KR20080020802A - 고속 디지털 샘플러 및 이를 이용한 근거리 임펄스 비동기무선 통신 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초광대역(UWB) 임펄스를 사용하는 무선통신 시스템에 있어서, 송신(Tx) 신호처리부와, 간단한 ON-OFF-Keying 변조방식을 구현할 수 있는 집적형 임펄스 발생기와, 임펄스 발생기 출력을 증폭시키기 위한 증폭기를 포함하는 송신단 RF; 수신된 신호를 검파하기 위한 2단 포락선 검파기와, 상기 검파된 신호를 구형 펄스로 변환하는 비교기를 포함하는 수신단 RF; 상기 수신단 RF에서 전송되는 신호를 복원하기 위해 고속 디지털 샘플러를 이용하는 신호복원부; 상기 검출된 신호를 디코딩하기 위한 수신(Rx) 신호처리부를 포함하는 신호처리부; 및 초광대역 신호를 송수신하기 위한 초광대역 안테나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기(Noncoherent) 무선 통신 시스템과, 시간 지연 소자를 갖는 클럭 발생기 부를 포함하는 구형 펄스를 검출하기 위한 펄스 검파기와로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러에 관한 것이다.
초광대역, 임펄스, 디지털 샘플러, Time interleaving, 임펄스 신호 동기, 온-오프-킹 (OOK), 집적형 임펄스 발생기, 고속 광대역 A/D 변환기
Description
도 1은 본 발명에 따른 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템의 일 실시례를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 송신단 RF의 집적형 임펄스 발생기의 일 실시예를 나타내는 도면이고,
도 3a는 도 2에 도시된 바와 같은 송신단 RF와 초광대역 안테나를 포함하는 송신모듈이 인쇄기판에 인쇄된 형태를 나타내는 도면이고,
도 3b는 도 3a에 도시된 바와 같은 송신모듈의 실제 제작된 형태를 나타내는 도면이고,
도 3c는 도 2에 도시된 바와 같은 송신단 RF의 송신(Tx) 신호처리부에서 출력되는 데이터를 나타내는 도면이고,
도 3d는 도 2에 도시된 바와 같은 송신단 RF에서 대역 통과 필터를 거쳐 출력되는 임펄스를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 수신단 RF의 일 실시예를 나타내 는 도면이고,
도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 수신단 RF에서 2단 포락선 검파회로와 OP AMP를 이용한 비교기회로를 나타내는 도면이고,
도 6은 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 수신단 RF에서 임펄스 신호의 구형 펄스 변환 과정을 나타내는 도면이고,
도 7은 도 6에 도시되는 바와 같은 펄스 변환 과정을 거쳐 측정된 구형 임펄스 파형 그래프를 나타내는 도면이고,
도 8a는 본 발명에 따른 고속 디지털 샘플러에서 비교기 출력에 대한 신호 검출과정을 나타내는 도면이고,
도 8b는 도 8a에 도시된 바와 같은 클럭 발생부의 구성 및 출력파형을 나타내는 도면이고,
도 9a는 도 8a에 도시된 바와 같은 고속 디지털 샘플러에서 비교기 출력에 대한 신호 검출 클럭 Timing Diagram을 나타내는 도면이고,
도 9b는 실제 임펄스 통신 시스템에서 로직 분석기를 이용하여 측정된 신호의 복원과정을 나타내는 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 송신(Tx) 신호처리부의 구성을 나타내는 도면이고,
도 11은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 수신(Rx) 신호처리부의 구성을 나타내는 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 송신(Tx) 신호처리부와, 수 신(Rx) 신호처리부의 제어 순서도를 나타내는 도면이고,
도 13은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터가 전송되는 프로토콜을 나타내는 도면이고,
도 14는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에 사용되는 초광대역 안테나의 단면을 나타내는 도면이고,
도 15는 도 14에 도시된 바와 같은 초광대역 안테나를 사용하는 경우, 측정될 수 있는 광대역 안테나 반사 특성을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
230 : 2단 포락선 검파기
240 : 비교기
310 : 고속 디지털 샘플러를 위한 클럭 발생기 부
320 : 펄스 검출기
410 : 수신(Rx) 신호처리부
510 : 송신(Tx0 신호처리부
520 : 펄스 맵퍼(pulse mapper)
530 : 펄스 쉐이퍼(pulse shaper)
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지능형 홈 네트워크 및 유비쿼터스 센서 네트워크에 사용될 수 있는 초광대역 임펄스를 이용한 보다 간단화 된 ON-OFF-Keying 방식 및 비동기(Noncoherent) 수신기와, 고속 샘플러를 이용하여 수 십 미터 이내의 근거리에서 저전력으로 수 Mbps 또는 그 이하의 고속 통신이 가능한 초광대역 임펄스 통신 시스템에 관한 것이다.
연방통신 위원회(FCC)에 의한 초광대역(UWB)에 대한 정의는 두 가지로 분류될 수 있는데, 부분 대역폭(Fractional bandwidth)이 0.2이상이거나, -10dB 대역폭이 500MHz 이상인 시스템으로 정의하고 있다.
fu : 최대값에서 10dB 아래가 되는 상위주파수,
fl : 최대값에서 10dB 아래가 되는 하위주파수,
fu - fl : -10dB 대역폭, (fu + fl)2 : 중심주파수
초광대역(UWB)의 정의에 따라 초광대역 통신은 크게 세가지 방향으로 기술개 발이 추진되었다. 이는 고속 데이터 전송을 위해 Direct sequences를 사용한 DS-UWB 방식과, 500MHz 대역폭을 갖는 여러 개의 대역을 합쳐서 사용하는 방법인 MB-OFDM 방식과, 시간영역에서 극초단의 임펄스를 사용하는 방식인 초광대역 임펄스 기술 IR-UWB 방식이다. 그 중에서도 초광대역 임펄스 기술 IR-UWB 방식은 1960년대 초부터 '무-반송파(carrier-free)', '기저대역(baseband)', 또는 '임펄스(impulse)'기술로서 알려져 왔으며, 통신에서 비화 특성이 좋고, 사용하는 신호가 광대역 특성 및 고해상도 특성을 가지고 있어 군사용으로 많이 사용되었다. 그 기본개념은 무선 주파수 에너지의 매우 짧은 기간, 일반적으로 수십 피코 초(1초의 1조분의 1)에서 수 나노 초(1초의 10억분의 1)에 해당하는 기간, 동안의 순시적(버스트) 신호를 무선으로 송수신하는 것이다. 이 버스트 신호들은 주파수 영역에서 극도로 넓은 대역을 가지며, 실제적으로 RF 중심 주파수를 결정하기 어렵기 때문에, '무-반송파(carrier-free)'라고 불린다. 신호 발생은 '기저대역 신호(non-RF)'형태로서, '임펄스'를 발생시키며, 이 신호를 공간에 방사시키기 위해 광대역 마이크로파 안테나를 이용한다.
이러한 초광대역(UWB) 통신에서는, 죵래의 연속적인 정현파를 사용하는 무선 통신 시스템과는 달리, 시간 영역에서 극초단의 폭을 가지며, 주파수 영역에서 초광대역 주파수 스펙트럼을 갖는 펄스를 사용하기 때문에, 소량의 전송 에너지를 사용하여도 고속 데이터를 전송할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 극초단의 임펄스를 사용하므로, 정확한 시간 정밀성 특성을 갖는 시스템의 제작에 응용할 수 있어, 저 전력/저속/초정밀 위치추적 및 인식 시스템에 활용할 수 있다. 나아가, 초광대역 스펙트럼의 신호 특성을 이용한 레이더 시스템 구성은 많은 정보 추출이 가능한 정밀 레이더 개발에 활용할 수 있고, 벽과 지하를 관통할 수 있는 침투 특성이 우수하기 때문에 지진이나 테러 공격으로 인한 피해자의 위치 파악이나 지하 구조물 확인 등에 활용할 수 있다.
1995년 미국의 Time domain사에서 처음 제시한 초광대역 임펄스 통신 기술에서는, 임펄스 무선 통신기로부터 임펄스 무선 수신기로 정보를 통신하기 위하여 하나 이상의 부반송파를 사용하였다. 부반송파를 사용함으로써, 채널화, 평활성 및 충실도가 부가된 임펄스 무선 송신을 제공하는데, 임펄스 무선 송신은 타이트하게 제어되는 평균 펄스-펄스 간격을 갖는 가우시안 모노사이클 펄스열을 방출한다. 임펄스 무선 송신기는 20 내지 0.1 나노초의 펄스폭과, 2 내지 5000ns 사이의 펄스-펄스 간격을 사용한다. 이러한 좁은 모노 사이클 펄스는 고유의 광대역 주파수 특성을 갖고, 상기 상이한 주파수 파형의 부반송파는 임펄스 무선 신호의 채널화를 부가하기 위하여 사용될 수 있다. 선택적으로 상기 부호화된 타이밍 신호는 피변조된 부반송파로 가산 또는 혼합될 수 있고, 합성 신호는 상기 주기적인 타이밍 신호를 시간 변조하기 위해 사용된다.
또한, 전이중 초광대역 통신 시스템 및 방법(등록번호:104029120000) 다른 종래의 초광대역 통신 시스템에서는, 임펄스 무선 신호 펄스를 송신하기 위한 임펄스 무선 송신기와, 임펄스 무선 신호 펄스를 수신하기 위한 임펄스 무선 수신기와, 임펄스 무선 송수신기 모두 또는 둘 중 하나와 관련되어 펄스 인터리브 통신용 임펄스 무선 신호의 송수신을 동기하는 수단으로 구성된다. 펄스 인터리빙은 송수신된 임펄스 무선 신호 펄스간의 자체 간섭을 피한다. 또한, 상기 시스템은 선택적으로 다른 반복율로 송수신함으로써 동시 동작을 피하고, 오버랩 상태는 공간 분배와 상관없이 일정 비율로 발생한다. 상기 시스템의 송신단에서는 가우시안 모노 사이클 펄스를 만들고, 필터의 사용 없이 신호를 직접 안테나에 전달하는데, 이 경우 안테나에 의한 펄스 파형의 변형이 심각할 수 있으며, 안테나의 대역폭에 따라 임펄스 전달 대역폭이 결정되므로, 전파법에 의해 정해진 주파수 대역폭을 정확히 만족시키는 안테나가 필요하다. 또한, 상기 시스템은 Pulse position modulation을 사용하여 임펄스를 변조하는데, 시스템의 수신단에서는 트리거 신호를 사용하여 교차 상관기(cross correlator)를 사용하고, 이어 A/D 변환기를 사용하여 신호를 검출해낸다. 그러나, 최근 정보의 양이 증대하고 이동 중의 통신에 있어서는 기존의 고주파 또는 마이크로파 주파수를 이용한 통신에 있어서, 다중경로 페이딩, 다중경로 시간 지연, 전파방해 및 신호간의 간섭 등의 문제가 발생하고, 전송할 정보의 속도가 저속일 때에는 고전적인 통신방식을 사용하는데 문제가 없으나, 시스템의 복잡성이 높아지며, 특히 A/D의 사용은 전력 소모 및 전체 시스템을 복잡하게 하는 문제점이 있다.
국내에서의 또 다른 종래 기술은 한국전기연구원에서 가우시안 펄스를 만드는 방법과 ON-OFF Keying 방식을 사용하는 온-오프 키잉 변조방식에 의한 무선통신 송신장치(등록번호:1004700290000)이다. 이는, 앞서 상술한 종래 기술들의 시스템 의 복잡성을 해결하기 위하여 장치의 간단화 및 송신용 소비전력의 감소 등을 목적으로 하는 발명으로서, 종래의 무선 통신용 송신장치에 사용되는 반송파로 정현파와 같은 연속파 대신에 가우시안 모노싸이클 펄스의 초광대역 특성을 이용함으로써, 일정한 강격을 가지는 초광대역 펄스를 발생하는 가우시안 모노싸이클 발생기와, 이진 랜덤 데이터를 발생시키는 이진 랜덤 데이터 발생기와, 상기 이진 랜덤 데이터 발생기에 의하여 발생된 이진 랜덤 데이터에 의하여 제어되어 상기 가우시안 모노싸이클 발생기에서 발생된 주기적인 펄스를 온-오프 키잉(ON-OFF Keying)변조하는 스위치수단과, 상기 변조된 가우시안 모노싸이클 펄스의 대역폭의 제한하는 필터수단과, 상기 필터의 출력을 전력 증폭하는 증폭수단과, 상기 증폭된 신호를 방사하는 안테나를 포함하여 구성된다. 임펄스의 발생은 마이크로프로세서나 구형파 발진기에 의하여 이루어지며, 입력된 구형파의 상승 에지에서 발생된다.
여기서, 임펄스 발생기를 칩 형태로 하여 보다 간단화 된 무선통신 시스템을 구현한 것이 삼성전자에서 제안한 초광대역 펄스열 발생기(등록번호:1005201500000)이다. 상기 발명에서는, 칩 형태의 임펄스 발생기 설계방법을 제안하는데, 입력신호에 대하여 적절한 시간 간격을 두고 래치를 통하여 임펄스 발생기를 만드는 것이다. 이 방식은 ON-OFF-Keying방식이라기 보다는 데이터 값이 변화될 때마다 신호가 반전되는 BPSK방식에 대한 신호발생기법이다.
그러나, 다양한 임펄스 통신 방식에 대한 내용을 포함하는 종래기술에 따른 무선통신 시스템들은, UWB 기술의 활성화를 위해 필수적인 요소이나 사용 신호 자 체의 광대역 특성으로 시스템의 구성이 간단하지 못하다는 문제점이 있다. 또한, 임펄스 통신 방식에 있어서, 신호복원부는 시스템의 기본 구성에서 가장 핵심적인 요소인데, 시간영역에서의 광대역 신호는 수 나노세컨드 이하이므로 광대역 임펄스를 디지털 신호로 변환하는 기술은 다양한 방법으로 구현가능하나, 시스템의 복잡성, 가격, 전력소모 등을 고려할 때 쉽게 구현될 수 있는 기술이 아니다. 따라서, 종래의 임펄스 통신 시스템은 광대역 임펄스 신호를 디지털 신호로 복원하는 새로운 방법을 제시하지 못하거나, 종래의 광대역 A/D변환기를 사용하고 있다. 종래의 A/D 변환기를 사용하는 경우 시스템의 복잡성이 높아지고, 전력 소모가 발생하게 됨에 따라, 전체 시스템의 가격이 높아지고, 임펄스 통신의 장점인 저복잡성 및 저전력 시스템의 구현이 어려워진다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 요망사항을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보다 간단한 ON-OFF-Keying 송신단의 집적형 임펄스 발생 장치와, 비동기(Noncoherent)식 수신기 및 고속 디지털 샘플러를 이용한 임펄스 신호의 디지털 신호 복원 장치를 통하여 장치의 간단화와 송신용 소비전력의 감소 및 고속의 데이터 전송을 가능하게 하는 고속 디지털 샘플러를 이용한 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 특히, 전체 시스템에 대한 신호처리 구성부를 제시하여, 실제 중저속, 저전력, 저복잡성 시스템을 갖는 근거리 통신 시스템을 개발하여 홈네트워크 가전기기 제어용, 센서 네트워크, 저전력 UWB-RFID, 중저속 근거리 개인 통신기기에 활용될 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 제 1특징에 따른 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템은 초광대역(UWB) 임펄스를 사용하는 무선통신 시스템에 있어서, 송신(Tx) 신호처리부와, 간단한 ON-OFF-Keying 변조방식을 구현할 수 있는 집적형 임펄스 발생기와, 임펄스 발생기 출력을 증폭하기 위한 증폭기를 포함하는 송신단 RF; 수신된 신호를 검파하기 위한 2단 포락선 검파기와, 상기 검파된 신호를 구형 펄스로 변환하는 비교기를 포함하는 수신단 RF; 상기 수신단 RF에서 전송되는 신호를 복원하기 위한 고속 디지털 샘플러를 이용한 신호복원부; 상기 검출된 신호를 디코딩하기 위한 수신(Rx) 신호처리부를 포함하는 신호처리부; 및 초광대역 신호를 송수신하기 위한 초광대역 안테나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 고속 디지털 샘플러는 시간 지연 소자를 갖는 클럭 발생기 부와, 구형 펄스를 검출하기 위한 펄스 검파기로 구성되며, 상기 클럭 발생기부에서는 시스템 클럭을 점차적으로 지연시켜 전체적으로 높아지는 펄스를 생산하고, 이를 수신 받은 신호에 인가하여 변조된 수신신호를 검파하는데, 상기 클럭 발생기 부에 시간지연 또는 위상변환소자를 부가하여, 일정한 시간차/위상차를 갖는 다수개의 시스템 클럭을 생성하고, 상기 다수개의 시스템 클럭을 병렬구조로 배치할 수 있다.
상기 수신단 RF는 상기 초광대역 안테나로부터 수신된 신호들 중 인접 주파수의 간섭을 막기 위한 광대역 대역 통과 필터, 상기 필터된 신호의 저잡음 증폭을 위한 저잡음 증폭기, 상기 신호의 크기조절을 위한 능동형 감쇄기, 신호 증폭을 위한 AGC(Automatic Gain Control) 증폭기가 상기 2단 포락선 검파기에 연결되는 구조로 한다.
이때, 상기 송신(Tx) 신호처리부는 데이터를 저장할 수 있는 메모리, 순방향 에러 정정 엔코더(Forward error correction encoder), 실제 데이터 전송시작과 종료를 알리는 Start&Stop 신호를 생성하는 신호발생부, 실제의 데이터와 제어 데이터를 선택하는 먹스(MUX), 상기 먹스(MUX)를 통과한 데이터를 저장하는 메모리, 최종적으로 데이터를 받아 원하는 펄스열을 만드는 데이터 맵퍼(Data mapper)로 이루어지는 구조로 하고, 상기 수신(Rx) 신호처리부는 상기 신호복원부를 통해 복원된 디지털 신호의 펄스열의 시작과 끝을 확인하는 Start/End 신호발생부, 실제 데이터를 저장하기 위한 메모리, 송신단에서 엔코드화 된 신호를 디코딩하는 순방향 에러 정정 디코터(Forward error correction decoder), 최종적으로 본래의 데이터를 저장하는 메모리로 이루어지는 구조로 하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 초광대역 안테나는 경사지면을 갖는 인쇄회로기판의 단면에 계단형으로 인쇄된 사각형의 모노폴 안테나로서, CPW(coplanar waveguide)구조의 급전라인을 갖고, 급전부에 삼각형 또는 사각형의 천이(transition)를 삽입하여 광대역 특성을 갖도록 한다.
본 발명에 제 2특징에 따른 고속 디지털 샘플러는 초광대역(UWB) 임펄스를 사용하는 무선통신 시스템에 있어서, 시간 지연 소자를 갖는 클럭 발생기 부와, 구형 펄스를 검출하기 위한 펄스 검파기로 구성되며, 상기 클럭 발생기 부는 시스템 클럭을 점차적으로 지연시켜 전체적으로 높아지는 펄스를 생산하고, 이를 수신 받은 신호에 인가하여 변조된 수신 신호를 검파하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 클럭 발생기 부에 시간지연 또는 위상변환소자를 부가하여, 일정한 시간차/위상차를 갖는 다수개의 시스템 클럭을 생성하고, 상기 다수개의 시스템 클럭을 병렬구조로 배치하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 설명의 편의를 위하여, 본 발명에서 신호를 송신하고, 송신된 신호를 수신하여 이를 복원하는 순으로 신호의 흐름에 따라 본 발명에 따른 무선 통신 시스템을 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1특징에 따른 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도 1에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 근거리 임펄스 비동 기 무선 통신 시스템은 크게 초광대역 수신안테나(10), 수신단 RF(20), 고속 디지털 샘플러를 이용하는 신호복원부(30), 신호처리부(40), 송신단 RF(50), 송신안테나(60)로 구성할 수 있다. 보다 상세하게는, 수신단 RF(20)는 다양한 수신신호 가운데 특정범위에 속하는 신호만 통과시키기 위한 대역통과필터(BPF, 210)와, 상기 필터링된 신호의 저잡음 증폭을 위한 저잡음 증폭기(LNA, 220)와, 증폭된 신호를 구형 펄스로 만들기 위한 2단 포락선 검파기(Envelope Detector, 230)와, 상기 검파된 신호를 구형 펄스로 변환하는 비교기(Comparator, 240)를 포함하고, 송신단 RF(50)는 송신(Tx) 신호처리부(510)와, 간단한 ON-OFF-Keying 변조방식을 구현할 수 있는 집적형 임펄스 발생기에 해당하는 펄스 맵퍼(pulse mapper, 520)와 펄스 쉐이퍼(pulse shaper, 530), 및 통신 반경을 증가시키기 위하여 임펄스 발생기 출력을 증폭시키기 위한 증폭기(540)를 포함한다. 한편, 신호복원부(30)는 수신단 RF(20)를 통과한 RF신호를 디지털 신호로 복원하는 과정이 이루어지는 곳이며, 상기 신호복원부에서 복원되어 검출된 신호를 디코딩하는 과정이 수신(Rx) 신호처리부(410) 및 Ranging&Positioning소자(420)를 포함하는 신호처리부(40)에서 이루어진다.
상기 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 일 실시예는, 수신 임펄스의 크기만을 사용하여 신호를 복원하는 비동기(Noncoherent) 방식을 이용하며, 간단한 ON-OFF-Keying 변조 방식을 구현할 수 있는 집적형 임펄스 발생기 구조를 제안한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 송신단 RF의 집적형 임펄스 발생 기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 송신단 RF(50)의 집적형 임펄스 발생기의 펄스 맵퍼(520)는 하나의 입력단자에 송신할 n비트 데이터를 입력하고 이 경우 나머지 입력단자는 3.3V로 고정시킨 D 래치(5201)와, 상기 D래치의 출력신호와 상기 출력신호를 일정한 시간만큼 지연시킨 신호를 혼합하기 위한 AND 게이트(5203)와, 인버터(5205)로 구성된다. D 래치(5201)의 한 입력은 3.3V로 고정시키고 나머지 입력에 데이터 신호를 인가하면, 상기 D 래치는 데이터 신호가 있을 때마다 임펄스 신호를 출력하게 된다. 상기 출력된 신호는 이를 일정시간(t)만큼 지연시킨 신호와 AND 게이트(5203)에서 변조되어 인버터(5205)를 통해 ON-OFF-Keying방식대로 신호를 출력하게 된다. 상기 펄스 맵퍼(520)에서 출력된 임펄스는 대역 통과 필터를 거쳐 전파법 규정에 맞도록 변환되고, 증폭되어 초광대역 송신 안테나(60)를 통해 송신된다. 여기서, D 래치(5201)의 두 입력을 데이터로 동시에 인가하여 구성할 수도 있다. 이와 같은 구성으로 종래의 ON-OFF-Keying 방식을 보다 간단하게 구현할 수 있어, 전체 시스템의 가격 및 복잡성을 감소시킬 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 시스템의 초광대역 안테나와 송신단 RF로 이루어진 송신 모듈 및 여기서 검출되는 임펄스의 형태를 나타내는 도면이다.
도 3a는 앞서 설명한 송신단 RF와 초광대역 송신 안테나의 송신 모듈이 인쇄기판에 인쇄된 형태를 나타내는 도면이고, 도 3b는 상기 송신 모듈의 실제구현 형태를 나타내는 도면이고, 도 3c는 상기 송신 모듈의 송신(Tx) 신호처리부에서 출력 되는 데이터 모양을 나타내는 도면이다. 도 3c에 도시되는 바와 같이 ON-OFF Keying 방식을 거친 신호는 RZ(Return to Zero)로 변환된다. 도 3d는 도 3c의 신호가 대역통과필터를 통과하였을 때 실제로 얻어지는 임펄스를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 수신단 RF의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 수신단 RF(20)는 안테나로부터 수신된 신호들 중 인접 주파수의 간섭을 막기 위한 광대역 대역 통과 필터(210), 필터된 신호의 저잡음 증폭을 위한 저잡음 증폭기(220), 신호의 크기를 조절하기 위한 능동형 감쇄기(223), 다시 신호 증폭을 위한 AGC(Automatic Gain Control) 증폭기(226), 증폭된 RF신호를 구형 펄스로 만들기 위한 2단 포락선 검파기(Envelope Detector, 230), 검파된 신호를 구형 펄스로 변환하는 비교기(Comparator, 240)로 구성된다. 상기 수신단 RF에서는 수신안테나(10)로부터 수신되는 변조 신호는 저잡음 증폭기(220)에서 45dB까지 증폭되고 다시 능동형 감쇄기(223)에서 신호파형은 변형되지 않은 채, 2~34dB로 진폭 조절이 된다. 이렇게 증폭된 변조 신호는 2단 포락선 검파기(230)에서 본래의 신호로 검파되어 구형 펄스로 변환된다. 상기 수신단 RF의 구성 소자에는 각각 DC전원이 공급되는데, 이는 조정기(215)에서 5V로 변동함에 따른 스위칭 효과를 가져온다. 비교기(240)는 50mV 정도의 기준 전압을 가지며 제어신호에 의해 전압 레벨의 조정이 가능하도록 설계되었으며, 검파된 신호가 일정시간 이상 기준 전압 이상으로 입력되면, 출력을 3.3V 구형 펄스 출력을 낸다.
보다 상세하게 임펄스 신호가 구형 펄스로 변환되는 과정을 살펴보면, 송신단에서 방사된 임펄스 신호는 다양한 장애물에 의해서 다중 경로를 형성하고, 실제 수신된 신호는 단일 펄스들의 중첩으로 일정 시간 지연을 갖는 모양으로 수신된다. 수신된 펄스는 저잡음 증폭기(220)와 AGC 증폭기(226)에 의해 증폭되어, 포락선 검파기(230)를 거치며, 적분기를 통하여 신호변환이 이루어지고, 일정시간 적분된 신호는 다음 단의 DC 레벨 검출부에 의해 레벨이 검출되고, 비교기(240)의 적절한 입력이 들어오도록 앞단의 감쇄기를 조절한다. 최종적으로 비교기를 통하여, 구형파 신호를 얻는다. 이러한 2단 포락선 검파기 회로와 적분기와 OP AMP를 이용하는 비교기 회로는 도 5에 나타나 있다. 이 때, 구형 펄스 신호 폭을 넓히고, 노이즈 영향을 줄여 깨끗한 파형을 얻기 위하여, 포락선 검파기와 비교기를 한단 더 설치할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 수신단 RF에서 임펄스 신호의 구형 펄스 변환 과정을 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에 도시되는 바와 같은 펄스 변환 과정을 거쳐 측정된 구형 임펄스 파형 그래프를 나타내는 도면이다.
도 8a는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 고속 디지털 샘플러를 이용하는 디지털 신호복원부의 구성을 나타내는 도면이다.
고속 디지털 샘플러 구조는 시간 지연 소자를 가진 클럭 발생기 부(310)에서 기존의 시스템 클럭을 조금씩 지연시켜 전체는 높은 클럭을 갖게 하고, 이를 수신받은 신호에 적용하여 비교기 출력의 극초단의 구형파와 같은 펄스를 검출하게 하는 펄스 검출기(320)로 이루어져 있는데, 이는 상대적으로 주파수가 낮은 시스템 클럭을 이용하여 시간 지연 소자를 가진 클럭 발생기 부에서 기존의 시스템 클럭을 조금씩 지연시켜 전체는 높은 클럭을 갖게 하는 Time interleaving 구조라고 할 수 있다. 보다 상세하게는, 클럭 발생기 부(310)는 상대적으로 지연시간이 정확한 인버터를 지연소자로 사용하거나 혹은 기존의 시스템의 클럭의 위상을 변화시켜가며 원하는 클럭을 얻을 수 있다. 우선, 상대적으로 반복 주파수가 낮은 시스템 클럭(Reference Clock)과 시간 지연 또는 위상 변환 소자를 이용하여 일정한 시간차(시스템 클럭 주기 이내)/위상차(360도 이내)를 갖는 시스템 클럭과 동일한 다수개의 클럭을 생성하고, 비교기에서 출력되는 극초단의 구형 펄스와 같은 신호를 상승 또는 하강 시간에서 검출하기 위하여, 시간지연/위상변경된 다수개의 시스템 클럭을 병렬로 배치시킨다. 상기 클럭 발생기 부에서 발생되는 다수개의 시스템 클럭에 대해 각각 신호검출부가 존재하며, 이는 병렬구조를 이룬다. 상기 다수개의 신호검출부 중 하나 이상의 신호검출부에서 신호가 감지되면 데이터가 수신된 것으로 판단한다. 상기 클럭 발생기 부에 대해서는 도 8b에 상세하게 도시되어 있는데, 다수개의 DLL(Delay Locked Loop)을 사용하여 위상이 조금씩 다른 다수개의 클럭을 발생시킴으로써 짧은 펄스에 대하여 고속 샘플링이 가능하게 한다.
펄스 검출 신호처리부(320)는 상기 검출한 시간지연/위상지연된 시스템 클럭 중 첫 번째 클럭만을 선택하고, 이후 한 주기 도안 다른 클럭의 상승/하강 에지에 서 검출된 신호는 무시한다. 이러한 방식을 선택하는 이유는 임펄스 전파 채널은 다중 경로 환경에서 대략 20나노 초 이상의 신호 지연 프로파일(power delay profile)을 가지므로, 한 주기 동안 하나의 신호에 대해 고속 디지털 샘플러는 시간 지연이 최소 2개 이상의 클럭이 임펄스 신호를 검출할 것이므로, 한 신호로 강제로 인식시킬 필요가 있기 때문이다.
상기 고속 디지털 샘플러를 이용하는 신호복원부에서 검출된 신호는 수신(Rx) 신호처리부(410)의 일정간격으로 체크하기 위한 Head/Tail Checker, 순방향 에러 정정을 위한 Viterbi 복호기(Viterbi decoder)로 순차적으로 전송된다.
도 9a 및 9b는 도 8a에 도시된 바와 같은 비교기 출력에 대한 신호 검출 클럭을 나타내는 도면이다.
도 9a는 비교기 출력에 대한 병렬로 만들어진 고속 클럭에 의한 신호 검출 Timing Diagram으로, 수신된 신호의 펄스폭은 T(T < 임펄스 반복주기), 기존 클럭의 주기는 Ts라면, 신호 탐지를 위하여 지연시간을 Ts/4로 하여, 기존의 클럭보다 90ㅀ씩 위상 차이를 갖는 3개의 클럭을 병렬로 만들어, 각각은 클럭의 상승에지에서 수신된 신호를 잡게 된다. 이 때, 디지털 소자의 응답시간을 고려하여, 신호의 확실한 검색을 위하여 지연 시간은 수신 신호 펄스폭의 1/4배보다 적거나 같아야 한다. 도 8로부터 도 9에서 검출된 신호는 도 8a의 첫 번째 신호 검출부에서 신호를 찾고, 이후 임펄스 한 주기 동안 입력되는 모든 값들은 버리도록 한다. 제시된 신호 복원 방법은 근거리에서 임펄스를 이용하여, 위치 측정을 위한 시스템에서도 사용될 수 있다. 즉, 종래의 A/D변환기를 사용한 정밀 무선측위 방법과 달리, 본 발명에서 제시하는 방법으로 디지털부에서 GHz 정도의 성능을 갖는 병렬 클럭을 생성하여, 수 나노 세컨더의 펄스폭을 갖는 구형 펄스의 위치를 찾을 수 있다. 이 경우, 위치 측정 해상도는 고속 디지털 샘플러의 속도뿐만 아니라, 구형 펄스의 폭과 관련이 있다.
도 9b는 실제 임펄스 통신 시스템에서 로직 분석기를 이용하여 측정된 신호의 복원과정을 나타내는 도면이다. 송신 신호는 RZ(Return to Zero) 신호이며, 검파된 신호는 펄스 폭이 송신 신호 폭보다 훨씬 적으면서 최종 복원된 디지털 신호는 NRZ(Non-Return to Zero) 신호이다.
도 10은 본 발명에 따른 시스템의 송신(Tx) 신호 처리부를 나타내는 도면이다.
모든 송신 데이터는 송신(Tx) 신호처리부에서 실시간적으로 처리되는데, 이러한 송신(Tx) 신호처리부(510)는 데이터를 저장할 수 있는 메모리(511), 순방향 에러 정정 엔코더(Forward error correction encoder, 512), 실제 데이터 전송시작과 종료를 알리는 Start&Stop 신호발생부(513), 실제의 데이터와 제어 데이터를 선택하는 먹스(MUX, 515), 상기 먹스(MUX)를 통과한 데이터를 저장하는 메모리(516), 최종적으로 데이터를 받아 원하는 펄스열을 만드는 데이터 맵퍼(Data mapper, 517)로 이루어진다. 상기 송신(Tx) 신호처리부에서 최종적으로 생성된 펄스열은 집적형 임펄스 발생기인 펄스 맵퍼(Pulse mapper, 520)와 펄스 쉐이퍼(Pulse shaper, 530) 로 순차적으로 전송되는데, 데이터 맵퍼(517)를 통하여, 최적의 펄스열을 만들 수가 있어, 높은 신호 대 잡음비를 얻을 수 있다. 또한, 송신(Tx) 신호처리부(510)에는 전체 신호 전달의 흐름을 제어하기 위한 제어 신호들이 존재하며, 상기 송신(Tx) 신호 처리부를 이루는 각각의 소자에 제어 신호들을 인가하는 제어된 상태들의 변화를 순차적으로 나타내는 제어기(FSM, 514)가 포함된다.
도 11은 본 발명에 따른 시스템의 수신(Rx) 신호 처리부를 나타내는 도면이다.
송신(Tx) 신호처리부와 마찬가지로 수신된 신호는 모두 수신(Rx) 신호처리부에서 실시간적으로 처리되며, 도 13에 도시되는 바와 같이, 수신(Rx) 신호처리부(410)는 신호 복원부로부터 수신되는 복원된 실제 디지털 신호의 프레임의 시작과 끝을 확인할 수 있도록 전송시작과 종료를 알리는 Start&Stop(Head&Tail) 신호발생부(411), 전송된 데이터를 저장하는 메모리(412), 상기 저장된 데이터를 불러 송신에서 엔코드화 된 데이터를 디코딩하는 순방향 에러 정정 디코더(Forward error correction decoder, 413), 최종적으로 본래의 데이터를 저장하는 메모리(414)로 구성된다. 또한, 수신(Rx) 신호처리부(410)에는 전체 신호 전달의 흐름을 제어하기 위한 제어 신호들이 존재하며, 상기 수신(Rx) 신호 처리부를 이루는 각각의 소자에 제어 신호들을 인가하는 제어된 상태들의 변화를 순차적으로 나타내는 제어기(FSM, 415)가 포함된다.
도 12는 본 발명에 따른 시스템의 송신(Tx) 신호처리부와 수신(Rx) 신호처리부에서 이루어지는 제어과정을 나타내는 순서도이다.
먼저, 왼쪽의 송신단의 제어 흐름도에서 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템의 송신단 RF(50)에서는, 송신 대기 모드 중(S51) 송신할 데이터가 발생하면(S52), 먼저 프레임의 시작 및 동기화 정보를 포함하는 Start Code를 송신한 뒤에(S53), 실제 데이터를 보내고(S54), 마지막으로 프레임의 끝을 알리는 End Code를 송신한 뒤에, 다시 송신 대기 모드로 전환한다(S55). 한편, 도 14의 오른??의 수신단 제어 흐름도를 살펴보면, 본 발명에 따른 수신단 RF(20)에서는, 수신 대기 모드 중(S21) Start Code를 감지하면 데이터 수신을 시작하고, 그렇지 않은 경우에는 다시 수신 대기 모드로 전환된다(S22, S23). 데이터 수신 중 End Code를 발견하면, 데이터 수신을 마치고 다시 수신 대기 모드로 전환하고, 그렇지 않은 경우에는 다시 데이터 수신 전 상태로 돌아간다(S24).
도 13은 본 발명에 따른 시스템에서 데이터가 전송되는 프로토콜의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 도 13의 상단은 Pear-to-Pear 방식(일대일 방식)을 사용하는 경우에 대한 데이터 전송 프로토콜 구조이고, 하단은 다중 사용자의 경우 데이터를 나누어 전송하는 방법을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 시스템에 사용되는 초광대역 안테나의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 3a와 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 안테나는 기울어진 경사 지면을 갖는 인쇄기판의 단면에 계단형으로 인쇄된 평판형 모노폴 안테나를 사용할 수 있는데, 특성을 향상시키기 위하여 경사진 지면을 갖도록 하였다. 급전은 CPW(coplanar waveguide)구조를 사용하는 것이 바람직하며, 사각형인 모노폴 안테나 구조에 급전부에는 삼각형 또는 사각형의 천이(transition) 부분을 삽입하여 광대역 특성을 갖도록 한다.
도 15는 도 14에 도시된 바와 같은 초광대역 안테나를 사용하는 경우 측정될 수 있는 광대역 안테나 반사손실을 나타내는 그래프이다.
안테나의 반사계수는 어떤 연결단에서 임피던스 차에 의해 발생하는 반사량을 단순히 입력 전압 대 반사 전압비로 계산한 지표를 말하는데, 이러한 반사계수를 전력의 log scale(dB)로 변환한 값을 반사손실이라 한다. 반사손실 값은 들어가는 전력에 비해 반사되는 전력이 작기 때문에 dB값에서 항상 -부호를 갖게 되고, 부호 없이 양의 값으로 평가하는 것이 더 편하기 때문에 반사손실 개념에서는 마이너스 부호를 붙여서 그 값을 양의 값으로 변환한다. 따라서, 반사손실 값이 클수록 반사가 작다는 의미인 바, 도 15에 도시된 안테나의 특성을 살펴볼 때, 주파수 5GHz에서 매칭이 잘 이루어져 반사손실의 발생이 최소화되는 것으로 보인다.
이상, 제안된 본 발명에 따른 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템은 송신단에서 데이터를 간단하게 임펄스 신호로 변환하는 방법을 사용하여, 송신단 시스템의 단순화 및 전력 소모의 감소 효과를 가진다. 또한, 수신단에서는 종래의 고속 A/D변환기를 사용하지 않고, 신호를 복원하는 고속 디지털 샘플러를 사용하여, 전체 시스템을 단순화시켰으며, 디지털부에서의 신호 검출을 수행하여 전력 소모의 감소효과를 가져온다. 특히, 전체 시스템에 대한 신호처리부 구성부를 제시하여, 실제 중저속, 저전력, 저복잡성 시스템을 갖는 근거리 무선 통신 시스템을 개발하였다. 이러한 시스템은 홈 네트워크 가전기기 제어용, 센서 네트워크, 저전력 UWB-RFID, 중저속 근거리 개인 통신 기기에 활용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템은, 종래의 A/D 변환기를 사용하는 경우 시스템의 복잡성이 높아지고, 전력 소모가 발생하게 됨에 따라, 전체 시스템의 가격이 높아지고, 저복잡성 및 저전력 시스템의 구현이 어려워진다는 문제점을 해결하기 위해, 신호를 복원하는 고 속 디지털 샘플러를 사용하여, 전체 시스템을 단순화시켰으며, 디지털부에서의 신호 검출을 수행하여 전력 소모의 감소효과를 가져온다.
또한, 송신단에서 데이터를 간단하게 임펄스 신호로 변환하는 방법을 사용하여, 송신단 시스템의 단순화 및 전력 소모의 감소효과를 가져오며, 전체 시스템에 대한 신호처리부 구성부를 제시하여, 실제 중저속, 저전력, 저복잡성 시스템을 갖는 근거리 무선 통신 시스템을 개발하였다.
이러한 시스템은 홈 네트워크 가전기기 제어용, 센서 네트워크, 저전력 UWB-RFID, 중저속 근거리 개인 통신 기기에 활용될 수 있다.
Claims (15)
- 초광대역(UWB) 임펄스를 사용하는 무선통신 시스템에 있어서,송신(Tx) 신호처리부와, 간단한 ON-OFF-Keying 변조방식을 구현할 수 있는 집적형 임펄스 발생기와, 임펄스 발생기 출력을 증폭하기 위한 증폭기를 포함하는 송신단 RF;수신된 신호를 검파하기 위한 2단 포락선 검파기와, 상기 검파된 신호를 구형 펄스로 변환하는 비교기를 포함하는 수신단 RF;상기 수신단 RF에서 전송되는 신호를 복원하기 위한 고속 디지털 샘플러를 이용한 신호복원부;상기 검출된 신호를 디코딩하기 위한 수신(Rx) 신호처리부를 포함하는 신호처리부; 및초광대역 신호를 송수신하기 위한 초광대역 안테나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 고속 디지털 샘플러는 시간 지연 소자를 갖는 클럭 발생기 부와, 구형 펄스를 검출하기 위한 펄스 검파기로 구성되며, 상기 클럭 발생기부에서는 시스템 클럭을 점차적으로 지연시켜 전체적으로 높아지는 펄스를 생산하고, 이를 수신 받 은 신호에 인가하여 변조된 수신신호를 검파하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 2항에 있어서,상기 클럭 발생기 부에 시간지연 또는 위상변환소자를 부가하여, 일정한 시간차/위상차를 갖는 다수개의 시스템 클럭을 생성하고, 상기 다수개의 시스템 클럭을 병렬구조로 배치하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 송신단 RF의 집적형 임펄스 발생기는 적어도 하나의 입력단자에 송신할 n비트 데이터를 입력하는 D 래치와, 상기 D래치의 출력신호와 상기 출력신호를 일정한 시간만큼 지연시킨 신호를 혼합하기 위한 AND 게이트와, 인버터로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 D 래치의 입력단자에 있어서, 하나의 입력단자에 송신할 데이터를 인가하는 경우 나머지 입력단자는 3.3V로 고정시킴으로써, 데이터 신호가 있을 때마다 상기 D 래치에서 임펄스 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러 를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 수신단 RF는 상기 초광대역 안테나로부터 수신된 신호들 중 인접 주파수의 간섭을 막기 위한 광대역 대역 통과 필터, 상기 필터된 신호의 저잡음 증폭을 위한 저잡음 증폭기, 상기 신호의 크기조절을 위한 능동형 감쇄기, 신호 증폭을 위한 AGC(Automatic Gain Control) 증폭기가 상기 2단 포락선 검파기에 연결되는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 6항에 있어서,상기 수신단 RF에 2단 포락선 검파기와 비교기를 한 단 더 설치하여 구형 펄스 신호 폭을 넓히고, 깨끗한 구형 펄스를 얻도록 하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 송신(Tx) 신호처리부는 데이터를 저장할 수 있는 메모리, 순방향 에러 정정 엔코더(Forward error correction encoder), 실제 데이터 전송시작과 종료를 알리는 Start&Stop 신호를 생성하는 신호발생부, 실제의 데이터와 제어 데이터를 선택하는 먹스(MUX), 상기 먹스(MUX)를 통과한 데이터를 저장하는 메모리, 최종적 으로 데이터를 받아 원하는 펄스열을 만드는 데이터 맵퍼(Data mapper)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 수신(Rx) 신호처리부는 상기 신호복원부를 통해 복원된 디지털 신호의 펄스열의 시작과 끝을 확인하는 Start/End 신호발생부, 실제 데이터를 저장하기 위한 메모리, 송신단에서 엔코드화 된 신호를 디코딩하는 순방향 에러 정정 디코터(Forward error correction decoder), 최종적으로 본래의 데이터를 저장하는 메모리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 8항 또는 제 9항 어느 한 항에 있어서,상기 신호처리부는 전체 신호 전달의 흐름을 제어하기 위하여, 각각의 소자에 제어 데이터를 인가하는 제어기(FSM)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 초광대역 안테나는 경사지면을 갖는 인쇄회로기판의 단면에 계단형으로 인쇄된 사각형의 모노폴 안테나로서, CPW(coplanar waveguide)구조의 급전라인을 갖는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 제 11항에 있어서,상기 초광대역 안테나는 급전부에 삼각형 또는 사각형의 천이(transition)를 삽입하여 광대역 특성을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러를 이용하는 근거리 임펄스 비동기 무선 통신 시스템.
- 초광대역(UWB) 임펄스를 사용하는 무선통신 시스템에 있어서,시간 지연 소자를 갖는 클럭 발생기 부와, 구형 펄스를 검출하기 위한 펄스 검파기로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러.
- 제 13항에 있어서,상기 클럭 발생기 부는 시스템 클럭을 점차적으로 지연시켜 전체적으로 높아지는 펄스를 생산하고, 이를 수신 받은 신호에 인가하여 변조된 수신 신호를 검파하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러.
- 제 13항에 있어서,상기 클럭 발생기 부에 시간지연 또는 위상변환소자를 부가하여, 일정한 시간차/위상차를 갖는 다수개의 시스템 클럭을 생성하고, 상기 다수개의 시스템 클럭 을 병렬구조로 배치하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 샘플러.
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