KR102265073B1 - 페이로드 시퀀스 전송 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

페이로드 시퀀스 전송 방법 및 장치가 개시된다. 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 시퀀스를 매핑하여 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스를 생성할 수 있다.

Description

페이로드 시퀀스 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING PAYLOAD SEQUENCE}
아래의 실시 예들은 페이로드 시퀀스 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
디지털 무선 통신 시스템의 변조 방식은 크게 난코히런트 변조 방식(noncoherent modulation)과 코히런트 변조 방식(coherent modulation)으로 나뉠 수 있다. 난코히런트 변조 방식은 저전력 및 저복잡도를 갖는 난코히런트 수신기에 적합하고, 코히런트 변조 방식은 전력 및 복잡도에 대한 제한이 크지 않고, 우수한 성능을 갖는 코히런트 수신기에 적합할 수 있다.
일 실시예에 따른 전송기는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스를 제1 신호로 변환하는 제1 신호 변환기를 포함하고, 상기 제1 신호 변환기는, 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 시퀀스를 매핑하여 상기 터너리 페이로드 시퀀스를 생성하는 터너리 시퀀스 매퍼; 및 상기 터너리 페이로드 시퀀스를 상기 제1 신호로 변환하는 변환기를 포함할 수 있다.
상기 터너리 시퀀스 매퍼는, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 바이너리 데이터 시퀀스(binary data sequence)를 소정의 길이로 분할하고, 상기 분할된 바이너리 데이터 시퀀스에 상기 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑할 수 있다.
상기 제1 신호 변환기는, 상기 제1 신호의 전송 전력 스펙트럼을 조절하는 펄스 쉐이핑 필터(pulse shaping filter)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전송기는 상기 원소를 기초로 상기 제1 신호의 각 구간을 변환하여, 상기 제1 신호를 상기 제2 신호로 변환하는 제2 신호 변환기를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 신호 변환기는, 상기 제1 신호 중 상기 0의 원소에 대응하는 구간을 변환하는 0값(zero value) 변환기; 및 상기 제1 신호 중 상기 1의 원소에 대응하는 구간 및 상기 -1의 원소에 대응하는 구간을 변환하는 절대값 1(absolute one value) 변환기를 포함할 수 있다.
상기 0값 변환기는, 상기 제1 신호 중 상기 0의 원소에 대응하는 구간을 검출하는 0값 검출기를 포함할 수 있다.
상기 0값 변환기는, 상기 0의 원소에 대응하는 구간의 출력을 오프(off)하는 온 오프 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 절대값 1 변환기는, 상기 제1 신호 중 절대값 1의 원소와 대응하는 구간을 검출하는 절대값 검출기; 및 상기 절대값 1의 원소의 부호를 검출하여, 상기 절대값 1의 원소와 대응하는 구간을 상기 1의 원소와 대응하는 구간 및 상기 -1의 원소와 대응하는 구간으로 분류하는 부호 검출기를 포함할 수 있다.
상기 절대값 1 변환기는, 상기 제1 신호 중 상기 1의 원소에 대응하는 구간의 주파수를 제1 주파수로 쉬프트하고, 상기 -1의 원소에 대응하는 구간의 주파수를 제2 주파수로 쉬프트하는 주파수 쉬프터(frequency shifter)를 포함할 수 있다.
상기 절대값 1 변환기는, 상기 제1 신호 중 상기 1의 원소에 대응하는 구간의 위상을 제1 위상으로 쉬프트하고, 상기 -1의 원소에 대응하는 구간의 위상을 제2 위상으로 쉬프트하는 위상 쉬프터(phase shifter)를 포함할 수 있다.
상기 절대값 1 변환기는, 상기 제1 신호 중 상기 1의 원소에 대응하는 구간의 주파수를 제1 주파수로 쉬프트하고, 상기 -1의 원소에 대응하는 구간의 주파수를 제2 주파수로 쉬프트하는 주파수 쉬프터(frequency shifter); 및 상기 제1 신호 중 상기 1의 원소에 대응하는 구간의 위상을 제1 위상으로 쉬프트하고, 상기 -1의 원소에 대응하는 구간의 위상을 제2 위상으로 쉬프트하는 위상 쉬프터(phase shifter)를 포함할 수 있다.
상기 제2 신호 변환기는, 상기 제2 신호의 크기를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.
상기 터너리 시퀀스 매퍼는, 하기 [표 1]로부터, 상기 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 상기 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출하고, 하기 C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 7의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 1]
Figure 112014104103266-pat00001
상기 터너리 시퀀스 매퍼는, 하기 [표 2]로부터, 상기 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 상기 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출하고, 하기 C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 31의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 2]
Figure 112014104103266-pat00002
일 실시예에 따른 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스를 생성하는 터너리 시퀀스 매퍼; 및 상기 터너리 페이로드 시퀀스를 신호로 변환하는 변환기를 포함하고, 상기 터너리 시퀀스 매퍼는, 하기 [표 3]으로부터, 상기 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 상기 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출하고, 하기 C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 7의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 3]
Figure 112014104103266-pat00003
일 실시예에 따른 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스를 생성하는 터너리 시퀀스 매퍼; 및 상기 터너리 페이로드 시퀀스를 신호로 변환하는 변환기를 포함하고, 상기 터너리 시퀀스 매퍼는, 하기 [표 4]로부터, 상기 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 상기 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출하고, 하기 C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 31의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 4]
Figure 112014104103266-pat00004
일 실시예에 따른 수신기는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호의 포락선의 크기값을 검출하는 포락선 검출기; 및 상기 검출된 포락선의 크기값과 소정의 바이너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 상기 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 바이너리 데이터 시퀀스 검출기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 수신기는 상기 수신 신호를 제1 주파수로 필터링하는 필터를 더 포함하고, 상기 포락선 검출기는, 상기 필터링된 수신 신호의 포락선을 검출할 수 있다.
상기 제1 주파수는, 상기 터너리 페이로드 시퀀스 중 1의 원소가 변환된 상기 수신 신호의 구간의 주파수를 나타내는 제2 주파수 및 상기 터너리 페이로드 시퀀스 중 -1의 원소가 변환된 상기 수신 신호의 구간의 주파수를 나타내는 제3 주파수 사이의 주파수일 수 있다.
상기 바이너리 데이터 시퀀스 검출기는, 상기 소정의 바이너리 시퀀스들 중 상기 검출된 포락선의 크기값과의 코릴레이션이 가장 높은 바이너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 상기 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
일 실시예에 따른 수신기는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호의 포락선의 크기값을 검출하는 전체 포락선 검출기; 및 상기 검출된 포락선의 크기값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 상기 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 바이너리 데이터 시퀀스 검출기를 포함할 수 있다.
상기 전체 포락선 검출기는, 상기 수신 신호를 제1 주파수로 필터링하는 제1 필터; 상기 수신 신호를 제2 주파수로 필터링하는 제2 필터; 상기 제1 주파수로 필터링된 수신 신호의 포락선을 나타내는 제1 포락선을 검출하는 제1 포락선 검출기; 상기 제2 주파수로 필터링된 수신 신호의 포락선을 나타내는 제2 포락선을 검출하는 제2 포락선 검출기; 및 상기 제1 포락선과 상기 제2 포락선의 차이를 이용하여 제3 포락선을 추출하는 연산기를 포함할 수 있다.
상기 바이너리 데이터 시퀀스 검출기는, 상기 소정의 터너리 시퀀스들 중 상기 제3 포락선과의 코릴레이션이 가장 높은 터너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 상기 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
일 실시예에 따른 수신기는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호와 소정의 기준 신호와의 코릴레이션을 검출하는 코릴레이션 검출기; 및 상기 코릴레이션의 결과값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 상기 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 바이너리 데이터 시퀀스 검출기를 포함할 수 있다.
상기 바이너리 데이터 시퀀스 검출기는, 상기 소정의 터너리 시퀀스들 중 상기 코릴레이션의 결과값과의 코릴레이션이 가장 높은 터너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 상기 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
일 실시예에 따른 수신기는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 정해진 터너리 시퀀스가 매핑되어 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성된 터너리 페이로드 시퀀스가 변조된 신호를 수신하는 신호 수신기; 및 하기 [표 5]를 이용하여 상기 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 상기 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 검출기를 포함하고, 하기 C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 7의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 5]
Figure 112014104103266-pat00005
일 실시예에 따른 수신기는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 정해진 터너리 시퀀스가 매핑되어 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성된 터너리 페이로드 시퀀스가 변조된 신호를 수신하는 신호 수신기; 및 하기 [표 6]을 이용하여 상기 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 상기 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 검출기를 포함하고, 하기 C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 31의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 6]
Figure 112014104103266-pat00006
도 1은 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전송 프레임을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 다른 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 7 내지 도 9는 일 실시예에 따른 전송 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 13 내지 도 15는 일 실시예에 따른 바이너리 데이터 시퀀스의 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 다른 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 17은 다른 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 전송 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 19는 다른 일 실시예에 따른 전송 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 20 내지 도 23은 일 실시예에 따른 수신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 코히런트 전송기(coherent transmitter)(110), 난코히런트 수신기(noncoherent receiver)(120, 130) 및 코히런트 수신기(coherent receiver)(140)를 포함할 수 있다. 난코히런트 수신기는 저 선택도(low selectivity) 난코히런트 수신기(120) 및 고 선택도(high selectivity) 난코히런트 수신기(130)으로 분류될 수 있다.
코히런트 전송기(110)는 데이터를 패킷 단위로 전송할 수 있다. 패킷은 코히런트 전송기(110)와 수신기들(120, 130, 140)의 페이로드(또는, PSDU)를 포함할 수 있다. 페이로드는 코히런트 전송기(110)가 전송하고자 하는 데이터 및 CRC(Cyclical Redundancy Check)를 포함할 수 있다.
코히런트 전송기(110)는 코히런트 변조(coherent modulation) 기법을 이용하여 페이로드를 변조할 수 있다. 코히런트 변조 기법에 의하여 바이너리 비트 시퀀스(binary bit sequence)를 수신기들(120, 130, 140)에 전송하는 경우, 코히런트 전송기(110)는 일정한 길이의 서로 다른 비트 시퀀스를 일정한 길이의 서로 다른 코드 시퀀스로 매핑한 후, 매핑된 코드 시퀀스들을 전송할 수 있다. 이 때, 코드 시퀀스의 길이(또는, 코드 시퀀스의 원소(element, alphabet)의 수)는 비트 시퀀스의 길이보다 클 수 있다. 또한, 코드 시퀀스는 {-1, 0, +1}의 원소들로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, {-1, 0, +1}의 원소로 구성된 시퀀스는 터너리 시퀀스(ternary sequence)로 표현되고, {0, +1}의 원소로 구성된 시퀀스는 유니폴라 시퀀스(unipolar sequence)로 표현되고, {-1, 1}의 원소로 구성된 시퀀스는 바이폴라 시퀀스(bipolar sequence)로 표현될 수 있다. 여기서, +1 원소에 해당하는 캐리어 신호의 주파수와 -1 원소에 해당하는 캐리어 신호의 주파수가 서로 다를 경우, +1 원소는 캐리어 신호(carrier signal)의 위상(phase)(이하에서, 위상은 각 주파수(angular frequency)로 표현될 수 있음)값을 0으로 설정하는 것을 의미하고, 0 원소는 캐리어 신호를 오프시키는 것을 의미하고, -1 원소는 캐리어 신호의 위상값을 180도로 설정하는 것을 의미할 수 있다. 저 선택도 난코히런트 수신기(120)가 코히런트 전송기(110)로부터 패킷을 수신하는 경우, 저 선택도 난코히런트 수신기(120)는 난코히런트 복조(noncoherent demodulation) 기법을 이용하여 페이로드를 복조하기 때문에, 저 선택도 난코히런트 수신기(120)는 캐리어 신호의 서로 다른 위상을 구별할 수 없다. 이에 따라, 저 선택도 난코히런트 수신기(120)는 +1 원소와 -1 원소를 구별할 수 없으므로, 터너리 시퀀스를 유니폴라 시퀀스로 인지할 수 있다. 고 선택도 난코히런트 수신기(130)는 높은 주파수 선택도를 갖는 필터(또는, 높은 Q-팩터 필터)를 이용하여 캐리어 신호의 서로 다른 주파수를 구별할 수 있고, 이에 따라, 고 선택도 난코히런트 수신기(130)는 터너리 시퀀스의 +1 원소와 -1 원소를 구별하게 되어, 터너리 시퀀스를 인식할 수 있다.
코히런트 수신기(140)가 코히런트 전송기(110)로부터 패킷을 수신하는 경우, 코히런트 수신기(140)는 코히런트 복조(coherent demodulation) 기법을 이용하여 페이로드를 복조하여 수신 신호의 서로 다른 위상을 구별할 수 있기 때문에, 저 선택도 난코히런트 수신기(120)와 달리, 터너리 시퀀스를 인식할 수 있다.
이하에서는 난코히런트 수신기(120, 130) 및 코히런트 수신기(140)에 적용될 수 있는 터너리 시퀀스를 설계하는 방법에 대해 설명한다.
또한, 설계된 터너리 시퀀스를 이용하여 페이로드를 송수신하는 방법에 대해, 하기에서 도 2 내지 도 15를 참조하여 상세하게 설명된다.
<터너리 시퀀스의 설계>
* 시스템
터너리 시퀀스의 설계 과정에서, 시스템은 코히런트 전송기, 코히런트 수신기 및 난코히런트 수신기를 포함할 수 있다. 시스템에서는 아래의 원소들이 이용될 수 있다.
a) 유니폴라 바이너리 원소(alphabet) {0, 1}
b) 터너리 원소{0, ±1}
터너리 원소로 구성된 시퀀스/코드워드는 터너리 시퀀스/코드워드로 나타낼 수 있고, 유니폴라 바이너리 원소로 구성된 시퀀스/코드워드는 유니폴라 바이너리 시퀀스/코드워드로 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 전송기는 M-ary 원소 S로부터 심볼을 추출할 수 있다. 여기서, S는
Figure 112014104103266-pat00007
를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 정보 레이트(information rate)는 k-비트/심볼(k-bits/symbol)일 수 있다. 전송기가 전송을 하기 전에, S로부터의 각 심볼은 소정의 확산 인자(spreading code) C로부터 M개의 가능한 파형들(또는, 코드워드들) 중 하나와 매핑될 수 있다. 다시 말해, 심볼의 매핑은
Figure 112014104103266-pat00008
로 나타낼 수 있다. 또한, N이 코드워드의 길이를 나타내는 경우, 코드의 효율(effective rate)(또는, 확산 인자)은
Figure 112014104103266-pat00009
로 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 심볼
Figure 112014104103266-pat00010
(등가적으로,
Figure 112014104103266-pat00011
)에 대응하는 전송된 파형은 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014104103266-pat00012

여기서,
Figure 112014104103266-pat00013
는 칩 파형(chip waveform)을 나타내고, Tc는 칩을 나타내고, T는 심볼 구간을 나타낼 수 있다.
콘스탄트 웨이트 코드(constant weight code)(또는, 등 에너지 파형(equal energy waveforms)의 전제하에, 정합된 필터링(또는, 코릴레이션)에 의해 수신기에서 검출되는 심볼은 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014104103266-pat00014

여기서, y(t)는 수신된 파형을 나타내고, y(t)는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)에 의해 변형될 수 있다.
Figure 112014104103266-pat00015
은 수신기에서 추정된 심볼로 정의될 수 있다.
수신기에서의 심볼 검출은 M개의 파형들 각각과 정합되는 M개의 코릴레이터들의 뱅크(bank)를 이용한 코릴레이션을 수행함으로써 획득될 수 있다.
* 코드 설계 요건
터너리 시퀀스/코드워드가 전송되는 경우, 코히런트 수신기는 칩들의 극성(polarity)을 인식하고, 이에 따라, 터너리 시퀀스/코드워드를 인식할 수 있다. 반면, 난코히런트 수신기(에너지 검출에 기초하는 수신기)는 위상 정보의 결여로 인하여, 터너리 시퀀스/코드워드를 유니폴라 바이너리 시퀀스/코드워드로 인식할 수 있다.
일 실시예에서, 확산 코드는 아래의 사항들을 만족해야 할 수 있다.
1) 터너리 코드 셋
Figure 112014104103266-pat00016
에서의 시퀀스들은 최대한 분리될 수 있다.
2) 바이너리 셋
Figure 112014104103266-pat00017
과 대응하는 시퀀스들은 최대한 분리될 수 있다.
* ULP(Ultra Low Power)를 위한 확산 코드 설계
ULP를 위한 확산 코드의 설계는 상술한 사항들과는 다른 양상을 나타낼 수 있다. 이는 코히런트 확산 코드 및 난코히런트 확산 코드의 설계가 서로 다른 것에 기인할 수 있다. 이하에서는 효율적인 확산 코드의 설계에 대해 설명한다.
* 기본 정의 및 컨셉
ULP를 위한 확산 코드들은 두 단계의 오토 코릴레이션 시퀀스들(two-level autocorrelation sequences)을 이용하여 획득될 수 있다. 두 단계의 오토 코릴레이션 시퀀스들은 코히런트 터너리 코드 및 난코히런트 바이너리 코드 또는 옵티컬 오소고날 코드(Optical Orthogonal Code: OOC)를 획득하기 위한 기초로 이용될 수 있다.
* 완전 주기 오토 코릴레이션(perfect periodic autocorrelation)을 갖는 터너리 시퀀스
완전 주기 오토 코릴레이션을 갖고 길이가 N인 터너리 시퀀스는 아래의 수학식 3과 같은 오토 코릴레이션을 가질 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112014104103266-pat00018

* 두 단계의 오토 코릴레이션 시퀀스
바이너리 시퀀스는
Figure 112014104103266-pat00019
, where
Figure 112014104103266-pat00020
로 나타낼 수 있다. 바이너리 시퀀스는 아래 수학식 4의 조건을 만족한다면 두 단계의 오토 코릴레이션을 가질 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112014104103266-pat00021

여기서, 오토 코릴레이션 펑션
Figure 112014104103266-pat00022
은
Figure 112014104103266-pat00023
로 정의될 수 있다. A가 -1일 경우, 바이너리 시퀀스는 이상적인 두 단계의 오토 코릴레이션 시퀀스가 될 수 있다. 이러한 시퀀스들은 코히런트 터너리 시퀀스 및 난코히런트 바이너리 시퀀스들 사이의 가교 역할을 수행할 수 있다. 이러한 시퀀스들의 대부분은 길이
Figure 112014104103266-pat00024
(m은 정수)를 갖는 m-시퀀스일 수 있다.
* 사이클릭 디퍼런스 셋(cyclic difference set)
Figure 112014104103266-pat00025
의 디퍼런스 셋은
Figure 112014104103266-pat00026
로 나타낼 수 있다. 여기서, k는 정수를 나타낼 수 있다. 셋 D의 요소들의 솔루션 페어들
Figure 112014104103266-pat00027
은
Figure 112014104103266-pat00028
개일 수 있고, di와 dj 간의 관계는
Figure 112014104103266-pat00029
로 나타낼 수 있다. 여기서, t는
Figure 112014104103266-pat00030
와 같이 나타낼 수 있다.
사이클릭 디퍼런스 셋은 두 단계의 오토 코릴레이션 시퀀스들과 일대일로 대응될 수 있다. 이에 따라, 사이클릭 디퍼런스 셋은 완전 오토콜리레이션을 갖는 터너리 시퀀스들의 설계에 이용될 수 있다.
* ULP를 위한 확산 코드
시스템을 완전히 동기화 하기 위한 가장 좋은 방법은 좋은 오토 코릴레이션 속성을 갖는 시퀀스들을 선택하고, 서로 다른 심볼들에 서로 다른 사이클릭 쉬프트를 할당하는 것일 수 있다.
아래에서는, 확산 인자 8, 16 및 32의 쉬프트 등가 코드들(shift equivalent codes)의 설계 방안에 대해 설명한다.
1. 주기가 N-1인 m-시퀀스를 선택할 수 있다. 여기서, N은 터너리 코드의 목표 확산 인자를 나타낼 수 있다.
2. 특정 1의 원소들을 변환하고, 0의 원소들은 유지함으로써, m-시퀀스로부터 동일 주기의 터너리 시퀀스를 획득할 수 있다. 이는 프로시저 A로 나타낼 수 있다.
3. 가능한 시퀀스의 코릴레이션을 손상시키지 않게 하기 위하여, 시퀀스에 0의 원소 또는 1의 원소를 부가할 수 있다.
4. m-시퀀스 및 제로-패딩(zero padding)에 따라, 아래의 두 가지 케이스들이 가능할 수 있다.
ⅰ) (가중치 N/2 또는 (N-2)/2의 m-시퀀스로부터의) 발란스드 터너리 시퀀스
ⅱ) (모든 가중치가 (N-2)/2 또는 N/2+1인) 언발란스드 터너리 시퀀스
획득된 터너리 시퀀스들은 좋은 코릴레이션 속성들에 의해 특징지어질 수 있다. 서로 다른 심볼들이 할당된 확산 시퀀스들의 셋은 획득된 터너리 시퀀스들의 사이클릭 쉬프트로 획득될 수 있다. 일 실시예에서, 상술한 8, 16 및 32의 확산 인자는 각각 심볼 사이즈 3, 4 및 5에 대응될 수 있다.
* 가중치 N/2의 m-시퀀스들로부터 획득된 발란스드 시퀀스
아래는 가중치 N/2의 m-시퀀스로부터 가중치 N/2의 발란스드 터너리 시퀀스를 획득하는 프로시저를 나타낼 수 있다.
1. 가중치 N/2의 m-시퀀스를 선택할 수 있다.
2. N이 완전 제곱일 경우, 프로시저 A를 이용하여 주기 N-1의 m-시퀀스로부터 주기 N-1의 터너리 시퀀스를 획득할 수 있다.
3. 평균 제곱 오토 코릴레이션(Mean Squared AutoCorrelation: MSAC)가 최소가 되도록, 획득한 터너리 시퀀스에 0의 원소를 부가할 수 있다. 여기서, 평균 제곱 오토 코릴레이션은 아래의 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112014104103266-pat00031

여기서,
Figure 112014104103266-pat00032
는 딜레이
Figure 112014104103266-pat00033
에서 시퀀스의 주기로 정규화된 오토 코릴레이션을 나타내고, 아래의 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112014104103266-pat00034

여기서, w는 시퀀스의 해밍 가중치(hamming weight)를 나타낼 수 있다. 가중치가 N/2인 대표적인 m-시퀀스로부터 획득된 발란스드 시퀀스들은 아래의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
[표 1]
Figure 112014104103266-pat00035

일 실시예에서, 다른 m-시퀀스들은 기본 시퀀스로 대체될 수 있다.
* 가중치 (N-2)/2의 m-시퀀스들로부터 획득된 발란스드 시퀀스
아래는 가중치 (N-2)/2의 m-시퀀스로부터 가중치 N/2의 발란스드 터너리 시퀀스를 획득하는 프로시저를 나타낼 수 있다.
1. m-시퀀스로부터 주기 N-1의 터너리 시퀀스를 획득할 수 있다. 가중치 (N-2)/2를 갖는 완전한 터너리 시퀀스는 존재하지 않을 수 있다. 이에 따라, 터너리 원소에서 양호한 코릴레이션 속성을 갖는 터너리 시퀀스를 도출하기 위해 프로시저 B를 이용할 수 있다.
2. 평균 제곱 오토 코릴레이션(Mean Squared AutoCorrelation: MSAC)가 최소가 되도록, 획득한 터너리 시퀀스에 1의 원소를 부가할 수 있다.
3. 결과 시퀀스들은 가중치 N/2에 의해 특징지어질 수 있다.
가중치가 (N-2)/2인 대표적인 m-시퀀스로부터 획득된 발란스드 시퀀스들은 아래의 표 2와 같이 나타낼 수 있다.
[표 2]
Figure 112014104103266-pat00036

일 실시예에서, 다른 m-시퀀스들은 기본 시퀀스로 대체될 수 있다.
* 통합된 리스트(consolidated list)
하기 표 3과 같은 시퀀스들을 도출하기 위하여, 0의 원소 및 0이 아닌 원소가 균일하게 분포된 시퀀스는 표 1 및 표 2로부터 선택될 수 있다.
[표 3]
Figure 112014104103266-pat00037

표 3의 기본 터너리 확산 시퀀스들은 무선 채널을 통해 전송하기 위하여 데이터 심볼들을 인코딩하기 위해 이용될 수 있다. 데이터 심볼들을 인코딩하기 위한 확산 시퀀스들이 표 3의 하나의 기본 터너리 확산 시퀀스의 사이클릭 쉬프트를 통해 획득됨에 따라, 구별되는 확산 시퀀스(distinct spreading sequence)의 수는 확산 인자와 같아질 수 있다. 이에 따라, 확산 인자 M의 확산 시퀀스들은 크기가
Figure 112014104103266-pat00038
인 데이터 심볼들을 인코딩하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 확산 인자 M=8의 확산 시퀀스는 크기
Figure 112014104103266-pat00039
인 데이터 심볼을 인코딩하기 위해 이용될 수 있다.
또한, 확산 인자 16 및 32의 확산 시퀀스들은 각각 크기가 4 및 5인 데이터 심볼들을 인코딩하는데 이용될 수 있다. 표 3에서의 기본 터너리 확산 시퀀스들은 각각 3/8-OOK, 4/16-OOK 및 5/32-OOK로 표현될 수 있다. 후술하는 표 4는 표 3의 기본 터너리 시퀀스들을 3/8-OOK, 4/16-OOK 및 5/32-OOK로 분류하여 나타낸 것이다.
[표 4]
Figure 112014104103266-pat00040

일 실시예에서, 확산 코드들은 어떠한 커스터마이즈 로직(예를 들어, 그레이 코딩(grey coding))을 기초로 데이터 심볼들이 할당될 수 있다. 표 5는 대표적인 k=3, M=8인 데이터 심볼들에의 확산 코드들의 대표적인 할당을 나타낼 수 있다. 여기서, 원 시퀀스(original sequence)에의 사이클릭 쉬프트는 바이너리 데이터 심볼의 십진 등가치(decimal equivalent) 일 수 있다.
[표 5]
Figure 112014104103266-pat00041

* 최대 길이 쉬프트 레지스터 시퀀스(m-시퀀스)
m-시퀀스 또는 최대 길이 시퀀스는 두 단계의 이상적인 오토 코릴레이션 시퀀스의 일반적인 등급에 속하고, 모든
Figure 112014104103266-pat00042
(m은 정수)을 위해 존재할 수 있다. m-시퀀스는 원시 다항식의 피드백을 갖는 선형 피드백 쉬프트 레지스터(Linear Feedback Shift Registers: LFSR)를 이용하여 생성될 수 있다. 이러한 시퀀스는 주어진 길이의 LFSR로부터 획득된 최대 주기에 대응할 수 있다.
* 시퀀스 설계에서 m-시퀀스를 이용할 경우의 이점
확산 시퀀스들의 설계에서 m-시퀀스의 이용은 코히런트 및 난코히런트 모두에 이점을 가질 수 있다.
난코히런트의 관점에서의 m-시퀀스의 이용의 이점은 아래와 같다.
1) m-시퀀스는
Figure 112014104103266-pat00043
형태의 사이클릭 디퍼런스 셋과 대응할 수 있다.
2) 이는 유니폴라 바이너리 원소 {0, 1}상의 (N+1)/4의 위상 오토 코릴레이션(phase autocorrelation)에서의 상수를 나타낼 수 있다.
코히런트의 관점에서의 m-시퀀스의 이용의 이점은 아래와 같다.
1) m-시퀀스가 완전 제곱일 경우, 0의 원소를 유지하기 위하여, 원소 {0, -1, 1}상의 완전 시퀀스(perfect sequence)는 m-시퀀스(프로시저 A)로부터 생성될 수 있다.
2) 주기 7 및 31의 완전 시퀀스가 획득될 수 있다.
3) 이러한 시퀀스는 제로 패딩(zero padding)에 의해 확장될 수 있고, 이에 따라 코릴레이션 속성이 손상되지 않을 수 있다. 이 결과는 주기 8 및 32의 시퀀스로 나타날 수 있다. 완전에 가까운 터너리 시퀀스는 프로시저 B에서 설명한 방법에 의해 확산 인자 15를 위해 획득될 수 있다.
* 프로시저 A: m-시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스를 획득
x 및 y가 두 개의 이상적인 두 단계의 오토 코릴레이션 시퀀스일 경우, 이러한 시퀀스
Figure 112014104103266-pat00044
는 위상 오토 코릴레이션에서의 0의 원소를 갖는 완전 시퀀스일 수 있다. 여기서,
Figure 112014104103266-pat00045
는 시퀀스 x 및 y 사이의 크로스 코릴레이션(cross correlation) 시퀀스일 수 있다. 두 시퀀스들이 m-시퀀스들 중 선호되는 페어(pair)로서 선택되는 경우, 그 결과인
Figure 112014104103266-pat00046
는 터너리일 수 있다. 예를 들어, 선호되는 페어가
Figure 112014104103266-pat00047
일 때, 이는
Figure 112014104103266-pat00048
로 나타날 수 있다.
Figure 112014104103266-pat00049
를
Figure 112014104103266-pat00050
로 나눈 결과는 원소
Figure 112014104103266-pat00051
를 갖는 시퀀스로 나타낼 수 있다.
* 프로시저 B: m-시퀀스로부터 완전에 가까운 터너리 시퀀스를 획득
완전 터너리 시퀀스는 시퀀스의 가중치가 완전 제곱일 경우에 존재할 수 있다. 이에 따라, 주기가 15와 같은 완전 터너리 시퀀스는 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 완전 터너리 시퀀스에서 -1의 원소들과 +1의 원소들의 비율은 1/3과 2/3 사이로 나타날 수 있다. 이에 따라, 완전에 가까운 터너리 시퀀스는 이러한 비율을 기초로 획득될 수 있다. 평균 제곱 오토 코릴레이션(Mean Squared AutoCorrelation: MSAC)이 가장 적은 값을 갖는 시퀀스가 선택될 수 있다. 평균 제곱 오토 코릴레이션은 아래의 수학식 7과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112014104103266-pat00052

여기서,
Figure 112014104103266-pat00053
는 딜레이가
Figure 112014104103266-pat00054
에서 시퀀스의 주기적인 오토 코릴레이션일 수 있다.
<터너리 페이로드 시퀀스의 송수신>
도 2는 일 실시예에 따른 전송 프레임을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 전송 프레임(200)은 프리앰블(preamble)(210), SFD(Start Frame Delimiter)(220), PHR(PHysical layer Header)(230), PSDU(Physical Service Data Unit)(240)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패킷은 전송 프레임(200)과 동일한 의미로 이용될 수 있다.
프리앰블(210)은 전송 프레임(200)의 선두에 기록되는 비트 열(bit string)일 수 있다. 프리앰블(210)은 시간 동기화(time synchronization)를 위한 특정한 비트-패턴을 포함할 수 있다.
SFD(220)는 프레임의 시작(beginning of the frame)을 식별하고, 동기화의 재확인을 식별할 수 있다. 또한, SFD(220)는 프레임 동기화(frame synchronization)를 획득하기 위한 필드를 의미할 수 있다.
PHR(230)은 물리적 계층(physical layer)에 관련된 유용한 정보들을 나타내는 필드일 수 있다. 예를 들어, 정보들은 길이 지시자, 사용된 모듈레이션 방식 및 사용된 부호화 방식에 관한 정보들일 수 있다. 또한, PHR(230)은 PSDU(240)의 형식에 관한 필드 및 헤더 체크 시퀀스(Header Check Sequence; HCS)를 포함할 수 있다. 여기서, HCS는 PHR(230)에 오류가 발생했는지 여부를 판단하는데 이용될 수 있다.
PSDU(240)는 물리적 계층의 상위 계층으로부터 전달된, 비트들의 형식의 부호화되지 않은 데이터의 유닛일 수 있다. PSDU(240)는 물리적 계층보다 상위 계층에서 실제로 송수신되는 데이터들을 포함할 수 있다. PSDU(240)는 페이로드(payload)로 표현될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전송기(300)는 제1 신호 변환기(310) 및 제2 신호 변환기(320)를 포함할 수 있다. 여기서, 전송기(300)는 도 1에서 설명된 코히런트 전송기(110)를 의미할 수 있다. 이하에서, 전송기가 바이너리 데이터 시퀀스를 제1 신호 및 제2 신호를 변환하는 기법은 TASK(Ternary Amplitude Shift Keying), TFSK(Ternary Frequency Shift Keying) 또는 On-off FSK로 표현될 수 있다.
제1 신호 변환기(310)는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스(ternary payload sequence)를 제1 신호로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 원소들은 알파벳(alphabet) 또는 칩(chip)으로도 표현될 수 있다.
제1 신호 변환기(310)는 터너리 시퀀스 매퍼 및 변환기를 포함할 수 있다. 터너리 시퀀스 매퍼는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 터너리 페이로드 시퀀스를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 터너리 시퀀스 매퍼는 0 또는 1의 원소들로 구성된 바이너리 데이터 시퀀스를 소정의 길이로 분할하고, 분할된 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 터너리 페이로드 시퀀스를 생성할 수 있다. 여기서, 미리 설계된 터너리 시퀀스는 앞서 설명한 터너리 시퀀스의 설계에서 추출된 터너리 시퀀스를 의미할 수 있다. 또한, 미리 설계된 터너리 시퀀스는 전송기(300)에 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 미리 설계된 터너리 시퀀스는 룩업 테이블로 저장될 수 있다.
일 실시예에서, 3/8 TASK(Ternary Amplitude Shift Keying)의 변조 기법에 의할 경우, 바이너리 데이터 시퀀스에 매핑되는 터너리 시퀀스는 표 6과 같이 나타날 수 있다.
[표 6]
Figure 112014104103266-pat00055
여기서, C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 의미할 수 있고, Cm은 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클링 쉬프트된 시퀀스를 나타내고, m은 1 내지 7의 정수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, C1은 [1 0 0 0 1 -1 0 1]의 시퀀스를 나타내고, C2는 [1 1 0 0 0 1 -1 0]의 시퀀스를 나타낼 수 있다.
또한, 5/32 TASK(Ternary Amplitude Shift Keying)의 변조 기법에 의할 경우, 바이너리 데이터 시퀀스에 매핑되는 터너리 시퀀스는 표 7과 같이 나타날 수 있다.
[표 7]
Figure 112014104103266-pat00056

여기서, C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 의미할 수 있고, Cm은 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클링 쉬프트된 시퀀스를 나타내고, m은 1 내지 31의 정수를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 터너리 시퀀스 매퍼는 상술한 표 6 또는 표 7에서 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 검색하고, 검색된 터너리 시퀀스를 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출하여, 이를 바이너리 데이터 시퀀스에 매핑할 수 있다.
변환기는 터너리 페이로드 시퀀스를 TASK 변조 기법에 따라 변조하여, 터너리 페이로드 시퀀스(또는, 페이로드의 칩 시퀀스, PPDU의 칩 시퀀스)를 제1 신호로 변환할 수 있다.
일 실시예에서, 변환기는 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조 기법을 이용하여 터너리 페이로드 시퀀스를 변조할 수 있다. 이 때, 변환기는 아래의 수학식 8과 같이 터너리 페이로드 시퀀스를 매핑할 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112014104103266-pat00057

여기서,
Figure 112014104103266-pat00058
은 터너리 페이로드 시퀀스를 나타내고,
Figure 112014104103266-pat00059
은 n번째 원소(또는, 칩)의 크기를 나타내고,
Figure 112014104103266-pat00060
는 전송 전압 레벨을 나타낼 수 있다. ASK 변조 기법에는 가우시안 펄스 쉐이핑이 이용될 수 있다. 터너리 페이로드 시퀀스의 각 원소들은 1 Mchip/s for 2.4 GHz band; 600 Kchips/s for 780 MHz, 863 MHz, 900 MHz and 950 MHz bands; and 250 Kchips/s for 433MHz 및 470 MHz bands의 레이트에서 생성될 수 있다.
또한, 제1 신호 변환기(310)는 펄스 쉐이핑 필터(pulse shaping filter)를 포함할 수 있다. 펄스 쉐이핑 필터는 터너리 페이로드 시퀀스의 각 원소를 순서대로 입력받아, 기저 대역의 제1 신호의 모양이 시간축에서 급격하게 변하지 않고 부드럽게 변하게 함으로써, 제1 신호의 주파수 대역이 넓게 분포하지 않게 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 펄스 쉐이핑 필터는 전송 전력 스펙트럼(transmit power spectrum)을 조절할 수 있다. 펄스 쉐이핑 필터는 구간이 T이고, BT가 0.3 내지 0.5인 이상적인 가우시안 펄스를 근사화할 수 있다. 펄스 쉐이핑 필터의 임펄스 응답은 아래의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112014104103266-pat00061

또한, 터너리 페이로드 시퀀스가 변조된 제1 신호는 아래의 수학식 10과 같이 나타날 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112014104103266-pat00062

여기서,
Figure 112014104103266-pat00063
은 터너리 페이로드 시퀀스의 원소를 나타내고,
Figure 112014104103266-pat00064
은 원소에 대응하는 제1 신호의 구간을 나타내고,
Figure 112014104103266-pat00065
는 터너리 페이로드 시퀀스의 원소들의 개수를 나타낼 수 있다. 터너리 페이로드 시퀀스의 원소들은 아래의 수학식 11과 같이 나타날 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112014104103266-pat00066

여기서,
Figure 112014104103266-pat00067
은 프리앰블 필드를 구성하는 칩 시퀀스를 나타내고,
Figure 112014104103266-pat00068
는 확산 SFD 필드를 구성하는 칩 시퀀스를 나타내고,
Figure 112014104103266-pat00069
는 확산 PHR 필드를 구성하는 칩 시퀀스를 나타내고,
Figure 112014104103266-pat00070
는 인코딩된 터너리 시퀀스 확산 PSDU 필드를 구성하는 칩 시퀀스를 나타낼 수 있다.
터너리 페이로드 시퀀스가 변조된 제1 신호의 통과 대역은 아래의 수학식 12와 같이 나타날 수 있다.
[수학식 12]
Figure 112014104103266-pat00071

여기서,
Figure 112014104103266-pat00072
는 캐리어의 각 주파수(angular frequency)를 나타내고,
Figure 112014104103266-pat00073
은 랜덤 위상(random phase)을 나타낼 수 있다.
또한, 제2 신호 변환기(320)는 터너리 페이로드 시퀀스의 원소를 기초로 제1 신호의 각 구간을 변환하여, 제1 신호를 제2 신호로 변환할 수 있다. 제2 신호 변환기(320)는 제1 신호 중 0의 원소에 대응하는 구간을 변환하는 0값 변환기 및 제1 신호 중 1의 원소에 대응하는 구간 및 -1의 원소에 대응하는 구간을 변환하는 절대값 1 변환기를 포함할 수 있다.
0값 변환기는 0값 검출기 및 온 오프 컨트롤러를 이용하여 제1 신호 중 0의 원소에 대응하는 구간을 변환할 수 있다. 0값 검출기는 제1 신호 중 0의 원소에 대응하는 구간을 검출할 수 있다. 예를 들어, 0값 검출기는 제1 신호의 크기가 0에 가까운 구간을 0의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다. 온 오프 컨트롤러는 0값 검출기에서 검출된 0의 원소에 대응하는 구간의 출력을 오프할 수 있다. 이에 따라, 제2 신호 중 0의 원소에 대응되는 구간의 크기는 0일 수 있다.
또한, 절대값 1 변환기는 제1 신호 중 1의 원소에 대응하는 구간 및 -1의 원소에 대응하는 구간을 검출하고, 1의 원소에 대응하는 구간 및 -1의 원소에 대응하는 구간을 서로 다른 변환 기법으로 변환할 수 있다.
일 실시예에서, 절대값 1 변환기는 절대값 검출기 및 부호 검출기를 이용하여 제1 신호 중 1의 원소에 대응하는 구간 및 -1의 원소에 대응하는 구간을 검출할 수 있다. 절대값 검출기는 제1 신호 중 절대값 1의 원소와 대응하는 구간(예를 들어, 제1 신호의 크기가 미리 정해진 크기 이상인 구간)을 절대값 1의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다. 부호 검출기는 절대값 1의 원소의 부호를 검출하여 절대값 1의 원소와 대응하는 구간을 1의 원소와 대응하는 구간 및 -1의 원소와 대응하는 구간으로 분류할 수 있다. 예를 들어, 부호 검출기는 절대값 1의 원소에 대응하는 구간 중 위상이 0도인 구간을 1의 원소에 대응하는 구간으로 검출하고, 위상이 180도인 구간을 -1의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다.
또한, 절대값 1 변환기는 주파수 쉬프터 또는/및 위상 쉬프터를 이용하여 1의 원소와 대응하는 구간 및 -1의 원소와 대응하는 구간을 변환할 수 있다. 예를 들어, 절대값 1 변환기는 난코히런트 수신기에 제2 신호를 전송할 경우, 주파수 쉬프터를 이용하여 1의 원소와 대응하는 구간 및 -1의 원소와 대응하는 구간을 변환할 수 있다. 코히런트 수신기에 제2 신호를 전송할 경우, 절대값 1 변환기는 주파수 쉬프터와 위상 쉬프터를 함께 이용하여 1의 원소와 대응하는 구간 및 -1의 원소와 대응하는 구간을 변환할 수 있다.
주파수 쉬프터는 제1 신호 중 1의 원소에 대응하는 구간의 주파수를 주파수 f1으로 쉬프트하고, -1의 원소에 대응하는 구간의 주파수를 주파수 f2로 쉬프트할 수 있다.
예를 들어, 제1 신호 중 1의 원소와 대응하는 구간을 변환하는 경우, 주파수 쉬프터는 VCO에 의해 주파수가 조정된 캐리어 신호의 주파수를 주파수 f1으로 쉬프트하고, 절대값 1 변환기는 주파수 f1로 쉬프트된 캐리어 신호와 1의 원소와 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱할 수 있다. 또한, 주파수 쉬프터는 1의 원소와 대응하는 구간의 크기의 절대값에 비례하는 값을 포락선으로 갖는 캐리어 신호의 주파수를 주파수 f1으로 쉬프트할 수 있다. 다른 예로서, 제1 신호 중 -1의 원소와 대응하는 구간을 변환하는 경우, 주파수 쉬프터는 VCO에 의해 주파수가 조정된 캐리어 신호의 주파수를 주파수 f2로 쉬프트하고, 절대값 1 변환기는 주파수 f2로 쉬프트된 캐리어 신호와 -1의 원소와 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱할 수 있다. 또한, 주파수 쉬프터는 -1의 원소와 대응하는 구간의 크기의 절대값에 비례하는 값을 포락선으로 갖는 캐리어 신호의 주파수를 주파수 f2로 쉬프트할 수 있다. 일 실시예에서, 주파수 f1과 주파수 f2는 서로 다른 주파수 대역을 가질 수 있다. 예를 들어, 주파수 f2의 크기는 주파수 f1보다 클 수 있다.
또한, 위상 쉬프터는 제1 신호 중 1의 원소에 대응하는 구간의 위상을 위상 θ1으로 쉬프트하고, -1의 원소에 대응하는 구간의 위상을 위상 θ2로 쉬프트할 수 있다. 예를 들어, 위상 쉬프터는 캐리어 신호의 위상을 0도로 쉬프트하고, 절대값 1 변환기는 0도로 쉬프트된 캐리어 신호와 1의 원소와 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱할 수 있다. 또한, 위상 쉬프터는 1의 원소와 대응하는 구간의 크기의 절대값에 비례하는 값을 포락선으로 갖는 캐리어 신호의 위상을 0도로 쉬프트할 수 있다. 다른 예로서, 위상 쉬프터는 캐리어 신호의 위상을 180도로 쉬프트하고, 절대값 1 변환기는 180도로 쉬프트된 캐리어 신호와 -1의 원소와 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱할 수 있다. 또한, 위상 쉬프터는 -1의 원소와 대응하는 구간의 크기의 절대값에 비례하는 값을 포락선으로 갖는 캐리어 신호의 위상을 180도로 쉬프트할 수 있다.
일 실시예에서, 위상 쉬프터는 주파수 쉬프터에 의해 주파수 f1으로 쉬프트된 1의 원소와 대응하는 구간의 위상을 위상 θ1으로 쉬프트하고, 주파수 f2로 쉬프트된 -1의 원소와 대응하는 구간의 위상을 위상 θ2로 쉬프트할 수 있다.
또한, 제2 신호 변환기(320)는 증폭기를 포함할 수 있다. 증폭기는 변환된 제2 신호의 크기를 증폭할 수 있다. 전송기(300)는 증폭된 제2 신호를 안테나를 통하여 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 다른 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 전송기(400)는 저 선택도 난코히런트 수신기, 고 선택도 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 데이터를 전송할 수 있다. 전송기(400)는 제1 신호 변환기(410) 및 제2 신호 변환기(420)를 포함할 수 있다. 제1 신호 변환기(410)는 터너리 시퀀스 매퍼(411) 및 펄스 쉐이핑 필터(412)를 포함할 수 있다.
터너리 시퀀스 매퍼(411)는 0 또는 1의 원소들로 구성된 바이너리 데이터 시퀀스를 소정의 길이로 분할하고, 분할된 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 터너리 페이로드 시퀀스를 생성할 수 있다. 예를 들어, 터너리 시퀀스 매퍼(411)에 [1 0 1 0 0 1 1 1 0]의 바이너리 데이터 시퀀스가 입력되는 경우, 터너리 시퀀스 매퍼(411)는 바이너리 데이터 시퀀스를 [1 0 1], [0 0 1], [1 1 0]로 분할할 수 있다. 터너리 시퀀스 매퍼(411)는 분할된 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑할 수 있다. 예를 들어, 분할된 바이너리 데이터 시퀀스 [1 0 1]에 대응하는 미리 설계된 터너리 시퀀스가 [0 1 -1 0 1 1 0 0]인 경우, 터너리 시퀀스 매퍼(411)는 분할된 바이너리 시퀀스 [1 0 1]에 터너리 시퀀스 [0 1 -1 0 1 1 0 0]를 매핑하여 터너리 페이로드 시퀀스 [0 1 -1 0 1 1 0 0]를 생성할 수 있다. 또한, 터너리 시퀀스 매퍼(411)는 터너리 페이로드 시퀀스를 제1 신호로 변조할 수 있다.
또한, 터너리 시퀀스 매퍼(411)는 ASK 변조 기법을 이용하여 터너리 페이로드 시퀀스를 변조할 수 있다. 일 실시예에서, 터너리 시퀀스 매퍼(411)는 도 3에서 설명한 변환기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 터너리 페이로드 시퀀스 [0 1 -1 0 1 1 0 0]를 제1 신호로 변조하는 경우, 터너리 페이로드 시퀀스의 0에 대응하는 제1 신호의 구간의 크기는 0일 수 있고, 1에 대응하는 제1 신호의 구간의 크기는 양의 값을 가질 수 있고, -1에 대응하는 제1 신호의 구간의 크기는 음의 값을 가질 수 있다.
펄스 쉐이핑 필터(412)는 터너리 페이로드 시퀀스의 각 원소를 순서대로 입력받아 제1 신호의 주파수 대역이 넓게 분포하지 않게 조절할 수 있다.
제2 신호 변환기(420)는 0값 변환기(430), 절대값 1 변환기(440) 및 증폭기(450)를 포함할 수 있다.
0값 변환기(430)는 0값 검출기(431) 및 온 오프 컨트롤러(432)를 포함할 수 있다. 0값 검출기(431)는 제1 신호의 크기가 소정의 임계값보다 작은 구간을 0의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다. 여기서, 소정의 임계값은 제1 신호의 노이즈의 크기를 나타낼 수 있다. 온 오프 컨트롤러(432)는 0값 검출기에서 검출된 0의 원소에 대응하는 구간의 출력을 오프할 수 있다.
절대값 1 변환기(440)는 절대값 검출기(441), 부호 검출기(442), VCO(443), 주파수 쉬프터(444) 및 연산기(445)를 포함할 수 있다.
절대값 검출기(441)는 제1 신호의 크기가 미리 정해진 임계값 이상인 구간을 절대값 1의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다. 부호 검출기(442)는 절대값 1의 원소의 부호를 검출하여 절대값 1의 원소와 대응하는 구간을 1의 원소와 대응하는 구간 및 -1의 원소와 대응하는 구간으로 분류할 수 있다. 예를 들어, 부호 검출기(442)는 절대값 1의 원소에 대응하는 구간 중 위상이 0도인 구간을 1의 원소에 대응하는 구간으로 검출하고, 위상이 180도인 구간을 -1의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다.
VCO(443)는 캐리어 신호의 주파수를 조절할 수 있다. 주파수 쉬프터(444)는 1의 원소에 대응하는 구간의 캐리어 신호를 주파수 f1으로 쉬프트하고, -1의 원소에 대응하는 구간의 캐리어 신호를 주파수 f2로 쉬프트할 수 있다.
연산기(445)는 주파수 f1으로 쉬프트된 캐리어 신호와 1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하고, 주파수 f2로 쉬프트된 캐리어 신호와 -1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하여 제2 신호를 생성할 수 있다.
증폭기(450)는 제2 신호의 크기를 증폭할 수 있다. 전송기(400)는 증폭된 제2 신호를 안테나를 통하여 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
도 5를 참조하면, 전송기(500)는 저 선택도 난코히런트 수신기, 고 선택도 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 데이터를 전송할 수 있다. 전송기(500)는 제1 신호 변환기(510) 및 제2 신호 변환기(520)를 포함할 수 있다. 제1 신호 변환기(510)는 터너리 시퀀스 매퍼(511) 및 펄스 쉐이핑 필터(512)를 포함할 수 있다.
터너리 시퀀스 매퍼(511)는 0 또는 1의 원소들로 구성된 바이너리 데이터 시퀀스를 입력받아 소정의 길이로 분할하고, 분할된 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 터너리 페이로드 시퀀스를 생성할 수 있다.
또한, 제1 신호 변환기(510)는 터너리 페이로드 시퀀스를 변조하여 제1 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 터너리 시퀀스 매퍼(511)는 도 3에서 설명한 변환기를 포함할 수 있다.
펄스 쉐이핑 필터(512)는 터너리 페이로드 시퀀스의 각 원소를 순서대로 입력받아 제1 신호의 주파수 대역이 넓게 분포하지 않게 조절할 수 있다.
제2 신호 변환기(520)는 0값 변환기(530), 절대값 1 변환기(540) 및 증폭기(550)를 포함할 수 있다.
0값 변환기(530)는 0값 검출기(531) 및 온 오프 컨트롤러(532)를 포함할 수 있다. 0값 검출기(531)는 제1 신호의 크기가 소정의 임계값보다 작은 구간을 0의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다. 여기서, 소정의 임계값은 제1 신호의 노이즈의 크기를 나타낼 수 있다. 온 오프 컨트롤러(532)는 0값 검출기에서 검출된 0의 원소에 대응하는 구간의 출력을 오프할 수 있다.
절대값 1 변환기(540)는 절대값 검출기(541), 부호 검출기(542), 위상 쉬프터(543) 및 연산기(544)를 포함할 수 있다.
절대값 검출기(541)는 제1 신호의 크기가 미리 정해진 임계값 이상인 구간을 절대값 1의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다. 부호 검출기(542)는 절대값 1의 원소의 부호를 검출하여 절대값 1의 원소와 대응하는 구간을 1의 원소와 대응하는 구간 및 -1의 원소와 대응하는 구간으로 분류할 수 있다.
위상 쉬프터(543)는 제1 신호 중 1의 원소에 대응하는 구간의 캐리어 신호의 위상을 제1 위상으로 쉬프트하고, -1의 원소에 대응하는 구간의 캐리어 신호의 위상을 제2 위상으로 쉬프트할 수 있다.
연산기(544)는 제1 위상으로 쉬프트된 캐리어 신호와 1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하고, 제2 위상으로 쉬프트된 캐리어 신호와 -1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하여 제2 신호를 생성할 수 있다.
증폭기(550)는 제2 신호의 크기를 증폭할 수 있다. 전송기(500)는 증폭된 제2 신호를 안테나를 통하여 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
도 6을 참조하면, 전송기(600)는 저 선택도 난코히런트 수신기, 고 선택도 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 데이터를 전송할 수 있다. 전송기(600)는 제1 신호 변환기(610) 및 제2 신호 변환기(620)를 포함할 수 있다. 제1 신호 변환기(610)는 터너리 시퀀스 매퍼(611) 및 펄스 쉐이핑 필터(612)를 포함할 수 있다.
터너리 시퀀스 매퍼(611)는 0 또는 1의 원소들로 구성된 바이너리 데이터 시퀀스를 입력받아 소정의 길이로 분할하고, 분할된 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 터너리 페이로드 시퀀스를 생성할 수 있다.
또한, 제1 신호 변환기(610)는 터너리 페이로드 시퀀스를 변조하여 제1 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 터너리 시퀀스 매퍼(611)는 도 3에서 설명한 변환기를 포함할 수 있다.
펄스 쉐이핑 필터(612)는 터너리 페이로드 시퀀스의 각 원소를 순서대로 입력받아 제1 신호의 주파수 대역이 넓게 분포하지 않게 조절할 수 있다.
제2 신호 변환기(620)는 0값 변환기(630), 절대값 1 변환기(640) 및 증폭기(650)를 포함할 수 있다.
0값 변환기(630)는 0값 검출기(631) 및 온 오프 컨트롤러(632)를 포함할 수 있다. 0값 검출기(631)는 제1 신호의 크기가 소정의 임계값보다 작은 구간을 0의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다. 여기서, 소정의 임계값은 제1 신호의 노이즈의 크기를 나타낼 수 있다. 온 오프 컨트롤러(632)는 0값 검출기에서 검출된 0의 원소에 대응하는 구간의 출력을 오프할 수 있다.
절대값 1 변환기(640)는 절대값 검출기(641), 부호 검출기(642), VCO(643), 주파수 쉬프터(644), 위상 쉬프터(645) 및 연산기(646)를 포함할 수 있다.
절대값 검출기(641)는 제1 신호의 크기가 미리 정해진 임계값 이상인 구간을 절대값 1의 원소에 대응하는 구간으로 검출할 수 있다. 부호 검출기(642)는 절대값 1의 원소의 부호를 검출하여 절대값 1의 원소와 대응하는 구간을 1의 원소와 대응하는 구간 및 -1의 원소와 대응하는 구간으로 분류할 수 있다.
VCO(643)는 캐리어 신호의 주파수를 조절할 수 있다. 주파수 쉬프터(644)는 1의 원소에 대응하는 구간의 캐리어 신호를 주파수 f1으로 쉬프트하고, -1의 원소에 대응하는 구간의 캐리어 신호를 제 주파수 f2로 쉬프트할 수 있다. 위상 쉬프터(645)는 주파수 쉬프터(644)에서 주파수 f1으로 쉬프트된 캐리어 신호의 위상을 위상 θ1으로 쉬프트하고, 주파수 f2로 쉬프트된 캐리어 신호의 위상을 위상 θ2으로 쉬프트할 수 있다.
연산기(646)는 주파수 f1 및 위상 θ1으로 쉬프트된 캐리어 신호와 1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하고, 주파수 f2 및 위상 θ2로 쉬프트된 캐리어 신호와 -1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하여 제2 신호를 생성할 수 있다.
증폭기(650)는 제2 신호의 크기를 증폭할 수 있다. 전송기(600)는 증폭된 제2 신호를 안테나를 통하여 저 선택도 난코히런트 수신기, 고 선택도 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 일 실시예에 따른 전송 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스를 변조하여 저 선택도 난코히런트 수신기, 고 선택도 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 전송할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스(710)가 전송기에 입력된 경우, 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스(710)와 대응하는 것으로 미리 설정된 터너리 시퀀스(720)를 바이너리 데이터 시퀀스(710)에 매핑하고, 터너리 시퀀스(720)를 변조하여 제1 신호를 생성할 수 있다. 전송기는 제1 신호를 펄스 쉐이핑 필터에 입력하여 제1 신호의 주파수 대역이 넓게 분포하지 않게 조절할 수 있다. 펄스 쉐이핑 필터 출력 신호(730)에서, 1의 원소와 대응되는 구간의 크기는 양의 값을 가질 수 있고, -1의 원소와 대응되는 구간의 크기는 음의 값을 가질 수 있고, 0의 원소와 대응되는 구간의 크기는 0일 수 있다.
전송기는 펄스 쉐이핑 필터 출력 신호(730)에서 1의 원소와 대응되는 구간의 캐리어 신호를 주파수 f1으로 쉬프트하고, -1의 원소와 대응되는 구간의 캐리어 신호를 주파수 f2로 쉬프트할 수 있다. 여기서, 제2 주파수의 크기는 제1 주파수의 주파수의 크기보다 클 수 있다. 또한, 전송기는 주파수 f1으로 쉬프트된 캐리어 신호와 1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하고, 주파수 f2로 쉬프트된 캐리어 신호와 -1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하여 제2 신호를 생성할 수 있다. 전송기는 제2 신호를 증폭기에 입력하여 제2 신호를 증폭할 수 있다. 증폭된 제2 신호(740)에서, 1의 원소와 대응되는 구간의 주파수는 -1의 원소와 대응되는 구간의 주파수와 구별될 수 있고, 0의 원소에 대응되는 구간의 출력은 0일 수 있다. 전송기는 증폭된 제2 신호(740)를 저 선택도 난코히런트 수신기 및 고 선택도 난코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
도 8을 참조하면, 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스를 변조하여 저 선택도 난코히런트 수신기, 고 선택도 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 전송할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스(810)가 전송기에 입력된 경우, 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스(810)와 대응하는 것으로 미리 설정된 터너리 시퀀스(820)를 바이너리 데이터 시퀀스(810)에 매핑하고, 터너리 시퀀스(820)를 변조하여 제1 신호를 생성할 수 있다. 전송기는 제1 신호를 펄스 쉐이핑 필터에 입력하여 제1 신호의 주파수 대역이 넓게 분포하지 않게 조절할 수 있다. 펄스 쉐이핑 필터 출력 신호(830)에서, 1의 원소와 대응되는 구간의 크기는 양의 값을 가질 수 있고, -1의 원소와 대응되는 구간의 크기는 음의 값을 가질 수 있고, 0의 원소와 대응되는 구간의 크기는 0일 수 있다.
전송기는 펄스 쉐이핑 필터 출력 신호(830)에서 1의 원소와 대응되는 구간의 캐리어 신호의 위상을 위상 θ1으로 쉬프트하고, -1의 원소와 대응되는 구간의 캐리어 신호의 위상을 위상 θ2로 쉬프트할 수 있다. 여기서, 위상 θ1과 위상 θ2의 차이는 180도 일 수 있다. 또한, 전송기는 위상 θ1으로 쉬프트된 캐리어 신호와 1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하고, 위상 θ2로 쉬프트된 캐리어 신호와 -1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하여 제2 신호를 생성할 수 있다. 전송기는 제2 신호를 증폭기에 입력하여 제2 신호를 증폭할 수 있다. 증폭된 제2 신호(840)에서, 신호(841)에서 나타나는 것과 같이, 1의 원소와 대응되는 구간의 위상은 -1의 원소와 대응되는 구간의 위상과 180도 차이를 가질 수 있다. 또한, 0의 원소에 대응되는 구간의 출력은 0일 수 있다. 전송기는 증폭된 제2 신호(840)를 난코히런트 수신기 및 코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
도 9를 참조하면, 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스를 변조하여 저 선택도 난코히런트 수신기, 고 선택도 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 전송할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스(910)가 전송기에 입력된 경우, 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스(910)와 대응하는 것으로 미리 설정된 터너리 시퀀스(920)를 바이너리 데이터 시퀀스(910)에 매핑하고, 터너리 시퀀스(920)를 변조하여 제1 신호를 생성할 수 있다. 전송기는 제1 신호를 펄스 쉐이핑 필터에 입력하여 제1 신호의 주파수 대역이 넓게 분포하지 않게 조절할 수 있다. 펄스 쉐이핑 필터 출력 신호(930)에서, 1의 원소와 대응되는 구간의 크기는 양의 값을 가질 수 있고, -1의 원소와 대응되는 구간의 크기는 음의 값을 가질 수 있고, 0의 원소와 대응되는 구간의 크기는 0일 수 있다.
전송기는 펄스 쉐이핑 필터 출력 신호(930)에서 1의 원소와 대응되는 구간의 캐리어 신호를 주파수 f1으로 쉬프트하고, -1의 원소와 대응되는 구간의 캐리어 신호를 주파수 f2로 쉬프트할 수 있다. 또한, 전송기는 주파수 f1으로 쉬프트된 캐리어 신호의 위상을 위상 θ1으로 쉬프트하고, 주파수 f2로 쉬프트된 캐리어 신호의 위상을 위상 θ2로 쉬프트할 수 있다. 여기서, 주파수 f2의 크기는 주파수 f1의 주파수의 크기보다 크고, 위상 θ1과 위상 θ2의 차이는 180도 일 수 있다. 또한, 전송기는 주파수 f1 및 위상 θ1으로 쉬프트된 캐리어 신호와 1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하고, 주파수 f2 및 위상 θ2으로 쉬프트된 캐리어 신호와 -1의 원소에 대응하는 구간의 크기의 절대값을 곱하여 제2 신호를 생성할 수 있다. 전송기는 제2 신호를 증폭기에 입력하여 제2 신호를 증폭할 수 있다. 증폭된 제2 신호(940)에서, 신호(941)에서 나타나는 것과 같이, 1의 원소와 대응되는 구간의 위상은 -1의 원소와 대응되는 구간의 위상과 180도 차이를 가질 수 있다. 또한, 0의 원소에 대응되는 구간의 출력은 0일 수 있다. 전송기는 증폭된 제2 신호(940)를 저 선택도 난코히런트 수신기, 고 선택도 난코히런트 수신기 또는 코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하면, 수신기(1000)는 필터(1010), 포락선 검출기(1020) 및 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1030)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 수신기(1000)는 저 선택도 난코히런트 수신기를 나타낼 수 있다.
수신기(1000)는 도 3에 설명된 전송기로부터 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 수신 신호는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 신호일 수 있다.
필터(1010)는 수신 신호를 주파수 f0으로 필터링할 수 있다. 여기서, 주파수 f0은 터너리 페이로드 시퀀스 중 1의 원소가 변환된 수신 신호의 구간의 주파수를 나타내는 주파수 f1 및 터너리 페이로드 시퀀스 중 -1의 원소가 변환된 수신 신호의 구간의 주파수를 나타내는 주파수 f2 사이의 주파수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 주파수 f0은 주파수 f1과 주파수 f2 의 산술 평균일 수 있다. 일례로, 주파수 f2의 크기는 주파수 f1 보다 클 수 있다. 저 선택도 난코히런트 수신기의 경우, 주파수 f1과 주파수 f2를 정확하게 구별하기 어려울 수 있으므로, 주파수 f1과 주파수 f2를 모두 커버할 수 있도록, 필터는 주파수 f1과 주파수 f2 사이인 주파수 f0로 수신 신호를 필터링하여, 수신 신호를 넓은 대역폭으로 수신할 수 있다.
포락선 검출기(1020)는 필터링된 수신 신호의 포락선의 크기값을 검출할 수 있다. 수신 신호 중 주파수 f1 내지 주파수 f2에서 크기가 0이 아닌 구간의 경우, 포락선 검출기(1020)는 해당 구간의 크기가 0이 아닌 포락선을 검출하고, 수신 신호 중 주파수 f1 내지 주파수 f2에서 크기가 0인 구간의 경우, 포락선 검출기(1020)는 해당 구간의 크기가 0이고, 노이즈만을 포함하는 신호를 검출할 수 있다. 이에 따라, 신호대 잡음비(Signal to Noise Rate: SNR)값이 미리 정해진 값 이상인 경우, 포락선상에서 주파수 f1과 주파수 f2는 구별될 수 없다. 이로 인해, 수신기(1000)는 터너리 페이로드 시퀀스의 1의 원소 및 -1의 원소를 구별할 수 없을 수 있다.
바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1030)는 포락선 검출기(1020)에서 검출된 포락선의 크기값과 소정의 바이너리 시퀀스와의 코릴레이션을 기초로 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1030)는 코릴레이터(1031) 및 데이터 디코더(1032)를 포함할 수 있다.
코릴레이터(1031)는 검출된 포락선의 크기값과 소정의 바이너리 시퀀스들 간의 코릴레이션을 연산할 수 있다. 예를 들어, 코릴레이터(1031)는 포락선 검출기(1020)에서 검출된 포락선의 각 구간의 크기값과 소정의 바이너리 시퀀스들 간의 코릴레이션을 연산할 수 있다.
바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1030)는 소정의 바이너리 시퀀스들 중 검출된 포락선의 크기값과의 코릴레이션이 가장 높은 바이너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1030)는 상술한 표 6 또는 표 7에 관한 정보를 포함할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1030)는 표 6 또는 표 7에 기재된 터너리 시퀀스들에서, -1의 원소를 절대값으로 변환하여 소정의 바이너리 시퀀스들을 추출할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1030)는 소정의 바이너리 시퀀스들과 검출된 포락선의 크기값의 코릴레이션을 연산하고, 표 6 또는 표 7로부터 코릴레이션이 가장 높은 바이너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 검색하여, 검색된 비트 시퀀스를 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
예를 들어, 코릴레이터(1031)는 소정의 바이너리 시퀀스들 [0 0 0 1 1 0 1 1], [1 0 0 0 1 1 0 1], [1 1 0 0 0 1 1 0], [0 0 1 1 0 1 1 0]과 검출된 포락선의 각 구간의 크기값간의 코릴레이션을 연산할 수 있다. 소정의 바이너리 시퀀스들 중 [1 0 0 0 1 1 0 1]의 코릴레이션이 가장 높을 경우, 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1030)는 바이너리 시퀀스 [1 0 0 0 1 1 0 1]과 대응하는 비트 시퀀스(예를 들어, [1 0 0])를 바이너리 데이터 시퀀스로 추출할 수 있다.
데이터 디코더(1032)는 바이너리 데이터 시퀀스를 디코딩할 수 있다.
도 11을 참조하면, 수신기(1100)는 전체 포락선 검출기(1110) 및 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1120)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 수신기(1100)는 고 선택도 난코히런트 수신기를 나타낼 수 있다.
수신기(1100)는 도 3 및 도 5에 설명된 전송기로부터 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 수신 신호는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 신호일 수 있다. 전체 포락선 검출기(1110)는 수신 신호의 포락선의 크기값을 검출할 수 있다.
전체 포락선 검출기(1110)는 제1 필터(1111), 제1 포락선 검출기(1112), 제2 필터(1113), 제2 포락선 검출기(1114) 및 연산기(1115)를 포함할 수 있다.
제1 필터(1111)는 수신 신호를 주파수 f1으로 필터링할 수 있고, 제2 필터(1112)는 수신 신호를 주파수 f2로 필터링할 수 있다. 여기서, 주파수 f1은 터너리 페이로드 시퀀스 중 1의 원소가 변환된 수신 신호의 구간의 주파수를 나타낼 수 있고, 주파수 f2는 터너리 페이로드 시퀀스 중 -1의 원소가 변환된 수신 신호의 구간의 주파수를 나타낼 수 있다. 일례로, 주파수 f2의 크기는 주파수 f1 보다 클 수 있다.
제1 포락선 검출기(1112)는 주파수 f1을 기준으로 필터링된 수신 신호의 포락선을 나타내는 제1 포락선을 검출할 수 있다. 주파수 f1에서 수신 신호의 크기가 0이 아닌 구간의 경우, 제1 포락선 검출기(1112)는 해당 구간의 크기가 0이 아닌 포락선을 검출하고, 주파수 f1에서 수신 신호의 크기가 0인 구간의 경우, 제1 포락선 검출기(1112)는 해당 구간의 크기가 0이고, 노이즈만을 포함하는 신호를 검출할 수 있다. 또한, 주파수 f2에서 수신 신호의 크기가 0이 아닌 구간의 경우, 제1 포락선 검출기(1112)는 해당 구간의 크기가 0이고, 노이즈만을 포함하는 신호를 검출할 수 있다.
제2 포락선 검출기(1114)는 주파수 f2을 기준으로 필터링된 수신 신호의 포락선을 나타내는 제2 포락선을 검출할 수 있다. 주파수 f2에서 수신 신호의 크기가 0이 아닌 구간의 경우, 제2 포락선 검출기(1114)는 해당 구간의 크기가 0이 아닌 포락선을 검출하고, 주파수 f2에서 수신 신호의 크기가 0인 구간의 경우, 제2 포락선 검출기(1114)는 해당 구간의 크기가 0이고, 노이즈만을 포함하는 신호를 검출할 수 있다. 또한, 주파수 f1에서 수신 신호의 크기가 0이 아닌 구간의 경우, 제2 포락선 검출기(1114)는 해당 구간의 크기가 0이고, 노이즈만을 포함하는 신호를 검출할 수 있다.
연산기(1115)는 제1 포락선 검출기(1112)에서 출력되는 포락선에서 제2 포락선 검출기(1114)에서 출력되는 포락선을 뺄 수 있다. 이에 따라, 주파수 f1에서 수신 신호의 크기가 0이 아닌 구간의 경우, 연산기(1115)는 해당 구간의 크기값이 양수인 포락선을 출력하고, 주파수 f2에서 수신 신호의 크기가 0이 아닌 구간의 경우, 연산기(1115)는 해당 구간의 크기값이 음수인 포락선을 출력할 수 있다. 또한, 주파수 f1 및 주파수 f2에서 수신 신호의 크기가 0인 구간인 경우, 연산기(1115)는 해당 구간의 크기값이 0인 포락선을 출력할 수 있다.
바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1120)는 전체 포락선 검출기(1110)에서 검출된 포락선의 크기값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1120)는 코릴레이터(1121) 및 데이터 디코더(1122)를 포함할 수 있다.
코릴레이터(1121)는 검출된 포락선의 크기값과 소정의 터너리 시퀀스들 간의 코릴레이션을 연산할 수 있다. 예를 들어, 코릴레이터(1121)는 연산기에서 출력되는 제3 포락선의 각 구간의 크기값과 소정의 터너리 시퀀스들 간의 코릴레이션을 연산할 수 있다.
바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1120)는 소정의 터너리 시퀀스들 중 검출된 포락선의 크기값과의 코릴레이션이 가장 높은 터너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1120)는 상술한 표 6 또는 표 7에 관한 정보를 포함할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1120)는 표 6 또는 표 7에 기재된 터너리 시퀀스들과 검출된 포락선의 크기값의 코릴레이션을 연산하고, 표 6 또는 표 7로부터 코릴레이션이 가장 높은 터너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 검색하여, 검색된 비트 시퀀스를 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
예를 들어, 코릴레이터(1121)는 소정의 바이너리 시퀀스들 [0 0 0 1 -1 0 1 1], [1 0 0 0 1 -1 0 1], [1 1 0 0 0 1 -1 0], [0 0 1 -1 0 1 1 0]과 검출된 포락선의 각 구간의 크기값 간의 코릴레이션을 연산할 수 있다. 소정의 바이너리 시퀀스들 중 [1 0 0 0 1 -1 0 1]의 코릴레이션이 가장 높을 경우, 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1120)는 바이너리 시퀀스 [1 0 0 0 1 -1 0 1]과 대응하는 비트 시퀀스(예를 들어, [1 0 0])를 바이너리 데이터 시퀀스로 추출할 수 있다.
데이터 디코더(1122)는 바이너리 데이터 시퀀스를 디코딩할 수 있다.
도 12를 참조하면, 수신기(1200)는 코릴레이션 검출기(1210) 및 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1220)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 수신기(1200)는 코히런트 수신기를 나타낼 수 있다.
수신기(1200)는 도 3 및 도 6에 설명된 전송기로부터 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 수신 신호는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 신호일 수 있다. 코릴레이션 검출기(1210)는 수신 신호와 캐리어 신호와의 코릴레이션을 검출할 수 있다. 코릴레이션 검출기(1210)는 RF/아날로그 처리기(1211) 및 제1 코릴레이터(1212)를 포함할 수 있다.
RF/아날로그 처리기(1211)는 안테나를 통해 수신한 수신 신호를 제1 코릴레이터(1212)에서 처리할 수 있도록 변환할 수 있다. 제1 코릴레이터(1212)는 소정의 기준 신호와 수신 신호와의 코릴레이션을 검출할 수 있다. 예를 들어, 위상 검출기는 소정의 사인파형의 캐리어 신호(Sinusoidal carrier signal)와 수신 신호의 코릴레이션을 연산할 수 있다.
바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1220)는 코릴레이션의 결과값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 수신 신호의 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1220)는 제2 코릴레이터(1221) 및 데이터 디코더(1222)를 포함할 수 있다.
제2 코릴레이터(1221)는 제1 코릴레이터(1212)에서 연산된 코릴레이션의 결과값과 소정의 터너리 시퀀스들 간의 코릴레이션을 연산할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1220)는 소정의 터너리 시퀀스들 중 제1 코릴레이터(1212)에서 연산된 코릴레이션의 결과값과의 코릴레이션이 가장 높은 터너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1220)는 상술한 표 6 또는 표 7에 관한 정보를 포함할 수 있다. 바이너리 데이터 시퀀스 검출기(1220)는 표 6 또는 표 7에 기재된 터너리 시퀀스들과 검출된 포락선의 크기값의 코릴레이션을 연산하고, 표 6 또는 표 7로부터 코릴레이션이 가장 높은 터너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 검색하여, 검색된 비트 시퀀스를 바이너리 데이터 시퀀스로 검출할 수 있다.
데이터 디코더(1222)는 바이너리 데이터 시퀀스를 디코딩할 수 있다.
도 13 내지 도 15는 일 실시예에 따른 바이너리 데이터 시퀀스의 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 그래프는 전송기가 전송하는 전송 신호의 스펙트럼(1311) 및 저 선택도 난코히런트 수신기에서의 필터 주파수 응답(1312)를 나타낼 수 있다. 그래프의 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 스펙트럼의 크기를 나타낼 수 있다.
전송기는 스펙트럼(1311)을 갖는 전송 신호를 저 선택도 난코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
스펙트럼(1311)의 주파수 f1은 터너리 페이로드 시퀀스 중 1의 원소가 변환된 전송 신호의 구간의 주파수를 나타내고, 주파수 f2는 터너리 페이로드 시퀀스 중 -1의 원소가 변환된 전송 신호의 구간의 주파수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 주파수 f0은 주파수 f1과 주파수 f2 의 산술 평균일 수 있다.
저 선택도 난코히런트 수신기의 경우, 주파수 f1과 주파수 f2를 정확하게 구별하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 저 선택도 난코히런트 수신기는 주파수 f1과 주파수 f2를 모두 커버할 수 있도록, 필터 주파수 응답(1312)을 이용하여 주파수 f1과 주파수 f2 사이인 주파수 f0을 기준으로 수신 신호를 필터링할 수 있다.
저 선택도 난코히런트 수신기는 필터링된 수신 신호의 포락선을 검출할 수 있다. 저 선택도 난코히런트 수신기는 검출된 포락선의 크기값과 소정의 바이너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로, 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다.
도 14를 참조하면, 그래프는 전송기가 전송하는 전송 신호의 스펙트럼(1411) 및 고 선택도 난코히런트 수신기에서의 필터 주파수 응답(1412, 1413)를 나타낼 수 있다. 그래프의 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 스펙트럼의 크기를 나타낼 수 있다.
전송기는 스펙트럼(1411)을 갖는 전송 신호를 고 선택도 난코히런트 수신기에 전송할 수 있다.
스펙트럼(1411)의 주파수 f1은 터너리 페이로드 시퀀스 중 1의 원소가 변환된 전송 신호의 구간의 주파수를 나타내고, 주파수 f2는 터너리 페이로드 시퀀스 중 -1의 원소가 변환된 전송 신호의 구간의 주파수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 주파수 f0은 주파수 f1과 주파수 f2 의 산술 평균일 수 있다.
고 선택도 난코히런트 수신기의 경우, 주파수 f1이 중심 주파수로 설정된 제1 필터 및 주파수 f2가 중심 주파수로 설정된 제2 필터를 이용하여 수신 신호를 필터링할 수 있다. 제1 필터는 필터 주파수 응답(1412)을 이용하여 주파수 f1을 기준으로 수신 신호를 필터링할 수 있고, 제2 필터는 필터 주파수 응답(1413)을 이용하여 주파수 f2을 기준으로 수신 신호를 필터링할 수 있다.
고 선택도 난코히런트 수신기는 주파수 f1을 기준으로 필터링된 수신 신호의 포락선 및 주파수 f2를 기준으로 필터링된 수신 신호의 포락선을 검출하고, 주파수 f1을 기준으로 필터링된 수신 신호의 포락선에서 주파수 f2를 기준으로 필터링된 수신 신호의 포락선을 뺄 수 있다. 이에 따라, 주파수 f1에서 수신 신호의 크기가 0이 아닌 구간은 크기값이 양수인 포락선으로 나타날 수 있고, 주파수 f2에서 수신 신호의 크기가 0이 아닌 구간은 크기값이 음수인 포락선으로 나타날 수 있고, 주파수 f1 및 주파수 f2에서 수신 신호의 크기가 0인 구간은 크기값이 0인 포락선으로 나타날 수 있다.
고 선택도 난코히런트 수신기는 검출된 포락선의 크기값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로, 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다.
도 15를 참조하면, 좌표는 코히런트 수신기가 수신하는 수신 신호 중 터너리 페이로드 시퀀스의 1의 원소와 대응되는 구간의 위상 θ1(1511) 및 -1의 원소와 대응되는 구간의 위상 θ2(1512)을 나타낼 수 있다. 여기서, 위상 θ1(1511)은 0도를 나타내고, 위상 θ2(1512)은 180도를 나타낼 수 있다.
코히런트 수신기는 사인파형의 캐리어 신호와 수신 신호와의 코릴레이션을 검출할 수 있다.
또한, 코히런트 수신기는 코릴레이션 결과값과 소정의 터너리 시퀀스와의 코릴레이션을 기초로 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다.
도 16을 다른 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 16을 참조하면, 전송기(1600)는 터너리 시퀀스 매퍼(1610) 및 변환기(1620)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전송기(1600)는 도 3에서 설명한 제1 신호 변환기(310)를 나타낼 수 있다.
터너리 시퀀스 매퍼(1610)는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 터너리 시퀀스 매퍼(1610)는 표 8로부터, 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출할 수 있다. 표 8에서, C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트된 시퀀스를 나타내고, m은 1 내지 7의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 8]
Figure 112014104103266-pat00074
다른 일 실시예에서, 터너리 시퀀스 매퍼(1610)는 표 9로부터, 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출할 수 있다. 표 9에서, C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트된 시퀀스를 나타내고, m은 1 내지 31의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 9]
Figure 112014104103266-pat00075

변환기(1620)는 터너리 페이로드 시퀀스를 신호로 변환할 수 있다.
도 16에 도시된 다른 일 실시예에 따른 전송기에는 도 1 내지 도 15를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 17은 다른 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 17을 참조하면, 수신기(1700)는 신호 수신기(1710) 및 검출기(1720)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 수신기(1700)는 도 10 내지 도 12에서 설명한 수신기(1200, 1300, 1400)를 나타낼 수 있다.
신호 수신기(1710)는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 정해진 터너리 시퀀스가 매핑되어 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성된 터너리 페이로드 시퀀스가 변조된 신호를 수신할 수 있다.
검출기(1720)는 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 검출기(1720)는 표 10을 이용하여 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다. 표 10에서, C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트된 시퀀스를 나타내고, m은 1 내지 7의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 10]
Figure 112014104103266-pat00076
다른 일 실시예에서, 검출기(1720)는 표 11을 이용하여 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다. 표 11에서, C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트된 시퀀스를 나타내고, m은 1 내지 31의 정수를 나타낼 수 있다.
[표 11]
Figure 112014104103266-pat00077

도 17에 도시된 다른 일 실시예에 따른 수신기에는 도 1 내지 도 15를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 18은 일 실시예에 따른 전송 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 전송기는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 시퀀스를 매핑하여 터너리 페이로드 시퀀스를 생성할 수 있다(1810).
또한, 전송기는 터너리 페이로드 시퀀스를 제1 신호로 변환할 수 있다(1820).
도 18에 도시된 일 실시예에 따른 전송 방법에는 도 1 내지 도 15를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 19는 다른 일 실시예에 따른 전송 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 19를 참조하면, 전송기는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스를 제1 신호로 변환할 수 있다(1910).
또한, 전송기는 원소에 따라 제1 신호의 각 구간에 서로 다른 변환 방식을 적용하여 제1 신호를 제2 신호로 변환할 수 있다(1920).
도 19에 도시된 다른 일 실시예에 따른 전송 방법에는 도 1 내지 도 15를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 20 내지 도 23은 일 실시예에 따른 수신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 수신기는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호의 포락선의 크기값을 검출할 수 있다(2010).
또한, 수신기는 검출된 포락선의 크기값과 소정의 바이너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다(2020).
도 20에 도시된 일 실시예에 따른 수신 방법에는 도 1 내지 도 15를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 21을 참조하면, 수신기는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호의 포락선의 크기값을 검출할 수 있다(2110).
또한, 수신기는 검출된 포락선의 크기값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다(2120).
도 21에 도시된 일 실시예에 따른 수신 방법에는 도 1 내지 도 15를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 22를 참조하면, 수신기는 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호와 소정의 기준 신호와의 코릴레이션을 검출할 수 있다(2210).
또한, 수신기는 코릴레이션의 결과값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다(2220).
도 22에 도시된 일 실시예에 따른 수신 방법에는 도 1 내지 도 15를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 23을 참조하면 수신기는 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 정해진 터너리 시퀀스가 매핑되어 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성된 터너리 페이로드 시퀀스가 변조된 신호를 수신할 수 있다(2310).
또한, 수신기는 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다. 이 때, 수신기는 상술한 표 10 및 표 11을 이용하여 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 바이너리 데이터 시퀀스를 검출할 수 있다(2320).
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 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 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 (27)

  1. 전송기에 있어서,
    칩 시퀀스를 생성하는 동작, 변조 신호를 생성하도록 상기 칩 시퀀스를 변조하는 동작, 및 상기 변조 신호에 펄스 쉐이핑을 수행하는 동작을 수행하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 생성하는 동작은 데이터 심볼을 터너리 시퀀스에 맵핑하는 동작을 포함하고,
    상기 터너리 시퀀스의 길이는 2n이고 상기 n은 상기 데이터 심볼의 사이즈를 나타내는,
    전송기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    0 또는 1의 원소들로 구성되는 바이너리 데이터 시퀀스(binary data sequence)를 소정의 길이로 분할하는,
    전송기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    펄스 쉐이핑 필터(pulse shaping filter)를 이용하여 상기 펄스 쉐이핑을 수행하는,
    전송기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    하기 [표 1]로부터, 상기 터너리 시퀀스를 추출하고,
    하기 C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 7의 정수를 나타내는,
    전송기.
    [표 1]
    Figure 112021024987210-pat00078
  14. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    하기 [표 2]로부터, 상기 터너리 시퀀스를 추출하고,
    하기 C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 31의 정수를 나타내는,
    전송기.
    [표 2]
    Figure 112021024987210-pat00079
  15. 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스를 생성하는 터너리 시퀀스 매퍼; 및
    상기 터너리 페이로드 시퀀스를 신호로 변환하는 변환기
    를 포함하고,
    상기 터너리 시퀀스 매퍼는,
    하기 [표 3]으로부터, 상기 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 상기 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출하고,
    하기 C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 7의 정수를 나타내는,
    전송기.
    [표 3]
    Figure 112014104103266-pat00080
  16. 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 설계된 터너리 시퀀스를 매핑하여 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스를 생성하는 터너리 시퀀스 매퍼; 및
    상기 터너리 페이로드 시퀀스를 신호로 변환하는 변환기
    를 포함하고,
    상기 터너리 시퀀스 매퍼는,
    하기 [표 4]로부터, 상기 바이너리 데이터 시퀀스와 대응되는 터너리 시퀀스를 상기 미리 설계된 터너리 시퀀스로 추출하고,
    하기 C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 31의 정수를 나타내는,
    전송기.
    [표 4]
    Figure 112014104103266-pat00081
  17. -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호의 포락선의 크기값을 검출하는 포락선 검출기; 및
    상기 검출된 포락선의 크기값과 소정의 바이너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 상기 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 바이너리 데이터 시퀀스 검출기
    를 포함하고,
    상기 터너리 페이로드 시퀀스의 길이는 2n이고, 상기 n은 상기 검출된 바이너리 데이터 시퀀스의 길이를 나타내는,
    수신기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 수신 신호를 제1 주파수로 필터링하는 필터
    를 더 포함하고,
    상기 포락선 검출기는,
    상기 필터링된 수신 신호의 포락선을 검출하는,
    수신기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 주파수는,
    상기 터너리 페이로드 시퀀스 중 1의 원소가 변환된 상기 수신 신호의 구간의 주파수를 나타내는 제2 주파수 및 상기 터너리 페이로드 시퀀스 중 -1의 원소가 변환된 상기 수신 신호의 구간의 주파수를 나타내는 제3 주파수 사이의 주파수인,
    수신기.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 바이너리 데이터 시퀀스 검출기는,
    상기 소정의 바이너리 시퀀스들 중 상기 검출된 포락선의 크기값과의 코릴레이션이 가장 높은 바이너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 상기 바이너리 데이터 시퀀스로 검출하는,
    수신기.
  21. -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호의 포락선의 크기값을 검출하는 전체 포락선 검출기; 및
    상기 검출된 포락선의 크기값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 상기 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 바이너리 데이터 시퀀스 검출기
    를 포함하고,
    상기 터너리 페이로드 시퀀스의 길이는 2n이고, 상기 n은 상기 검출된 바이너리 데이터 시퀀스의 길이를 나타내는,
    수신기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 전체 포락선 검출기는,
    상기 수신 신호를 제1 주파수로 필터링하는 제1 필터;
    상기 수신 신호를 제2 주파수로 필터링하는 제2 필터;
    상기 제1 주파수로 필터링된 수신 신호의 포락선을 나타내는 제1 포락선을 검출하는 제1 포락선 검출기;
    상기 제2 주파수로 필터링된 수신 신호의 포락선을 나타내는 제2 포락선을 검출하는 제2 포락선 검출기; 및
    상기 제1 포락선과 상기 제2 포락선의 차이를 이용하여 제3 포락선을 추출하는 연산기
    를 포함하는,
    수신기.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 바이너리 데이터 시퀀스 검출기는,
    상기 소정의 터너리 시퀀스들 중 상기 제3 포락선과의 코릴레이션이 가장 높은 터너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 상기 바이너리 데이터 시퀀스로 검출하는,
    수신기.
  24. -1, 0 또는 1의 원소들로 구성되는 터너리 페이로드 시퀀스가 변환된 수신 신호와 소정의 기준 신호와의 코릴레이션을 검출하는 코릴레이션 검출기; 및
    상기 코릴레이션의 결과값과 소정의 터너리 시퀀스들과의 코릴레이션을 기초로 상기 터너리 페이로드 시퀀스와 대응하는 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 바이너리 데이터 시퀀스 검출기
    를 포함하고,
    상기 터너리 페이로드 시퀀스의 길이는 2n이고, 상기 n은 상기 검출된 바이너리 데이터 시퀀스의 길이를 나타내는,
    수신기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 바이너리 데이터 시퀀스 검출기는,
    상기 소정의 터너리 시퀀스들 중 상기 코릴레이션의 결과값과의 코릴레이션이 가장 높은 터너리 시퀀스와 대응하는 비트 시퀀스를 상기 바이너리 데이터 시퀀스로 검출하는,
    수신기.
  26. 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 정해진 터너리 시퀀스가 매핑되어 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성된 터너리 페이로드 시퀀스가 변조된 신호를 수신하는 신호 수신기; 및
    하기 [표 5]를 이용하여 상기 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 상기 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 검출기
    를 포함하고,
    하기 C0은 [0 0 0 1 -1 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 7의 정수를 나타내는,
    수신기.
    [표 5]
    Figure 112014104103266-pat00082
  27. 바이너리 데이터 시퀀스에 미리 정해진 터너리 시퀀스가 매핑되어 -1, 0 또는 1의 원소들로 구성된 터너리 페이로드 시퀀스가 변조된 신호를 수신하는 신호 수신기; 및
    하기 [표 6]을 이용하여 상기 미리 정해진 터너리 시퀀스 및 상기 바이너리 데이터 시퀀스를 검출하는 검출기
    를 포함하고,
    하기 C0은 [-1 0 0 1 0 1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1-1 0 0 0 0 0 1 1]의 시퀀스를 나타내고, Cm은 상기 C0이 m만큼 오른쪽으로 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 시퀀스를 나타내고, 상기 m은 1 내지 31의 정수를 나타내는,
    수신기.
    [표 6]
    Figure 112014104103266-pat00083
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