KR20180034418A

KR20180034418A - 두개의 상태 기호들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180034418A
Application number: KR1020187002152A
Authority: KR
Inventors: 니꼴라 샬보; 로이 허버트; 크리스토프 푸르테
Original assignee: 시그폭스
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2018-04-04
Also published as: US20180191540A1; JP2018524911A; CN107852193A; WO2016207230A1; FR3038170A1; JP6845164B2; EP3314773B1; CN107852193B; FR3038170B1; US10454730B2; EP3314773A1; KR102484067B1

Abstract

두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명은 송신기 장치(20)에 의해 송신하는 이진 데이터 시퀀스에 대응하는 2 상태 심볼들의 시퀀스에 의해 위상 변조되거나 주파수 변조된 신호에 대응한 유용한 신호를 무선 통신 시스템(10)의 수신기 장치(31)에 의하여 수신하는 수신 방법(50)에 있어서, 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프(time-domain envelope)의 검출하는 검출 단계(51); 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프와 소정의 임계값(S1)을 비교하는 비교 단계(52); 유용한 신호의 연속적인 심볼들 사이의 전이를 검출하되, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계값 미만일 때 검출되는 각각의 상태가 다른 2 개의 연속된 심볼 사이의 전이 및 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프 상기 임계값보다 클 때 검출되는 각각의 상태가 동일한 2 개의 연속된 심볼 사이의 전이를 검출하는 검출 단계(53) 및 상이한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수 및 동일한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수로서 유용한 신호로부터 이진 데이터 시퀀스를 추출하는 추출 단계(54)를 포함한다.

Description

두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법 및 장치

본 발명은 무선 통신 시스템의 분야에 속하며, 특히, 이진 데이터 시퀀스에 대응하는 2 상태 심볼들의 시퀀스에 의해 위상-변조 또는 주파수-변조된 신호에 대응하는 유용한 신호의 수신 방법에 관한 것이다.

본 발명의 특히 바람직한 응용 예는 BPSK (Binary Phase Shift Keying) 또는 DBPSK (Differential BPSK) 신호의 수신에 관한 것이다.

도 1은 2 진 데이터 시퀀스로부터 BPSK 신호를 생성하기 위한 원리를 개략적으로 도시한다.

도 1의 a)에 도시된 바와 같이, 이진 데이터 시퀀스에서, 각 이진 데이터 항목 또는 "비트(bit)"는 0 또는 1의 값을 취할 수 있다. 도 1의 a)에 도시된 예에서, 이진 데이터 시퀀스는 "1 0 1 1 0 1 0"이다.

도 1의 부분 c)는 "캐리어"로 지칭되는 실질적으로 정현파 신호를 나타내며, 도 1의 부분 d)는 도 1의 부분 a)에 의해 예시된 이진 데이터 시퀀스에 의해 캐리어의 위상을 변조함으로써 획득된 BPSK 신호를 나타낸다.

도 1의 부분 (d)에 의해 예시된 바와 같이, 송신될 비트가 1 일 때, BPSK 신호는 캐리어와 동일하다. 그러나, 송신될 비트가 0과 같을 때, BPSK 신호는 180ㅀ (π)만큼 위상-시프트된 반송파에 대응한다. 즉, 반송파에 -1을 곱한 것에 대응한다.

따라서, BPSK 신호는 도 1의 부분 b)에 도시된 2 상태 심볼의 반송파와 시퀀스의 곱으로 볼 수 있다. 즉 송신될 비트가 1 일 때 1과 동일한 제 1 상태, 및 전송할 비트가 0 일 때 -1과 같은 제2 상태이다.

BPSK 신호를 수신하기 위해, 수신된 BPSK 신호는 상기 BPSK 신호의 반송파와 주파수 및 위상이 동기화된 정현파 신호에 의해 곱해져야한다. 이 곱의 결과는 이진 데이터 시퀀스를 추출하기 전에 저역 통과 필터링(low-pass filtered)된다.

"사물의 인터넷(Internet of Things)"(IoT)의 맥락에서, 일상의 물건(everyday object)은 통신 객체가 되도록 의도되었으며, 일반적으로 무선 결합(radio link)을 통해 액세스 네트워크에 데이터를 전송하기에 적합한 단말기를 갖춘 것이다. 액세스 네트워크는 상기 단말기들에 의해 송신된 데이터를 수집하는 기지국들을 포함한다.

In such a context, it is important to have solutions which are both low-cost (and therefore low-complexity) and at the same time low energy consumers. This means that, for example, many everyday objects can be made communicating without impacting their production cost significantly, and especially without impacting too much their autonomy when they are battery-operated. At the terminal end, the use of, for example, BPSK modulation provides for a simple and inexpensive solution to implement for the data transmission part.

그런 맥락에서, 저비용(따라서 복잡성이 낮다)과 동시에 저에너지 소비를 갖춘 솔루션을 갖는 것이 중요하다. 즉, 예를 들어 일상 생활의 많은 물건이 생산 비용에 크게 영향을 미치지 않고 통신할 수 있으며, 특히 배터리로 작동할 때 자율성(autonomy)에 너무 많은 영향을 미치지 않도록 한다. 단말기에서는, 예를 들어, BPSK 변조의 사용은 데이터 송신 부분을 구현하기 위한 간단하고 저렴한 솔루션을 제공하고 있다.

모든 무선 통신 시스템과 마찬가지로, 최대수의 단말기로 전송된 데이터를 수집할 수 있도록 광범위한 지리적 커버리지를 갖는 것이 중요하다. IoT를 위한 무선 통신 시스템이 이동 전화 셀룰러 무선 통신 시스템보다 넓은 커버리지를 제공하지만, 특정 지역, 특히 지하 또는 건물 내부의 커버리지는 여전히 문제로 남아있다.

커버리지에서 이러한 격차를 해소하기 위해서는, 액세스 네트워크의 다른 기지국에 의해 크기가 제한되고 부적절하게 서비스되는 영역을 커버하기 위한 "펨토셀 (femtocell)"이라고하는 기지국을 추가함으로써 액세스 네트워크를 치밀화하는 것이 적절하다.

이러한 치밀화 접근법은 롤아웃의 수익성을 저해하지 않는 특히 저비용 솔루션에 의존해야한다는 것이 분명하다. 이러한 맥락에서, BPSK 신호의 반송파와 위상 및 주파수가 동기되는 정현파 신호를 생성할 필요가 있는 종래의 BPSK 복조기의 사용은 구현하기에 너무 복잡하고 비용이 많이 든다.

IoT를위한 무선 통신 시스템에서, 데이터의 교환은 주로 단방향이며, 이 경우 단말기와 액세스 네트워크 사이의 업링크를 통해 이루어진다. 이러한 작동 모드는 예를 들어 가스, 수도 및 전기 계량기의 원격 판독, 건물 또는 주택의 원격 모니터링 등과 같은 다수의 애플리케이션에 대해 굉장히 만족스럽다.

일부 애플리케이션에서, 다른 방향, 즉 액세스 네트워크로부터 단말기로의 다운 링크를 통해, 예를 들어 단말기를 재구성하거나 및/또는 상기 단말기에 연결된 액츄에이터를 제어하기 위한 데이터 교환을 수행할 수 있는 것이 또한 유리할 수 있다. 그러나, 종래의 BPSK 복조기(demodulator)의 사용이 선결적으로 배제되도록 단말의 복잡성, 비용 및 전기 소비에 대한 영향을 제한하면서 그러한 능력이 제공되어야 할 것이다.

DBPSK 신호 복조기는 Yi-Li Tsai가 저술한 "A 400 MHz D-BPSK receiver with a reference-less dynamic phase-to-amplitude demodulation technique" 라는 선행 문헌에서 알 수 있다.

이러한 선행 문헌에 있어서, 복조기는 디지털 제어 발진기(digitally controlled oscillator, DCO)로 소개되는, 위상 변조된 PM 신호(Phase Modulation signal, DBPSK 신호)를 진폭 변조된 AM 신호(Amplitude-Modulated signal)로 변환하는 PM/AM(위상 변조/진폭 변조) 변환기를 입력하는 것을 포함한다. DBPSK 신호에 대해 이러한 PM/AM 변환을 수행한 후에, 종래의 AM 복조 기술을 구현하는 것이 가능하다.

그러나, DBPSK 신호에 대한 그러한 복조기는 또한 IoT를 위한 무선 통신 시스템에서 구현하기에는 너무 복잡하고 너무 비싼 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 단순하고 저비용의 방식으로 위상-시프트된 신호를 수신하는 해결책을 제안함으로써 종래 기술의 해결책, 특히 전술한 해결책의 한계의 전부 또는 일부를 개선하는 것이다. 예를 들어 BPSK 또는 DBPSK 신호와 같은 2 상태 심볼들의 시퀀스에 의해 변조 또는 주파수 변조 될 수 있는 것이다.

이를 위해, 그리고 제 1 양태에 따르면, 본 발명은 송신기 장치에 의해 송신하는 이진 데이터 시퀀스에 대응하는 2 상태 심볼들의 시퀀스에 의해 위상 변조되거나 주파수 변조된 신호에 대응한 유용한 신호를 무선 통신 시스템의 수신기 장치에 의하여 수신하는 수신 방법에 있어서, 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프(time-domain envelope)의 검출하는 검출 단계; 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프와 소정의 임계값을 비교하는 비교 단계; 유용한 신호의 연속적인 심볼들 사이의 전이를 검출하되, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계값 미만일 때 검출되는 각각의 상태가 다른 2 개의 연속된 심볼 사이의 전이 및 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프 상기 임계값보다 클 때 검출되는 각각의 상태가 동일한 2 개의 연속된 심볼 사이의 전이를 검출하는 검출 단계 및 상이한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수 및 동일한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수로서 유용한 신호로부터 이진 데이터 시퀀스를 추출하는 추출 단계를 포함한다.

따라서, 수신 방법은 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프의 검출에 의존한다. 시간 영역 엔벨로프의 검출은 진폭-변조 신호 수신의 프레임 워크 내에서 알려져 있는데, 그 이유는 이러한 경우에 시간 영역 엔벨로프가 송신된 심볼 시퀀스에 실질적으로 비례하기 때문이다.

위상-변조 또는 주파수-변조 신호가 원칙적으로 일정한 진폭을 갖는다. 그러나 본 발명자는 심볼들의 시퀀스는 유용한 신호의 스펙트럼 점유를 감소시키기 위해 일반적으로 송신 시 필터링되기 때문에, 상기 유용한 신호는 일반적으로 상이한 상태들에 대응하는 연속적인 심볼들 사이의 전이 동안 진폭의 강하를 나타난다는 것을 관찰하였다.

따라서, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프는 상이한 상태들(검출된 시간 영역 엔벨로프의 진폭의 저하를 초래함) 간의 전이를 검출하기 위해 그리고, 동일한 상태(2 개의 연속적인 심볼들 사이의 검출된 시간 영역 엔벨로프의 진폭 강하가 없다) 간의 전이를 검출하기 위해 위상 변조 또는 주파수 변조 신호의 수신의 프레임 워크 내에서 유리하게 사용된다. DBPSK 변조와 같은 차동 변조의 경우에, 상이한 상태들 사이의 검출된 전이 및 동일한 상태들 간의 검출된 전이가 전송된 이진 데이터 시퀀스를 직접 복구하기 위해 사용될 수 있다.

사용된 변조가 차동이 아닌 경우, 예를 들어 BPSK 변조의 경우, 적어도 하나의 이진 데이터 시퀀스가 알려지면, 간접적으로 이진 데이터 시퀀스를 복구할 수 있다. 이러한 정보는 전송된 이진 데이터 시퀀스가 수신기 장치에 선험적으로 알려진 이진 데이터 패턴을 포함하여 획득될 수 있다.

상기 선행 문헌과 비교하여, 시간 영역 엔벨로프가 유용한 신호, 즉 위상-변조 또는 주파수-변조된 신호 상에서 직접 검출되며, PM/AM 컨버터의 출력으로 획득된 신호가 아니다. 따라서, 본 발명의 특징으로 상기 수신 방법은 상기 선행 문헌과 비교하여, 디지털 제어 발진기와 같은 PM/AM 변환기를 필요로 하지 않는다는 장점이 있다.

특정 구현 형태에서, 수신 방법은 추가로 기술적으로 가능한 모든 조합 또는 단독으로 취해진 다음 특성 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

특정 구현 예에서, 상기 심볼들의 시퀀스는 심볼 주기에서 송신되고, 상기 수신 방법은, 상기 심볼 주기에서 분리된 결정 순간들의 결정을 포함하고, 상기 결정 순간들의 함수로서 검출되는 유용한 신호의 연속적인 심벌들 사이의 전이들을 검출할 수 있다.

특정 구현 형태에서, 상기 결정 순간들은, 상이한 상태들 사이의 전이의 검출의 적어도 하나의 순간의 함수로서 결정할 수 있다.

특정 구현 예에서, 상기 결정 순간들은, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프가 상기 임계 값보다 큰 순간들에 대응하되, 상이한 상태들 사이의 전이는 검출된 시간 영역 엔벨로프가 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 상기 임계값보다 작아지면 검출되고, 동일한 상태들 사이의 전이는 검출된 시간 영역 엔벨로프가 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 상기 임계 값보다 크게 유지될 때 검출될 수 있다.

특정 구현 형태에서 상기 유용한 신호는, 초 협 대역 신호일 수 있다.

특정 구현 형태에서, 상기 유용한 신호는 BPSK 또는 DBPSK 신호일 수 있다.

특정 구현 형태에서 상기 유용한 신호는 GFSK 또는 DGFSK 신호일 수 있다.

특정 구현 예에서, 상기 수신기 장치(31)는, 진폭 변조된 신호를 수신하기 위해 상기 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프를 검출하고, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프를 상기 임계값과 비교하기 위해 구현되는 수단일 수 있다.

제 2 양태에 따르면, 본 발명은 상기 프로세서의 실행 형태들 중 임의의 하나에 따른 수신 방법을 구현하도록 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서를 구성하는 프로그램 코드 명령들의 세트를 포함하는 컴퓨터 프로그램 생성물에 관한 것이다.

제 3 양태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 구현 형태 중 임의의 하나에 따른 수신 방법을 구현하도록 구성된 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 수신기 장치에 관한 것이다.

제 4 양태에 따르면, 본 발명은 무선 통신 시스템의 송신기 장치에 의해 유용한 신호를 수신기 장치에 송신하는 방법에 관한 것으로, 상기 유용한 신호는 이진 데이터 시퀀스에 대응하는 2 상태 심볼들의 시퀀스에 의해 온-오프 진폭 변조된 기준 신호에 대응되고, 상기 시퀀스의 상기 심볼들은 심볼 주기에서 송신된다.

또한, 수신기 장치는 심볼주기 보다 짧은 지속 시간을 갖는 진폭의 강하를 검출하도록 구성되기 때문에, 제 1 심볼 상태는 심볼 기간에 걸쳐 제 1 값에 의해 인코딩되고, 제 2 심볼 상태는 "취소 구간(cancellation interval)"이라고 불리는 시간 간격을 제외하고, 상기 심볼 기간보다 짧은 지속 시간을 가지며, 상기 제 1 값과 다른 제 2 값에 의해 인코딩되는 제 2 심볼 상태를 초과하고, 상기 제 1 값 상기 제 2 값은 상기 기준 신호의 온 변조 및 오프 변조와 각각 관련된다.

특정 구현 형태에서, 전송 방법은 추가로 기술적으로 가능한 모든 조합 또는 단독으로 취해진 다음 특성 중 하나 이상을 포함 할 수있다.

특정 구현 예에서, 심볼 주기는 지속 기간 Te이고, 취소 구간의 지속 기간은 Te / 2보다 같거나 짧거나 Te / 4보다 같거나 짧다.

특정 구현 형태에서, 취소 구간은 제 2 심볼 상태에서 심볼 기간의 시작 또는 끝 부분에 놓인다.

특정 구현 예에서, 상기 취소 구간은 상기 제 2 상태가 상기 제 1 값에 의해 인코딩되는 2 개의 시간 간격에 의해 상기 제 2 심볼 상태에 포집되어 있다.

제 5 양태에 따르면, 본 발명은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서의 실행 형태들 중 임의의 하나에 따른 전송 방법을 구현하도록 상기 프로세서를 구성하는 프로그램 코드 명령들의 세트를 포함하는 컴퓨터 프로그램 생성물에 관한 것이다.

제 6 양태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 구현 형태 중 임의의 하나에 따른 송신 방법을 구현하도록 구성된 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 송신기 장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제 1 양태에 따르면, 송신기 장치에 의해 송신하는 이진 데이터 시퀀스에 대응하는 2 상태 심볼들의 시퀀스에 의해 위상 변조되거나 주파수 변조된 신호에 대응한 유용한 신호를 무선 통신 시스템의 수신기 장치에 의하여 수신하는 수신 방법에 있어서, 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프(time-domain envelope)의 검출하는 검출 단계; 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프와 소정의 임계값을 비교하는 비교 단계; 유용한 신호의 연속적인 심볼들 사이의 전이를 검출하되, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계값 미만일 때 검출되는 각각의 상태가 다른 2 개의 연속된 심볼 사이의 전이 및 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프 상기 임계값보다 클 때 검출되는 각각의 상태가 동일한 2 개의 연속된 심볼 사이의 전이를 검출하는 검출 단계 및 상이한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수 및 동일한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수로서 유용한 신호로부터 이진 데이터 시퀀스를 추출하는 추출 단계를 포함한다.

특정 구현 형태에서, 전송 방법은 추가로 기술적으로 가능한 모든 조합 또는 단독으로 취해진 다음 특성 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명에 의하면, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프는 상이한 상태들(검출된 시간 영역 엔벨로프의 진폭의 저하를 초래함) 간의 전이를 검출하기 위해 그리고, 동일한 상태(2 개의 연속적인 심볼들 사이의 검출된 시간 영역 엔벨로프의 진폭 강하가 없다) 간의 전이를 검출하기 위해 위상 변조 또는 주파수 변조 신호의 수신의 프레임 워크 내에서 유리하게 사용된다. DBPSK 변조와 같은 차동 변조의 경우에, 상이한 상태들 사이의 검출된 전이 및 동일한 상태들 간의 검출된 전이가 전송된 이진 데이터 시퀀스를 직접 복구하기 위해 사용될 수 있다.

또한 사용된 변조가 차동이 아닌 경우, 예를 들어 BPSK 변조의 경우, 적어도 하나의 이진 데이터 시퀀스가 알려지면, 간접적으로 이진 데이터 시퀀스를 복구할 수 있다. 이러한 정보는 전송된 이진 데이터 시퀀스가 수신기 장치에 선험적으로 알려진 이진 데이터 패턴을 포함하여 획득될 수 있다.

또한 상기 선행 문헌과 비교하여, 시간 영역 엔벨로프가 유용한 신호, 즉 위상-변조 또는 주파수-변조된 신호 상에서 직접 검출되며, PM/AM 컨버터의 출력으로 획득된 신호가 아니다. 따라서, 본 발명의 특징으로 상기 수신 방법은 상기 선행 문헌과 비교하여, 디지털 제어 발진기와 같은 PM/AM 변환기를 필요로 하지 않는다는 장점이 있다.

본 발명은 모든 것을 제한하지 않는 예로서 주어진 다음의 설명을 참조할 때 및 다음을 나타내는 도면을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 이미 설명된 BPSK 변조의 원리를 나타내는 시간 영역 다이어그램이다.
도 2는 무선 통신 시스템의 개략도이다.
도 3은 유용한 신호의 수신을 위한 방법의 주요 단계들을 도시하는 다이어그램이다.
도 4는 유용한 신호가 BPSK 신호인 경우의도 도 3의 수신 방법의 동작 원리를 나타내는 시간 영역 다이어그램들이다.
도 5는 유용한 신호의 전송을 위한 방법의 주요 단계를 나타내는 다이어그램이다.
도 6은 유용한 신호가 OOK 신호인 경우의도 도 3의 수신 방법의 동작 원리를 나타내는 시간 영역 다이어그램이다.
이들 도면에서, 하나의 도면과 다른 도면은 동일한 또는 유사한 요소를 나타낸다. 명료성을 위해, 달리 지시되지 않는한, 표시된 요소는 축척되지 않는다.

도 2는 복수개의 단말기(20) 및 복수개의 기지국(31)을 포함하는 액세스 네트워크(30)를 포함하는 무선 통신 시스템(10)을 개략적으로 나타낸다.

엑세스 네트워크(30)의 단말기(20) 및 기지국(31)은 무선 신호의 형태로 유용한 신호를 교환한다. 이 경우 "무선 신호"는 유선이 아닌 수단을 통해 전파되는 전자기파를 의미하며, 그 주파수는 전통적인 전파 스펙트럼(수 헤르츠에서 수백 기가 헤르쯔)에 해당된다.

이러한 무선 통신 시스템(10)은 예를 들어 초 협 대역(ultra-narrowband)이다. 이 경우 "초 협 대역"(UNB)은 단말기(20)에 의해 엑세스 네트워크(30)로 전송된 유용한 신호의 순시 주파수 스펙트럼이 1 킬로 헤르츠 미만의 주파수 폭을 갖는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 UNB 무선 통신 시스템은 특히 M2M (Machine-to-Machine) 또는 IoT 애플리케이션에 적합하다. 그러나 다른 예를 들어 초 협 대역 신호가 아닌 전송된 유용한 신호를 사용하는 단말기(20)의 사용 가능성을 배제할 이유는 없다.

상기 단말기(20)는 유용한 신호를 업 링크를 통해 엑세스 네트워크(30)에 전송하는데 적합하다. 각각의 기지국(31)은 그것의 범위 내에 있는 유용한 신호들을 단말기(20)로부터 수신하는데 적합하다. 이와 같이 수신된 각각의 유용한 신호는 예를 들어 기지국(31) 및/또는 엑세스 네트워크(30)의 서버(32)에 의해 처리된다.

상기 무선 통신 시스템(10)은 양방향으로 통신될 수 있다. 필요하다면, 엑세스 네트워크(30)는 기지국(31)을 경유하여 다운 링크를 통해 단말기(20)에 유용한 신호를 송신하는데 적합하다. 이러한 기지국(31)에 의해 전송된 유용한 신호들은 예를 들어 초 협 대역 신호일 수 있다. 그러나 전송된 유용한 신호가 초 협 대역 신호가 아닌 기지국(31)의 유용한 신호의 스펙트럼 폭과는 독립적인 가능성을 배제할 이유는 없다.

본 발명은 특히 이진 데이터 시퀀스에 대응하는 2 상태 심볼들의 시퀀스에 의해 위상 변조되거나 주파수 변조된 신호에 대응하는 유용한 신호의 수신 방법(50)에 관한 것이다.

이후, 본 발명의 설명에서 유용한 신호에 대한 송신기 장치는 업 링크를 통해 유용한 신호가 송신되는 단말기(20)가 되도록 비제한적으로 관련된다. 또한 본 발명에 의한 수신 방법(50)을 구현하는 수신기 장치는 장비 또는 엑세스 네트워크(30)의 장비 아이템들의 조합을 포함할 수 있다. 이하에서는, 수신 방법(50)의 다양한 단계들이 모두 하나의 기지국(31)에 의해 구현되는 경우에 대하여 비제한적인 방식으로 설명한다. 그러나, 다른 예들에 따르면, 서버(32)에 의한 다양한 수신 방법(50)의 단계들(필요하다면, 기지국(31)으로부터의 유용한 신호를 수신하는 방법에 의해 구현되거나, 기지국 (31)과 상기 서버(32)에 의해 공동으로 구현될 수 있다.

각각의 기지국(31)은 예를 들어 하나 이상의 프로세서 및 저장 수단(자기 하드 디스크, 전자 메모리, 광학 디스크 등)을 포함하는 처리 모듈(도면에 나타나지 않음)을 포함하며, 여기서 컴퓨터 프로그램 제품은 수신 방법(50)의 다양한 단계들을 구현하기 위해 실행될 일련의 프로그램 코드 명령들의 형태를 포함한다. 변형 예에서, 각각의 처리 모듈은 수신 방법(50)의 상기 단계들의 전부 또는 일부를 수행하는 하나 또는 그 이상의 프로그램 가능 논리 회로(FPGA, PLD 등) 및/또는 하나 이상의 특수 집적 회로(ASIC), 및/또는 이산 전자 부품 세트 등을 포함할 수 있다.

각각의 기지국(31)은 무선 신호의 형태로 단말기(20)에 의해 송신된 유용한 신호를 상기 기지국이 수신 할 수 있도록, 당업자에게 알려진 무선 통신 수단을 더 포함한다.

즉, 엑세스 네트워크(30)의 각 기지국(31)은 유용한 신호의 수신을 위한 방법 (50)의 다양한 단계들을 구현하기 위해 소프트웨어 형태(특정 컴퓨터 프로그램 제품) 및/또는 하드웨어 형태(FPGA, PLD, ASIC, 개별 전자 부품 등)로 구성된 수단을 포함한다.

도 3은 위상-변조 또는 주파수-변조된 신호에 대응하는 유용한 신호의 수신을 위한 수신 방법(50)의 주요 단계를 개략적으로 나타내고, 수신 방법(50)은 아래의 단계를 포함한다. 즉 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프(time-domain envelope)의 검출하는 검출 단계(51); 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프와 소정의 임계값(S1)을 비교하는 비교 단계(52); 상기 비교된 결과로부터 유용한 신호의 연속적인 심볼들 간의 전이의 검출하는 검출 단계(53) 및 상기 검출된 연속적인 심볼들 간의 전이의 함수로 유용한 신호로부터 2 진 데이터 시퀀스를 추출하는 추출 단계(54)를 포함한다.

따라서, 수신 방법(50)은 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프의 검출에 의존한다. 이러한 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프의 검출은, 예를 들어 다이오드에 의해, 또는 초-재생 검출기(super-regenerative detector) 등에 의해 매우 복잡하지도 않고 매우 비싸지 않은 방식으로 달성될 수 있다.

이러한 시간 영역 엔벨로프 검출은 유용한 신호에 대해 직접적으로 수행되는데, 즉, 종래 기술에서와 같이, 상기 유용한 신호의 위상 또는 주파수 전이를 진폭 변동으로 사전 변환하지 않고 수행된다. 그럼에도 불구하고 상기 수신 방법(50)은 특히 상기 유용한 신호 및/또는 신호의 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 향상시키는 것을 목표로 하는 시간 영역 엔벨로프 검출의 이전의 다른 단계(필터링, 증폭, 주파수 변환 등)를 포함할 수 있다. 그러나 이러한 단계는 중간 주파수로 가져 오지만 유용한 신호의 위상 또는 주파수 전이를 진폭 변화로 변환하지는 않는다.

바람직하게, 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프 검출은 예를 들어 기지국(31) (수신기 장치)의 저잡음 증폭기(LNA, low-noise amplifier)의 출력에서 직접 수행될 수 있다.

위상-변조 또는 주파수-변조 신호가 원칙적으로 일정한 진폭을 갖는다는 것은 유용한 신호에 직접적으로 그러한 시간 영역 엔벨로프 검출은 위상-변조 또는 주파수-변조 신호의 검출과 관련하여 매우 이례적이다. 그러나, 심볼들의 시퀀스는 유용한 신호의 스펙트럼 점유를 감소시키기 위해 일반적으로 송신 시 필터링되기 때문에, 상기 유용한 신호는 일반적으로 상이한 상태들에 대응하는 연속적인 심볼들 사이의 전이 동안 진폭의 강하를 나타낸다.

따라서, 검출된 시간 영역 엔벨로프를 소정의 임계 값 S1과 비교함으로써 상이한 상태에 대응하는 연속적인 심볼 사이의 전이를 검출하는 것이 가능해진다. 이 경우에도, 이러한 비교는 예를 들어 연산 증폭기 기반의 비교기 회로 등을 이용하여 매우 복잡하지도 않고 비용이 많이 들지 않는 방식으로 수행될 수 있다.

또한 실제로, 검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계 값 S1보다 작으면, 각각의 상태가 다른 2 개의 연속적인 심볼들 사이의 전이가 검출된다.

이와 반대로, 동일한 상태들에 대응하는 2 개의 연속적인 심볼들 사이의 전이 동안, 검출된 시간 영역 엔벨로프는 그러한 전이 동안, 검출된 시간 영역 엔벨로프가 원칙적으로 상기 임계 값 S1보다 크도록 떨어지지 않는다.

검출의 개선을 위해, 예를 들어 시간 영역 측면과 같은 다른 측면을 고려하는 것도 가능하다. 특히, 유용한 신호에 포함된 시퀀스의 심볼들은 미리 결정된 심볼 주기 Te (단말기(20)에 선험적으로 알려 지거나 추정됨)로 주기적으로 전송된다. 이에 각 심볼의 지속 시간은 상기 심볼 주기 Te와 같다. 따라서, 상이한 상태들 사이의 전이 동안, 검출된 시간 영역 엔벨로프는 원칙적으로 심볼 주기 Te 보다 짧은 지속 기간 동안 임계 값 S1보다 작다. 그러나, 동일한 상태들 사이의 전이 동안, 검출된 시간 영역 엔벨로프는 원칙적으로 상기 심볼 주기 Te보다 긴 지속 기간 동안 상기 임계 값 S1보다 클 것이다. 그러므로, 특정 구현 예에서, 상이한 상태들 사이의 전이는, 상기 심볼주기 Te보다 짧은 지속 시간 동안 및/또는 심볼 기간 Te보다 짧은 미리 정의된 최소 기간 동안, 거짓 검출의 가능성을 제한하도록 선택되도록, 검출된 시간 영역 엔벨로프가 지속 기간에 걸쳐 상기 임계 값 S1보다 작은 경우에 검출되는 것으로 고려될 수 있다. 또한, 동일한 상태들 간의 전이는 검출된 시간 영역 엔벨로프가 상기 심볼 주기 Te보다 긴 지속 기간 동안 상기 임계 값 S1보다 큰 경우에만 검출되는 것으로 고려될 수 있다.

다음으로, 상이한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수로서 그리고 동일한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수로서, 그리고 가능하게는 부가 정보의 함수로서 유용한 신호로부터 이진 데이터 시퀀스를 추출하는 것이 가능하다.

도 4는 유용한 신호가 BPSK 신호인 경우의 수신 방법(50)의 동작 원리를 개략적으로 나타낸다.

도 4의 부분 a)는 "1 0 1 1 0 1 0"에 대응하는 단말기(20)에 의해 송신된 2 진 데이터 시퀀스를 나타낸다.

도 4의 b)는 도 4의 부분 a)에 나타낸 2 진 데이터 시퀀스와 연관된 2 상태 심볼 시퀀스를 나타낸다. 부분 b)에 의해 예시된 예에서, 2 개의 상태는 심볼 주기 Te에 걸쳐 각각 값 1 및 -1에 대응하고, 송신된 심볼 시퀀스는 "1 -1 1 1 -1 -1 -1"에 대응한다.

도 4의 부분 c)는 형상 필터링(shape filtering) 이후에 얻어진 심볼 시퀀스를 나타내며, 이 경우 저역 통과 필터이다. 도 4의 부분 c)에 의해 예시된 바와 같이, 값 1에서 값 -1 또는 값 -1에서 값 1 로의 상이한 상태들 사이의 전이는 형상 필터링에 의해 평활화(smoothed)된다. 따라서, 필터링 후에 획득된 심볼 시퀀스의 값은 값 1로부터 값 -1로의 전이 동안 점차적으로 감소하고, 값 -1에서 값 1로 천이하는 동안 점진적으로 증가하며, 두 경우 모두 0을 통과하게 된다.

도 4의 부분 (d)는 필터링 후 획득된 심볼 시퀀스에 캐리어(carrier)를 곱하여 얻어진 BPSK 신호를 나타낸다. 형상 필터링으로 인해, BPSK 신호의 진폭은 상이한 상태들에 대응하는 심볼들 간의 각 전이 시에 제로 방향으로 향하게 된다.

도 4의 부분 e)는 검출 단계(51)의 마지막에서 검출된 시간 영역 엔벨로프를 나타낸다. 형상 필터링으로 인해, 검출된 시간 영역 엔벨로프는 상이한 상태들에 대응하는 심볼들간의 각 전이 시에 제로 방향으로 향하게 된다. 그러나, 동일한 상태 (예를 들어, 값 1에서 값 1 또는 값 -1에서 값 -1)에 대응하는 심볼들 사이의 전이의 경우에, 검출된 시간 영역 엔벨로프는 어떠한 드롭도 포함하지 않고, 심볼의 중간에서 BPSK 신호의 진폭과 실질적으로 동일하게 유지된다.

따라서, 바람직하게는 0에 가까운 적절한 임계 값(S1)을 선택함으로써 상이한 상태들 사이의 전이 및 동일한 상태들 간의 전이를 검출하는 것이 가능하다. 이 경우 도 4의 부분 (f)는 임계 값(S1)에 대해 검출된 시간 영역 엔벨로프의 임계 값을 정한 후에 획득된 신호를 나타낸다.

도 4의 부분 f)에 의해 예시된 바와 같이, 임계화(thresholding) 이후에 얻어진 신호는 2 개의 값, 예를 들어 각각 0 및 1을 취하고, 임계화 이후에 얻어진 신호는 다음과 같이, 검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계값 S1 보다 작으면 0과 같고,검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계값 S1 보다 클 때 1과 동일하다.

상이한 상태들 사이의 전이 및 동일한 상태들 간의 전이를 검출하기 위해, 예를 들어, 심볼 주기 Te 로 분리된 결정 순간(decision instants)들을 고려하는 것이 가능하다. 도 4의 부분 g)은 이러한 결정 순간 T1 내지 T7을 나타낸다.

도 4의 g)에 도시된 예에서, 결정 순간 T1 내지 T7은 각 결정 순간에 검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계 값 S1보다 커지도록, 즉 임계화 이후에 얻어진 신호가 예를 들어, 각각의 결정 순간은 실질적으로 심벌의 중간 위치에 놓이게 된다.

즉 그러한 결정 순간들은, 상이한 상태들 사이의 전이는 검출된 시간 영역 엔벨로프가 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 상기 문턱 값 (S1)보다 작아지면 검출되고, 검출된 시간 영역 엔벨로프가 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 상기 임계값 S1보다 크게 유지 될 때 동일한 상태들 사이의 전이가 검출된다.

그림 4에 나와있는 예제에서와 같이, T1 및 T2, T2 및 T3, T4 및 T5, T5 및 T6, T6 및 T7 사이에서 상이한 상태들 사이의 전이가 검출되며, 따라서, 동일한 상태들 사이의 전이가 순간인 T3 및 T4 사이에서 검출된다.

이러한 결정 순간(decision instants)을 배치하는 다른 방법의 가능성을 배제 할 이유가 없다는 것을 주목해야한다. 특히, 본 발명의 목표가 기호 사이의 전이 유형을 감지하는 것이라면, 결정 순간은 기호 사이의 전환점에 배치될 수 있는 것이다. 그러한 경우에, 주어진 결정 순간에, 임계화 이후에 얻어진 신호의 값은 전이의 유형을 다음과 같이 직접적으로 제공한다.

임계화 이후에 얻은 신호가 0이면, 이것은 다른 상태들 사이의 전이를 의미하며, 임계화 이후 얻은 신호가 1이면 이것은 동일한 상태 사이의 전이를 의미하게 된다.

전술한 바와 같이, 결정 순간 T1 내지 T7은 심볼 주기 Te에 의해 분리된다. 심볼 주기 Te가 기지국(31)에 선험적으로 알려져 있고, 또한 단말기(20)에 의해 충분한 정밀도로 생성된다면, 상기 심볼 주기 Te는 유용한 신호와 독립적으로 상기 기지국(31)에 의해 생성될 수 있다. 한편, 상기 심볼 주기 Te가 기지국(31)에 선험적으로 알려지지 않거나 또는 단말기(20) 및/또는 기지국(31)에 의한 심볼 주기의 생성의 정밀도가 불충분하다고 판단되는 경우, 기지국(31)은 유용한 신호로부터 상기 심볼 주기 Te 를 추정할 수 있다. 기지국(31)에 의한 심볼 주기 Te의 추정은 단말기(20)의 심볼 클록에서 기지국(31)의 심볼 클록의 시간 동기화에 대응한다.

바람직한 구현 형태에서, 결정 순간 T1 내지 T7은 상이한 상태들 사이의 전이 검출 순간의 전부 또는 일부의 함수로서 결정된다. 상이한 상태들 사이의 전이가 검출되는 순간은 하나의 심볼의 끝 및 다음 심볼의 시작에 대응한다. 따라서, Te'로 표시되는 기지국(31)에 의해 사용되는 심볼 주기가 단말기(20)에 의해 사용되는 심볼 주기 Te와 다른 경우에는, 상이한 상태들 사이의 전이를 검출하는 각각의 순간은 상기 기지국(31)의 심볼 클럭을 상기 단말기(20)의 심볼 클럭에 정렬하는데 사용된다. 따라서, 심볼 시퀀스의 지속 시간에 대해 지나치게 큰 드리프트를 갖는 것을 피할 수 있는 것이다. 부가적으로 또는 대안으로서, 상이한 상태들 사이의 전이를 검출하는 2 개의 순간들이 k / Te 와 동일한 지속 시간 ΔT만큼 시간상으로 이격될 수 있다. 여기서 k는 기지국(31)에 대해 선험적으로 알려지지 않은 양의 정수이다. 이에 따라 단말기(20)에 의해 사용된 심볼 주기 Te를 지속 기간 ΔT의 함수로서 추정하는 것이 가능하다. 숫자 k는, 예를 들어, Te' 와 ΔT / m 사이의 차이를 최소화하는 양의 정수 m을 탐색함으로써 추정될 수 있으며, 여기서 단말기(20)에 의해 사용되는 심볼 주기 Te의 추정치는 ΔT / k에 의해 주어진다.

도 4의 부분 h)에 도시된 바와 같이, 검출된 상이한 상태들 사이의 전이 및 검출된 동일한 상태들 간의 전이는, BPSK 신호의 경우를 단독으로 고려될 때, 2 진 데이터 시퀀스 "1 0 1 1 0 1 0"을 추출할 수 있다. 이 경우 추가 정보가 없으면 시퀀스가 이진 데이터 시퀀스 "1 0 1 1 0 1 0" 또는 이진 데이터 시퀀스 "0 1 0 0 1 0 1"인지 여부만 결정할 수 있다. 즉, 추가 정보가 없는 경우 2 가지 가능한 이진 데이터 시퀀스가 있다. 그러나, 이진 데이터 시퀀스가 "파일럿 패턴(pilot pattern)"이라고 하는 기지국(31)에 선험적으로 알려진 미리 정의된 바이너리 데이터 패턴을 포함한다면, 이러한 모호성을 제거하는 것이 가능하다. 그러한 경우, 예를 들어 2 개의 가능한 2 진 데이터 시퀀스들 각각에서 파일럿 패턴의 존재를 찾는 것으로 충분하고, 상기 2 개의 2 진 데이터 시퀀스 중 하나는 단말기(20)에 의해 송신된 2 진 데이터 시퀀스에 대응하는 상기 파일럿 패턴을 포함한다. 이 모호성을 제거하기 위해 다른 방법 또한 구현될 수 있으며, 하나의 특정 방법의 선택은 본 발명의 단지 하나의 변형된 구현 일 뿐이라는 점에 유의해야한다.

그러나, 유용한 신호가 DBPSK 신호와 같이 차동 부호화된 신호인 경우, 검출 된 상이한 상태들 사이의 전이 및 검출된 동일한 상태들 간의 전이는 이진 데이터 시퀀스를 직접 추출하는데 사용될 수 있다. DBPSK 신호의 경우, 송신될 이진 데이터는 심볼 시퀀스에서, 상이한 상태들 사이의 전이 형태 및 동일한 상태들 간의 전이 형태로 인코딩된다. 예를 들면,

0과 동일한 비트는 상이한 상태들 사이의 전이의 형태로, 즉 180 ㅀ (π)의 위상 점프의 형태로 인코딩되며, 1과 동일한 비트는 동일한 상태들 사이의 전이의 형태로 인코딩된다. 즉, 캐리어(carrier)의 위상은 변경되지 않는다.

따라서, 검출된 상이한 상태들 사이의 전이와 동일한 상태들 사이의 전이는, DBPSK 신호의 경우에, 이진 데이터 시퀀스를 직접 복원하는데 사용될 수 있다는 것으로 이해할 수 있다.

유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프를 검출하고 검출된 시간 영역 엔벨로프를 임계값(S1)과 비교하기 위해 검출 단계(51) 및 비교 단계(52) 동안 구현되는 수단은 진폭 변조된 신호를 수신하기 위해 기지국(31)에서 구현될 수 있다. 그러한 수단은 진폭 변조 신호, 특히 온-오프 진폭-변조 신호("On-Off Keying", or OOK)의 수신에 통상적으로 사용된다. 그러므로, 기지국(31)은 복잡성과 및 비용을 증가시키지 않고, 진폭 변조 신호 및 위상 변조 또는 주파수 변조 신호 모두를 수신하도록 유리하게 구성될 수 있는 것이다.

그러나, 상기 수신 방법(50)은 펄스 성형 필터링(pulse-shaping filtering)으로 인해 위상 변조 또는 주파수 변조된 신호가 상이한 상태들에 대응하는 연속적인 심볼들 간의 전이 동안 진폭의 저하를 나타낸다는 사실에 의존한다. 그러나, 진폭의 이러한 저하는 잠시 동안이며, 심볼 주기 Te보다 짧거나 심지어 상기 심볼 주기 Te보다 훨씬 짧은 지속 시간을 갖는다. 또한 수신 방법(50)의 검출 단계(53)은 특정 구현 예에서 다음을 검출하는 것에 대응한다.

검출된 시간 영역 엔벨로프가 저구간(low intervals)이라 칭하는 임계 값(S1)보다 작은 심볼 주기 Te보다 짧은 지속 시간 간격과, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프가 고구간(high intervals)이라 칭하는 상기 임계 값(S1)보다 큰 상기 심볼 기간 Te보다 더 긴 지속 시간 간격.

저구간은 위상 변조 또는 주파수 변조 된 신호의 경우에 서로 다른 상태 사이의 전이에 해당하는 반면, 고구간은 동일한 상태 간의 전이에 해당된다.

따라서, 동일한 기지국(31)에 의해 진폭 변조 신호, 특히 OOK 신호의 수신을 가능하게하거나 용이하게 하는 관점에서, 심볼의 인코딩을 수정하는 것이 필요하게 될 수 있다.

즉 본 발명은 업링크를 통한 전송의 경우에 단말기(20)에 의해 구현되는 OOK 신호의 전송 방법(60)에 관한 것이다.

상기 단말기(20)는 예를 들어 전송 방법(60)의 다양한 단계를 구현하기 위해 실행될 컴퓨터 프로그램 제품이 저장되는 하나 이상의 프로세서 및 저장 수단(자기 하드 디스크, 전자 메모리, 광학 디스크 등)을 포함하는 처리 모듈(도면에 나타내지 않음)을 포함한다. 일 실시 예에서, 각각의 처리 모듈은 전송 방법(60)의 상기 단계들의 전부 또는 일부를 구현하는데 적합한 하나 이상의 프로그램 가능 논리 회로(FPGA, PLD 등) 및/또는 하나 이상의 특수 집적 회로 (ASIC), 및/또는 이산 전자 부품 세트 등을 포함할 수 있다.

상기 단말기(20)는 당해 기술 분야의 숙련자에게 공지된 무선 통신 수단을 더 포함하여, 상기 단말기가 무선 신호의 형태로 상기 OOK 신호를 송신할 수 있게한다.

바꾸어 말하면, 단말기(20)는 유용한 신호의 전송을 위한 전송 방법(60)의 다양한 단계를 구현하기 위해 소프트웨어 형태(특정 컴퓨터 프로그램 제품) 및/또는 하드웨어 형태(FPGA, PLD, ASIC, 개별 전자 부품 등)로 구성된 수단을 포함한다.

도 5는 OOK 유형의 유용한 신호의 전송을 위한 전송 방법(60)의 주요 단계를 개략적으로 나타낸다.

도 5에 도시된 바와 같이, 송신 방법(60)은 우선 이진 데이터 시퀀스로부터 2- 상태 심볼들의 시퀀스를 형성하는 형성 단계(61)를 포함한다. 각 기호에 대한 두 가지 상태는 다음과 같이 사항에 해당된다.

전체 심볼 주기 Te에 걸쳐 제 1 값에 의해 인코딩되는 제 1 상태 및

"취소 구간(cancellation interval)"으로 지칭되는 시간 간격을 제외하고, 상기 심볼 주기 Te 보다 짧으며, 상기 제 1 값과 다른 제 2 값에 의해 인코딩되는 제 2 상태를 초과하는 지속 기간을 갖는 전체 심볼 주기 Te를 초과하는 제 1 값에 의해 인코딩되는 제 2 상태.

이 후, 송신 방법(60)은 필요하다면 형상 필터링 후에 심볼 시퀀스에 의한 기준 신호의 온-오프 진폭 변조에 의해 유용한 신호를 형성하는 형성 단계(62)를 포함한다. 이 때 기준 신호는 예를 들어 실질적으로 정현파 인 신호, 즉 캐리어이다.

상기 형성 단계(62) 동안, 제 1 값은 기준 신호의 온 변조와 관련된다. 즉, 기준 신호는 OOK 신호로 전송된다. 제 2 값은 오프 변조와 관련된다. 즉, 기준 신호는 OOK 신호에서 송신되지 않고, 실질적으로 널(null)인 OOK 신호이다.

이와 같이하여 획득된 OOK 신호는 그 다음에 단말기(20)에 의해 엑세스 네트워크(30)의 하나 이상의 기지국(31)으로 전송된다.

그러므로, 이렇게 전송된 OOK 신호는 심볼 주기 Te보다 짧은 지속 기간 동안 만 실질적으로 널(null)이다. 따라서, 엔벨로프 검출 (검출 단계 51) 및 임계화 (비교 단계 52) 이 후에, 이러한 OOK 신호는 위상 변조 또는 주파수 변조된 유용한 신호의 경우와 같이 저구간 및 고구간을 제공한다는 것으로 이해된다. 저구간은 제 2 상태의 심볼의 존재 시 얻어지고, 고구간은 제 1 상태의 심볼의 존재 시 얻어진다.

바람직하게는, 취소 구간의 지속 시간은 Te / 2보다 같거나 짧거나 Te / 4보다 작거나 같다. 검출된 저구간의 지속 기간은 취소 구간의 지속 기간에 따라 감소하고, 기지국(31)의 심볼 클럭이 단말기(20)의 심볼 클럭 상에서 정렬될 수 있는 정밀도는 검출된 저구간의 간격이 줄어들도록 개선한다.

도 6은 그러한 OOK 신호 전송 방법(60)의 예시적인 구현을 나타낸다.

그림 6의 부분 a)는 "1 0 0 1 0 0 0"에 해당하는 이진 데이터 시퀀스 또는 단말기(20)에 의해 전송된 "비트(bits)"를 나타낸다.

도 6의 부분 b)는 도 6 부분 a)에 나타낸 2 진 데이터 시퀀스와 관련된 2 상태 심볼 시퀀스를 나타낸다. 도 6에 도시된 비 제한적인 예에서, 송신될 비트가 1 일 때, 제 1 상태의 심볼이 송신되고, 송신될 비트가 0 일 때 제 2 상태의 심볼이 송신된다.

또한, 제 2 상태는 제 2 값과 제 1 값 사이에서 교대로 인코딩되며, 상기 취소 구간은 심볼 주기 Te의 시작점에 배치된다. 본 예에서, 상기 제 1 값은 1과 동일하고, 상기 제 2 값은 0과 동일하다. 따라서, 상기 송신된 심볼 시퀀스는 "1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1"에 해당한다.

취소 구간은 심볼 주기 Te의 시작점이 아닌 다른 위치에 놓일 수 있음을 알아야한다. 다른 실시 예에서, 취소 구간은 심볼 기간 Te의 끝에 위치한다. 취소 구간은 제 2 상태가 제 1 값에 의해 인코딩되는 시간 구간들, 예컨대 실질적으로 심볼 주기 Te의 중간에 위치될 수 있다.

도 6의 부분 c)는 부분 b)에 나타낸 심볼 시퀀스로부터 얻어진 OOK 신호를 나타낸다.

도 6의 부분 (d)는 도 6 부분 (c)에 나타낸 OOK 신호로부터 검출 단계(51) 동안 검출된 시간 영역 엔벨로프를 나타낸다.

도 6의 파트 (e)는 도 6 부분 (d)에 표시된 검출된 시간 영역 엔벨로프로부터 비교 단계(52)의 임계화 이후에 획득된 신호를 나타낸다.

도 6의 부분 (f)는 결정 순간(T1 내지 T7)을 나타낸다. 도 6의 부분 (f)에 의해 예시된 예에서, 결정 순간들은 각각의 결정 순간에 검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계 값 S1보다 크게 되도록 배치된다. 예를 들어, 각각의 결정 순간들은 실질적으로 심볼의 후반부의 중간에 위치한다. 그러한 결정 순간들은 :

검출된 시간 영역 엔벨로프가 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 상기 임계 값 S1보다 작아지면, 제 2 상태의 심볼의 존재에 대응하는 저구간이 검출되고,

검출된 시간 영역 엔벨로프가 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 상기 임계 값 S1보다 큰 상태로 유지될 때, 제 1 상태의 심볼의 존재에 대응하는 고구간이 검출된다.

따라서, 도 4의 부분을 참조하여 기술된 바와, 도 6의 부분 a), b) 및 c)를 참조하여 설명된 바와 같이 획득된 OOK 신호의 수신을 위해 상기 수신 방법(50)이 구현 될 수 있는 것이다.

예외적으로 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이의 임계값 S1보다 작은 검출된 시간 영역 엔벨로프는 제 2 상태의 심볼의 존재에 대응하고, 상이한 상태들 사이의 전이에 대응하지 않으며,

2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 임계값 S1보다 큰 것으로 검출된 시간 영역 엔벨로프는 동일한 상태들 사이의 전이가 아닌 제 1 상태의 심볼의 존재에 대응한다.

이와 같이, 제 1 상태의 심볼 및 제 2 상태의 심볼을 검출함으로써, 송신된 2 진 데이터 열을 직접 복원할 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 이와 같은 OOK 신호의 수신 및 DBPSK 신호와 같은 차동 주파수 또는 위상 변조 신호의 수신에 대하여도 동일한 수신 방법(50)이 구현될 수 있는데, 그 이유는 이러한 경우에, 상이한 상태들 (저구간) 및 검출된 동일한 상태들 (고구간) 사이의 전이들이 또한 송신된 2 진 데이터 시퀀스를 직접 복구하는데 사용될 수 있는 것이다.

보다 일반적으로는, 구현 형태 및 상기에서 고려된 실시 예가 비제한적인 예로서 설명되었고, 따라서 다른 변형예가 구상 될 수 있음을 알아야한다.

특히, 본 발명은 송신기 장치가 단말기(20)이고 수신기 장치가 장비 항목 또는 엑세스 네트워크(30)의 장비 항목들의 조합인 경우를 고려하여 설명되었다. 그러나, 다른 예들에 따르면, 송신기 장치가 장치 또는 엑세스 네트워크(30)의 장비 아이템들의 조합인 경우에 수신기 장치가 단말기(20)인 것을 배제 할 이유는 없다.

또한, 본 발명은 주로 위상 변조, BPSK 및 DBPSK의 경우를 고려하여 설명되었다. 그러나, 상이한 상태들에 대응하는 심볼들 간의 전이가 유용한 신호의 진폭을 감소시킬 때, 다른 실시 예에 따라, 다른 위상 변조 및 주파수 변조의 가능성을 배제 할 이유가 없다. GFSK 또는 DGFSK 신호는 특히, 본 발명에 따라 검출될 수 있도록, 상이한 상태들에 대응하는 심볼들 사이의 전이 동안 진폭의 저하를 나타낸다.

상기 설명은 다양한 특성들 및 장점들을 통해, 본 발명이 설정한 목적들을 달성한다는 것을 명확하게 설명하고 있다. 특히, 수신 방법(50)은 주로 시간 영역 엔벨로프의 검출에 의존하는데, 이는 간단하고 저비용으로 수행될 수 있다. 더욱이, 상기 수신 방법(50)은, 특히 BPSK 또는 DBPSK 신호의 경우에, 상기 BPSK 또는 DBPSK 신호의 반송파와 주파수 및 위상이 동기화된 정현파 신호의 생성을 요구하지 않는다.

10 : 무선 통신 시스템
20 : 단말기
30 : 액세스 네트워크
31 : 기지국
32 : 서버
50 : 수신 방법

Claims

송신기 장치(20)에 의해 송신하는 이진 데이터 시퀀스에 대응하는 2 상태 심볼들의 시퀀스에 의해 위상 변조되거나 주파수 변조된 신호에 대응한 유용한 신호를 무선 통신 시스템(10)의 수신기 장치(31)에 의하여 수신하는 수신 방법(50)에 있어서,
유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프(time-domain envelope)의 검출하는 검출 단계(51);
상기 검출된 시간 영역 엔벨로프와 소정의 임계값(S1)을 비교하는 비교 단계(52);
유용한 신호의 연속적인 심볼들 사이의 전이를 검출하되, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프가 임계값 미만일 때 검출되는 각각의 상태가 다른 2 개의 연속된 심볼 사이의 전이 및 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프 상기 임계값보다 클 때 검출되는 각각의 상태가 동일한 2 개의 연속된 심볼 사이의 전이를 검출하는 검출 단계(53) 및
상이한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수 및 동일한 상태들 사이의 검출된 전이들의 함수로서 유용한 신호로부터 이진 데이터 시퀀스를 추출하는 추출 단계(54)를 포함하는 두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 심볼들의 시퀀스는 심볼 주기 Te에서 송신되고,
상기 수신 방법(50)은, 상기 심볼 주기에서 분리된 결정 순간들(T1-T7)의 결정을 포함하고,
상기 결정 순간들(T1-T7)의 함수로서 검출되는 유용한 신호의 연속적인 심벌들 사이의 전이들을 검출하는 것을 특징으로 하는 두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 결정 순간들(T1-T7)은,
상이한 상태들 사이의 전이의 검출의 적어도 하나의 순간의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는 두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 결정 순간들(T1-T7)은, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프가 상기 임계 값보다 큰 순간들에 대응하되,
상이한 상태들 사이의 전이는 검출된 시간 영역 엔벨로프가 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 상기 임계값보다 작아지면 검출되고,
동일한 상태들 사이의 전이는 검출된 시간 영역 엔벨로프가 2 개의 연속적인 결정 순간들 사이에서 상기 임계 값보다 크게 유지될 때 검출되는 두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유용한 신호는, 초 협 대역 신호인 것을 특징으로 하는 두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유용한 신호는 BPSK 또는 DBPSK 신호인 것을 특징으로 하는 두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유용한 신호는 GFSK 또는 DGFSK 신호인 것을 특징으로 하는 두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신기 장치(31)는,
진폭 변조된 신호를 수신하기 위해 상기 유용한 신호의 시간 영역 엔벨로프를 검출하고, 상기 검출된 시간 영역 엔벨로프를 상기 임계값과 비교하기 위해 구현되는 수단인 것을 특징으로 하는 두개의 상태 심벌들의 시퀀스에 의해 변조된 위상 또는 주파수 신호를 수신하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 의한 수신 방법(50)을 구현하도록 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서를 구성하는 프로그램 코드 명령들의 세트를 포함하는 컴퓨터 프로그램 생성물.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 의한 수신 방법(50)을 구현하도록 구성된 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 수신기 장치.