KR101317177B1 - 주파수 선택적 전송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주파수 선택적 전송장치에 관한 것으로, 프레임의 동기화를 위한 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성부; 프레임의 시작을 알려주기 위한 표시자의 기능과 헤더 필드 또는 헤더 및 데이터 필드의 전송율을 지정하는 기능을 갖는 SFD/RI(Start Frame Delimiter/ Rate Indicator)를 생성하는 SFD/RI 생성부; 전송 데이터에 대한 속성 정보를 포함하는 헤더를 생성하는 헤더 생성부; 기 설정된 프로세싱 이득을 가지며 원하는 주파수 대역으로 디지털 데이터를 전송하기 위한 데이터 생성부; 주파수 옵셋 보상을 위해 상기 프레임에 삽입되는 파일롯을 생성하는 파일롯 생성부; 상기 프리앰블 생성부, 상기 SFD/RI 생성부, 상기 헤더 생성부, 상기 데이터 생성부 및 상기 파일롯 생성부의 출력을 각각 입력받아 다중화하는 다중화기; 및 상기 다중화기의 출력을 인체 내로 전송하기 위한 신호전극을 포함하여 구성된다.

Description

주파수 선택적 전송장치 {THE APPARATUS FOR FREQUENCY SELECTIVE TRANSMISSION}
본 발명은 주파수 선택적 전송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체 주변의 잡음전력이 다른 대역에 비하여 집중되어 있는 주파수 대역을 피하고, 인체가 도파관 역할을 하여 전송되는 신호의 세기가 인체 외부로 방사되는 신호의 세기보다 더욱 큰 주파수 대역까지의 제한된 주파수대역을 사용하기 위하여 주파수 선택적 확산부호를 사용하는 주파수 선택적 전송장치의 다양한 실시 형태를 제안함으로써, 다양한 전송 데이터율과 다양한 애플리케이션에 따라 소정의 프로세싱 이득을 획득하면서도 통과대역 전송시에 필요한 아날로그 송/수신단의 복잡도를 줄여 소모전력을 감소시키기 위한 기술에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-072-04, 과제명: 인체통신 컨트롤러 SoC].
본 발명자에 의하여 2006년 출원되어 2008년 등록된 등록특허 제829865호 "제한된 통과대역을 이용하는 인체 통신 시스템 및 그 방법"에서는 인체통신 시스템을 구현하기 위해 5MHz 대역부터 40MHz 대역까지의 제한된 통과대역를 사용하며, 고유의 사용자 식별정보(ID)를 사용한 스크램블링, 채널코딩, 인터리빙, 스프레딩 등을 수행하는 인체 통신 시스템 및 그 방법을 개시하였다.
또한, 2007년 출원되어 2009년 등록된 등록특허 제912543호 "주파수 선택적 기저대역을 이용한 변복조 방법 및 그 장치"에서는 직렬-병렬변환, 주파수 선택적 기저대역 전송 및 제한된 수의 확산부호를 사용하여 전체 시스템의 프로세싱 이득을 개선함과 더불어 전송 데이터율을 증가시킬 수 있는 주파수 선택적 다중구조를 개시하였다.
그러나, 다양한 전송 데이터율을 갖는 데이터를 정해진 프레임 구성에 따라 전송하기 위한 전송장치의 구성 및 다양한 애플리케이션에 따라 적합한 품질을 제공하기 위한 전송장치의 구성은 개시된 바 없다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 실시 형태로 구현되어 다양한 전송 데이터율과 다양한 애플리케이션에 따라 소정의 프로세싱 이득을 획득하면서도 통과대역 전송시에 필요한 아날로그 송/수신단의 복잡도를 줄여 소모전력을 감소시킬 수 있는 주파수 선택적 전송장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 주파수 선택적 전송장치는, 프레임의 동기화를 위한 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성부; 프레임의 시작을 알려주기 위한 표시자의 기능과 헤더 필드 또는 헤더 및 데이터 필드의 전송율을 지정하는 기능을 갖는 SFD/RI(Start Frame Delimiter/ Rate Indicator)를 생성하는 SFD/RI 생성부; 전송 데이터에 대한 속성 정보를 포함하는 헤더를 생성하는 헤더 생성부; 기 설정된 프로세싱 이득을 가지며 원하는 주파수 대역으로 디지털 데이터를 전송하기 위한 데이터 생성부; 주파수 옵셋 보상을 위해 상기 프레임에 삽입되는 파일롯을 생성하는 파일롯 생성부; 상기 프리앰블 생성부, 상기 SFD/RI 생성부, 상기 헤더 생성부, 상기 데이터 생성부 및 상기 파일롯 생성부의 출력을 각각 입력받아 다중화하는 다중화기; 및 상기 다중화기의 출력을 인체 내로 전송하기 위한 신호전극을 포함한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 주파수 선택적 전송장치는, 프레임의 동기화를 위한 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성부; 프레임의 시작을 알려주기 위한 표시자의 기능과 헤더/데이터 필드의 전송율을 지정하는 기능을 갖는 SFD/RI(Start Frame Delimiter/ Rate Indicator)를 생성하는 SFD/RI 생성부; 전송 데이터에 대한 속성 정보를 포함하는 헤더와 데이터를 동일한 방식으로 확산하여 기 설정된 프로세싱 이득을 가지며 원하는 주파수 대역으로 헤더 및 데이터를 전송하기 위한 헤더/데이터 생성부; 주파수 옵셋 보상을 위해 상기 프레임에 삽입되는 파일롯을 생성하는 파일롯 생성부; 상기 프리앰블 생성부, 상기 SFD/RI 생성부, 상기 헤더/데이터 생성부 및 상기 파일롯 생성부의 출력을 각각 입력받아 다중화하는 제 1 다중화기; 및 상기 제 1 다중화기의 출력을 인체 내로 전송하기 위한 신호전극을 포함한다.
본 발명에 의하면, 다양한 전송 데이터율을 갖는 데이터를 정해진 프레임 구성에 따라 전송함에 있어, 다양한 애플리케이션에 따라 아날로그 송신처리부를 선택적으로 사용함으로써, 디지털 신호 또는 대역제한된 증폭된 아날로그 신호만으로 원하는 주파수 대역에 소정의 프로세싱 이득을 획득할 수 있고, 애플리케이션에 최적화된 고품질을 유지할 수 있으며, 그 구현이 간단하여 회로 복잡도와 소모전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 64비트 월시부호의 서브그룹 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택적 확산부호의 선택에 따른 사용 주파수 대역을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 데이터 생성부의 상세 구성도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성도,
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 데이터 생성부의 상세 구성도, 그리고
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명에서 제안하는 전송장치는 주파수 선택적 디지털 전송기법(Frequency Selective Digital Transmission; FSDT)을 이용한다. 주파수 선택적 디지털 전송기법에서 데이터는 주파수 선택적 확산부호를 사용하여 주파수 영역에서 확산되어 디지털 형태로 전송된다. 또한, 대부분의 전송 신호가 분포된 우세 주파수가 특정 주파수 선택적 확산부호를 사용함으로써 선택될 수 있는 특징을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치를 통해 전송되는 프레임은, 프리앰블, SFD/RI(Start Frame Delimiter/ Rate Indicator), 헤더 및 데이터 필드를 포함하여 구성되며, 데이터 필드는 전송되는 데이터에 정해진 시간 규칙에 따라 전송되는 데이터에 소정 길이의 파일롯이 삽입되는 구성을 갖고, 데이터 필드의 마지막에는 데이터 필드의 유효성 판단을 위한 데이터 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 삽입된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 64비트 월시부호의 서브그룹 구성도이다.
도 2를 참조하면, W0부터 W63까지의 64개의 월시부호는 사용 주파수 대역을 정확히 64개로 분할하여 각 월시부호의 가장 우세한 주파수(fd)가 분할된 주파수에 순차적으로 매핑되는 특징을 가진다.
64개의 월시부호는 하나 이상의 서브그룹으로 나뉠 수 있다. 예를 들어, 64개의 월시부호 중 32개의 월시부호를 선택하여 주파수 선택적 확산부호로 사용하고자 하는 경우 64개의 월시부호를 A0과 A1의 2개의 서브그룹으로 나눈다. 마찬가지로, 16개의 월시부호를 선택하여 사용하고자 하는 경우 B0 내지 B3의 4개의 서브그룹으로 나누고, 8개의 월시부호를 선택하여 사용하고자 하는 경우 C0 내지 C7의 8개의 서브그룹으로 나누고, 4개의 월시부호를 선택하여 사용하고자 하는 경우 D0 내지 D15의 16개의 서브그룹으로 나누며, 2개의 월시부호를 선택하여 사용하고자 하는 경우 E0 내지 E31의 32개의 서브그룹으로 나눈다. 이와 같이 나누어진 서브그룹 중에서 어느 하나를 선택하여 사용함으로써, 사용자 또는 설계자는 원하는 주파수 대역을 선택할 수 있게 된다.
그러나, 전체 월시부호의 개수와 서브그룹의 개수는 이에 한정되지 않으며, 총 2N(N은 실수)개의 월시부호를 2M(M은 실수, M<N)으로 나누어 서브그룹을 생성하고, 이로부터 어느 하나의 서브그룹을 채택하여 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택적 확산부호의 선택에 따른 사용 주파수 대역을 도시하는 도면이다. 이하 실시예에서는 도 2와 같이 64개의 월시부호를 주파수 선택적 확산부호로 사용하며, 64MHz 클록을 사용하는 것으로 가정한다.
도 3의 (a)는 도 2에 도시된 A1 서브그룹을 선택한 경우를 나타내며, 전송 데이터는 사용자 또는 설계자가 원하는 주파수 대역인 16MHz~32MHz 대역에서 우세한 주파수 성분을 가지는 32개의 월시부호(W32~W63)중에서 하나의 월시부호에 매핑되어 1비트열 형태로 64비트가 출력된다.
도 3의 (b)는 도 2에 도시된 B3 서브그룹을 선택한 경우를 나타내며, 전송 데이터는 사용자 또는 설계자가 원하는 주파수 대역인 24MHz~32MHz 대역에서 우세한 주파수 성분을 가지는 16개의 월시부호(W48~W63)중에서 하나의 월시부호에 매핑되어 1비트열 형태로 64비트가 출력된다.
도 3의 (c)는 도 2에 도시된 C7 서브그룹을 선택한 경우를 나타내며, 전송 데이터는 사용자 또는 설계자가 원하는 주파수 대역인 28MHz~32MHz 대역에서 우세한 주파수 성분을 가지는 8개의 월시부호(W56~W63)중에서 하나의 월시부호에 매핑되어 1비트열 형태로 64비트가 출력된다.
도 3의 (d)는 도 2에 도시된 D15 서브그룹을 선택한 경우를 나타내며, 전송 데이터는 사용자 또는 설계자가 원하는 주파수 대역인 30MHz~32MHz 대역에서 우세한 주파수 성분을 가지는 4개의 월시부호(W60~W63)중에서 하나의 월시부호에 매핑되어 1비트열 형태로 64비트가 출력된다.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성을 살펴본다. 이하의 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 프리앰블, SFD/RI, 헤더 및 데이터로 이루어진 프레임을 전송하고, 도 2에 도시된 바와 같은 64개의 월시부호를 주파수 선택적 확산부호로 사용하며, 도 3에 도시된 바와 같이 64개의 월시부호 중에서 상위 32개, 16개, 8개 및 4개의 월시부호를 각각 선택하여 사용하고, 64MHz 클록을 사용하는 것으로 가정한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성도이다.
제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치는, 마이크로컨트롤러 (10), 송신 레지스터(20), 송신 버퍼(30), 프리앰블 생성부(40), SFD/RI 생성부 (50), 헤더 생성부(60), 데이터 생성부(70), 파일롯 생성부(80), 다중화기(90), 아날로그 송신처리부(100) 및 신호전극(110)을 포함하여 구성된다.
마이크로컨트롤러(10)는 상위계층으로부터 수신한 전송 데이터와 데이터 정보를 처리하여 데이터 정보는 송신 레지스터(20)로 전달하고 전송 데이터는 송신버퍼(30)로 전달한다.
송신 레지스터(20)는 마이크로컨트롤러(10)로부터 전달받은 데이터 정보, 즉, 프리앰블 구성값, SFD/RI 제어값 및 전송 데이터의 속성 정보를 각각 프리앰블 생성부(40), SFD/RI 생성부(50) 및 헤더 생성부(60)로 입력한다.
송신 버퍼(30)는 마이크로컨트롤러(10)로부터 전달받은 전송 데이터를 저장하였다가 매 프레임별로 정해진 시간마다 해당 전송 데이터를 데이터 생성부(70)로 입력한다.
프리앰블 생성부(40)는 각 프레임의 시작에 위치되어 프레임의 동기화를 위한 프리앰블을 생성하기 위한 것으로, 프리앰블 생성기(41) 및 확산기(42)를 포함하여 구성된다. 프리앰블 생성기(41)는, 예를 들어 의사잡음코드 또는 의사잡음코드의 반복 조합으로 구성된 프리앰블을 생성할 수 있다. 확산기(42)는 프리앰블 생성기(41)에서 생성된 프리앰블을 확산한다. 이는, 프리앰블이 갖는 고유한 목적인 상관특성을 가능한 유지하면서도 프리앰블을 원하는 주파수 대역으로 확산하기 위한 것으로, 도 2에 도시된 월시부호 중 어느 하나를 사용하거나, 하나의 월시부호와 인접 상관특성을 개선하기 위한 맨체스터 코딩 등의 라인코드를 조합하여 사용할 수 있다.
SFD/RI 생성부(50)는 프레임의 시작을 알려주기 위한 표시자의 기능과 헤더 필드 또는 헤더 및 데이터 필드의 전송율을 지정하는 기능을 갖는 SFD/RI를 생성하기 위한 것으로, SFD/RI 생성기(51) 및 확산기(52)를 포함하여 구성된다. SFD/RI 생성기(51)는 프리앰블 생성기(41)와 동일한 의사잡음코드 또는 이와 상이한 의사잡음코드를 사용할 수 있으며, 의사잡음코드의 시작에 시간옵셋을 주어 SFD/RI에 뒤따르는 헤더 필드 또는 헤더 및 데이터 필드의 전송율을 결정할 수 있다. 확산기(52)는 SFD/RI 생성기(51)에서 생성된 SFD/RI를 원하는 주파수 대역으로 확산하기 위한 것으로, 예를 들어 도 2에 도시된 월시부호 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
헤더 생성부(60)는 전송 데이터에 대한 속성 정보를 포함하는 헤더를 생성하기 위한 것으로, 헤더 생성기(61) 및 확산기(62)를 포함하여 구성된다. 헤더 생성기(61)는 송신 레지스터(20)로부터의 입력 값과 기 설정된 제어비트를 포함하며 기 정해진 비트 수를 갖는 헤더를 생성한다. 이때, SFD/RI 생성기 (51)에서 생성된 SFD/RI가 헤더의 전송율만을 지정하는 경우, 헤더는 데이터의 전송율 정보를 포함하나, SFD/RI 생성기(51)에서 헤더와 데이터의 전송율을 모두 지정하는 경우, 헤더는 별도의 데이터의 전송율 정보를 포함하지 않아도 된다. 확산기(62)는 헤더 생성기(61)에서 생성된 헤더를 원하는 주파수 대역으로 확산하기 위한 것으로, 예를 들어 도 2에 도시된 월시부호 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
데이터 생성부(70)는 소정의 프로세싱 이득을 가지며 사용자 또는 설계자가 원하는 주파수 대역으로 디지털 데이터를 전송하기 위한 것으로, 직렬-병렬변환기(S2P)(71) 및 주파수 선택적 확산기(72)를 포함하여 구성된다. S2P (71)는 송신 버퍼(30)로부터 입력된 전송 데이터에 대해 데이터 전송율에 따라 N 비트로 직렬-병렬변환을 수행한다. 예를 들어, 도 3의 (a)와 같이 64개의 월시부호 중에서 32개의 월시부호를 선택하는 경우 N은 5이고, 도 3의 (b)와 같이 16개의 월시부호를 선택하는 경우 N은 4이고, 도 3의 (c)와 같이 8개의 월시부호를 선택하는 경우 N은 3이고, 도 3의 (d)와 같이 4개의 월시부호를 선택하는 경우 N은 2이다. 주파수 선택적 확산기(72)는 원하는 주파수 대역 내에 위치하는 주파수 선택적 확산부호를 사용하여 S2P(71)에 의해 직렬-병렬변환된 전송 데이터를 확산하는 것으로, 주파수 선택적 확산기(72)의 상세 구성은 도 5를 참조하여 후술한다. 상술한 바와 같이 구성된 데이터 생성부(70)의 출력 비트는 1비트로 디지털 직접 전송이 가능하다. 따라서, 데이터 생성부(70)의 출력은 디지털-아날로그변환기, 중간주파수 변환기 등과 같은 별도의 아날로그 송신처리 없이 바로 신호전극(110)에 입력되어 전송될 수 있다.
파일롯 생성부(80)는 수신단에서 송신단과의 주파수 옵셋 보상을 위해 전송할 프레임에 삽입되는 파일롯을 생성하기 위한 것으로, 파일롯 생성기(81) 및 확산기(82)를 포함하여 구성된다. 파일롯 생성기(81)는 프리앰블 생성기 (41)에서 생성한 프리앰블의 일부 또는 전부를 파일롯으로 사용할 수도 있고, 상이한 초기값을 사용하여 프리앰블과 동일한 구성을 가지나 상이한 값을 출력하는 일정 길이의 파일롯을 생성할 수도 있다. 확산기(82)는 파일롯 생성기(81)에서 생성된 파일롯을 원하는 주파수 대역으로 확산하기 위한 것으로, 예를 들어 도 2에 도시된 월시부호 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
다중화기(90)는 프리앰블 생성부(40), SFD/RI 생성부(50), 헤더 생성부 (60), 데이터 생성부(70) 및 파일롯 생성부(80)의 출력을 각각 입력받아 다중화하여 도 1에 도시된 바와 같이 구성된 프레임을 1비트 형태의 디지털 신호로 출력한다.
아날로그 송신처리부(100)는 전송장치의 애플리케이션 등에 따라 필요한 경우 선택적으로 구비될 수 있는 것으로, 원하는 주파수 대역을 더욱 제한하기 위한 밴드패스 필터(101)와 최종 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭기(102) 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
신호전극(110)은 다중화기(90) 또는 아날로그 송신처리부(100)의 출력을 인체 내로 전송하기 위한 것으로, 접촉 기반의 전극 또는 비접촉 기반의 전극으로 구현되거나 안테나 구조로 구현될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 데이터 생성부의 상세 구성도이다.
제 1 실시예에 따른 데이터 생성부는 S2P(71)와 주파수 선택적 확산기 (72)를 포함하여 구성되며, 주파수 선택적 확산기(72)는 심벌주기마다 초기값으로 리셋되는 6비트 카운터(74), Gray 인덱싱을 위한 5개의 XOR 논리회로 (75-1 내지 75-5), 6 비트 카운터(74)의 출력인 C5 ~ C0와 입력비트 s0 및 5개의 XOR 논리회로(75-1 내지 75-5)의 출력 비트를 각각 입력으로 하는 6개의 AND 논리회로(76-1 내지 76-6) 및 6개의 AND 논리회로(76-1 내지 76-6)의 출력을 XOR하기 위한 XOR 논리회로(77)로 구성되며, 6비트의 입력비트(s0, b4=s1, b3=s2, b2=s3, b1=s4, b0)를 갖는다.
데이터 생성부의 동작을 예를 들어 상세히 설명하면, 도 3의 (a)와 같이 도 2에 도시된 A1 서브그룹을 선택한 경우, S2P(71)는 5Mbps의 1비트 데이터를 입력받아 1Msps의 5비트 병렬 데이터(p4~p0)를 출력한다. 주파수 선택을 제어하기 위한 입력비트 s0은 '1'로 설정되고, S2P(71)의 출력 5비트인 p4~p0이 b4~b0으로 순차적으로 입력되면, 주파수 선택적 확산기(72)는 입력비트(b4~b0)의 값에 따라 32개 월시부호(W32~W63) 중에서 하나의 월시부호를 생성하여 1 비트열 형태로 64비트를 64Mcps의 속도로 출력한다.
도 3의 (b)와 같이 도 2에 도시된 B3 서브그룹을 선택한 경우, S2P(71)는 4Mbps의 1비트 데이터를 입력받아 1Msps의 4비트 병렬 데이터(p3~p0)를 출력한다. 주파수 선택을 제어하기 위한 입력비트 s0 및 s1은 각각 '1'로 설정되고, S2P(71)의 출력 4비트인 p3~p0이 b3~b0으로 순차적으로 입력되면, 주파수 선택적 확산기(72)는 입력비트(b3~b0)의 값에 따라 16개 월시부호(W48~W63) 중에서 하나의 월시부호를 생성하여 1 비트열 형태로 64비트를 64Mcps의 속도로 출력한다.
도 3의 (c)와 같이 도 2에 도시된 C7 서브그룹을 선택한 경우, S2P(71)는 3Mbps의 1비트 데이터를 입력받아 1Msps의 3비트 병렬 데이터(p2~p0)를 출력한다. 주파수 선택을 제어하기 위한 입력비트 s0, s1, s2는 각각 '1'로 설정되고, S2P(71)의 출력 3비트인 p2~p0이 b2~b0으로 순차적으로 입력되면, 주파수 선택적 확산기(72)는 입력비트(b2~b0)의 값에 따라 8개 월시부호(W56~W63) 중에서 하나의 월시부호를 생성하여 1 비트열 형태로 64비트를 64Mcps의 속도로 출력한다.
도 3의 (d)와 같이 도 2에 도시된 D15 서브그룹을 선택한 경우, S2P(71)는 2Mbps의 1비트 데이터를 입력받아 1Msps의 2비트 병렬 데이터(p1, p0)를 출력한다. 주파수 선택을 제어하기 위한 입력비트 s0, s1, s2, s3은 각각 '1'로 설정되고, S2P(71)의 출력 2비트인 p1, p0이 b1, b0으로 순차적으로 입력되면, 주파수 선택적 확산기(72)는 입력비트(b1, b0)의 값에 따라 4개 월시부호(W60~W63) 중에서 하나의 월시부호를 생성하여 1 비트열 형태로 64비트를 64Mcps의 속도로 출력한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성도이다.
제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치는, 마이크로컨트롤러 (10), 송신 레지스터(20), 송신 버퍼(30), 프리앰블 생성부(40), SFD/RI 생성부 (50), 헤더/데이터 생성부(70), 파일롯 생성부(80), 제1 및 제2 다중화기(120, 90), 아날로그 송신처리부(100) 및 신호전극(110)을 포함하여 구성된다.
제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치는, 헤더의 생성에 있어서 하나의 확산부호를 사용하여 확산하는 것이 아니라 데이터와 마찬가지로 S2P 및 주파수 선택적 확산기를 통해 확산한다는 점에서 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치와 차이가 있다.
구체적으로, 제 2 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치는, 제1 다중화기(120)를 추가로 구비하고, 송신 레지스터(20)는 마이크로컨트롤러 (10)로부터 전달받은 데이터 정보 중 전송 데이터의 속성 정보를 제1 다중화기 (120)로 입력하고, 송신 버퍼(30)는 마이크로컨트롤러(10)로부터 전달받은 전송 데이터를 저장하였다가 매 프레임별로 정해진 시간마다 해당 전송 데이터를 제1 다중화기(120)로 입력하며, 제1 다중화기(120)는 입력받은 전송 데이터의 속성 정보와 전송 데이터를 다중화하여 헤더/데이터 생성부(70)로 입력한다. 헤더/데이터 생성부(70)는 제 1 실시예에서의 데이터 생성부와 동일한 방식으로 헤더 및 데이터를 주파수 선택적 확산 방식에 따라 확산한다. 나머지 구성은 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 각 구성과 동일한 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성도이다.
제 3 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치는, 제 1 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치와 마찬가지로, 마이크로컨트롤러 (10), 송신 레지스터(20), 송신 버퍼(30), 프리앰블 생성부(40), SFD/RI 생성부 (50), 헤더 생성부(60), 데이터 생성부(70), 파일롯 생성부(80), 다중화기(90), 아날로그 송신처리부(100) 및 신호전극(110)을 포함하여 구성된다. 다만, 데이터 생성부(70)가 S2P(71), 제1 확산기(72) 및 제2 확산기(73)로 구성된다는 점에서 제 1 실시예와 차이가 있고 나머지 구성은 모두 동일한 바, 데이터 생성부(70)의 상세 구성에 대해서만 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 데이터 생성부의 상세 구성도이다.
제 3 실시예에 따른 데이터 생성부(70)는 S2P(71), 제1 확산기(72) 및 제2 확산기(73)를 포함하여 구성된다. S2P(71)는 송신 버퍼(30)로부터 1비트 데이터 입력을 받아 데이터 전송율에 따라 N비트로 직렬-병렬변환하여 출력한다. 제1 확산기(72)는 S2P(72)의 출력 N비트를 입력받아 확산하는 것으로, 데이터 전송율에 따라 상이한 확산부호를 사용한다. 제2 확산기(73)는 데이터 전송율에 따라 상이한 제1 확산기(72)의 출력을 하나의 확산부호로 확산한다.
데이터 생성부의 동작을 예를 들어 상세히 설명하면, 도 8의 (a)의 경우, S2P(71)는 5Mbps의 1비트 데이터를 입력받아 1Msps의 5비트 병렬 데이터 (p4~p0)를 출력한다. 제1 확산기(72)는 32비트 월시부호를 생성하며, 입력비트 (b4~b0)의 값에 따라 32개의 32비트 월시부호(W0~W31) 중에서 하나의 월시부호를 선택하여 1 비트열 형태로 32비트를 32Mcps의 속도로 출력한다. 제2 확산기(73)는 제1 확산기(72)의 출력 1칩을 W63으로 2배 재확산하여 결과적으로 도 2의 A1 서브그룹인 32개 월시부호(W32~W63)중에서 하나의 월시부호를 선택하여 1비트열 형태로 64비트를 64Mcps로 출력한다.
도 8의 (b)의 경우, S2P(71)는 4Mbps의 1비트 데이터를 입력받아 1Msps의 4비트 병렬 데이터(p3~p0)를 출력한다. 제1 확산기(72)는 16비트 월시부호를 생성하며, 입력비트(b3~b0)의 값에 따라 16개의 16비트 월시부호(W0~W15) 중에서 하나의 월시부호를 선택하여 1 비트열 형태로 16비트를 16Mcps의 속도로 출력한다. 제2 확산기(73)는 제1 확산기(72)의 출력 1칩을 W63으로 4배 재확산하여 결과적으로 도 2의 B3 서브그룹인 16개 월시부호(W48~W63)중에서 하나의 월시부호를 선택하여 1비트열 형태로 64비트를 64Mcps로 출력한다.
도 8의 (c)의 경우, S2P(71)는 3Mbps의 1비트 데이터를 입력받아 1Msps의 3비트 병렬 데이터(p2~p0)를 출력한다. 제1 확산기(72)는 8비트 월시부호를 생성하며, 입력비트(b2~b0)의 값에 따라 8개의 8비트 월시부호(W0~W7) 중에서 하나의 월시부호를 선택하여 1 비트열 형태로 8비트를 8Mcps의 속도로 출력한다. 제2 확산기(73)는 제1 확산기(72)의 출력 1칩을 W63으로 8배 재확산하여 결과적으로 도 2의 C7 서브그룹인 8개 월시부호(W56~W63)중에서 하나의 월시부호를 선택하여 1비트열 형태로 64비트를 64Mcps로 출력한다.
도 8의 (d)의 경우, S2P(71)는 2Mbps의 1비트 데이터를 입력받아 1Msps의 2비트 병렬 데이터(p1, p0)를 출력한다. 제1 확산기(72)는 4비트 월시부호를 생성하며, 입력비트(b1, b0)의 값에 따라 4개의 4비트 월시부호(W0~W3) 중에서 하나의 월시부호를 선택하여 1 비트열 형태로 4비트를 4Mcps의 속도로 출력한다. 제2 확산기(73)는 제1 확산기(72)의 출력 1칩을 W63으로 16배 재확산하여 결과적으로 도 2의 D15 서브그룹인 4개 월시부호(W60~W63)중에서 하나의 월시부호를 선택하여 1비트열 형태로 64비트를 64Mcps로 출력한다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치의 구성도이다.
제 4 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치는, 마이크로컨트롤러 (10), 송신 레지스터(20), 송신 버퍼(30), 프리앰블 생성부(40), SFD/RI 생성부 (50), 헤더/데이터 생성부(70), 파일롯 생성부(80), 제1 및 제2 다중화기(120, 90), 확산기(130), 아날로그 송신처리부(100) 및 신호전극(110)을 포함하여 구성된다.
제 4 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치는, 제 2 실시예와 마찬가지로 헤더와 데이터를 동일한 확산방식을 사용하여 확산하기 위해 제 1 다중화기(120)를 구비하며, 제 3 실시예에 따른 주파수 선택적 전송장치에서 프리앰블 생성부, SFD/RI 생성부, 데이터 생성부 및 파일롯 생성부에 각각 포함된 확산기(데이터 생성부에서는 제2 확산기)를 제 2 다중화기(90)의 출력단에 연결된 하나의 확산기(130)로 대체한다는 점에서 상술한 실시예들에 따른 주파수 선택적 전송장치와 차이가 있다.
제 2 다중화기(90)의 출력단에 연결된 확산기(130)는 하나의 확산부호, 예를 들어 W63을 사용하여 제2 다중화기(90)의 출력을 확산한다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
10: 마이크로컨트롤러 20: 송신레지스터
30: 송신버퍼 40: 프리앰블 생성부
50: SFD/RI 생성부 60: 헤더 생성부
70: 데이터 생성부 80: 파일롯 생성부
90: 다중화기 100: 아날로그 송신처리부
110: 신호전극 120: 다중화기
130: 확산기

Claims (18)

  1. 프레임의 동기화를 위한 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성부;
    프레임의 시작을 알려주기 위한 표시자의 기능과 헤더 필드 또는 헤더 및 데이터 필드의 전송율을 지정하는 기능을 갖는 SFD/RI(Start Frame Delimiter/ Rate Indicator)를 생성하는 SFD/RI 생성부;
    전송 데이터에 대한 속성 정보를 포함하는 헤더를 생성하는 헤더 생성부;
    기 설정된 프로세싱 이득을 가지며 원하는 주파수 대역으로 디지털 데이터를 전송하기 위한 데이터 생성부;
    주파수 옵셋 보상을 위해 상기 프레임에 삽입되는 파일롯을 생성하는 파일롯 생성부;
    상기 프리앰블 생성부, 상기 SFD/RI 생성부, 상기 헤더 생성부, 상기 데이터 생성부 및 상기 파일롯 생성부의 출력을 각각 입력받아 다중화하는 다중화기;
    상기 다중화기의 출력을 인체 내로 전송하기 위한 신호전극;
    상위계층으로 전달받은 데이터 정보 중 프리앰블 구성값, SFD/RI 제어값 및 상기 전송 데이터의 속성 정보를 각각 상기 프리앰블 생성부, 상기 SFD/RI 생성부 및 상기 헤더 생성부로 입력하는 송신 레지스터;
    상위계층으로부터 전달받은 상기 전송 데이터를 저장하였다가 매 프레임별로 기 정해진 시간에 상기 전송 데이터를 상기 데이터 생성부로 입력하는 송신 버퍼; 및
    상기 다중화기의 출력단에 연결되며, 상기 다중화기의 출력을 원하는 주파수 대역으로 제한하기 위한 밴드패스 필터 및 최종 출력신호를 증폭하기 위한 증폭기 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성된 아날로그 송신처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리앰블 생성부는,
    의사잡음코드 또는 의사잡음코드의 반복 조합으로 구성된 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성기; 및
    상기 프리앰블 생성기에서 생성된 프리앰블을 확산하는 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 SFD/RI 생성부는,
    상기 프리앰블 생성부와 동일 또는 상이한 의사잡음코드를 사용하며 상기 의사잡음코드의 시작에 시간옵셋을 주어 상기 헤더 필드 또는 헤더 및 데이터 필드의 전송율을 지정하는 SFD/RI를 생성하는 SFD/RI 생성기; 및
    상기 SFD/RI 생성기에서 생성된 SFD/RI를 확산하는 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더 생성부는,
    상기 송신 레지스터로부터 입력받은 상기 전송 데이터의 속성 정보와 기 설정된 제어비트를 포함하는 헤더를 생성하는 헤더 생성기; 및
    상기 헤더 생성기에서 생성된 헤더를 확산하는 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 생성부는,
    상기 송신 버퍼로부터 입력받은 상기 전송 데이터에 대해 데이터 전송율에 따라 N 비트로 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬변환기; 및
    원하는 주파수 대역 내에 위치하는 주파수 선택적 확산부호를 사용하여 상기 직렬-병렬변환기에 의해 직렬-병렬변환된 전송 데이터를 확산하는 주파수 선택적 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 생성부는,
    상기 송신 버퍼로부터 입력받은 상기 전송 데이터에 대해 데이터 전송율에 따라 N 비트로 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬변환기;
    데이터 전송율에 따라 상이한 확산부호를 사용하여 상기 직렬-병렬변환기의 출력을 확산하는 제 1 확산기; 및
    기 설정된 하나의 확산부호를 사용하여 상기 제 1 확산기의 출력을 확산하는 제 2 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 파일롯 생성부는,
    상기 프리앰블 생성부에서 생성한 프리앰블의 일부 또는 전부를 파일롯으로 사용하거나, 상기 프리앰블과 동일한 구성 및 상이한 출력값을 갖는 파일롯을 생성하는 파일롯 생성기; 및
    상기 파일롯 생성기에서 생성된 파일롯을 확산하는 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중화기의 출력단에 연결되며, 기 설정된 하나의 확산부호를 사용하여 상기 다중화기의 출력을 확산하는 확산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  11. 프레임의 동기화를 위한 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성부;
    프레임의 시작을 알려주기 위한 표시자의 기능과 헤더/데이터 필드의 전송율을 지정하는 기능을 갖는 SFD/RI(Start Frame Delimiter/ Rate Indicator)를 생성하는 SFD/RI 생성부;
    전송 데이터에 대한 속성 정보를 포함하는 헤더와 데이터를 동일한 방식으로 확산하여 기 설정된 프로세싱 이득을 가지며 원하는 주파수 대역으로 헤더 및 데이터를 전송하기 위한 헤더/데이터 생성부;
    주파수 옵셋 보상을 위해 상기 프레임에 삽입되는 파일롯을 생성하는 파일롯 생성부;
    상기 프리앰블 생성부, 상기 SFD/RI 생성부, 상기 헤더/데이터 생성부 및 상기 파일롯 생성부의 출력을 각각 입력받아 다중화하는 제 1 다중화기;
    상기 제 1 다중화기의 출력을 인체 내로 전송하기 위한 신호전극;
    상위계층으로 전달받은 데이터 정보 중 프리앰블 구성값, SFD/RI 제어값 및 상기 전송 데이터의 속성 정보를 각각 상기 프리앰블 생성부, 상기 SFD/RI 생성부 및 제 2 다중화기로 입력하는 송신 레지스터;
    상위계층으로부터 전달받은 상기 전송 데이터를 저장하였다가 매 프레임별로 기 정해진 시간에 상기 전송 데이터를 상기 제 2 다중화기로 입력하는 송신 버퍼;
    입력받은 상기 전송 데이터의 속성 정보와 상기 전송 데이터를 다중화하여 상기 헤더/데이터 생성부로 입력하는 제 2 다중화기; 및
    상기 제 1 다중화기의 출력단에 연결되며, 상기 제 1 다중화기의 출력을 원하는 주파수 대역으로 제한하기 위한 밴드패스 필터 및 최종 출력신호를 증폭하기 위한 증폭기 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성된 아날로그 송신처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 프리앰블 생성부는,
    의사잡음코드 또는 의사잡음코드의 반복 조합으로 구성된 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성기; 및
    상기 프리앰블 생성기에서 생성된 프리앰블을 확산하는 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 SFD/RI 생성부는,
    상기 프리앰블 생성부와 동일 또는 상이한 의사잡음코드를 사용하며 상기 의사잡음코드의 시작에 시간옵셋을 주어 상기 헤더/데이터 필드의 전송율을 지정하는 SFD/RI를 생성하는 SFD/RI 생성기; 및
    상기 SFD/RI 생성기에서 생성된 SFD/RI를 확산하는 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 헤더/데이터 생성부는,
    상기 제 2 다중화기의 출력을 입력받아 데이터 전송율에 따라 N 비트로 직렬-병렬변환을 수행하는 직렬-병렬변환기; 및
    원하는 주파수 대역 내에 위치하는 주파수 선택적 확산부호를 사용하여 상기 직렬-병렬변환기에 의해 직렬-병렬변환된 헤더/데이터를 확산하는 주파수 선택적 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 파일롯 생성부는,
    상기 프리앰블 생성부에서 생성한 프리앰블의 일부 또는 전부를 파일롯으로 사용하거나, 상기 프리앰블과 동일한 구성 및 상이한 출력값을 갖는 파일롯을 생성하는 파일롯 생성기; 및
    상기 파일롯 생성기에서 생성된 파일롯을 확산하는 확산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 다중화기의 출력단에 연결되며, 기 설정된 하나의 확산부호를 사용하여 상기 제 1 다중화기의 출력을 확산하는 확산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택적 전송장치.
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