KR20190017613A - Receiver and receiving method based on pulse - Google Patents
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Abstract
Description
아래 실시예들은 펄스를 이용한 수신기 및 수신 방법에 관한 것이다.The following embodiments relate to a receiver using a pulse and a receiving method.
최근 정보통신 기술의 발달에 따라, 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 주고 받는 IoT(Internet of Things) 기기가 보편화되고 있다. IoT 기기들은 초소형 무선 송수신기로서, 저전력으로 통신을 수행함으로써 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고받아 처리할 수 있다. 이러한 IoT 기기들의 초소형 및 저전력 통신 시스템 구현을 위해서는 응답지연이 없으면서도, 좋은 수신감도와 저전력으로 무선 통신을 수행할 수 있어야 한다.Recently, with the development of information and communication technology, IoT (Internet of Things) devices which transmit data in real time by attaching sensors to objects are becoming popular. IoT devices are ultra-small wireless transceivers that communicate with distributed components such as objects by performing communication at low power. In order to realize a very small and low power communication system of such IoT devices, it is required to perform wireless communication with good reception sensitivity and low power without response delay.
일실시예에 따른 수신기는 무선 신호가 입력되는 안테나; 펄스를 생성하는 펄스 발생기; 상기 펄스에 의해 구동되고, 상기 무선 신호에 기초하여 발진 신호를 생성하는 발진기(oscillator); 및 상기 펄스에 의해 구동되고, 상기 발진 신호의 발진 정도를 측정하는 측정부를 포함하고, 상기 무선 신호는 상기 발진 신호의 발진 정도에 기초하여 수신된다.According to one embodiment, a receiver includes an antenna into which a radio signal is input; A pulse generator for generating a pulse; An oscillator driven by the pulse and generating an oscillation signal based on the radio signal; And a measurement unit driven by the pulse and measuring the degree of oscillation of the oscillation signal, wherein the radio signal is received based on the oscillation level of the oscillation signal.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 무선 신호는 상기 측정부에서 측정된 발진 신호가 발진하는 시간에 기초하여 수신될 수 있다.In a receiver according to an embodiment, the radio signal may be received based on a time at which the oscillation signal measured by the measurement unit oscillates.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 측정부는 상기 발진 신호가 발진하는 시간에 비례하는 출력을 생성하고, 상기 무선 신호는 상기 생성된 출력이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부에 기초하여 수신될 수 있다.In a receiver according to an embodiment, the measuring unit generates an output proportional to the time at which the oscillation signal oscillates, and the radio signal can be received based on whether the generated output exceeds a predetermined threshold.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 무선 신호는 상기 발진 신호가 발진하는 시간이 미리 결정된 임계 시간보다 긴 경우, 제1 값으로 수신되고, 상기 발진 신호가 발진하는 시간이 미리 결정된 임계 시간보다 짧은 경우, 상기 제1 값과 상이한 제2 값으로 수신될 수 있다.In a receiver according to an exemplary embodiment, the radio signal is received as a first value when the oscillation signal oscillation time is longer than a predetermined threshold time, and when the oscillation signal oscillation time is shorter than a predetermined threshold time, And may be received with a second value different from the first value.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 발진 신호가 발진하는 시간에 기초하여 상기 안테나에 입력된 무선 신호의 진폭 또는 주파수가 수신될 수 있다.The amplitude or frequency of the radio signal input to the antenna may be received based on the time at which the oscillation signal oscillates in the receiver according to an exemplary embodiment.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 펄스의 시작 시점으로부터 미리 결정된 시점까지 상기 발진기로 제공되는 전류는 상기 미리 결정된 시점으로부터 상기 펄스의 종료 시점까지 상기 발진기로 제공되는 전류보다 클 수 있다.The current supplied to the oscillator from the start point of the pulse to the predetermined point in the receiver may be greater than the current supplied to the oscillator from the predetermined point of time until the end point of the pulse.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 발진기에 적용된 복수의 커패시터들은 상기 펄스의 시작 시점으로부터 미리 결정된 시점까지는 서로 미스매치(mismatch)되고, 상기 미리 결정된 시점부터 상기 펄스의 종료 시점까지는 서로 매치(match)될 수 있다.The plurality of capacitors applied to the oscillator in the receiver according to the embodiment are mismatched from the start point of the pulse to a predetermined point and are matched with each other from the predetermined point to the end point of the pulse .
일실시예에 따른 수신기에서 상기 발진기에 적용된 인덕터는 미리 결정된 임계치보다 큰 Q 값(Q-value)을 가질 수 있다.The inductor applied to the oscillator in a receiver according to an embodiment may have a Q-value greater than a predetermined threshold.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 펄스의 폭(width)은 상기 측정부에서 상기 발진 신호가 발진하는 시간에 비례하여 생성된 출력에 기초하여 조절될 수 있다.In a receiver according to an embodiment, the width of the pulse may be adjusted based on an output generated in proportion to a time at which the oscillation signal oscillates in the measurement unit.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 측정부에서 상기 발진 신호가 발진하는 시간에 따라 생성된 출력은 상기 발진 신호의 발진 주파수 및 상기 펄스의 폭에 비례할 수 있다.In the receiver according to the embodiment, the output generated according to the oscillation time of the oscillation signal in the measurement unit may be proportional to the oscillation frequency of the oscillation signal and the width of the pulse.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 펄스 발생기는 상기 무선 신호의 OOK 모듈레이션 주기의 1/2배보다 작은 주기로 상기 펄스를 생성할 수 있다.In a receiver according to an exemplary embodiment, the pulse generator may generate the pulse at a period less than half the OOK modulation period of the radio signal.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 무선 신호는 상기 측정부에서 측정된 발진 신호의 포락선(envelope)에 기초하여 수신될 수 있다.In a receiver according to an embodiment, the radio signal may be received based on an envelope of an oscillation signal measured at the measurement unit.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 측정부는 상기 발진 신호의 포락선을 검출하고, 상기 무선 신호는 상기 검출된 포락선의 진폭이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부에 기초하여 수신될 수 있다.In a receiver according to an embodiment, the measuring unit detects an envelope of the oscillation signal, and the radio signal can be received based on whether the amplitude of the detected envelope exceeds a predetermined threshold.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 발진기 및 상기 측정부는 상기 펄스 발생기로부터 펄스를 수신한 구간 동안 동작할 수 있다.In a receiver according to an exemplary embodiment, the oscillator and the measurement unit may operate during a period of receiving a pulse from the pulse generator.
일실시예에 따른 수신기에서 상기 수신기의 소비 전력은 상기 무선 신호의 데이터 레이트 및 상기 펄스의 폭에 기초하여 결정될 수 있다.In a receiver according to an embodiment, the power consumption of the receiver may be determined based on the data rate of the radio signal and the width of the pulse.
일실시예에 따른 수신기는 상기 펄스에 의해 구동되고, 상기 발진 신호를 증폭하여 상기 측정부로 전달하는 RF 증폭기를 더 포함할 수 있다.The receiver may further include an RF amplifier driven by the pulse and amplifying the oscillation signal and transmitting the amplified oscillation signal to the measurement unit.
일실시예에 따른 수신 방법은 미리 결정된 주기로 펄스를 생성하는 단계; 상기 펄스가 생성된 동안, 안테나에 입력된 무선 신호에 기초하여 발진 신호를 생성하는 단계; 및 상기 펄스가 생성된 동안, 상기 발진 신호의 발진 정도를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 무선 신호는 상기 발진 신호의 발진 정도에 기초하여 수신된다.A receiving method according to an embodiment includes generating a pulse at a predetermined cycle; Generating an oscillation signal based on a radio signal input to the antenna while the pulse is generated; And measuring the degree of oscillation of the oscillation signal while the pulse is generated, wherein the radio signal is received based on the oscillation level of the oscillation signal.
도 1은 일실시예에 따른 수신기를 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따라 TDC가 적용된 수신기를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6은 일실시예에 따라 TDC가 적용된 수신기에서 무선 신호를 수신하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 일실시예에 따라 TDC가 적용된 수신기의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 8은 일실시예에 따라 도 7의 수신기가 무선 신호를 수신하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 일실시예에 따라 무선 신호에 기초하여 TDC의 출력이 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일실시예에 따라 클럭 발생기의 지터(jitter)에 영향을 받지 않는 TDC의 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 따라 펄스의 폭에 따른 TDC의 출력 변화를 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13은 일실시예에 따른 수신기의 빠른 스타트업(fast startup)을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일실시예에 따라 펄스폭 제어부가 적용된 수신기의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 15는 일실시예에 따라 수신기의 소비 전력을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 일실시예에 따라 ED가 적용된 수신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 18는 일실시예에 따른 수신 방법을 나타낸 도면이다.
도 19는 일실시예에 따라 펄스 발생기에서 생성되는 펄스의 폭을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.1 illustrates a receiver according to one embodiment.
2 is a diagram illustrating a receiver to which TDC is applied according to an embodiment.
3 to 6 are diagrams illustrating a process of receiving a radio signal in a receiver to which TDC is applied according to an embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram of a receiver to which TDC is applied according to an embodiment.
8 is a diagram illustrating a process of receiving a radio signal by the receiver of FIG. 7 according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining a process of generating an output of a TDC based on a radio signal according to an embodiment.
10 is a view for explaining the output of the TDC which is not affected by the jitter of the clock generator according to an embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an output change of a TDC according to a width of a pulse according to an embodiment.
12 and 13 are diagrams for explaining fast startup of a receiver according to an embodiment.
FIG. 14 is a circuit diagram of a receiver to which a pulse width control unit is applied according to an embodiment.
15 is a diagram for explaining power consumption of a receiver according to an embodiment.
16 and 17 are views for explaining a receiver to which an ED is applied according to an embodiment.
18 is a diagram illustrating a receiving method according to an embodiment.
19 is a diagram illustrating a method of controlling a width of a pulse generated in a pulse generator according to an embodiment.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of embodiments are set forth for illustration purposes only and may be embodied with various changes and modifications. Accordingly, the embodiments are not intended to be limited to the particular forms disclosed, and the scope of the present disclosure includes changes, equivalents, or alternatives included in the technical idea.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first or second, etc. may be used to describe various elements, but such terms should be interpreted solely for the purpose of distinguishing one element from another. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, although other elements may be present in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprises ", or " having ", and the like, are used to specify one or more of the described features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 일실시예에 따른 수신기를 나타낸 도면이다.1 illustrates a receiver according to one embodiment.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 수신기(100)는 안테나(110), 펄스 발생기(pulse generator)(120), 발진기(oscillator)(130) 및 측정부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
일실시예에 따른 수신기(100)는 무선 신호를 수신하는 장치로서, 예를 들어, 저전력 통신 기기, IoT(Internet of thing) 기기, 생체 내장형 통신기기, MICS(Medical Implant Communications System) 기기 등 초소형 무선 송수신기로 구현될 수 있다.The
일실시예에 따른 안테나(110)에 무선 신호가 입력된다. 무선 신호는 무선 통신을 통해 송수신되는 신호로서, 예를 들어, RF 신호(radio frequency signal)일 수 있다. RF 신호는 ASK(Amplitude Shift Keying)에 의해 변조된 신호일 수 있으며, 예를 들어, OOK(On-Off Keying)로 변조될 수 있다. 또는, RF 신호는 FSK(Frequency Shift Keying)에 의해 변조될 수도 있다. 아래에서는 설명의 편의를 위해 무선 신호가 OOK에 의해 변조된 경우를 기준으로 설명한다.A radio signal is input to the
일실시예에 따른 펄스 발생기(120)는 펄스(pulse)를 생성할 수 있다. 펄스 발생기(120)는 미리 정해진 주기에 따라 펄스를 생성할 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 주기는 무선 신호의 OOK 모듈레이션 주기의 1/2배보다 작을 수 있다. 펄스 발생기(120)에서 생성된 펄스는 발진기(130)와 측정부(140)로 제공될 수 있다.The
일실시예에 따른 발진기(130)는 펄스에 의해 구동되는 LC-VCO(Inductor Capacitor-Voltage Controlled Oscillator)일 수 있다. 예를 들어, 발진기(130)에 펄스가 제공되지 않는 구간 동안에는 발진기(130)가 구동하지 않으므로, 발진기(130)에서 발진 신호가 생성되지 않는다. 반대로, 발진기(130)에 펄스가 제공되는 구간 동안에는 발진기(130)가 구동되어 무선 신호에 기초한 발진 신호가 생성된다. 다시 말해, 발진기(130)가 펄스 발생기(120)로부터 펄스가 제공되는 짧은 구간 동안에만 구동함으로써, 수신기(100)의 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있다.The
펄스가 발진기(130)로 제공되면, 발진기(130)는 안테나(110)에 입력된 무선 신호에 기초하여 발진 신호를 생성한다. 예를 들어, 펄스가 제공되는 구간에 안테나(110)로 무선 신호 "1"이 입력된 경우와 무선 신호 "0"이 입력된 경우에 발진기(130)에서 생성되는 발진 신호는 서로 다를 수 있다. 발진기(130)는 RF 캐리어(RF carrier)의 유무를 판단하고, 그에 따라 발진 신호를 생성할 수 있다. 발진 신호에 대해서는 도 2를 참조하여 후술한다.When a pulse is provided to the
일실시예에 따른 측정부(140)는 발진 신호의 발진 정도를 측정한다. 이 때, 측정부(140)도 펄스에 의해 구동된다. 다시 말해, 펄스 발생기(120)로부터 펄스가 제공되는 구간 동안 구동하여 발진 신호의 발진 정도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정부(140)는 발진 신호의 발진 시간 또는 발진 신호의 포락선(envelope)을 측정할 수 있다.The
일실시예에 따른 무선 신호는 측정부(140)에서 측정된 발진 신호의 발진 정도에 기초하여 수신될 수 있다. 예를 들어, 무선 신호는 측정부(140)에서 측정된 발진 신호가 발진하는 시간에 기초하여 수신될 수 있다. 또는 무선 신호는 측정부(140)에서 측정된 발진 신호의 포락선에 기초하여 수신될 수 있다.The radio signal according to one embodiment may be received based on the degree of oscillation of the oscillation signal measured by the measuring
아래에서는 설명의 편의를 위해 발진 신호의 발진 시간에 기초하여 무선 신호를 수신하는 경우를 기준으로 설명하고, 발진 신호의 포락선에 기초하여 무선 신호를 수신하는 경우에 대해서는 도 16을 참조하여 후술한다.For convenience of explanation, the case of receiving a radio signal based on the oscillation time of the oscillation signal will be described as a reference, and the case of receiving a radio signal based on the envelope of the oscillation signal will be described later with reference to FIG.
도 2는 일실시예에 따라 TDC가 적용된 수신기를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a receiver to which TDC is applied according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 수신기(200)는 안테나(210), 클럭 발생기(clock generator)(220), 펄스 발생기(230), 발진기(240), TDC(Time-to-Digital Converter)(250)를 포함할 수 있다. 도 1의 측정부(140)는 TDC(250)에 해당할 수 있으며, 이 경우 수신기(200)는 TDC(250)를 통해 측정한 발진 신호 VOSC의 발진 시간에 기초하여 무선 신호 VRF를 수신할 수 있다.2, a
일실시예에 따른 안테나(210)에 무선 신호 VRF가 입력될 수 있다. 예를 들어, 무선 신호 VRF는 OOK에 의해 변조된 신호로, "1" 또는 "0"을 가질 수 있다.The wireless signal V RF may be input to the
일실시예에 따른 클럭 발생기(220)는 클럭 신호를 생성하여 펄스 발생기(230)로 제공할 수 있다. 펄스 발생기(230)는 수신된 클럭 신호에 기초하여 미리 정해진 주기로 펄스 VPULSE를 생성할 수 있다. 펄스 VPULSE는 발진기(240)와 TDC(250)를 구동(enable)(다시 말해, 파워 온(Power ON))시킬 수 있다.The
일실시예에 따른 발진기(240)는 펄스 VPULSE에 의해 구동되어 무선 신호 VRF에 기초하여 발진 신호 VOSC를 생성하는 LC-발진기일 수 있다. 발진기(240)는 무선 신호 VRF에 따라 서로 다른 시간만큼 발진하는 발진 신호 VOSC를 생성할 수 있다. 예를 들어, 안테나(210)에 입력된 무선 신호 VRF가 "1"인 경우, 발진기(240)는 무선 신호 VRF가 "0"인 경우보다 더 긴 시간 동안 발진하는 발진 신호 VOSC를 생성할 수 있다. 반대로 안테나(210)에 입력된 무선 신호 VRF가 "0"인 경우, 발진기(240)는 무선 신호 VRF가 "1"인 경우보다 더 짧은 시간 동안 발진하는 발진 신호 VOSC를 생성할 수 있다.The
일실시예에 따른 TDC(250)는 발진 신호 VOSC가 발진하는 시간을 측정하고, 그 측정 결과를 NOUT로 출력할 수 있다. TDC(250)는 발진 신호 VOSC가 발진하는 시간에 비례하는 출력 NOUT을 생성할 수 있다. 예를 들어, TDC(250)는 발진 신호 VOSC의 발진 시작 시간을 이용하여 출력 NOUT을 생성할 수 있다. TDC(250)는 발진 신호 VOSC의 진폭이 미리 결정된 임계 진폭을 초과할 경우에 발진 신호 VOSC가 발진하는 것으로 인식하여 출력 NOUT을 생성할 수 있다.The
일실시예에 따른 수신기(200)는 TDC(250)의 출력 NOUT에 기초하여 무선 신호 VRF를 수신할 수 있다. 예를 들어, TDC(250)의 출력 NOUT이 미리 결정된 임계 개수보다 큰 경우, 수신기(200)는 무선 신호 VRF를 "1"로 수신할 수 있다. 또는, TDC(250)의 출력 NOUT이 미리 결정된 임계 개수보다 작거나 같은 경우, 수신기(200)는 무선 신호 VRF를 "0"로 수신할 수 있다.The
도 3 내지 도 6은 일실시예에 따라 TDC가 적용된 수신기에서 무선 신호를 수신하는 과정을 나타낸 도면이다.3 to 6 are diagrams illustrating a process of receiving a radio signal in a receiver to which TDC is applied according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 신호 VRF, 펄스 VPULSE, 수신 신호 VOUT가 도시된다.Referring to FIG. 3, a wireless signal V RF , a pulse V PULSE , and a received signal V OUT in accordance with an embodiment are shown.
일실시예에 따른 무선 신호 VRF는 OOK에 의해 변조된 신호로서, "1" 또는 "0"을 가질 수 있다. 무선 신호 VRF의 OOK 모듈레이션(modulation) 주기는 1/fS일 수 있다. 일실시예에 따른 펄스 VPULSE는 무선 신호 VRF의 OOK 모듈레이션 주기 1/fS의 1/2배보다 같거나 작은 주기로 생성될 수 있다.The wireless signal V RF according to one embodiment may be a signal modulated by OOK and may have a "1" or a "0". The OOK modulation period of the radio signal V RF may be 1 / f S. The pulse V PULSE according to one embodiment may be generated with a period equal to or less than 1/2 of the
일실시예에 따라 수신 신호 VOUT는 펄스 VPULSE가 제공된 구간에 무선 신호 VRF을 수신한 값을 가질 수 있다. 예시적으로 도시된 도 3에서는, 첫 번째, 두 번째, 다섯 번째, 여섯 번째 펄스가 제공된 시점에 무선 신호 VRF가 "1"을 가짐에 따라, 수신 신호 VOUT도 "1"을 가질 수 있으며, 세 번째, 네 번째 펄스가 제공된 시점에 무선 신호 VRF가 "0"을 가짐에 따라, 수신 신호 VOUT도 "0"을 가질 수 있다.According to one embodiment, the received signal V OUT may have a value that receives the wireless signal V RF in the interval provided pulse V PULSE . 3, the received signal V OUT may also have a value of " 1 " as the radio signal V RF has a " 1 " at the time the first, second, fifth and sixth pulses are provided , The received signal V OUT may also have a " 0 " as the radio signal V RF has " 0 " at the time the third and fourth pulses are provided.
이와 같이, 수신기는 펄스 VPULSE에 기반하여 동작할 수 있으며, TDC를 이용하여 발진 신호의 발진 시간을 측정함으로써, 짧은 펄스 구간에서도 무선 신호 VRF를 정확히 수신할 수 있다.Thus, the receiver can operate based on the pulse V PULSE , and can accurately receive the radio signal V RF even in a short pulse interval by measuring the oscillation time of the oscillation signal using the TDC.
도 4를 참조하면, 일실시예에 따라 무선 신호 VRF가 "1"을 가지는 경우가 도시된다. 이 때, 펄스 VPULSE는 TPULSE 동안 하이(high)일 수 있다.Referring to FIG. 4, there is shown a case where the radio signal V RF has a " 1 " in accordance with an embodiment. At this time, the pulse V PULSE may be high during T PULSE .
일실시예에 따라 펄스 VPULSE가 제공되는 구간에 무선 신호 VRF가 "1"을 가지는 경우, 발진기에서 발진 신호 VOSC가 빠르게 생성될 수 있다. 다시 말해, 펄스 VPULSE의 상승 에지(rising edge)에 근접한 시점부터 발진 신호 VOSC가 발진할 수 있다. 발진 신호 VOSC가 빠르게 발진함에 따라, 발진 신호 VOSC의 진폭이 미리 결정된 크기 이상 커지는 구간도 길어질 수 있다.According to an embodiment, when the radio signal V RF has a value of " 1 " in a period in which the pulse V PULSE is provided, the oscillation signal V OSC can be rapidly generated in the oscillator. In other words, the oscillation signal V OSC can oscillate from a point close to the rising edge of the pulse V PULSE . As the oscillation signal V OSC oscillates rapidly, a period in which the amplitude of the oscillation signal V OSC becomes larger than a predetermined magnitude can be prolonged.
TDC는 발진 신호 VOSC의 진폭이 미리 정해진 크기보다 큰 구간의 시간 길이를 측정할 수 있다. 다시 말해, TDC의 출력 NOUT는 발진 신호 VOSC의 발진 시간 t1에 비례할 수 있다. 발진 신호 VOSC의 발진 시간 t1이 미리 결정된 임계 시간보다 긴 경우, 수신기는 무선 신호 VRF를 "1"로 수신할 수 있다. 여기서, 미리 결정된 임계 시간은 미리 결정된 임계 개수 NREF에 대응되며, TDC의 출력 NOUT이 미리 결정된 임계 개수 NREF보다 큰 경우에 발진 신호 VOSC의 발진 시간 t1이 미리 결정된 임계 시간보다 긴 것으로 판단될 수 있다.The TDC can measure a time length of an interval in which the amplitude of the oscillation signal V OSC is larger than a predetermined size. In other words, the output N OUT of the TDC can be proportional to the oscillation time t 1 of the oscillating signal V OSC . If the oscillation time t 1 of the oscillation signal V OSC is longer than the predetermined threshold time, the receiver can receive the radio signal V RF as " 1 ". Here, the predetermined threshold time corresponds to the predetermined threshold number N REF , and when the output N OUT of the TDC is larger than the predetermined threshold number N REF , the oscillation time t 1 of the oscillation signal V OSC is longer than the predetermined threshold time Can be judged.
이 때, 무선 신호 VRF의 주파수 fRF와 발진 신호 VOSC의 발진 주파수 fOSC가 서로 유사할수록 무선 신호 VRF에서 발진 신호 VOSC로 전달되는 영향이 커지고, "1"인 무선 신호 VRF에 크게 반응하여 발진 신호 VOSC가 빠르게 발진할 수 있다. 반대로, 무선 신호 VRF의 주파수 fRF와 발진 신호 VOSC의 발진 주파수 fOSC가 서로 유사하지 않다면 발진 신호 VOSC로 전달되는 무선 신호 VRF의 영향이 작고, "1"인 무선 신호 VRF에 응답하여 발진 신호 VOSC가 빠르게 발진하지 않을 수 있다. 이러한 원리에 기반하여 무선 신호 VRF의 주파수 fRF와 발진 신호 VOSC의 발진 주파수 fOSC를 서로 유사하게 함으로써, 무선 신호 VRF의 유무에 따른 발진 신호 VOSC의 발진 시간에 대한 차이를 크게 할 수 있으며, 발진 신호 VOSC의 발진 시간에 기초하여 무선 신호 VRF의 유무가 높은 정확도로 감지될 수 있다.At this time, the wireless signal V RF of the frequency f RF, and the more the oscillation frequency f OSC of the oscillation signal V OSC similar to each other increases the impact transmitted from the radio signal V RF in the oscillation signal V OSC, "1" in the wireless signal V RF So that the oscillation signal V OSC can oscillate rapidly. In contrast, the radio signal frequency of V RF f the oscillation frequency of the RF and oscillator signal V OSC f OSC is small and the influence of the radio signal V RF delivered to the oscillation signal V OSC if not similar to each other, the "1" in the wireless signal V RF The oscillation signal V OSC may not oscillate rapidly. Based on this principle be by having the oscillation frequency f OSC of the radio signal V RF frequency f RF and oscillator signal V OSC of similar to each other, increasing the difference in the oscillation period of the oscillation signal V OSC according to the presence of a radio signal V RF And the presence or absence of the radio signal V RF can be detected with high accuracy based on the oscillation time of the oscillation signal V OSC .
도 5를 참조하면, 일실시예에 따라 무선 신호 VRF가 "0"을 가지는 경우가 도시된다.Referring to FIG. 5, there is shown a case where the radio signal V RF has a " 0 " in accordance with an embodiment.
일실시예에 따라 펄스 VPULSE가 제공되는 시점에 무선 신호 VRF가 "0"을 가지는 경우, 발진기에서 발진 신호 VOSC가 느리게 생성될 수 있다. 다시 말해, 펄스 VPULSE의 상승 에지로부터 먼 시점에서부터 발진 신호 VOSC가 발진할 수 있다. 발진 신호 VOSC가 느리게 발진함에 따라, 발진 신호 VOSC의 진폭이 미리 결정된 크기 이상 커지는 구간도 짧아질 수 있다.According to one embodiment, when the radio signal V RF has a " 0 " at the time the pulse V PULSE is provided, the oscillation signal V OSC may be generated slowly in the oscillator. In other words, the oscillation signal V OSC can oscillate from a point far from the rising edge of the pulse V PULSE . As the oscillation signal V OSC oscillates slowly, the period in which the amplitude of the oscillation signal V OSC increases beyond a predetermined magnitude can also be shortened.
TDC는 발진 신호 VOSC의 진폭이 미리 정해진 크기보다 큰 구간 동안 출력을 지속적으로 생성하므로, TDC의 출력 NOUT을 통해 발진 신호 VOSC의 발진 시간 t0을 알 수 있다. 발진 신호 VOSC의 발진 시간 t0가 미리 결정된 임계 시간보다 짧은 경우, 수신기는 무선 신호 VRF를 "0"으로 수신할 수 있다. 여기서, 미리 결정된 임계 시간은 미리 결정된 임계 개수 NREF에 대응되며, TDC의 출력 NOUT이 미리 결정된 임계 개수 NREF보다 작거나 같은 경우에 발진 신호 VOSC의 발진 시간 t0이 미리 결정된 임계 시간보다 짧은 것으로 판단될 수 있다. 도 5에 도시된 발진 신호 VOSC의 발진 시간 t0는 도 4에 도시된 발진 신호 VOSC의 발진 시간 t1보다 짧을 수 있다.Since the TDC continuously generates the output for a period in which the amplitude of the oscillation signal V OSC is larger than a predetermined magnitude, the oscillation time t 0 of the oscillation signal V OSC can be known through the output N OUT of the TDC. If the oscillation time t 0 of the oscillation signal V OSC is less than the pre-determined threshold time, the receiver can receive the radio signal V RF to "0". Here, the predetermined threshold time corresponds to a predetermined threshold number N REF , and when the output N OUT of the TDC is less than or equal to a predetermined threshold number N REF , the oscillation time t 0 of the oscillation signal V OSC is greater than a predetermined threshold time It can be judged to be short. FIG oscillation period of the oscillation signal OSC shown in V 5 t 0 may be shorter than the oscillation period t 1 of the oscillation signal V OSC shown in Fig.
도 6을 참조하면, 일실시예에 따라 무선 신호가 TDC에 기초하여 수신되는 과정이 도시된다.Referring to FIG. 6, a process is shown in which a wireless signal is received based on TDC, according to one embodiment.
단계(610)에서, 일실시예에 따른 무선 신호 VRF는 "1", "0", "1", "0"을 가질 수 있다. 무선 신호 VRF의 OOK 모듈레이션 주기는 TS일 수 있다.In
단계(620)에서, 일실시예에 따라 펄스 발생기로부터 펄스 VPULSE가 미리 결정된 주기로 생성될 수 있다. 예를 들어, 펄스 VPULSE는 무선 신호 VRF의 OOK 모듈레이션 주기 TS의 1/2배보다 같거나 작은 주기로 생성될 수 있다. 펄스 VPULSE가 생성된 구간에서 수신기는 파워 온(Power ON)될 수 있으며, 펄스 VPULSE가 생성되지 않은 구간에서 수신기는 파워 오프(Power OFF)될 수 있다. 펄스 VPULSE가 생성된 구간은 TPULSE동안 지속될 수 있다.In
단계(630)에서, 일실시예에 따라 펄스 VPULSE에 의해 구동된 발진기는 무선 신호 VRF에 기초하여 발진 신호 VOSC를 생성할 수 있다. 예를 들어, 무선 신호 VRF가 "1"을 가지는 구간에 생성된 발진 신호 VOSC는 무선 신호 VRF가 "0"을 가지는 구간에 생성된 발진 신호 VOSC보다 긴 시간 동안 발진할 수 있다.In
단계(640)에서, 일실시예에 따라 펄스 VPULSE에 의해 구동된 TDC는 발진 신호 VOSC가 발진한 시간에 비례하여 출력 NOUT을 생성할 수 있다. 예를 들어, 무선 신호 VRF가 "1"을 가지는 구간에 생성된 발진 신호 VOSC는 미리 결정된 임계 시간보다 길게 발진함에 따라 TDC의 출력 NOUT도 미리 결정된 임계 개수 NREF보다 많게 되며, 수신기는 무선 신호 VRF을 "1"로 수신할 수 있다. 또는, 무선 신호 VRF가 "0"을 가지는 구간에 생성된 발진 신호 VOSC는 미리 결정된 임계 시간보다 짧게 발진하고, TDC의 출력 NOUT도 미리 결정된 임계 개수 NREF보다 적게 되며, 수신기는 무선 신호 VRF을 "0"으로 수신할 수 있다.In
TDC의 출력 NOUT은 리셋 신호에 의해 리셋되기 전까지 유지될 수 있다. 리셋 신호는 다음 펄스 VPULSE가 생성되기 전에 TDC로 제공되어 출력 NOUT이 리셋될 수 있다.The output N OUT of the TDC can be maintained until reset by the reset signal. The reset signal may be provided to the TDC before the next pulse V PULSE is generated and the output N OUT may be reset.
일실시예에 따라 임계 개수 NREF는 미리 결정되거나 또는 동적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 임계 개수 NREF를 동적으로 변경하기 위해 미리 정해진 무선 신호 "1, 0, 1, 0"가 입력될 때 TDC의 출력 NOUT이 "10, 5, 10, 5"인 경우, 임계 개수 NREF가 7.5로 설정될 수도 있다.According to one embodiment, the threshold number NREF may be predetermined or dynamically changed. For example, when the output N OUT of the TDC is "10, 5, 10, 5" when a predetermined radio signal "1, 0, 1, 0" is input to dynamically change the threshold number N REF , The number N REF may be set to 7.5.
도 7은 일실시예에 따라 TDC가 적용된 수신기의 회로도를 나타낸 도면이다.7 is a circuit diagram of a receiver to which TDC is applied according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 일실시예에 따른 수신기(700)는 컨트롤러(controller)(710), 수신 메인 블럭(RX main block)(720) 및 안테나(730)를 포함할 수 있다. 일실시예에 따른 수신기(700)는 RF 트랜시버(RF transceiver)일 수 있다.7, a
일실시예에 따른 컨트롤러(710)는 펄스 VPULSE를 생성하여 수신 메인 블럭(720)으로 제공할 수 있다. 예를 들어, RC-발진기는 클럭 신호를 생성하는 클럭 발생기로서, 생성된 클럭 신호 VRC를 펄스 발생기로 제공할 수 있다. 펄스 발생기는 클럭 신호 VRC에 기초하여 펄스 VPULSE를 생성하여 수신 메인 블럭(720) 내 발진기, RF 증폭기(operating amplifier) 및 TDC로 제공할 수 있다. 이 때, 펄스 VPULSE는 주파수 분주기에서 결정된 주기로 생성될 수 있으며, 펄스 VPULSE의 폭은 펄스 발생기에 의해 결정될 수 있다.The
고속 스타트업(fast startup)은 발진기에서 발진 신호 VOSC가 빠르게 생성되게 함으로써 펄스 VPULSE의 폭을 감소시킬 수 있게 하는 회로로서, 이에 대해서는 도 12 및 도 13을 참조하여 후술한다.Fast startup is a circuit that allows the oscillator to rapidly generate the oscillating signal V OSC thereby reducing the width of the pulse V PULSE , which will be described later with reference to FIGS. 12 and 13.
일실시예에 따른 수신 메인 블럭(720) 내 발진기는 펄스 VPULSE에 의해 구동되어 안테나(730)에 입력된 무선 신호에 기초하여 발진 신호 VOSC를 생성할 수 있다. 발진 신호 VOSC는 RF 증폭기에 의해 증폭될 수 있다. RF 증폭기(RF Amplifier)는 펄스 VPULSE에 의해 구동될 수 있다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해 두 개의 RF 증폭기가 도시되어 있으나, 수신 메인 블럭(720)은 하나 이상의 RF 증폭기를 제한 없이 포함할 수 있다.The oscillator in the receiving
TDC는 펄스 VPULSE에 의해 구동되어 증폭된 발진 신호 VOSC2의 발진 시간에 비례하는 NOUT를 출력할 수 있다. TDC는 다음 펄스 VPULSE가 제공되기 이전에 RST 컨트롤러(reset controller)로부터 리셋 신호 VRST를 수신하여 출력 NOUT를 리셋할 수 있다.The TDC is driven by the pulse V PULSE and can output N OUT proportional to the oscillation time of the amplified oscillation signal V OSC2 . The TDC may receive the reset signal V RST from the RST controller (reset controller) and reset the output N OUT before the next pulse V PULSE is provided.
싱크로나이저(synchronizer)는 클럭 신호 VSAM과 TDC의 출력 NOUT을 위상 동기화시킬 수 있다. 그리고, 동기화된 신호 VS는 비교기(comparator)에서 미리 결정된 임계 전압 VREF와 비교되어, 수신 신호 VOUT이 출력될 수 있다. 여기서, 미리 결정된 임계 전압 VREF는 앞서 설명한 미리 결정된 임계 개수 NREF에 대응될 수 있다.A synchronizer can phase-synchronize the clock signal V SAM with the output N OUT of the TDC. Then, the synchronized signal V S is compared with a predetermined threshold voltage V REF in a comparator, and the received signal V OUT can be output. Here, the predetermined threshold voltage V REF may correspond to the above-described predetermined threshold number N REF .
도 8은 일실시예에 따라 도 7의 수신기가 무선 신호를 수신하는 과정을 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a process of receiving a radio signal by the receiver of FIG. 7 according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 신호 VRF, 펄스 VPULSE, 발진 신호 VOSC, 증폭된 발진 신호 VOSC1, VOSC2 및 TDC의 출력 NOUT가 도시된다. 예시적으로 도시된 도 8에서는 펄스 VPULSE가 생성될 때 무선 신호 VRF가 "1"인 경우를 도시한다.8, a wireless signal V RF , a pulse V PULSE , an oscillation signal V OSC , an amplified oscillation signal V OSC1 , V OSC2 and an output N OUT of a TDC according to an embodiment are shown. In the example shown in Fig. 8, the radio signal V RF is " 1 " when the pulse V PULSE is generated.
펄스 VPULSE가 도 7의 수신 메인 블럭(720)으로 제공되는 구간에서 수신기가 동작하여 무선 신호 VRF를 수신할 수 있다. 반면, 펄스 VPULSE가 제공되지 않는 구간에서는 수신기가 동작하지 않고 수신된 신호를 유지할 수 있다. 펄스 VPULSE는 TPULSE 동안 제공될 수 있으며, TPULSE는 스타트업 시간 TSET보다 길 수 있다. 스타트업 시간 TSET에 대해서는 도 9를 참조하여 후술한다.The receiver may operate in the interval in which the pulse V PULSE is provided to the receiving
일실시예에 따른 발진 신호 VOSC는 펄스 VPULSE에 의해 구동한 발진기에서 무선 신호 VRF에 기초하여 생성될 수 있다. 일례로, 발진 신호 VOSC의 진폭이 매우 작을 경우 TDC에서 유효한 출력이 생성되기 어려울 수 있다. 따라서, 하나 이상의 RF 증폭기를 통해 발진 신호 VOSC를 증폭시킬 필요가 있을 수 있다. 도 8에서 VOSC1, VOSC2는 증폭된 발진 신호를 나타낼 수 있다.The oscillating signal V OSC according to one embodiment may be generated based on the radio signal V RF in an oscillator driven by pulse V PULSE . For example, if the amplitude of the oscillating signal V OSC is very small, it may be difficult to generate a valid output in the TDC. Thus, it may be necessary to amplify the oscillating signal V OSC through one or more RF amplifiers. In FIG. 8, V OSC1 and V OSC2 may represent amplified oscillation signals.
TDC는 최종 증폭된 발진 신호 VOSC2에 기초하여 발진 시간 t1에 비례하는 NOUT을 출력할 수 있다. 예를 들어, TDC는 최종 증폭된 발진 신호 VOSC2의 진폭이 미리 결정된 임계 진폭보다 클 경우에 출력을 생성함으로써, 발진 시간 t1에 비례하는 NOUT을 출력할 수 있다. TDC의 출력 NOUT는 리셋 신호가 제공될 때까지 유지될 수 있다.The TDC can output N OUT proportional to the oscillation time t 1 based on the final amplified oscillation signal V OSC2 . For example, the TDC can output N OUT proportional to the oscillation time t 1 by generating an output when the amplitude of the final amplified oscillation signal V OSC2 is greater than a predetermined threshold amplitude. The output N OUT of the TDC can be maintained until a reset signal is provided.
도 9는 일실시예에 따라 무선 신호에 기초하여 TDC의 출력이 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a process of generating an output of a TDC based on a radio signal according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 일실시예에 따른 스타트업 시간 TSET과 TDC의 구동 시간 TSS가 도시된다.Referring to FIG. 9, the start-up time T SET and the drive time T SS of the TDC according to an embodiment are shown.
일실시예에 따른 수신기는 펄스 VPULSE가 생성된 구간 동안 파워 온되고, 펄스 VPULSE가 생성되지 않은 구간 동안 파워 오프되는 펄스-기반 캐리어 센싱(Pulse-based Carrier Sensing; IBCS)으로 동작할 수 있다.Can operate; (IBCS Pulse-based Carrier Sensing ) based on carrier sensing-receiver according to one embodiment includes a pulse V PULSE is a power-on during the generation interval, pulse V PULSE is for non-generation interval power-off pulse .
펄스 VPULSE의 폭 TPULSE은 스타트업 시간 TSET과 TDC의 구동 시간 TSS으로 구분될 수 있다. 스타트업 시간 TSET은 발진 신호의 진폭이 미리 결정된 임계 진폭보다 크지 않아 TDC에서 출력이 생성되지 않는 구간일 수 있다. 구동 시간 TSS는 발진 신호의 진폭이 미리 결정된 임계 진폭보다 커서 TDC에서 출력이 생성되는 구간일 수 있다. 다시 말해, 펄스 VPULSE의 폭 TPULSE은 아래와 같이 나타낼 수 있다.The width T PULSE of the pulse V PULSE can be divided into the start-up time T SET and the drive time T SS of the TDC. The start-up time T SET may be an interval in which the output of the TDC is not generated because the amplitude of the oscillation signal is not larger than the predetermined threshold amplitude. The driving time T SS may be a period in which the output of the TDC is generated because the amplitude of the oscillation signal is larger than a predetermined threshold amplitude. In other words, the width T PULSE of the pulse V PULSE can be expressed as follows.
위의 수학식 1에서, TOSC는 발진기의 발진 주기를 나타내며, fOSC는 발진기의 발진 주파수를 나타낸다. 여기서, fOSC는 고주파수로 캐리어 주파수로도 지칭될 수 있다.In Equation (1), T OSC represents the oscillation period of the oscillator, and f OSC represents the oscillation frequency of the oscillator. Here, f OSC may also be referred to as a carrier frequency at a high frequency.
수학식 1에서 TSET을 감소시키거나, 발진 주파수 fOSC를 증가시킬수록 펄스 VPULSE의 폭 TPULSE이 효과적으로 감소될 수 있고, 이에 따라 수신기의 전력 소모도 감소될 수 있다.The decrease in T SET in
일실시예에 따라 도 9에 도시된 T1은 무선 신호 VRF가 "1"인 경우에 TDC에서 측정된 시간을 나타내고, T0은 무선 신호 VRF가 "0"인 경우에 TDC에서 측정된 시간을 나타낼 수 있다.According to one embodiment, T 1 shown in FIG. 9 represents the time measured in the TDC when the radio signal V RF is "1" and T 0 indicates the time measured in the TDC when the radio signal V RF is "0" Time can be indicated.
도 9에서는 설명의 편의를 위해 무선 신호 VRF가 OOK에 의해 변조된 경우를 기준으로 설명하였으나, 무선 신호 VRF가 ASK에 의해 변조된 경우 무선 신호 VRF의 진폭에 비례하여 TDC의 출력 NOUT가 TDC에서 출력되게 함으로써 무선 신호 VRF를 제한 없이 수신할 수 있으며, 또한 무선 신호 VRF가 FSK에 의해 변조된 경우 무선 신호 VRF의 주파수에 발진 신호의 발진 주파수가 근접할수록 많은 TDC의 출력 NOUT가 TDC에서 출력되게 함으로써 무선 신호 VRF를 제한 없이 수신할 수 있다.Although the radio signal V RF is modulated by OOK in FIG. 9 for the convenience of description, when the radio signal V RF is modulated by ASK, the output N OUT of the TDC in proportion to the amplitude of the radio signal V RF The output of the TDC allows the radio signal V RF to be received without limitation and also when the radio signal V RF is modulated by FSK, the closer the oscillation frequency of the oscillation signal is to the frequency of the radio signal V RF , By allowing OUT to be output at the TDC, the wireless signal V RF can be received without limitation.
도 10은 일실시예에 따라 클럭 발생기의 지터(jitter)에 영향을 받지 않는 TDC의 출력을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the output of the TDC which is not affected by the jitter of the clock generator according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 신호 VRF, 클럭 발생기에서 생성된 클럭 신호 VRC, 펄스 발생기에서 생성된 펄스 VPULSE가 도시된다.Referring to FIG. 10, a wireless signal V RF according to an embodiment, a clock signal V RC generated in a clock generator, and a pulse V PULSE generated in a pulse generator are shown.
일실시예에 따라 클럭 발생기에서 생성된 클럭 신호 VRC에는 지터가 존재할 수 있다. 지터는 클럭 신호 VRC를 생성하는 클럭 발생기의 주기가 변동되는 것을 의미할 수 있다. 일실시예에 따른 발진기는 클럭 신호 VRC의 상승 에지에서 펄스 VPULSE를 생성할 수 있으며, 상승 에지에 나타난 지터에 따라 펄스 포지션 변동(pulse position fluctuation)이 만큼 발생할 수 있다.According to one embodiment, there may be jitter in the clock signal V RC generated in the clock generator. Jitter may mean that the period of the clock generator that generates the clock signal V RC varies. An oscillator according to one embodiment may generate a pulse V PULSE at the rising edge of the clock signal V RC and a pulse position fluctuation .
펄스 위치 변동으로 TDC의 출력 NOUT에도 포지션 변동이 발생할 수 있다. 또한, 리셋 신호 VRST에 의해 TDC의 출력이 리셋되는 시점도 변동될 수 있다. 다만, 앞서 설명한 바와 같이, 수신기가 TDC의 출력 NOUT에 기초하여 무선 신호 VRF를 수신함으로써, 클럭 발생기의 지터에 영향을 받지 않는다. 다시 말해, TDC의 출력 NOUT는 발진 신호의 발진 주파수 및 펄스 VPULSE의 폭에 비례할 뿐, 클럭 발생기의 지터에 영향을 받지 않는다. 수신기는 내부 클럭 발생기의 지터에 강인하게 무선 신호 VRF를 수신할 수 있다.The positional fluctuation may also occur in the output N OUT of the TDC due to the pulse position fluctuation. Further, the timing at which the output of the TDC is reset by the reset signal V RST may also fluctuate. However, as described above, by receiving the radio signal V RF based on the output N OUT of the TDC, the receiver is not affected by the jitter of the clock generator. In other words, the output N OUT of the TDC is proportional to the oscillation frequency of the oscillation signal and the width of the pulse V PULSE , and is not affected by the jitter of the clock generator. The receiver can receive the radio signal V RF robustly to the jitter of the internal clock generator.
도 11은 일실시예에 따라 펄스의 폭에 따른 TDC의 출력 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating an output change of a TDC according to a width of a pulse according to an embodiment.
도 11을 참조하면, 일실시예에 따른 펄스 VPULSE 및 TDC의 출력 NOUT 및 리셋 신호 VRST가 도시된다.Referring to FIG. 11, the output V OUT of the pulse V PULSE and TDC and the reset signal V RST are shown according to one embodiment.
일실시예에 따라 수신기의 소비 전력을 감소시키기 위해 펄스 VPULSE의 폭을 감소시키면, TDC의 출력 NOUT도 감소하게 된다. 다만, 펄스 VPULSE의 폭을 무한정 감소시킬 수 없으며, 무선 신호 수신이 가능한 TDC의 유효 출력 NOUT _effective가 TDC에서 출력될 수 있도록 펄스 VPULSE의 폭이 유지되어야 한다.By reducing the width of the pulse V PULSE to reduce the power consumption of the receiver according to one embodiment, the output N OUT of the TDC is also reduced. However, it can not be indefinitely reduce the width of the pulse V PULSE, radio signals received by the TDC of possible valid output OUT N _effective is to the V PULSE of the pulse width should be maintained so as to be output from the TDC.
일실시예에 따른 최소 펄스 폭 Wmin과 최소 듀티 사이클(minimum duty cycle) Dmin은 아래와 같이 결정될 수 있다. 최소 듀티 사이클 Dmin은 한 주기에서 펄스 VPULSE가 하이인 구간의 비율을 나타낼 수 있다.Minimum pulse width W min and minimum duty cycle (minimum duty cycle) D min, in accordance with an embodiment may be determined as follows. The minimum duty cycle D min may represent a ratio of the pulse V PULSE is high in a cycle period.
위의 수학식 2에서, fRC는 클럭 발생기의 주파수를 나타낸다. 위의 수학식 2를 참조하면, 최소 펄스 폭 Wmin은 발진기의 스타트업 시간 TSET에 비례하는 것을 알 수 있다.In Equation (2), f RC represents the frequency of the clock generator. Referring to Equation (2), it can be seen that the minimum pulse width W min is proportional to the start-up time T SET of the oscillator.
또한, 일실시예에 따른 수신기의 평균 소비 전력 PAVE는 아래와 같이 결정될 수 있다.In addition, the average power consumption P AVE of the receiver according to an exemplary embodiment may be determined as follows.
위의 수학식 3에서, PRX는 수신기의 전력소모를 나타내고, TRC는 클럭 발생기의 주기를 나타낸다. 위의 수학식 3을 참조하면, 수신기의 평균 소비 전력 PAVE는 발진기의 스타트업 시간 TSET에 비례하는 것을 알 수 있다. 따라서, 수신기의 소비 전력을 최소화하기 위해서는 스타트업 시간 TSET을 최소화할 필요가 있다. 스타트업 시간 TSET을 최소화할 수 있는 빠른 스타트업 방안에 대해서는 도 12 및 도 13을 참조하여 후술한다.In Equation (3), P RX represents the power consumption of the receiver, and T RC represents the period of the clock generator. Referring to Equation (3), it can be seen that the average power consumption P AVE of the receiver is proportional to the start-up time T SET of the oscillator. Therefore, in order to minimize the power consumption of the receiver, it is necessary to minimize the start-up time T SET . A quick start-up scheme capable of minimizing the start-up time T SET will be described later with reference to FIGS. 12 and 13. FIG.
도 12 및 도 13은 일실시예에 따른 수신기의 빠른 스타트업(fast startup)을 설명하기 위한 도면이다.12 and 13 are diagrams for explaining fast startup of a receiver according to an embodiment.
도 12를 참조하면 일실시예에 따라 빠른 스타트업을 위한 추가 전류 IQWG _A와 커패시터 미스매치(capacitor mismatch)를 위한 제어 전압 VPUL _C가 도시되고, 도 13을 참조하면 일실시예에 따른 빠른 스타트업을 위한 부분 회로도가 도시된다.Referring to Figure 12 when an exemplary If for example an additional current I QWG _A and control for the capacitor mismatch (capacitor mismatch) voltage V PUL _C for rapid start-up is shown, in accordance with reference to Figure 13 fast in accordance with one embodiment A partial circuit diagram for start-up is shown.
일실시예에 따라 스타트업 시간 TSET은 발진 신호 VOSC가 생성되기 위한 발진 준비 구간으로, 해당 준비 구간에서는 TDC에서 출력이 생성되지 않는다. 다만, 이러한 준비 구간에서도 수신기가 파워 온되어 동작하므로 소비 전력이 발생한다. 따라서, 스타트업 시간 TSET을 최소화시킴으로써 수신기의 소비 전력을 최소화할 수 있으며, 스타트업 시간 TSET을 최소화시키는 빠른 스타트업으로 아래의 3가지 방안이 있다.According to one embodiment, the start-up time T SET is an oscillation preparation period for generating the oscillation signal V OSC , and no output is generated in the TDC in the preparation period. However, even in such a preparatory period, since the receiver is powered on and operated, power consumption is generated. Thus, the start-up time and to minimize the power consumption of a receiver by minimizing the T SET, there are three methods below, quick start-up to minimize the start-up time T SET.
첫 번째 빠른 스타트업 방안은 발진기로 제공되는 전류 IQWG를 제어하는 것이다. 기본적으로 발진기로 제공되는 기저 전류 IQWG _O는 펄스 VPULSE의 상승 에지에 해당하는 시작 시점 ta부터 하강 에지에 해당하는 종료 시점 tc까지 일정할 수 있다. 이 때, 빠른 스타트업을 위한 추가 전류 IQWG _A를 추가적으로 발진기에 제공할 수 있다. 추가 전류 IQWG _A는 시작 시점 ta부터 미리 결정된 시점 tb까지 발진기에 추가적으로 제공될 수 있다.The first fast start-up scheme is to control the current I QWG supplied to the oscillator. Basically, the base current I QWG _O supplied to the oscillator can be constant from the starting point t a corresponding to the rising edge of pulse V PULSE to the ending point t c corresponding to the falling edge. At this time, it is possible to provide an additional current I QWG _A for fast start-up on the additional oscillator. Additional current I QWG _A may be additionally provided to the oscillator from the start to the time point t a t b predetermined.
기저 전류 IQWG _O와 추가 전류 IQWG _A로 인해, 발진기에 제공되는 전류 IQWG는 미리 결정된 시점 tb로부터 종료 시점 tc까지의 구간보다 시작 시점 ta부터 미리 결정된 시점 tb까지의 구간에서 더 클 수 있다. 이와 같이 전류 IQWG를 제어함으로써, 스타트업 시간 TSET를 최소화할 수 있다.Due to the base current I QWG _O and the additional current I QWG _A , the current I QWG supplied to the oscillator is greater than the period from the predetermined time t b to the end time t c in the interval from the starting time t a to the predetermined time t b It can be bigger. By controlling the current I QWG in this manner, the start-up time T SET can be minimized.
두 번째 빠른 스타트업 방안은 발진기에 적용된 복수의 커패시터들을 제어하는 것이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 발진기는 LC-발진기로서, 두 개의 커패시터들 C1, C2이 적용될 수 있다. 두 개의 커패시터들 C1, C2은 서로 직렬로 연결되어 제어 전압 VPUL _C에 의해 제어될 수 있으며, 아래와 같이 수학식으로 표현될 수 있다.The second fast start-up scheme is to control a plurality of capacitors applied to the oscillator. As shown in FIG. 13, the oscillator according to an embodiment is an LC-oscillator, and two capacitors C 1 and C 2 can be applied. Two capacitors C 1, C 2 are connected in series to each other can be controlled by the control voltage V PUL _C, it can be expressed by the equation shown below.
일실시예에 따른 두 개의 커패시터들의 전체 값이 일정함에 따라 발진기의 발진 주파수가 일정할 수 있다. 또한, 제어 전압 VPUL _C를 통해 k 값을 제어함으로써, 두 개의 커패시터들 C1, C2 간의 매치여부가 제어될 수 있다.The oscillation frequency of the oscillator may be constant as the total value of the two capacitors according to one embodiment is constant. Further, by controlling the value of k through the control voltage V _C PUL, it may be controlled by two capacitors C 1, if match between C 2.
일실시예에 따라 제어 전압 VPUL _C을 제어함으로써, 시작 시점 ta로부터 미리 결정된 시점 tb까지의 k는 1이 아닌 값(예컨대, k=1.8~2.0)을 가지게 하여 해당 구간 동안 두 개의 커패시터들이 서로 미스매치되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어 전압 VPUL _C를 제어함으로써, 미리 결정된 시점 tb로부터 종료 시점 tc까지의 k가 1을 가지게 하여 해당 구간 동안 두 개의 커패시터들이 서로 매치되도록 제어할 수 있다. 다시 말해, 두 개의 커패시터들을 시작 시점 ta로부터 미리 결정된 시점 tb까지는 비대칭적(asymmetry)이게 하고, 미리 결정된 시점 tb로부터 종료 시점 tc까지는 대칭적(symmetry)이게 함으로써, 스타트업 시간 TSET을 최소화할 수 있다.By controlling one embodiment the control voltage V PUL _C according to, to have a k is a value other than 1 (e.g., k = 1.8 ~ 2.0) to the starting point at time t predetermined from a t b two capacitors during the interval Can be controlled to be mismatched with each other. Further, by controlling the control voltage V PUL _C, to have the end of the k and the
마지막 세 번째 빠른 스타트업 방안은 발진기에 적용된 인덕터(inductor)가 미리 결정된 임계치보다 큰 Q 값(Q-value)을 가지게 하는 방안이다. 일실시예에 따른 발진기는 LC-발진기로서, 안테나(1310)가 인덕터로 적용될 수 있다.The third fastest start-up scheme is to allow the inductor applied to the oscillator to have a Q-value greater than a predetermined threshold. The oscillator according to one embodiment may be an LC-oscillator, and the
일실시예에 따른 스타트업 시간 TSET는 아래와 같이 나타낼 수 있다.The start-up time T SET according to one embodiment may be expressed as follows.
위의 수학식 5에서, gm은 발진기의 코어 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스(transconductance)를 나타내고, w0는 발진기의 발진 주파수를 나타내며, RT는 발진기의 출력 저항을 나타낸다. 여기서, RT는 Q 값의 제곱에 비례할 수 있다. 따라서, 발진기에 적용된 인덕터가 큰 Q 값을 가질수록, 스타트업 시간 TSET이 감소될 수 있다.In Equation (5), g m represents the transconductance of the core transistor of the oscillator, w 0 represents the oscillation frequency of the oscillator, and R T represents the output resistance of the oscillator. Here, R T can be proportional to the square of the Q value. Therefore, the larger the Q value of the inductor applied to the oscillator, the shorter the start-up time T SET .
일실시예에 따른 도 12에서는 미리 결정된 시점 tb가 스타트업 시간 TSET과 TDC의 구동 시간 TSS 간의 경계 시점을 나타내는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 미리 결정된 시점 tb는 시작 시점 ta와 종료 시점 tc 사이에 위치한 임의의 시점(예컨대, 시작 시점 ta로부터 종료 시점 tc까지의 구간을 반으로 나누는 시점)을 나타낼 수 있다.One embodiment 12 in advance is determined the time t b the startup time according to Example T SET and are illustrated to indicate the boundary point between the TDC of the drive time T SS, which starts the time t b the predetermined intended for convenience of description may refer to the time t a and t c at the end a particular time (e.g., time of dividing the interval of the termination up to the time t from the start time t c to a half) in between.
도 14는 일실시예에 따라 펄스폭 제어부가 적용된 수신기의 회로도를 나타낸 도면이다.FIG. 14 is a circuit diagram of a receiver to which a pulse width control unit is applied according to an embodiment.
도 14를 참조하면, 일실시예에 따른 수신기(1400)는 컨트롤러(1410), 수신 메인 블럭(1420) 및 안테나(1430)를 포함할 수 있다. 일실시예에 따른 수신기(1400)는 RF 트랜시버일 수 있다.14, a
일실시예에 따른 컨트롤러(1410)는 펄스 VPULSE를 생성하여 수신 메인 블럭(1420)으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(1410)에는 서로 다른 발진 주파수를 가지는 저전력 RC-발진기와 메인 RC-발진기가 클럭 발생기로 포함될 수 있다. 저전력 RC-발진기는 메인 RC-발진기보다 낮은 주파수로 클럭 신호를 생성하는 클럭 발생기로, 저전력 RC-발진기가 이용되는 경우에 펄스 발생기에서 긴 주기로 펄스 VPULSE가 생성되므로 메인 RC-발진기가 이용되는 경우보다 수신기(1400)의 소비 전력이 더 적을 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 클럭 신호 VRC1는 저전력 RC-발진기에서 생성된 신호를 나타내며, 클럭 신호 VRC2는 메인 RC-발진기에서 생성된 신호를 나타낼 수 있다.
컨트롤러(1410)는 안테나(1430)에 입력되는 무선 신호의 주파수에 기초하여 저전력 RC-발진기와 메인 RC-발진기 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 저전력 RC-발진기와 메인 RC-발진기 중 무선 신호의 주파수의 2배 이상인 주파수로 클럭 신호를 생성 가능한 어느 하나의 발진기가 선택될 수 있다. 만약 저전력 RC-발진기와 메인 RC-발진기가 모두 무선 신호의 주파수의 2배 이상인 주파수를 가지는 경우, 저전력 RC-발진기가 선택되어 수신기(1400)의 소비 전력이 보다 감소되도록 할 수 있다.The
일실시예에 따른 전류 공급기는 발진기로 전류 IQWG를 제공할 수 있으며, 도 13의 QWG, A-QWG를 포함할 수 있다. 또한, 고속 스타트업은 커패시터 미스매치를 위한 제어 전압 VPUL _C를 생성할 수 있으며, 도 13의 위상 분할기(phase splitter)에 해당할 수 있다. 또한, CAP Bank는 발진기에 적용된 복수의 커패시터들을 나타내며, 도 13의 C1/C2에 해당할 수 있다.The current supply according to one embodiment may provide the current I QWG to the oscillator and may include the QWG, A-QWG of FIG. In addition, fast start-up and to generate a control voltage V PUL _C for capacitor mismatch, may correspond to a phase splitter (phase splitter) of Fig. Also, the CAP Bank represents a plurality of capacitors applied to the oscillator, which may correspond to C 1 / C 2 in FIG.
일실시예에 따른 펄스 폭 제어부는 발진기에서 생성되는 펄스 VPULSE의 폭을 제어할 수 있다. 펄스 폭 제어부는 TDC의 출력 NOUT에 기초하여 펄스 VPULSE의 폭을 제어할 수 있다. 펄스 VPULSE의 폭이 넓을수록 수신기(1400)의 동작 시간이 증가하게 되어, 수신기(1400)에서 소비되는 전력도 증가하게 된다. 따라서, 펄스 VPULSE의 폭을 최대한 좁힘으로써 수신기(1400)의 소비 전력을 최소화할 수 있다. 다만, 펄스 VPULSE의 폭을 무작정 좁힐 경우 TDC에서 유효 출력이 생성되지 않을 수 있으므로, 펄스 폭 제어부는 TDC에서 유효 출력이 생성되는 범위 내에서 펄스 VPULSE의 폭을 최소화시킬 필요가 있다.The pulse width control unit according to an exemplary embodiment may control the width of the pulse V PULSE generated in the oscillator. The pulse width control section can control the width of the pulse V PULSE based on the output N OUT of the TDC. As the width of the pulse V PULSE increases, the operating time of the
예를 들어, 펄스 폭 조절을 위해 미리 정해진 무선 신호(예컨대, "1, 0, 1, 0" 등)가 안테나(1430)에 입력될 수 있다. 이 때, TDC의 출력 NOUT를 고려하여 펄스 폭 제어부는 미리 정해진 무선 신호를 유효하게 수신할 수 있는 범위 내에서 펄스 VPULSE의 폭을 최소화시킬 수 있다.For example, a predetermined radio signal (e.g., "1, 0, 1, 0", etc.) may be input to
도 14에 도시된 각 요소들에는 도 1 내지 도 13을 통하여 전술한 사항들이 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.Since the above-described matters can be applied to the respective elements shown in FIG. 14 through FIG. 1 to FIG. 13, a detailed description will be omitted.
도 15는 일실시예에 따라 수신기의 소비 전력을 설명하기 위한 도면이다.15 is a diagram for explaining power consumption of a receiver according to an embodiment.
도 15를 참조하면, 일실시예에 따라 수신기의 소비 전력에 영향을 미치는 데이터 레이트(data rate)와 펄스 폭이 제어되는 케이스들이 도시된다.Referring to FIG. 15, there is shown a case where the data rate and the pulse width are controlled to affect the power consumption of the receiver according to an embodiment.
일실시예에 따라 데이터 레이트가 수신기의 소비 전력에 영향을 미칠 수 있다. 도 15에 도시된 제1 케이스(1510)와 제2 케이스(1520)는 서로 다른 데이터 레이트를 가지는 무선 신호를 수신하는 예시를 나타낸다. 펄스의 주기는 무선 신호의 OOK 모듈레이션 주기의 1/2배보다 같거나 작아야 하므로, 제2 케이스(1520)보다 제1 케이스(1510)에서 수신기가 빈번하게 파워 온되어 동작해야 한다. 따라서, 제1 케이스(1510)보다 제2 케이스(1520)에서 수신기의 소비 전력이 더 작게 된다. 다시 말해, 무선 신호의 데이터 레이트가 낮을수록 수신기의 소비 전력이 감소될 수 있다.According to one embodiment, the data rate may affect the power consumption of the receiver. The
또한, 일실시예에 따라 펄스의 폭이 수신기의 소비 전력에 영향을 미칠 수 있다. 도 15에 도시된 제3 케이스(1530)와 제4 케이스(1540)는 서로 다른 펄스 폭에 대한 예시를 나타낸다. 수신기는 펄스가 하이인 구간에 파워 온되어 동작하므로, 펄스의 폭에 비례하여 수신기의 소비 전력이 증가하게 된다. 따라서, 제4 케이스(1540)가 제3 케이스(1530)보다 수신기의 소비 전력이 더 작게 된다. 다시 말해, 펄스 폭이 좁을수록 수신기의 소비 전력이 감소될 수 있다.Also, according to one embodiment, the width of the pulse can affect the power consumption of the receiver. The
도 16 및 도 17은 일실시예에 따라 ED가 적용된 수신기를 설명하기 위한 도면이다.16 and 17 are views for explaining a receiver to which an ED is applied according to an embodiment.
도 16을 참조하면, 일실시예에 따른 수신기(1600)는 안테나(1610), 클럭 발생기(1620), 펄스 발생기(1630), 발진기(1640), ED(Envelope Detector)(1650), RF 증폭기(1660) 및 ADC(Analog-to-Digital Converter)(1670)를 포함할 수 있다. 도 1의 측정부(140)는 ED(1650)에 해당할 수 있으며, 이 경우 수신기(1600)는 ED(1650)를 통해 검출한 발진 신호 VOSC의 포락선 VED에 기초하여 무선 신호 VRF를 수신할 수 있다.16, a
일실시예에 따른 안테나(1610)에 무선 신호 VRF가 입력될 수 있다. 클럭 발생기(1620)는 클럭 신호를 생성하여 펄스 발생기(1630)로 제공할 수 있다. 펄스 발생기(1630)는 수신된 클럭 신호에 기초하여 미리 정해진 주기로 펄스 VPULSE를 생성할 수 있다. 발진기(1640)는 펄스 VPULSE에 의해 구동되어 무선 신호 VRF에 기초하여 발진 신호 VOSC를 생성하는 LC-발진기일 수 있다.The wireless signal V RF may be input to the
안테나(1610), 클럭 발생기(1620), 펄스 발생기(1630), 발진기(1640)에 대해서는 도 1 내지 도 15을 통하여 전술한 사항들이 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.1 to 15 can be applied to the
일실시예에 따른 ED(1650)는 발진 신호 VOSC의 포락선 VED을 검출할 수 있다. 검출된 포락선 VED은 RF 증폭기(1660)를 통해 증폭될 수 있다. 도 16에서 증폭된 포락선은 VED1으로 도시될 수 있다. 도 16에서는 설명의 편의를 위해 하나의 RF 증폭기가 도시되어 있으나, 하나 이상의 RF 증폭기가 제한 없이 적용될 수 있다.The
일실시예에 따른 ADC(1670)는 아날로그 형태의 포락선 VED을 디지털 신호로 변경할 수 있다. ADC(1670)에서 변경된 디지털 신호가 미리 결정된 임계치와 비교됨으로써, 무선 신호 VRF가 수신될 수 있다. 만약 디지털 신호가 미리 결정된 임계치보다 큰 경우, 해당 무선 신호 VRF는 "1"로 수신될 수 있고, 반대로 디지털 신호가 미리 결정된 임계치보다 작은 경우, 해당 무선 신호 VRF는 "0"으로 수신될 수 있다. 도 16에서 수신 신호는 VOUT으로 출력될 수 있다.The
도 17을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 신호 VRF, 펄스 VPULSE, 포락선 신호 VED, 증폭된 포락선 신호 VED1, 수신 신호 VOUT이 도시된다.Referring to FIG. 17, a radio signal V RF , a pulse V PULSE , an envelope signal V ED , an amplified envelope signal V ED1 , and a received signal V OUT are shown according to an embodiment.
펄스 VPULSE는 무선 신호 VRF 주파수의 2배 이상의 주파수로 생성될 수 있다. 펄스 VPULSE가 하이일 때 발진기에서 발진 신호가 생성되고, 발진 신호에 대한 포락선 신호 VED가 검출될 수 있다. 포락선 신호 VED는 RF 증폭기를 통해 증폭되며, 증폭된 포락선 신호 VED1의 진폭이 미리 결정된 임계 진폭과 비교되어 수신 신호 VOUT가 출력될 수 있다.The pulse V PULSE may be generated at a frequency that is at least twice the frequency of the radio signal V RF . When the pulse V PULSE is high, an oscillation signal is generated in the oscillator, and an envelope signal V ED for the oscillation signal can be detected. The envelope signal V ED is amplified through an RF amplifier, and the amplitude of the amplified envelope signal V ED1 is compared with a predetermined threshold amplitude so that the received signal V OUT can be output.
도 18는 일실시예에 따른 수신 방법을 나타낸 도면이다.18 is a diagram illustrating a receiving method according to an embodiment.
도 18을 참조하면, 수신기에 의해 수행되는 수신 방법이 도시된다.Referring to Fig. 18, a receiving method performed by a receiver is shown.
단계(1810)에서, 수신기는 미리 결정된 주기와 펄스 폭으로 펄스를 생성한다. 여기서, 미리 결정된 주기는 안테나에 입력된 무선 신호의 OOK 모듈레이션 주기의 1/2배 이하일 수 있다.In
단계(1820)에서, 수신기는 펄스가 생성된 동안 안테나에 입력된 무선 신호에 기초하여 발진 신호를 생성한다. 예를 들어, 펄스에 생성된 동안 안테나에 입력된 무선 신호가 "1"인 경우, 수신기는 무선 신호가 "0"인 경우보다 더 빠르게 발진을 시작하여 오랜 시간 동안 발진할 수 있다.In
단계(1830)에서, 수신기는 펄스가 생성된 동안, 발진 신호의 발진 정도를 측정한다. 예를 들어, 수신기에 TDC가 적용된 경우, 수신기는 발진 신호가 발진하는 시간에 비례하는 TDC의 출력을 생성할 수 있다. 또는, 수신기에 ED가 적용된 경우, 수신기는 발진 신호의 포락선을 검출할 수 있다.In
일실시예에 따른 무선 신호는 측정된 발진 정도에 기초하여 수신될 수 있다. 예를 들어, 무선 신호는 생성된 TDC의 출력이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부에 기초하여 수신될 수 있다. 또는, 무선 신호는 검출된 포락선의 진폭이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부에 기초하여 수신될 수 있다.The wireless signal according to one embodiment may be received based on the measured degree of oscillation. For example, the radio signal may be received based on whether the output of the generated TDC exceeds a predetermined threshold. Alternatively, the wireless signal may be received based on whether the amplitude of the detected envelope exceeds a predetermined threshold.
앞서 설명한 수신 방법을 통해, 전력소모는 낮고, 응답지연(latency)은 없으며, 수신감도가 좋은 수신기가 제공될 수 있다. 또한, 수신기가 아주 짧은 펄스에 따라 액티브(active)한 구간을 최소화하고 대부분 턴오프(turn-off)로 동작함으로써, 수신기의 전력소모를 최소화할 수 있다. 또한, 무선 신호의 OOK 모듈레이션 주기의 1/2배 이하의 주기로 수신기가 파워 온되어, 응답지연이 없으면서도 최소 능동 구간으로 동작하여 평균 전력소모를 최소화할 수 있다.Through the above-described reception method, a receiver with low power consumption, no latency, and good reception sensitivity can be provided. In addition, the receiver can minimize the power consumption of the receiver by minimizing the active period according to a very short pulse and operating mostly in turn-off. In addition, the receiver is powered on at a cycle equal to or less than 1/2 times the OOK modulation period of the radio signal, so that the average power consumption can be minimized by operating in the minimum active period without response delay.
도 18에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 17을 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.The steps described above with reference to FIG. 1 through FIG. 17 are applied to each step shown in FIG. 18, so that a detailed description will be omitted.
도 19는 일실시예에 따라 펄스 발생기에서 생성되는 펄스의 폭을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.19 is a diagram illustrating a method of controlling a width of a pulse generated in a pulse generator according to an embodiment.
도 19를 참조하면, 일실시예에 따라 수신기에 의해 수행되는 펄스 폭이 제어되는 과정이 도시된다.Referring to FIG. 19, a process of controlling a pulse width performed by a receiver according to an embodiment is shown.
단계(1910)에서, 수신기는 측정된 발진 정도가 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 수신기에 TDC가 적용된 경우, 수신기는 생성된 TDC의 출력이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 수신기는 검출된 포락선의 진폭이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.In
측정된 발진 정도가 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우, 단계(1920)에서 수신기는 펄스 발생기에서 출력되는 펄스의 폭을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 수신기는 펄스의 폭을 미리 결정된 크기 또는 비율만큼 감소시킬 수 있다.If the measured degree of oscillation exceeds a predetermined threshold, then in
반대로 측정된 발진 정도가 미리 결정된 임계치를 초과하지 않는 경우, 단계(1930)에서 수신기는 펄스 발생기에서 출력되는 펄스의 폭을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 수신기는 펄스의 폭을 미리 결정된 크기 또는 비율만큼 증가시킬 수 있다.Conversely, if the measured degree of oscillation does not exceed a predetermined threshold, then in
단계(1920) 또는 단계(1930)에서 펄스 폭이 제어되면, 단계(1810)가 수행될 수 있다.If the pulse width is controlled in
도 19에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 18을 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.The steps described above with reference to FIG. 1 through FIG. 18 are applied to each step shown in FIG. 19, so a detailed description will be omitted.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented in hardware components, software components, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, such as an array, a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 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 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with reference to the drawings, various technical modifications and variations may be applied to those skilled in the art. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
Claims (20)
펄스를 생성하는 펄스 발생기;
상기 펄스에 의해 구동되고, 상기 무선 신호에 기초하여 발진 신호를 생성하는 발진기(oscillator); 및
상기 펄스에 의해 구동되고, 상기 발진 신호의 발진 정도를 측정하는 측정부
를 포함하고,
상기 무선 신호는 상기 발진 신호의 발진 정도에 기초하여 수신되는 수신기.An antenna for receiving a radio signal;
A pulse generator for generating a pulse;
An oscillator driven by the pulse and generating an oscillation signal based on the radio signal; And
A measurement unit driven by the pulse and measuring an oscillation degree of the oscillation signal,
Lt; / RTI >
Wherein the radio signal is received based on a degree of oscillation of the oscillation signal.
상기 무선 신호는
상기 측정부에서 측정된 발진 신호가 발진하는 시간에 기초하여 수신되는, 수신기.The method according to claim 1,
The radio signal
And the oscillation signal measured by the measuring unit is received based on the oscillation time.
상기 측정부는 상기 발진 신호가 발진하는 시간에 비례하는 출력을 생성하고,
상기 무선 신호는 상기 생성된 출력이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부에 기초하여 수신되는, 수신기.3. The method of claim 2,
Wherein the measurement unit generates an output proportional to a time at which the oscillation signal oscillates,
Wherein the wireless signal is received based on whether the generated output exceeds a predetermined threshold.
상기 무선 신호는
상기 발진 신호가 발진하는 시간이 미리 결정된 임계 시간보다 긴 경우, 제1 값으로 수신되고,
상기 발진 신호가 발진하는 시간이 미리 결정된 임계 시간보다 짧은 경우, 상기 제1 값과 상이한 제2 값으로 수신되는, 수신기.3. The method of claim 2,
The radio signal
When the oscillation signal oscillation time is longer than a predetermined threshold time,
And is received with a second value different from the first value if the oscillation time of the oscillation signal is shorter than a predetermined threshold time.
상기 발진 신호가 발진하는 시간에 기초하여 상기 안테나에 입력된 무선 신호의 진폭 또는 주파수가 수신되는, 수신기.3. The method of claim 2,
And an amplitude or frequency of a radio signal input to the antenna is received based on a time when the oscillation signal oscillates.
상기 펄스의 시작 시점으로부터 미리 결정된 시점까지 상기 발진기로 제공되는 전류는
상기 미리 결정된 시점으로부터 상기 펄스의 종료 시점까지 상기 발진기로 제공되는 전류보다 큰, 수신기.The method according to claim 1,
The current supplied to the oscillator from the start point of the pulse to a predetermined point in time is
Wherein the current supplied to the oscillator from the predetermined time point to the end of the pulse is greater than the current provided to the oscillator.
상기 발진기에 적용된 복수의 커패시터들은
상기 펄스의 시작 시점으로부터 미리 결정된 시점까지는 서로 미스매치(mismatch)되고, 상기 미리 결정된 시점부터 상기 펄스의 종료 시점까지는 서로 매치(match)되는, 수신기.The method according to claim 1,
A plurality of capacitors applied to the oscillator
And mismatches from a start point of the pulse to a predetermined point of time and mates with each other from the predetermined point to the end point of the pulse.
상기 발진기에 적용된 인덕터는 미리 결정된 임계치보다 큰 Q 값(Q-value)을 가지는, 수신기.The method according to claim 1,
Wherein the inductor applied to the oscillator has a Q-value that is greater than a predetermined threshold.
상기 펄스의 폭(width)은
상기 측정부에서 상기 발진 신호가 발진하는 시간에 비례하여 생성된 출력에 기초하여 조절되는, 수신기.The method according to claim 1,
The width of the pulse is
And is adjusted based on an output generated in proportion to a time at which the oscillation signal oscillates in the measurement unit.
상기 측정부에서 상기 발진 신호가 발진하는 시간에 따라 생성된 출력은 상기 발진 신호의 발진 주파수 및 상기 펄스의 폭에 비례하는, 수신기.The method according to claim 1,
Wherein an output generated in accordance with a time when the oscillation signal oscillates in the measurement unit is proportional to an oscillation frequency of the oscillation signal and a width of the pulse.
상기 펄스 발생기는
상기 무선 신호의 OOK 모듈레이션 주기의 1/2배보다 작은 주기로 상기 펄스를 생성하는, 수신기.The method according to claim 1,
The pulse generator
And generates the pulse with a period less than half the OOK modulation period of the radio signal.
상기 무선 신호는
상기 측정부에서 측정된 발진 신호의 포락선(envelope)에 기초하여 수신되는, 수신기.The method according to claim 1,
The radio signal
And an envelope of the oscillation signal measured by the measuring unit.
상기 측정부는 상기 발진 신호의 포락선을 검출하고,
상기 무선 신호는 상기 검출된 포락선의 진폭이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부에 기초하여 수신되는, 수신기.13. The method of claim 12,
Wherein the measuring unit detects an envelope of the oscillation signal,
Wherein the radio signal is received based on whether the amplitude of the detected envelope exceeds a predetermined threshold.
상기 발진기 및 상기 측정부는 상기 펄스 발생기로부터 펄스를 수신한 구간 동안 동작하는, 수신기.The method according to claim 1,
Wherein the oscillator and the measurement unit are operated during a period of receiving a pulse from the pulse generator.
상기 수신기의 소비 전력은
상기 무선 신호의 데이터 레이트 및 상기 펄스의 폭에 기초하여 결정되는, 수신기.The method according to claim 1,
The power consumption of the receiver
The data rate of the radio signal and the width of the pulse.
상기 펄스에 의해 구동되고, 상기 발진 신호를 증폭하여 상기 측정부로 전달하는 RF 증폭기
를 더 포함하는, 수신기.The method according to claim 1,
An RF amplifier which is driven by the pulse and amplifies the oscillation signal and transfers it to the measurement unit,
≪ / RTI >
상기 펄스가 생성된 동안, 안테나에 입력된 무선 신호에 기초하여 발진 신호를 생성하는 단계; 및
상기 펄스가 생성된 동안, 상기 발진 신호의 발진 정도를 측정하는 단계
를 포함하고,
상기 무선 신호는 상기 발진 신호의 발진 정도에 기초하여 수신되는 수신 방법.Generating a pulse at a predetermined period;
Generating an oscillation signal based on a radio signal input to the antenna while the pulse is generated; And
Measuring a degree of oscillation of the oscillation signal while the pulse is generated,
Lt; / RTI >
Wherein the radio signal is received based on an oscillation degree of the oscillation signal.
상기 측정하는 단계는
상기 발진 신호가 발진하는 시간에 비례하는 출력을 생성하고,
상기 무선 신호는 상기 생성된 출력이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부에 기초하여 수신되는, 수신 방법.18. The method of claim 17,
The measuring step
Generates an output proportional to a time at which the oscillation signal oscillates,
Wherein the wireless signal is received based on whether the generated output exceeds a predetermined threshold.
상기 측정하는 단계는
상기 발진 신호의 포락선을 검출하고,
상기 무선 신호는 상기 검출된 포락선의 진폭이 미리 결정된 임계치를 초과하는지 여부에 기초하여 수신되는, 수신 방법.18. The method of claim 17,
The measuring step
Detecting an envelope of the oscillation signal,
Wherein the radio signal is received based on whether the amplitude of the detected envelope exceeds a predetermined threshold.
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