KR20060129431A - 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호 수신방법, 수신기 및 송수신기 - Google Patents

부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호 수신방법, 수신기 및 송수신기

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KR20060129431A
KR20060129431A KR1020067017682A KR20067017682A KR20060129431A KR 20060129431 A KR20060129431 A KR 20060129431A KR 1020067017682 A KR1020067017682 A KR 1020067017682A KR 20067017682 A KR20067017682 A KR 20067017682A KR 20060129431 A KR20060129431 A KR 20060129431A
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찰스 라젤
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

시퀀스 키잉 UWB 기호의 전송을 부분적으로 직렬화함으로써(도 2), 이러한 전송을 수신하는 데 필요한 병렬 수신기 브랜치의 수가 감소된다. 수가 감소된 수신기 경로는 UWB 기호의 부분적으로 직렬화된 부분 각각의 수신 동안에 재사용되며, 로컬 오실레이터(312,332,334,336) 출력 주파수는 이들 부분 각각의 수신을 위해 변경된다. 병렬 수신기 경로의 수를 감소시킴으로써 이러한 수신기에 의해 소비되는 전력량을 유리하게 감소시킨다. 이와 유사하게, 집적 회로의 이러한 수신기를 구현하는 데 필요한 면적이 감소된다. 본 발명의 다른 양태에서, 동기화 시퀀스는 UWB 기호의 전송을 위해 이용 가능한 전체 주파수 대역 세트(402-408)보다 적게 사용한다.

Description

부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호 수신 방법, 수신기 및 송수신기{SERIALIZATION OF MULTI-BAND SEQUENCE KEYING FOR ULTRA WIDEBAND RECEIVER ARCHITECTURE WITH REDUCED COMPLEXITY AND POWER CONSUMPTION}
본 발명은 전반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 더 구체적으로는 초광대역 통신의 다중 대역 시퀀스 키잉의 적어도 부분적 직렬화와, 복잡도 및 전력 소비가 감소되는 초광대역 수신기 아키텍처에 관한 것이다.
초광대역(UWB) 통신은, 라디오 스펙트럼의 상당한 부분에 걸쳐 신호가 확산되어 임의의 특정 주파수에서의 신호 전력이 상대적으로 작은 라디오 통신의 한 형태이다. 이러한 시스템의 대역폭은 통상적으로는 500MHz보다 크며, 일부 UWB 시스템에서는 대역폭은 예를 들어 2GHz 내지 100GHz 사이일 수 있다. 초기 UWB 시스템은 펄스 위치 변조의 사용을 통해 자신의 신호에 관한 정보를 전달하였다. 이러한 펄스 위치 변조는 UWB 시스템의 관점에서 시간 변조로 지칭되기도 한다.
펄스 위치, 즉, 펄스가 발생하는 시각 또는 펄스의 위상을 변조함으로써 정보가 UWB 신호로 인코딩되고 이어서 이로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 다소 이른 펄스는 "0"으로 해석되고 다소 지연된 펄스는 "1"로 해석될 수 있다. 이와 달리, 0 위상으로 전송되는 펄스는 "0"으로 해석되고 180도로 전송되는 위상은 "1"로 해석될 수 있다. 불행히도, 이들 방안은 전송되는 펄스당 1비트의 정보만을 제공한다.
UWB 신호의 정보 내용을 증가시키기 위한 하나의 시그날링 방안은 시퀀스 키잉(sequence keying)을 위상 또는 펄스 위치 비트에 보충하는 것을 포함한다. 흔히 이 기술을 스펙트럼 키잉이라 한다. 시퀀스 키잉은 UWB 신호 파형이 다수의 사전 정의되는 주파수 대역의 독립 전송으로 구성될 것을 요구한다. 이 방식에서, 추가 정보는 UWB 펄스의 전송을 위한 주파수 대역의 선택의 시간 순서에 의해 표현된다. 주파수 대역의 수가 증가함에 따라 주파수의 시간 순서 시퀀스에 대한 순열(permutations)의 수가 급격히 증가한다. 다중 대역의 사용은 UWB 시스템에 대한 어떤 구분되는 장점을 제공하는데, 왜냐면 이는 사용되는 대역의 수와 동일한 비율만큼 회로 대역 및 샘플 레이트의 감소를 가능하게 하기 때문이다. 시퀀스 키잉을 결과 송신기 및 수신기에 적용함으로써 이러한 다중 대역 UWB 시스템의 정보 밀도를 증가시키는 논리적 향상을 가져온다. 분명한 단점은 시퀀스의 이전 통보없이 전송되는 시퀀스를 수신하기 위해 다수의 병렬 수신기가 필요하다는 점이다.
2개 이상의 주파수 대역에 대해 이러한 시퀀스 키잉을 사용하여 전송되는 초광대역 신호를 수신하고 복조하는 데 요구되는 다중 브랜치(multi-branch) 수신기의 복잡도와 전력 소비를 감소시키기 위한 방법 및 장치가 필요하다.
간략히 말해, 시퀀스 키잉 UWB 기호(symbol)의 전송을 부분적으로 직렬화함 으로써 이러한 전송을 수신하는 데 요구되는 병렬 수신기의 수가 감소된다. 수가 감소된 수신기 경로는 UWB 기호의 부분적으로 직렬화된 부분 각각을 수신하는 동안에 재사용되고, 로컬 오실레이터 출력 주파수는 이들 부분 각각의 수신을 위해 변경된다. 병렬 수신기 경로의 수를 감소시킴으로써 이러한 수신기에 의해 소비되는 전력량을 유리하게 감소시킨다. 이와 유사하게, 집적 회로에서 이러한 수신기를 구현하는 데 필요한 면적을 유리하게 감소시킨다.
본 발명의 다른 양태에서는, 동기화 시퀀스가 UWB 기호의 전송을 위해 이용 가능한 주파수 대역의 전체 세트보다 적게 사용한다.
도 1은 주지의 초광대역 통신 시스템에서의 기호 전송을 위한 하나의 방안을 도시하는 주파수 대 시간 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 초광대역 통신 시스템에서의 기호 전송을 위한 부분적 직렬화 방안을 도시하는 주파수 대 시간 다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 간략화된 UWB 수신기의 아키텍처 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 예시적 방법을 도시하는 흐름도이다.
전반적으로, 본 발명은 2개 이상의 주파수 대역으로 전송되는 초광대역 신호, 즉, 시퀀스 키잉 UWB 기호를 수신하고 복조하는 데 필요한 다중 브랜치 수신기 의 복잡도와 전력 소비를 감소시키는 방법과 장치에 관한 것이다. 이와 유사하게, 본 발명은 부분적으로 직렬화된 UWB 기호를 전송하는 방법과 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 송신기와 수신기를 동기화하는 방법과 장치에 관한 것이다.
도달 시각 시퀀스가 변조 정보의 모두 또는 일부를 전송하는 다중 대역 UWB 수신기는 통상적으로 n개의 대역에 대해 n개의 병렬 수신기 브랜치 또는 수신기 경로를 요구한다. 본 발명의 일실시예에서, 전송되는 시퀀스의 부분적 또는 전체 직렬화는 2 내지 n 사이의 비율만큼 병렬 수신기 브랜치의 수를 감소시키는 데 이용된다. 다시 말해, 시퀀스 키잉 UWB 기호가 직렬화될 수 있는 부분의 수는 2 이상일 수 있다. 이는 시퀀스 키잉 시퀀스의 특성을 변경하지 않고 수행된다.
본 명세서에서 "일실시예" 또는 유사한 표현은 그 실시예와 관련되어 설명되는 특정 형태, 구조, 동작 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 문구 또는 표현이 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 다양한 특정 형태, 구조, 동작 또는 특징은 하나 이상의 실시예의 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다.
흔히 스펙트럼 키잉이라 불리는 UWB 통신을 위한 하나의 변조 방안은, 예를 들어 BPSK 또는 QPSK 변조 기술에 따라 전송되는 펄스를 변조하는 것 외에도, 변조 정보를 전송하기 위해 여러 주파수의 펄스 전송의 시퀀스도 이용한다. 예를 들어, 5개의 상이한 주파수가 예를 들어 800MHz의 간격(spacing)으로 선택될 수 있다. 이 예에서, 각 주파수의 펄스 기간(duration)은 펄스당 3ns이므로 전체 시퀀스를 송신하기 위해 15ns가 요구된다. 수신기의 관점에서, 전송되는 시퀀스는 이전에 알려지지 않으므로 병렬 수신기 경로 또는 브랜치가 임의의 도달 순서를 허용하기 위해 구현된다.
집적 회로 형태의 UWB 송수신기 구현을 고려하는 경우, 시퀀스 키잉의 한 가지 단점은 병렬 수신기 경로를 위해 상대적으로 큰 아날로그 RF를 선택해야 한다는 점이다. 특히, 병렬 수신기 경로의 구현을 위해 필요한 다수의 아날로그-디지털(A/D) 변환기가 존재하는데, 이는 결국 상당한 칩 면적과 동작에서 상당한 전력 소비를 요구한다.
도 1을 참조하면, 초광대역 통신 시스템의 기호를 전송하기 위한 시퀀스 키잉 방안을 도시하는 주파수 대 시간 다이어그램이 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 도 1은 UWB 기호가 전송되는 일례를 도시하고 있는데, 이 UWB 기호는 8개의 주파수 대역과 8개의 변조 시간 슬롯을 갖는다. 이 예에서는, 단 하나의 반송파(즉, f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7 또는 f8)만이 턴 온되어 각 시간 슬롯 동안 전송될 수 있다. 일단, 한 반송파가 턴 온되면, UWB 기호 전송 동안에는 다시 턴 온되지 않는다. 도 1에 도시된 바와 같이, UWB 기호는 시각(t1)에서의 주파수 대역(f3), 시각(t2)에서의 주파수 대역(f1), 시각(t3)에서의 주파수 대역(f6), 시각(t4)에서의 주파수 대역(f5), 시각(t5)에서의 주파수 대역(f2), 시각(t6)에서의 주파수 대역(f8), 시각(t7)에서의 주파수 대역(f4) 및 시각(t8)에서의 주파수 대역(f7)으로 구성된다. 이는 종래 표기법으로, f3@t1, f1@t2, f6@t3 등으로 표현될 수 있다. 8개의 슬롯 동안 선택된 주파수를 표현하는 다른 표기법은 {3,1,6,5,2,8,4,7}로 표현하는 것인데, 여기서 숫자는 8개의 반송파 중 어느 하나가 시각(t1,t2,t3,...t8)에서 각각 턴 온되는지를 표현한다는 것이 이해될 것이다.
본 발명에 따르면, 전송되는 UWB 신호의 부분적 직렬화는 요구되는 병렬 수신기 경로의 수를 감소시키게 된다. 결과적으로, 칩 면적과 전력 소비 모두를 절감할 수 있다.
시퀀스 키잉 UWB 기호에 대한 수신기의 병렬 수신기 경로의 수를 감소시키기 위한 한 방안에서, 이 시퀀스는 각 주파수에 대해 개별 시간 슬롯을 제공함으로써 완전히 직렬화된다. 일반적으로, 이는 n2개의 시간 슬롯이 이용 가능하게 될 것을 요구하는데, 이 경우에는 각각 3ns이다. 그래서, 연속적 기호간에 5.75ns가 필요하다. 13.1MHz 이상으로 펄스 반복 레이트를 증가시키려는 시도는 펄스 폭을 감소시키지 않고는 가능하지 않을 것이다. 그러나, 펄스 폭을 감소시키는 것은 여러 단점을 지니는데, 이는 각 서브 대역이 차지하는 대역폭이 증가되고 신호 에너지의 실질적인 부분을 수집하는 데 필요한 RAKE 핑거(fingers)의 수도 증가한다는 사실을 포함한다.
본 발명의 실시예는 시퀀스 키잉의 완전한 직렬 전송과 완전한 병렬 전송 사이의 절충점을 제공하여, 여전히 높은 펄스 반복 비율을 지원하면서 수신기 복잡도를 절반으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 3ns 펄스 기간과 19.5MHz의 기호 반복 레이트를 갖는 8개의 서브-반송파를 고려하자. 완전한 직렬화를 위해, 각 기호들간에 64×3 또는 192ns가 필요할 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 UWB 수신기에서, 이용 가능한 시간은 51ns(1/19.5MHz)이다. 8개의 펄스의 2개의 세트에 이르는 시간(2*8*3)을 갖는다고 고려하자. 본 발명에 따르면, 병렬 수신기 브랜치의 수는 2배로 감소시키면서 정보 처리량을 포함하는 시퀀스 키잉 변조 방안의 본래 특성을 유지할 수 있다. 특히, 이 경우에 16개의 위상 비트(반송파당 2개) 및 log2(8!)=15.2이므로 15개의 시퀀스 비트를 가져서, 기호당 총 31 비트를 제공한다. 이는 31*19.5=604.5Mbps인 원시 데이터 레이트를 제공한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 UWB 기호 전송을 위한 방안을 도시하는 주파수 대 시간 다이어그램이 도시되어 있다. 특히, 도 1의 시퀀스 키잉 UWB 기호가 본 발명에 따라 재형성된 예를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, UWB 기호는 시각(t11)에서의 주파수 대역(f3), 시각(t12)에서의 주파수 대역(f1), 주파수 대역을 갖지 않는 시각(t13), 주파수 대역을 갖지 않는 시각(t14), 시각(t15)에서의 주파수 대역(f2), 주파수 대역을 갖지 않는 시각(t16), 시각(t17)에서의 주파수 대역(f4), 주파수 대역을 갖지 않는 시각(t18), 상호-부분 간격(inter-portion gap)(이 예에서는 3ns)으로 구성되는 제 1 부분과, 주파수 대역을 갖지 않는 시각(t21), 주파수 대역을 갖지 않는 시각(t22), 시각(t23)에서의 주파수 대역(f6), 시각(t24)에서의 주파수 대역(f5), 주파수 대역을 갖지 않는 시각(t25), 시각(t26)에서의 주파수 대역(f8), 주파수 대역을 갖지 않는 시각(t27), 시각(t28)에서의 주파수 대역(f7)로 구성되는 제 2 부분으로 이루어진다. 이는 종래 표기법으로, f3@t11, f1@t12, 0@t13 등으로 표현될 수 있는데, 여기서 "0"는 시간 슬롯에 전송이 없음을 나타낸다. 부분 1과 2의 8개의 슬롯 동안 선택된 주파수를 표현하는 다 른 표기법은 P1{3,1,0,0,2,0,4,0}, P2{0,0,6,5,0,8,0,7}로 표현하는 것인데, 여기서 숫자는 8개의 반송파 중 어느 하나가 제 1 부분(P1)에 대한 시각(t11,t12,t13,...t18) 및 제 2 부분(P2)에 대한 시각{t21,t22,t23,...,t28}에서 각각 턴 온되는지를 표현한다는 것이 이해될 것이다.
도 1과 2를 참조하면, 도 1의 UWB 기호에 도시된 스펙트럼 성분의 시간적 순서 모두가 도 2의 부분적으로 직렬화된 UWB 기호로부터 얻어질 수 있다는 것을 알 수 있다. 도 2의 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 UWB 기호는 도 1에 도시된 시퀀스 키잉 UWB 기호용 수신기와 비교할 때 단지 절반의 병렬 수신기 브랜치 수를 요구한다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
본 발명의 일실시예에서, 8개의 스펙트럼적으로 상이한 성분을 갖는 UWB 기호를 수신하는 수신기는 4개의 병렬 브랜치를 포함한다. 각 복합 로컬 오실레이터는 2개의 이용 가능한 주파수들간에서 전환할 수 있다. 기호 간격의 전반부 동안, 주파수(f1,f2,f3 및 f4)가 제공되고, 후반부 동안, 이들이 전환되어 주파수(f5,f6,f7,f8)를 제공한다. 전반주와 후반부로부터의 샘플을 저장하는 데 메모리가 사용되어 시퀀스 키잉 코드 워드의 최대 가능도 디코딩(maximum likelihood decoding)을 허용한다. 중요한 다중 경로들의 선택적 RAKE 결합은 주파수의 제 2 세트로 전환하기 전에 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 의해 수집되는 추가 샘플을 사용하여 이용 가능하다.
본 발명의 예시적 실시예가 도 3의 블록도에 도시되어 있다. 이 실시예는 전형적 라디오 수신기 전면단(안테나, 필터 및 저잡음 증폭기)을 포함하며, 본 발 명에 따른 4개의 병렬 수신기 경로 각각에 분할되어 결합되는 저잡음 증폭기의 출력을 추가로 도시하고 있다. 또한, 본 발명에 따라, 4개의 병렬 수신기 경로 각각은 2개의 상이한 혼합 주파수를 발생시킬 수 있는 로컬 오실레이터를 포함한다. 이 방식에서, 4개의 수신기 경로 각각은 2개의 상이한 주파수 대역을 수신하는 데 사용될 수 있다.
특히, 송수신기의 수신부(300)는 하이 패스 필터(304)에 결합되는 안테나(302)를 포함한다. 하이 패스 필터(304)는 송수신기의 송신부로부터 제어 신호를 수신하는 채로 도시된 안테나 스위치(306) 및 안테나 스위치(306)에 신호를 제공하도록 결합된다. 안테나 스위치(306)는 가변-이득 저잡음 증폭기(LNA)에 신호를 제공하도록 결합된다. LNA(308)의 출력부는 전력 분배기(301)에 결합된다. 전력 분배기(308)는 병렬 수신기 경로 각각에 신호를 제공한다.
제 1 수신기 브랜치 또는 경로는 로컬 오실레이터(312)를 포함한다. 로컬 오실레이터(312)는 로컬 오실레이터 제어 회로(315)로부터의 제어 신호에 응답하여 제 1 주파수 또는 제 2 주파수를 제공할 수 있다. 로컬 오실레이터 제어 회로(315)는 다양한 방식으로 구현될 수 있지만, 기본적으로 동기화 시퀀스가 수신되었는지를 인식하는 타이밍 회로이며, 그 후 전송되는 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 UWB 기호의 다양한 부분을 수신하기 위해 올바른 시간 주기로 제 1 또는 제 2 주파수를 제공하는 각 수신기 브랜치의 로컬 오실레이터를 위해 필요한 제어 정보를 제공할 수 있다. 로컬 오실레이터(312)의 출력부는 신호의 동위상(in-phase)(I) 및 직교(quadrature)(Q) 버전을 발생시키기 위한 블록에 결합된다. 동 위상 신호는 혼합기(316)에 결합되고 직교 신호는 혼합기(318)에 결합된다. 혼합기(316,318) 각각은 전력 분배기(310)로부터 신호를 수신한다. 혼합기(316,318)의 출력부는 로우 패스 필터(320,322)에 각각 결합된다. 로우 패스 필터(320,322)의 출력부는 가변 이득 증폭기(324,326)에 각각 결합된다. 가변 이득 증폭기(324,326)의 출력부는 A/D 변환기(328,330)에 각각 결합된다. A/D 변환기(328,330)의 출력부는 RAKE 결합기(338)에 결합된다. 제 2, 제 3 및 제 4 수신기 브랜치는, 각 경로의 로컬 오실레이터가 그들의 각 혼합기에 대해 상이한 주파수 쌍을 발생시키고 이들 로컬 오실레이터 각각이 로컬 오실레이터 제어 회로(315)로부터의 제어 정보를 수신하도록 결합된다는 점을 제외하고는 제 1 수신기 경로의 배치와 유사한 것으로 고려된다.
다시 도 3을 참조하면, RAKE 결합기(338)의 출력부는 시퀀스 키잉 복조기(340)에 결합되고, 시퀀스 키잉 복조기(340)의 출력부는 시퀀스 키잉 디코더(342)에 결합된다.
당업자는 로컬 오실레이터가 본 발명에 부합하는 다양한 방식으로 설계될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 이러한 로컬 오실레이터는 제어 신호에 응답하여 2개의 주파수 중 하나를 발생시킬 수 있다. 이 방안은 상대적으로 적은 전력을 이용하는 장점을 지니지만, 그 주파수 출력을 전환하는 시간을 요구하는 단점을 지닌다. 이와 달리, 이러한 로컬 오실레이터는 2개의 주파수 출력을 동시에 발생시키고 혼합기는 제어 신호에 응답하여 임의의 주어진 시각에 적합한 주파수 출력을 선택할 수 있다. 이 방안은 주파수들간을 전환하는 데 매우 적은 시간을 요구한다 는 장점을 지니지만, 각 주파수 출력을 동시에 준비하기 위해 추가 전력을 소비하는 단점을 지닌다.
도 4를 참조하면, 수신기가 UWB 신호에 동기화되고 부분적으로 직렬화된 초광대역 UWB 기호의 제 1 부분과 제 2 부분을 수신하는 본 발명의 일실시예를 도시하고 있다. 특히, 초광대역 신호에 동기화하고 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호를 수신하는 예시적 방법은 제 1 복수의 오실레이터를 동작시키는 단계(402)를 포함하는데, 제 1 복수의 오실레이터 각각은 복수의 병렬 수신기 경로 각각에 선택적으로 결합된다. 전술한 바와 같이, 병렬 수신기 경로 각각에 사용되는 복합 로컬 오실레이터는 예를 들어 한 쌍의 오실레이터 및 각 오실레이터의 주파수 출력들 중에서 선택하는 데 사용되는 다중화기로서 구현될 수 있다. 비연산 저전력 상태의 제 2 복수의 오실레이터를 관리한다(404). 이는 수신기가 동기화 시퀀스가 검출되었는지를 판단하기를 기다리는 기간 동안의 전력 소비를 감소시키는 것을 돕는다. 동기화 시퀀스는 UWB 기호의 전송을 위해 이용 가능한 전체 주파수 대역 세트의 서브 세트인 주지의 주파수 대역 시퀀스로 설계되므로, 로컬 오실레이터의 서브 세트에만 임의의 시각에 전력이 공급되거나 동작될 필요가 있으며, 동기화 시퀀스를 검색한다. 복수의 병렬 수신기 경로를 동작시킨다(406). 이 방식에서 동기화 시퀀스가 검출될 수 있다. 복수의 병렬 수신기 경로 각각의 출력에 적어도 부분적으로 기초하여, 동기화 시퀀스가 수신되었는지를 판단한다(408). 즉, 사전 결정된 시퀀스가 수신되면 수신기는 송신기에 동기화되고, 이 수신기는 부분적으로 직렬화되는 시퀀스 키잉 UWB 기호를 수신할 준비가 되지 않는다. 부분 적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 1 부분을 수신한다(410). 동기화 시퀀스가 검출되었으면, 제 2 복수의 오실레이터를 동작시키고(412), 제 2 복수의 오실레이터 각각을 복수의 병렬 수신기 경로 각각에 선택적으로 결합시킨다(414). 이 방식에서, 로컬 오실레이터는 부분적으로 직렬화되는 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 이어지는 부분의 수신을 인에이블하는 새로운 주파수로 수신기 경로 각각에 혼합기를 제공할 수 있을 것이다. 부분적으로 직렬화되는 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 2 부분을 수신한다(416).
본 발명의 전형적 실시예에서, 주파수 반송파는 변조 시간 슬롯의 시작 부분에서 턴 온되어 변조 시간 슬롯의 종료 부분에서 턴 오프된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 주파수 반송파 동작과 변조 시간 슬롯 경계의 동일한 시간적 일치가 요구되지 않는 것이 아니라, 오히려 어떤 기호를 인식하기 위해 다소의 조정이 제공되는데, 여기서는 주파수 반송파 동작과 변조 시간 슬롯 경계 시간 사이에 어떤 불일치가 존재한다.
본 발명의 다양한 실시예는 병렬 수신기 브랜치의 수를 적어도 절반으로 감소시킴으로써 향상된 시퀀스 키잉을 달성하면서 시퀀스 키잉 변조의 본래 특성을 유지하는 방법 및 장치를 포함한다. 본 발명은 완전한 병렬과 완전한 직렬 방안 사이의 절충안을 이용한다. 다시 말해, 제 1 반송파 세트를 이용하여 제 1 비트 세트가 전송되고, 이 제 1 전송에 이어 제 2 반송파 세트를 이용하여 제 2 비트 세트 전송이 직렬적으로 후속된다.
다양한 다른 실시예에서, 본 발명에 다른 부분적으로 직렬화되는 시퀀스 키 잉 UWB 기호를 수신하는 수신기는 송신기와 결합되어 송수신기를 구성할 수 있다. 이러한 장치에서는 송신기와 수신기 사이에 안테나가 공유될 수 있다. 일부 송수신기 실시예에서, 송신기와 수신기 회로가 단일 집적 회로에 포함될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예의 장점은 한번에 단 하나의 반송파 세트만이 활성화되므로 수신기의 복잡도가 현저히 감소된다는 점이다.
본 발명의 일부 실시예의 장점은 요구되는 병렬 수신기 브랜치의 수를 감소시킴으로써 이러한 수신기가 구현되는 칩의 면적도 감소시킨다는 점이다.
본 발명의 일부 실시예의 장점은 수신기를 구현하는 데 요구되는 회로의 수를 감소시킴으로써 전력 소비량이 감소된다는 점이다.
본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부된 청구 범위 내의 모든 실시 형태를 포함한다는 것을 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 초광대역 신호에 동기화하고, 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호(sequence keyed ultra wideband symbol)를 수신하는 방법으로서,
    a) 제 1 복수의 오실레이터를 동작하는 단계(402) - 상기 제 1 복수의 오실레이터 각각은 복수의 병렬 수신기 경로 각각에 선택적으로 결합됨 - 와,
    b) 비연산 저전력 상태(non-operational low-power state)로 제 2 복수의 오실레이터를 유지하는 단계(404)와,
    c) 상기 복수의 병렬 수신기 경로를 동작하는 단계(406)와,
    d) 상기 복수의 병렬 수신기 경로 각각의 출력에 적어도 부분적으로 기초하여, 동기화 시퀀스가 수신되었는지를 판단하는 단계(408)와,
    e) 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 1 부분을 수신하는 단계(410)와,
    f) 상기 판단(d)이 긍정이면, 제 2 복수의 오실레이터를 동작하는 단계(412)와,
    g) 상기 제 2 복수의 오실레이터 각각을 상기 복수의 병렬 수신기 경로 각각에 선택적으로 결합시키는 단계(414)와,
    h) 상기 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 2 부분을 수신하는 단계(416)를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 수신기 경로 각각은 자신에 결합되는 상기 오실레이터 출력의 동위상(in-phase) 및 직교(quadrature) 버전을 수신하는
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비연산 저전력 상태는 비에너지화 상태(a de-energized state)를 포함하는
    방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 비연산 저전력 상태는 에너지화된 비전환 상태를 포함하는
    방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 상기 제 1 부분을 수신하 는 단계에 이어서, 상기 제 1 복수의 오실레이터를 상기 복수의 병렬 수신기 경로로부터 결합 해제시키는 단계를 더 포함하는
    방법.
  6. 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호를 수신하는 방법으로서,
    a) 복수의 로컬 오실레이터를 동작하는 단계 - 각 로컬 오실레이터는 적어도 2개의 주파수 출력을 선택적으로 발생시킬 수 있으며, 또한 상기 적어도 2개의 주파수 출력 각각의 동위상 및 직교 버전을 발생시킬 수 있음 - 와,
    b) 복수의 수신기 경로를 동작하는 단계 - 상기 복수의 병렬 수신기 경로 각각은 상기 로컬 오실레이터 각각에 결합되어 상기 적어도 2개의 주파수 중 제 1 주파수의 제 1 동위상 및 직교 신호 쌍을 수신함 - 와,
    c) 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 1 부분을 수신하는 단계(410)와,
    d) 상기 복수의 병렬 수신기 경로 각각이, 그에 대응하는 로컬 오실레이터로부터, 상기 적어도 2개의 주파수 중 두 번째 주파수의 제 2 동위상 및 직교 신호 쌍을 수신하도록 상기 복수의 로컬 오실레이터를 동작하는 단계와,
    e) 상기 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 2 부분을 수신하는 단계(416)를 포함하는
    방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 1 부분과 상기 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 2 부분 사이에 시간 지연이 존재하는
    방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 제 1 부분을 수신하는 단계 이전에, 초광대역 신호에 동기화하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 로컬 오실레이터는 초광대역 신호로의 동기화 단계에 이어서, 적어도 2개의 주파수 출력을 선택적으로 발생시킬 수 있는
    방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 로컬 오실레이터는 초광대역 신호로의 동기화 단계 이전에 단 하나의 주파수 출력만을 선택적으로 발생시킬 수 있는
    방법.
  11. 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호를 수신하는 수신기로서,
    제 1 혼합기(316)와 제 2 혼합기(318)를 각각 포함하는 복수의 병렬 수신기 경로와,
    동위상 출력부 및 직교 출력부를 각각 갖는 복수의 복합 로컬 오실레이터(312,332,334,336) - 상기 복합 로컬 오실레이터 각각은, 상기 동위상 출력부는 상기 대응 제 1 혼합기(316)에 결합되고 상기 직교 출력부는 상기 대응 제 2 혼합기(318)에 결합되도록 상기 복수의 수신기 경로 중 대응 경로에 결합됨 - 와,
    상기 복수의 병렬 수신기 경로 각각으로부터의 출력을 수신하도록 결합되는 레이크 조합기(a rake combiner, 338)와,
    상기 레이크 조합기에 결합되는 시퀀스 키잉 복조기(340)와,
    상기 시퀀스 키잉 복조기에 결합되는 시퀀스 키잉 디코더(342)를 포함하는
    수신기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    각 수신기 경로는 한 쌍의 아날로그-디지털 변환기(328,330)를 더 포함하는
    수신기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 상기 제 1 부분으로부터 수신되는 정보를 저장하도록 결합되는 메모리를 더 포함하는
    수신기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    동기화 시퀀스가 수신되었는지를 판단하고, 상기 복수의 복합 로컬 오실레이터 각각의 주파수 출력을 결정하는 제어 신호를 제공하는 제어 회로(315)를 더 포함하는
    수신기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    안테나(302)와,
    상기 안테나에 결합되는 필터(304)와,
    상기 필터에 결합되는 안테나 스위치(306)와,
    상기 안테나 스위치에 결합되는 가변-이득 저잡음 증폭기(308)와,
    상기 가변-이득 저잡음 증폭기(308)에 결합되며, 또한 상기 복수의 병렬 수신기 경로 각각에도 결합되는 전력 분배기(310)를 포함하는
    수신기.
  16. 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호를 수신하며,
    제 1 혼합기와 제 2 혼합기를 각각 포함하는 복수의 병렬 수신기 경로와, 동위상 출력 및 직교 출력을 각각 갖는 복수의 복합 로컬 오실레이터(312,332,334,336) - 상기 복합 로컬 오실레이터 각각은, 상기 동위상 출력은 상기 대응 제 1 혼합기(316)에 결합되고 상기 직교 출력은 상기 대응 제 2 혼합기(318)에 결합되도록 상기 복수의 수신기 경로 중 대응 경로에 결합됨 - 를 포함하는 수신기와,
    상기 복수의 병렬 수신기 경로 각각으로부터의 출력을 수신하도록 결합되는 레이크 조합기(a rake combiner, 338)와,
    상기 레이크 조합기에 결합되는 시퀀스 키잉 복조기(340)와,
    상기 시퀀스 키잉 복조기에 결합되는 시퀀스 키잉 디코더(342)와,
    상기 부분적으로 직렬화된 시퀀스 키잉 초광대역 기호의 상기 제 1 부분으로부터 수신되는 정보를 저장하도록 결합되는 메모리와,
    동기화 시퀀스가 수신되었는지를 판단하고, 상기 복수의 복합 로컬 오실레이터 각각의 주파수 출력을 결정하는 제어 신호를 제공하는 제어 회로(315)와,
    안테나(302)와, 상기 안테나에 결합되는 필터(304)와, 상기 필터에 결합되는 안테나 스위치(306)와, 상기 안테나 스위치에 결합되는 가변-이득 저잡음 증폭기(308)와, 상기 가변-이득 저잡음 증폭기(308)에 결합되며, 또한 상기 복수의 병렬 수신기 경로 각각에도 결합되는 전력 분배기(310)와,
    상기 안테나 스위치(306)에 결합되는 송신기를 포함하는
    송수신기.
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