KR20040095122A

KR20040095122A - Ｄｐｓｋ 방식의 ｕｗｂ 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20040095122A
Application number: KR1020030028734A
Authority: KR
Inventors: 최윤화
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2004-11-12
Also published as: JP3940134B2; EP1475935A3; EP1475935A2; JP2004336792A; CN1551585A

Abstract

DPSK 방식의 UWB 송수신 장치 및 방법을 제공한다.

UWB 송신기는 데이터 스트림의 변화를 이용하여 비트 스트림을 만드는 DPSK 변환부와, 변환된 비트 스트림의 각 비트를 0과 1이 다른 위상을 갖도록 하는 UWB 펄스로 변조시키는 UWB 변조부, 및 변조된 UWB 펄스열을 무선 채널로 송신시키는 RF모듈을 포함한다. 한편 UWB 수신기는 UWB 펄스열을 수신받는 RF모듈과 수신받은 UWB 펄스열을 소정의 시간동안 지연시키는 시간지연부, 및 시간지연된 UWB 신호와 수신된 UWB 펄스열을 통해 데이터 스트림을 복원하는 UWB 복조부를 포함한다.

UWB 송신방법은 데이터 스트림을 입력받아 DPSK 변환시키는 단계와, 변환된 비트 스트림으로 UWB 펄스열을 생성시키는 단계, 및 생성된 UWB 펄스열을 무선채널로 송신시키는 단계를 포함한다.

UWB 수신방법은 무선채널로 UWB 펄스열을 수신받는 단계와, 수신받은 UWB 펄스열을 소정의 시간만큼 지연시키는 단계, 및 시간 지연된 UWB 신호와 수신받은 UWB 펄스열로 데이터 스트림을 복원하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면 간단한 구성을 갖는 UWB 송수신기를 구현할 수 있다.

Description

ＤＰＳＫ 방식의 ＵＷＢ 송수신 방법 및 장치{Method and Apparatus for Transceiving Ultra WideBand Wireless Signal Using Differential Phase Shift Keying}

본 발명은 UWB 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력받은 DPSK 방식을 이용하여 UWB 신호의 수신을 위한 동기화 과정이 없는 UWB 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 무선통신 기술의 급속한 발전과 함께 무선 기기들의 보급으로 사람들의 생활 방식에 많은 변화를 주고 있는데, 특히, 별도의 주파수 자원의 확보없이 기존의 무선통신 서비스와 공존하며 고속 광대역의 무선통신 할 수 있는 초광대역(Ultra Wideband:이하, "UWB"라 함) 통신이 최근에 활발히 연구되고 있다.

UWB는 짧은 펄스(wavelet)를 이용하여 정보를 송수신하는 것으로, 매우 짧은 펄스를 이용하기 때문에 주파수 영역에서 UWB 신호를 관찰하면 대역폭이 수 GHz 정도로 넓게 나타난다. 즉, 초광대역을 이용하므로 UWB를 이용하여 전송하는 신호는 주파수영역에서 잡음레벨 이하로 검출되므로 다른 기기에 영향을 주지 않고 사용할 수 있는 장점이 있다. 한편 UWB는 펄스의 duty cycle이 매우 작기 때문에 전송 속도가 매우 높고 다중접속이 가능하며 다중 경로에 의한 간섭 영향을 억제할 수 있는 장점도 있다.

UWB는 여러 분야에 사용될 수 있지만 대략 수~수십m 정도의 영역에서 고속 근거리 통신에 사용될 수 있다. 실제 UWB가 실용화된다면 AV 가전 사이에서 디지털 하이비전 방송이나 DVD 등 초고화질 영상을 스트리밍 데이터로 전송하는 것이 가능하게 된다.

이러한 UWB 통신을 위하여 신호를 변조하는 방법은 UWB 펄스(UWB Wavelet)의 위치의 변화를 이용하는 펄스 위치 변조(Pulse Position Modulation: PPM), 펄스의 크기를 이용하는 펄스 진폭 변조(Pulse Amplitude Modulation: PAM), BPSK나 QPSK와 같은 위상 편이 방식 변조(Phase Shift Keying: PSK), 및 직교 주파수 분할 다중 변조(Orthogonal Frequency Division Modulation: OFDM) 등이 있고, 이들을 조합한방식 예를 들면 BPSK와 PPM을 조합한 방식이 있다.

그러나 상술한 방법들의 경우에 극히 짧은 신호인 UWB 펄스의 동기화를 위하여 회로가 복잡할 뿐만 아니라, 최근의 다중 밴드를 이용한 주파수 호핑이 적용되는 경우에는 수신단에서는 급격히 변화하는 주파수의 변화를 따라가기가 힘든 면이 있다. 그래서 각 서브 밴드들에 대한 수신부를 모두 동작시켜 이러한 주파수 호핑을 검출하려고 하나 이 또한 복잡한 회로를 이용하여 구현하여야 한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 UWB 수신기에서 신호의 동기화 과정을 거치지 않아도 되는 DPSK 방식의 비교적 간단한 구성을 갖는 UWB 송수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 송수신기의 블록도이다.

도 2a는 DPSK 변환부의 구현예를 보여주는 블록도이다.

도 2b는 DPSK 변환부의 다른 구현예를 보여주는 블록도이다.

도 3은 UWB 복조부를 상세히 보여주는 블록도이다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 송신과정을 보여주는 흐름도이다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 수신과정을 보여주는 흐름도이다.

도 5는 4개의 대역으로 나누어진 주파수 호핑 방식의 UWB 펄스열을 시간 및 주파수 영역에서 보여주는 그래프이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 UWB 송신기는 제1 비트 스트림(데이터 스트림)을 DPSK 변환하여 제2 비트 스트림으로 변환시키는 DPSK 변환부와, 상기 제2 비트 스트림으로 각 비트에 대하여 0의 경우와 1의 경우에 위상이 180도 달라지게 UWB 펄스열(UWB Wavelet Series) 을 생성하는 변조부, 및 상기 생성된 UWB 펄스열 무선 채널을 통해 전송시키는 RF 모듈을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 UWB 송신기는 무선 채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받는 RF 모듈과, 상기 RF 모듈을 통해 수신받은 상기 UWB 펄스열을 펄스간격만큼 지연시키는 시간 지연부; 및 상기 RF 모듈을 통해 수신받은 UWB 펄스열과 상기 시간 지연부를 통과한 지연 UWB 펄스열의 상관관계를 통해 데이터 스트림을 복조하는 복조부를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 UWB 송수신기는 제1 비트 스트림(데이터 스트림)을 DPSK 변환하여 제2 비트 스트림으로 변환시키는 DPSK 변환부와, 상기 제2 비트 스트림으로 각 비트에 대하여 0의 경우와 1의 경우에 위상이 180도 달라지게 UWB 펄스열(UWB Wavelet Series)을 생성하는 변조부와, 상기 생성된 UWB 펄스열을 무선 채널을 통해 전송시키고 무선채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받는 RF 모듈과, 상기 RF 모듈을 통해 수신받은 상기 UWB 펄스열을 펄스간격만큼 지연시키는 시간 지연부; 및 상기 RF 모듈을 통해 수신받은 UWB 펄스열과 상기 시간 지연부를 통과한 지연 UWB 펄스열의 상관관계를 통해 데이터 스트림을 복조하는 복조부를 포함한다.

상기 UWB 송신기, 수신기 및 송수신기에서 생성 또는 수신받는 UWB 펄스열은 단일 대역뿐만 아니라 다중 대역 예를 들면, 주파수 호핑 방식의 UWB 신호일 수도 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 UWB 송신방법은 제1 비트 스트림(데이터 스트림)을 DPSK 변환하여 제2 비트 스트림으로 변환시키는 단계와, 상기 제2 비트 스트림으로 각 비트에 대하여 0의 경우와 1의 경우에 위상이 180도 달라지게 UWB 펄스열(UWB Wavelet Series)을 생성하는 단계, 및 상기 생성된 UWB 펄스열을 무선 채널을 통해 전송시키는 단계를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 UWB 수신방법은 무선 채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받는 단계와, 상기 수신받은 UWB 펄스열을 펄스간격만큼 지연시키는 시간 단계, 및 상기 수신받은 UWB 펄스열과 상기 시간 지연된 UWB 펄스열의 상관관계를 통해 데이터 스트림을 복조하는 단계를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 UWB 송수신방법은 제1 비트 스트림(데이터 스트림)을 DPSK 변환하여 제2 비트 스트림으로 변환시키는 단계와, 상기 제2 비트 스트림으로 각 비트에 대하여 0의 경우와 1의 경우에 위상이 180도 달라지게 UWB 펄스열(UWB Wavelet Series)을 생성하는 단계와, 상기 생성된 UWB 펄스열을 무선 채널을 통해 전송시키고, 무선 채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받는 단계와, 상기 수신받은 상기 UWB 펄스열을 펄스간격만큼 지연시키는 단계, 및 상기 수신받은 UWB 펄스열과 상기 시간지연된 UWB 펄스열의 상관관계를 통해 데이터 스트림을 복조하는 단계를 포함한다.

상기 UWB 송신방법, 수신방법 및 송수신방법에서 생성 또는 수신받는 UWB 펄스열은 단일 대역뿐만 아니라 다중 대역 예를 들면, 주파수 호핑 방식의 UWB 신호일 수도 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

UWB 송신기는 데이터 스트림을 받아 DPSK 변환하는 DPSK 변환부(10)와, DPSK 변환된 비트 스트림을 바탕으로 UWB 펄스열을 생성하는 UWB 변조부(20), 및 생성된 UWB 펄스열을 무선 채널을 통해 전송하는 RF모듈(30)을 포함한다.

한편, UWB 수신기는 무선 채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받기 위한 RF모듈(30)과, RF모듈(30)에서 수신된 UWB 펄스열을 소정의 시간만큼 지연시키는 시간 지연부(40)와, RF모듈(30)에서 수신된 UWB 펄스열과 시간 지연부(40)를 통해 시간지연된 UWB 펄스열을 바탕으로 데이터 스트림을 생성하는 UWB 복조부(50)를 포함한다.

도 2a는 DPSK 변환부를 상세히 보여주는 블록도이다.

DPSK 변환부(10)는 제1 비트 스트림(데이터 스트림)의 비트를 저장하기 위한 버퍼(12)와 논리연산을 위한 논리연산부(14)를 포함한다. 도 2a에 도시된 버퍼(12)는 두 비트를 저장할 수 있는 쉬프트 레지스터를 사용하여 구현하였다. 300Mbps의 데이터 스트림이 입력된다고 할 때, 비트 스트림은 먼저 B1에 입력되고 다음 비트가 B1에 입력될 때 B1의 비트는 B2로 입력된다. B1의 비트와 B2의 비트에 XOR(eXclusive OR) 연산을 하여 그 결과를 출력한다. B1에서 B2로의 비트 이동 주파수는 300Mhz이고 출력되는 비트 스트림도 300Mbps가 된다. 한편, 상기에서는 DPSK 변환에서 비트 스트림의 변화를 "1"로 정의하고 비트 스트림이 변화하지 않는 경우에 "0"으로 정의한다면 논리연산부(14)는 XOR로 구현하지만, 만일 비트스트림의 변화를 "0"으로 정의하고 비트 스트림이 변화하지 않는 경우에 "1"로 정의한다면 논리연산부(14)는 XNOR(eXclusive Not OR)로 구현해야 한다. 이하에서는 비트의 변화를 "1"로, 비트가 변화하지 않는 경우를 "0"으로 정의하여 설명지만, 본 발명의 기술적 사상은 이와 반대로 정의하는 경우도 포함한다.

우선 B1과 B2의 초기 값은 각각 "1"과 "0"이라고 하자. 이럴 경우에 출력되는 제2 비트 스트림의 첫 비트는 "1"과 "0"을 XOR 연산하여 "1"이 된다. 이 때 출력되는 "1"은 제1 비트 스트림(데이터 스트림)과는 무관한 비트로서 단지 DPSK 연산을 위한 기준 비트가 될 뿐이다. 다음으로 제1 비트 스트림의 첫번 째 비트("1")가 B1에 입력되면 B2에 있는 "1"과 XOR 연산을 하면 "0"이 된다. 다음 비트("0")가 B1에 입력될 때 B2에는 B1에 있던 "1"이 입력되고 양자의 XOR 연산 결과는 "1"이 된다. 마찬가지 방식으로 계산하면 제1 비트 스트림의 비트가 변화할 때 제2 비트 스트림은 "1"이 되고, 제1 비트 스트림이 변화하지 않을 경우에 제2 비트 스트림은 "0"이 된다. 이를 정리하면 다음과 같다. 이 때, 표 1에서는 UWB 신호의 위상은 제2 비트 스트림의 비트가 "1"일 경우에 180도를, "0"일 경우에 0도로 정의하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 반대의 경우도 포함한다.

제1 비트 스트림		1	0	1	1	0
제2 비트 스트림	1	0	1	1	0	1
UWB 신호의 위상	180	0	180	180	0	180

한편, DPSK 변환부(10)는 도 2b의 도시된 것과 같이 구현할 수도 있다. 이럴 경우에 버퍼(10)는 한 비트를 저장하고 저장된 비트는 다음 비트가 입력될 때 입력되는 비트와 XOR 연산을 하게 된다. 이외에도 버퍼(10)는 여러 비트를 저장하도록 구현할 수도 있다. 도 2a나 도 2b를 통해 알 수 있다시피, DPSK 변환부는 하나의 비트와 바로 다음 비트와의 XOR 연산을 위해 최소한 하나의 비트를 저장하기 위한 버퍼가 필요하며 XOR 연산을 통해 비트의 변화를 알 수 있다.

도 3은 UWB 복조부를 상세히 보여주는 블록도이다.

RF모듈(30)로 수신된 UWB 펄스열과 시간 지연부(40)를 통한 지연된 UWB 펄스열은곱셈기(52)를 통해 곱해진다. 시간 지연부(40)에서의 지연되는 시간은 펄스간격 만큼이며, 바람직한 실시예에 있어서 시간 지연부(40)는 펄스간격 만큼의 시간지연을 갖도록 전기적인 길이를 갖는 전송선로 구현된다. 즉, 만일 시간 지연부를 통과한 UWB 펄스와 RF모듈(30)에서 바로 입력된 신호가 같은 위상을 갖는 신호라면 곱한 값은 0보다 클 것이고, 180도의 위상차를 갖는 신호라면 곱한 값은 0보다 작게 나올 것이다. 그렇지만 노이즈나 두 신호의 이동 경로 차 등으로 실제로 위상이 같은 신호더라도 0보다 작게 나오는 시간 구간이 존재할 수 있고 위상이 다른 신호더라도 0보다 크게 나오는 시간 구간이 존재할 수 있다. 따라서 바람직한 실시예는 신호를 하나의 펄스길이 만큼의 시간동안 적분하여야 두 신호의 위상이 같은 지 여부를 판별한다. 즉, 곱셈기(52)에서 곱해진 UWB 펄스열과 시간 지연된 UWB 펄스열에 대한 파형은 적분기(54)에서 펄스길이 만큼의 시간단위로 적분한다. 적분된 값은 펄스길이 간격마다 비트 판단기(56)에서 0보다 큰지 작은지가 판단된다. 적분된 결과가 0보다 큰 경우에는 두 신호는 위상 변화가 없다는 것을 의미하므로 "0"의 비트를 의미하며, 적분된 결과가 0보다 작은 경우에는 두 신호는 위상차가 있는 신호를 의미하므로(즉, 180도의 위상차를 갖는 신호이므로) "1"의 비트를 의미한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 수신기는 UWB 펄스의 동기를 맞추기 위한 복잡한 회로, 예를 들면 위상 고정 루프(Phase Lock Loop:PLL)과 같은 회로가 불필요하며, 간단한 회로로 구현이 가능하다.

먼저 UWB를 통해 송신하고자 하는 데이터 스트림을 입력받는다(S10). 데이터 스트림은 전송하고자 하는 데이터와 제어 데이터를 포함할 수 있으며, 오류 정정을 위한 잉여비트를 첨가하여 채널코딩된 데이터 스트림의 경우가 될 수도 있다.

입력된 데이터 스트림은 DPSK 변환시킨다(S12). DPSK 변환은 비트 스트림의 비트 변화가 생기는 경우와 생기지 않는 두 가지 스테이트가 있다. 비트 변화를 "1"로 정의할 경우에 비트가 변하지 않는 비트 스트림의 경우에는 계속 "0"이 출력된다. DPSK 변환되어 나오는 첫 번째 비트는 "1"이나 "0" 중 어느 것이 되어도 무방하며, 이는 입력된 데이터 스트림과는 무관한 비트로서 기준 비트가 된다. 예를 들면, "10110"의 비트 스트림에 대해 DPSK 변환하면, "101101"이 출력된다. 이 때 DPSK 변환된 첫 번째 비트 "1"은 기준 비트가 되며, 입력된 데이터 스트림이 기준 비트와 비교할 때 첫 비트는 "1"로 변화가 없었으므로 "0"이 출력되고 첫 비트 "1"은 기준 비트가 된다.

DPSK 변환된 비트 스트림을 바탕으로 UWB 펄스열을 생성한다(S14). UWB 펄스열은 비트 스트림이 "1"의 비트를 가질 때 180도의 위상을 갖는 UWB 펄스가 되도록하고 "0"의 비트를 가질 때 0도의 위상을 갖는 UWB 펄스가 되도록 할 수 있으나, 반대의 경우도 가능하다.

생성된 UWB 펄스열은 무선 채널로 송신된다(S16).

먼저 무선 채널로 UWB 펄스열을 수신한다(S20). 수신된 UWB 펄스열은 펄스길이 만큼의 시간지연을 시킨다(S22). 시간지연을 시키는 방법은 바람직한 실시예에 있어서 UWB 펄스를 펄스간격 만큼의 시간지연을 갖도록 하는 전기적인 길이를 갖는 전송선로에 통과시킨다. 예를 들면, 1ns의 펄스간격을 갖는 UWB 신호라고 하면, 30cm의 전기적인 길이를 갖는 전송선로를 통과시키면 1ns의 시간지연이 생긴다. 시간지연된 UWB 펄스열과 수신된 UWB 펄스열을 바탕으로 데이터 스트림을 복조한다(S24). DPSK 변조 방식에 있어 신호의 복조는 앞의 신호와 바로 뒤의 신호와의 위상차이를 통해 비트를 판단하는데, 시간지연된 UWB 펄스열(앞의 신호)와 수신된 UWB 펄스열의 위상차를 구하여서 위상차가 180인 경우에는 "1"로, 위상차가 0도인 경우에는 "0"으로 판단한다. 위상차를 구하는 방법은 시간지연된 UWB 펄스열과 수신된 UWB 펄스열을 곱한다. 두 펄스열에서 위상이 같은 펄스의 경우에는 이론적으로 시간 구간에서 모두 0보다 커야하지만 실제 노이즈나 기타의 영향으로 0보다 작은 영역도 나타난다. 따라서, 펄스길이 간격으로 적분하여 적분결과를 가지고 판단하는데, 적분 결과가 0보다 큰 경우라면 두 신호는 동일 위상이라고 판단할 수 있다. 즉, 위상 변화가 없으므로 "0"의 비트를 뜻한다. 한편, 적분 결과가 0보다 작은 경우라면 두 신호는 180도 위상차이가 있는 신호라고 판단할 수 있고 "1"의 비트를 의미한다고 할 수 있다.

본 발명은 단일 대역(Single Band)의 경우에도 적용되지만 다중 대역(Multi Band)의 경우에도 적용될 수 있다. 우선 도 5에서는 4개의 대역(중심주파수 f1, f2, f3, f4)를 갖는 UWB 펄스를 가지고 주파수 호핑방식을 통해 데이터를 전송하는 것을 보여준다. 도 5에서 주파수 호핑 패턴은 f1, f3, f2, f4의 순서로 진행한다.단일 대역인 경우에는 펄스길이와 펄스간격을 구별하는 것이 큰 실익이 없으나, 다중 대역인 경우에는 구별의 실익이 있다. 펄스길이는 한 대역이 주파수 호핑하기 전에 차지하는 시간축 상의 길이로 정의할 수 있으나, 실제 하나의 UWB 펄스의 시간축 상의 길이로 정의할 수도 있다. 한편, 펄스간격은 동일한 대역에서 펄스와 펄스 사이의 간격을 기준으로 정의된다. 본 발명을 다중 대역에 적용하고자 하는 경우에 가장 간단한 구현방법은 UWB 펄스열은 DPSK 변환된 비트스트림을 바탕으로 위상을 구별하여 생성한다. 예를 들면, 도 5에서 비트스트림은 0(f1, 0도), 0(f3, 0도), 1(f2, 180도), 0(f4, 0도)가 된다. 총 13개의 파형이 나타나는데, 1번과 5번과 9번 및 13번 파형은 f1 주파수를 가지며 이들간의 비교로 비트를 만들어 낸다. 마찬가지로 3번과 7번 및 11번 파형은 f2 주파수로 이들간의 비교로 비트를 만들어 낸다. 다중 대역의 경우에 각 대역의 첫 펄스는 기준 펄스가 된다. 즉, 도 5의 경우에 1번 파형이 첫 번째 파형이라고 하면 2번, 3번, 및 4번은 기준 파형이 된다. 1번 파형을 펄스간격 만큼 지연 시키면 5번 펄스와 같은 시간 상에서 존재한다. 위상이 180도 차이나는 이 두 신호의 곱하고 펄스길이 만큼의 시간 동안 적분하면 그 값은 0보다 작다. 즉 5번 파형이 의미하는 비트는 180도의 위상차가 있는 비트를 뜻하고 그 값은 "1"이 된다. 다음에는 2번 파형과 6번 파형을 비교하고 위상차가 180도이므로 "1"이 된다. 그 다음 3번 파형과 7번 파형은 동일 위상이므로 "0"이 되고, 4번 및 8번 파형은 "0"이 된다. 이러한 방식으로 쭉 계산하면, 5번 파형부터 13번 파형까지 "110001101"을 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 n개의 대역으로 나누어진 UWB 신호를 전송할 때, 각 대역별로 기준 파형인UWB 펄스를 하나씩 보내고 이 후부터는 UWB 펄스에 정보비트를 실어서 전송할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 이상의 실시예에서는 다중 밴드의 경우에 하나의 전송선로로 구현된 하나의 시간 지연부와 하나의 UWB 복조부를 갖는 하나의 수신부로 다중 대역을 모두 처리하는 것으로 구현하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 각 대역을 병렬로 처리하는 것도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, DPSK 변환을 이용하여 간단한 구성으로 UWB 신호를 송수신할 수 있는 장치 및 방법의 구현이 가능하다.

Claims

제1 비트 스트림(데이터 스트림)을 DPSK 변환하여 제2 비트 스트림으로 변환시키는 DPSK 변환부;

상기 제2 비트 스트림으로 각 비트에 대하여 0의 경우와 1의 경우에 위상이 180도 달라지게 UWB 펄스열(UWB Wavelet Series)을 생성하는 변조부; 및

상기 생성된 UWB 펄스열을 무선 채널을 통해 전송시키는 RF 모듈을 포함하는 UWB 송신기
제1항에 있어서, 상기 DPSK 변환부는 제1 비트 스트림 중의 한 비트를 저장하는 버퍼 및, 상기 버퍼에 저장된 비트와 다음 비트와의 XOR 연산하여 연산된 결과를 출력하는 연산부를 포함하며, 상기 연산이 끝나면 상기 다음 비트를 상기 버퍼에 저장하고 상기 다음 비트의 다음 비트와 XOR 연산하여 연산된 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 UWB 송신기
제1항에 있어서, 상기 변조부에서 생성되는 UWB 펄스열은 펄스가 생성되는 대역이 변화하는 다중 대역 UWB 펄스열인 것을 특징으로 하는 UWB 송신기
무선 채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받는 RF 모듈;

상기 RF 모듈을 통해 수신받은 상기 UWB 펄스열을 펄스간격만큼 지연시키는 시간지연부; 및

상기 RF 모듈을 통해 수신받은 UWB 펄스열과 상기 시간 지연부를 통과한 지연 UWB 펄스열의 상관관계를 통해 데이터 스트림을 복조하는 복조부를 포함하는 UWB 수신기
제4항에 있어서, 상기 복조부는 상기 UWB 펄스열과 상기 지연 UWB 펄스열을 곱하고 곱셈된 결과를 펄스길이단위로 적분하여 0보다 큰 경우에는 "0"의 비트를, 0보다 작은 경우에는 "1"의 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 UWB 수신기
제4항에 있어서, 상기 시간 지연부는 UWB 펄스간격 만큼의 시간지연을 갖게하는 전기적인 길이의 전송선로인 것을 특징으로 하는 UWB 수신기
제4항에 있어서, 상기 수신받는 UWB 펄스열은 펄스마다 대역이 변화하는 다중 대역 UWB 펄스열인 것을 특징으로 하는 UWB 수신기
제1 비트 스트림(데이터 스트림)을 DPSK 변환하여 제2 비트 스트림으로 변환시키는 DPSK 변환부;

상기 제2 비트 스트림으로 각 비트에 대하여 0의 경우와 1의 경우에 위상이 180도 달라지게 UWB 펄스열(UWB Wavelet Series)을 생성하는 변조부;

상기 생성된 UWB 펄스열을 무선 채널을 통해 전송시키고, 무선 채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받는 RF 모듈;

상기 RF 모듈을 통해 수신받은 상기 UWB 펄스열을 펄스간격만큼 지연시키는 시간 지연부; 및

상기 RF 모듈을 통해 수신받은 UWB 펄스열과 상기 시간 지연부를 통과한 지연 UWB 펄스열의 상관관계를 통해 데이터 스트림을 복조하는 복조부를 포함하는 UWB 송수신기
제8항에 있어서, 상기 DPSK 변환부는 제1 비트 스트림 중의 한 비트를 저장하는 버퍼 및, 상기 버퍼에 저장된 비트와 다음 비트와의 XOR 연산하여 연산된 결과를 출력하는 연산부를 포함하며, 상기 연산이 끝나면 상기 다음 비트를 상기 버퍼에 저장하고 상기 다음 비트의 다음 비트와 XOR 연산하여 연산된 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 UWB 송수신기
제8항에 있어서, 상기 복조부는 상기 UWB 펄스열과 상기 지연 UWB 펄스열을 곱하고 곱셈된 결과를 펄스길이단위로 적분하여 0보다 큰 경우에는 "0"의 비트를, 0보다 작은 경우에는 "1"의 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 UWB 송수신기
제8항에 있어서, 상기 시간 지연부는 UWB 펄스간격 만큼의 시간지연을 갖게하는 전기적인 길이의 전송선로인 것을 특징으로 하는 UWB 송수신기
제8항에 있어서, 상기 생성되는 UWB 펄스열과 상기 수신받는 UWB 펄스열은 다중 대역 UWB 펄스열인 것을 특징으로 하는 UWB 송수신기
(a) 제1 비트 스트림(데이터 스트림)을 DPSK 변환하여 제2 비트 스트림으로 변환시키는 단계;

(b) 상기 제2 비트 스트림으로 각 비트에 대하여 0의 경우와 1의 경우에 위상이 180도 달라지게 UWB 펄스열(UWB Wavelet Series)을 생성하는 단계; 및

(c) 상기 생성된 UWB 펄스열을 무선 채널을 통해 전송시키는 단계를 포함하는 UWB 송신 방법
제13항에 있어서, (a) 단계는 제1 비트 스트림 중의 한 비트를 저장하고, 상기 버퍼에 저장된 비트와 다음 비트와의 XOR 연산하여 연산된 결과를 출력하며, 상기 연산이 끝나면 상기 다음 비트를 상기 버퍼에 저장하고 상기 다음 비트의 다음 비트와 XOR 연산하여 연산된 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 UWB 송신방법
제13항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 생성되는 UWB 펄스열은 펄스가 생성되는 대역이 변화하는 다중 대역 UWB 펄스열인 것을 특징으로 하는 UWB 송신기
(a) 무선 채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받는 단계;

(b) 상기 수신받은 UWB 펄스열을 펄스간격만큼 지연시키는 시간 단계; 및

(c) 상기 수신받은 UWB 펄스열과 상기 시간 지연된 UWB 펄스열의 상관관계를 통해 데이터 스트림을 복조하는 단계를 포함하는 UWB 수신방법
제16항에 있어서, 상기 (c) 단계는 상기 UWB 펄스열과 상기 지연 UWB 펄스열을 곱하고 곱셈된 결과를 펄스길이단위로 적분하여 0보다 큰 경우에는 "0"의 비트를, 0보다 작은 경우에는 "1"의 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 UWB 수신방법
제16항에 있어서, 상기 (b) 단계는 UWB 펄스열을 UWB 펄스간격 만큼의 시간지연을 갖게하는 전기적인 길이의 전송선로에 통과시키는 것을 특징으로 하는 UWB 수신방법
제16항에 있어서, 상기 수신받는 UWB 펄스열은 펄스마다 대역이 변화하는 다중 대역 UWB 펄스열인 것을 특징으로 하는 UWB 수신방법
(a) 제1 비트 스트림(데이터 스트림)을 DPSK 변환하여 제2 비트 스트림으로 변환시키는 단계;

(b) 상기 제2 비트 스트림으로 각 비트에 대하여 0의 경우와 1의 경우에 위상이 180도 달라지게 UWB 펄스열(UWB Wavelet Series)을 생성하는 단계;

(c) 상기 생성된 UWB 펄스열을 무선 채널을 통해 전송시키고, 무선 채널을 통해 전송되는 UWB 펄스열을 수신받는 단계;

(d) 상기 수신받은 상기 UWB 펄스열을 펄스간격만큼 지연시키는 단계; 및

(e) 상기 수신받은 UWB 펄스열과 상기 시간지연된 UWB 펄스열의 상관관계를 통해 데이터 스트림을 복조하는 단계를 포함하는 UWB 송수신방법
제20항에 있어서, 상기 (a) 단계는 제1 비트 스트림 중의 한 비트를 저장하고, 상기 저장된 비트와 다음 비트와의 XOR 연산하여 연산된 결과를 출력하는며, 상기 연산이 끝나면 상기 다음 비트를 저장하고 상기 다음 비트의 다음 비트와 XOR 연산하여 연산된 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 UWB 송수신방법
제20항에 있어서, 상기 (e) 단계는 상기 UWB 펄스열과 상기 지연 UWB 펄스열을 곱하고 곱셈된 결과를 펄스길이단위로 적분하여 0보다 큰 경우에는 "0"의 비트를, 0보다 작은 경우에는 "1"의 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 UWB 송수신방법
제20항에 있어서, 상기 (b) 단계는 UWB 펄스열을 UWB 펄스간격 만큼의 시간지연을 갖게하는 전기적인 길이의 전송선로에 통과시키는 것을 특징으로 하는 UWB 송수신방법
제20항에 있어서, 상기 생성되는 UWB 펄스열과 상기 수신받는 UWB 펄스열은 다중 대역 UWB 펄스열인 것을 특징으로 하는 UWB 송수신기