KR20140037982A - 부호 확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 부호확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 부호확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신방법 및 그 장치는 부호확산 패킷통신에서 매 패킷을 생성할 때마다 프리앰블 패턴과 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 변경함으로써 생성된 부호확산 패킷이 적에게 탐지되는 위험을 감소시킬 수 있다.

Description

부호 확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신 방법 및 그 장치{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING AND RECEIVING PACKET IN CODE SPREADING PACKET COMMUNICATION}

본 발명은 부호확산 방식의 패킷통신에서 패킷을 생성하고 수신하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 부호확산 방식의 패킷의 프리앰블 패턴과 확산부호를 결정하고 수신하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 부호 확산 통신은 사용자의 원 신호(신호시간: Tb)를 원 신호에 비해 주기가 매우 짧은 확산부호(신호시간: Tc << Tb)로 확산하여 채널 상에 송신함으로써 적이나 원하지 않는 통신기가 확산된 데이터를 수신하더라도 확산된 데이터에 사용된 확산부호의 주기와 패턴을 알지 못하면 원 신호를 복원하지 못하도록 하는 대전자전 목적으로 개발되었다.

부호 확산 통신의 수신 장치는 확산부호에 대한 주기 및 패턴은 사전에 알고 있으나 확산된 데이터가 언제 수신되고 확산부호의 전체 주기에서 현재 어떤 위치에서 수신되는지는 수신한 확산된 데이터를 복원해서 알아내야 한다. 부호 확산 통신의 수신 장치가 확산된 데이터의 수신 시작점을 찾는 과정을 부호동기라고 하고 수신 시작점을 정확하게 찾은 경우에 부호동기가 획득되었다고 한다.

부호 확산 통신의 부호 동기는 수신 장치가 수신한 확산된 데이터와 수신 장치에 저장된 기준 확산부호가 동일한 정도인 상관도를 측정하여 부호동기 획득 여부를 판단한다. 일반적으로 부호 확산 통신에 사용되는 확산부호는 수신한 확산된 데이터와 수신 장치에 저장된 기준 확산부호가 동일 경우에는 매우 큰 상관도를 가지지만 동일하지 않은 경우에는 상관도가 매우 작은 특징을 가진다.

부호 확산 통신에서는 확산 부호의 주기가 짧을수록 부호동기 회로가 간단하고 부호동기에 소요되는 시간이 짧아지지만, 짧은 주기의 확산부호는 적에게 신호가 탐지될 위험이 증가하는 문제가 있다. 부호동기 소요시간에 특별한 제약이 없는 경우에는 주기가 긴 확산부호를 사용하여 신호 탐지 위험을 감소시킬 수 있지만 통신 시간이 수 ms ~ 수십 ms 수준으로 매우 짧은 패킷통신의 경우에는 패킷 시간보다 더 짧은 시간 이내에 부호동기를 획득해야 하므로 주기가 긴 확산부호를 사용할 수 없다. 또한, 짧은 확산 부호로 확산된 데이터를 이용하는 것보다 더 빠른 부호동기가 가능한 방법인 송신장치와 수신 장치 간에 미리 약속된 패턴인 프리앰블 패턴을 확산된 데이터의 앞부분에 붙여 이를 이용하여 패킷 수신위치를 찾는 방법을 주로 사용한다.

프리앰블 패턴은 부호확산 패킷통신의 생성장치와 수신 장치가 빠른 부호동기 획득을 위해 사용하는 주기가 매우 짧은 패턴으로써 기존 부호확산 패킷통신에서는 간단한 수신기 구조를 위해 매 패킷마다 동일한 프리앰블 패턴을 사용하기 때문에 신호 노출에 매우 취약하다. 또한 통신 시간이 긴 일반적인 부호 확산 통신에서의 데이터 부분은 주기가 긴 확산부호를 사용할 수 있지만 부호 확산 패킷통신에서는 패킷의 확산된 데이터 부분도 수ms ~ 수십ms로 통신 시간이 짧기 때문에 패킷의 확산된 데이터의 확산부호가 패킷마다 동일할 경우에도 신호가 노출될 위험이 증가하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 부호확산 패킷통신에서 매 패킷을 생성할 때마다 프리앰블 패턴과 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 변경함으로써 생성된 부호확산 패킷이 적에게 탐지되는 위험을 감소시킬 수 있는 부호확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신방법 및 그 장치를 제공함에 목적이 있다.

본 명세서에 개시된 실시예에 따른 부호확산 패킷통신의 패킷 생성 장치는, 정수(K)개의 프리앰블 패턴을 저장하고, 제어부가 임의로 결정한 하나의 프리앰블 패턴을 패킷 시작 타이밍에 패킷 생성기를 통해 출력하는 프리앰블 생성기; 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 임의로 결정하고, 상기 임의로 결정된 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 인덱스 신호 생성기와 골드부호 생성기에 출력하는 골드부호 인덱스 제어기; 상기 골드부호 인덱스 제어기가 결정한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 저장하고, 상기 프리앰블 패턴과 확산된 데이터 사이에 인덱스 신호를 패킷 생성기를 통해 출력하는 상기 인덱스 신호 생성기; 상기 골드부호 인덱스 제어기에서 결정한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 사용자의 원 신호를 확산할 골드부호를 생성하는 상기 골드부호 생성기; 부호확산 패킷통신의 사용자가 송신하고자 하는 원 신호를 저장하는 원 신호 발생기; 상기 골드부호 생성기에서 생성한 골드부호로 상기 원 신호 발생기의 원 신호를 확산하여 상기 확산된 데이터를 만드는 데이터 확산기; 상기 제어부에서 결정한 타이밍에 따라 상기 프리앰블 생성기의 출력, 상기 인덱스 신호 생성기의 출력 및 상기 데이터 확산기의 출력을 차례로 출력하여 패킷을 생성하는 상기 패킷 생성기; 상기 패킷 생성기의 프리앰블 생성기 출력, 인덱스 신호 생성기 출력 및 데이터 확산기 출력의 타이밍을 결정하고, 상기 프리앰블 생성기의 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 하나를 임의로 결정하는 상기 제어부를 포함할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 패킷 생성기는, 부호확산 패킷통신에서 패킷마다 프리앰블 패턴과 상기 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 다르게 하여 탐지될 확률이 낮은 패킷을 생성할 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시예에 따른 부호확산 패킷통신의 패킷 생성 방법은, 부호확산 패킷통신에서 패킷마다 프리앰블 패턴, 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 다르게하여 탐지될 확률이 낮은 패킷을 생성하는 패킷 생성방법에 있어서, 제어부가 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 하나를 임의로 결정하여 프리앰블 생성기로 출력하는 단계; 골드부호 인덱스 제어기가 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 임의로 결정하여 인덱스 신호 생성기와 골드부호 생성기로 출력하는 단계; 인덱스 신호 생성기가 골드부호 인덱스 제어기로부터 수신한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 저장하는 단계; 골드부호 생성기가 골드부호 인덱스 제어기로부터 수신한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 골드부호 생성을 위한 초기 값으로 설정하는 단계; 제어부가 패킷 시작 타이밍을 판단하는 단계; 프리앰블 생성기가 제어부에서 결정한 프리앰블 패턴을 패킷 생성기를 통해 출력하는 단계; 인덱스 신호 생성기가 인덱스 신호를 패킷 생성기를 통해 출력하는 단계; 상기 제어부의 데이터 시작 타이밍에 골드부호 생성기가 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 골드부호를 생성하고, 동시에 데이터 확산기가 원 신호 발생기의 사용자 원 신호를 골드부호 생성기가 생성한 골드부호로 확산하여 패킷 생성기를 통해 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시예에 따른 부호확산 패킷통신의 패킷 수신 장치는, 부호확산 패킷통신에서 패킷마다 프리앰블 패턴과 원 신호의 확산부호가 다른 패킷을 수신하여 사용자의 원 신호를 복원하기 위한 패킷 수신 장치에 있어서, 상기 부호확산 패킷통신의 신호를 디지털 신호로 변환하는 패킷 수신기; 정수(K)개의 단일 프리앰블 탐색기를 병렬로 구성하여 프리앰블 패턴의 수신여부를 판단하고, 프리앰블 수신 타이밍을 제어부에 출력하는 병렬 프리앰블 탐색기; 상기 패킷 수신기의 신호 중에서 인덱스 신호를 수신하여 패킷 수신 장치의 골드부호 생성기에 출력하는 골드부호 인덱스 판단기; 상기 골드부호 인덱스 판단기에서 수신한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 골드부호를 생성하는 골드부호 생성기; 상기 패킷 수신기의 신호 중에서 확산된 데이터 부분을 상기 골드부호 생성기의 골드부호로 역 확산하여 원 신호 수신기로 출력하는 데이터 역 확산기; 상기 데이터 역 확산기로부터 수신한 역 확산된 데이터를 원 신호 시간동안 누적하여 원 신호를 복원하는 상기 원 신호 수신기; 상기 병렬 프리앰블 탐색기로부터 프리앰블 수신 타이밍을 수신 받아 상기 인덱스 신호의 수신 타이밍을 상기 골드부호 인덱스 판단기에, 확산된 데이터의 수신 타이밍을 골드부호 생성기 및 데이터 역 확산기에 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시예에 따른 부호확산 패킷통신의 패킷 수신 방법은, 부호확산 패킷통신에서 패킷마다 프리앰블 패턴과 원 신호의 확산부호가 다른 패킷을 수신하여 사용자의 원 신호를 복원하기 위한 패킷 수신방법에 있어서, 패킷 수신기가 부호확산 패킷통신의 아날로그 신호를 샘플링하여 디지털 패킷 신호로 수신하는 단계; 병렬 프리앰블 탐색기가 패킷 수신기의 패킷 신호와 정수(K)개의 병렬 프리앰블 탐색기에 저장된 프리앰블 패턴과의 상관도를 계산하는 단계; 상기 병렬 프리앰블 탐색기가 기준 값 이상의 상관도가 발생하는지를 판단하는 단계; 상기 병렬 프리앰블 탐색기가 기준 값 이상의 상관도가 발생한 위치를 프리앰블 패턴의 수신 타이밍으로 제어부에 출력하는 단계; 제어부가 인덱스 신호의 수신 타이밍을 판단하여 골드부호 인덱스 판단기로 출력하는 단계; 골드부호 인덱스 판단기가 인덱스 신호 수신 타이밍에 인덱스 신호를 수신하여 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 골드부호 생성기로 출력하는 단계; 상기 제어부가 확산된 데이터의 수신 타이밍을 판단하여 골드부호 생성기와 데이터 역 확산기로 출력하는 단계; 골드부호 생성기가 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 골드부호를 생성하고, 동시에 데이터 역 확산기가 패킷 수신기에서 수신한 확산된 데이터를 골드부호 생성기가 생성한 골드부호로 역 확산하여 원 신호 수신기로 출력하는 단계; 상기 원 신호 수신기가 데이터 역 확산기로부터 수신한 역 확산된 데이터를 원 신호 시간동안 누적하여 원 신호를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시예에 따른 부호확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신방법 및 그 장치는, 부호 확산 기법을 이용한 패킷 통신에서 매 패킷을 생성할 때마다 프리앰블 패턴과 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 다르게(변경)함으로써 패킷이 적에게 탐지되는 위험을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 패킷 생성 장치의 구성을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 패킷 생성 방법에 의해 생성된 패킷의 구조를 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 패킷 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 패킷 수신 장치의 구성을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 패킷 수신방법에 의해 사용자의 원 신호를 복원하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하에서는, 부호 확산 기법을 이용한 패킷 통신에서 매 패킷을 생성할 때마다 프리앰블 패턴과 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 다르게(변경)함으로써 패킷이 적에게 탐지되는 위험을 대폭 줄일 수 있는 부호확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신방법 및 그 장치(확산부호가 가변되는 부호 확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신 방법 및 그 장치)를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 패킷 생성 장치의 구성을 나타낸 도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 패킷 생성 장치는, 프리앰블 생성기(110), 골드부호 인덱스 제어기(120), 인덱스 신호 생성기(130), 골드부호 생성기(140), 원 신호 발생기(150), 데이터 확산기(160), 패킷 생성기(170), 제어부(180)를 포함한다.

상기 프리앰블 생성기(110)는 정수(K)개의 프리앰블 패턴을 저장하고 제어부(180)가 임의로 결정한 하나의 프리앰블 패턴을 패킷 시작 타이밍에 패킷 생성기(170)를 통해 출력한다. 여기서, 프리앰블 패턴은 부호확산 패킷통신에서 수신장치가 빠른 부호동기를 획득할 수 있도록 부호확산 패킷통신의 패킷 생성장치와 수신장치 간에 약속된 주기가 매우 짧은 패턴이다. 본 발명에 따른 부호확산 패킷 생성장치에서 프리앰블 생성기(110)에 저장되는 프리앰블 패턴의 수(K)는 2개 이상이며, 이는 패킷 생성장치 및 수신장치의 하드웨어 구현에 따라 상이할 수 있으나 특별히 상한을 두지 않는다.

상기 골드부호 인덱스 제어기(120)는 부호확산 패킷통신의 패킷 생성장치에서 골드부호 생성기(140)가 생성하는 골드부호의 두 개의 초기 인덱스 값을 임의로 결정한다. 골드부호는 PN(Pseudo Noise)부호와 함께 부호확산 통신에서 주로 사용되는 부호로써 두 개의 PN부호로 구성된다. 골드부호는 두 개의 PN부호의 하드웨어적 구성을 변경하지 않아도 PN부호를 구성하는 시프트 레지스터에 최초에 입력되는 초기 값을 바꾸는 것만으로도 서로 다른 골드부호를 생성할 수 있다. 골드부호를 구성하는 PN부호는 정수(N)개의 시프트 레지스터가 있고 각 시프트 레지스터는 0 또는 1의 비트 값을 저장한다. 여기서 골드부호를 구성하는 PN부호의 시프트 레지스터 초기 값을 초기 인덱스라고 한다. 정수(N)개의 시프트 레지스터로 구성된 PN부호는 모든 시프트 레지스터의 초기 값이 0인 경우를 제외한 2N-1 개의 초기 인덱스 값을 가질 수 있기 때문에 골드부호를 구성하는 두 개의 PN부호의 초기 인덱스 값의 조합으로 (2N-1)2 개의 서로 다른 골드부호를 생성할 수 있다. 골드부호는 PN부호를 구성하는 시프트 레지스터의 구성과 초기 인덱스 값에 대한 정보를 모두 알아야 동일한 골드부호를 생성할 수 있으므로 매 패킷마다 두 개의 골드부호의 초기 인덱스를 변경할 경우에는 생성된 골드부호의 주기가 짧더라도 생성된 골드부호가 탐지될 위험을 대폭 감소시킬 수 있다.

상기 인덱스 신호 생성기(130)는 상기 골드부호 인덱스 제어기(120)가 결정한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 저장하고 제어부(180)가 인덱스 신호가 시작되는 타이밍을 발생하면 인덱스 신호를 패킷 생성기(170)를 통해 출력한다.

본 발명에 따른 패킷 생성장치와 수신장치는 동일한 골드부호 하드웨어 구조를 가지지만 패킷 생성장치가 패킷 생성 시마다 골드부호의 초기 인덱스 값을 임의로 결정하기 때문에 패킷 생성장치는 데이터 부분을 확산하는데 사용한 골드부호의 초기 인덱스 값을 매 패킷마다 패킷 수신장치에 알려주어야 패킷 수신장치가 패킷 생성장치와 동일한 골드부호를 생성할 수 있다.

상기 골드부호 생성기(140)는 골드부호 인덱스 제어기(120)에서 결정한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 부호확산 통신의 사용자의 원 신호를 확산할 골드부호를 생성한다. 본 발명에 따른 패킷 생성장치의 골드부호 생성기(140)는 통상적인 골드부호의 구조와 동일하나 통상적인 골드부호가 매 패킷이 생성할 때마다 동일한 초기 인덱스 값을 가지는 것에 비해 본 발명에 따른 패킷 생성장치의 골드부호 생성기(140)는 매 패킷이 생성할 때마다 상기 골드부호 인덱스 제어기(120)가 임의로 결정한 초기 인덱스 값을 초기 값으로 하여 골드부호를 생성하므로 매 패킷마다 다른 골드부호가 생성된다.

상기 원 신호 발생기(150)는 부호확산 패킷통신의 사용자가 송신하고자 하는 정보를 저장한다. 여기서, 원 신호의 신호 시간 Tb는 확산부호의 신호 시간 Tc에 비해 길며 구현의 용이성을 고려하여 Tb=Tc * 2n 제곱인 경우가 일반적이다.

상기 데이터 확산기(160)는 원 신호 발생기(150)에서 발생한 사용자 원 신호를 골드부호 생성기(140)에서 생성한 골드부호를 이용하여 확산하여 제어부(180)가 데이터 시작 타이밍을 발생하면 확산된 데이터를 패킷 생성기(170)를 통해 출력한다.

상기 패킷 생성기(170)는 제어부(180)의 타이밍 제어에 따라 패킷의 앞부분부터 차례로 프리앰블 생성기(110)의 프리앰블 패턴, 인덱스 신호 생성기(130)의 인덱스 신호, 데이터 확산기(160)의 확산된 데이터를 출력한다.

상기 제어부(180)는 상기 프리앰블 생성기(110), 인덱스 신호 생성기(130), 골드부호 생성기(140), 데이터 확산기(160)가 동작하는 타이밍을 결정하고, 패킷 생성기(170)가 프리앰블 패턴, 인덱스 신호, 확산된 데이터를 출력하는 타이밍을 결정한다. 또한, 제어부(180)는 프리앰블 생성기(110)가 저장하고 있는 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 임의의 하나를 결정한다.

그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 패킷 생성장치에 의해 생성된 패킷의 구조와 생성과정에 대하여 아래와 같이 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 패킷 생성장치에 의해 생성된 패킷의 개략적인 구조를 나타낸 예시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 패킷 생성장치가 생성하는 패킷은 프리앰블 패턴(211, 221, 231)과 인덱스 신호(212, 222, 232)와 확산된 데이터(213, 223, 233)로 구성된다. 여기서, 매 패킷의 프리앰블 패턴(221, 221, 231)은 패킷 생성장치와 수신장치가 미리 결정해둔 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 제어부(180)가 임의로 하나 결정한 프리앰블 패턴이다.

인덱스 신호(212, 222, 232)는 해당 패킷의 사용자 원 신호를 확산한 골드부호 초기 인덱스 값으로 골드부호 인덱스 제어기(120)가 매 패킷마다 임의로 결정한다. 확산된 데이터(213, 223, 233)는 원 신호 발생기(150)에 저장된 사용자 원 신호를 골드부호 생성기(140)에서 생성한 골드부호로 확산한 데이터다. 여기서, 매 패킷의 사용자 원 신호를 확산한 골드부호는 확산된 데이터(213, 223, 233)의 바로 앞부분에 위치한 인덱스 신호(212, 222, 232)를 초기 값으로 하여 골드부호 생성기(140)가 생성한 골드부호다.

도 3은 본 발명에 따른 패킷 생성방법에 의한 패킷 생성과정을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 제어부(180)는 프리앰블 생성기(110)에 저장된 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 하나의 프리앰블 패턴을 임의로 결정하고, 그 임의로 결정된 프리앰블 패턴을 프리앰블 생성기(110)에 알려준다(S310).

골드부호 인덱스 제어기(120)는 사용자의 원 신호를 확산할 정수(N)개 비트로 구성된 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 임의로 결정하고, 그 임의로 결정된 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 인덱스 신호 생성기(130)와 골드부호 생성기(140)로 출력한다(S320).

인덱스 신호 생성기(130)는 상기 S320 단계에서 결정된 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 저장한다(S330).

골드부호 생성기(140)는 상기 S320 단계에서 결정된 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 골드부호 생성을 위한 초기 값으로 설정한다(S340).

제어부(180)는 패킷 시작 타이밍을 판단한다(S350).

프리앰블 생성기(110)는 상기 S350단계에서 제어부(180)가 판단한 패킷 시작 타이밍에 S310단계에서 결정된 프리앰블 패턴을 패킷 생성기(170)를 통해 출력한다(S360).

인덱스 신호 생성기(130)는 제어부(180)의 인덱스 신호 시작 타이밍에 상기 S330 단계에서 저장한 인덱스 신호를 패킷 생성기(170)를 통해 출력한다(S370).

마지막으로, 제어부(180)가 확산된 데이터의 시작 타이밍을 발생하면, 골드부호 생성기(140)는 S340단계에서 골드부호 생성기(140)에 저장된 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 초기 값으로 하여 골드부호를 생성하고, 동시에 데이터 확산기(160)는 원 신호 발생기(150)의 사용자 원 신호를 골드부호 생성기(140)가 생성한 골드부호로 확산하여 패킷 생성기(170)를 통해 출력한다(S380).

이제 본 발명의 패킷 생성장치 및 방법에 따라 생성된 부호확산 패킷통신의 패킷을 수신하여 사용자의 원 신호를 복원할 수 있는 본 발명의 패킷 수신장치 및 수신방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 패킷 수신장치의 구성을 나타낸 도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 패킷 수신장치는, 패킷 수신기(410), 병렬 프리앰블 탐색기(420), 골드부호 인덱스 판단기(430), 골드부호 생성기(440), 원 데이터 역 확산기(450), 원 신호 수신기(460), 제어부(470)를 포함한다.

상기 패킷 수신기(410)는 부호확산 패킷통신의 패킷 수신장치가 채널로부터 수신한 아날로그 형태의 패킷 신호를 샘플링하여 병렬 프리앰블 탐색기(420), 골드부호 인덱스 판단기(430) 및 데이터 역 확산기(450)로 디지털로 변환된 패킷 신호를 출력한다.

상기 병렬 프리앰블 탐색기(420)는 상기 패킷 수신기(410)로부터 수신한 패킷신호로부터 프리앰블 패턴의 수신 타이밍을 탐색하여 제어부(470)에 출력으로써 제어부(470)가 패킷의 수신여부 및 수신 타이밍을 판단할 수 있도록 한다.

단일 프리앰블 탐색기는 탐색할 프리앰블의 패턴을 저장하고, 프리앰블 탐색기가 저장하고 있는 프리앰블 패턴과 패킷 수신기(410)로부터 받은 디지털 신호의 닮은 정도인 상관도를 계산한다. 단일 프리앰블 탐색기에서 상관도는 정확한 프리앰블 패턴의 위치에서 최대가 되며 위치가 일치하지 않는 경우에는 상관도가 매우 작으므로 프리앰블 패턴이 수신되는 타이밍을 용이하게 판단할 수 있다.

본 발명에 따른 패킷 수신장치의 병렬 프리앰블 탐색기(420)는 상기에서 설명하는 단일 프리앰블 탐색기와 기본적인 구조는 동일하며 단지 본 발명에 따른 패킷 생성장치가 매 패킷마다 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 임의로 하나의 프리앰블 패턴을 생성하므로 이를 탐색하기 위해 정수(K)개의 단일 프리앰블 탐색기를 병렬로 구성한다. 여기서, 정수(K)개의 단일 프리앰블 탐색기는 패킷 생성장치와 패킷 수신 장치 간에 약속된 정수(K)개의 프리앰블 패턴을 하나씩 저장한다.

본 발명에 따른 패킷 생성장치가 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 하나를 임의로 결정하여 송신하면, 병렬 프리앰블 탐색기(420)를 구성하는 단일 프리앰블 탐색기 중 패킷 생성장치가 결정한 프리앰블 패턴과 동일한 프리앰블 패턴을 저장하고 있는 단일 프리앰블 탐색기가 프리앰블 패턴 수신 위치에서 매우 높은 상관도를 가지기 때문에 병렬 프리앰블 탐색기(420)를 구성하는 나머지 K-1개의 단일 프리앰블 탐색기가 해당 패킷 구간에서 상관도가 낮게 유지되더라도 수신 패킷에서 프리앰블 패턴이 수신되는 타이밍을 용이하게 판단할 수 있다.

상기 골드부호 인덱스 판단기(430)는 제어부(470)로부터 수신한 인덱스 신호 수신 타이밍에서 패킷 내 인덱스 신호를 수신하여 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 골드부호 생성기(440)에 출력한다.

상기 골드부호 생성기(440)는 제어부(470)로부터 수신한 확산된 데이터 수신 타이밍에서 골드부호 인덱스 판단기(430)로부터 수신한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 확산된 데이터를 역 확산하기 위한 골드부호를 생성한다. 여기서, 패킷 수신장치의 골드부호 생성기(440)는 패킷 송신장치의 골드부호 생성기(140)와 구조가 동일하다.

상기 데이터 역 확산기(450)는 제어부(470)로부터 수신한 확산된 데이터 수신 타이밍에서 패킷 수신기(410)로부터 수신한 패킷 내 확산된 데이터를 골드부호 생성기(440)에서 생성한 골드부호로 역 확산하여 원 신호 수신기(460)로 출력한다.

상기 원 신호 수신기(460)는 데이터 역 확산기(450)로부터 수신한 역 확산된 신호를 사용자의 원 신호 시간만큼 누적하여 사용자의 원 신호를 복원한다. 부호확산 패킷통신의 패킷 생성장치와 수신장치의 골드부호가 동일하고 역 확산 타이밍이 일치하는 경우에는 원 신호 시간만큼 역 확산된 신호를 누적하면 사용자의 0 또는 1의 원 신호를 복원할 수 있다. 반면에 패킷 생성장치와 수신장치의 골드부호가 다르거나 골드부호가 동일하더라도 역 확산 타이밍이 일치하지 않는 경우에는 원 신호 시간만큼 누적하더라도 잡음과 같은 신호가 출력되기 때문에 사용자의 원 신호를 복원할 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 매 패킷마다 사용자의 원 신호를 확산한 골드부호의 초기 인덱스 값을 임의로 결정하여 골드부호를 숨기고, 프리앰블 패킷을 임의로 결정하여 패킷의 수신 타이밍을 숨기는 방법으로 부호확산 패킷통신의 패킷이 탐지되지 않도록 한다.

상기 제어부(470)는 병렬 프리앰블 탐색기(420)가 판단한 프리앰블 패턴의 수신 타이밍으로부터 패킷 내에서 인덱스 신호와 확산된 데이터가 수신되는 타이밍을 판단하여 골드부호 인덱스 판단기(430)에는 인덱스 신호의 수신 타이밍을 출력하고 골드부호 생성기(440)와 데이터 역 확산기(450)에는 확산된 데이터의 수신 타이밍을 출력한다.

도 5는 본 발명에 따른 패킷 생성방법에 의해 생성된 패킷을 수신하여 부호확산 패킷통신의 사용자 원 신호를 복원하기 위한 패킷 수신방법의 흐름도를 나타낸다.

먼저, 패킷 수신기(410)는 채널로부터 수신한 아날로그 형태의 패킷 신호를 샘플링하여 병렬 프리앰블 탐색기(420), 골드부호 인덱스 판단기(430) 및 데이터 역 확산기(450)로 디지털로 변환된 패킷 신호를 출력한다(S510).

병렬 프리앰블 탐색기(420)는 상기 S510 단계에서 패킷 수신기(410)로부터 수신한 패킷 신호와 정수(K)개의 단일 프리앰블 탐색기에 저장된 프리앰블 패턴과의 상관도를 계산한다(S520).

병렬 프리앰블 탐색기(420)는 상기 S520 단계에서 계산한 상관도가 기준 값 이상인지를 판단한다(S530).

병렬 프리앰블 탐색기(420)는 상기 S530단계에서 기준 값 이상의 상관도가 발생한 위치를 프리앰블 패턴의 수신 타이밍으로 제어부(470)에 출력한다(S540).

제어부(470)는 상기 S540단계에서 병렬 프리앰블 탐색기(420)로부터 수신한 프리앰블 패턴의 수신 타이밍으로부터 인덱스 신호의 수신 타이밍을 판단하여 골드부호 인덱스 판단기(430)로 출력한다(S550).

골드부호 인덱스 판단기(430)는 상기 S550 단계에서 제어부(470)로부터 수신한 인덱스 신호 수신 타이밍에 상기 S510 단계에서 패킷 수신기(510)로부터 수신한 패킷 신호 중에서 인덱스 신호를 수신하여 골드부호 생성기(440)로 출력한다(S560).

제어부(470)는 상기 S540단계에서 병렬 프리앰블 탐색기(420)로부터 수신한 프리앰블 패턴의 수신 타이밍으로부터 확산된 데이터의 수신 타이밍을 판단하여 골드부호 생성기(440)와 데이터 역 확산기(450)로 출력한다(S570).

골드부호 생성기(440)는 상기 S570단계에서 제어부(470)로부터 수신한 확산된 데이터 수신 타이밍에 상기 S560 단계에서 골드부호 인덱스 판단기(430)로부터 수신한 두 개의 골드부호 초기 인덱스를 이용하여 골드부호를 생성한다(S580-1).

S580-1 단계와 동시에, 데이터 역 확산기(450)는 상기 S570단계에서 제어부(470)로부터 수신한 확산된 데이터 수신 타이밍에 상기 S510 단계에서 패킷 수신기(410)로부터 수신한 패킷 신호 중에서 확산된 데이터를 상기 S580-1에서 골드부호 생성기(440)가 생성한 골드부호로 역 확산하여 원 신호 수신기(460)로 출력한다(S580-2).

원 신호 수신기(460)는 상기 S580-2 단계에서 데이터 역 확산기(450)로부터 수신한 역 확산된 신호를 사용자의 원 신호 시간만큼 누적하여 원 신호를 복원한다(S590).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 부호확산 패킷통신의 패킷 생성 및 수신방법 및 그 장치는, 부호 확산 기법을 이용한 패킷 통신에서 매 패킷을 생성할 때마다 프리앰블 패턴과 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 다르게(변경)함으로써 패킷이 적에게 탐지되는 위험을 대폭 줄일 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 프리앰블 생성기 120: 골드부호 인덱스 제어기
130: 인덱스 신호 생성기 140: 골드부호 생성기
150: 원 신호 발생기 160: 데이터 확산기
170: 패킷 생성기 180: 제어부
410: 패킷 수신기 420: 병렬 프리앰블 탐색기
430: 골드부호 인덱스 판단기 440: 골드부호 생성기
450: 데이터 역 확산기 460: 원 신호 수신기
470: 제어부

Claims (5)

1. 정수(K)개의 프리앰블 패턴을 저장하고, 제어부가 임의로 결정한 하나의 프리앰블 패턴을 패킷 시작 타이밍에 패킷 생성기를 통해 출력하는 프리앰블 생성기;
   두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 임의로 결정하고, 상기 임의로 결정된 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 인덱스 신호 생성기와 골드부호 생성기에 출력하는 골드부호 인덱스 제어기;
   상기 골드부호 인덱스 제어기가 결정한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 저장하고, 상기 프리앰블 패턴과 확산된 데이터 사이에 인덱스 신호를 패킷 생성기를 통해 출력하는 상기 인덱스 신호 생성기;
   상기 골드부호 인덱스 제어기에서 결정한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 사용자의 원 신호를 확산할 골드부호를 생성하는 상기 골드부호 생성기;
   부호확산 패킷통신의 사용자가 송신하고자 하는 원 신호를 저장하는 원 신호 발생기;
   상기 골드부호 생성기에서 생성한 골드부호로 상기 원 신호 발생기의 원 신호를 확산하여 상기 확산된 데이터를 만드는 데이터 확산기;
   상기 제어부에서 결정한 타이밍에 따라 상기 프리앰블 생성기의 출력, 상기 인덱스 신호 생성기의 출력 및 상기 데이터 확산기의 출력을 차례로 출력하여 패킷을 생성하는 상기 패킷 생성기;
   상기 패킷 생성기의 프리앰블 생성기 출력, 인덱스 신호 생성기 출력 및 데이터 확산기 출력의 타이밍을 결정하고, 상기 프리앰블 생성기의 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 하나를 임의로 결정하는 상기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 생성 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 패킷 생성기는,
   부호확산 패킷통신에서 패킷마다 프리앰블 패턴과 상기 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 다르게 하여 탐지될 확률이 낮은 패킷을 생성하는 것을 특징으로 하는 패킷 생성 장치.
3. 부호확산 패킷통신에서 패킷마다 프리앰블 패턴, 사용자의 원 신호를 확산하는 확산부호를 다르게하여 탐지될 확률이 낮은 패킷을 생성하는 패킷 생성방법에 있어서,
   제어부가 정수(K)개의 프리앰블 패턴 중 하나를 임의로 결정하여 프리앰블 생성기로 출력하는 단계;
   골드부호 인덱스 제어기가 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 임의로 결정하여 인덱스 신호 생성기와 골드부호 생성기로 출력하는 단계;
   인덱스 신호 생성기가 골드부호 인덱스 제어기로부터 수신한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 저장하는 단계;
   골드부호 생성기가 골드부호 인덱스 제어기로부터 수신한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 골드부호 생성을 위한 초기 값으로 설정하는 단계;
   제어부가 패킷 시작 타이밍을 판단하는 단계;
   프리앰블 생성기가 제어부에서 결정한 프리앰블 패턴을 패킷 생성기를 통해 출력하는 단계;
   인덱스 신호 생성기가 인덱스 신호를 패킷 생성기를 통해 출력하는 단계;
   상기 제어부의 데이터 시작 타이밍에 골드부호 생성기가 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 골드부호를 생성하고, 동시에 데이터 확산기가 원 신호 발생기의 사용자 원 신호를 골드부호 생성기가 생성한 골드부호로 확산하여 패킷 생성기를 통해 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 생성방법.
4. 부호확산 패킷통신에서 패킷마다 프리앰블 패턴과 원 신호의 확산부호가 다른 패킷을 수신하여 사용자의 원 신호를 복원하기 위한 패킷 수신 장치에 있어서,
   상기 부호확산 패킷통신의 신호를 디지털 신호로 변환하는 패킷 수신기;
   정수(K)개의 단일 프리앰블 탐색기를 병렬로 구성하여 프리앰블 패턴의 수신여부를 판단하고, 프리앰블 수신 타이밍을 제어부에 출력하는 병렬 프리앰블 탐색기;
   상기 패킷 수신기의 신호 중에서 인덱스 신호를 수신하여 패킷 수신 장치의 골드부호 생성기에 출력하는 골드부호 인덱스 판단기;
   상기 골드부호 인덱스 판단기에서 수신한 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 골드부호를 생성하는 골드부호 생성기;
   상기 패킷 수신기의 신호 중에서 확산된 데이터 부분을 상기 골드부호 생성기의 골드부호로 역 확산하여 원 신호 수신기로 출력하는 데이터 역 확산기;
   상기 데이터 역 확산기로부터 수신한 역 확산된 데이터를 원 신호 시간동안 누적하여 원 신호를 복원하는 상기 원 신호 수신기;
   상기 병렬 프리앰블 탐색기로부터 프리앰블 수신 타이밍을 수신 받아 상기 인덱스 신호의 수신 타이밍을 상기 골드부호 인덱스 판단기에, 확산된 데이터의 수신 타이밍을 골드부호 생성기 및 데이터 역 확산기에 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 수신 장치.
5. 부호확산 패킷통신에서 패킷마다 프리앰블 패턴과 원 신호의 확산부호가 다른 패킷을 수신하여 사용자의 원 신호를 복원하기 위한 패킷 수신방법에 있어서,
   패킷 수신기가 부호확산 패킷통신의 아날로그 신호를 샘플링하여 디지털 패킷 신호로 수신하는 단계;
   병렬 프리앰블 탐색기가 패킷 수신기의 패킷 신호와 정수(K)개의 병렬 프리앰블 탐색기에 저장된 프리앰블 패턴과의 상관도를 계산하는 단계;
   상기 병렬 프리앰블 탐색기가 기준 값 이상의 상관도가 발생하는지를 판단하는 단계;
   상기 병렬 프리앰블 탐색기가 기준 값 이상의 상관도가 발생한 위치를 프리앰블 패턴의 수신 타이밍으로 제어부에 출력하는 단계;
   제어부가 인덱스 신호의 수신 타이밍을 판단하여 골드부호 인덱스 판단기로 출력하는 단계;
   골드부호 인덱스 판단기가 인덱스 신호 수신 타이밍에 인덱스 신호를 수신하여 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 골드부호 생성기로 출력하는 단계;
   상기 제어부가 확산된 데이터의 수신 타이밍을 판단하여 골드부호 생성기와 데이터 역 확산기로 출력하는 단계;
   골드부호 생성기가 두 개의 골드부호 초기 인덱스 값을 이용하여 골드부호를 생성하고, 동시에 데이터 역 확산기가 패킷 수신기에서 수신한 확산된 데이터를 골드부호 생성기가 생성한 골드부호로 역 확산하여 원 신호 수신기로 출력하는 단계;
   상기 원 신호 수신기가 데이터 역 확산기로부터 수신한 역 확산된 데이터를 원 신호 시간동안 누적하여 원 신호를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 수신 방법.

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