KR102020852B1 - 초 재생 수신기에서 조인트 패킷 검출 및 rf 펄스 동기화를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

초 재생 수신기의 성능 향상을 위한 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 이 방법은 특히 저 전력 응용에 유용하다. 적어도 하나의 시스템 파라미터에 기초하여 퀀치 비율을 2보다 큰 정수 값으로 초기화한다. 제1 수신기 동작 특성으로부터 설정된 결정 메트릭을 저 임계치(lower threshold) 값과 비교한다. 상기 퀀치 비율로 퀀치 신호를 정렬하기 위하여 오버 퀀치 방법을 사용하여 위상 오프셋을 추정한다. 오검출 비율을 최소화하는 동안 상기 결정 메트릭을 고 임계치(higher threshold)와 비교한다. 상기 오버 퀀치 방법을 사용하여 상기 위상 오프셋 및 상기 패킷 검출을 확인한다. 시작 프레임 델리미터의 존재를 체크한 후에 페이로드를 검출한다.

Description

초 재생 수신기에서 조인트 패킷 검출 및 RF 펄스 동기화를 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR JOINT PACKET DETECTION AND RF PULSE SYNCHRONIZATION IN A SUPER-REGENERATIVE RECEIVER}

아래의 설명은 초 재생 수신기(SRR: super-regenerative receiver)에 관한 것이다.

일반적으로, 초 재생 수신기(super regenerative receiver)는 매우 낮은 에너지, 전력 소비 및 소수의 부품으로 인식될 수 있다. 또한, 초 재생 수신기는 호모다인 또는 슈퍼 헤테로다인 수신기(homodyne or super-heterodyne receiver)와 비교하여 낮은 전압으로 작동될 수 있고, 따라서 낮은 가격과 낮은 전력 수신기를 요구하는 통신 시스템에 적합하다.

초 재생 수신기(SRR) 기반 수신 기술(reception technique)은, 들어오는 신호(incoming signal)의 위상이 검출 과정에서 어떠한 역할도 하지 않기 때문에, 성격상 비동기(non-coherent)이다. 이런 이유로, 초 재생 수신기 기반 수신 기술은, 진폭 기반 변조 기술(amplitude based modulation techniques), 특히, 정보의 전송을 위한 온 오프 키잉(OOK: on-off keying)에 의존하고, 출력이 포화(saturated)되는지 포화되지 않는지에 기초한 대수모드(logarithmic mode) 또는 선형 모드(linear mode)에서 동작될 수 있다. 온 오프 키잉(OOK)은 반송파의 존재 또는 부존재로 디지털 데이터를 나타내는 진폭 위상 변조(ASK modulation: amplitude-shift keying modulation) 의 가장 간단한 유형이다.

어떤 무선 네트워킹 구성(wireless networking scheme)에서, 데이터는, 무선 채널을 통해 무작위 접속 방식(random access fashion)으로 전송되는 패킷을 사용하여 통신된다. 이러한 구성(arrangement)에서의 수신기는 패킷이 언제 수신되었는지 모르기 때문에, 무선 채널을 감시하고 패킷이 언제 도착하는지 패킷 검출을 시도하여야 한다. 패킷 검출은, 상관계수(correlation coefficient)를 생성하기 위하여, 수신기의 입력 신호를 다른 신호와 상관(correlate)시킴으로써 수행될 수 있다. 입력 신호는, 상관계수를 생성하기 위하여, 자기 자신과 자동-상관 되거나(auto-correlated with itself), 또는 각 패킷의 헤더 내에 있는 것으로 알려진 패턴과 교차 상관(cross-correlated)될 수 있다. 일단 상관계수가 생성되면, 상관계수는 패킷이 도착했는지를 결정하기 위하여 고정된 임계 값(threshold value)과 비교될 수 있다. 상관 계수가 고정된 임계 값보다 크다면 패킷은 도착한 것으로 가정(assume)된다.

만약 노이즈(noise)가 수신기에서 사용되는 고정 임계 값보다 높은 상관계수를 초래한다면, 수신기는 패킷이 검출되었다고 틀리게 나타낼 것이다. 이러한 상황은 오검출(false alarm)이라고 알려져 있다. 오검출이 발생하면, 검출이 오검출이었다는 것을 인식하기 전에 수신기 처리(processing)가 수행될 수 있고, 이에 따라 불필요한 수신기 신호 처리 때문에 에너지가 낭비된다. 이를 인식한 후에, 수신기 상태(receiver state)는 획득 모드(acquisition mode)로 리셋될 수 있다. 만약 수신기 상태가 리셋되기 전에 실제 패킷이 수신되거나, 신호 강도(signal strength)가 노이즈와 비교하여 좋지 못하다면, 패킷은 수신기에 의해 검출되지 않을 수도 있다. 그러면, 놓친 패킷(missed packet)은 재전송되어야 할 것이고, 이는 에너지의 손실뿐 아니라 네트워크에서의 처리량의 감소를 초래한다. 낮은 전력 소비는 특히 배터리로 동작되는 장치에서 오늘날 세계의 주요 연구 목적의 하나이기 때문에, 특히 낮은 신호 대 잡음(SNR) 영역에서 무선 네트워크 수신기의 오검출 비율을 최소화 하면서 패킷 검출 비율(packet detection rate)을 증가시킬 수 있는 수신기 기술의 개발이 바람직하다. 이는 재전송 감소, 원치 않는 신호 처리를 스위치 오프(switching-off)하는 면뿐만 아니라, 전송 전력 감소 면에서도 이익이 될 것이다. 후자는 송신기(transmitter)의 파워 증폭기가 현재의 기술에서 그다지 효율적이지 않다는 사실을 고려할 때 더 큰 영향(impact)을 미친다.

앞서 언급한 이유들로 인해, 특히 낮은 신호 대 잡음(SNR) 영역에서 수신기 쪽의 오검출 비율을 최소화 하면서 패킷 검출 확률(packet detection probability)을 극대화하기 위한 방법이 필요하다. 그러나. 초 재생 수신기(SRR)의 성능은 들어오는 변조된 RF 펄스의 위상에 매우 민감하기 때문에, 최상의 가능한 선택도(selectivity)를 위하여 최적의 퀀치 비율(quench-rate)을 이용하면서 패킷 검출 및 RF 펄스 동기화를 함께 핸들링하는 것은 유용하다.

일 실시예에 따르면, 패킷 검출(packet detection)과 RF 펄스 동기화(RF pulse synchronization)를 함께 핸들링(handling)함으로써 초 재생 수신기(SRR: Super - Regenerative Receiver)의 성능을 향상시키기 위한 방법에 있어서, 적어도 하나의 시스템 파라미터(system parameter)에 기초하여 퀀치 비율(quench rate)을 2보다 큰 정수 값으로 초기화(initialize)하는 단계; 제1 수신기 동작 특성(ROC: Receiver Operating Characteristics)으로부터 설정된(establish) 결정 메트릭(decision metric)을 저 임계 값(lower threshold value)과 비교하는 단계; 상기 퀀치 비율(quench rate)로 퀀치 신호(quench signal)를 정렬(align)하기 위하여 오버 퀀치 방법(over quench method)을 사용하여 위상 오프셋(phase offset)을 추정(estimate)하는 단계; 오검출(false alarm) 비율(rate)을 최소화하는 동안 상기 결정 메트릭(decision metric)을 고 임계치(higher threshold)와 비교하는 단계; 상기 오버 퀀치 방법(over quench method)을 사용하여 상기 위상 오프셋 및 상기 패킷 검출을 확인(confirm)하는 단계; 및 시작 프레임 델리미터(SFD: Start Frame Delimiter)의 존재를 체크(check)한 후에 페이로드(payload)를 검출(detect)하는 단계를 포함하는 초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 방법이 제공된다.

상기 시스템 파라미터는, 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 코드의 길이(pnlen), 오버 퀀치 비율, 초 재생 수신기 이득, 변조 스킴, 타켓 SNR, 대역폭, 펄스-파형 필터 응답, 및 선택도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 방법은, 검출 확률을 증가시키기 위해 결정 메트릭을 상기 저 임계치와 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 방법은, 상기 오버 퀀치 방법을 사용하여 상기 위상 오프셋 및 상기 패킷 검출을 확인(confirm)하고 상기 위상 오프셋으로 상기 퀀치 신호를 정렬시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 방법은, 상기 오검출 비율 성능 및 상기 패킷 검출이 최적이 되도록 복수 개의 상기 수신기 동작 특성를 사용하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 패킷 검출(packet detection)과 RF 펄스 동기화(RF pulse synchronization)를 함께 핸들링(handling)하기 위한 수신기(receiver)에 있어서, 상기 수신기는, 적어도 하나의 시스템 파라미터(system parameter)에 기초하여 퀀치 비율(quench rate)을 2보다 큰 정수 값으로 초기화(initialize)하고, 제1 수신기 동작 특성(ROC: Receiver Operating Characteristics)으로부터 설정된(establish) 결정 메트릭(decision metric)을 저 임계 값(lower threshold value)과 비교하고, 상기 퀀치 비율(quench rate)로 퀀치 신호(quench signal)를 정렬(align)하기 위하여 오버 퀀치 방법(over quench method)을 사용하여 위상 오프셋(phase offset)을 추정(estimate)하고, 오검출 비율(false alarm rate)을 최소화하는 동안 상기 결정 메트릭(decision metric)을 고 임계치(higher threshold)와 및 비교하고, 상기 오버 퀀치 방법(over quench method)을 사용하여 상기 위상 오프셋 및 상기 패킷 검출을 확인(confirm)하고, 시작 프레임 델리미터(SFD: Start Frame Delimiter)의 존재를 체크(check)한 후에 페이로드(payload)를 검출(detect)하는 수신기가 제공된다.

또 다른 일측에 따르면, 초 재생 수신기(SRR) 기초 시스템에서 패킷 검출 확률의 최대화를 위한 시스템 및 방법이 제공된다.

또 다른 일측에 따르면, 프리앰블(preamble) 사용의 최소화와 증가된 패킷 검출 확률을 통하여 RF 펄스 동기화를 달성하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다.

또 다른 일측에 따르면, 패킷 검출, RF 펄스 동기화 및 비트 오류 율(BER: bit error rate) 면에서 전체적 시스템의 성능 향상을 위한 오버 퀀칭 비율(over-quenching rate)의 효과적인 사용에 의해 위상 오프셋 추정을 위한 시스템 및 방법이 제공된다.

다음의 설명 및 첨부된 도면을 함께 고려할 때 실시예의 여러 가지 측면들이 더 잘 이해될 것이다. 그러나 아래의 설명이 여러 가지 실시예와 많은 구체적인 내용들을 설명하지만, 아래의 설명들은 설명의 목적으로 제시되는 것이며, 이에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 실시예들에 의하여 설명되는 기술적 사상으로부터 벗어나지 않고 많은 변경 및 수정이 이루어질 수 있으며, 실시예들은 이러한 모든 변경 및 수정을 포함한다.

이하에서 실시예들은 다양한 도면에서 대응되는 구성을 가리키는 도면 부호를 사용하여 첨부되는 도면으로 설명된다. 여기에서 설명되는 실시예들은 도면을 참조한 아래의 설명들로부터 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 초 재생 수신기(SRR)의 블록도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따라 패킷 검출, RF 펄스 동기화 및 선택도(selectivity) 사이의 상호 의존(interdependency)을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따라 RF 펄스와 퀀치 신호(quench signal) 사이의 위상 오프셋(phase-offset)의 면에서 측정된 RF 펄스 동기화에 매우 민감한 초 재생 수신기(SRR) 기반 시스템의 성능(BER)을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따라 퀀치 신호와 입력 RF 펄스 사이의 특정한 위상 오프셋에 대한 초 재생 수신기(SRR) 내 통합 창(integration window)의 변화를 예시적으로 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따라 위상 오프셋 추정 및 정정(phase offset estimation and correction)을 위한 TDL(trapped-delay-line) 기반 방법을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따라 서로 다른 E_b/N_o에서 추정(estimation)을 위한 데이터 사용의 면에서 애플 대 애플 비교(apple to apple comparison)와 같이 오버 퀀치 방법(over-quench method) 및 TDL을 사용한 위상 추정에서 RMS 오류(RMS errors)를 보여주는 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따라 다양한 평균 길이로 오버 퀀치 방법 및 TDL에 대한 위상 추정 오류(phase estimation errors)를 보여주는 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따라 어떤 오버 퀀치 값(over-quench value) 후에 포화 성질(saturation nature)을 설정하는 "오버 퀀치(over-quench)" 방법을 사용한 다양한 오버퀀칭(over-quenching)에 대한 위상 추정 오류를 보여주는 그래프이다.
도 9는 일 실시예에 따라 위상 오프셋(phase-offset)의 영향을 보여주는 2가지 가정 하에서의 확률 밀도 함수(PDF: probability density function)를 보여주는 그래프이다.
도 10은 일 실시예에 따라 무작위 위상 오프셋(random phase offset)이 송신기와 수신기 사이에 소개되는 동안 2가지 가정 하에서의 확률 밀도 함수(PDF)를 보여주는 그래프이다.
도 11은 일 실시예에 따라 pnlen = 1로 실험된 다양한 구성에서 수신기 동작 특성(ROC: receiver operating characteristics)을 보여주는 그래프이다.
도 12는 일 실시예에 따라 다양한 구성을 위한 임계치 마진(threshold margin)을 보여주는 그래프이다.
도 13은 일 실시예에 따라 pnlen = 4로 실험된 2가지 가정 하에서의 확률 밀도 함수(PDF)를 보여주는 그래프이다.
도 14는 일 실시예에 따라 특정한 "pnlen" (사용된 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 코드(direct-sequence spread spectrum code)의 길이) = 4에 대한 수신기 동작 특성(ROC)을 보여주는 그래프이다.
도 15는 일 실시예에 따라 패킷 검출 확률의 극대화 및 오검출 비율(false-alarm rate)의 최소화를 위한 하이브리드 접근법(hybrid approach)을 설명하는 흐름도를 도시한다.

실시예들 및 상기 실시예들의 다양한 특징 및 장점들이 첨부된 도면과 아래의 설명에 자세히 설명되어 있는 비제한적인 실시예들을 참조하여 더 충분하게 설명되어 있다. 잘 알려진 구성 요소와 처리 기술에 대한 설명은, 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 생략되어 있다. 여기에서 사용되는 예들은, 실시예를 실시할 수 있도록 하기 위한 의도로 사용되었으며, 또한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 실시예들을 실시할 수 있도록 하기 위한 의도로 사용되었다. 따라서, 예들은 실시예의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예에 따르면, 초 재생 수신기(SRR)에서 패킷 검출 확률의 극대화를 위한 방법 및 시스템이 달성된다. 또한, 이 방법은 오버 퀸칭 방법(over-quenching method)을 사용한 위상 오프셋 추정을 포함한다.

실시예는 패킷 검출에 앞서 2 이상인 정수 값으로 퀀치 비율(quench rate)을 초기화하는 단계를 포함한다. 이 방법은 초 재생 수신기(SRR)에서 생성된 고 차 퀀치 비율(higher order quench-rate)을 사용함으로써 복수 개의 위상 점에서 하나의 입력 신호 펄스(input signal pulse)의 샘플된 값을 얻는다. 이 방법은 결정 메트릭(decision metric)을 형성하는 상관 메트릭(correlation metric)을 이용하여 들어오는 펄스(incoming pulse)의 최대 에너지 집적(maximum energy concentration)을 결정하고, 선택적으로 PN(pseudo noise) 시퀀스와 상관(correlate)시킨다. 또한 이 방법은, 예비 검출(preliminary detection)이 수행된 후 1차적으로 검출 확률(PD; detection probability)을 증가시키기 위하여, 이용 가능한 제1 수신기 동작 특성(ROC1)으로부터 설정되는 저 임계 값(lower threshold value)을 상기 결정 메트릭(decision metric)과 비교하고, 대략적인(coarse) RF 펄스 동기화를 하기 위하여 개방 루프 고 퀀칭 방법(open-loop higher quenching method)을 사용한다(선택적으로 다른 적당한 고 퀀치 비율(higher quench-rate)을 사용할 수 있다). 이 방법은 퀀치 신호 위상(quench signal phase)을 정열(align)하고, 그런 다음 최상의 가능한 선택도(selectivity) 및 수신기 동작 특성(ROC)을 얻기 위해 퀀치 비율(quench rate)을 유니티(unity)로 변경하고, 그런 다음 오검출(PF)을 최소화 하면서 상기 결정 메트릭(decision metric)을 임계치의 두 번째 높은 값과 비교함으로써 패킷 검출 결정을 확인(confirm)한다. 그 다음, 프리앰블 길이(preamble length)를 최소화하기 위해 동일한 오버 퀀치 방법(over-quench method)을 사용하는 정밀 RF 펄스 동기화(RF pulse synchronization)가 이어진다. 그 다음 상기 방법은 오버 퀀치 비율(over-quench rate)을 유니티(unity)(선택도(selectivity)의 측면에서 가장 가능한)로 이용한다. 시작 프레임 델리미터(SFD: Start Frame Delimiter) 검출에 이어서 페이로드 검출이 이어진다.

도 1은 일 실시예에 따른 초 재생 수신기(SRR)의 블록도를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 초 재생 수신기(SRR)는 안테나, 저 노이즈 증폭기(LNA: low noise amplifier)(101), 초 재생 오실레이터(SRO: super regenerative oscillator)(102), 포락선 검파기(envelope detector)(103), 저역 통과 필터(low pass filter)(104) 및 퀀치 오실레이터(quench oscillator)(105)를 포함한다. 온 오프 키잉(OOK) 기반으로 전송된 신호는 안테나를 통해 수신되고 저 노이즈 증폭기(LNA)(101)에 공급된다. 저 노이즈 증폭기(LNA)(101)는 안테나를 통해 수신된 신호를 증폭시킨다. 또한, 저 노이즈 증폭기(LNA)(101)는 RF 펄스가 초 재생 오실레이터(SRO)(102)로부터 안테나로 돌아가서 간섭하지 못 하도록 격리시킨다.

초 재생 오실레이터(SRO)(102)는 RF 오실레이터일 수 있고, 이것의 순간 응답(transient response)은 약한 입력 신호의 증폭(amplification)과 필터링(filtering)을 달성하기 위해 이용될 수 있다. 일반적으로, 초 재생 오실레이터(SRO)는 피드백 제어 시스템(feedback control system)처럼 만들어 질 수 있다. 피드백 전압의 위상은 저 주파수 퀀치 신호(low frequency quench signal)에 기초한 시간 변동 증폭 계수(time varying amplification factor)에 의해 제어된다. 이것은 대안적으로(alternatively) 양에서 음으로 이차 시스템(second order system)의 효과적인 댐핑(effenctive damping)을 다르게 한다. 또한, 대안적으로, 퀀치 오실레이터(105)는, 양의 피드백 시스템으로부터 음의 피드백 시스템으로 선택적 네트워크(selective network)에서 공진 회로(resonant circuit)를 대안적으로 푸쉬(push)하는 양(positive)과 음(negative) 사이에서 진동한다. 양의 피드백 동안에, 데이터 신호의 진동은 입력신호에 비례하여 증폭될 것이다. 퀀치 오실레이터(105)는 초 재생 수신기(SRR)의 이득을 제어한다. 초 재생 수신기(SRR)의 주된 원리는 퀀치 오실레이터(105)가 RF 진동의 주기적인 형성과 쇠퇴를 야기하는 것이다. 그러므로, 초 재생 오실레이터(102)로부터 나오는 신호는 퀀치 주기(quench period)에 의해 분리된 RF펄스를 포함한다.

도 2는 일 실시예에 따라 패킷 검출, RF 펄스 동기화 및 선택도(selectivity) 사이의 상호 의존(interdependency)을 도시한다. 여기에 개시된 실시예에서, 신호 대 잡음(SNR) 면에서뿐만 아니라 프리앰블 요구(preamble requirement)의 크기를 최소화 한다는 면에서도 수신기 성능을 최적화 하는 동안에, 패킷 검출, RF 펄스 동기화 및 선택도와 같은 파라미터들이 함께 핸들링(handle)된다. 낮은 전력 시스템을 위해, 충분한 퀄리티(quality)로 RF 펄스 동기화와 패킷 검출을 모두 달성하는 것은 "닭과 달걀(chicken and egg)" 문제가 된다. 만약 RF 펄스 동기화가 먼저 달성되지 않으면, 패킷 검출의 퀄리티가 악화(suffer)될 것이다. 반면에, 만약 충분히 고 퀄리티의 패킷 검출이 먼저 달성되지 않으면, RF 펄스 동기화의 퀄리티는 신뢰성이 낮게 유지(remain) 될 것이다. RF 펄스 동기화와 패킷 검출 둘 다 함께 핸들링하는 동안에, 초 재생 수신기(SRR)의 폐해(evil)인 좋지 못한(poor) 선택도가 역할을 하게 된다(come into play). 가장 좋은 선택도(selectivity)를 위해서 OQR = 1로 동작하는 것이 바람직하다. 그러나, 정밀한 조사에 따르면, RF 펄스가 위상 정렬(phase aligned)되어 있지 않고 비결정적(non-deterministic)으로 남아 있으면, 더 높은 오버 퀀칭(over-quenching)이 더 나은 ROC를 달성하는 것을 도울 수 있고, 따라서 더 나은 패킷 검출 및 동기화 성능을 달성할 수 있다. 구체적으로 더 높은 오버 퀀치 비율(over-quench rate)은 "pnlen"을 포함하는 다른 시스템 파라미터에 의해 지배되고, 케이스 별로(case by case) 조사의 대상이 된다. 다른 시스템 파라미터는 오버 퀀치 비율(OQR), 초 재생 수신기 이득(SRR gain), 변조 스킴(modulation scheme), 타겟 신호 대 잡음(target SNR), 대역폭, 펄스 모양 필터(pulse-shape filter), 선택도(selectivity) 등을 포함할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따라 RF 펄스와 퀀치 신호(quench signal) 사이의 위상 오프셋(phase-offset)의 면에서 측정된 RF 펄스 동기화에 매우 민감한 초 재생 수신기(SRR) 기반 시스템의 성능(BER)을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 들어오는 RF 펄스가 초 재생 수신기(SRR)에 고유한 선택도(sensitivity)와 매칭(match)되지 않는 경우, 이 불일치(mismatch)는, 정규화(normalization)에 의하여 -π에서 +π까지 매핑되는 -Tq/2 에서 +Tq/2(T_q는 퀀치 주기)까지 제한되는 위상 오프셋(phase offset)으로 알려져 있다. 도 3은 위상 오프셋의 증가함에 따라 BER이 떨어진다는 사실에 따른 RF 펄스 동기화의 기본적인 필요를 나타낸다.

위상 오프셋 추정 문제(phase offset estimation problem)를 다루는 동안 사용되는 펄스 모양(pulse shape)은 중요하다. 펄스에 에너지가 더 집중될수록, 위상 오프셋 추정의 정확도가 더 중요해진다. 일반성(generality)의 손실 없이, 이 도면에서, 상승하는 코사인 펄스 모양(raised cosine pulse shape)은 롤-오프(roll-off) 0.2 또는 0.5에서 고정된다. 또한, 비슷하게 중앙을 향해 집중되는 한, 다른 비슷한 펄스 모양들을 위해 개발된 동일한 방법론을 사용하는 것에 제한은 없다.

도 4는 일 실시예에 따라 퀀치 신호와 입력 RF 펄스 사이의 특정한 위상 오프셋에 대한 초 재생 수신기(SRR) 내 통합 창(integration window)의 변화를 예시적으로 도시한다. 위상 오프셋 추정(phase offset estimation)이 여기에서 설명된다. 더 높은 오버 퀀칭(higher over-quenching)은 더 좋지 않은 선택도로 어려움을 겪기 때문에, 오버 퀀치 비율(OQR) = 1을 사용하는 위상 오프셋 추정이 가장 좋을 것으로 예상된다.

도 4에서, 퀀치 신호와 입력 RF 펄스 사이에 위상 오프셋이 있을 때의 시나리오가 보여진다. 수학식 1은 초 재생 수신기(SRR)의 출력을 표현한다. 매치 필터링(match filtering)(또는 오히려 s(t)와 상관관계)을 위한 효과적인 입력 RF 펄스는 음영으로 표시된 영역과 같이 변한다 그래서, 퀀치 신호가 끝날 때(nTq) 초 재생 수신기(SRR)의 출력을 샘플링함으로써 위상 오프셋에 기초한 진폭의 변동이 명확하게 보여진다. 예를 들어, 만약 RF 펄스 P_c(t)가 가우시안(Gaussian)이면, 가우시안 선택도 곡선(Gaussian sensitivity curve) s(t)와의 상관관계도 또한 함수 "δ"의 가우시안(Gaussian)이다. 따라서, 위상 오프셋을 0과 같게 하는 것은 최대 진폭을 생성하고, 그 외는 줄어들게 한다. 이것은 위상 오프셋 추정을 위한 폐 루프 해결책(closed loop solution)을 개발하는 동안 이용될 수 있다.

여기서, K는 시스템 의존 상수이다.

쪼개서 정복하라는 원리를 가지고, 여기에 설명된 다양한 시나리오들에 대해 달성 가능한 ROC 상에서 더 높은 OQR의 영향이 우선 조사되어야 한다.

도 5는 일 실시예에 따라 위상 오프셋 추정 및 정정(phase offset estimation and correction)을 위한 TDL(trapped-delay-line) 기반 방법을 도시한다. 도 5는 노이즈 증폭기(LNA)(101), 초 재생 수신기(SRR)(501), 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(502), 멀티플렉서(Multiplexer)(503), 제어 장치(controller)(504) 및 퀀치 오실레이터(505)를 도시한다. 퀀치 오실레이터(Quench oscillator)(505)는 퀀치 파형(quench waveform)을 생성한다. 생성된 모든 퀀치 파형에 대해, 한 샘플의 파형이 수집(collect)된다. 주기적 방식(periodic manner)으로 퀀치 신호의 위상을 변화시킴으로써, N개의 위상 점(phase points)의 응답을 수집한다. 또한, 각각의 위상 점에서 'M'개의 샘플을 수집한다. 실시예에서, 'M'개의 샘플의 수집(collection)은 (N+1)*M개의 프리앰블 비트(preamble bits)를 필요로 할 것이다. 또한, 각각의 위상 점에 대한 평균 통계(average statistics)를 얻는다. 수집된 샘플들에 대해서, 최대 진폭을 발생시키는 퀀치 신호의 위상에 대해 체크(check)한다.

따라서, 얻어진 위상(최대 진폭을 발생시키는 퀀치 신호의 위상)을 추정된 위상 오프셋으로 사용하고, 디지털 제어를 통해 이를 보상한다.

TDL 기반 방법의 문제점은 프리앰블 요구(preamble requirement)가 꽤 높다는 것이고, 따라서, RF 펄스 동기화를 위한 좋은 전력 효율 솔루션(good power efficient solution)이 되지 않을 수 있다. 예를 들어, 만약 'N'이 10으로 선택되고, 수집된 샘플 'M'이 5로 선택된다면, 이 조합은 꽤 긴 55 프리앰블 비트를 요구할 것이다.

위상 오프셋 추정을 위한 TDL 기반 접근법에서 긴 프리앰블의 결점을 극복하기 위해, 개방 루프(open loop) 솔루션이 구현될 수 있다. 개방 루프 솔루션은, 하나의 RF 펄스로부터 복수 개의 위상 점 정보에 대한 필요가 있다는 사실에 기초하여 구현될 수 있다. TDL 방법에 설명된 바와 같이, 만약 'N'개의 위상 점이 사용되었다면, 추정된 오프셋의 평균(mean)은 Tq / (2 * N) 이하일 것이다. 개방 루프 방법에 있어서, TDL 방법과 유사한 평균을 달성하기 위하여, 'N'에 의한 오버 퀀칭(over-quenching)이 수행된다. 또한, 이러한 개방 루프 방법은"오버 퀀칭 방법(over-quenching method)"으로 알려질 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따라 서로 다른 E_b/N_o에서 추정(estimation)을 위한 데이터 사용의 면에서 애플 대 애플 비교(apple to apple comparison)와 같이 오버 퀀치 방법(over-quench method) 및 TDL을 사용한 위상 추정에서 RMS 오류(RMS errors)를 보여주는 그래프이다. 도 6에서, "오버 퀀칭(over-quenching)" 방법은 언제나 대응되는(counterpart) "TDL" 기반 방법보다 더 좋거나 동등한 것으로 관찰된다. 또한, 긴 비트를 평균하는 것이 큰 도움이 되지 않는다는 것 또한 관찰된다. 개방 루프 해결책은 더 적은 하드웨어 및 프리앰블 요구 때문에 폐 루프 솔루션과 비교하여 더 매력적이다. 따라서, 낮은 에너지의 관점에서, 위상 오프셋 추정을 위해 더 적은 프리앰블 비트가 필요할수록, 오버 퀀칭 방법은 TDL 기반 방법보다 더 효율적이다.

도 7은 일 실시예에 따라 다양한 평균 길이로 오버 퀀치 방법 및 TDL에 대한 위상 추정 오류(phase estimation errors)를 보여주는 그래프이다. 이는 애플 대 애플 비교(apple to apple comparison)를 하고, 또한 저 전력 이익을 제공하는 동안 오버 퀀치 방법이 TDL 방법보다 더 좋거나 동등하다는 사실을 보여준다.

도 8은 일 실시예에 따라 어떤 오버 퀀치 값(over-quench value) 후에 포화 성질(saturation nature)을 설정하는 "오버 퀀치(over-quench)" 방법을 사용한 다양한 오버퀀칭(over-quenching)에 대한 위상 추정 오류를 보여주는 그래프이다. 도 8에서, 만약 오버 퀀치 비율(OQR) 값이 증가한다면, 위상 추정의 RMS 오류는 약 0.1π로 수렴된다. 위상 오프셋의 이 값은 시스템 설계 관점에서 충분히 괜찮다. 따라서, 6에서 8인 오버 퀀치 비율(OQR) 값이 현실적인 시나리오 하에서 요구될 수 있다. 이 숫자들은 성질상 실험적(experimental)인 것이다.

이상의 설명으로부터, 개방 루프, 오버 퀀치 방법은 위상 오프셋 추정을 위한 저 전력 관점에서 더 매력적이라는 것이 명확하다. 아래에서는, RF 펄스 동기화에서 달성되는 위상 오프셋의 효과가, 달성가능한 수신기 동작 특성(ROC)에서의 오버 퀀칭의 효과와 함께 조사되고, 그래서 시스템 성능 향상을 위해 이들을 어떻게 함께 핸들링할 것인지 생각해 볼 수 있다. 2가지 가정이 다음에 정의된다.

H0: 만약 방송 중(on air)인 패킷이 없다면

H1: 진짜 패킷(true packet)이 방송 중(on air)일 때

도 9는 일 실시예에 따라 위상 오프셋(phase-offset)의 영향을 보여주는 2가지 가정 하에서의 확률 밀도 함수(PDF: probability density function)를 보여주는 그래프이다. 낮은 신호 대 잡음(SNR) 영역에서, 패킷 검출을 향상시킬 필요가 있다. 수신기 동작 특성(ROC: Operating Characteristics) 곡선은, 패킷 검출 방법이 (P_F, P_D) 쌍(pair)의 측면에서 달성할 수 있는 한계에 대하여 꽤 유용한 정보를 제공하다. P_F는 오검출 확률(probability of false alarm)을 의미하고, P_D는 검출의 확률(probability of detection)을 의미한다. 일반적으로, pnlen = 1인 경우, ADC의 출력은 제곱(square)되고, 결정 메트릭(decision metric)으로 동작한다고 가정되고, pnlen > 1인 경우 코드와 적합한 내적(suitable dot product with the code)이 필요할 수 있다고 가정된다. 도 9에서, 위상 오프셋 = 0에 대하여, PDF는 최대한 분리(separate)되고, 이것은 다시 가장 좋은 확률 밀도 함수(PDF)를 생성한다.

이것은 또한 도 11 로부터 증명될 수 있다. 그러나, 위상 오프셋 0으로 수신기 동작 특성을 얻는 것은 패킷 검출 단계 전에서는 가능하지 않다는 것이 강조 되어야 한다.

그래서, 위상 오프셋은 -π와 +π 사이에 균일하게 분산되어 있다고 가정되고, 다양한 확률 밀도 함수(PDF)의 플롯(plot) 및 대응하는 수신기 동작 특성(ROCs)가 도 10 및 도 11에 도시되어 있다. 위상 오프셋 = 0에 대해서, 오버 퀀치 비율(OQR)의 증가에 따른 선택도(selectivity)의 저하 때문에, 오버 퀀치 비율(OQR) = 1은 분명히 오버 퀀치 비율(OQR) > 1과 비교하여 가장 좋은 것으로 알려져 있다. 흥미롭게, 무작위 위상 오프셋(random phase-offset)을 고려하면, 오버 퀀치 비율(OQR) = 1에 대응하는 수신기 동작 특성(ROC)은 반드시 가장 좋을 필요는 없다. 실시예에서 12 dB인 타겟 동작(target operating) Eb/No 근처에서 적어도 2-3 dB만큼의 패킷 검출 향상이 구해질 것이다. 그리하여 다양한 플롯(plot)이 이 Eb/No에서 보여진다. 이는 도 11에서 많은 수신기 동작 특성(ROC)이 꽤 가파른(stiff) 것으로 관찰된다. 이것은 매우 낮은 P_F로 매우 높은 P_D를 달성하는 것이므로 좋다. 동시에, 모두 매우 가파르기 때문에, 어떤 OQR 값이 가장 좋을 지 알기 위하여 수신기 동작 특성(ROC)을 사용할 수 없다. 그래서, 2가지 가정 하에서 확률 밀도 함수(PDF) 사이의 갭(gap)이 측정되고, 이 갭은 "dmX"로 불린다. 갭(gap)은 꼬리 확률(tail probability)의 양 "X"("X" amount)로 정의된다. 예를 들어, 도 12의 막대 차트(bar chart)는 "X" = 0.1%에서 그려져 있다. 이 도면으로부터, 비록 위상 오프셋 = 0에서 오버 퀀치 비율(OQR) = 1이 가장 좋다고 할지라도, 무작위 위상 오프셋(random phase offset)이 고려될 때는 오버 퀀치 비율(OQR) = 4일 때 가장 좋다. 도 6 내지 도12 의 플롯(plot)들은 일반성(generality)의 손실 없이 pnlen = 1인 경우에 대한 것이다. 그래서, 여기에 설명된 범위로 제한되지 않고 단지 설명의 목적으로서, pnlen = 1에 대하여 OQR = 4로 고정하고 패킷 검출을 수행할 수 있다. 이는 선택된 시스템 파라미터에서 P_D와 P_F의 측면에서 충분히 좋은 결과를 가져올 것이다. 그러나, 다른 파라미터의 집합에 대해, 개발된 동일한 원리의 알고리즘을 사용하면서, 최적의 OQR을 선택하기 위한 유사한 실험이 수행될 수 있다.

비슷하게, 도 13은 일 실시예에 따라 pnlen = 4로 실험된 2가지 가정 하에서의 확률 밀도 함수(PDF)를 보여주는 그래프이다.

도 14는 일 실시예에 따라 특정한 "pnlen"(사용된 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 코드(direct-sequence spread spectrum code)의 길이) = 4에 대한 수신기 동작 특성(ROC)을 보여주는 그래프이다. 위상 오프셋 = 0에서 오버 퀀치 비율(OQR) = 1이 가장 좋다는 것이 관찰된다. 그러나, 무작위 위상(random phase)에서 오버 퀀치 비율(OQR) = 2가 가장 좋다. 그러나, 오버 퀀치 비율(OQR) = 3은 또한 그렇게 아래에 있지 않은데, 이것이 암시하는 바는, 만약 매우 낮은 P_F에서 높은 P_D를 달성하는 것이 필요하다면, 무작위 위상에서 오버 퀀치 비율(OQR) = 2의 수신기 동작 특성(ROC1으로 불림)을 사용하여 P_D를 최대화 하는 것이 필요하다. 그 다음 위상 오프셋을 정렬(align)할고 오버 퀀치 비율(OQR) = 1로 고정한다. 그러면 위상 오프셋 = 0에서 오버 퀀치 비율(OQR)의 수신기 동작 특성(ROC2로 불림)을 사용하여 P_F를 최소화 한다. 수신기 동작 특성(ROC)이 (P_D,P_F)의 원하는 선택의 쌍(pair)이 존재함을 보여주고, 수신기 동작 특성(ROC)이 다를 수 있지만, 앞에서 설명된 바와 같은 하이브리드 접근법(hybrid approach)의 사용이 제안되고, 그리하여 대응하는 방법이 개발될 수 있다.

RF 펄스 동기화 및 패킷 검출을 함께 고려하는 하이브리드 접근법이 최적의 성능 접근이 되고, 이는 동시에(simultaneously) 존재하지 않는 다중 ROC(multiple ROCs)를 이용하는 것이라는 것이 이상에서 설명되었으므로, 다음으로 이를 달성하는 알고리즘에 대하여 설명한다.

도 15는 일 실시예에 따라 패킷 검출 확률의 극대화 및 오검출 비율(false-alarm rate)의 최소화를 위한 하이브리드 접근법(hybrid approach)을 설명하는 흐름도를 도시한다. 패킷 검출 확률(packet detection probability)을 최대화 하기 위하여, 이 방법은 우선 pnlen = 4에 대하여 오버 퀀칭 비율(OQR: Over Quenching Ratio)의 값을 2 또는 3이 되도록 수신기를 초기화하고, pnlen = 1에 대하여 오버 퀀칭 비율(OQR) = 4가 되도록 수신기를 초기화한다(1501). 오버 퀀칭 비율(OQR)의 값은, 실시예의 주요한 성격을 제한하지 않으면서, 실험과 적용(application)에 따라 변동될 수 있다. 오버 퀀칭 비율(OQR)은 초 재생 수신기(SRR) 내 퀀치 오실레이터(105)에 의해 생성되는 퀀치 싸이클(quench cycle)을 나타낸다. 실시예에서, 오버 퀀칭 비율(OQR)은 어떤 정수(n)로 초기화될 수 있다. 이 방법은 제1 임계치(P_D 최대화)를 결정 메트릭(decision metric)과 비교한다(1502). 이 임계치 값은 ROC1에 의해 지배된다.

실시예에서, 초 재생 수신기(SRR)는, 저전력 및 다른 시스템 관련 이슈들에 대하여, 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DSSS: direct sequence spread-spectrum)을 사용할 수 있고, 이 경우 결정 메트릭(decision metric)을 형성하기 위하여 pn 시퀀스와 강 또는 약 상관(hard or soft correlation)을 수행하는 것이 요구된다.

그러면 이 방법은 pnlen에 기초하여 추가 확인(further confirmation)을 위해 체크(check)한다(1503). 임계치를 더 낮은 쪽으로 세트함으로써, ROC1을 통해 언제나 만족스러운 검출 성능이 달성될 수 있다. 그러나, 이 ROC1에 의하여 최소 오검출 비율(minimum false alarm rate)이 달성되지 않을 수도 있다. 그리하여 ROC2라 불리는 제2 수신기 동작 특성(ROC)에서 동작함으로써 오검출 비율을 최소화하는 확인(confirmaton)이 필요해진다. 이는 다양한 시스템 파라미터에 의존할 것이고, 이 중 하나가, 이에 제한 되지는 않지만, "pnlen"이다. 그러므로, 설명을 위하여, 도 15에서 "pnlen"에 기초한 확인(confirmation)이 구해진다. 따라서, 만약 이 방법이 오검출 확률의 추가적인 향상을 위해 필요하다고 결정된다면, 이 방법은 "오버 퀀치(over-quench)" 방법을 사용하여 위상 오프셋(phase offset)을 추정(estimate)하고(1504), 선택도(selectivity)를 위한 가장 좋은 세팅인 OQR = 1로 퀀치 신호(quench signals)를 정렬(align)한다.

이것은 더 나은 오검출을 달성할 수 있게 하는 ROC2를 달성한다. 또한, 이 방법은, ROC2에 의해 지배(govern)되는 정밀 캘리브레이션(deliberate calibration)을 사용하여 일반적으로 계산되고 상기 제1 임계치보다 높은 제2 임계치(P_F 최소화)와 결정 메트릭(decision metric)을 비교한다(1505). 그 다음, 이 방법은, 제2 임계치와의 비교 결과에 기초하여 확인(confirmation)을 위해 체크한다(1506). 만약 이 방법이 확인(confirmation)을 결정한다면, 이 방법은 패킷 검출을 확인(confirm)하고(1507), 오버 퀀치 방법을 사용하여 위상 오프셋을 정밀 추정(fine estimate)한다. 이 방법은, 상기 정밀 추정된 위상 오프셋으로 상기 퀀치 신호를 정렬하고(1508), 더 나은 선택도를 위해 OQR = 1로 동작한다. 이후로 보통의 수신기에서, 이 방법은 시작 프레임 델리미터(SFD)를 체크한다(1509). 일단 시작 프레임 델리미터(SFD)이 검출되면, 이 방법은 페이로드(payload)를 검출한다(1510). 방법(1500)에서, 위에서 설명된 순서대로 또는 위에서 설명된 순서와 다른 순서로, 또는 일부 또는 모든 동작들이 동시에, 다양한 동작들이 수행될 수 있다. 또한, 몇몇의 실시예에서, 도 15에 열거된 동작들 중 일부가 생략될 수 있다.

이상에서 설명한 방법 및 시스템은, 다중 ROC(Receiver Operating Characteristics)에서 동작함으로써, 낮은 신호 대 잡음(SNR)에서 더 높은 패킷 검출 확률(packet detection probability)을 달성할 수 있다. 높은 신호 대 잡음(SNR)에서도 상기의 방법 및 시스템은 만족스럽게 동작한다. 또한 본 알고리즘의 다른 위상에서 최적의 퀸치 비율을 사용함으로써, 낮은 신호 대 잡음(SNR)에서 더 높은 패킷 검출 확률(packet detection probability)을 달성할 수 있다.

더 높은 신호 대 잡음(SNR)에 대해서, 낮은 오검출 비율(false-alarm rate)을 달성하면서 동시에 높은 검출 확률(detection probability)을 달성하기 위하여 다중 ROC(multiple ROCs)에서 동작할 필요가 없다. 그러나, 이는, 결정 통계(decision statistics)를 형성하기 위하여, 평균 길이의 약간의 증가, 즉 평균 이상의 비트 수를 요구할 수 있다. 그러나, 매우 낮은 SNR에 대해서, 평균 길이(averaging length)를 증가시키는 것은 하나의 ROC로부터 만족스러운 성능을 달성하는 것에 도움이 되지 않을 수 있다.

하나의 수신기 동작 특성(ROC)에서 만약 검출 확률을 증가시키려 한다면, 오검출 또한 증가될 것이고, 반대의 경우도 같을 것이다. 그러나, 제안된 하이브리드 접근법(hybrid approach)은, 오버 퀀치 비율과 같은 시스템 파라미터의 최적의 사용과 함께 패킷 검출 및 RF 펄스 동기화를 함께 고려함으로써 얻어지는 2 개의 수신기 동작 특성(ROC)에서 동작함으로써, 위의 모순되는 요구를 달성할 수 있다. 반면에, 높은 SNR에 대해, 하이브리드 접근법은, 평균 길이를 감소시킴으로써 만족스러운 성능을 가져오고, 그리하여 전력을 줄인다. 만약 평균 길이를 완화한다면, 더 좋은 RF 펄스 동기화를 또한 달성할 수 있을 것이다. 그래서, 하이브리드 접근법은 언제나 전력 감축 면에서 또는 최적화의 원하는 선택에 의존하는 동기화 성능 면에서 이익을 가질 것이다. RF 펄스 동기화와 독립적으로, 더 좋은 BER 성능을 위하여 오버 퀀치 비율(OQR) = 1이 사용될 수 있다.

위에서 설명된 프로세스, 기능(functions), 방법, 및/또는 소프트웨어는, 컴퓨터에 의하여 구현되어 프로세서로 하여금 프로그램 명령을 실행 또는 수행하도록 하는 프로그램 명령을 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록매체 상에 기록, 저장 또는 고정(fix)될 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 실시예를 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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

1. 초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 방법에 있어서,
   적어도 하나의 시스템 파라미터에 기초하여 퀀치 비율을 2보다 큰 정수 값으로 초기화하는 단계;
   제1 수신기 동작 특성으로부터 설정된 결정 메트릭을 저 임계치(lower threshold) 값과 비교하는 단계;
   상기 퀀치 비율로 퀀치 신호를 정렬하기 위하여 오버 퀀치 방법을 사용하여 위상 오프셋을 추정하는 단계;
   오검출 비율을 최소화하는 동안 상기 결정 메트릭을 고 임계치(higher threshold)와 비교하는 단계;
   상기 오버 퀀치 방법을 사용하여 상기 위상 오프셋을 확인하고, 패킷의 수신 여부를 확인하기 위해 패킷 검출을 확인하는 단계; 및
   시작 프레임 델리미터의 존재를 체크한 후에 페이로드를 검출하는 단계
   를 포함하는 초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 시스템 파라미터는,
   직접 시퀀스 확산 스펙트럼 코드의 길이(pnlen), 오버 퀀치 비율, 초 재생 수신기 이득, 변조 스킴, 타켓 SNR, 대역폭, 펄스-파형 필터 응답, 및 선택도 중 적어도 하나
   를 포함하는 초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 방법.
3. 제1항에 있어서,
   검출 확률을 증가시키기 위해 결정 메트릭을 상기 저 임계치와 비교하는
   초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 방법
4. 제1항에 있어서,
   상기 오버 퀀치 방법을 사용하여 상기 위상 오프셋 및 상기 패킷 검출을 확인(confirm)하고 상기 위상 오프셋으로 상기 퀀치 신호를 정렬시키는
   초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 방법
5. 제1항에 있어서,
   상기 오검출 비율이 최소화되고, 상기 패킷 검출이 최적화 되도록 복수 개의 상기 수신기 동작 특성를 사용하는 단계
   를 더 포함하는 초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 방법
6. 초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 시스템에 있어서,
   초 재생 오실레이터,
   퀀치 오실레이터,
   아날로그-디지털 컨버터, 및
   멀티플렉서
   를 포함하고,
   상기 시스템은,
   적어도 하나의 시스템 파라미터에 기초하여 퀀치 비율을 2보다 큰 정수 값으로 초기화하고,
   제1 수신기 동작 특성으로부터 설정된 결정 메트릭을 저 임계치(lower threshold) 값과 비교하고,
   상기 퀀치 비율로 퀀치 신호를 정렬하기 위하여 오버 퀀치 방법을 사용하여 위상 오프셋을 추정하고,
   오검출 비율을 최소화하는 동안 상기 결정 메트릭을 고 임계치(higher threshold)와 비교하고,
   상기 오버 퀀치 방법을 사용하여 상기 위상 오프셋을 확인하고, 패킷의 수신 여부를 확인하기 위해 패킷 검출을 확인하고,
   시작 프레임 델리미터의 존재를 체크한 후에 페이로드를 검출하는
   초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 시스템 파라미터는,
   직접 시퀀스 확산 스펙트럼 코드의 하나 또는 복수 개의 길이, 오버 퀀치 비율, 초 재생 수신기 이득, 변조 스킴, 타켓 SNR, 대역폭, 펄스-파형 필터 응답, 및 선택도
   를 포함하는 초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
8. 제6항에 있어서,
   검출 확률을 증가시키기 위해 결정 메트릭을 상기 저 임계치와 비교하는
   초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
9. 제6항에 있어서,
   상기 오버 퀀치 방법을 사용하여 상기 위상 오프셋 및 상기 패킷 검출을 확인하고 상기 위상 오프셋으로 상기 퀀치 신호를 정렬시키는
   초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
10. 제6항에 있어서,
    상기 오검출 비율이 최소화되고, 상기 패킷 검출이 최적화 되도록 복수 개의 상기 수신기 동작 특성을 사용하는
    초 재생 수신기의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
11. 패킷 검출과 RF 펄스 동기화를 함께 핸들링하기 위한 수신기에 있어서,
    상기 수신기는,
    적어도 하나의 시스템 파라미터에 기초하여 퀀치 비율을 2보다 큰 정수 값으로 초기화하고,
    제1 수신기 동작 특성으로부터 설정된 결정 메트릭을 저 임계 값과 비교하고,
    상기 퀀치 비율로 퀀치 신호를 정렬하기 위하여 오버 퀀치 방법을 사용하여 위상 오프셋을 추정하고,
    오검출 비율을 최소화하는 동안 상기 결정 메트릭을 고 임계치와 비교하고,
    상기 오버 퀀치 방법을 사용하여 상기 위상 오프셋 및 상기 패킷 검출을 확인하고,
    시작 프레임 델리미터의 존재를 체크한 후에 페이로드를 검출하는
    수신기.
12. 제11항에 있어서,
    퀀치 오실레이터에 의해 생성되는 상기 퀀치 신호와 입력 신호 사이에서 상기 RF 펄스 동기화를 핸들링하기 위해 구성되는
    수신기.

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