KR20090008370A - 낮은 레이턴시 멀티-홉 통신의 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

양태는 울트라-광대역 송신으로 통신하기 위한 방법 및 장치를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 양태는 멀티-홉 통신을 위한 방법 및 장치를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 양태는 데이터를 전달하는 방법을 포함한다. 그 방법은, 제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하는 단계, 및 제 2 시간 주기 동안 그 프레임을 나타내는 펄스들을 적어도 하나의 디바이스로 송신하는 단계를 포함한다. 제 1 및 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩한다. 다른 양태들은 멀티-홉 통신을 위한 장치 및 디바이스를 포함한다.
Figure P1020087028243
낮은 레이턴시 멀티-홉 통신

Description

낮은 레이턴시 멀티-홉 통신의 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF LOW LATENCY MULTI-HOP COMMUNICATION}
35 U.S.C §119 하의 우선권 주장
본 특허 출원은, 발명의 명칭이 "UWB를 사용하는 낮은 레이턴시 멀티-홉 송신을 위한 방법 (METHOD FOR LOW LATENCY MULTI-HOP TRANSMISSIONS USING UWB)" 으로 2006년 4월 19일자로 출원되어 본 발명의 양수인에게 양도되어 있으며, 여기서 참조로서 명백하게 포함되는 미국 가출원 제 60/793,401 호를 우선권 주장한다.
배경
기술분야
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것으로, 더 상세하게는, 울트라-와이드 대역 통신에 관한 것이다.
배경기술
울트라-와이드 대역 (UWB) 기술은 디바이스들 사이에서의 무선 통신을 가능하게 한다. UWB 기술은, 예를 들어, 개인 영역 네트워크 ("PAN") 또는 보디 영역 네트워크 (body area network; "BAN") 에서의 무선 통신 네트워크와 관련된 다양한 애플리케이션에 대해 이용될 수도 있다. 그러한 네트워크에서의 디바이스들은, 예를 들어, 범위를 확장시키고, 전력 소비를 감소시키기 위해, 및 다른 사용의 경우에서 디바이스들 사이에서 멀티-홉 송신을 이용할 수도 있다. 따라서, UWB 네트워크에서의 멀티-홉 통신을 위한 대안적인 방법 및 장치에 대한 필요성이 존재한다.
요약
본 발명의 예시적인 양태들의 요약이 후속한다. 편의를 위해, 여기에서, 본 발명의 하나 이상의 양태들은 간단히 "몇몇 양태들" 로서 지칭될 수도 있다.
본 발명의 시스템, 방법, 및 디바이스 각각은 수 개의 양태들을 가지며, 그들 중 하나는 단지 그의 바람직한 속성만을 담당한다. 후속하는 청구항에 의해 나타낸 바와 같은 본 발명의 범위를 한정하지 않고, 다음으로, 그 중요한 특성들이 간단히 설명될 것이다. 이러한 설명을 고려한 이후 및 특히 명칭이 "상세한 설명" 이라는 부분을 판독한 이후, 예를 들어, 본 발명의 특성들이 UWB 시스템에서 감소된 멀티-홉 통신 레이턴시를 포함하는 이점들을 제공하는 방법을 이해할 것이다.
몇몇 양태들은 데이터를 전달하는 방법을 포함한다. 그 방법은, 제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하는 단계, 및 제 2 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 적어도 하나의 디바이스로 송신하는 단계를 포함한다. 그 제 1 및 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩한다. 다른 양태들은 멀티-홉 통신을 위한 장치 및 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 양태들은, 데이터를 전달하기 위한 그러한 방법 및 장치를 사용하도록 구성된 헤드셋, 시계, 및 의료 디바이스들과 같은 디바이스들을 포함한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 무선으로 접속된 디바이스들의 예시적인 네트워크를 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 무선 디바이스의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 디바이스의 송신기를 도시한 블록도이다.
도 4는 도 2에 도시된 바와 같은 디바이스의 수신기를 도시한 블록도이다.
도 5는 도 1에 도시된 바와 같은 네트워크의 일 예에서 수신 및 송신 신호를 나타낸 타이밍도이다.
도 6은 도 1에 도시된 바와 같은 네트워크의 또 다른 예에서 수신 및 송신 신호를 나타낸 타이밍도이다.
도 7은 도 1에 도시된 바와 같은 예시적인 네트워크에서와 같이 데이터를 전달하는 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 8은, 각각, 도 7에 도시된 바와 같은 방법을 사용하여 데이터를 수신 및 송신하도록 구성되는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 수신기 및 송신기를 도시한 블록도이다.
도 9는 도 7에 도시된 바와 같은 방법을 사용하여 데이터를 송신하는 디바이스 (102) 의 일 예를 도시한 블록도이다.
상세한 설명
다음의 상세한 설명은 본 발명의 특정한 몇몇 양태들에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 청구항에 의해 정의되고 커버링되는 바와 같은 다수의 서로 다른 방식들로 구현될 수 있다. 여기에서의 양태들이 광범위하게 다양한 형태로 구현될 수도 있고, 여기에 개시되어 있는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 그 양자가 단지 예시적인 것이라는 것은 명백할 것이다. 여기에서의 교시에 기초하여, 당업자는, 여기에 개시된 양태들이 임의의 다른 양태들과는 독립적으로 구현될 수도 있고 그들 양태들 중 2개 이상의 양태들이 다양한 방식으로 결합될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 여기에 개시된 임의의 수의 양태들을 이용하여 장치들이 구현될 수도 있거나 방법이 실행될 수도 있다. 또한, 다른 구조, 기능, 또는 여기에 개시된 양태들 중 하나 이상의 양태들에 부가하여 또는 그 이외의 구조 및 기능을 사용하여, 그러한 장치들이 구현될 수도 있거나 그러한 방법이 실행될 수도 있다. 상기 개념들 중 몇몇의 일 예로서, 몇몇 양태에서의 동시 채널들은 펄스 반복 빈도에 기초하여 확립될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 동시 채널들은 시간 홉핑 시퀀스들에 기초하여 확립될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 동시 채널들은 펄스 반복 빈도 및 시간 홉핑 시퀀스들에 기초하여 확립될 수도 있다.
낮은 비용/낮은 복잡도 디바이스에서, 특히, 낮은 전력 소비를 갖고, 펄스-기반 울트라-와이드 대역 (UWB) 시스템에 적합한 펄스들을 발생시키는 디바이스는 비교적 높은 복잡도/전력 비용을 가질 수 있다. 따라서, 그러한 UWB 시스템에서 펄스들을 발생시키기 위해 낮은 복잡도, 낮은 전력 기술들이 필요하다.
도 1은 무선으로 접속된 디바이스들 (102; 예를 들어, 디바이스 1, ..., 디바이스 N) 의 예시적인 네트워크 (100) 를 도시한 블록도이다. 네트워크 (100) 는 개인 영역 네트워크 (PAN) 시스템 및/또는 보디 영역 네트워크 (BAN) 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 네트워크 (100) 는, 더 넓은 범위, 예를 들어, 이동 전화기 또는 다른 네트워크 인터페이스 및 다른 디바이스를 포함하는 하나 이상의 디바이스들 (102) 을 옵션적으로 포함할 수도 있으며, 이들 각각은 무선 링크 (106) 를 통해 통신하도록 구성된다. 각각의 디바이스 (102) 는 링크들 (106) 및 적어도 하나의 다른 데이터 통신 링크, 예를 들어, 임의의 적절한 무선 또는 유선 네트워크 링크를 통해 통신하도록 구성될 수도 있다. 디바이스들 (102) 은 헤드셋 및 시계 (또는, 전화기로부터의 발신자 id와 같은 정보 및/또는 이메일, 단문 메시지 시스템 (SMS) 메시지, 또는 무선 링크들 (106 및 108) 을 통해 수신된 데이터를 포함하는 임의의 다른 타입의 데이터와 같은 메시지들 (또는 이들의 일부) 와 같은 정보를 디스플레이하도록 구성된 다른 휴대용 디바이스들) 와 같은 디바이스들을 포함할 수도 있다. 디바이스들 (102) 각각은, 하나, 둘 또는 임의의 수의 다른 디바이스들 (102) 과 통신할 수도 있다.
상세히 후술될 바와 같이, 몇몇 양태에서, 통신 링크 (106) 는 펄스-기반 물리 레이어이다. 예를 들어, 물리 레이어는, (몇몇 나노초와 같은) 비교적 짧은 길이 및 비교적 넓은 대역폭을 갖는 울트라-광대역 펄스들을 이용할 수도 있다. 몇몇 양태에서, 울트라-와이드 대역은, 약 20% 이상과 같은 부분 대역폭 (fractional bandwidth) 을 갖고/갖거나 약 500MHz 이상과 같은 대역폭을 갖는 것으로 정의될 수도 있다. 그 부분 대역폭은, 그의 중심 주파수로 나누어진 디바이스와 관련된 특유의 대역폭이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 디바이스는 중심 주파수 8.125GHz 에 관해 1.75GHz 의 대역폭을 가질 수도 있으며, 따라서, 그의 부분 대역폭은 1.75/8.125 즉, 21.5% 이다.
당업자는, 정보 및 신호가 임의의 다양한 서로 다른 기술들 및 기법들을 사용하여 나타낼 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 명세서 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령, 명령어, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은, 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 입자, 광학 필드 또는 입자, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 나타낼 수도 있다.
도 2는 무선 디바이스 (102) 의 일 예를 도시한 블록도이다. 디바이스 (102) 는 메모리 (204) 와 통신하고 있는 프로세서 (202), 및 무선 링크 (106) 를 통해 통신하기 위한 네트워크 인터페이스 (206) 를 포함한다. 옵션적으로, 디바이스 (102) 는, 디스플레이 (210), 키, 터치 스크린 또는 다른 적절한 촉각형 입력 디바이스와 같은 사용자 입력 디바이스 (212), 무선 링크 (106) 를 통해 수신된 신호에 기초하여 음성 출력을 제공하도록 구성된 트랜스듀서 (transducer) 를 포함하는 라우드스피커 (loudspeaker; 214) 및/또는 무선 링크 (106) 를 통해 송신될 수도 있는 신호의 음성 입력을 제공하도록 구성된 트랜스듀서를 포함하는 마이크로폰 (216) 을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 시계는, 무선 통신 링크를 통해 수신된 신호에 기초하여 가시적인 출력을 제공하도록 구성된 디스플레이 (210) 를 포함할 수도 있다. 의료 디바이스는, 무선 통신 링크 (106) 를 통해 송신될 감지 신호를 생성하도록 구성되는 센서를 포함한 하나 이상의 입력 디바이스들 (212) 을 포함할 수도 있다.
네트워크 인터페이스 (206) 는, 예시적인 디바이스 (102) 가 무선 링크 (106) 를 통해 하나 이상의 디바이스들과 통신할 수 있도록, 임의의 적절한 안테나 (미도시), 수신기 (220), 및 송신기 (222) 를 포함할 수도 있다. 옵션적으로, 네트워크 인터페이스 (206) 는, 프로세서 (202) 의 프로세싱 요건들을 감소시키기 위해 프로세싱 능력들을 또한 가질 수도 있다.
옵션적으로, 디바이스 (102) 는 링크 (108) 를 통해 네트워크 (110) 상에서 통신하는 제 2 네트워크 인터페이스 (208) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스 (102) 는 유선 또는 무선 통신 링크를 통해 다른 네트워크 (110) (예를 들어, 인터넷과 같은 와이드 영역 네트워크) 에 접속도를 제공할 수도 있다. 따라서, 디바이스 (102) 는, 다른 디바이스들 (102; 예를 들어, Wi-Fi 스테이션) 이 다른 네트워크에 접속할 수 있게 할 수도 있다. 또한, 디바이스들 (102) 중 하나 이상의 디바이스가 휴대용일 수도 있거나, 다른 경우, 비교적 비-휴대용일 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 제 2 네트워크 인터페이스 (208) 는, IEEE 802.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하는 IEEE 802.11 표준, BLUETOOTH 표준, 및/또는 무선 셀 전화기 네트워크내에서 통신하는데 사용되는 CDMA, GSM, AMPS 또는 다른 공지된 신호들에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신할 수도 있다. 또한, 제 2 네트워크 인터페이스 (208) 는, 이더넷 (IEEE 802.3) 과 같은 임의의 적절한 유선 네트워크 인터페이스를 포함할 수도 있다.
디바이스 (102) 는, 이동 핸드셋, 개인 휴대 정보 단말기, 랩탑 컴퓨터, 헤드셋, 차량 핸드 프리 디바이스, 또는 임의의 다른 전자 디바이스 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 또한, 디바이스 (102) 는, 의료 센서, 바이오메트릭 센 서, 맥박 조정기, 또는 사람의 몸을 측정하거나 사람의 몸에 영향을 줄 수 있는 기타 다른 디바이스 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 특히, 여기에서의 교시는 다양한 디바이스들 (102) 에 포함될 수도 있다 (예를 들어, 그 디바이스들내에서 구현되거나 그 디바이스들에 의해 수행될 수도 있다). 예를 들어, 여기에 교시된 하나 이상의 양태들은, 전화기 (예를 들어, 셀룰러 전화기), 개인 휴대 정보 단말기 ("PDA"), 엔터테이먼트 디바이스 (예를 들어, 음악 또는 비디오 디바이스), 헤드셋 (예를 들어, 헤드폰, 이어피스 등), 마이크로폰, 바이오메트릭 센서 (예를 들어, 심장 박동 모니터, 만보계, EKG 디바이스, 키보드, 마우스, 등), 사용자 I/O 디바이스 (예를 들어, 시계, 원격 제어, 광 스위치 등), 타이어 압력 모니터, 컴퓨터, POS (point-of-sale) 디바이스, 엔터테이먼트 디바이스, 청각 보조기, 셋-톱 박스, 또는 임의의 다른 적절한 디바이스에 포함될 수도 있다.
여기에 설명된 컴포넌트들은 다양한 방식으로 구현될 수도 있다. 도 2를 참조하면, 디바이스 또는 장치 (102) 는, 예를 들어, 프로세서 (202), 소프트웨어, 이들의 몇몇 조합에 의해 구현되는 기능들을 나타낼 수도 있는 일련의 상호관련된 기능 블록들로서 또는 여기에 교시된 바와 같은 기타 다른 방식으로 나타낸다. 예를 들어, 프로세서 (202) 는 입력 디바이스들 (212) 을 통해 사용자 입력을 용이하게 할 수도 있다. 또한, 송신기 (222) 는, 또 다른 디바이스 (102) 로 정보를 송신하는 것에 관한 다양한 기능을 제공하는 송신용 프로세서를 포함할 수도 있다. 수신기 (220) 는, 여기에 교시된 바와 같이 또 다른 디바이스 (102) 로부터 정보를 수신하는 것에 관한 다양한 기능을 제공하는 수신용 프로세서를 포함할 수도 있다.
상술된 바와 같이, 도 2는, 몇몇 양태에서 이들 컴포넌트들이 적절한 프로세서 컴포넌트들을 통해 구현될 수도 있다는 것을 나타낸다. 몇몇 양태에서, 이들 프로세서 컴포넌트들은 적어도 부분적으로 여기에 교시된 바와 같은 구조를 사용하여 구현될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 프로세서는, 이들 컴포넌트들 중 하나 이상의 기능의 일부 또는 전부를 구현하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 파선 박스에 의해 나타낸 하나 이상의 컴포넌트들은 옵션적이다.
몇몇 양태에서, 디바이스 또는 장치 (102) 는 집적 회로를 포함할 수도 있다. 따라서, 집적 회로는 도 2에 도시된 프로세서 컴포넌트들의 기능을 제공하는 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 양태에서, 단일 프로세서가 도시된 프로세서 컴포넌트들의 기능을 구현할 수도 있지만, 다른 양태에서, 2개 이상의 프로세서가 도시된 프로세서 컴포넌트들의 기능을 구현할 수도 있다. 또한, 몇몇 양태에서, 집적 회로는, 도시된 프로세서 컴포넌트들의 기능의 일부 또는 전부를 구현하는 다른 타입의 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
도 3은 디바이스 (102) 의 송신기 (222) 의 일 예를 도시한 블록도이다. 당업자에게는 명백할 바와 같이, 도 3의 도시된 블록도에서, 디바이스 (102) 의 로직 모듈들은 통신 네트워크에 대한 레이어화된 요약 설명의 관점으로 도시되어 있다. 후술될 바와 같이, 각각의 레이어는, 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 임의의 적절한 조합으로 구현될 수도 있는 하나 이상의 로직 모듈들을 포함할 수도 있다. 송신기 (222) 는, 송신을 위해 데이터 링크 또는 매체 액세스 제어 (MAC) 레이어 (402) 에 정보를 제공하는 애플리케이션 레이어 (401), 애플리케이션 레이어 (401) 로부터 데이터를 수신하고 그 데이터를 물리 레이어 (404) 로 제공하는 매체 액세스 제어 (MAC) 레이어 (402), 및 MAC 레이어 (402) 로부터 데이터를 수신하고 그 데이터를 무선 채널 (106) 을 통해 송신하는 물리 (PHY) 레이어 (404) 를 포함할 수도 있다. 도시된 송신기 (222) 에서, PHY 레이어는 펄스 생성기 (406), 변조 블록 (408), 및 송신 블록 (410) 을 포함한다. 펄스 록 루프 (PLL; 미도시) 는 타이밍 신호들을 PHY 레이어에 제공할 수도 있다. 펄스 생성기 (406) 는 가우시안 펄스 파형과 같은 파형을 생성한다. 변조 블록 (408) 은, 펄스 위치 변조기, 펄스 진폭 변조, 또는 송신된 기준 변조와 같은 방식을 사용하여, MAC 레이어 (402) 에 의해 제공된 정보 신호에 기초하여 펄스 신호를 변조한다. 송신 블록 (410) 은 그 변조된 펄스 신호를 송신한다. 송신 블록 (410) 의 기능들은, 송신을 위한 변조된 펄스 신호를 증폭하는 것, 및 그 신호를 안테나에 제공하는 것을 포함할 수도 있다.
도 4는 디바이스 (102) 의 수신기 (220) 의 일 예를 도시한 블록도이다. 당업자에게는 명백할 바와 같이, 도 4의 도시된 블록도에서, 디바이스 (102) 의 로직 모듈들은 통신 네트워크에 대한 레이어화된 요약 설명의 관점으로 도시되어 있다. 후술될 바와 같이, 각각의 레이어는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 임의의 적절한 조합으로 구현될 수도 있는 하나 이상의 로직 모듈들을 포함할 수도 있다. 도 4에서, 수신기 (220) 는 애플리케이션 레이어 (401) 및 MAC 레이어 (402) 를 포함한다. PHY 레이어 (404) 는 MAC 레이어 (402) 와 통신하고 있다. 수신기의 PHY 레이어 (404) 는 복조 블록 (508) 및 수신 블록 (510) 을 포함한다. 수신 블록 (510) 은 안테나, 전력 증폭기, 및 다른 적절한 수신기 컴포넌트들을 포함할 수도 있는 컴포넌트들 (미도시) 을 포함할 수도 있다. 수신 블록 (510) 은 무선 신호를 수신하고, 그 신호를 복조하고 수신 데이터를 MAC 레이어 (402) 에 제공하는 복조 (508) 에 그 신호를 제공한다.
수신기 (220) 및 송신기 (222) 는, 예를 들어, 펄스 생성기 (406) 에 의해 제공하는 기본적인 시간-홉핑 방식에 부가하여 다양한 무선 물리 레이어 방식을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 수신기 (220) 및 송신기 (222) 의 물리 레이어 (404) 는, CDMA, TDMA, OFDM, OFDMA, 또는 다른 변조 및 멀티플렉싱 방식의 몇몇 형태를 이용할 수도 있다.
네트워크에서의 데이터 전달은, 데이터의 패킷들 또는 프레임들을 전달함으로써 수행될 수도 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, "프레임" 은 (멀티캐스트 또는 브로드캐스트 목적지를 포함할 수도 있는) 목적지, 품질 표시기 (예를 들어, 에러 검출 및/또는 정정 데이터), 또는 시작/끝 표시기 중 적어도 하나를 포함하는 정보의 포맷팅된 블록을 지칭한다.
PAN 또는 BAN에서, 디바이스들 (102) 중 하나 이상은, 데이터를 수신하고 디바이스들 (102) 중 또 다른 디바이스에 그 데이터를 재송신하여, 멀티-홉 통신 링크를 제공하도록 구성될 수도 있다. 그러한 멀티-홉 링크들은, 2개 이상의 디바이스들 (102) 사이에서 통신의 효과적인 범위를 증가시키고, 및/또는 그러한 디바이스들 (102) 로 하여금 낮은 전력 (중간 디바이스들 (102) 에 대한 감소된 범 위) 으로 송신하게 함으로써 멀티-홉 링크의 말단에서 특정 디바이스들 (102) 에 대해 전력 소비를 감소시키는데 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 시스템 (100) 과 같은 울트라-와이드 대역 (UWB) 시스템에서, 협소한 펄스들이 정보를 송신 및 수신하는데 사용될 수도 있다. 그러한 시스템에서, (동시 송신 및 수신 스트림들을 포함하는) 다수의 스트림들이 동시에 인터리빙되게 하는 펄스들 사이에서 상당한 시간 주기가 종종 존재한다. 따라서, 몇몇 양태에서, 수신 멀티-홉 신호는, 완전한 프레임이 수신되기 전에, 예를 들어, 프레임이 수신되는 시간 주기와 중첩하는 시간 주기 동안 재송신될 수도 있다.
Figure 112008079747714-PCT00001
와 같은 멀티-홉 데이터를 중계하도록 구성된 특정 디바이스 (102) 에 의해 수신되는 신호를 고려하며, 여기서, P0(t)는 수신 UWB 펄스이고, 채널 채널 분산 (dispersion) Tc는 피크 펄스 반복 빈도 (PRF) 이고, ai는 정보 시퀀스이며, n(t) 는 잡음 프로세스이다. 중계 디바이스 (102) 는,
Figure 112008079747714-PCT00002
와 같은 신호를 송신하며, 여기서, P1(t)는 송신 UWB 펄스이고, Td는, 수신 펄스와 송신 펄스 사이에서의 임의의 중첩으로 인한 상당한 성능 열화가 없거나 최소의 상당한 성능 열화가 존재하도록 선택된 부가적인 시간 지연, 및 재송신을 위해 함께 디코딩된 펄스들의 수 관점에서의 디코딩 지연이며,
Figure 112008079747714-PCT00003
는 포워딩된 정보 시퀀스이다. 일반적으로, Td는, 포워딩된 정보 시퀀스에 관한 결정을 행하는데 중분한 프레임의 일부를 복조하기 위하여 중계 디바이스 (102) 에 의해 사용된 펄스들의 수 플러스 임의의 프로세싱 지연에 비례한다. 송신기가 프레임을 송신하는 시간 주기보다 Td가 작을 경우, 중계 디바이스 (102) 는 수신 프레임의 종료 전에 펄스들을 디코딩할 수 있고, 중계 디바이스 (102) 는 완전한 프레임을 수신하기 전에 (예를 들어, 동일한 주파수 대역에서) 송신하길 시작할 수 있다. 예를 들어, Td가 거의 0이면 (예를 들어, 작은 프로세싱 지연만을 포함하면), 도 5를 참조하여 아래에 나타낸 바와 같이 칩 단위의 포워딩이 제공될 수 있다.
재송신 이전에 디코딩된 칩들의 수는 1, 예를 들어, Td가 N에 비례하는 경우에는 N보다 클 수도 있다. N이 비트 당 펄스들의 수일 경우, 비트 단위 포워딩이 제공될 수 있다. 후술될 도 6은 N＝2인 시스템 (100) 의 일 예에서 비트 단위 포워딩의 일 예를 도시한다. 전체 프레임 미만이 프레임의 일부의 재송신 이전에 수신되기 때문에, 멀티-홉 통신 시스템에서의 각각의 그러한 디바이스 (102) 에 의해 생성된 총 송신 레이턴시 또는 지연이 그에 의해 감소된다. 몇몇 양태에서, Td의 값이 프로세싱 지연 및 다른 디바이스 특정 제약에 의해 제한될 수도 있음을 유의한다.
도 5는 네트워크 (100) 의 일 예에서 수신 및 송신 신호들을 도시하는 타이 밍도이다. x(t) 에 의해 나타낸 수평축은 도 4의 수신 블록 (510) 에 의한 수신 신호의 타이밍을 도시한다. y(t) 에 의해 나타낸 수직축은 도 3의 송신 블록 (410) 에 의한 송신 신호들의 타이밍을 도시한다. 수신 펄스 (550) 및 송신 펄스 (552) 에 의해 나타낸 바와 같이, (동시 송신 및 수신 스트림들을 포함하는) 다수의 스트림들로 하여금 동시에 인터리빙되게 하는, 각각의 수신 펄스 (550) 와 각각의 펄스 (552) 사이에 상당한 시간 주기가 존재한다. 도 5에 도시된 각각의 펄스 (550) 는 칩에 대응한다 (여기에서 사용된 바와 같이, "칩" 은, 각각의 프레임이 포맷팅된 프레임 데이터의 비트보다 더 많은 칩들로 인코딩되는 직접 확산 코드를 사용하여 생성된 바이너리 값을 지칭한다).
도 6은 네트워크 (100) 의 또 다른 예에서 수신 및 송신 신호들을 도시하는 타이밍도이다. 도 6에 도시된 예시적인 시스템 (100) 에서, Td는 N＝2에 비례하고, 예를 들어, 재송신을 위해 펄스들이 디코딩되기 전의 칩들의 수가 2이다. 비트당 펄스 또는 칩들의 수가 2이면, 도 6의 예는 비트 단위 포워딩에 대응한다. 다양한 양태에서, 비트 당 칩들의 수가 N, 예를 들어, 재송신 이전에 디코딩되는 칩들의 수보다 크거나, 동일하거나 작을 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
도 7은 네트워크 (100) 에서와 같이 데이터를 전달하는 방법 (600) 의 일 예를 도시한 흐름도이다. 방법 (600) 은, 수신기 (220) 가 제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하는 블록 602에서 시작한다. 몇몇 양태에서, 수신기 (220) 는 프레임의 하나 이상의 비트들 또는 칩들을 복조한다. 다음으 로 블록 604에서, 송신기 (220) 는 제 2 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 적어도 하나의 디바이스로 송신한다. 제 1 및 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩한다. 몇몇 양태에서, 송신기 (220) 는 프레임의 하나 이상의 비트들 또는 칩들로서 복조되는 하나 이상의 펄스들을 송신하고, 프레임의 칩들의 특정된 수 N을 수신한 이후, 이들 비트들 또는 칩들을 송신한다. 방법 (600) 은 프레임의 데이터 및 부가적인 프레임들의 임의의 수에 대해 반복될 수도 있다. 예를 들어, 블록 602 및 블록 604와 관련된 작동들은, 상술된 바와 같이 약 Tc－△Tc－Td 의 초기 지연을 제외하고 중첩하는 실질적으로 유사한 시간 주기 동안 반복되고 인터리빙될 수도 있다.
몇몇 양태에서, 수신 및/또는 송신 펄스들은 별개의 펄스들을 포함한다. 몇몇 양태에서, 송신 및 수신 펄스들은 동일한 주파수 대역에 존재한다. 몇몇 양태에서, 송신 및 수신 펄스들을 상이한 주파수 대역에 존재한다.
특정한 양태에 의존하여, 여기에 설명된 방법들 중 임의의 특정 작동들 또는 이벤트들이 상이한 시퀀스에서 수행될 수 있고, 모두 함께 부가, 병합, 또는 제거될 수도 있음을 인식할 것이다 (예를 들어, 모든 설명된 작동들 또는 이벤트들이 방법의 실행을 위해 필요한 것은 아니다). 또한, 특정 양태에서, 작동들 또는 이벤트들은, 순차적으로 수행되기보다는, 예를 들어, 멀티-스레딩 프로세싱, 인터럽트 프로세싱, 또는 다중 프로세서들을 통해 동시에 수행될 수도 있다.
도 8은, 각각, 방법 (600) 을 사용하여 데이터를 수신 및 송신하도록 구성되 는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 수신기 (220) 및 송신기 (222) 를 도시한 블록도이다. 동작에서, 펄스들은 수신 블록 (510) 에 의해 수신되고 복조 블록 (508) 에 제공된다. 특정된 수의 칩들 또는 비트들이 복조될 경우 (예를 들어, △Tc 이후에), 복조 블록 (508) 은 복조된 칩들 (또는 비트들) 을 MAC 레이어 (402) 에 제공하며, 그 MAC 레이어 (402) 는 그 칩들 또는 비트들을 송신기 (222) 의 변조 블록 (408) 에 제공한다. 변조 이후, 송신 블록 (410) 은 그 비트들 또는 칩들을 송신하며, 그에 의해, 프레임의 데이터를 중계한다.
몇몇 양태에서, 송신된 펄스들은 수신된 펄스들과 실질적으로 동일할 수도 있다. 몇몇 양태에서, 송신된 펄스들은 수신된 펄스들로부터 함수적으로 유도될 수도 있으며, 예를 들어, 프레임의 수신을 식별하는 프레임 데이터는 MAC 레이어 (402) 에 의한 라우팅 알고리즘에 기초하여 대체될 수도 있다.
도 9는 도 7의 방법 (600) 을 사용하여 펄스들을 발생시키는 디바이스 (102) 의 일 예를 도시한 블록도이다. 도시된 예에서, 디바이스 (102) 는, 제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하는 수단 또는 집적 회로 (IC; 952) 를 포함한다. IC (952) 는 도 2 및 도 4의 수신기 (220) 의 MAC 레이어 (402) 및 PHY 레이어 (404) 를 포함할 수도 있다. 또한, 디바이스 (102) 는, 제 2 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 적어도 하나의 디바이스로 송신하는 수단 또는 IC (956) 를 포함하며, 여기서, 그 제 1 및 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩한다. IC (956) 는 도 3의 송신 모듈 (410) 을 포함할 수도 있다.
상기 관점에서, 본 발명이 UWB 시스템과 같은 펄스 기반 통신 시스템에서 펄스들을 발생시키는 방법을 어드레싱한다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 도시된 양태들은 멀티-홉 통신의 더 낮은 레이턴시 방법 및 장치를 제공한다. 예를 들어, 멀티-홉 레이턴시는, 프레임을 송신하기 위한 시간 주기로부터 프레임의 칩 또는 비트 (플러스 작은 프로세싱 오프셋) 를 송신하는 시간 주기까지 감소될 수 있다.
여기에 개시된 양태들과 관련된 임의의 예시적인 로직 블록, 모듈 및 회로는 집적 회로 ("IC"), 액세스 단말기, 또는 액세스 포인트내에서 구현될 수도 있거나 그들에 의해 수행될 수도 있다. IC는, 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 별개의 게이트 또는 트랜지스터 로직, 별개의 하드웨어 컴포넌트, 전기 컴포넌트, 광 컴포넌트, 기계 컴포넌트, 또는 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있으며, IC 내, IC 외부, 또는 양자에 상주하는 코드들 또는 명령들을 실행할 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안적으로, 그 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성물로서 구현될 수도 있다.
당업자는, 여기에 개시된 양태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직 블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있음을 인식할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 대체가능성을 정확히 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로 및 단계가 그들의 기능의 관점에서 일반적으로 상술되었다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될지는, 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과된 설계 제약에 의존한다. 당업자는 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식으로 설명된 기능들을 구현할 수도 있지만, 그러한 구현 결정이 본 발명의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.
여기에 개시된 양태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은, RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 공지되어 있는 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그러한 프로세서는 그 저장매체로부터 정보를 판독할 수 있고 그 저장 매체로 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기내의 별개의 컴포넌트들로서 상주할 수도 있다.
상기 상세한 설명이 다양한 양태들에 적용되는 바와 같이 본 발명의 신규한 특성들을 예시, 설명, 및 지적하였지만, 설명된 디바이스 또는 프로세서의 형태 및 세부사항에서의 다양한 삭제, 치환, 및 변경들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 당업자에 의해 행해질 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 인식되는 바와 같이, 몇몇 특성들이 다른 것과는 별개로 사용 또는 실행될 수도 있으므로, 본 발명은 여기에 개시된 특성들 및 이점들의 전부를 제공하지는 않는 형식내에서 구현될 수도 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항, 전술한 설명 또는 이들 양자에 의해 정의된다. 청구항들의 등가물의 의미 및 범위내의 모든 변경들은 청구항의 범위내에서 포용된다.

Claims (44)

  1. 제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하는 단계; 및
    상기 프레임을 나타내는 펄스들을 제 2 시간 주기 동안 적어도 하나의 디바이스로 송신하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 시간 주기와 상기 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩하는, 데이터 전달 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스들은 울트라-와이드 대역을 실질적으로 점유하는, 데이터 전달 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 단계는 제 1 디바이스로부터 상기 펄스들을 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 송신 단계는, 상기 펄스들 중 일부를 제 2 디바이스로 송신하고 상기 펄스들 중 일부를 또 다른 디바이스로 송신하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전달 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스는 동일한 디바이스인, 데이터 전달 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 프레임에 대한 적어도 하나의 데이터 품질 표시자를 포함하는, 데이터 전달 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 품질 표시자는 에러 검출 데이터를 포함하는, 데이터 전달 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 및 상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 정보 비트를 포함하는, 데이터 전달 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 및 상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 정보 칩을 포함하는, 데이터 전달 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 단계는 제 1 디바이스로부터 상기 펄스들을 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 송신 단계는 상기 수신된 펄스들 중 적어도 하나를 상기 제 1 디바이스로 송신하는 단계를 포함하는, 데이터 전달 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들은 제 1 주파수 대역과 관련되며,
    또한, 상기 송신된 펄스들은 제 2 주파수 대역과 관련되는, 데이터 전달 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역은 동일한 주파수 대역인, 데이터 전달 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역은 상기 제 2 주파수 대역의 서브세트인, 데이터 전달 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 상기 수신된 펄스들 중 적어도 하나로 부터 함수적으로 유도되는, 데이터 전달 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 각각은 이산적이며,
    또한, 상기 송신된 펄스들 각각은 이산적인, 데이터 전달 방법.
  15. 제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하도록 구성된 수신기; 및
    상기 프레임을 나타내는 펄스들을 제 2 시간 주기 동안 적어도 하나의 디바이스로 송신하도록 구성된 송신기를 포함하며,
    상기 제 1 시간 주기와 상기 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩하는, 데이터 전달 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 펄스들은 울트라-와이드 대역을 실질적으로 점유하는, 데이터 전달 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신기는 제 1 디바이스로부터 상기 펄스들을 수신하도록 구성되며,
    상기 송신기는, 또한, 상기 펄스들 중 일부를 제 2 디바이스로 송신하고 상 기 펄스들 중 일부를 또 다른 디바이스로 송신하도록 구성되는, 데이터 전달 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스는 동일한 디바이스인, 데이터 전달 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 프레임에 대한 적어도 하나의 데이터 품질 표시자를 포함하는, 데이터 전달 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 데이터 품질 표시자는 에러 검출 데이터를 포함하는, 데이터 전달 장치.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 및 상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 정보 비트를 포함하는, 데이터 전달 장치.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 및 상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 정보 칩을 포 함하는, 데이터 전달 장치.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들은 제 1 주파수 대역과 관련되며,
    또한, 상기 송신된 펄스들은 제 2 주파수 대역과 관련되는, 데이터 전달 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역은 동일한 주파수 대역인, 데이터 전달 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역은 상기 제 2 주파수 대역의 서브세트인, 데이터 전달 장치.
  26. 제 15 항에 있어서,
    상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 상기 수신된 펄스들 중 적어도 하나로부터 함수적으로 유도되는, 데이터 전달 장치.
  27. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 각각은 이산적이며,
    또한, 상기 송신된 펄스들 각각은 이산적인, 데이터 전달 장치.
  28. 제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하는 수단; 및
    상기 프레임을 나타내는 펄스들을 제 2 시간 주기 동안 적어도 하나의 디바이스로 송신하는 수단을 포함하며,
    상기 제 1 시간 주기와 상기 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩하는, 데이터 전달 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 펄스들은 울트라-와이드 대역을 실질적으로 점유하는, 데이터 전달 장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 수신 수단은 제 1 디바이스로부터 상기 펄스들을 수신하도록 구성되며,
    상기 송신 수단은, 또한, 상기 펄스들 중 일부를 제 2 디바이스로 송신하고 상기 펄스들 중 일부를 또 다른 디바이스로 송신하도록 구성되는, 데이터 전달 장치.
  31. 제 28 항에 있어서,
    제 1 디바이스 및 제 2 디바이스는 동일한 디바이스인, 데이터 전달 장치.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 프레임에 대한 적어도 하나의 데이터 품질 표시자를 포함하는, 데이터 전달 장치.
  33. 제 19 항에 있어서,
    상기 데이터 품질 표시자는 에러 검출 데이터를 포함하는, 데이터 전달 장치.
  34. 제 28 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 및 상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 정보 비트를 포함하는, 데이터 전달 장치.
  35. 제 28 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 및 상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 정보 칩을 포함하는, 데이터 전달 장치.
  36. 제 28 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들은 제 1 주파수 대역과 관련되며,
    또한, 상기 송신된 펄스들은 제 2 주파수 대역과 관련되는, 데이터 전달 장치.
  37. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역은 동일한 주파수 대역인, 데이터 전달 장치.
  38. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역은 상기 제 2 주파수 대역의 서브세트인, 데이터 전달 장치.
  39. 제 28 항에 있어서,
    상기 송신된 펄스들 중 적어도 하나는 상기 수신된 펄스들 중 적어도 하나로부터 함수적으로 유도되는, 데이터 전달 장치.
  40. 제 28 항에 있어서,
    상기 수신된 펄스들 각각은 이산적이며,
    또한, 상기 송신된 펄스들 각각은 이산적인, 데이터 전달 장치.
  41. 데이터를 전달하기 위한, 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 컴퓨터 판독가능 매체는,
    제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하며, 그리고
    상기 프레임을 나타내는 펄스들을 제 2 시간 주기 동안 적어도 하나의 디바이스로 송신하기 위해, 적어도 하나의 컴퓨터에 의해 실행가능한 코드들을 포함하며,
    상기 제 1 시간 주기와 상기 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩하는, 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하는, 컴퓨터-프로그램 제품.
  42. 감지된 데이터를 제공하도록 구성된 마이크로폰;
    제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하도록 구성된 수신기; 및
    상기 프레임을 나타내는 펄스들을 제 2 시간 주기 동안 적어도 하나의 디바이스로 송신하도록 구성된 송신기를 포함하며,
    상기 제 1 시간 주기와 상기 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩하는, 무선 통신을 위한 헤드셋.
  43. 무선 통신 링크를 통해 제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하도록 구성된 수신기;
    상기 무선 통신 링크를 통해 제 2 시간 주기 동안 상기 프레임을 나타내는 펄스들을 적어도 하나의 디바이스로 송신하도록 구성된 송신기로서, 상기 제 1 시간 주기와 상기 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩하는, 상기 송신기; 및
    상기 무선 통신 링크를 통해 수신된 적어도 하나의 펄스에 기초하여 가시적인 출력을 제공하도록 구성된 디스플레이를 포함하는, 무선 통신을 위한 시계.
  44. 감지된 데이터를 제공하도록 구성된 센서;
    제 1 시간 주기 동안 프레임을 나타내는 펄스들을 수신하도록 구성된 수신기; 및
    상기 프레임을 나타내는 펄스들을 제 2 시간 주기 동안 적어도 하나의 디바이스로 송신하도록 구성된 송신기를 포함하며,
    상기 제 1 시간 주기와 상기 제 2 시간 주기는 적어도 부분적으로 중첩하는, 무선 통신을 위한 의료 디바이스.
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