KR20000052917A - 이식된 의료기기와의 무선통신 전송방법 - Google Patents

Abstract

송신기(2∼8, 16∼26)에서 정보입력 신호(s1, g4)가 각도변조되어 전송채널을 통해 수신기(11∼15, 29∼37)에 도달하고,

정보를 반송하며 주파수 스펙트럼을 가진 각도변조된 펄스를 발생시켜 주파수 의존성 전이시간을 가진 필터, 특히 분산 필터(13, 32, 33)를 사용하여 수신기(11∼15, 29∼37)에서 시간압축함으로써, 발사된 펄스에 비하여 단축된 지속시간과 증가된 진폭을 가진 펄스를 발생시키고,

원거리 통신의 추가적인 변조처리 또는 인코우딩 처리를 이용하여 송신기쪽의 펄스가, 메시지를 구성하는 정보중의 최소한 일부로써 임프린팅(imprinting)되고, 혹은 메시지를 구성하는 정보중의 최소한 일부를 추가로 각도변조시에 임프린팅되도록 하는, 의료기기, 특히 인체내에 이식된 의료기기와의 무선통신 방법.

Description

이식된 의료기기와의 무선통신 전송방법{METHOD FOR WIRELESS COMMUNICATION TRANFER WITH AN IMPLANTED MEDICAL DEVICE}

이와 같은 방법은 고주파 반송신호로써 작동하는 것인데, 예컨대 독일특허출원 DE 196 01 866호로부터 공지되어 있다.

의료기기, 특히 이식된 의료기기와 외부의 송신기 또는 수신기 사이에 신호를 전송하는 방법과 장치는 여러가지가 공지되어 있다. 예컨대 최근의 심박 보조 조정기(cardiac pacemaker)는 보조 조정기의 각 전극을 이용하여 심장내 심전도 (IECG: intracardial electrocardiogram)를 기록하여 이것을 원격측정 장치에 의해 체외의 제어장치에 전송할 수 있다.

예컨대 문헌 [John G. Webster (Editor):“Design of Cardiac Pacemakers”, section 12 “External Programming”, IEEE Press Book Series, New York 1995]에 나와 있는 이식된 심장보조 조정기에 대해 공지되어 있는 현대의 신호 전송방법에 있어서 무선전송하고자 하는 디지털 신호를 송신기의 변조기에 의해 비트 시퀀스(bit sequence)의 고주파 반송신호로 변조시킨 다음, 먼거리에 있는 대응하는 복조기를 가진 수신기에 전송하여 여기서 데이타 신호를 회복한다. 반송신호는 체내에 침투하여야 하고, 또한 인접한 의료기기에 대해 간섭을 하지 않아야 하기 때문에 비교적 저주파 영역에 있다.

이러한 모든 방법은 수신기쪽에서 회복되는 데이타 신호의 질이 송신기와 수신기 사이의 거리에 따라 심하게 나빠지고, 또한 전송경로에서의 간섭에 의해서도 나빠지는 결점을 가지고 있다.

전송출력은 일정한 값 이하로 떨어져서는 안되므로 소정의 어떤 잡음 여유도(noise immunity)를 가진 소요의 범위는 잡음 전송경로에서의 정보전송에서 얻을 수 있다.

한편, 이러한 소요의 높은 전송출력은 앞서 언급한 심장보조 조정기등의 배터리 작동식 기기에 대해서는 결점이 되는 전송동작 도중의 에너지 소비가 대응하게 높아 배터리 소모가 신속해지는 결점을 가지고 있다. 다른 한편으로는 송신기에서 나오는 전자파 방사선(electromagnetic radiation)이 인체에 해를 줄 수 있기 때문에 환자로부터 극히 근거리에 위치하게 되면 이식된 의료기기에 대해 특히 고려를 해야된다는 결점도 있다.

본 발명은 이식된 의료기기와의 무선통신 전송방법에 관한 것으로서, 특히 특허청구의 범위 제1항에서와 같은 방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시형태로서 이식된 의료기기로부터 채외의 제어장치로 데이타 전송을 위한 송신기 및 수신기를 나타낸 도면.

도 2a 내지 도 2e는 송신기의 디지털 입력신호 및 송신기에서의 송신신호까지의 신호처리의 몇가지 중간단계를 나타낸 도면.

도 3a 내지 도 3d는 수신기에서의 복조된 신호까지의 신호처리의 몇가지 중간단계와 수신된 신호를 나타낸 도면.

도 4a 및 도 4b는 고레벨 및 저레벨의 능동적인 송신을 하는 이러한 메시지 전송시스템에서의 송신기 및 수신기의 블록도.

도 5a 내지 도 5k는 도 4a에서의 송신기의 디지털 입력신호와 송신기에서의 신호처리시의 몇가지 중간단계를 나타낸 도면.

도 6a 내지 도 6e는 수신기쪽에서 수신한 신호 및 수신기에서의 신호처리의 몇가지 중간단계를 나타낸 도면.

도 7 및 도 8은 각각 잡음억제 회로가 있는 도 4b에 나온 수신기의 변형된 형태를 나타낸 도면.

본 발명의 목적은 앞서 언급한 타입의 방법을 제공함과 아울러 및 이 방법에 의해 적어도 전송품질을 유지하면서 의료용 이식물의 송신 영역을 넓힘과 아울러 전송출력을 저하시킬 수 있는 상기 방법의 실시를 위한 장치를 제공함에 있다.

이러한 목적은 특허청구의 범위 제1항에 기재된 방법을 위시하여 이 방법의 특징부분 또는 특허청구의 범위 제13항의 특징부분인 상기방법을 실시하시 위한 장치에 의해 달성된다.

본 발명은 공지의 통신방법을 이용하여 정보로써 변조된 펄스를 송신기에서 각도변조(angle modulation)처리하는 기술적인 원리에 의한 것이다(각도변조라 함은 위상 및 주파수 변조에 대한 총칭으로 해석되는 것임). 각도변조된 이들 펄스를 적당한 수단을 이용하여 시간지연을 도입함으로써 수신기에서 시간 압축되므로 펄스 지속시간이 단축되어 진폭증가를 달성하게 된다. 이러한 펄스 압축은 분산 필터를 사용하여 실시할 수 있다. 상응한 복조처리에 의해 이런 방식으로 처리된 펄스로부터 정보를 회복함으로써 진폭증가로 인해 개선된 신호/잡음비로써 복조를 실시할 수 있다. 실제의 펄스 변조방식에 의해 또는 식별력있게 상이한 방식으로 펄스 시간순차에 대해 펄스압축을 실시함으로써 실제의 정보를 펄스에 임프린트(imprint)할 수 있기 때문에 정보는 이러한 각도변조 변화속에 포함된다.

따라서 변조후에 신호를 얻을 수도 있고, 또는 중복성분으로 인한 보다 큰 주파수 영역 또는 보다 긴 송신시간을 차지하는 다이버시티 수신(diversity reception) 또는 신호 인코우딩 등의 수신상태를 개선하기 위한 기타 경비 소요적인 방법을 이용하지 않을 경우에는 보다 높은 전송출력을 사용하여야만 신호를 얻을 수 있으므로 확보가능한 데이타 채널은 보다 낮은 데이타 처리량을 나타내거나 보다 적은 사용자수에 의해서만 사용될 수 있을 뿐이다.

본 발명에서 송신기에서의 펄스의 각도변조는 변조에 따라 실행되는데, 펄스지속중에 주파수 변조의 경우에는 이 변조에 의해 주파수 변동을 측정하거나 위상 변조의 경우에는 위상 변이를 측정한다. 위상변조 및 주파수 변조는 모두 각도변조의 보편적인 총칭개념으로 간주된다.

펄스변조는 상이한 펄스변조 방식을 사용하여 할 수 있으나 가변적인 각도변조에서는 “변조특성 곡선”에 상응한 특정의 각도변조로 시간특성을 이용한다.

따라서 변조특성 곡선(이하, 간단히 "변조특성"이라 함)에 의하여 펄스지속 도중의 주파수의 시간거동을 결정한다. 전송된 신호의 주파수가 펄스지속 도중에 반송 주파수 이상의 값으로부터 반송 주파수 이하의 값까지 진선적으로 감소하는 것이 바람직하다. 상응한 미분 주파수 의존성 지연시간 응답에 의해 수신기쪽의 필터를 채용된 변조특성에 정합시킴으로써 상이한 위상위치의 발생된 각 신호성분을 중첩시켜 거의 일치하는 신호를 형성한다.

전송될 정보의 임프린팅(imprinting)은 변조특성을 변동 또는 선택하거나, 혹은 신호 지연시간에 전혀 영향을 주지 않거나 미미한 정도로 영향을 주는 기타 종래의 변조방법에 의하여 실시할 수 있다. 바람직하게는 입력신호에 의존하는 전송신호의 진폭변경, 즉 진폭변조를 택하거나 혹은 전송된 정보를 전송된 펄스의 타입, 수, 위치 또는 순서에 의해 결정하는 모든 종류의 인코우딩 방식을 택하는 것이다.

본 발명에서는 한편으로는 조직에 영향을 줌이 없고, 다른 한편으로는 임상환경에 사용된 기타 기기에 대해 전자기적 간섭(electromagnetic interference : EMI)이 없이 이제까지의 통상적인 주파수보다 훨씬 높은 주파수를 사용하여 의료기기, 특히 이식된 의료기기에 신호를 전송할 수 있는 가능성을 유리한 방식으로 제공한다. 현재까지는 이것은 임상적인 환경에서 전자파(電磁波)를 방출하는 기기를 사용함에 있어서 큰 문제이었던 것이다. 현재까지 이들 조건은, 예컨대 휴대용 전화기 등을 사용하는 것에 대해서는 제외하였다. 더욱이 본 발명의 방법은 보다 먼거리 (예컨대 환자실내)를 통해 신호전송을 할 수 있기 때문에 환자의 몸체에 프로그래밍 장치 등을 직접 부착할 필요가 없다는 장점을 제공한다. 적당한 코우드(code)를 선택하면 상호간에 간섭없이 몇개의 의료기기와 병행하여 소통할 수도 있다. 사용된 신호를 낮은 진폭으로 전송할 수 있기 때문에 주위의 잡음레벨 이상으로 상승하지도 않고 무시할 수 있을 정도이다. 따라서 이들간의 상호작용은 적다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서 입력신호의 정보의 임프린팅은 입력신호에 따른 변조특성을 선택 또는 수정함으로써 발생한다. 입력신호가 고레벨이면, 예컨대 신호와 함께 직선적으로 하강하는 변조특성을 사용함으로써 펄스지속 도중에 주파수가 감소하는 주파수 변조 펄스를 얻게 된다. 저레벨의 입력신호에 대해서는 직선적으로 상승하는 변조특성을 사용함으로써 이에 상응하게 펄스지속 도중 증가하는 주파수를 가진 펄스를 얻게 되고, 수신기쪽의 필터수단은 적절히 정합된다.

본 발명은 선형의 변조특성에 한정된 것이 아니고 어떤 형상의 변조특성으로써도 실행가능 하므로 입력신호의 각기 상이한 레벨에다 명확히 구별되는 변조를 할당하는 것이 필요할 뿐이다.

입력신호에 대한 두가지 이상의 변조특성을 사용함으로써 펄스마다 보다 많은 정보량을 전송하도록 할 수도 있다. 예컨대 4가지의 상이한 변조특성이 가능하다면 이에 상응하게 4가지의 상이한 펄스를 전송함으로써 전송된 각 펄스마다 2비트씩의 데이타량에 상응하는 데이타를 전송하게 된다. 명확히 구별되는 변조특성의 수를 증가시킴으로써 데이타 전송속도를 유리하게 증가시킬 수 있으나, 극히 많은 수의 변조특성을 사용하면 주파수 변조된 펄스사이에 구별을 하기가 어렵게 되어 전송오류 가능성이 커진다는 점에 유의해야 한다.

앞서 설명한 본 발명의 실형태에 있어서 펄스변조는 디지털 입력신호의 고레벨은 물론이고 저레벨의 양쪽에서 일어난다. 이것은 입력신호의 저레벨 및 고레벨 동안에는 펄스지속 도중의 주파수 변화에 의해 주파수 변조 펄스가 발생한다는 것을 의미한다. 따라서 입력신호에 포함된 정보의 전송신호에 대한 임프린팅은 입력신호에 따라 변조특성의 선택 또는 변동을 통해 달성된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서 송신기에서의 펄스의 각도변조는 펄스지속 도중의 주파수 변화 또는 위상변화를 결정하는 단일 디폴트 변조(default - modulation) 특성에 의하여 전송되는 입력신호와는 독립하여 발생한다. 입력신호에 포함된 정보의 전송신호에 대한 임프린팅은 공지의 디지털 변조방법에 의해 여러가지 방식으로 실시할 수 있다. 입력신호에 따라 각개 주파수 변조된 펄스의 위치가 수정되는 펄스위치 변조(PPM: pulse position modulation)를 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서 입력신호에 포함된 정보의 전송신호에 대한 임프린팅은 전송되는 펄스의 시퀀스를 입력신호에 따라 수정하는 펄스부호 변조(pulse code modulation)에 의해 실시한다. 디지털 입력신호의 경우에 있어서 입력신호의 전송은 한 레벨에 대해서만 능동적으로 일어나는 반면, 기타 레벨에 대해서는 펄스가 전혀 발생되지 않으므로 각기 상이한 펄스는 그 진폭에 의해 구별될 뿐이다. 고레벨의 입력신호에 경우에 있어서 직선적으로 상승하는 주파수 변조 펄스를 발생시키는 것이 바람직한 반면에 저레벨의 경우에 있어서는 펄스길이를 가진 중단을 삽입하는 것이 바람직하다. 본 발명의 이러한 변형에 의해 한가지 변조특성만으로 디지털 입력신호의 변조를 실시할 수 있다.

입력신호에 포함된 정보를 전송신호에다 임프린팅하는 본 발명의 실시형태에 있어서 본 발명은 앞서 설명한 펄스위치 변조 또는 펄스부호 변조에 한정되는 것은 아니고, 원칙적으로는 공지의 모든 디지털 변조방법으로써 실시할 수 있다.

송신기는 상기한 여러가지 방법중의 한가지 방법에 의해 변조된 주파수의 신호를 전송경로를 통해 수신기에 송신하며, 이 수신기에서 복조(demodulation)함으로써 데이타 신호를 회복한다.

위에 나온바 있고, 또한 다음에 나오는 용어인 전송경로라 함은 송신기로부터 수신기까지의 데이타 전송이 전자파(electromagnetic wave)에 의해 일어나는 모든 무선전송 경로를 포함하는 것으로 이해하여야 한다.

송신기에서 발생된 주파수 변조된 펄스와 수신기에서의 잡음신호를 구별할 수 있도록 하기 위해서는 이들 펄스를 수신기에서 압축함으로써 신호/잡음비를 증가시켜 상응한 진폭증가를 실현하는 것이다.

본 발명의 방법의 추가적인 장점은 기타 송신기와 수신기에 비하여 발생할 수 있는 혼신이 현저하게 적다는 것인데, 그 이유는 수신기에서의 펄스 압축후에는 낮은 전송출력으로써 일정한 신호 대(對) 잡음비를 얻을 수 있기 때문이다. 더욱이 전송출력에 대한 수요전력이 낮을수록 전자파 방사선에 의한 환경에 미치는 영향이 감소하게 된다.

송신기에서 사용된 변조특성에 따라 주파수 변조되는, 수신기쪽에서 수신한 펄스를 압축하기 위해서는 수신된 신호를 소정의 주파수 의존성 미분 지연시간 응답을 가진 분산 필터로 여과한다.

상기한 송신기쪽에서 주파수 변조 펄스를 발생시키는 단일변조 특성만을 이용하는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 수신기쪽에는 단일의 분산 필터만을 필요로 하므로 이 분산 필터의 주파수 의존성의 지연시간 응답은 송신기쪽에서 실행되는 각도변조의 변조특성에 정합됨으로써 송신기쪽에서 발생된 주파수 변조 펄스의 스펙트럼 신호성분은 분산 필터의 출력과 필수적으로 일치하게 되어, 결국은 펄스압축 및 상응한 진폭증가가 일어난다. 송신기쪽에서의 각도변조가 직선적으로 하강하는 변조특성에 의해 실행되면 펄스지속 도중에 펄스의 주파수가 감소하게 되어 저주파 신호성분에 앞서 고주파 신호성분이 수신기에 도달하게 된다. 수신기쪽에서의 분산 필터의 지연시간 응답은 주파수 변조 펄스의 스펙트럼 신호성분이 중첩하여 분산 필터의 출력에서 증가된 진폭을 가진 펄스를 형성하도록 고주파 신호성분의 이러한 “리이드(lead)”에 대해 보상을 해야한다.

입력신호에 포함된 정보의 회복은 변조방법에 부합하도록 분산 필터의 뒤에 접속되어 있는 검파기에 의해 실행되는데, 이것은 송신기쪽에서 입력신호에 포함된 정보를 임프린팅하는데 사용된다.

입력신호의 진폭에 따라 송신기쪽에서는 몇가지 변조특성중의 한가지, 바람직하게는 입력신호에서의 저레벨에 대해 직선적으로 상승하는 변조특성과 고레벨에 대해 직선적으로 하강하는 변조특성중의 한가지를 선택할 경우에 있어서 수신기에서의 해석에 있어서 근본적으로 두가지 선택이 존재하게 된다.

그 한가지 선택은 수신기쪽에 분산 필터 하나만을 구성하는 것인데, 그 지연시간 응답을 송신기쪽에 사용된 변조특성에 정합시켜 이 변조특성에 의해 변조된 주파수 변조 펄스의 스펙트럼 신호성분이 분산 필터의 출력과 필수적으로 일치하여 도달하게 함으로써 펄스압축 및 진폭증가를 발생하게 하는 것이다. 송신기쪽에서의 주파수 변조가 수신기쪽에서의 분산 필터의 지연시간 응답이 적절히 정합되지 아니한 기타 변조 특성중의 한가지에 의해 발생할 경우는 주파수 변조 펄스의 스펙트럼 신호성분은 시간에 대해 분배된 분산 필터의 츨력쪽에 도달하며, 따라서 펄스압축 또는 확장이 적으면 진폭도 작아진다. 이 실시형태에 있어서, 분산 필터의 출력쪽에 도달하는 펄스의 진폭은 송신기쪽에서 사용된 변조특성에 따라 좌우되므로 변조특성 선택시에 사용된 입력신호의 진폭에 따라서는 달라진다. 예컨대 진폭 복조기로서 사용할 수 있는 검파기를 분산 필터의 뒤에 접속하여 분산 필터의 출력신호로부터 디지털 입력신호를 회수한다.

나머지 선택에 있어서는 주파수 변조 펄스를 수신기쪽의 몇개의 분산 필터에 보낸다. 따라서 수신기쪽에 설치된 분산 필터의 미분 지연시간 응답과 송신기쪽에서 사용된 변조특성은 쌍으로 정합되어 주파수 변조 펄스의 스펙트럼 신호 성분이 분산 필터중의 정확히 하나의 분산 필터의 출력과 필수적으로 일치하게 되므로 진폭이 증가하는 한편, 기타의 분산 필터의 출력신호는 상이한 특성으로 인하여 증가되지 않는다. 따라서 분산 필터가 진폭증가를 나타냄에 따라 입력신호를 식별할 수 있다.

표면탄성파 필터[SAW(surface acoustic wave) filter]를 분산 필터로 사용하는 것이 유리하다. 따라서 이러한 분산 필터는 송신기쪽에서 실행되는 각도변조에 정합되는 주파수 의존성 미분 지연시간 응답을 나타내어 분산 필터를 통한 각기 상이한 전이시간으로 인해 전송된 신호의 각기 상이한 스펙트럼 성분은 수신기의 분산 필터의 출력쪽에 거의 동시에 도달하므로 출력진폭은 스펙트럼 성분의 최적 중첩에 의해 현저히 증가된다.

송신기에서의 주파수 변조신호를 여러가지 방법으로 발생시킬 수 있는데, 몇가지 방법에 대해 이하 간단히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서는 먼저 근사[준(quasi-)] 디락 펄스 (Dirac pulse)를 발생시키고, 임계 주파수 바로 직전의 피이크를 나타내는 필터특성을 가진 저주파 통과 필터를 통과시켜 델타 임펄스(delta impulse)를 Sinc-함수 Sinc(x) = sin(x)/x로 나타내어지는 펄스형을 가진 Sinc 펄스로 변환시킨다. 이어서 저주파 통과 필터의 Sinc형 출력신호를 진폭 변조기를 통과시켜 Sinc형 엔빌로우프를 반송파 발진(carrier oscillation)에 임프린트한다. 이러한 방식으로 발생시킨 신호를 분산 필터를 통과시키면 주파수변조 펄스가 그 출력쪽에서 나타난다. 따라서 본 발명의 이와 같은 실시형태에 있어서 송신기쪽에서는 먼저 분산 필터가 비교적 샤프한 Sinc-임펄스를 확장하여 Sinc 펄스에 비해 폭이 보다 넓고 상응하게 보다 낮은 진폭을 가진 주파수 변조펄스를 발생시킨다. 수신기쪽에서는 분산 필터가 상응한 진폭증가만큼에 따른 펄스압축을 실행한다. 분산 필터 각각을 사용하여 송신기쪽에서 펄스확장을 하고 수신기쪽에서 압축을 하기 때문에 이러한 실시형태는 송신동작과 수신동작을 교대로 하는 송수신기(transceiver)조작에 유리하게 적합하다. 이렇게 하기 위해서는 송신기와 수신기 각각에는 분산 필터마다 상응한 동일 구성요소 모듈을 포함시켜 송신 동작시에는 주파수 변조 펄스를 발생시키고 수신 모우드에서는 수신된 주파수 변조 펄스를 압축하는데 사용된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서는 주파수 변조 펄스를 발생시킬 때 PLL(Phase Locked Loop : 페이즈 로크 루우프) 및 전압제어 발진기(VCO : Voltage Controlled Oscillator)를 사용한다. 따라서 디지털형으로 존재하는 입력신호의 개개의 펄스를 먼저 적분기에서 톱니형 펄스로 변환함으로써 각각의 펄스의 상승방향은 입력신호의 진폭에 따라 좌우된다. 이러한 방식으로 발생된 신호를 사용하여 VCO를 제어함으로써 출력펄스의 주파수는 입력신호 레벨에 따라 펄스 지속시간 동안 직선적으로 증가 또는 감소한다.

본 발명의 추가적인 실시형태에 있어서는 송신기에서의 주파수 변조 펄스의 발생을 디지털 신호처리 장치에 의해 실행하는 것인데, 이렇게 함으로써 필요로 하는 어떠한 변조특성이라도 실행할 수 있다.

본 발명에 의한 메세지 전송 시스템에서 필요로 하는 것은 수신기쪽에서 사용된 분산 필터의 주파수 의존성 지연시간 응답을 송신기쪽에서 실행된 주파수 변조의 변조특성에 정합시켜 수신기에서의 펄스압축을 실행할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 실시형태에 있어서 시스템을 사용할 때에 추가적인 동조(tuning)조작을 할 필요가 없도록 하기 위해 정합된 송신기-수신기쌍을 형성한다. 상기한 분산 필터는 고정밀도와 높은 안정성을 가진 것으로 제조할 수 있기 때문에 표면탄성파 필터 (SAW filter)로써 기능을 하는 것이 바람직하다. 더욱이 이러한 표면탄성파 필터는 진폭응답과 위상응답을 서로간에 대해 독립적으로 할 수 있는 장점을 가지고 있으므로 각 수신기에서 필요로 하는 협대역(狹帶域) 대역필터(narrow-band band-pass filter)와 분산 필터를 한 부품에서 실행할 수 있는 가능성을 제공한다. 이들 필터는, 예컨대 유럽특허출원 EP 0 0223 554 A2로부터 기타 응용분야에 공지되어 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서 수신기쪽에서 사용한 분산 필터의 지연시간 응답을 변화시킴으로써 수신기를 송신기에다 정합시키는 것이다.

따라서 본 발명의 한가지 바람직한 실시형태에 있어서 송신기는 정합과정 도중에 바람직하게는 고레벨의 입력신호의 시퀀스에 상응한 기준신호를 방출함으로써 송신기쪽에서 실행된 주파수 변조의 변조특성 또는 수신기쪽에서의 분산 필터의 주파수 의존성 지연시간 응답을 최적의 진폭증가와 최적의 펄스압축이 이루어질 때까지 수신기쪽에서 변화시킨다. 본 발명의 이러한 실시형태는, 이러한 신호처리기에 의해 간단한 방식으로 주파수 의존성 지연시간 응답 및 상응한 최적화를 가능하게 하여 최적화 과정을 컴퓨터 제어를 이용하여 자동적으로 실행할 수 있으므로 수신기에서 디지털 신호처리기를 사용하여 필터조작 및 처리조작을 할 경우에 특히 유리하다.

본 발명의 추가적으로 유리한 실시형태에 있어서 데이타 전송을 블록단위로 실행함으로써 상기한 정합과정을 각 블록에 대해 다시 실행하도록 하여 전송경로의 분산특성의 변화에 대해 능동적으로 보상할 수 있다.

본 발명의 기타 유리한 추가적인 장점에 대해서는 특허청구의 범위에서 확인할 수 있고, 또는 아래의 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 설명과 더불어 아래의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1a에 나온 송신기를 사용하여 이식된 의료기기로부터 체외의 제어장치로 데이타를 전송한다. 예컨대 심박 보조 조정기의 전극을 사용하여 심장내 심전도 (IECG)를 기록하여 이것을 체외의 제어장치에 전송하여 모니터에서 IECG를 디스플레이함으로써 진단목적을 위해 추가로 신호처리를 할 수 있다. 도 1a에 나온 송신기는 도 1b에 나온 수신기와 더불어 이러한 응용에 적합한데, 그 이유는 유효범위 및 잡음 여유도에 대한 소정의 조건에 부합한 비교적 낮은 전송출력을 가진 송신이 발생하므로 배터리 수명을 길게하는 한편, 또한 전자 방사선에 의한 주위 환경에 미치는 영향, 소위 일렉트로 스모그(Electro-smog)를 감소시키기 때문이다. 더욱이 이 송신기는 비교적 전송출력이 낮기 때문에 기타 통신 시스템에 비하여 간섭이 저하되어 있다.

송신기에서 예컨대 IECG 신호를 숫자화(digitization)함으로써 발생된, 도 2a에 상세하게 나와 있는 시간 거동을 가진 디지털 입력신호(s₁)는 펄스 정형기(pulse shaper)(2)를 통과하면서 입력신호(s₁)의 비교적 폭이 넓은 구형(矩形) 펄스(square pulse)를 변환하여 짧은 니이들 임펄스(needle impulse)로 함으로써 이것이 [준(quasi-)] 디락 펄스(Dirac pulse)를 모방하도록 한다. 도 2b에서의 s₂로부터 알 수 있는 바와 같이 각각의 니이들 펄스는 입력신호 (s₁)의 구형펄스의 상승 에지(rising edge)에 의해 트리거된다.

이렇게 하여 발생된 니이들 펄스 시퀀스(s₂)는 이어서 필터특성이 임계 주파수 바로 직전의 피이크를 가진 저주파 통과필터(3)를 통과하면서 도 2c에 나온 바와 같이 각각의 니이들 펄스는 Sinc- 펄스로 변환되는데, Sinc- 펄스의 형상은 공지의 Sinc 함수 Sinc(x) = sin(x)/x 에 상응하다.

이어서 Sinc-펄스 시퀀스(s₃)는 진폭변조기(4) 또는 진폭증배기(amplitude multiplier)로 보내져서 여기서 이 신호를 변조하여 발진기(5)에서 발생된 반송파 발진 주파수(f_T)로 함으로써, 제 2d에 나온 바와 같이 Sinc 형 엔빌로우프(Sinc-shaped envelope)를 가진 반송 주파수 펄스를 진폭변조기의 출력쪽에서 발생시킨다. (대표적인 예로서 도면에서는 펄스가 확장되어 도시되어 있으나 축척으로 보면 폭이 좁다.)

진폭변조기(4)의 뒤에 분산 필터(6)를 접속하여 변조된 반송 주파수 신호(s₄)를 주파수 의존성 미분 지연시간 특성에 따라 여과한다. 분산 필터(6)의 출력쪽에는 도 2e에 나온 바와 같이 일정한 진폭의 선형의 주파수 변조 펄스가 도달하는데, 그 주파수는 펄스 지속시간 도중에는 반송 주파수 f_T이상인 f_T+ △f/2의 값으로부터 반송 주파수 이하인 f_T-△f/2 값으로 감소한다.

따라서 여기에 나온 송신기에 있어서 입력신호(s₁)의 전송은 단극성 (unipolar)으로 되는데, 예컨대 고레벨의 입력신호(s₁)에 대해서는 전송펄스가 발생될 뿐인 반면 저레벨은 전송신호(s₅)에서의 중지(pause)로부터 확인할 수 있다. 이러한 이유로 해서 송신기와 수신기를 각각 하나의 분산 필터(6, 13)를 포함시키는 것만으로 하여 합리적으로 간단히 구성할 수 있다.

이러한 방식으로 발생시킨 펄스 시퀀스(s₅)를, 중심 주파수가 주파수 변조된 펄스의 반송 주파수(f_T)와 동일한 대역 필터(7)를 통과시켜 전송대역 밖의 신호들을 여과하여 제거한다.

마지막으로 대역을 통과한 제한된 신호를 송신기 증폭기(8)에 의해 안테나(9)로 보내서 발사한다.

도 1b에 나온 수신기에 의해 상기한 송신기에서 발사된 선형의 주파수 변조신호를 수신하고, 또한 디지털 입력신호(s₃또는 s₁)의 복조 및 회복을 할 수 있다.

따라서 수신기 안테나(10)에 의하여, 예컨대 다이버시티 방식(diversity operation)으로 수신된 신호를 전치증폭기(preamplifier)(11)를 통과시킨 다음, 대역을 통과한 제한된 전송신호의 반송주파수(f_T)와 동일한 중심 주파수를 가진 대역필터(12)를 통과시킴으로써 기타의 주파수 영역에서 오는 잡음 신호를 수신기 신호로부터 여과하여 제거할 수 있다. (종래의 대역필터 대신에 여기서는 표면탄성파 필터를 사용해도 좋다.) 이러한 방식으로 발생된 신호(s₆)의 시간거동은 도 3a에 상세히 나와 있는데, 여기서는 간략히 하기 위해 무잡음 전송경로를 가정한다.

수신된 신호(s₆)는 일련의 선형의 주파수 변조펄스로 구성되어 있으므로 주파수는 펄스 지속시간 도중에 송신기쪽에서 사용된 변조특성에 따라 반송주파수 f_T이상인 f_T+ △f/2 값으로부터 반송 주파수 이하인 f_T- △f/2 값까지 감소한다.

이어서 신호(s₆)를 분산 필터(13)로 보내어 각 입력신호(s₆)의 펄스를 시간 압축함으로써 상응하게 진폭을 증가시켜 신호/잡음비를 개선한다.

따라서 펄스압축에서는 송신기쪽에서 실행된 선형의 주파수 변조에 의해 낮은 주파수 신호 성분에 앞서 고주파수의 신호성분이 분산 필터(13)의 출력쪽에 도달하도록 하는 사실을 활용하고 있다. 분산 필터(13)는 고주파수 신호성분을 저주파수 신호성분보다 훨씬 지연시킴으로써 고주파수 신호성분의 “리이드(lead)”에 대하여 보상을 한다. 이렇게 함으로써 분산 필터(13)의 주파수 의존성 미분 지연시간 응답을 송신기쪽에서 실행된 주파수 변조의 변조특성에 정합시켜 수신된 신호의 스펙트럼 신호성분이 분산 필터(13)의 출력쪽에서 필수적으로 동시에 도달하게 한다. 도 3b에 나온 바와 같이 스펙트럼 성분이 중첩하여 각 펄스에 대해 Sinc형 엔빌로우프를 가진 신호(s₇)를 발생함으로써 각 펄스의 진폭은 수신된 선형의 주파수 변조신호 (s₆)에 비해 현저하게 증가되고 있다. (이 시점에서 유의해야 할 것은 훨씬 명료하게 하기 위해 도면에 나온 개략적인 신호 표시에 변형을 도입했다는 점이다. 실제로 주파수 변조 펄스는 서로 인접해 있으며 압축된 신호들은 그 폭이 훨씬 좁다.)

이어서 분산 필터(13)의 출력신호를 복조기(14)에 보내어 여기서 고주파의 반송파 발진으로부터 신호(s₇)를 분리하고, 도 3c에 나온바와 같이 니이들형 펄스를 가진 명확한 출력신호(s₈)를 발생시킨다.

이어서 도 3d에 상세히 나와 있는 시간거동을 가진 원래의 디지털 신호(s₉)를 펄스 정형기(pulse shaper)(15)를 사용하여 니이들형 펄스로부터 회복한다.

도 4a와 도 4b은 본 발명에 의한 메시지 전송 시스템을 나타내는 것인데, 가장 중요하게는 고레벨 및 저레벨의 디지털 신호를 능동적으로 전송함으로써 높은 잡음 여유도를 발휘하도록 하는 사실로부터 상기한 바와 같이 도 1a 및 도 1b에 나와 있는 보다 간단한 실시형태와는 상이하다. 이 전송 시스템 역시 전송출력에 대한 전력수요가 낮기 때문에 이식된 의료기기로부터 체외의 제어장치까지의 데이타 전속에 특히 적합하다.

도 4a에 나온 송신기는 도 5a 및 도 5b에 나온, 위상이 정반대인 타이밍 펄스를 이용하여 타이밍 제네레이터(16)에 의해 작동되는 펄스 정형기(17)를 가지고 있다. 도 5c에 나온 바와 같이 펄스 정형기는 그 출력쪽에서 (준) 디락 델타 시퀀스를 형성하는 니이들형 펄스의 시퀀스(g1)를 발생한다. 이렇게 하여 발생된 펄스 시퀀스(g1)를 임계 주파수 바로 직전의 피이크를 가진 필터특성이 있고, 또한 도 5d에 상세히 나온 바와 같이 니이들형 펄스를 Sinc형 펄스로 변환하는 저주파 필터 (18)를 통과시킨다. 이어서 진폭변조기(20)를 사용하여, 발진기(19)에서 발생된 반송 주파수(f_T)를 가진 반송파 발진에다 이 펄스 시퀀스(g2)를 변조시킨다. 따라서 진폭변조기(20)(또는 진폭 증배기)의 출력쪽에는 Sinc형 엔빌로우프를 가진 등거리 반송주파수 펄스의 시퀀스(g3)가 도달한다. 여기서 중요한 것은 진폭변조기(20)의 출력쪽에 도달하는 펄스 시퀀스(g3)는 디지털 입력신호(g4)와는 독립된 것이므로 어떠한 정보도 가지고 있지 않다는 점이다.

이어서 아날로그 스위치(21)를 사용하여 입력신호(g4)의 정보를 임프린팅하는데, 이 아날로그 스위치(21)는 입력신호(g4)의 진폭에 따라, 진폭변조기(20)에서 발생된 펄스 시퀀스(g3)를 주파수 의존성의 직선적으로 감소하는 지연시간을 가진 분산 필터(22)쪽으로 진행시키거나 주파수 의존성의 직선적으로 상승하는 지연시간을 가진 분산 필터(23)쪽으로 진행시킨다. 이들의 출력쪽에서 분산 필터(22, 23)는 추가적인 아날로그 스위치(24) 또는 믹서 스테이지(mixer stage)에 접속되는데, 이들은 입력신호(g4)의 진폭에 따라 두개의 분산 필터(22, 23)중의 하나의 분산 필터의 출력신호(g7, g8)를 선택하여 통과시킨다.

따라서 아날로그 스위치(24)의 출력쪽에는 도 5k에 나온바와 같이 선형의 주파수 변조펄스인 반송 주파수 펄스의 시퀀스(g9)가 도달함으로써 고레벨의 입력신호(g4)에 대해서는 펄스지속 시간 동안 각 펄스가 선형의 증가 주파수를 나타내는 반면, 저레벨의 입력신호(g4)에 대해서는 펄스지속 시간 동안 주파수가 직선적으로 감소한다.

이어서 아날로그 스위치(24)의 출력쪽에 도달하는 신호는 대역필터에 의해 여과되어 전송대역 바깥쪽에 위치한 간섭신호를 억압한다. 이러한 방식으로 얻은 신호를 송신기 증폭기(26)에서 증폭하여 송신기 안테나(27)에서 발사한다.

도 4b는 안테나(28)를 사용하여 도 4a에 나온 송신기에서 발사한 신호를 수신하는 관련 수신기를 나타낸 것이다. 이 수신기는 전치 증폭기(29)에서 신호를 증폭하여 대역필터(30)에서 송신영역밖에 있는 주파수를 가진 간섭신호를 제거한다.

이어서 수신된 신호는 스위치 소자(31)에 의하여 두개의 분산 필터(32, 33)쪽으로 반송된다. 따라서 수신기쪽의 두개의 분산 필터(32, 33)의 주파수 의존성 지연시간 응답은 송신기쪽의 두개의 분산 필터(22, 23)의 주파수 의존성 지연시간 응답에 대해 쌍으로 정합됨으로써 수신된 신호의 스펙트럼 신호성분은 두개의 분산 필터(32 또는 33)중의 하나의 분산 필터의 출력쪽에서 증가된 진폭을 가진 펄스에 부가하는 한편, 나머지 분산 필터(33 또는 32)의 출력쪽에는 부정합(mismatching)으로 인해 감쇠된 펄스만 도달하게 된다.

도 6a 및 6b에 나온 바와 같이 분산 필터(32, 33)의 출력신호(g10 또는 g11)는 Sinc형 엔빌로우프를 가진 반송 주파수 펄스의 시퀀스로 구성되어 있다.

두개의 분산 필터(32, 33)의 출력쪽에서 나타나는 신호(g10 또는 g11)는 이어서 복조기(34, 35)를 통과하면서 반송파 발진으로부터 신호(g10 또는 g11)를 분리하여 도 6c 또는 도 6d 에 나온 바와 같이 니이들형 펄스를 발생시킨다.

복조기(34)의 출력쪽에서의 니이들 임펄스 각각은 입력신호(g4)의 고레벨에 상응하지만 기타 복조기(35)의 출력쪽에 도달하는 니이들 임펄스는 입력신호(g4)의 저레벨을 나타낸다.

두개의 신호(g12, g13)로부터 원래의 입력신호(g4)를 회복하자면 두개의 신호(g12, g13)를 타이밍 제네레이터(36)에 보내어 원래어 입력신호(g4)의 타이밍 레이트(timing rate)를 재생하는 타이밍 신호를 발생시킨다. 두개의 복조기(34, 35)의 출력신호(g12, g13)와 함께 이 타이밍 신호는 디코우더(37)를 통과하면서 도 6e에 나온 바와 같이 원래의 출력신호(g4, g14)를 회복한다.

도 7은 도 4b에 나온 수신기의 변형을 나타낸 것인데, 이러한 Chip 신호용의 기타 수신기와 잡음억제 회로(38)를 조합한 것이다. 도 4b에 나온 것과 이 수신기가 극히 유사하기 때문에 이들 두가지 도면에서는 기능적으로 균등한 부품에는 동일한 참조부호를 사용하고 있다.

앞서나온 수신기에서와 같이 송신기쪽에서 처어핑(chirping)된 신호를 안테나(28)를 통해 수신하여 먼저 입력증폭기(29)를 통과시킨 다음 반송 주파수에 동조되어 있는 대역필터(30)를 통과시킴으로써 송신 영역밖에 있는 잡음신호를 여과하여 제거한다. 이어서 이 신호를 잡음억제 회로(38)에 보내어 두개의 병렬분기(parallel branch)로 분리하는데, 이들 병렬분기 각각에는 서로간에 대해 역(逆)으로 두개의 분산 필터(39, 44 또는 40, 43)가 직렬로 접속되어 있다. 논리 LOW 레벨 및 논리 HIGH 레벨의 능동적인 송신도중에 시간압축 신호가 이 분산 필터(39 또는 40)의 출력쪽에 도달하도록 입력쪽에 설치된 두개의 분산 필터(39 또는 40)중의 하나를 동조조정한다. 나머지 분산 필터(39 또는 40)의 출력쪽에는 원래길이의 두배로 시간 확장된 펄스가 도달한다. 두개의 아날로그 스위치(41, 42)는 압축된 펄스 중심에 대해 대칭인 두개의 분기에서 신호흐름을 중단함으로써 시간압축된 펄스를 억압하고 나머지 분기의 시간확장된 펄스만을 그대로 유지하도록 한다. 이렇게 함으로써 아날로그 스위치(41, 42)는 타이밍 제네레이터(36)에 의해 유발되는 동기 회로(46)를 통해 제어되어 출력신호의 타이밍을 재생하고, 또한 송신 타이밍을 재생한다. 아래에 나오는 분산 필터(43, 44)는 원래의 폭 및 이에 상응하게 원래의 진폭을 가진 원래의 펄스를 시간확장된 펄스로부터 발생시킨 다음, 이들 펄스를 감산기(subtracter)(45)를 통과시켜 이 감산기의 출력쪽에서 필수적으로 원래의 펄스를 발생시킨다.

잡음전송 경로에 의해 유발되고 유용한 신호와 더불어 수신기에서 수신되는 잡음에 대해서는 사정이 다르다. 이 잡음은 먼저 분산 필터(39, 40)에 의해 상이한 방향으로 이동된다. 그러나 뒤에 접속된 분산 필터(43, 44)는 이 이동방향을 역전시키므로 아날로그 스위치(41, 42)에 의해 컷아웃된 극히 짧은 부분을 제외하고서는 입력 잡음은 두개의 분기에서 재구성된다. 따라서 수신기쪽에서 수신된 잡음은 감산기(45)에서의 감산에 의해 철저하게 억압된다.

이러한 방식으로 형성된 신호의 추가 처리는 도 4b에 대한 설명에서와 같이 분기(31)에서 시작하여 일어난다.

도 8에 나온 수신기는 잡음억제 회로(47)의 설계 및 제어의 점에서 도 7과 관련한 상기 설명과는 상이하다. 두가지 회로는 극히 유사성이 있으므로 도 7과 도 8에서는 기능적으로 균등한 부품 또는 부품 모듈을 동일한 참조부호로 나타낸다.

도 7에 나온 수신기에서와 같이 처어핑된 신호(chirped signal)를 안테나(28)에서 수신하여 먼저 입력 증폭기(29)로 보낸 다음, 반송 주파수에 동조 조정되어 있는 대역 필터(30)를 통과시켜 송신영역 밖에 있는 잡음신호를 여과하여 제거한다.

이어서 신호를 잡음억제 회로(47)에 통과시켜 신호를 두개의 병렬분기로 분리하는데, 각각의 병렬분기에는 서로간에 대해 역으로 직렬로 접속된 두개의 분산 필터(48, 52 및 49, 53)가 있다. 잡음억제 회로(47)의 출력쪽에 두개의 분기를 감산기(54)로 접속함으로써 수신된 신호에서의 잡음을 감산에 의해 완전히 억압한다.

한편, 처어핑된 신호는 감산기(54)에서의 감산에 의해 소거되지 않으므로 신호/잡음비는 현저하게 증가된다. 따라서 입력쪽의 분산 필터(48, 49)를 송신기쪽에서 발생된 처어핑된 신호에 정합시킴으로써 상응하게 증가된 진폭을 가진 시간압축 펄스가 분산 필터(48, 49)중의 하나의 분산 필터의 출력쪽에 나타나는 반면, 상응하게 감소된 진폭을 가진 시간확장 펄스가 나머지 분산 필터(49, 48)의 출력쪽에 나타난다. 압축펄스가 도달하는 즉시 아래에서 상세히 설명하는 바와 같이 두개의 분기에서의 신호흐름은 증배기 (50, 51)에 의해 동기 억압되므로 압축 펄스는 거의 그 엔빌로우프를 따라 차단된다. 이어서 뒤에 접속되어 있는 분산 필터(52, 53)에 의해 원래의 펄스는 시간 확장된 펄스로부터 발생되어 신호/잡음비가 현저히 개선된 원래의 수신 신호가 감산기(54)의 출력쪽에 도달한다.

증배기(50, 51)의 트리거링(triggering)은 송신 타이밍 레이트와 고정 동기화하여 일어나므로 잡음억제 회로(47)의 두개의 분기에서의 신호를 정확히 시간압축 펄스의 도달시에 억압할 수 있다. 이러한 목적으로 수신기에는 입력쪽에서 동기화를 위한 타이밍 제네레이터(36)에 접속된 동기회로(57)를 가지고 있다. 이어서 피이크가 0을 향한체로 전도되어 있는 진폭(1)을 가진 Sinc 펄스가 펄스 정형기(56) 및 저주파 통과 필터(55)에 의해 발생되어 증배기(50, 51)에 도입된다. 증배기(50, 51)는 잡음억제 회로(47)의 두개의 분기에서의 신호를 0 또는 1 만큼 증배함에 따라 신호를 억압하거나 신호를 그대로 통과시켜 버린다. 따라서 증배기(50, 51)는 상기한 잡음억제 회로(38)의 변형에서 스위치 소자(41, 42)와 동일한 효과를 가진다.

본 발명의 범위는 위에 나온 바람직한 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 근본적으로 상이한 실시를 할 경우에도 위에서 제시된 해결책을 이용하면 여러가지 변형도 가능하다. 위에 나온 각 실시예는 근본적인 유형의 광범한 해결책으로서만 이해해야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 체내에 이식된 의료 기기에 있어서 최소한 송신 품질을 유지하면서 송신 범위를 확장함과 아울러 적은 송신 출력을 이용할 수 있도록 한 무선 통신 전송 방법장치이므로 이 기술분야에 기여하는 바가 큰 것으로 기대된다.

Claims (24)

1. 송신기(2∼8, 16∼26)에서 정보입력 신호(s₁, g₄)가 각도변조되어 전송채널을 통해 수신기(11∼15, 29∼37)에 도달하고,

   정보를 반송하며 주파수 스펙트럼을 가진 각도변조된 펄스를 송신기에서 발생시켜 주파수 의존성 지연시간을 가진 필터, 특히 분산 필터(13, 32, 33)를 사용하여 수신기(11∼15, 29∼37)에서 시간압축함으로써, 발사된 펄스에 비하여 짧은 지속시간과 증가된 진폭을 가진 펄스를 발생시키고, 송신기쪽의 펄스가 추가적인 변조처리 또는 인코우딩 처리된 후에 메시지를 구성하는 정보중의 최소한 일부로써 임프린팅되고, 혹은 메시지를 구성하는 정보중의 최소한 일부가 각도변조에 추가로 임프린팅되도록 하는, 의료기기, 특히 인체내에 이식된 의료기기와의 무선통신 방을 특징으로 하는 의료기기, 인체내에 이식된 의료기기와의 무선통신 방법.
2. 제1항에 있어서, 디폴트 필터응답에 따라 펄스를 여과함으로써, 송신기쪽에서의 각도변조와 수신기쪽에서의 분산 필터(13, 32, 33)의 주파수 의존성 미분 지연시간 응답을 정합시켜 출력신호(s₉, g₁₄)의 각도변조 펄스(s₆)의 스펙트럼 신호성분이 상기 분산 필터(13, 32, 33)의 주파수 의존성 가변 신호지연 시간으로 인해 상응한 진폭증가와 더불어 분산 필터(13, 32, 33)의 출력쪽에 동시에 도달하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 추가 변조방법이 펄스위치 변조(PPM) 또는 펄스부호 변조(PCM) 또는 미분 펄스부호 변조(DPCM) 또는 펄스 델타 변조(PDM) 또는 이들 변조방법 중의 한가지 이상의 변형인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 각도변조 방법 또는 추가적인 각도변조 방법은 독립한 직교변조형 또는 근사적 직교변조형을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 입력신호(g₄)의 반송 주파수의 펄스 각각을 송신기(16∼26)에서 각도변조 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제2항에 있어서, 각도변조 펄스를 수신기(29∼37)의 적어도 두개의 분산 필터(32, 33)를 통과시켜 송신기쪽에서 사용되는 변조특성과 분산 필터(32, 33)의 가변 지연시간 응답을 쌍으로 정합하여, 주파수 변조 펄스의 스펙트럼 신호성분이 대응하는 진폭증가와 더불어 두개의 분산 필터(32, 33) 중의 하나의 출력쪽에만 동시에 도달하게 하는 한편, 상응한 나머지 분산 필터(33, 32)에 대해서는 이 압축이 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 분산 필터(13)에 의해 압축된 펄스의 진폭을 검파기(14, 15)를 사용하여 해석하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 각도변조는, 미리 정해진 시간가변 거동에 따라 펄스지속 시간 동안 위상각의 시간변화를 측정하는 디폴트 변조특성에 의해 발생되고, 입력신호(s₁)에 포함된 정보를 임프린팅하는 각도변조 펄스의 진폭은 입력신호(s₁)에 따라 사전 설정되며, 수신기(11∼15)에서는 각도변조 펄스가, 역(逆) 시간가변 거동에 의해 각도변조의 변조특성에 정합되는 지연시간 응답을 가진 분산 필터(13)를 통과함으로써 각도변조 펄스(s₆)의 스펙트럼 신호 성분이 분산 필터(13)의 출력쪽에 상응한 진폭증가를 가지고 동시에 도달하고, 분산 필터(13)에 의해 압축된 펄스의 진폭을 검파기(14, 15), 특히 진폭 복조기를 사용하여 입력신호(s₁)에 포함된 정보의 회복을 판정하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 펄스변조 신호의 펄스지속 시간 동안 반송 주파수의 각도 - 주파수 또는 위상 - 가 미리 정해진 포로파일에 따라 저주파수 위치 또는 저위상 위치로부터 고주파수 위치 또는 고위상 위치로 혹은 그 역으로, 직선적으로 또는 비직선적으로 단조(單調)변화함으로써 수신기의 분산 필터가 상응한 상보응답을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 미리 정해진 프로파일은 항상 서로간에 대해 개별적인 펄스 관계에서 펄스 시퀀스내에서 변하며 이 변화도 정보의 일부인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 송신기(2∼8, 16∼26)와 수신기(11∼15, 29∼37)를 정합시키기 위하여 정합과정 도중에 미리 정해진 디지털 기준신호를 조정(alignment)하여 입력신호(s₁, g₄)로서 송신하고,

    정합과정 도중에 수신기쪽의 분산 필터의 출력신호(s₇, g₁₀, g₁₁)의 진폭 또는 펄스지속 시간을 측정하고, 송신기쪽에서 사용된 변조특성 또는 수신기 쪽의 분산 필터(13, 32, 33)의 주파수 의존 지연시간 응답을 수정하여 수신기의 분산 필터의 출력에서의 펄스지속 시간이 최소값이 되게 하거나 진폭이 최대값이 되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 수신기에서의 신호흐름을, 주파수 의존성 지연시간 특성을 가지며 상호간에 대해 역의 관계인 두개의 분산 필터(39, 44, 40, 43)에 의해 각각 두개의 병렬분기로 분할하고,

    두 분기에서의 신호흐름을 각 펄스 도중에 미리 정해진 시간간격 동안 접속하거나 중단시킴으로써 상기 중단 또는 접속이 전송 타이밍 레이트에 동기하여 발생하도록 하며,

    두 분기를 출력쪽에서 감산기(45)에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 반송신호의 주파수 영역이 400 MHz ∼ 1 GHz의 범위내인 것을 특징으로 하는 방법.
14. 입력 신호(s₁, g₄)의 각도 변조를 위한 제1변조기(2∼6, 16∼24)를 가진, 입력신호(s₁, g₄)의 수신 및 송신용의 송신기(2∼8, 16∼26) 및 복조기(14, 15, 31∼37)를 가진, 입력 신호(s₁, g₄) 회복용 수신기(11∼15, 29∼37)를 포함하고,

    상기 제1변조기(2∼6, 16∼24)는 각도변조 펄스를 발생시킴으로써 펄스 각각의 지속시간 동안에 각(angle) 위치 또는 위상위치의 시간변화를 측정하는 변조특성에 의해 변조를 발생시키고,

    상기 제1변조기(2∼6, 16∼24)는, 입력 신호(s₁, g₄)에 따라 입력 신호(s₁, g₄)의 픽업용 및 변조특성 설정용의 제어입력을 포함하고, 및/또는

    상기 송신기(2∼8, 16∼26)는 입력 신호(s₁, g₄)에 따라 각도변조 펄스의 추가 변조를 위한 제2변조기(4)를 포함하며,

    상기 수신기(11∼15, 29∼37)는, 미리 설정된 변조특성에 의해 송신기쪽에서 각도변조된 펄스를 여과하기 위한, 디폴트 주파수 의존성 미분 지연시간 응답을 가진 적어도 하나의 분산 필터(13, 32, 33)를 포함하고,

    출력신호(s₉, g₁₄)의 진폭증가를 위해 분산 필터(13, 32, 33)의 군(group)지연 응답을 송신기쪽에서 사용된 변조특성에 정합함으로써, 변조 특성에 따라 각도 변조된 펄스의 스펙트럼 신호성분이 분산 필터(13, 32, 33)를 통한 주파수 의존성 가변 신호 지연시간에 따른 분산 필터(13, 32, 33)의 출력쪽에 상응하게 증가된 진폭과 더불어 동시에 도달하게 하는, 제1항 내지 제13항중의 어느 한 항의 방법을 실기하기 위한 송신기 및 수신기 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1변조기(16∼24)는 각도 변조 펄스 시퀀스를 발생함으로써, 제어 입력에서의 입력신호(g₄)에 따라 각도변조를 미리 설정된 제1변조특성 또는 미리 설정된 제2변조 특성 또는 추가적인 변조특성에 의해 실행하고,

    상기, 수신기(29∼37)는 병렬로 접속된 최소한 두개의 분산 필터(32, 33)를 포함함으로써, 두개의 분산 필터(32, 33)의 가변 지연시간 응답과 송신기쪽에서 활용가능한 두가지 변조 특성을 쌍으로 정합하여 각도변조 펄스 시퀀스의 스펙트럼 신호성분이 두개의 분산 필터(32, 33)중의 정확히 하나의 분산 필터의 출력쪽에 상응한 진폭 증가와 더불어 동시에 도달하게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 송신기쪽의 제1변조기(16∼24)는 두가지 변조특성에 따라 각도 변조된 펄스를 각각 발생하는 하나의 분산 필터(22, 23)를 각각 포함하고,

    제1변조기(16∼24)에 설치된 분산 필터(22, 23)를 제어식 스위치 소자(21)에 의해 입력쪽에서 신호 발생원(16∼20)에 접속하여 필수적으로 Sinc형 엔빌로우프를 가진 고주파 신호(g₃)를 발생시키며,

    입력신호(g₄)에 의한 제어를 위한 스위치 소자(21)를 변조기(16∼24)의 제어입력에다 접속하는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제14항에 있어서, 제1변조기(2∼6)는 각도변조 펄스를 발생함으로써 각도변조를 입력신호(s₁)와는 독립하여 디폴트 변조 특성에 의해 실행하여 각각의 펄스 지속시간 동안에 주파수의 시간변화를 결정하도록 하고,

    입력신호(s₁)에 포함된 정보를 임프린트하는 송신기쪽의 제2변조기(4)는 입력신호(s₁)에 따라 각도변조 펄스의 진폭을 결정하는 진폭 변조기이며,

    디폴트 변조 특성에 따라 송신기쪽에서 각도 변조된 펄스를 여과하는 수신기(11∼15)는 미리 정해진 주파수 의존성 미분 지연시간 응답을 가진 정확히 하나의 분산 필터(13)를 포함함으로써, 적정한 진폭증가를 위하여 분산 필터(13)의 지연시간 응답을 송신기쪽에서 사용된 변조특성에 정합시켜 각각의 각도변조 펄스의 스펙트럼 신호 성분이 분산 필터(13)의 출력쪽에 상응한 진폭 증가와 더불어 동시에 도달하며,

    검파기(14, 15)를 분산 필터(13)의 뒤에 접속하여 입력신호(s₁)에 포함된 정보를 회복하는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제14항에 있어서, 수신동작과 송신동작을 교대로 할 수 있도록 송신기 (2∼8, 16∼26)와 수신기(11∼15, 29∼37)는 각각 최소한 하나의 분산 필터(6, 13, 22, 23, 32, 33)를 가진 변조 및 복조용의 상응한 동일 부품 모듈을 가진 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제14항에 있어서, 최소한 하나의 분산 필터(6, 13, 22, 23, 32, 33)가 표면탄성파 필터인 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제14항에 있어서, 수신기(11∼15, 29∼37)는 출력 신호(s₉, g₁₄)의 진폭 및/또는 펄스 지속시간을 측정하는 계기를 출력쪽에 포함하고,

    수신기(11∼15, 29∼37)에는 분산 필터(13, 32, 33)의 주파수 의존 지연시간 응답 설정용의 조정 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제20항에 있어서, 수신기(11∼15, 29∼37)는 조정소자 제어용의 계기에 접속된 제어장치를 입력쪽에 포함함으로써 출력신호의 진폭이 최대값을 나타내거나 출력신호의 펄스 지속시간이 최소값을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제14항에 있어서, 수신기는 출력쪽에서 감산기(45, 54)의 입력에 병렬로 접속된 두개의 분기로 구성되어 있는 잡음억제 회로(38, 47)를 포함하고, 두개의 분기 각각에서의 주파수 의존성 지연시간 특성을 가지며 서로간에 대해 역의 관계에 있는 두개의 분산 필터(39, 44, 40, 43, 48, 52, 49, 53)를 직렬로 접속함으로써, 두개의 분기 각각에 있어서 신호 흐름을 제어하는 제어소자(41, 42, 50, 51)를 두개의 분산 필터(39, 44, 40, 43, 48, 52, 49, 53) 사이에 위치하게 하고 동기 회로(46, 55∼57)에 접속하여 전송 타이밍 레이트로써 신호흐름 제어를 동기화하는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제22항에 있어서 신호흐름을 중단하거나 신호흐름을 접속하는 제어소자는 제어식 스위치 소자(41, 42)이고, 이 소자의 제어입력은 동기회로(46)에 접속되어 적시에 신호 흐름을 중단 또는 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제22항에 있어서, 제어 소자는, 입력쪽에서 앞에 접속된 분산 필터(48, 49)에 접속되고 신호흐름을 적시에 억압 또는 차단하기 위한 동기 회로(55∼57)에 접속되어 있는 증배기(50, 51)인 것을 특징으로 하는 장치.