KR20050105248A - 타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신을 위한 송신기,수신기, 시스템 및 방법 - Google Patents

타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신을 위한 송신기,수신기, 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20050105248A
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닥나츄 비루
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

타임 슬롯 시퀀스에 따라 다중 대역 통신을 송신 및 수신하는 시스템 및 방법은 송신단에서, 각 주파수 대역에 대한 타임 슬롯 위치(s1,s2,s3,s4)에 따라 데이터를 인코딩하는 인코더와, 다수의 주파수 대역(f1,fn)으로부터 선택된 사전결정된 다수의 주파수 대역(f4,f3,f2,f1)에 걸쳐 인코딩된 데이터를 변조하는 RF 변조기를 포함한다. 사전결정된 다수의 주파수 대역은 서로 독립적이며 사전결정된 다수의 주파수 대역의 송신 순서는 스펙트럼 키잉에서의 의존성과 달리 무의미하다. 본 발명은 송신되는 주파수 대역의 순서로부터 자유롭고, 따라서 채널화, 보안 또는 다른 용도로 사용될 수 있으며 수신단에서 덜 복잡한 회로를 필요로 한다.

Description

타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신을 위한 송신기, 수신기, 시스템 및 방법{TIME-SLOT SEQUENCED MULTI-BAND UWB COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 영역 네트워크에서의 통신에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 초광대역 통신에서의 변조 기법에 관한 것이다.
초광대역(UWB)은 무선 통신, 특히 단거리 통신을 위한 차세대 기술로서 연구되고 있다. 광대역폭의 RF 채널에 걸쳐 정보를 변조하는데 사용되는 다수의 변조 기법이 있다. 이들 중에는 스펙트럼 키잉이 있는데, 이것은 기본적으로 다중 대역 변조 기법이며, 정보는 시간적으로 전송되는 주파수 시퀀스를 통해 전송된다.
도 1a는 예를 들어 스펙트럼 키잉에서 연속적인 주파수의 방송을 사용하는 종래의 방법에 대한 예를 도시한다. 이 특정 예에서,제 1 주기(101) 내에 제각각 참조 번호(105,115,125 및 135)로 표시된 네 개의 주파수 대역이 존재한다. 이 특정 경우에서, 모든 펄스는 그룹화되고 f2,f1,f3,f4로 전송된다. 이어지는 심볼 주기에서의 시퀀스는 f3,f2,f4,f1이다. 각각의 주파수는 일련의 슬롯(s1 내지 s4)을 갖는다. 전송 순서는 중요한데, 그 이유는 이 순서는 정보를 인코딩/디코딩하는데 사용되는 스펙트럼 키잉 시스템의 일부이기 때문이다.
위의 경우에서, 수신측에서 하나의 대역에 대해 하나씩 다수의 병렬 수신기를 사용할 필요가 있다. 대역 수가 증가함에 따라, 수신기의 복잡성도 증가한다.
도 1a는 스펙트럼 시프트 키잉을 사용하는 종래의 전송 기법을 도시하는 도면,
도 1b는 본 발명에 따른 전송에 대한 제 1 측면을 도시하는 도면,
도 1c는 본 발명의 제 1 측면의 또 다른 변형을 도시하는 도면,
도 2a는 다중대역 통신의 수신에 사용되는 전형적인 수신기를 도시하는 도면,
도 2b는 단일 대역 통신에 대한 순차적 순서 수신에 사용되는 수신기의 블록도,
도 3a 및 도 3b는 단일 대역 송신기 및 다중대역 송신기에 대한 블록도.
따라서, 본 발명은 수신기 복잡성을 극적으로 줄이면서 종래의 시스템과 동일한 또는 더 나은, 예를 들어 스펙트럼 키잉과 같은 코딩 성능을 제공하는 변조 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명은 임의의 주파수 송신 순서를 허용함으로써, 연속적인 주파수 대역을 사용하는 시스템보다 나은 가요성을 제공한다.
도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 전송 방법에 대한 제 1 실시예를 도시한다. 제 1 단계는 도 1a에 도시된 동일한 데이터를 인코딩하지만, 전송시, 주파수의 전송 시퀀스는 무의미하다.
도 1b에 도시되어 있는 바와 같이, 한번에 하나의 주파수(f4, 또는 f2, f3 또는 f1)만이 전송된다. 이러한 시퀀스의 특정 선택분은 임의적이고, 제각기의 주파수에 대한 특정 전송 시퀀스는 지금까지 알려진 스펙트럼 주파수 시스템에서의 경우와 같이 정보를 반송하지 않는다.
그러나, 본 발명에 따르면, 네 개의 슬롯(s1 내지 s4)의 상대적 위치가 정보를 결정한다.
달리 말하면, 전송 종료시, 본 발명에 따른 방법은, (a) 다수의 주파수 대역에서 일련의 타임 슬롯으로 정보를 인코딩하는 단계와, (b) 다수의 주파수 대역에 걸쳐 한번에 하나의 대역에서의 펄스를 변조하되, 다수의 주파수 대역의 각각의 주파수 대역에서 인코딩된 정보는 다수의 주파수 대역의 전송 순서 시퀀스와는 무관한 단계를 포함한다.
수신기측에서, 이 방법은, (c) 제각각의 대역으로부터 수신된 펄스를 복조하는 단계와, (d) 각각의 주파수 대역에 대한 타임 슬롯에서의 데이터 위치에 따라 단계(c)에서 복조된 펄스로부터 정보를 디코딩하는 단계를 포함한다.
주파수 대역의 전송 시퀀스의 독립성은 허용가능한데, 그 이유는 스펙트럼 키잉과는 달리, 주파수 전송 순서는 통신의 한 형태로 사용되지 않기 때문이다. 따라서, 다수의 주파수 대역의 전송 순서에 따른 데이터의 인코딩 및 디코딩을 제외하면 스펙트럼 키잉 기능을 사용할 수 있다.
도 1c는 본 발명의 또 다른 측면을 도시하는데, 두 개의 주파수(f2,f4 또는 f3,f1)가 그룹으로 전송된다.
도 1c에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 주파수(f2 및 f4)가 전송되고 이어서 주파수(f1,f3)가 전송된다. 전송 시퀀스에 대한 실제 선택은 임의적이다.
실제 전송과 관련하여, 각 펄스는 BPSK, QPSK, OFDM, PPM 또는 임의의 다른 변조 기법을 사용하여 변조될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 인코더는 두 개 이상의 변조 기법에 따라 주파수 대역을 인코딩할 수 있다. 물론, 수신기는 두 개 이상의 변조 기법을 복조하는 성능을 필요로 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 측면을 도시하는데, 장치는 앞서 개시된 방법에 따라 송신을 수행한다. 이 수신기는 그룹으로서 전송되는 두 개의 주파수 그룹에 적절하다.
도 2a에 도시된 수신기는 대역 통과 필터(205), 저잡음 증폭기(210), 버퍼(215), 믹서(216), VCO 뱅크(217), 아날로그 디지털 변환기(220)를 포함한다. 이 수신기는 주어진 시간 윈도우 내에 어떤 주파수가 수신되고 있는지를 알 필요가 있다. 그러나, 이 정보는 다소 쉽게 제공될 수 있다. 이러한 목적의 수신기에 있어서, 주파수 송신 시퀀스의 실제 시간은 무의미하며, 이는 스펙트럼 키잉과 같은 송신 기법과 구별된다는 점이 강조된다.
도 2b는 안테나(263)를 구비한 가변 동조기(265), RF 복조기(270) 및 디코더(285)로 구성된 단일 대역 수신기의 블록도를 도시한다. 디코더는 각 대역에서 타임 슬롯 순서 데이터에 따라 각 대역을 디코딩하고, 정보를 디코딩하는 경우 전송된 대역의 스펙트럼 순서를 사용하지 않는데, 그 이유는 전송 끝단에서 이러한 방식으로 인코딩된 데이터가 없기 때문이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 사용될 수 있는 두 개의 상이한 송신기를 도시한다. 당업자라면, 본 발명의 사상 또는 첨부된 청구항의 범주를 벗어나지 않고서 다수의 수정이 이 예에 대해 이루어질 수 있고, 이들 예는 단지 예시적인 목적이고 도시되어 있는 요소들에 제한되지 않는 것으로 제공된다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 3a는 인코더(305)를 도시한다. 이 인코더는 전송될 각각의 대역에 대한 상대적인 타임 슬롯 위치에 따라 데이터를 인코딩할 것이지만, 주파수 대역의 전송 시퀀스에 따라서는 데이터를 인코딩하지 않을 것이다. 이 경우에서 RF 변조기(310)는 단지 동조가능 단일 대역 송신기일 필요가 있고, 도 1b에 도시된 것과 같은 주파수 패턴은 순차적으로 전송될 것이다. 예를 들어, f4,f3,f1,f2 순으로 전송될 것이다.
동조가능 단일 대역 수신기는 상이한 대역을 복조 및 디코딩할 수 있다.
도 3b는 인코더(305)를 도시하지만, RF 변조기(311)는 다수의 대역(대역 그룹으로도 지칭됨)을 전송할 수 있는 성능을 갖고 있다. 예를 들어, f1 및 f4는 제 1 그룹으로, f2 및 f3는 제 2 그룹으로, f4 및 f2는 또 다른 그룹으로 전송될 수 있다. 다시 말하지만, 이러한 예시는 단지 예시적 목적이고 본 발명을 두 개의 주파수 대역의 송신 그룹으로 제한하지 않는다. 세 개 이상의 주파수 대역(가능한 많이)이 전송될 수 있다. 이해해야 할 것은 동시에 전송되는 다중 대역의 수가 수신기의 복잡성을 증가시킨다는 것이다. 또한, 본 발명에 있어서, 주파수 대역의 송신 시퀀스는 무의미하며, 송신 순서에 따라서 정보는 인코딩되지 않는다. 따라서, 대역은 순차적인 순서보다 효율적인 그룹으로 송신될 수 있다.
본 발명의 장점은 주파수 대역 송신 시퀀스가 정보를 인코딩/저장하는 수단으로서 사용되지 않기 때문에, 실제 전송 시퀀스는 각 수신기가 고유의 전송된 파형의 시퀀스를 갖는 채널화 또는 보안과 같은 용도로 이용가능하다는 것이다. 예를 들어, 하나의 송신기는 f1,f2,f3,f4 및 다른 f3,f2,f4,f2로 시퀀스를 부여할 수 있다.
당업자라면, 본 발명의 사상 및 첨부된 청구항의 범주를 벗어나지 않고서 본 발명의 설명에 대해 다양한 변경 및 대체가 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 사용되는 대역의 수, 변조 유형, 대역의 주파수, 전송되는 주파수 대역의 수, 인코딩 기법은 필요에 따라 모두 달라질 수 있다. 사실, 대역의 전송은 오버래핑될 수 있고 다중 대역 통신으로 고려될 수 있다.

Claims (35)

  1. 타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신을 전송하는 송신기(300)에 있어서,
    각 주파수 대역마다 타임 슬롯 위치(s1,s2,s3,s4)에 따라 데이터를 인코딩하는 인코더(305)와,
    다수의 주파수 대역(f1,...,fn)으로부터 선택된 사전결정된 다수의 주파수 대역(f4,f3,f2,f1)에 걸쳐 인코딩된 데이터를 변조하는 RF 변조기(310)- 상기 사전결정된 다수의 주파수 대역은 서로 독립적이며 상기 사전결정된 다수의 주파수 대역의 송신 순서는 중요하지 않음 -와,
    상기 다수의 주파수 대역으로부터 선택된 적어도 두 개의 제각각의 주파수가 전송되는 안테나(312)
    를 포함하는 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 변조된 주파수 대역을 순차적으로 송신하는 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 변조된 주파수 대역을 동시에 송신하는 송신기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조된 주파수 대역의 송신은 오버래핑되는 송신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코더(305)는 코딩이 상기 다수의 주파수 대역의 송신 순서와는 무관하다는 것을 제외하면 스펙트럼 키잉 방법에 따라 데이터를 인코딩하는 송신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 주파수 대역은 초광대역 주파수에 걸쳐 전송되는 송신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코더(305)는 다수의 변조 기법에 따라 상기 주파수 대역을 인코딩하도록 적응되고, 각 주파수 대역은 사전결정된 변조 기법에 따라 인코딩되는 송신기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인코더(305)는 BPSK,SPSK,OFDM 및 PPM 중 두 개 이상으로 인코딩하도록 적응되는 송신기.
  9. 순차적으로 송신되는 타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신을 수신하는 수신기(200)에 있어서,
    송신되는 상기 타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신 중 상기 다수의 대역을 순차적으로 수신하도록 가변 주파수를 동조시키는 동조기(265)와,
    상기 동조기(265)에 의해 수신된 상기 주파수 대역을 복조하는 RF 복조기(270)와,
    서로에 대해 또한 상기 주파수 대역이 수신되는 순서에 대해 무관하게 상기 주파수 대역을 디코딩하는 디코더(285)
    를 포함하는 수신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    수신된 상기 통신의 상기 주파수 대역(f4,f3,f2,f1)은 초광대역 주파수인 수신기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 복조기(271)는 다중 변조 기법에 따라 상기 주파수 대역을 복조하도록 적응되고, 각 주파수 대역은 사전결정된 변조 기법에 따라 복조되는 수신기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 복조기(270)는 사전결정된 다수의 변조 기법에 따라 복조된 다중 주파수 대역의 송신을 복조하도록 적응되고, 상기 기법은 BPSK, SPSK, OFDM 및 PPM 중 두 개 이상의 변조 기법을 포함하는 수신기.
  13. 두 개 이상의 주파수 대역에 대하여 적어도 부분적으로 동시에 송신되는 타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신을 수신하는 수신기(201)에 있어서,
    둘 이상의 주파수 대역(f1,f2,f3,f4)을 포함하는 신호를 수신하는 동조기(205)와,
    상이한 주파수 대역을 제각각의 개별 주파수 대역으로 복조하는 믹서(216)를 포함하는 RF 복조기(271)와,
    송신 순서에 대해 무관하게 상기 상이한 주파수 대역을 디코딩하되, 각 주파수 대역은 타임 슬롯 배열에서의 위치 정보에 따라 디코딩되는 디코더(220,225)
    를 포함하는 수신기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수신된 통신의 상기 주파수 대역(f4,f3,f2,f1)은 초광대역 주파수인 수신기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 복조기(270)는 다중 변조 기법에 따라 상기 주파수 대역을 복조하도록 적응되고, 각 주파수 대역은 사전결정된 변조 기법에 따라 변조되는 수신기.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 복조기(270)는 사전결정된 다수의 변조 기법으로 인코딩된 상기 다수의 주파수 대역 송신을 복조하도록 구성되고, 각 기법은 BPSK, SPSK, OFDM 및 PPM 중 둘 이상의 변조 기법을 포함하는 수신기.
  17. 타임 슬롯 시퀀스에 따라 다중 대역 통신을 송신 및 수신하는 시스템에 있어서,
    송신단(300,301)에서,
    각 주파수 대역에 대한 타임 슬롯 위치(s1,s2,s3,s4)에 따라 데이터를 인코딩하는 인코더(305)와,
    다수의 주파수 대역(f1,...,fn)으로부터 선택된 사전결정된 다수의 주파수 대역(f4,f3,f2,f1)에 걸쳐 인코딩된 데이터를 변조하는 RF 변조기(310)- 상기 사전결정된 다수의 주파수 대역은 서로 독립적이며 상기 사전결정된 다수의 주파수 대역의 송신 순서는 중요하지 않음 -와,
    상기 다수의 주파수 대역으로부터 선택된 적어도 두 개의 제각각의 주파수가 전송되는 안테나(312)
    를 포함하는 포함하고,
    수신단(200,201)에서,
    송신되는 상기 타임 슬롯 시퀀스의 다수의 대역을 순차적으로 수신하도록 가변 주파수를 동조시키는 동조기(265)와,
    상기 동조기(265)에 의해 수신된 상기 주파수 대역을 복조하는 RF 복조기(270)와,
    서로에 대해 또한 상기 주파수 대역이 수신되는 순서에 대해 무관하게 상기 주파수 대역을 디코딩하는 디코더(285)
    를 포함하는
    시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 송신기(300)는 상기 변조된 주파수 대역을 순차적으로 전송하는 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 송신기(301)는 상기 변조된 주파수 대역을 동시에 전송하는 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 송신기(301)는 상기 변조된 주파수 대역의 송신을 오버래핑하는 시스템.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 인코더(305)는 다수의 변조 기법에 따라 상기 주파수 대역을 인코딩하도록 적응되고, 각 주파수 대역은 사전결정된 변조 기법에 따라 인코딩되는 시스템.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 인코더(305)는 BPSK,SPSK,OFDM 및 PPM 중 두 개 이상으로 인코딩하도록 적응되는 시스템.
  23. 타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신을 위한 방법에 있어서,
    (a) 다수의 주파수 대역에서 일련의 타임 슬롯으로 정보를 인코딩하는 단계와,
    (b) 상기 다수의 주파수 대역에 걸쳐 한번에 하나의 대역의 펄스를 변조하는 단계
    를 포함하되, 상기 다수의 주파수 대역의 각각의 주파수 대역에서 인코딩된 정보는 상기 다수의 주파수 대역의 송신 순서 시퀀스와는 무관한
    방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    (c) 상기 각각의 대역으로부터 수신된 상기 펄스를 복조하는 단계와,
    (d) 각각의 주파수 대역마다 타임 슬롯에서의 데이터 위치에 따라 단계(c)에서 복조된 상기 펄스로부터 정보를 디코딩하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 다수의 대역의 주파수는 초광대역 주파수를 포함하는 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 단계(c)에서의 펄스 복조는 순차적으로 송신된 상기 다수의 주파수 대역에 대해 동조가능 단일 대역 수신기를 사용하여 수행되는 방법.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 단계(a)에서의 인코딩은 상기 다수의 주파수 대역의 송신 순서 시퀀스에 따른 송신 정보가 없는 스펙트럼 키잉을 사용하는 방법.
  28. 제 23 항에 있어서,
    단계(b)에서의 상기 주파수 대역은 한번에 두 개의 대역이 전송되는 방법.
  29. 제 23 항에 있어서,
    단계(b)에서의 상기 주파수 대역은 세 개 이상의 대역의 그룹으로 전송되는 방법.
  30. 제 23 항에 있어서,
    단계(b)에서의 상기 주파수 대역은 둘 이상의 대역의 그룹으로 전송되는 방법.
  31. 제 24 항에 있어서,
    상기 단계(c)에서의 펄스 복조는 그룹으로 송신되는 다수의 주파수 대역에 적당한 동조가능 다중 대역 수신기를 사용하여 수행되는 방법.
  32. 제 23 항에 있어서,
    상기 인코더는 다수의 변조 기법에 따라 상기 주파수 대역을 인코딩하도록 적응되고, 각 주파수 대역은 사전결정된 변조 기법에 따라 인코딩되는 방법.
  33. 제 23 항에 있어서,
    상기 인코더(305)는 BPSK,SPSK,OFDM 및 PPM 중 둘 이상으로 인코딩하도록 적응되는 방법.
  34. 제 24 항에 있어서,
    상기 복조 단계(c)는 다수의 변조 기법에 따라 상기 주파수 대역을 복조하도록 적응되고, 각 주파수 대역은 사전결정된 변조 기법에 따라 인코딩되는 방법.
  35. 제 24 항에 있어서,
    상기 복조 단계(c)는 사전결정된 다수의 변조 기법에 따라 인코딩된 상기 다수의 주파수 대역의 송신을 복조하도록 적응되고, 상기 기법은 BPSK,SPSK,OFDM,PPM 중 둘 이상의 변조 기법을 포함하는 방법.
KR1020057015812A 2003-02-26 2004-02-23 타임 슬롯 시퀀스의 다중 대역 통신을 위한 송신기,수신기, 시스템 및 방법 KR20050105248A (ko)

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