KR20100059426A - 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신 장치 및 방법과 그 시스템 - Google Patents

첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신 장치 및 방법과 그 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20100059426A
KR20100059426A KR1020080118196A KR20080118196A KR20100059426A KR 20100059426 A KR20100059426 A KR 20100059426A KR 1020080118196 A KR1020080118196 A KR 1020080118196A KR 20080118196 A KR20080118196 A KR 20080118196A KR 20100059426 A KR20100059426 A KR 20100059426A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
channel signal
phase channel
time delay
chirp
Prior art date
Application number
KR1020080118196A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101511785B1 (ko
Inventor
백진석
김병직
박정록
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR20080118196A priority Critical patent/KR101511785B1/ko
Publication of KR20100059426A publication Critical patent/KR20100059426A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101511785B1 publication Critical patent/KR101511785B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B2001/6912—Spread spectrum techniques using chirp

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

본 발명은 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신장치 및 방법과 그 시스템에 관한 것으로, 특히 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 송신하는 방법에 있어서, 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 과정; 및 상기 시간 딜레이가 이루어진 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 송신하는 과정을 포함한다.
Figure P1020080118196
첩 확산 스펙트럼, 시간 지연, 자동 이득 제어

Description

첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신 장치 및 방법과 그 시스템{APPARATUS, METHOD AND SYSTEM FOR TRANSMITTING/RECEIVING SIGNAL IN NETWORK USING A CHIRP SPREAD SPECTRUM}
본 발명은 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 동 위상 채널 신호 및 직교 위상 채널 신호를 전송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 주목 받고 있는 유비쿼터스 네트워킹은 점차 지능화, 자율화되고 있으며, 네트워크를 통해 생산, 유통, 물류 등의 경제 활동 서비스, 의료, 요양 등의 복지 서비스 그리고 환경 서비스 등 새로운 유비쿼터스 서비스를 창출하고 있다. 이로 인해 인류의 삶을 더욱 윤택하게 해주는 기술로 각광 받고 있다.
유비쿼터스 네트워킹을 구현하기 위한 통신 기술의 하나로 센서 네트워크를 예로 들 수 있다. 최근에는 상기 센서 네트워크의 일종으로 센서 노드간 데이터 전송 및 정밀한 위치 인식을 위한 IEEE 802.15.4a 표준화가 진행되고 있다.
IEEE 802.15.4a는 위치 인식 기능과 저전력 기능을 특징으로 하는 위치 인식 저전력 센서 네트워크 표준화 그룹으로써 지그비(Zigbee)의 물리 계층으로 사용되는 저속 WPAN(IEEE 802.15.4)와 UWB(IEEE 802.15.3)의 혼용 기술이다.
이러한 IEEE 802.15.4a는 기존의 802.15.4-2003 물리 계층과는 별도로 3.1~106GHz에서의 새로운 변조 방식인 펄스형 UWB와 2.4GHz ISM 대역을 사용하는 첩 확산 스펙트럼(Chirp Spread Spectrum: 이하 "CSS"라 칭함)의 새로운 두가지 물리 계층이 동시에 표준으로 채택되어 있다.
상기 CSS는 전파의 세기만으로 위치 측정을 하는 기존 지그비(Zigbee) 방식 등과 달리 전파 도달 시간을 측정하여 삼각 측정법에 적용함으로써 더욱 정밀한 위치 분석이 가능하다. 또한, 방해 전파와 잡음에 대한 내구성이 뛰어나, 무선 랜 등의 타 무선 통신 방식과도 함께 사용이 가능하다.
이하에서 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 IEEE 802.15.4a에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 CSS 전송 방식에서의 첩 신호의 주파수-시간 속성 및 베이스밴드 파형을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, CSS 시스템에서의 첩 신호는 1개의 풀-첩(Full-Chirp) 심볼이 총 4개의 서브 첩(Sub-Chirp)(101 내지 107)으로 이루어진다. 또한 각 서브 첩은 상승형 코사인 윈도우(Raised-Cosine Window)를 사용하여 대역제한(Band Limit) 신호를 만들며, 각 하이 밴드(High Band)와 로우 밴드(Low Band)의 두 개의 첩이 존재한다.
각각의 서브 첩은 직교성을 지닌 동 위상 채널(I 채널)과 직교 위상 채널(Q 채널)을 포함하며, 이들의 위상 변조(phase modulation)를 이용하여 실제 데이터를 싣는다. 이때, 주파수가 시간이 증가함에 따라 선형적으로 증가해 가는 신호를 업-첩(Up-Chirp)(101, 103)이라 하고, 이와 반대로 주파수가 시간에 따라 선형적으로 감소해 가는 신호를 다운-첩(Down-Chirp)(105, 107)이라 한다.
도 2는 IEEE 802.15.4a 에서 정의된 4가지 심볼을 정의한 도면으로써, 동일 대역 상에서 4 개의 서로 다른 피코 넷(pico-net)을 구현하기 위하여 상호 직교적인 4가지 조합으로 이루어진 4가지 심볼을 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 Ⅰ 내지 Ⅳ, 각각의 4가지 심볼(200 내지 260)은 서로 다른 업-첩과 다운-첩의 조합으로 직교성을 보장할 뿐만 아니라, 시간차에 의해서 발생하는 직교성을 이용하기 위해 짝수 번째로 전송되는 심볼의 전송 시간 슬롯의 시작점을 달리 둠으로써 피코 넷 간의 직교성을 더 확보하고 있다. 이때, τ1 ~ τ4 는 각각 468.75, 312.5, 156.25, 0 ns 로 정의되며, 그에 따른 심볼간의 시간차는 각각 2.1875 us, 1.875 us, 1.5625 us, 1.25 us이다.
상술한 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면, IEEE 802.15.4a CSS PHY 에서 정의된 첩 심볼은 4개의 서브 첩을 조합할 때, 대역 제한(band-limiting)을 위해 RC 윈도우(raised-cosine window)를 적용하므로 절대파워가 심볼 내에서 변하게 된다. 또한, 심볼간의 시간차 직교성을 위해 적용한 타임 갭(time gap)으로 인해 절대파워가 변화한다. 즉, 연속된 데이터 전송이 이루어지더라도 신호의 파워는 반복적으로 변화하게 된다.
한편, 무선 전송에서 RF(radio frequency)단에서는 송신단과 수신단의 거리 및 기타 전송 환경의 영향으로 발생하는 신호 손실(loss)을 보상하기 위하여 RF 증폭기(amplifier)를 사용한다. 이러한 증폭기의 이득(gain)을 입력되는 신호의 세기에 따라 가변하는 자동 이득 제어기(Automatic Gain Controller: AGC)를 적용하여 증폭기의 출력을 가능한 일정하게 만들어 주어야 A/D 변환기(Analog-to-digital Converter)에서 일정한 범위의 디지털 샘플링 값을 출력할 수 있다.
일반적인 무선 통신 시스템은 신호 세기가 신호의 진폭에 비례하므로 신호의 존재 유무나 전송 손실에 따른 이득 조정이 비교적 간단하다. 그러나, CSS PHY의 경우에는 신호가 존재하는 구간에서도 계속하여 파워가 변화하기 때문에, AGC의 피드백 루프(feedback loop)의 대역폭을 얼마로 할 것인지가 중요한 변수가 된다. 실제로 신호가 버스트(burst)하게 들어오는 무선 통신 시스템에서는 신호가 입력되는 순간에 AGC를 즉각적으로 낮추기 위해 피드백 루프의 대역폭이 매우 넓어야 한다. 그러나, 대역폭이 너무 높으면 CSS PHY의 심볼 내의 파워 변화까지 그대로 AGC에 반영되는 문제점이 있다. 또한, CSS PHY의 심볼간 시간차는 상대적으로 매우 길기 때문에 신호가 없다가 들어오는 경우와 구분하기 어렵다.
따라서 본 발명은 CSS PHY의 구현에 있어서, I 채널 및 Q 채널 중 적어도 하나를 지연시켜 전송하여 상호 직교성을 증가시키는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 CSS PHY 신호의 시간차 구간을 없애 AGC를 평균 전력으로 용이하게 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 CSS PHY의 심볼 내의 파워 변화에 대한 AGC의 변화를 방지할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 송신하는 방법에 있어서, 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 과정; 및 상기 시간 딜레이가 이루어진 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 송신하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명에 따른 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 송신하는 장치에 있어서, 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 시간 지연기 및 상기 시간 딜레이가 이루어진 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 송신하는 송신부를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 수신하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 신호에 시간 딜레이가 수행된 동 위상 채널 신호와 상기 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 수신하는 과정; 및 상기 수신된 무선 신호의 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 시간 딜레이가 이루어지지 않은 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 과정을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 수신하는 장치에 있어서, 적어도 하나의 신호에 시간 딜레이가 수행된 동 위상 채널 신호와 상기 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 수신하는 수신기; 및 상기 수신된 무선 신호의 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 시간 딜레이가 이루어지지 않은 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 시간 지연기를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 송/수신하는 시스템에 있어서, 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하고, 상기 시간 딜레이가 이루어진 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 송신하는 송신기; 및 상기 적어도 하나의 신호에 시간 딜레이가 수행된 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 수신하고, 상기 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 시간 딜레이가 이루어지지 않은 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 수신기를 포함한다.
본 발명에 의하면 CSS PHY의 구현에 있어서, I 채널 및 Q 채널 중 적어도 하나를 지연시켜 전송하여 상호 직교성을 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 CSS PHY 신호의 시간차 구간을 없애 AGC를 평균 전력으로 용이하게 수행할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 CSS PHY의 심볼 내의 파워 변화에 대한 AGC의 변화를 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명을 생략한다.
이하 설명에서는 IEEE 802.15.4a 기반으로 CSS PHY를 구현하는 경우를 예로 들어 I/Q 채널을 전송하는 본 발명의 실시 예를 기술할 것이다. 그러나 본 발명은 I/Q 채널을 이용하는 기술 분야라면, 동일한 방식으로 적용될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 송신기는 S/P 변환기(301), 발진기(303), 위상천이기(305), 혼합기(307, 309), 시간지연기(311), D/A 변환기(313, 315) 및 합성기(317)를 포함한다.
상기 S/P변환기(301)는 주파수 영역에서 직렬로 입력되는 전송하고자 하는 데이터의 심볼 열을 병렬로 변환하여 2개의 채널 즉, I 채널 성분 및 Q 채널 성분으로 분리하여 출력한다.
상기 발진기(303)는 각 주파수 대역에 해당하는 상향 주파수를 발진하고, 상기 위상천이기(305)는 상기 발진기(303)로부터 발진되는 상향 주파수를 90°위상 변환한다.
상기 혼합기(307)는 I 채널 성분의 신호를 원하는 주파수 대역의 무선(RF: Radio Frequency) 신호로 생성하기 위해 상기 S/P변환기(301)로부터 출력된 I 채널 성분의 신호와 상기 상향 주파수를 혼합하여 I 채널 신호를 출력한다. 또한, 상기 혼합기(309)는 Q 채널 성분의 신호를 원하는 주파수 대역의 무선 신호로 생성하기 위해 상기 S/P변환기(301)로부터 출력된 Q 채널 성분의 신호와 상기 90°위상 변환된 상향 주파수를 혼합하여 Q 채널 신호를 출력한다.
상기 시간 지연기(311)는 Q 채널 신호를 생성하기 위한 경로 상에 구비되어 심볼간에 발생하는 시간차만큼 상기 Q 채널에 시간 딜레이를 주어 I 채널 신호와 시간차를 갖는 Q 채널 신호를 얻을 수 있도록 한다.
그러나 시간 지연기는 I 채널 및 Q 채널 신호를 생성하기 위한 경로 중 어느 한쪽에 구비되거나 I 채널 및 Q 채널 신호를 생성하기 위한 양쪽 경로 모두에 구비 되어 각각의 시간차를 발생시킬 수도 있다. 또한, 이러한 시간차는 상기 D/A 변환기(313, 315)를 통해 출력되는 아날로그 신호에 대해서 동일하게 적용할 수 있다.
이때 상기 시간 지연기(311)에 의해 이루어지는 시간 딜레이는 연속된 심볼을 전송함에 있어, RF 전력이 단절되지 않도록 하는 것을 전제로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 D/A 변환기(313)는 상기 혼합기(307)에서 출력되는 I 채널 신호의 이산적인 디지털 신호를 연속적인 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
상기 D/A 변환기(315)는 상기 시간 지연기(311)에서 출력되는 Q 채널 신호의 이산적인 디지털 신호를 각각 연속적인 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
상기 합성기(317)는 상기 각각의 D/A 변환기(313, 315)로부터 출력되는 I 채널 신호 및 Q 채널 신호를 합성하여 무선 신호의 형태로 안테나(ANT)를 통해 전송한다.
도 3에 도시된 안테나(ANT)와 상기 합성기(317)는 본 발명에 있어 송신부로 정의한다.
이하에서 도 4 및 도 5를 참조하여 송신기에서 I 채널 신호 및 Q 채널 신호를 송신하는 방법을 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기에서 I 채널 신호 및 Q 채널신호를 송신하는 과정을 나타낸 순서도이다.
먼저 401단계에서 전송하고자 하는 데이터가 입력되면, 403단계로 진행하여 주파수 영역에서 직렬로 입력되는 상기 전송하고자 하는 데이터의 심볼 열을 병렬 로 변환한다. 상기 변환된 2진 데이터를 I 채널 성분 및 Q 채널 성분으로 구분하여 출력한다.
405단계에서 상기 출력된 I 채널 성분의 신호 및 상기 출력된 Q 채널 성분의 신호를 원하는 주파수 대역의 무선 신호로 생성하기 위하여 각각 상향 주파수 및 90° 위상 변환된 상향 주파수와 혼합하여 I 채널 신호와 Q 채널 신호를 출력한다.
407단계에서 상기 Q 채널 신호를 심볼간에 발생하는 시간차 만큼 시간 딜레이시켜 출력한다. 따라서 원하는 시간차만큼의 시간 차이를 갖는 I 채널 신호 및 Q 채널 신호를 얻을 수 있다.
예컨대 심볼간의 시간차가 2.1875 us인 심볼 I(200)의 경우를 설명하면, 상기 심볼간의 시간차, 즉 2.1875 us만큼의 시간 딜레이를 갖도록 Q 채널 신호를 출력한다.
이후, 409단계에서 상기 각각 출력되는 I 채널 신호 및 시간 딜레이된 Q 채널 신호는 각각 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환된다. 상기 변환된 I 채널 신호 및 Q 채널 신호는 411단계에서 합성되어 무선 신호의 형태로 안테나(ANT)를 통해 해당 수신기로 전송된다.
전술한 도 4에 의한 설명에서는 Q 채널 신호에 대해서만 시간 딜레이가 이루어짐을 개시하였다. 하지만 I 채널 신호에 대해 시간 딜레이가 이루어지도록 하거나 I 채널 신호와 Q 채널 신호 모두에 시간 딜레이가 이루어지도록 구현하는 것은 당업자에게 자명한 사항일 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 I 채널 및 Q 채널의 전송 형태를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 송신기는 도 2에 도시된 바와 같이 심볼군(200 내지 260)의 심볼 사이에서 발생하는 시간차(205 내지 265)만큼 I 채널 신호 및 Q 채널 신호에 각각 시간 딜레이(delay)를 주어 심볼(500 내지 560)을 전송한다. 상기 결과, 상기 심볼군(200 내지 260)의 심볼들 사이에서 발생하는 시간차(205 내지 265)가 사라지고, 각각의 심볼(500 내지 560)의 I 채널 신호 및 Q 채널 신호의 전송 시작 위치가 모두 다르기 때문에 첩 신호의 직교성은 더욱 증가된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 수신기는 증폭기(601), 전력 검출기(603), 자동 이득 제어기(605), A/D 변환기(607, 609), 시간 지연기(611), 발진기(613), 위상 천이기(615), 혼합기(617, 619) 및 P/S 변환기(621)를 포함한다.
상기 증폭기(601)는 저잡음 증폭기(low-noise amplifier: LNA)로써, 감쇄 및 잡음의 영향으로 매우 낮은 전력 레벨을 갖고 수신되는 무선 신호의 잡음이 최소화되도록 상기 수신되는 무선 신호를 증폭시킨다.
도 6에 도시된 안테나(ANT)와 상기 증폭기(601)는 본 발명에 있어 수신부로 정의한다.
상기 전력 검출기(603)는 상기 증폭기(601)로부터 출력되는 무선 신호의 전력을 검출한다.
상기 자동 이득 제어기(605)는 상기 전력 검출기(603)로부터 검출된 상기 증 폭기(601)의 출력 신호의 전력을 모니터링(monitoring)하여 그 크기에 대한 특정한 자동 이득 제어 피드백 루프를 통해 상기 증폭기(601)의 이득을 자동으로 조정한다. 즉, 수신된 무선 신호의 전력이 변화하더라도 증폭기(601)의 출력은 일정하게 유지되도록 한다.
통상적으로 IEEE 802.15.4a에서 CSS PHY 의 RC window의 3 dB 대역폭은 약 7 MHz 이므로, 상기 자동 이득 제어기(605)에서 자동 이득 제어 피드백 루프의 대역폭을 이보다 늦도록 만들면 심볼 내 파워 변화에 대한 AGC 변화를 막을 수 있다.
상기 A/D 변환기(607, 609)는 상기 증폭기(601)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
상기 시간 지연기(611)는 상기 송신기의 시간 지연기(311)에 대응하여 I 채널에 구비되어 상기 송신기에서 적용한 심볼간에 발생하는 시간차 만큼의 시간 딜레이를 갖는 I 채널 신호를 출력한다. 만약, 송신기의 시간지연기가 I 채널에 구비되어 있었다면, 이에 대응하여 해당 수신기는 시간지연기가 Q 채널에 구비된다.
상기 발진기(613)는 각 주파수 대역에 해당하는 하향 주파수를 발진하고, 상기 위상 천이기(615)는 상기 발진기(613)로부터 발진되는 하향 주파수를 90° 위상 변환한다.
상기 혼합기(617)는 I 채널 신호를 원하는 주파수 대역의 무선 신호로 생성하기 위해 상기 시간 지연기(611)로부터 출력된 I 채널 신호와 상기 하향 주파수를 혼합하여 I 채널 성분의 신호를 출력한다. 또한, 상기 혼합기(619)는 Q 채널 신호를 원하는 주파수 대역의 무선 신호로 생성하기 위해 상기 A/D 변환기(609)로부터 출력된 Q 채널 신호와 상기 90° 위상 변환된 하향 주파수를 혼합하여 Q 채널 성분의 신호를 출력한다.
상기 P/S 변환기(621)는 상기 혼합기(617, 619) 각각으로부터 병렬로 출력되는 I 채널 성분의 신호 및 Q 채널 성분의 신호를 직렬로 변환하여 원래의 데이터를 출력한다.
이하에서 도 7을 참조하여 상술한 수신기에서 I 채널 신호 및 Q 채널 신호를 수신하는 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기에서 I 채널 신호 및 Q 채널 신호를 수신하는 과정을 나타낸 순서도이다.
먼저 701단계에서 무선 신호가 수신되면, 703단계에서 상기 수신된 무선 신호의 전력을 검출하고, 그 크기에 대한 특정한 자동 이득 제어 피드백 루프를 통해 자동으로 조정된 이득을 이용하여 상기 수신되는 무선 신호를 증폭시켜 출력한다.
705단계에서 상기 이득이 조정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 707단계에서 송신기에 의해 시간 딜레이가 이루어지지 않은 신호 (일 예로써 I 채널 신호)를 심볼간에 발생하는 시간차 만큼 시간 딜레이시켜 출력한다. 즉, I 채널 신호 및 Q 채널 신호 사이에의 시간차를 보상하여 출력한다.
이후, 709단계에서 상기 출력된 I 채널 신호 및 Q 채널 신호를 원하는 주파수 대역의 무선 신호로 생성하기 위하여 각각 하향 주파수 및 90° 위상 변환된 하향 주파수와 혼합하여 I 채널 성분의 신호와 Q 채널 성분의 신호를 출력한다.
711단계에서 상기 주파수가 혼합되어 병렬로 출력된 I 채널 성분의 신호 및 Q 채널 성분의 신호를 직렬로 변환하여 원래의 데이터를 출력한다.
이하에서 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 I 채널 및 Q 채널에 시간 딜레이를 주어 전송하였을 경우 상기 I 채널 및 Q 채널의 전송 신호 형태 및 절대 전력 변화를 설명한다.
도 8a는 서로 동기화된 원 표준안의 I 채널 및 Q 채널의 전송 신호 형태 및 절대 전력 변화를 나타낸 도면이고, 도 8b 및 도 8c는 각각 1.25 us 및 2.1875 us의 시간 딜레이를 갖는 I 채널 및 Q 채널의 전송 신호 형태 및 절대 전력 변화를 나타낸 도면이다. 이때, 도 8a 내지 도 8c는 도 2에 도시된 심볼간의 시간차가 가장 큰 심볼군(200)을 예로 도시한 것이다.
도 8a 내지 8c를 참조하면, I 채널 및 Q 채널에 상기 심볼 간의 시간차가 가장 큰 심볼군(200)의 시간차인 2.1875 us의 시간 딜레이를 준 경우 시간차 구간이 사라져 AGC를 평균 전력으로 쉽게 동작할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 실시 예에 따르면, I 채널 신호와 Q 채널 신호가 시간차를 두고 전송되므로, 이 둘을 합한 절대 전력 값은 도 8b 및 도 8c와 같이 고르지 않은 전력 변화를 갖게 된다. 하지만 이는 AGC의 이득 타겟(target)을 약간 낮춰 잡으면 A/D 변환기의 다양한 범위(dynamic range)에 맞도록 조정함으로써, 해결할 수 있다. 또한 진폭 변화율에 따라 다른 제어 계수를 줌으로써 AGC에 의한 변화를 최소화 할 수 있다.
일 실시 예로서, AGC에서 이득을 높이는 방향은 빠른 응답이 요구되므로, 상기한 7MHz 정도의 이득 루프를 갖도록 계수를 조정했다면, 이득을 낮추는 방향은 상대적으로 2-3배 정도 느리게 동작하도록 계수 값을 조정함으로써, 파워 변화를 최소화 할 수 있다.
한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉 전술한 본 발명의 상세한 설명에서는 Q 채널 신호에 대해서만 시간 딜레이시키기 위한 구성만을 개시하고 있으나 I 채널 신호에 대해 시간 딜레이시키기 위한 구성을 구현할 수 있음은 자명할 것이다. 또한 I 채널 신호와 Q 채널 신호 모두에 대해 시간 딜레이를 시키는 구조로의 구현도 가능하다.
단지 I 채널 신호와 Q 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대해 시간 딜레이를 시킬 시, 두 신호 간의 시간차가 심볼 간에 발생하는 시간차를 고려하여 결정하여야 할 것이다.
또한 본 발명의 상세한 설명에서는 하나의 심볼을 송신하고 수신하기 위한 구성만을 개시하고 있다. 하지만 도 5를 고려할 때, 복수의 심볼들에 대해서도 본 발명에서 제안하는 바를 동일하게 적용할 수 있다. 단지 복수의 심볼들을 대상으로 하는 경우에는 도 5에서 보이고 있는 바와 같이 각 심볼 간의 직교성을 고려하여 각 심볼 내의 I 채널 신호와 Q 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대한 시간 딜레이를 결정하는 것이 바람직하다.
도 1은 일반적인 CSS 전송 방식에서의 첩 신호의 주파수-시간 속성 및 베이스밴드 파형을 나타낸 그래프,
도 2는 도 2는 IEEE 802.15.4a 에서 정의된 4가지 심볼을 정의한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 구성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기에서 I채널 신호 및 Q 채널신호를 송신하는 과정을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 I채널 및 Q채널의 전송 형태를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기에서 I채널 신호 및 Q채널 신호를 수신하는 과정을 나타낸 순서도,
도 8a는 서로 동기화된 원 표준안의 I채널 및 Q채널의 전송 신호 형태 및 절대 전력 변화를 나타낸 도면,
도 8b는 1.25 us의 딜레이를 갖는 I채널 및 Q채널의 전송 신호 형태 및 절대 전력 변화를 나타낸 도면,
도 8c는 2.1875 us의 딜레이를 갖는 I채널 및 Q채널의 전송 신호 형태 및 절대 전력 변화를 나타낸 도면.

Claims (20)

  1. 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 과정; 및
    상기 시간 딜레이가 이루어진 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 송신하는 과정을 포함하는 신호 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 각각은 첩 (chirp) 심볼 포맷을 가지는 심볼 단위로 전송되며, 상기 첩 (chirp) 심볼 포맷은 업-첩 (up-chirp)과 다운-첩 (down-chirp)의 조합에 의해 직교성이 보장되는 4개의 서브-첩 (sub-chirp)들로 이루어짐을 특징으로 하는 신호 송신 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시간 딜레이는, 복수의 심볼을 연속하여 전송할 시, 상기 무선 신호의 무선 전력이 단절되는 타임 갭(time gap)이 발생하지 않도록 상기 동 위상 채널 신 호에 대응한 심볼과 상기 직교 위상 채널 신호에 대응한 심볼 중 적어도 하나의 심볼에 대해 적용되는 시간 딜레이임을 특징으로 하는 신호 송신 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    복수의 송신기에 의해 서로 다른 심볼을 전송하는 경우, 상기 복수의 송신기 각각으로부터 전송되는 심볼들 간의 직교성을 고려하여 상기 복수의 송신기 각각에 대해 서로 다른 시간 딜레이를 적용함을 특징으로 하는 신호 송신 방법.
  5. 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 송신하는 장치에 있어서,
    동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 시간 지연기; 및
    상기 시간 딜레이가 이루어진 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 송신하는 송신부를 포함하는 신호 송신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 각각은 첩 (chirp) 심볼 포 맷을 가지는 심볼 단위로 전송되며, 상기 첩 (chirp) 심볼 포맷은 업-첩 (up-chirp)과 다운-첩 (down-chirp)의 조합에 의해 직교성이 보장되는 4개의 서브-첩 (sub-chirp)들로 이루어짐을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 시간 지연기는,
    복수의 심볼을 연속하여 전송할 시, 상기 무선 신호의 무선 전력이 단절되는 타임 갭(time gap)이 발생하지 않도록 상기 동 위상 채널 신호에 대응한 심볼과 상기 직교 위상 채널 신호에 대응한 심볼 중 적어도 하나의 심볼에 대해 시간 딜레이를 수행함을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    복수의 송신기에 의해 서로 다른 심볼을 전송하는 경우, 상기 복수의 송신기 각각으로부터 전송되는 심볼들 간의 직교성을 고려하여 상기 복수의 송신기 각각에 대응한 시간 지연기에 대해 서로 다른 시간 딜레이를 적용함을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  9. 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 신호에 시간 딜레이가 수행된 동 위상 채널 신호와 상기 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 수신하는 과정; 및
    상기 수신된 무선 신호의 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 시간 딜레이가 이루어지지 않은 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 과정을 포함하는 신호 수신 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 각각은 첩 (chirp) 심볼 포맷을 가지는 심볼 단위로 전송되며, 상기 첩 (chirp) 심볼 포맷은 업-첩 (up-chirp)과 다운-첩 (down-chirp)의 조합에 의해 직교성이 보장되는 4개의 서브-첩 (sub-chirp)들로 이루어짐을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 시간 딜레이는, 복수의 심볼이 연속하여 전송될 시, 상기 무선 신호의 무선 전력이 단절되는 타임 갭(time gap)이 발생하지 않도록 상기 동 위상 채널 신호에 대응한 심볼과 상기 직교 위상 채널 신호에 대응한 심볼 중 적어도 하나의 심 볼에 대해 적용되는 시간 딜레이임을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    복수의 송신기에 의해 서로 다른 심볼이 전송되는 경우, 상기 복수의 송신기 각각으로부터 전송되는 심볼들 간의 직교성을 고려하여 상기 복수의 송신기 각각에 대해 서로 다른 시간 딜레이가 적용됨을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  13. 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 수신하는 장치에 있어서,
    적어도 하나의 신호에 시간 딜레이가 수행된 동 위상 채널 신호와 상기 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 수신하는 수신기; 및
    상기 수신된 무선 신호의 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 시간 딜레이가 이루어지지 않은 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 시간 지연기를 포함하는 신호 수신 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 각각은 첩 (chirp) 심볼 포 맷을 가지는 심볼 단위로 전송되며, 상기 첩 (chirp) 심볼 포맷은 업-첩 (up-chirp)과 다운-첩 (down-chirp)의 조합에 의해 직교성이 보장되는 4개의 서브-첩 (sub-chirp)들로 이루어짐을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 시간 딜레이는, 복수의 심볼이 연속하여 전송될 시, 상기 무선 신호의 무선 전력이 단절되는 타임 갭(time gap)이 발생하지 않도록 상기 동 위상 채널 신호에 대응한 심볼과 상기 직교 위상 채널 신호에 대응한 심볼 중 적어도 하나의 심볼에 대해 적용되는 시간 딜레이임을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  16. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    복수의 송신기에 의해 서로 다른 심볼이 전송되는 경우, 상기 복수의 송신기 각각으로부터 전송되는 심볼들 간의 직교성을 고려하여 상기 복수의 송신기 각각에 대해 서로 다른 시간 딜레이가 적용됨을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  17. 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서 신호를 송/수신하는 시스템에 있어서,
    동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 적어도 하나의 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하고, 상기 시간 딜레이가 이루어진 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 송신하는 송신기; 및
    상기 적어도 하나의 신호에 시간 딜레이가 수행된 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호에 의해 생성된 무선 신호를 수신하고, 상기 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 중 시간 딜레이가 이루어지지 않은 신호에 대해 시간 딜레이를 수행하는 수신기를 포함하는 신호 송/수신 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 동 위상 채널 신호와 직교 위상 채널 신호 각각은 첩 (chirp) 심볼 포맷을 가지는 심볼 단위로 전송되며, 상기 첩 (chirp) 심볼 포맷은 업-첩 (up-chirp)과 다운-첩 (down-chirp)의 조합에 의해 직교성이 보장되는 4개의 서브-첩 (sub-chirp)들로 이루어짐을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 송신기에 의해 복수의 심볼이 연속하여 전송될 시, 상기 무선 신호의 무선 전력이 단절되는 타임 갭(time gap)이 발생하지 않도록 상기 동 위상 채널 신호에 대응한 심볼과 상기 직교 위상 채널 신호에 대응한 심볼 중 적어도 하나의 심 볼에 대해 시간 딜레이를 수행함을 특징으로 하는 신호 송/수신 시스템.
  20. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    복수의 송신기에 의해 서로 다른 심볼을 전송하는 경우, 상기 복수의 송신기 각각으로부터 전송되는 심볼들 간의 직교성을 고려하여 상기 복수의 송신기 각각에 대응하여 서로 다른 시간 딜레이를 적용함을 특징으로 하는 신호 송/수신 시스템.
KR20080118196A 2008-11-26 2008-11-26 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신 장치 및 방법과 그 시스템 KR101511785B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080118196A KR101511785B1 (ko) 2008-11-26 2008-11-26 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신 장치 및 방법과 그 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080118196A KR101511785B1 (ko) 2008-11-26 2008-11-26 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신 장치 및 방법과 그 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100059426A true KR20100059426A (ko) 2010-06-04
KR101511785B1 KR101511785B1 (ko) 2015-04-13

Family

ID=42360741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20080118196A KR101511785B1 (ko) 2008-11-26 2008-11-26 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신 장치 및 방법과 그 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101511785B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5974306A (en) 1994-10-12 1999-10-26 Hewlett-Packard Company Time-share I-Q Mixer system with distribution switch feeding in-phase and quadrature polarity inverters
KR100542827B1 (ko) * 2002-12-18 2006-01-20 한국전자통신연구원 변화량 예측에 의한 주파수 옵셋 보정 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101511785B1 (ko) 2015-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8391377B2 (en) Active antenna, base station, method for refreshing amplitudes and phases, and method for processing signals
JP4618082B2 (ja) 送信装置、受信装置および通信システム
KR20070058686A (ko) 위상합성 다이버시티
US7706752B2 (en) Wireless communication terminal and method for controlling power and using channel by adjusting channel bandwidth of wireless communication terminal
US10014982B1 (en) Time-reversal technologies for hybrid wireless networks
US8755461B2 (en) Local wireless signal transmitting/receiving apparatus and method using digital radio frequency processing technology
WO2004021595A1 (en) A method and apparatus for receiving differential ultra wideband signals
JP2013106101A (ja) 通信装置、通信システム、制御方法、通信方法、及びプログラム
Lu et al. Self-mixed self-interference analog cancellation in full-duplex communications
KR20080023735A (ko) 시분할 듀플렉스(ｔｄｄ) 타이밍의 자체-최적화 및 적응형변조 임계
KR20020008840A (ko) 송신 안테나 다이버시티를 갖는 이중 코드 확산 스펙트럼통신 시스템
JP2004248278A (ja) 超広帯域通信システムにおけるシグナリング方法
US20060114969A1 (en) Data transmission device using SAW filters
KR100730086B1 (ko) 듀얼 시스템 송수신장치
JP2010062997A (ja) 無線通信装置
JP4901497B2 (ja) 通信システム、送信機、受信機、通信方法、送信機検出方法、通信手順設定方法
KR100937595B1 (ko) 통신 시스템의 수신기 및 그것의 자동 이득 제어 방법
KR101511785B1 (ko) 첩 확산 스펙트럼 방식을 사용하는 네트워크에서의 신호 송/수신 장치 및 방법과 그 시스템
KR101210608B1 (ko) 임펄스 신호기반 초광대역 무선통신 시스템의 효율적 수신구조를 이용한 자동 이득 제어 장치 및 방법
KR100514088B1 (ko) 중거리 고속 울트라-와이드 대역 무선 송수신기
JP2007028511A (ja) 無線通信装置，無線通信方法，およびそのプログラム
Tooprakai et al. Design QPSK Communication System By Software-Defined Radio (SDR)
JP2009135784A (ja) 無線受信装置
KR20080022663A (ko) 타이밍 지터를 고려한 초광대역 시스템의 성능 측정 방법
Sahukar et al. A proposal for new millimeter wave wideband transceiver system—The code shifted reference impulse radio system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee