KR20110088829A

KR20110088829A - Ｄｓ-ｕｗｂ 기반 단말장치

Info

Publication number: KR20110088829A
Application number: KR1020100008528A
Authority: KR
Inventors: 안은영
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: KR101140958B1; US20110188545A1

Abstract

DS-UWB 기반 단말장치가 개시된다.
DS-UWB 방식을 사용하는 이동통신 단말장치는 저주파 대역과 고주파 대역의 신호를 동시에 또는 순차적으로 수신하여 동시에 처리할 수 있다. 이로써, 본 발명의 기술을 기능분할 기술에 적용함으로써 UWB용으로 할당된 주파수 대역을 능동적으로 사용하여 이동 단말의 통신품질을 향상시킬 수 있다.

Description

ＤＳ-ＵＷＢ 기반 단말장치{Mobile apparatus based DS-UWB}

본 발명은 DS-UWB 기반 단말장치에 관한 것으로서, 동시에 저주파 대역의 신호와 고주파 대역의 신호를 수신하거나 또는 송신할 수 있는 DS-UWB 기반 단말장치에 관한 것이다.

DS-UWB(Direct-Sequence Ultra-Wide Band) 시스템은 저주파 대역(Low band)과 고주파 대역(High band)의 2개 대역을 사용할 수 있는 시스템으로서, 서로 다른 반송파 주파수와 확산코드에 의해 복수의 피코넷 채널을 구성할 수 있다.　 피코넷은 하나의 마스터와 7개 이하의 활성화된 슬레이브 노드를 가지는 네트워크이다.

그러나, 종래의 DS-UWB 시스템은, DS-UWB의 송신 시 BPSK 변조를 사용하는 경우, 확산코드의 길이 L=6 이하이면, 모든 피코넷에 대해 동일한 확산코드를 사용하므로 실질적으로 두 개 이상의 피코넷을 구성하는 것이 불가능하다. 또한, 4-BOK 변조를 사용하는 경우에는 확산코드의 길이로서 L=12와 L=2를 사용하므로, 동일한 지역에 두 개 이상의 피코넷을 형성할 수 없다. 두 개 이상의 피코넷을 형성할 수 없으므로 마스터는 동시에 복수의 슬레이브에게 데이터를 전송하지 못 하고 순차적으로 전송한다. 따라서, DS-UWB 기술을 이동통신의 멀티미디어 시스템 설계에 적용하는 경우 제약이 발생한다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 UWB용으로할당된 주파수 대역을 능동적으로 사용하여 이동 단말의 퉁신품질을 향상시킬 수 있는 DS-UWB 기반 단말장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 DS-UWB 기반 단말장치는, UWB(Ultra-Wide Band) 송수신기를 통해 수신되는 신호로부터 저주파 수신신호 및 고주파 수신신호를 생성하는 Rx 신호 생성부; 상기 생성되는 저주파 수신신호 및 고주파 수신신호를 처리하며, UWB 방식을 통해 슬레이브 기기로 송신할 송신신호를 출력하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부로부터 출력되는 송신신호를 변환하여, 저주파 송신신호 및 고주파 송신신호를 생성하는 Tx 신호 생성부를 포함하며, 상기 UWB 송수신부는 상기 Tx 신호 생성부에서 생성되는 저주파 송신신호 또는 상기 고주파 송신신호를 신호를 송신 고주파 대역 및 송신 저주파 대역을 통해 적어도 하나의 슬레이브 기기로 전송할 수 있다.

상기 Rx 신호 생성부는, 상기 수신되는 신호로부터 저주파 대역을 필터링하여 상기 저주파 수신신호를 생성하는 Rx 저주파 신호 생성부; 상기 수신되는 신호로부터 고주파 대역을 필터링하여 상기 고주파 수신신호를 생성하는 Rx 고주파 신호 생성부를 포함할 수 있다.

상기 Rx 저주파 신호 생성부는, 상기 수신되는 신호로부터 상기 저주파 수신신호를 필터링하는 저주파 필터; 상기 필터링된 저주파 수신신호를 증폭하는 제1증폭기; 상기 증폭된 저주파 수신신호에 가중치를 부여하여 상기 증폭된 저주파 수신신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 제1승산기; 및 상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 제1자동 이득 제어기를 포함할 수 있다.

상기 Rx 고주파 신호 생성부는, 상기 수신되는 신호로부터 상기 고주파 수신신호를 필터링하는 고주파 필터; 상기 필터링된 고주파 수신신호를 증폭하는 제2증폭기; 상기 증폭된 고주파 수신신호에 가중치를 부여하여 상기 증폭된 고주파 수신신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 제2승산기; 및 상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 제2자동 이득 제어기를 포함할 수 있다.

상기 Tx 신호 생성부는, 상기 송신신호를 변환하여, 상기 저주파 송신신호를 생성하는 Tx 저주파 신호 생성부; 상기 송신신호를 변환하여, 상기 고주파 송신신호를 생성하는 Tx 고주파 신호 생성부; 상기 생성되는 저주파 송신신호와 상기 고주파 송신신호를 합하는 가산기; 및 상기 합성된 저주파 송신신호와 고주파 송신신호 중 출력 주파수 대역의 신호를 필터링하는 필터를 포함할 수 있다.

상기 UWB 송수신부는, 저주파 대역의 신호를 송수신하는 저주파용 UWB 송수신부; 및 고주파 대역의 신호를 송수신하는 고주파용 UWB 송수신부를 포함할 수 있다.

상기 Rx 신호 생성부는, 상기 저주파용 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호로부터 상기 저주파 수신신호를 필터링하여 증폭하는 Rx 저주파 신호 생성부; 상기 고주파용 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호로부터 상기 고주파 수신신호를 필터링하여 증폭하는 Rx 고주파 신호 생성부; 상기 증폭된 저주파 수신신호와 상기 증폭된 고주파 수신신호를 서로 합치는 가산기; 상기 가산기로부터 출력되는 신호에 가중치를 부여하여 상기 가산기로부터 출력되는 신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 제1승산기; 및 상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 자동 이득 제어기를 포함할 수 있다.

상기 Rx 신호 생성부는, 상기 저주파용 UWB 송수신부 및 상기 고주파용 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호로부터 상기 저주파 수신신호와 상기 고주파 수신신호를 필터링하는 광대역 수신 필터; 상기 필터링된 저주파 수신신호와 상기 고주파 수신신호에 가중치를 부여하여 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 제1승산기; 상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 자동 이득 제어기를 포함할 수 있다.

상기 Tx 신호 생성부는, 상기 송신신호를 역다중화하여 상기 저주파 송신신호와 상기 고주파 송신신호를 출력하는 제2승산기; 상기 출력되는 저주파 송신신호를 임시 저장한 후 상기 저주파 송신신호 중 출력 저주파 대역의 신호를 필터링하는 Tx 저주파 신호 생성부; 상기 출력되는 고주파 송신신호 중 출력 고주파 대역의 신호를 필터링하는 Tx 고주파 신호 생성부를 포함하며, 상기 저주파용 UWB 송수신부 및 상기 고주파용 UWB 송수신부는 각각, 상기 Tx 저주파 신호 생성부 및 상기 Tx 고주파 신호 생성부로부터 출력되는 신호를 상기 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신할 수 있다.

상기 Tx 신호 생성부는, 상기 송신신호에 가중치를 부여하는 제2승산기; 및 상기 가중치가 부여된 송신신호를 필터링하여 출력 저주파 대역의 신호와 출력 고주파 대역의 신호를 출력하는 광대역 송신 필터를 포함하며, 상기 저주파용 UWB 송수신부 및 상기 고주파용 UWB 송수신부는 각각, 상기 광대역 송신 필터로부터 출력되는 상기 출력 저주파 대역의 신호와 상기 출력 고주파 대역의 신호를 상기 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신할 수 있다.

상기 출력 저주파 대역의 종단 신호에 종단 신호임을 식별하는 데이터 또는 패킷을 추가하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 Rx 신호 생성부는, 상기 저주파용 UWB 송수신부 및 상기 고주파용 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호를 가변적으로 필터링하여 상기 저주파 수신신호 또는 상기 고주파 수신신호를 출력하는 가변 수신 필터; 상기 필터링되는 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭된 신호에 가중치를 부여하여 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 승산기; 및 상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 자동 이득 제어기를 포함할 수 있다.

상기 Rx 신호 생성부는, 상기 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호를 가변적으로 필터링하여 상기 저주파 수신신호 또는 상기 고주파 수신신호를 출력하는 가변 수신 필터; 상기 필터링되는 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭된 신호에 가중치를 부여하여 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 승산기; 및 상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 자동 이득 제어기를 포함할 수 있다.

상기 저주파 대역과 상기 고주파 대역을 주기적으로 시분할하여 상기 가변 수신 필터가 주기적으로 상기 저주파 수신신호 또는 상기 고주파 수신신호를 출력하도록 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 Tx 신호 생성부는, 상기 송신신호를 가변적으로 증폭하여 상기 저주파 송신신호 또는 상기 고주파 송신신호를 출력하는 가변 증폭기; 및 상기 출력되는 저주파 송신신호 또는 상기 고주파 송신신호로부터 출력 저주파 대역의 송신신호 또는 출력 고주파 대역의 송신신호를 필터링하는 가변 송신 필터를 포함할 수 있다.

제안되는 본 발명의 실시예에 따르면, 이동통신 단말장치의 기능분할 기술에 적용함으로써 UWB용으로 할당된 주파수 대역을 능동적으로 사용하여 이동 단말의 퉁신품질을 향상시킬 수 있다. 기능 분할 단말은 호스트 역할을 하는 마스터가 표시, 사운드, DMB, GPS 등의 기능을 수행하는 슬레이브인 기능 모듈을 제어하는 단말이다. 이는, 기능 모듈을 하나로 통합하기에는 기기의 크기와 전력적 제약이 따르는 문제를 해소할 수 있게 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 마스터는 복수의 슬레이브 기기들을 순차적으로 제어하지 않고, 저주파 대역과 고주파 대역을 동시에 사용하여 신호를 송수신함으로써 영상을 표시하면서 동시에 음향을 출력하는 하나 이상의 기능 모듈을 제어할 수 있다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 제1 내지 제7실시예에 따른 DS-UWB 기반 단말장치를 도시한 블록도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 DS-UWB 기반의 시스템을 도시한 도면, 그리고,
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 DS-UWB 기반의 시스템을 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1DS-UWB 기반 단말장치를 도시한 블록도이다.

제1DS-UWB 기반 단말장치(100)는 UWB 송수신부(105), 제1스위치(110), 제1신호 변환부(115), 제1주파수 증폭기(120), 제2스위치(125), 제2신호 변환부(130), 제2주파수 증폭기(135), 제3스위치(140), Rx 신호 생성부(150), 제어부(160), 인터페이스(Interface: IF)부(170), 신호 처리부(180), 및 Tx 신호 생성부(190)를 포함한다.

UWB 송수신부(이하, '송수신부'라 한다)(105)는 UWB 방식을 통해 적어도 하나의 슬레이브 기기로부터 신호를 수신하며, 예를 들어, 안테나일 수 있다. 송수신부(105)는 저주파 대역의 신호와 고주파 대역의 신호를 동시에 또는 개별적으로 수신할 수 있다.

제1DS-UWB 기반 단말장치(100)가 수신모드인 경우, 제1스위치(110)는 제어부(160)의 제어에 따라 송수신부(105)와 Rx 신호 생성부(150)를 연결하여 수신신호 경로를 제공한다. 또한, 제1DS-UWB 기반 단말장치(100)가 송신모드인 경우, 제1스위치(110)는 제어부(160)의 제어에 따라 송수신부(105)와 Tx 신호 생성부(190)를 연결하여 송신신호 경로를 제공한다.

제1신호 변환부(115)는 제어부(160)로부터 입력되는 수신된 저주파 대역의 신호에 적용할 가중치 신호의 펄스를 생성하고, 가중치 신호의 주파수 변환을 수행한다. 가중치 신호는 수신된 저주파 대역의 신호를 원하는 주파수 대역으로 변환하는데 필요한 신호이다. 또한, 제1신호 변환부(115)는 제어부(160)로부터 입력되는 송신할 저주파 대역의 신호에 적용할 가중치 신호의 펄스를 생성하고, 가중치 신호의 주파수 변환을 수행한다.

제1주파수 증폭기(120)는 제1신호 변환부(115)로부터 출력되는 가중치 신호의 주파수를 증폭한다.

제2스위치(125)는 수신모드에서, 제1주파수 증폭기(120)와 Rx 신호 생성부(150)의 제1승산기(151c)의 경로를 제공하며, 송신모드에서 제1주파수 증폭기(120)와 Tx 신호 생성부(190)의 제3승산기(191c)의 경로를 제공한다. 따라서, 수신모드에서, 제2스위치(125)는 제1주파수 증폭기(120)에서 증폭된 주파수, 즉, 가중치를 제1승산기(151c)로 출력한다.

제2신호 변환부(130)는 제어부(160)로부터 입력되는, 수신된 고주파 대역의 신호에 적용할 가중치 신호의 펄스를 생성하고, 가중치 신호의 주파수 변환을 수행한다. 가중치 신호는 수신된 고주파 대역의 신호를 원하는 주파수 대역으로 변환하는데 필요한 신호이다. 또한, 제2신호 변환부(130)는 제어부(160)로부터 입력되는 송신할 고주파 대역의 신호에 적용할 가중치 신호의 펄스를 생성하고, 주파수 변환을 수행한다.

제2주파수 증폭기(135)는 제2신호 변환부(130)로부터 출력되는 가중치 신호의 주파수를 증폭한다.

제3스위치(140)는 수신모드에서, 제2주파수 증폭기(135)와 Rx 신호 생성부(150)의 제2승산기(153c)의 경로를 제공하며, 송신모드에서 제2주파수 증폭기(135)와 Tx 신호 생성부(190)의 제4승산기(193c)의 경로를 제공한다. 따라서, 수신모드에서, 제3스위치(140)는 제2주파수 증폭기(135)에서 증폭된 주파수, 즉, 가중치를 제2승산기(153c)로 출력한다.

Rx 신호 생성부(150)는 송수신부(105)를 통해 수신되는 신호로부터 저주파 수신신호 및 고주파 수신신호를 생성할 수 있다. Rx 신호 생성부(150)는 Rx 저주파 신호 생성부(151) 및 Rx 고주파 신호 생성부(153)를 포함한다.

Rx 저주파 신호 생성부(151)는 수신되는 신호로부터 저주파 대역을 필터링하여 저주파 수신신호를 생성한다. Rx 저주파 신호 생성부(151)는 저주파 필터(151a), 제1증폭기(151b), 제1승산기(151c), 제1필터(151d) 및 제1자동 이득 제어기(AGC: Auto Gain Control)(151e)를 포함한다.

저주파 필터(151a)는 송수신부(105)를 통해 수신되는 신호로부터 설정된 저주파 대역의 신호인 저주파 수신신호를 필터링한다. 저주파 필터(151a)는 저주파 수신신호를 필터링하여 출력하며, 예를 들어, 대역 제한 필터(Band Reject Filter)를 사용할 수 있다.

제1증폭기(151b)는 필터링된 저주파 수신신호를 증폭한다. 제1증폭기(151b)는 LNA(Low Noise Amplitude)일 수 있다. LNA는 수신되는 신호의 잡음을 적게 하여 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기이다.

제1승산기(151c)는 증폭된 저주파 수신신호에 가중치를 부여하여, 증폭된 저주파 수신신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환한다. 부여되는 가중치는 제1주파수 증폭기(120)에서 증폭된 주파수일 수 있다.

제1필터(151d)는 저역통과필터 또는 대역통과필터로서, 제1승산기(151c)로부터 출력되는 변환된 저주파 수신신호를 필터링한다. 제1AGC(151e)는 제1필터(151d)에서 필터링된 저주파 수신신호의 증폭률을 증가시킨다.

한편, Rx 고주파 신호 생성부(153)는 수신되는 신호로부터 고주파 대역을 필터링하여 고주파 수신신호를 생성한다. Rx 고주파 신호 생성부(153)는 고주파 필터(153a), 제2증폭기(153b), 제2승산기(153c), 제2필터(153d) 및 제2AGC(153e)를 포함한다.

고주파 필터(153a)는 송수신부(105)를 통해 수신되는 신호로부터 고주파 수신신호를 필터링한다. 고주파 필터(153a)는 설정된 고주파 대역의 신호를 필터링하여 출력하며, 예를 들어, 대역 제한 필터를 사용할 수 있다.

제2증폭기(153b)는 필터링된 고주파 수신신호를 증폭한다.

제2승산기(153c)는 증폭된 고주파 수신신호에 가중치를 부여하여, 증폭된 고주파 수신신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환한다. 부여되는 가중치는 제2주파수 증폭기(135)에서 증폭된 주파수일 수 있다.

제2필터(153d)는 저역통과필터 또는 대역통과필터로서, 제2승산기(153c)로부터 출력되는 변환된 고주파 수신신호를 필터링한다. 제2AGC(153e)는 제2필터(153d)에서 필터링된 고주파 수신신호의 증폭률을 증가시킨다.

제어부(160)는 제1AGC(151e) 및 제2AGC(153e)로부터 출력되는 저주파 수신신호 또는 고주파 수신신호를 디지털 신호로 변환하며, RF 제어, 데이터 복구(Data Recovery), 또는 기저대역의 데이터를 처리할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 제1DS-UWB 기반 단말장치(100)의 상술한 동작 및 후술할 동작을 제어한다. 제어부(160)는 메인 CPU일 수 있다.

IF부(170)는 제어부(160)와 신호 처리부(180)의 인터페이스를 제공한다. IF부(160)는 고속으로 데이터, 신호를 양방향으로 전송한다.

신호 처리부(180)는 생성되는 저주파 수신신호 또는 고주파 수신신호를 신호 특성에 적합한 방식으로 처리한다. 저주파 수신신호가 오디오 신호인 경우, 신호 처리부(180)는 오디오 출력을 위한 신호 처리를 수행하며, 고주파 수신신호가 비디오 신호인 경우, 신호 처리부(180)는 비디오 표시를 위한 신호 처리를 수행한다.

또한, 송신모드에서, 신호 처리부(180)는 UWB 방식을 통해 슬레이브 기기로 송신할 송신신호를 생성하여 출력한다. 송신신호는 저주파 대역의 신호인 저주파 송신신호와 고주파 대역의 신호의 고주파 송신신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

Tx 신호 생성부(190)는 신호 처리부(180)로부터 출력되는 송신신호를 변환하여, 저주파 송신신호 및 고주파 송신신호를 생성한다. Tx 신호 생성부(190)는 Tx 저주파 신호 생성부(191), Tx 고주파 신호 생성부(193), 가산기(195), 파워 증폭기(197) 및 송신 필터(199)를 포함한다.

Tx 저주파 신호 생성부(191)는 송신신호를 변환하여, 저주파 대역을 통해 송신할 저주파 송신신호를 생성한다. Tx 저주파 신호 생성부(191)는 제1펄스 극성 변조부(191a), 제1펄스 성형부(191b) 및 제3승산기(191c)를 포함한다.

제1펄스 극성 변조부(191a)는 제어부(160)로부터 입력되는 저주파 송신신호의 펄스 극성을 변조한다. 제1펄스 성형부(191b)는 펄스 극성이 변조된 저주파 송신신호의 펄스를 성형(Pulse Shaping)한다.

제3승산기(191c)는 제1펄스 성형부(191b)에서 성형된 저주파 송신신호와 제3스위치(140)를 통해 입력되는 가중치를 승산하여, 저주파 송신신호에 가중치를 부여한다.

한편, Tx 고주파 신호 생성부(193)는 송신신호를 변환하여, 고주파 대역을 통해 송신할 고주파 송신신호를 생성한다. Tx 고주파 신호 생성부(193)는 제2펄스 극성 변조부(193a), 제2펄스 성형부(193b) 및 제4승산기(193c)를 포함한다.

제2펄스 극성 변조부(193a)는 제어부(160)로부터 입력되는 고주파 송신신호의 펄스 극성을 변조한다. 제2펄스 성형부(193b)는 펄스 극성이 변조된 고주파 송신신호의 펄스를 성형한다.

제4승산기(193c)는 제1펄스 성형부(193b)에서 성형된 고주파 송신신호와 제3스위치(140)를 통해 입력되는 가중치를 승산하여, 고주파 송신신호에 가중치를 부여한다.

가산기(195)는 가중치가 부여된 저주파 송신신호와 가중치가 부여된 고주파 송신신호를 서로 합한다. 파워 증폭기(197)는 가산기(195)로부터 출력되는 신호를 증폭한다.

송신 필터(199)는 증폭된 저주파 송신신호와 고주파 송신신호 중 전송할 출력 주파수 대역의 신호를 필터링한다. 예를 들어, 출력 주파수 대역이 저주파 대역인 경우, 송신 필터(199)는 저주파 송신신호를 필터링하고, 고주파 대역인 경우 고주파 송신신호를 필터링한다. 송신 필터(199)는 Emission Limit Filter일 수 있다.

파워 증폭기(197), 송신 필터(199) 및 DWB 송수신기(105)가 광대역 처리가 가능한 부품인 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 하나씩의 소자가 사용될 수 있다. 예를 들어, 송신 필터(199)는 저주파 대역과 고주파 대역의 신호를 필터링하는 광대역 필터링이 가능한 소자일 수 있다.

송수신부(105)는 Tx 신호 생성부(190)에서 생성되는 저주파 송신신호 또는 고주파 송신신호를 신호를 각각 송신 고주파 대역 및 송신 저주파 대역을 통해 적어도 하나의 슬레이브 기기로 전송한다.

상술한 제1실시예에 따르면, 장치(100)는 저주파 대역과 고주파 대역의 두 가지 주파수 대역을 동시에 처리할 수 있다. 따라서, 수신모드에서, 장치(100)는 입력되는 신호를 두 가지 주파수 대역의 경로로 나누어 신호 처리부(180)로 전달할 수 있다. 또한, 송신모드에서, 장치(100)는 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신할 신호를 저주파 대역과 고주파 대역의 신호를 각각 변환하여 동시에 송신할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 제2DS-UWB 기반 단말장치를 도시한 블록도이다.

제2DS-UWB 기반 단말장치(200)는 저주파용 송수신부(205), 제1스위치(210), 고주파용 송수신부(215), 제2스위치(220), 제3스위치(225), 신호 변환부(230), 주파수 증폭기(235), 제4스위치(240), Rx 신호 생성부(250), 제어부(260) 및 Tx 신호 생성부(270)를 포함한다.

저주파용 송수신부(205)는 UWB 방식을 통해 적어도 하나의 슬레이브 기기로부터 저주파 대역의 수신신호를 수신하고, 적어도 하나의 슬레이브 기기에게 저주파 대역의 송신신호를 송신하며, 예를 들어, 안테나일 수 있다.

제2DS-UWB 기반 단말장치(200)가 수신모드인 경우, 제1스위치(210)는 저주파용 송수신부(205)와 Rx 저주파 신호 생성부(251)를 연결하여 저주파 대역의 수신신호를 Rx 저주파 신호 생성부(251)에게 전달한다. 송신모드인 경우, 제1스위치(210)는 저주파용 송수신부(205)와 Tx 저주파 신호 생성부(277)를 연결하여 저주파 대역의 송신신호를 저주파용 송수신부(205)에게 전달한다.

고주파용 송수신부(215)는 UWB 방식을 통해 적어도 하나의 슬레이브 기기로부터 고주파 대역의 수신신호를 수신하고, 적어도 하나의 슬레이브 기기에게 고주파 대역의 송신신호를 송신하며, 예를 들어, 안테나일 수 있다.

수신모드인 경우, 제2스위치(220)는 고주파용 송수신부(215)와 Rx 고주파 신호 생성부(253)를 연결하여 고주파 대역의 수신신호를 Rx 고주파 신호 생성부(253)에게 전달한다. 송신모드인 경우, 제1스위치(210)는 저주파용 송수신부(205)와 Tx 고주파 신호 생성부(279)를 연결하여 고주파 대역의 송신신호를 고주파용 송수신부(215)에게 전달한다.

제3스위치(225)는 제1스위치(210) 또는 제2스위치(220)와의 경로를 생성하여 저주파 수신신호 또는 고주파 수신신호를 제공받는다.

신호 변환부(230)는 수신모드에서, 제어부(260)로부터 입력되는 저주파 수신신호 또는 고주파 수신신호에 적용할 가중치 신호의 펄스를 생성하고, 가중치 신호의 주파수 변환을 수행한다. 또한, 송신모드에서, 신호 변환부(230)는 제어부(260)로부터 입력되는 저주파 송신신호 또는 고주파 송신신호에 적용할 가중치 신호의 펄스를 생성하고, 가중치 신호의 주파수 변환을 수행한다.

주파수 증폭기(235)는 신호 변환부(230)에서 주파수 변환된 가중치 신호를 증폭하여 주파수를 생성한다.

제4스위치(240)는 수신모드에서, 주파수 증폭기(235)와 Rx 신호 생성부(250)의 제1승산기(257)의 경로를 제공하며, 송신모드에서 주파수 증폭기(235)와 Tx 신호 생성부(270)의 제2승산기(275)의 신호 전송 경로를 제공한다. 따라서, 제4스위치(240)는 주파수 증폭기(235)에서 증폭된 주파수, 즉, 가중치를 제1승산기(257) 또는 제2승산기(275)로 동작 모드에 따라 적응적으로 출력한다.

Rx 신호 생성부(250)는 저주파 송수신부(205) 또는 고주파 송수신부(215)를 통해 입력되는 신호로부터 저주파 수신신호 및 고주파 수신신호를 생성할 수 있다. Rx 신호 생성부(250)는 Rx 저주파 신호 생성부(251), Rx 고주파 신호 생성부(253), 가산기(255), 제1승산기(257), 필터(258) 및 AGC(259)를 포함한다.

Rx 저주파 신호 생성부(251)는 저주파용 송수신부(205), 제1스위치(210) 및 제3스위치(225)를 통해 수신되는 신호로부터 저주파 수신신호를 필터링하는 저주파 필터(251a)와, 필터링된 저주파 수신신호를 증폭하는 제1증폭기(251b)를 포함한다.

Rx 고주파 신호 생성부(253)는 고주파용 송수신부(215), 제2스위치(220)및 제3스위치(225)를 통해 수신되는 신호로부터 고주파 수신신호를 필터링하는 고주파 필터(253a)와, 필터링된 고주파 수신신호를 증폭하는 제2증폭기(253b)를 포함한다. 저주파 필터(251a)와 고주파 필터(253a)는 예를 들어, 대역 제한 필터를 사용하며, 제1증폭기(251b)와 제2증폭기(253b)는 LNA를 사용할 수 있다.

가산기(255)는 제1증폭기(251b)에서 증폭된 저주파 수신신호와 제2증폭기(253b)에서 증폭된 고주파 수신신호를 서로 합쳐 출력한다.

제1승산기(257)는 가산기(255)로부터 출력되는 신호에 가중치를 부여하여 가산기(255)로부터 출력되는 신호를 설정된 주파수 대역의 수신신호로 변환한다. 부여되는 가중치는 주파수 증폭기(235)에서 생성된 신호이다.

필터(258)는 저역통과필터 또는 대역통과필터로서, 제1승산기(257)로부터 출력되는 변환된 수신신호를 필터링한다. AGC(259)는 필터(258)에서 필터링된 수신신호의 증폭률을 증가시킨다.

제어부(260)는 도 1의 제어부(160)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 예를 들어, 제어부(260)는 AGC(259)로부터 출력되는 수신신호(저주파 수신신호와 고주파 수신신호의 합)를 디지털 신호로 변환하고, 신호 처리부(미도시)로부터 제공되는 송신신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하도록 Tx 신호 생성부(270)를 제어한다.

Tx 신호 생성부(270)는 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신할 송신신호를 변환하여, 저주파 송신신호 및 고주파 송신신호를 생성한다. Tx 신호 생성부(270)는 펄스 극성 변조부(271), 펄스 성형부(273), 제2승산기(275), Tx 저주파 신호 생성부(277) 및 Tx 고주파 신호 생성부(279)를 포함한다.

펄스 극성 변조부(271)는 제어부(260)로부터 입력되는 송신신호의 펄스 극성을 변조한다. 펄스 성형부(273)는 극성이 변조된 송신신호의 펄스를 성형한다.

제2승산기(275)는 펄스 성형부(273)에서 성형된 송신신호와 제4스위치(240)를 통해 입력되는 가중치 신호를 한다. 이로써, 원하는 대역의 송신신호가 생성된다. 제2승산기(275)는 가중치가 부여된 송신신호를 역다중화하여 저주파 송신신호와 고주파 송신신호로 분리하고, 분리된 저주파 송신신호와 고주파 송신신호를 각각 Tx 저주파 신호 생성부(277) 및 Tx 고주파 신호 생성부(279)로 출력한다.

Tx 저주파 신호 생성부(277)는 제2승산기(275)로부터 출력되는 저주파 송신신호를 임시 저장한 후 저주파 송신신호 중 출력 저주파 대역의 신호를 필터링한다. Tx 저주파 신호 생성부(277)는 버퍼(277a), 제1파워 증폭기(277b) 및 제1송신 필터(277c)를 포함한다.

버퍼(277a)는 제2승산기(275)로부터 출력되는 저주파 송신신호를 임시 저장한다. 버퍼(277a)는 3GHz~10GHz의 대역을 포함하는 고주파 신호 지연 회로를 구현하기 위하여 사용되며, 저주파 경로와 고주파 경로를 통해 각 송수신기(205, 215)로 발송되는 저주파 송신신호와 고주파 송신신호의 전송 타이밍을 동기화하는데 사용된다.

제1파워 증폭기(277b)는 버퍼(277a)로부터 출력되는 저주파 송신신호를 증폭한다. 제1송신 필터(277c)는 증폭된 저주파 송신신호 중 전송할 출력 저주파 대역에 대응하는 신호를 필터링하여 제1스위치(210)로 출력한다.　 제1송신 필터(277c)는 Emission Limit Filter일 수 있다.

한편, Tx 고주파 신호 생성부(279)는 제2승산기(275)로부터 출력되는 고주파 송신신호 중 출력 고주파 대역의 신호를 필터링한다. Tx 고주파 신호 생성부(279)는 제2파워 증폭기(279a) 및 제2송신 필터(279b)를 포함한다.

제2파워 증폭기(279a)는 제2승산기(275)로부터 출력되는 고주파 송신신호를 증폭한다. 제2송신 필터(279b)는 증폭된 고주파 송신신호 중 전송할 출력 고주파 대역에 대응하는 신호를 필터링하여 제2스위치(220)로 출력한다.　 제1 및 제2송신 필터(277c, 279b)는 Emission Limit Filter일 수 있다.

저주파용 송수신부(205) 는 제1송신 필터(277c)로부터 출력되는 신호를 출력 저주파 대역을 통해 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신한다. 또한, 고주파용 송수신부(215)는 제2송신 필터(270b)로부터 출력되는 신호를 출력 고주파 대역을 통해 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신한다.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 제3DS-UWB 기반 단말장치를 도시한 블록도이다.

제3DS-UWB 기반 단말장치(300)는 저주파용 송수신부(305), 제1스위치(310), 고주파용 송수신부(315), 제2스위치(320), 제3스위치(325), 신호 변환부(330), 주파수 증폭기(335), 제4스위치(340), Rx 신호 생성부(350), 제어부(360) 및 Tx 신호 생성부(370)를 포함한다.

도 3에 도시된 저주파용 송수신부(305), 제1스위치(310), 고주파용 송수신부(315), 제2스위치(320), 제3스위치(325), 신호 변환부(330), 주파수 증폭기(335), 제4스위치(340), Rx 신호 생성부(350) 및 제어부(360)의 동작은 도 2에 도시된 각 블록(205, 210, 215, 220, 225, 230, 235, 240, 250 및 260)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

다만, Tx 신호 생성부(370)의 파워 증폭기(377)와 송신 필터(379)는 광대역 처리가 가능한 소자이므로, 저주파 대역과 고주파 대역의 신호를 모두 처리할 수 있으며, 따라서, 하나의 소자를 사용할 수 있다. Tx 신호 생성부(370)는 펄스 극성 변조부(371), 펄스 성형부(373), 제2승산기(375), 파워 증폭기(377) 및 광대역 송신 필터(379)를 포함한다.

펄스 극성 변조부(371)는 제어부(360)로부터 입력되는 송신신호의 펄스 극성을 변조한다. 송신신호는 저주파 송신신호 또는 고주파 송신신호일 수 있다.

펄스 성형부(373)는 펄스 극성이 변조된 송신신호의 펄스를 성형한다.

제2승산기(375)는 펄스 성형부(373)에서 성형된 송신신호와 제4스위치(340)를 통해 입력되는 가중치 신호를 승산하여, 송신신호에 가중치를 부여한다. 이로써, 원하는 대역의 송신신호를 생성할 수 있다.

파워 증폭기(377)는 제2승산기(375)로부터 출력되는 송신신호를 증폭한다.

광대역 송신 필터(379)는 증폭된 송신신호 중 전송할 출력 주파수 대역의 신호를 필터링하여 출력 저주파 대역의 신호 또는 출력 고주파 대역의 신호를 출력한다. 예를 들어, 송신신호가 저주파 송신신호고, 출력 주파수 대역이 제어부(360)에 의해 설정되는 저주파 대역인 경우, 광대역 송신 필터(379)는 저주파 송신신호를 필터링할 수 있다. 광대역 송신 필터(379)는 Emission Limit Filter일 수 있다.

저주파용 송수신부(305)는 광대역 송신 필터(379)로부터 출력되는 출력 저주파 대역의 신호, 즉, 저주파 송신신호를 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신한다. 고주파용 송수신부(315)는 광대역 송신 필터(379)로부터 출력되는 출력 고주파 대역의 신호, 즉, 고주파 송신신호를 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신한다.

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 제4DS-UWB 기반 단말장치를 도시한 블록도이다.

제4DS-UWB 기반 단말장치(400)는 저주파용 송수신부(405), 제1스위치(410), 고주파용 송수신부(415), 제2스위치(420), 제3스위치(425), 신호 변환부(430), 주파수 증폭기(435), 제4스위치(440), Rx 신호 생성부(450), 제어부(460) 및 Tx 신호 생성부(470)를 포함한다.

도 4에 도시된 저주파용 송수신부(405), 제1스위치(410), 고주파용 송수신부(415), 제2스위치(420), 제3스위치(425), 신호 변환부(430), 주파수 증폭기(435), 제4스위치(440), 제어부(460) 및 Tx 신호 생성부(470)는 도 2에 도시된 각 블록(205, 210, 215, 220, 225, 230, 235, 240, 260 및 270)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

Rx 신호 생성부(450)의 광대역 수신 필터(451)와 증폭기(453)는 광대역 처리가 가능한 소자이므로, 하나의 소자를 사용할 수 있다. Rx 신호 생성부(450)는 광대역 수신 필터(451), 증폭기(453), 제1승산기(455), 필터(457) 및 AGC(459)를 포함한다.

광대역 수신 필터(451)는 저주파용 송수신부(405) 및 고주파용 송수신부(415)를 통해 수신되는 신호로부터 저주파 수신신호와 고주파 수신신호를 필터링한다. 광대역 수신 필터(451)는 예를 들어, 3GHz~10GHz의 대역의 신호를 필터링할 수 있다. 증폭기(453)는 광대역 수신 필터(451)로부터 입력되는 수신신호(저주파 수신신호 또는 고주파 수신신호 중 하나)를 증폭한다. 광대역 수신 필터(451)는 예를 들어, 대역 제한 필터를 사용하며, 증폭기(453)는 LNA를 사용할 수 있다.

제1승산기(455)는 증폭기(453)로부터 출력되는 수신신호에 가중치를 부여하여 설정된 주파수 대역의 수신신호로 변환한다. 부여되는 가중치는 주파수 증폭기(435)에서 생성된 신호이다.

필터(457)는 저역통과필터 또는 대역통과필터로서, 제1승산기(455)로부터 출력되는 변환된 수신신호를 필터링한다. AGC(459)는 필터(457)에서 필터링된 수신신호의 증폭률을 증가시킨다. 제어부(460)는 제어부(160, 260 또는 360)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 제5DS-UWB 기반 단말장치를 도시한 블록도이다.

제5DS-UWB 기반 단말장치(500)는 저주파용 송수신부(505), 제1스위치(510), 고주파용 송수신부(515), 제2스위치(520), 제3스위치(525), 신호 변환부(530), 주파수 증폭기(535), 제4스위치(540), Rx 신호 생성부(550), 제어부(560) 및 Tx 신호 생성부(570)를 포함한다.

도 5에 도시된 저주파용 송수신부(505), 제1스위치(510), 고주파용 송수신부(515), 제2스위치(520), 제3스위치(525), 신호 변환부(530), 주파수 증폭기(535), 제4스위치(540) 및 제어부(560)의 동작은 도 2에 도시된 각 블록205, 210, 215, 220, 225, 230, 235, 240 및 260)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, Rx 신호 생성부(550)의 동작은 도 4에 도시된 Rx 신호 생성부(450)의 동작과 동일하며, Tx 신호 생성부(570)의 동작은 도 3에 도시된 Tx 신호 생성부(370)의 동작과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 즉, Rx 신호 생성부(550)의 광대역 수신 필터(551)와 증폭기(553), 그리고, Tx 신호 생성부(570)의 파워 증폭기(577)와 송신 필터(579)는 광대역 처리가 가능한 소자이므로, 하나의 소자로 저주파 대역과 고주파 대역의 신호를 모두 처리할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 제6DS-UWB 기반 단말장치를 도시한 블록도이다.

제6DS-UWB 기반 단말장치(600)는 저주파용 송수신부(605), 제1스위치(610), 고주파용 송수신부(615), 제2스위치(620), 제3스위치(625), 신호 변환부(630), 주파수 증폭기(635), 제4스위치(640), Rx 신호 생성부(650), 제어부(660) 및 Tx 신호 생성부(670)를 포함한다.

도 6에 도시된 저주파용 송수신부(605), 제1스위치(610), 고주파용 송수신부(615), 제2스위치(620), 제3스위치(625), 신호 변환부(630), 주파수 증폭기(635), 제4스위치(640) 및 제어부(660)는 도 5에 도시된 각 블록(505, 510, 515, 520, 525, 530, 535, 540 및 560)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

Rx 신호 생성부(650)는 가변 수신 필터(651), 수신 증폭기(653), 제1승산기(655), 필터(657) 및 AGC(659)를 포함한다.

가변 수신 필터(651)는 필터링할 주파수 대역을 가변하여 저주파용 송수신부(605) 및 고주파용 송수신부(615)를 통해 수신되는 신호로부터 저주파 수신신호와 고주파 수신신호를 필터링한다. 제어부(660)는 타임 시분할에 의해 현재 수신되는 신호가 저주파 수신신호인지 고주파 수신신호인지를 판단할 수 있으며, 저주파 수신신호인 경우, 제3스위치(625)가 제1스위치(610)와 연결되고, 고주파 수신신호인 경우, 제3스위치(625)가 제2스위치(620)와 연결되도록 처리할 수 있다. 이로써, 가변 수신 필터(651)는 제3스위치(625)를 통해 입력되는 신호가 저주파 수신신호인지 또는 고주파 신호인지를 알 수 있다.

수신 증폭기(653)는 가변 수신 필터(651)로부터 입력되는 수신신호(저주파 수신신호 또는 고주파 수신신호 중 하나)를 증폭한다. 제1승산기(655)는 수신 증폭기(653)로부터 출력되는 수신신호에 가중치를 부여하여 설정된 주파수 대역의 수신신호로 변환한다. 부여되는 가중치는 주파수 증폭기(635)에서 생성된 신호이다.

필터(657)는 저역통과필터 또는 대역통과필터로서, 제1승산기(655)로부터 출력되는 변환된 수신신호를 필터링한다. AGC(659)는 필터(657)에서 필터링된 수신신호의 증폭률을 증가시킨다. 제어부(460)는 제어부(160, 260 또는 360)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, Tx 신호 생성부(670)는 펄스 극성 변조부(671), 펄스 성형부(673), 제2승산기(675), 가변 파워 증폭기(677) 및 가변 송신 필터(679)를 포함한다.

펄스 극성 변조부(671)는 제어부(660)로부터 입력되는 송신신호의 펄스 극성을 변조한다. 송신신호는 저주파 송신신호 또는 고주파 송신신호일 수 있다.

펄스 성형부(673)는 펄스 극성이 변조된 송신신호의 펄스를 성형한다.

제2승산기(675)는 펄스 성형부(673)에서 성형된 송신신호와 제4스위치(640)를 통해 입력되는 가중치 신호를 승산하여, 송신신호에 가중치를 부여한다. 이로써, 원하는 대역의 송신신호를 생성할 수 있다.

가변 파워 증폭기(677)는 제2승산기(675)로부터 출력되는 송신신호를 가변적으로 증폭하여 저주파 송신신호 또는 고주파 송신신호를 출력한다. 송신신호가 고주파 대역으로 전송될 고주파 송신신호이면, 가변 파워 증폭기(677)는 고주파 대역에 대응되어 설정된 파워로 고주파 송신신호를 가변한다. 이는 저주파 송신신호에 대해서도 동일하다..

가변 송신 필터(679)는 필터링항 주파수 대역을 가변하여, 증폭된 송신신호 중 출력 저주파 대역의 신호를 필터링하거나 또는 출력 고주파 대역의 신호를 필터링한다.

한편, 제어부(660)는 송신모드로 동작하는 경우, 가변 파워 증폭기(677)와 가변 송신 필터(679)를 사용하여 고주파 대역에 해당하는 슬레이브 기기로 고주파 송신신호를 송신할 때와 저주파 대역에 해당하는 슬레이브 기기로 저주파 송신신호를 송신할 때, 각각 순차적으로 고주파 송신신호와 저주파 송신신호를 전송하도록 저주파용 송수신부(605), 제1스위치(610), 고주파용 송수신부(615), 제2스위치(620)를 제어할 수 있다. 다만, 이러한 경우, 적어도 하나의 슬레이브 기기는 고주파 송신신호와 저주파 송신신호를 수신하여 처리할 때, 동기를 맞춰야 한다. 동기의 misalign을 방지하기 위하여, 제어부(660)는 출력 저주파 대역의 종단 신호에 종단 신호임을 식별하는 데이터 또는 패킷을 추가할 수 있다.

예를 들어, 저주파 송신신호가 먼저 슬레이브 기기로 전송되는 경우, 제어부(660)는 저주파 송신신호의 마지막에 해당 대역의 신호 전송이 마지막임을 알리는 패킷 또는 데이터를 추가하여, 저주파 송신신호가 언제 전송되는지 알 수 있으며, 이로써, 후에 전송되는 고주파 송신신호와의 타임 갭을 최소화할 수 있다. 또는 제어부(660)는 고주파 대역과 저주파 대역의 스위칭 타임(예를 들어, 제1스위치(610)와 제2스위치(620)를 간헐적으로 연결하는 시간)을 짧게 하여 싱크 문제를 해결하도록 할 수 있다.

또는, 슬레이브 기기는 수신된 신호의 처리 시간에 dummy time gap을 두어 슬레이브가 수신한 저주파 송신신호와 고주파 송신신호 간의 싱크를 조절할 수 있다. 예를 들어, 저주파 대역의 신호(저주파 송신신호)를 수신하는

디스플레이 슬레이브 기기는 고주파 송신신호인 영상신호를 먼저 수신하고, 스피커 슬레이브 기기는 저주파 송신신호인 음향신호를 후에 수신하는 경우, 영상신호와 음향신호간의 동기를 맞추기 위하여, 디스플레이 슬레이브 기기 또는 스피커 슬레이브 기기가 영상신호 또는 음향신호를 지연시켜 동기를 맞추도록 회로를 구성할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 제7DS-UWB 기반 단말장치를 도시한 블록도이다.

제7DS-UWB 기반 단말장치(700)는 송수신부(705), 제1스위치(710), 신호 변환부(720), 주파수 증폭기(730), 제2스위치(740), Rx 신호 생성부(750), 제어부(760) 및 Tx 신호 생성부(770)를 포함한다.

도 7에 도시된 제1스위치(710), 신호 변환부(720), 주파수 증폭기(730), 제2스위치(740), Rx 신호 생성부(750), 제어부(760) 및 Tx 신호 생성부(770)는 도 6에 도시된 각 블록(630, 635, 640, 650, 및 670)와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

다만, 도 7의 송수신부(705)는 이중 대역의 안테나로서, 저주파 대역(LB)와 고주파 대역(HB)의 이중 공진이 가능하다. 제1스위치(710)는 수신모드인 경우, 송수신부(705)를 통해 수신되는 신호를 Rx 신호 생성부(750)로 전달하며, 송신모드인 경우, Tx 신호 생성부(770)에서 생성되는 송신신호를 적어도 하나의 슬레이브 기기에게 이중 대역(LB, HB)을 통해 전송할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에서, 각 장치(100~600)가 수신모드로 동작하는 경우, 외부기기는 저주파 대역의 신호(즉, 저주파 수신신호)와 고주파 대역의 신호(즉, 고주파 수신신호)를 장치(100~600)로 전송하기 이전에, 파일럿(pilot) 신호를 주기적으로 장치(100~600)로 전송할 수 있다. 파일럿 신호는 슬레이브 기기에서 전송할 신호가 저주파 대역인지 고주파 대역인지를 식별하기 위한 정보와 슬레이브의 ID, 위치 정보 등을 포함한다.

각 장치(100~600)는 타임 시분할에 의해 현재 수신되는 신호가 저주파 수신신호인지 고주파 수신신호인지를 판단할 수 있다. 즉, 각 장치(100~600)는 저주파용 송수신부와 고주파용 송수신부를 주기적으로 교차 검색하여 외부기기에 해당하는 주파수대역을 교차 검색 검출한다. 각 장치(100~600)는 검출된 주파수대역의 신호를 역변조(demodulation)하여 파일럿 신호를 검출하여, 외부기기에 해당하는 주파수 대역이 저주파 대역인지 또는 고주파 대역인지 판단할 수 있다.

각 장치(100~600)는 파일럿 신호에 의해 외부기기의 종류와 주파수 대역이 판단되면, 애크(ack)를 외부기기에게 전송한다. 예를 들어, 장치(400)는 저주파 수신신호인 경우, 제3스위치(425)가 제1스위치(410)와 연결되고, 고주파 수신신호인 경우, 제3스위치(425)가 제2스위치(420)와 연결되도록 처리할 수 있다. 이로써, 광대역 수신 필터(451)는 제3스위치(425)를 통해 입력되는 신호가 저주파 수신신호인지 또는 고주파 신호인지를 알 수 있다.

외부기기는 애크를 수신하면, 저주파 대역의 신호(즉, 저주파 수신신호)와 고주파 대역의 신호(즉, 고주파 수신신호)를 장치(600)로 전송한다. 외부기기는 DS-DWB 방식에 의해 동시에 두 주파수 대역으로 신호를 전송할 수 있는 기기로서, 디스플레이 장치, 스피커 등의 슬레이브 기기일 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 DS-UWB 기반의 시스템을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, DS-UWB 기반의 시스템은 마스터 기기와 복수의 슬레이브 기기를 포함한다.

마스터 기기(810)는 수신모드에서, 저주파 대역을 통해 전송되는 저주파 수신 신호와 고주파 대역을 통해 전송되는 고주파 수신 신호를 동시에 또는 순차적으로 수신하여 신호처리할 수 있다. 마스터 기기(810)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 장치들(100~700) 중 하나일 수 있다.

제1 및 제2슬레이브 기기들(820, 830)은 저주파 수신 신호와 고주파 신호를 각각 저주파 대역과 고주파 대역을 마스터 기기로 전송할 수 있으며, 두 개 이상 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1슬레이브 기기(820)는 고주파 대역을 통해 고주파 수신 신호를 마스터 기기(810)에게 전송하며, 제2슬레이브 기기(830)는 저주파 대역을 통해 저주파 수신 신호를 마스터 기기(810)에게 전송할 수 있다. 제1 및 제2슬레이브 기기들(820, 830)은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 적어도 하나의 슬레이브 기기일 수 있다.

한편, 송신모드에서, 마스터 기기(810)는 제1 및 제2슬레이브 기기들(820, 830)에게 고주파 대역을 통해 고주파 송신 신호와 저주파 대역을 통해 저주파 송신 신호를 동시에 또는 순차적으로 전송할 수 있다.

저주파 대역을 통해 전송되는 저주파 수신 신호 또는 저주파 송신 신호의 예로는 음향신호를 들 수 있으며, 고주파 대역을 통해 전송되는 고주파 수신 신호 또는 고주파 송신 신호는 영상신호를 예로 들 수 있다.

또한, 마스터 기기(810)는 모바일 폰, 랩탑 등의 모바일 단말기를 예로 들 수 있으며, 제1 및 제2슬레이브 기기들(820, 830)의 예로는 마스터 기기(810)와 DS-UWB 통신이 가능한 다른 모바일 단말기, 스피커, 헤드셋, 표시기기 중 하나일 수 있다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 DS-UWB 기반의 시스템을 도시한 도면이다.

먼저, 도 9를 참조하면, 마스터 기기는 모바일폰(910)이며, LCD 장치(920)와 헤드셋(930)은 각각 슬레이브 기기로 동작하는 경우, 모바일폰(910)은 LCD 장치(920)에게 고주파 대역을 통해 DWB 방식으로 영상신호를 송신하고, 헤드셋(930)에게 저주파 대역을 통해 DWB 방식으로 음향신호를 송신한다.

도 10을 참조하면, 마스터는 모바일폰(1010)이며, 스피커(1021)가 장착된 LCD 장치(1020)와 키패드 모듈(1030)이 각각 슬레이브 기기로 동작하는 경우, 모바일폰(1010)은 스피커가(1021) 장착된 LCD 장치(1020)에게는 고주파 대역을 통해 영상신호를 송신하며, 키패드 모듈(1030)에게는 저주파 대역을 통해 메시지 데이터를 입력한다.

도 11을 참조하면, 마스터인 모바일폰(1110)은 저주파 대역을 통해 다른 모바일폰(1130)에게 통화음성데이터를 전송하면서, 모바일폰(1120)으로부터 고주파 대역을 통해 영상신호를 수신할 수 있다.

그 외의 실시예로서, 마스터인 모바일폰에 GPS(Global Positioning System) 기능이 없는 경우, GPS 기능이 탑재된 다른 모바일폰과 마스터를 통신가능하도록 연결하여, 모바일폰은 다른 모바일폰으로부터 고주파 대역을 통해 지도 데이터를 수신하고, 저주파 대역을 통해 다른 모바일폰에게 필요한 신호를 전송할 수 있다. 따라서, 야간 등산 혹은 시야가 불분명한 곳을 지나가는 여행객 혹은 등산객들은 길안내 자료를 공유하는 등의 application으로 사용할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 제1DS-UWB 기반 단말장치 105 : UWB 송수신부
110 : 제1스위치 130 : 제2신호 변환부
140 : 제3스위치 150 : Rx 신호 생성부
160 : 제어부 170 : 인터페이스부
180 : 신호 처리부 190 : Tx 신호 생성부

Claims

UWB(Ultra-Wide Band) 송수신부를 통해 수신되는 신호로부터 저주파 수신신호 및 고주파 수신신호를 생성하는 Rx 신호 생성부;
상기 생성되는 저주파 수신신호 및 고주파 수신신호를 처리하며, UWB 방식을 통해 슬레이브 기기로 송신할 송신신호를 출력하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부로부터 출력되는 송신신호를 변환하여, 저주파 송신신호 및 고주파 송신신호를 생성하는 Tx 신호 생성부
를 포함하며,
상기 UWB 송수신부는 상기 Tx 신호 생성부에서 생성되는 저주파 송신신호 또는 상기 고주파 송신신호를 신호를 송신 고주파 대역 및 송신 저주파 대역을 통해 적어도 하나의 슬레이브 기기로 전송하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제1항에 있어서,
상기 Rx 신호 생성부는,
상기 수신되는 신호로부터 저주파 대역을 필터링하여 상기 저주파 수신신호를 생성하는 Rx 저주파 신호 생성부;
상기 수신되는 신호로부터 고주파 대역을 필터링하여 상기 고주파 수신신호를 생성하는 Rx 고주파 신호 생성부
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제2항에 있어서,
상기 Rx 저주파 신호 생성부는,
상기 수신되는 신호로부터 상기 저주파 수신신호를 필터링하는 저주파 필터;
상기 필터링된 저주파 수신신호를 증폭하는 제1증폭기;
상기 증폭된 저주파 수신신호에 가중치를 부여하여 상기 증폭된 저주파 수신신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 제1승산기; 및
상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 제1자동 이득 제어기
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 Rx 고주파 신호 생성부는,
상기 수신되는 신호로부터 상기 고주파 수신신호를 필터링하는 고주파 필터;
상기 필터링된 고주파 수신신호를 증폭하는 제2증폭기;
상기 증폭된 고주파 수신신호에 가중치를 부여하여 상기 증폭된 고주파 수신신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 제2승산기; 및
상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 제2자동 이득 제어기
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Tx 신호 생성부는,
상기 송신신호를 변환하여, 상기 저주파 송신신호를 생성하는 Tx 저주파 신호 생성부;
상기 송신신호를 변환하여, 상기 고주파 송신신호를 생성하는 Tx 고주파 신호 생성부;
상기 생성되는 저주파 송신신호와 상기 고주파 송신신호를 합하는 가산기; 및
상기 합성된 저주파 송신신호와 고주파 송신신호 중 출력 주파수 대역의 신호를 필터링하는 필터
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제1항에 있어서,
상기 UWB 송수신부는,
저주파 대역의 신호를 송수신하는 저주파용 UWB 송수신부; 및
고주파 대역의 신호를 송수신하는 고주파용 UWB 송수신부
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제6항에 있어서,
상기 Rx 신호 생성부는,
상기 저주파용 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호로부터 상기 저주파 수신신호를 필터링하여 증폭하는 Rx 저주파 신호 생성부;
상기 고주파용 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호로부터 상기 고주파 수신신호를 필터링하여 증폭하는 Rx 고주파 신호 생성부;
상기 증폭된 저주파 수신신호와 상기 증폭된 고주파 수신신호를 서로 합치는 가산기;
상기 가산기로부터 출력되는 신호에 가중치를 부여하여 상기 가산기로부터 출력되는 신호를 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 제1승산기; 및
상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 자동 이득 제어기
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제6항에 있어서,
상기 Rx 신호 생성부는,
상기 저주파용 UWB 송수신부 및 상기 고주파용 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호로부터 상기 저주파 수신신호와 상기 고주파 수신신호를 필터링하는 광대역 수신 필터;
상기 필터링된 저주파 수신신호와 상기 고주파 수신신호에 가중치를 부여하여 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 제1승산기;
상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 자동 이득 제어기
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 Tx 신호 생성부는,
상기 송신신호를 역다중화하여 상기 저주파 송신신호와 상기 고주파 송신신호를 출력하는 제2승산기;
상기 출력되는 저주파 송신신호를 임시 저장한 후 상기 저주파 송신신호 중 출력 저주파 대역의 신호를 필터링하는 Tx 저주파 신호 생성부;
상기 출력되는 고주파 송신신호 중 출력 고주파 대역의 신호를 필터링하는 Tx 고주파 신호 생성부
를 포함하며,
상기 저주파용 UWB 송수신부 및 상기 고주파용 UWB 송수신부는 각각, 상기 Tx 저주파 신호 생성부 및 상기 Tx 고주파 신호 생성부로부터 출력되는 신호를 상기 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 Tx 신호 생성부는,
상기 송신신호에 가중치를 부여하는 제2승산기; 및
상기 가중치가 부여된 송신신호를 필터링하여 출력 저주파 대역의 신호와 출력 고주파 대역의 신호를 출력하는 광대역 송신 필터
를 포함하며,
상기 저주파용 UWB 송수신부 및 상기 고주파용 UWB 송수신부는 각각, 상기 광대역 송신 필터로부터 출력되는 상기 출력 저주파 대역의 신호와 상기 출력 고주파 대역의 신호를 상기 적어도 하나의 슬레이브 기기로 송신하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제10항에 있어서,
상기 출력 저주파 대역의 종단 신호에 종단 신호임을 식별하는 데이터 또는 패킷을 추가하는 제어부
를 더 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제6항에 있어서,
상기 Rx 신호 생성부는,
상기 저주파용 UWB 송수신부 및 상기 고주파용 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호를 가변적으로 필터링하여 상기 저주파 수신신호 또는 상기 고주파 수신신호를 출력하는 가변 수신 필터;
상기 필터링되는 신호를 증폭하는 증폭기;
상기 증폭된 신호에 가중치를 부여하여 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 승산기; 및
상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 자동 이득 제어기
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제1항에 있어서,
상기 Rx 신호 생성부는,
상기 UWB 송수신부를 통해 수신되는 신호를 가변적으로 필터링하여 상기 저주파 수신신호 또는 상기 고주파 수신신호를 출력하는 가변 수신 필터;
상기 필터링되는 신호를 증폭하는 증폭기;
상기 증폭된 신호에 가중치를 부여하여 설정된 주파수 대역의 신호로 변환하는 승산기; 및
상기 변환된 신호의 증폭률을 증가시키는 자동 이득 제어기
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 저주파 대역과 상기 고주파 대역을 주기적으로 시분할하여 상기 가변 수신 필터가 주기적으로 상기 저주파 수신신호 또는 상기 고주파 수신신호를 출력하도록 하는 제어부
를 더 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 Tx 신호 생성부는,
상기 송신신호를 가변적으로 증폭하여 상기 저주파 송신신호 또는 상기 고주파 송신신호를 출력하는 가변 증폭기; 및
상기 출력되는 저주파 송신신호 또는 상기 고주파 송신신호로부터 출력 저주파 대역의 송신신호 또는 출력 고주파 대역의 송신신호를 필터링하는 가변 송신 필터
를 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
제15항에 있어서,
상기 출력 저주파 대역의 종단 신호에 종단 신호임을 식별하는 데이터 또는 패킷을 추가하는 제어부
를 더 포함하는 DS-UWB 기반 단말장치.
수신모드에서, 저주파 대역을 통해 전송되는 저주파 수신 신호와 고주파 대역을 통해 전송되는 고주파 수신 신호를 동시에 또는 순차적으로 수신하여 처리하는 마스터 기기; 및
상기 저주파 수신 신호와 상기 고주파 신호를 각각 상기 저주파 대역과 상기 고주파 대역을 상기 마스터 기기로 전송하는 복수의 슬레이브 기기들
을 포함하는 DS-UWB 기반 시스템.
제17항에 있어서,
상기 마스터 기기는, 송신모드에서, 상기 복수의 슬레이브 기기들에게 상기 저주파 대역을 통해 저주파 송신 신호와 상기 고주파 대역을 통해 고주파 송신 신호를 동시에 또는 순차적으로 전송하는 DS-UWB 기반 시스템.
제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 저주파 수신 신호 또는 상기 저주파 송신 신호는 음향신호이며, 상기 고주파 수신 신호 또는 상기 고주파 송신 신호는 영상신호인 DS-UWB 기반 시스템.
제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 마스터 기기는 모바일 단말기이며, 상기 복수의 슬레이브 기기들은 상기 모바일 단말기와 DS-UWB 통신이 가능한 다른 모바일 단말기, 스피커, 헤드셋, 표시기기 중 하나인 DS-UWB 기반 시스템.