KR20220086958A - Gmi 마그네토미터를 이용하는 자기장 통신 방법 및 장치 - Google Patents

Gmi 마그네토미터를 이용하는 자기장 통신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

GMI 마그네토미터를 이용하는 자기장 통신 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 자기장 통신 장치는, 수신된 자기장 신호에 기초하여 제1 통신 신호를 검출하는 GMI(Gaint Magneto-Impedance) 마그네토미터와, 상기 제1 통신 신호에서 메시지 신호를 포함하는 제2 통신 신호를 추출하는 제1 신호 추출기와, 상기 제2 통신 신호에서 자화 주파수 신호를 제거하여 제3 통신 신호를 추출하는 제2 신호 추출기와, 상기 제3 통신 신호에서 반송파 주파수 신호를 제거하여 상기 메시지 신호를 추출하는 제3 신호 추출기를 포함한다.

Description

GMI 마그네토미터를 이용하는 자기장 통신 방법 및 장치{MAGNETIC FIELD COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS USING GMI MAGNETOMETER}
본 개시는 GMI 마그네토미터를 이용하는 자기장 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
자기장 통신은 자기유도기반의 최대 10cm 수준의 근접통신기술로 결재, 물류관리 및 입/출입 모니터링에 활용되었던 기술이다.
GMI 마그네토미터(giant magneto-impedance magnetometer)는 이론적으로 피코 테슬라(pico-tesla) 수준의 고감도 특성을 가지고 있어 미약 자기장을 감지할 수 있다. GMI 마그네토미터를 고감도 자계 센싱 기반 무선 통신 기술에 응용할 수 있다. 자기장 통신에서 수신 소자로 GMI 마그네토미터를 이용하는 경우GMI 마그네토미터의 고감도 특성으로 인해 먼 거리에서 미약 자기장을 검출할 수 있으므로, 기존 자기장 전송 기술의 물리적 한계인 전송 거리를 확장할 수 있다.
상술한 배경기술은 발명자가 본 출원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
실시예들은 GMI 마그네토미터를 수신 소자로 이용하는 자기장 통신 기술을 제공할 수 있다.
다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기장 통신 장치는, 수신된 자기장 신호에 기초하여 제1 통신 신호를 검출하는 GMI(Gaint Magneto-Impedance) 마그네토미터와, 상기 제1 통신 신호에서 메시지 신호를 포함하는 제2 통신 신호를 추출하는 제1 신호 추출기와, 상기 제2 통신 신호에서 자화 주파수 신호를 제거하여 제3 통신 신호를 추출하는 제2 신호 추출기와, 상기 제3 통신 신호에서 반송파 주파수 신호를 제거하여 상기 메시지 신호를 추출하는 제3 신호 추출기를 포함한다.
상기 제1 통신 신호는, 상기 자화 주파수 신호와 상기 자화 주파수 신호, 상기 반송파 주파수 신호 및 상기 메시지 신호가 결합된 신호를 포함할 수 있다.
상기 제2 신호 추출기는, 상기 자화 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 상기 자화 주파수 신호를 제거하는 믹서를 포함할 수 있다.
상기 제2 신호 추출기는, 상기 제3 통신 신호의 고조파 성분을 제거하는 저역 통과 필터와, 상기 제3 통신 신호를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.
상기 제3 신호 추출기는, 상기 반송파 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 상기 반송파 주파수 신호를 제거하는 믹서를 포함할 수 있다.
상기 제3 신호 추출기는, 상기 메시지 신호의 고조파 성분을 제거하는 저역 통과 필터와, 상기 메시지 신호를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.
상기 자기장 통신 장치는, 상기 GMI 마그네토미터, 상기 제2 신호 추출기 및 상기 제3 신호 추출기 중 적어도 하나에 비교 신호를 제공하는 신호 생성 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 자기장 통신 장치는, 상기 메시지 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 수집하는 데이터 수집 장치(Data acquisition device)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기장 통신 방법은, 수신된 자기장 신호에 기초하여 제1 통신 신호를 검출하는 단계와, 상기 제1 통신 신호에서 메시지 신호를 포함하는 제2 통신 신호를 추출하는 단계와, 상기 제2 통신 신호에서 자화 주파수 신호를 제거하여 제3 통신 신호를 추출하는 단계와, 상기 제3 통신 신호에서 반송파 주파수 신호를 제거하여 상기 메시지 신호를 추출하는 단계를 포함한다.
상기 제1 통신 신호는, 상기 자화 주파수 신호와 상기 자화 주파수 신호, 상기 반송파 주파수 신호 및 상기 메시지 신호가 결합된 신호를 포함할 수 있다.
상기 제3 통신 신호를 추출하는 단계는, 상기 자화 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 상기 자화 주파수 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제3 통신 신호를 추출하는 단계는, 상기 제3 통신 신호의 고조파 성분을 제거하는 단계와, 상기 제3 통신 신호를 증폭하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 메시지 신호를 추출하는 단계는, 상기 반송파 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 상기 반송파 주파수 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 메시지 신호를 추출하는 단계는, 상기 메시지 신호의 고조파 성분을 제거하는 단계와, 상기 메시지 신호를 증폭하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 자기장 통신 방법은, 상기 메시지 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계와, 상기 디지털 신호를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 자기장 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 수신기를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 수신기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 자기장 통신 방법의 흐름도이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
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.
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.
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.
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.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 자기장 통신 시스템을 나타낸다.
자기장 통신 시스템(10)은 GMI 마그네토미터(giant magneto-impedance magnetometer)를 수신 소자로 이용하여 자기장 통신을 수행할 수 있다. 자기장 통신 시스템(10)은 GMI 마그네토미터를 수신 소자로 이용함으로써, 극한 환경인 지중 또는 수중에서 수십 미터에서 수백 미터의 전송 거리의 무선 통신을 수행할 수 있다.
자기장 통신 시스템(10)은 자기장 신호 송신을 위한 자기장 통신 장치(100) 및 자기장 신호 수신을 위한 자기장 통신 장치(200)를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해 자기장 신호 송신을 위한 자기장 통신 장치(100) 및 자기장 신호 수신을 위한 자기장 통신 장치(200)를 각각 송신기(100) 및 수신기(200)라 지칭하도록 한다.
송신기(100)는 자기장 신호로 메시지 신호와 반송파 주파수가 변조된 신호를 송신할 수 있다. 송신기(100)는 변조기(110), 증폭기(130) 및 안테나(150)를 포함할 수 있다.
변조기(110)는 통신을 위한 변조 신호를 생성할 수 있다. 변조 신호는 반송파 주파수 신호 및 메시지 신호를 포함하는 아날로그 변조 신호일 수 있다. 변조 신호는 정현파의 FSK(frequency shift keying), PSK(phase shift keying) 또는 ASK(amplitude shift keying) 변조 신호일 수 있다.
변조기(110)는 변조 신호에 메시지를 신호를 구분하기 위한 종결자를 삽입하여 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 변조기(110)는 맨체스터 코드 인코딩을 수행할 수 있다.
변조기(110)는 오실레이터를 포함하는 신호 생성 장치 및 변조기(110)를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 변조 방식(예를 들어, FSK, PSK, 및 ASK)을 선택, 진폭 설정, 반송파 주파수 설정, 듀티 타임(duty time) 설정, 메시지 신호 설정 및/또는 전송 설정 등을 수행할 수 있다.
증폭기(130)는 변조 신호를 증폭할 수 있고, 안테나(150)는 증폭된 변조 신호를 자기장 신호로 송신할 수 있다.
수신기(200)는 GMI 마그네토미터(300) 및 복조기(400)를 포함할 수 있다. 수신기(200)는 데이터 수집 장치(data acquisition(DAQ))(500)를 더 포함할 수 있다.
GMI 마그네토미터(300)는 자기장 신호를 검출할 수 있다. GMI 마그네토미터(300)는 송신기(100)에서 송신한 아날로그 변조 신호를 수신하여 복조기(400)로 전달할 수 있다.
복조기(400)는 변조 신호에서 메시지 신호를 추출할 수 있다. 추출된 메시지 신호는 데이터 수집 장치(500)에서 디지털 신호로 변환되어 저장될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 수신기를 나타내고, 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 수신기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
수신기(200)는 신호 생성 장치(signal generator)(210), GMI 마그네토미터(300), 제1 신호 추출기(410), 제2 신호 추출기(430), 제3 신호 추출기(450) 및 데이터 수집 장치(500)를 포함할 수 있다. 제1 신호 추출기(410), 제2 신호 추출기(430) 및 제3 신호 추출기(450)는 도 1에 도시된 복조기(400)에 대응될 수 있다.
신호 생성 장치(210)는 GMI 마그네토미터(300), 제2 신호 추출기(430) 및 제3 신호 추출기(450)에 비교 신호를 제공할 수 있다. 신호 생성 장치(210)는 오실레이터를 포함할 수 있다. 신호 생성 장치(210)는 설정된 주파수 및/또는 전압 조건에 기초하여 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 신호 생성 장치(210)는 정현파, 사각파, AC 전압 신호 및/또는 DC 바이어스 신호를 생성할 수 있다.
신호 생성 장치(210)는 GMI 마그네토미터(300) 및 제2신호 추출기(430)에 비교 신호를 전송하는 제1 신호 생성 장치(210-1)와 제3 신호 추출기(450)에 비교 신호를 전송하는 제2 신호 생성 장치(210-2)를 포함할 수 있다. 제1 신호 생성 장치(210-1) 및 제2 신호 생성 장치(210-2)는 각각에 포함된 오실레이터의 클럭을 맞추기 위해 동기화를 수행할 수 있다.
제1 신호 생성 장치(210-1)는 GMI 마그네토미터(300)에 자화 주파수(
Figure pat00001
)로 설정된 전압 신호를 인가할 수 있다. 제1 신호 생성 장치(210-1)는 GMI 마그네토미터(300)에 AC 전압과 함께 DC 바이어스 전압을 인가할 수 있다. 제1 신호 생성 장치(210-1)는 바이어스 회로(230)를 통해 GMI 마그네토미터(300)에 DC 바이어스 신호를 생성할 수도 있다.
GMI 마그네토미터(300)는 GMI 센서(310) 및 전압 버퍼(330)를 포함할 수 있다. GMI 센서(310)는 수신한 변조 신호에 기초하여 제1 통신 신호를 검출할 수 있다. 제1 통신 신호는 자화 주파수 신호(
Figure pat00002
)와, 자화 주파수 신호(
Figure pat00003
), 반송파 주파수 신호(
Figure pat00004
) 및 메시지 신호(
Figure pat00005
)가 결합된 신호를 포함할 수 있다. 자화 주파수 신호(
Figure pat00006
), 반송파 주파수 신호(
Figure pat00007
) 및 메시지 신호(
Figure pat00008
)가 결합된 신호는 자화 주파수 신호(
Figure pat00009
) ± (반송파 주파수 신호(
Figure pat00010
) + 메시지 신호(
Figure pat00011
))일 수 있다.
GMI 마그네토미터(300)는 검출된 세 가지 신호를 1차 신호 추출기(410)로 전송할 수 있다. 이때, 제1 신호 추출기(410)에 신호를 최대로 전달하기 위해 전압 버퍼(330)는 GMI 마그네토미터(300)의 출력단 임피던스를 무한대로 만들 수 있다. 예를 들어, 전압 버퍼(330)의 입력단은 GMI 센서(310)의 출력단에 연결되고, 전압 버퍼(330)의 입력단 임피던스는 수천 옴(Ω) 이상일 수 있다. 전압 버퍼(330)의 출력단 임피던스는 자기장 통신 시스템(10)에 적절하도록 50 옴(Ω)일 수 있다.
제1 신호 추출기(410)는 제1 통신 신호에서 메시지 신호(
Figure pat00012
)를 포함하는 제2 통신 신호(
Figure pat00013
)를 추출할 수 있다. 제1 신호 추출기(410)는 대역 통과 필터(411) 및 증폭기(413)를 포함할 수 있다.
대역 통과 필터(411)는 제1 통신 신호 중 메시지가 포함된 제2 통신 신호(
Figure pat00014
)를 추출할 수 있고, 제2 통신 신호(
Figure pat00015
)는 증폭기(413)를 통해 증폭될 수 있다.
제2 신호 추출기(430)는 제2 통신 신호(
Figure pat00016
)에서 자화 주파수 신호(
Figure pat00017
)를 제거하여 제3 통신 신호(
Figure pat00018
)를 추출할 수 있다. 제2 신호 추출기(430)는 믹서(431), 저역 통과 필터(433) 및 증폭기(435)를 포함할 수 있다.
제3 통신 신호(
Figure pat00019
)는 제2 통신 신호(
Figure pat00020
)가 제1 신호 생성 장치(210-1)에서 생성된 LO 신호가 인가된 믹서(431)를 통과함으로써 추출될 수 있다. 이때, LO 신호는 자화 주파수 신호(
Figure pat00021
)와 동일한 주파수를 가질 수 있으며, 고역 통과 필터(250)를 통과하여 믹서(431)에 인가될 수 있다.
제3 통신 신호(
Figure pat00022
)가 저역 통과 필터(433)를 통과함으로써 고조파 성분(노이즈)이 제거될 수 있다. 제3 통신 신호(
Figure pat00023
)는 증폭기(435)를 통해 증폭될 수 있다.
제3 신호 추출기(450)는 제3 통신 신호(
Figure pat00024
)에서 반송파 주파수 신호(
Figure pat00025
)를 제거하여 메시지 신호(
Figure pat00026
)를 추출할 수 있다. 제3 신호 추출기(450)는 믹서(451), 저역 통과 필터(453) 및 증폭기(455)를 포함할 수 있다.
메시지 신호(
Figure pat00027
)는 제3 통신 신호(
Figure pat00028
)가 제2 신호 생성 장치(210-2)에서 생성된 LO 신호가 인가된 믹서(451)를 통과함으로써 추출될 수 있다. 이때, LO 신호는 반송파 주파수 신호(
Figure pat00029
)와 동일한 주파수를 가질 수 있다.
메시지 신호(
Figure pat00030
)가 저역 통과 필터(453)를 통과함으로써 고조파 성분(노이즈)이 제거될 수 있다. 메시지 신호(
Figure pat00031
)는 증폭기(455)를 통해 증폭될 수 있다.
도 2 및 도 3b에는 제3 신호 추출기(450)가 믹서(451)를 포함하는 것으로 도시했지만, 제3 신호 추출기는 믹서(451)를 포함하지 않을 수도 있다. 제3 신호 추출기(450)는 반송파 주파수 신호(
Figure pat00032
)와 동일한 주파수를 가지는 LO 신호 및 클럭 신호를 생성하는 오실레이터를 포함할 수 있다. 제3 신호 추출기(450)는 생성된 LO 신호 및 클럭 신호에 기초하여 제3 통신 신호(
Figure pat00033
)에서 메시지 신호(
Figure pat00034
)를 추출할 수 있다.
데이터 수집 장치(500)는 메시지 신호(
Figure pat00035
)를 디지털 신호로 변환하고, 저장할 수 있다. 데이터 수집 장치(500)는 ADC(analong-to-digital converter)(510), 프로세서(530) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(530) 및 메모리(미도시)는 디지털 신호를 처리할 수 있는 다양한 장치로 구현될 수 있다.
데이터 수집 장치(500)는 ADC(510)를 통해 메시지 신호(
Figure pat00036
)를 디지털 신호로 변환될 수 있다. 이때, 데이터 수집 장치(500)는 메시지 신호(
Figure pat00037
)를 구분하기 위해 삽입된 종결자를 검색하고, 에러를 보정한 후 디코딩을 수행하여 디지털 신호를 수집할 수 있다. 예를 들어 데이터 수집 장치(500)가 수행하는 디코딩은 멘체스터 코드 디코딩일 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 자기장 통신 방법의 흐름도이다.
자기장 통신 방법은 수신된 자기장 신호에 기초하여 제1 통신 신호를 검출하는 동작(510)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 통신 신호는, 자화 주파수 신호와 자화 주파수 신호, 반송파 주파수 신호 및 메시지 신호가 결합된 신호를 포함할 수 있다.
자기장 통신 방법은 제1 통신 신호에서 메시지 신호를 포함하는 제2 통신 신호를 추출하는 동작(520)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 통신 신호는 자화 주파수 신호, 반송파 주파수 신호 및 메시지 신호가 합쳐진 신호일 수 있다.
자기장 통신 방법은 제2 통신 신호에서 자화 주파수 신호를 제거하여 제3 통신 신호를 추출하는 동작(530)을 포함할 수 있다. 이때, 제3 통신 신호는 반송파 주파수 신호 및 메시지 신호가 합쳐진 신호일 수 있다. 제3 통신 신호는 자화 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 자화 주파수 신호를 제거함으로써 추출될 수 있다. 제3 통신 신호는 고조파 성분이 제거되고, 증폭될 수 있다.
자기장 통신 방법은 제3 통신 신호에서 반송파 주파수 신호를 제거하여 메시지 신호를 추출하는 동작(540)을 포함할 수 있다. 메시지 신호는 반송파 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 반송파 주파수 신호를 제거함으로써 추출될 수 있다. 메시지 신호는 고조파 성분이 제거되고, 증폭될 수 있다.
도 4에 도시된 각 동작들에 도 1 내지 도 3b을 통하여 설명한 자기장 통신 장치(200)가 수행하는 동작들이 그대로 적용되므로 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.
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, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 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 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
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 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며 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.
위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (17)

  1. 수신된 자기장 신호에 기초하여 제1 통신 신호를 검출하는 GMI(Gaint Magneto-Impedance) 마그네토미터;
    상기 제1 통신 신호에서 메시지 신호를 포함하는 제2 통신 신호를 추출하는 제1 신호 추출기;
    상기 제2 통신 신호에서 자화 주파수 신호를 제거하여 제3 통신 신호를 추출하는 제2 신호 추출기; 및
    상기 제3 통신 신호에서 반송파 주파수 신호를 제거하여 상기 메시지 신호를 추출하는 제3 신호 추출기
    를 포함하는, 자기장 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 신호는,
    상기 자화 주파수 신호와 상기 자화 주파수 신호, 상기 반송파 주파수 신호 및 상기 메시지 신호가 결합된 신호를 포함하는, 자기장 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호 추출기는,
    상기 자화 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 상기 자화 주파수 신호를 제거하는 믹서를 포함하는, 자기장 통신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 신호 추출기는,
    상기 제3 통신 신호의 고조파 성분을 제거하는 저역 통과 필터; 및
    상기 제3 통신 신호를 증폭하는 증폭기
    를 더 포함하는, 자기장 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 신호 추출기는,
    상기 반송파 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 상기 반송파 주파수 신호를 제거하는 믹서를 포함하는, 자기장 통신 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 신호 추출기는,
    상기 메시지 신호의 고조파 성분을 제거하는 저역 통과 필터; 및
    상기 메시지 신호를 증폭하는 증폭기
    를 더 포함하는, 자기장 통신 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 통신 장치는,
    상기 GMI 마그네토미터, 상기 제2 신호 추출기 및 상기 제3 신호 추출기 중 적어도 하나에 비교 신호를 제공하는 신호 생성 장치
    를 더 포함하는, 자기장 통신 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 통신 장치는,
    상기 메시지 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 수집하는 데이터 수집 장치(Data acquisition device)
    를 더 포함하는, 자기장 통신 장치.
  9. 메시지 신호가 변조된 자기장 신호를 방사하는 송신 장치; 및
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 자기장 통신 장치
    를 포함하는, 자기장 통신 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자기장 신호는,
    상기 메시지 신호를 구분하기 위한 종결자가 삽입되어 변조된 신호인, 자기장 통신 시스템.
  11. 수신된 자기장 신호에 기초하여 제1 통신 신호를 검출하는 단계;
    상기 제1 통신 신호에서 메시지 신호를 포함하는 제2 통신 신호를 추출하는 단계
    상기 제2 통신 신호에서 자화 주파수 신호를 제거하여 제3 통신 신호를 추출하는 단계; 및
    상기 제3 통신 신호에서 반송파 주파수 신호를 제거하여 상기 메시지 신호를 추출하는 단계
    를 포함하는, 자기장 통신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 통신 신호는,
    상기 자화 주파수 신호와 상기 자화 주파수 신호, 상기 반송파 주파수 신호 및 상기 메시지 신호가 결합된 신호를 포함하는, 자기장 통신 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제3 통신 신호를 추출하는 단계는,
    상기 자화 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 상기 자화 주파수 신호를 제거하는 단계
    를 포함하는, 자기장 통신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 통신 신호를 추출하는 단계는,
    상기 제3 통신 신호의 고조파 성분을 제거하는 단계
    상기 제3 통신 신호를 증폭하는 단계; 및
    를 더 포함하는, 자기장 통신 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 메시지 신호를 추출하는 단계는,
    상기 반송파 주파수 신호와 동일한 주파수의 LO 신호를 이용하여 상기 반송파 주파수 신호를 제거하는 단계
    를 포함하는, 자기장 통신 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 메시지 신호를 추출하는 단계는,
    상기 메시지 신호의 고조파 성분을 제거하는 단계
    상기 메시지 신호를 증폭하는 단계; 및
    를 더 포함하는, 자기장 통신 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 메시지 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 디지털 신호를 수집하는 단계
    를 더 포함하는, 자기장 통신 방법.
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