitting device, and the generated ternary code is transmitted based on a pre-selected ternary code sequence. The method may include transmitting the generated pulse signal based on a preselected pulse order.

또한, 수신 장치를 통해 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호를 수신하고, 상관 검출을 이용하여 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호로부터 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.Also, receiving the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal through a receiving device, and using the correlation detection, the predetermined pulse order and the selected turner from the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal. Detecting the record sequence.

이때, 상기 수신 장치는 상기 검출된 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 사용자간의 신호를 검출할 수 있다.In this case, the receiving device may detect a signal between users using the detected predetermined pulse order and the selected ternary code sequence.

본 발명의 일실시예에 따른 인체 통신 네트워크 시스템의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.A method of operating a human body communication network system according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

300: 인체 통신 네트워크 시스템
310: 송신 장치
320: 수신 장치
300: human body communication network system
310: transmitting device
320: receiving device

Claims (11)

터너리 코드 및 펄스 신호를 생성하고, 상기 생성된 터너리 코드를 기선택된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신하고, 상기 생성된 펄스 신호를 기선택된 펄스 차수에 기초하여 송신하는 송신 장치; 및
상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호를 수신하고, 상관 검출을 이용하여 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호로부터 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 검출하는 수신 장치
를 포함하고,
상기 수신 장치는 상기 검출된 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 사용자간의 신호를 검출하며, 동기식 고속 전송일 경우, MHP 펄스의 직교성을 이용하여 시간도약 구간을 늘이는 인체 통신 네트워크 시스템.
A transmitter for generating a ternary code and a pulse signal, transmitting the generated ternary code based on a preselected ternary code sequence, and transmitting the generated pulse signal based on a preselected pulse order; And
Receiving the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal, and detecting the predetermined pulse order and the selected ternary code sequence from the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal using correlation detection; Receiver
Including,
The receiving device detects a signal between users using the detected preselected pulse order and the preselected ternary code sequence, and in the case of synchronous high speed transmission, the human body communication which extends the time hopping interval using the orthogonality of the MHP pulse. Network system.
제1항에 있어서,
상기 송신 장치는 고속 동기식, 저속 동기식, 고속 비동기식, 및 저속 비동기식 중에서 적어도 하나의 방식인 것을 특징으로 하는 인체 통신 네트워크 시스템.
The method of claim 1,
And said transmitting device is at least one of high speed synchronous, low speed synchronous, high speed asynchronous, and low speed asynchronous.
제2항에 있어서,
상기 송신 장치가 고속 동기식 및 저속 비동기식 중에서 어느 하나인 경우,
상기 송신 장치는 시간 도약 기법, 터너리 코드 기법과 MHP 펄스 기법을 이용하여 시간 도약 구간을 증가시키고, MHP(Modified Hermite Polynomial) 펄스의 연집구간을 감소하여 전송하는 인체 통신 네트워크 시스템.
The method of claim 2,
When the transmitting device is one of high speed synchronous and low speed asynchronous,
The transmitting device increases the time hopping interval by using a time hopping technique, a ternary code technique, and an MHP pulse technique, and reduces and transmits a duration of a modified hermite polynomial (MHP) pulse.
제3항에 있어서,
상기 송신 장치가 저속 동기식 및 고속 비동기식 중에서 어느 하나인 경우,
상기 송신 장치는 상기 시간 도약 구간을 감소시키고, 상기 MHP 펄스 및 상기 터너리 코드의 연집구간을 증가시켜 전송하는 인체 통신 네트워크 시스템.
The method of claim 3,
If the transmitting device is any one of a low speed synchronous and a high speed asynchronous,
The transmitting apparatus reduces the time hopping interval, and increases and transmits the duration of the MHP pulse and the ternary code.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수신 장치는 상관관계 특성을 기초하여 터너리 코드 기술 및 MHP 펄스 기술을 이용하여 자가 신호를 검출하는 인체 통신 네트워크 시스템.
The method of claim 1,
And the receiving apparatus detects a self signal using a ternary code technique and an MHP pulse technique based on correlation characteristics.
제1항에 있어서,
상기 송신 장치는,
상기 터너리 코드 신호를 생성하는 터너리 코드 신호 생성부; 및
상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신하는 송신 RF부
를 포함하는 인체 통신 네트워크 시스템.
The method of claim 1,
The transmitting device,
A ternary code signal generator configured to generate the ternary code signal; And
A transmitting RF unit transmitting based on the selected ternary code sequence
Human body communication network system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 수신 장치는,
각각의 다중사용자의 다중 신호로 보내진 신호를 수신하는 수신 RF부;
상기 수신된 신호에서 상관관계를 검출하는 상관 검출부; 및
상기 검출된 상관관계를 이용하여 다중사용자의 신호를 검출하는 검출부
를 포함하는 인체 통신 네트워크 시스템.
The method of claim 1,
The receiving device,
A receiving RF unit for receiving a signal sent in multiple signals of each multi-user;
A correlation detector for detecting a correlation in the received signal; And
A detector for detecting a signal of a multi-user using the detected correlation
Human body communication network system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 수신 장치는,
상기 터너리 코드 시퀀스 및 MHP 펄스 신호가 포함되어 있는 부분의 파워와 신호가 없고 노이즈만 있는 곳의 신호의 비를 계산하고, 상기 계산된 값을 소프트로 사용하여 상기 수신된 신호 중 에너지의 최대값 및 최소값의 비율을 산출하는 인체 통신 네트워크 시스템.
The method of claim 1,
The receiving device,
Calculate the ratio of the power of the portion containing the ternary code sequence and the MHP pulse signal and the signal where there is no signal and only noise, and use the calculated value as soft to maximize the energy of the received signal. And a human body communication network system for calculating a ratio of minimum values.
송신 장치에서, 터너리 코드 및 펄스 신호를 생성하고, 상기 생성된 터너리 코드를 기선택된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신하며, 상기 생성된 펄스 신호를 기선택된 펄스 차수에 기초하여 송신하는 단계;
수신 장치에서, 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호를 수신하고, 상관 검출을 이용하여 상기 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호로부터 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 검출하는 단계
를 포함하고,
상기 수신 장치는 상기 검출된 상기 기선택된 펄스 차수 및 상기 기선택된 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 사용자간의 신호를 검출하며, 동기식 고속 전송일 경우, MHP 펄스의 직교성을 이용하여 시간도약 구간을 늘이는 인체 통신 네트워크 시스템의 동작 방법.
Generating a ternary code and a pulse signal, transmitting the generated ternary code based on a preselected ternary code sequence, and transmitting the generated pulse signal based on a preselected pulse order;
A receiving device receives the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal and uses correlation detection to select the predetermined pulse order and the selected ternary code from the transmitted ternary code and the transmitted pulse signal. Detecting the sequence
Including,
The receiving device detects a signal between users using the detected preselected pulse order and the preselected ternary code sequence, and in the case of synchronous high speed transmission, the human body communication which extends the time hopping interval by using the orthogonality of the MHP pulse. How network systems work.
제10항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method of claim 10.
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