KR100608991B1 - 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 특성으로 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법 - Google Patents

낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 특성으로 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100608991B1
KR100608991B1 KR1020040023963A KR20040023963A KR100608991B1 KR 100608991 B1 KR100608991 B1 KR 100608991B1 KR 1020040023963 A KR1020040023963 A KR 1020040023963A KR 20040023963 A KR20040023963 A KR 20040023963A KR 100608991 B1 KR100608991 B1 KR 100608991B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
correlation
low
zero
wireless communication
signal
Prior art date
Application number
KR1020040023963A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050098998A (ko
Inventor
차재상
이종현
곽경섭
Original Assignee
곽경섭
차재상
이종현
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 곽경섭, 차재상, 이종현 filed Critical 곽경섭
Priority to KR1020040023963A priority Critical patent/KR100608991B1/ko
Priority to US10/547,122 priority patent/US7558309B2/en
Priority to PCT/KR2004/000859 priority patent/WO2005099114A1/en
Priority to CNB2004800056139A priority patent/CN100433571C/zh
Publication of KR20050098998A publication Critical patent/KR20050098998A/ko
Priority to HK06107408.5A priority patent/HK1087261A1/xx
Application granted granted Critical
Publication of KR100608991B1 publication Critical patent/KR100608991B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
    • H04B1/717—Pulse-related aspects
    • H04B1/7172—Pulse shape
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
    • H04B1/7176—Data mapping, e.g. modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
    • H04B1/719—Interference-related aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00—Code division multiplex systems
    • H04J13/0007—Code type
    • H04J13/0055—ZCZ [zero correlation zone]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00—Code division multiplex systems
    • H04J13/10—Code generation
    • H04J13/14—Generation of codes with a zero correlation zone
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

개시된 본 발명은 자기 상관 피크점 주변의 일정 시간구간(최대 N-1칩)동안 연속적으로 자기상관함수의 사이드러브(sidelobe)와 상호상관특성이 무시할 정도의 작은 값을 갖거나, 영(0)이 되는 특성을 가지며, 자기상관 사이드러브가 완벽하게 제로가 되거나, 코드간의 상호상관(cross-correlation)특성이 모든 시간지연 구간에서 완벽하게 제로가 되며, 처리이득을 가변할 수 있는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용하는 저간섭의 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로서, 소정 사용자를 위해, 변조된 데이터 심볼 값, 소정 사용자를 위한 확산코드, 비트 주기 및 칩 주기를 이용하여 소정 신호들의 상호상관이 낮은 값 또는 영(0)이 되도록 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 송신신호를 생성시키는 송신신호 생성과정; 상기 송신신호 생성과정에 의해 생성된 송신신호를 초광대역 신호로 변환시켜 송출하는 송신신호 송출과정; 이를 전송하기 위한 다중화기법상에서, 전체 UWB(Ultra-WideBand)의 주파수 대역을 각 채널별로 쪼갠 후 다양한 반송파를 이용하여 전송하는 멀티밴드(Multi-band) 또는 멀티 캐리어(Multi-Carrier)방식을 적용하여 전송하는 전송과정; 및 제로상관 구간 특성을 유지하고 있는 초광대역 신호를 다중경로를 통해 수신받아 통계 벡터를 산출하여 신호처리과정을 수행하는 수신과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 특성으로 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법{Low-Interference UWB Wireless Communication System and Processing Method thereof}
도 1은 본 발명에 따른 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템을 설명하기 위한 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리 방법을 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 3은 2-이용자 MAI(Multiple Access Interference)와 다중 경로 조건 MAI 하에서의 비트 오류 확률 성능을 설명하기 위한 그래프,
도 4는 다수 이용자 MAI와 다중 경로 조건 MAI하에서 SUD(Single User Detection) 및 MUD(Multi User Detection)를 통해 얻은 결과를 나타내기 위한 그래프,
도 5는 본 발명이 적용된 제로상관확산코드를 이용하는 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 성능을 설명하기 위한 그래프,
도6은 본 발명이 적용된 제로상관확산코드를 이용하는 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 BER 성능을 설명하기 위한 그래프,
도7은 적어도 한명이상의 다양한 사용자가 존재하는 경우에 대한 시스템의 BER성능분석의 결과를 표시한 그래프,
도8은 본 발명이 적용된 ZCD-UWB시스템이 종래의 Walsh코드기반의 UWB시스템에 비하여 우수한 비트오율특성을 갖고 있음을 설명하기 위한 그래프,
도9는 본 발명에 따른 터너리 코드가 갖는 ZCD구간 대 family size특성을, 종래에 CDMA시스템용으로 제시되었던 이진 및 터너리 ZCD확산코드와 비교하기 위한 그래프이다.
*** 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 송신기
110 : 송신신호 생성부
120 : 송신신호 송출부
200 : 수신기
본 발명은 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법, 프로그램을 기 록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
보다 상세하게는 일정 시간구간동안 연속적으로 자기상관함수의 사이드러브 또는 상호 상관 값이 무시할만한 낮은 값 또는 제로가 되는 확산코드를 발생시켜 시스템의 복잡도를 증가시키지 않으면서 간섭 제거 특성을 갖도록 하기 위해서, 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 개선된 확산코드를 새롭게 개발하고, 개발된 확산 코드를 이용한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
최근 급부상하고 있는 UWB(Ultra-WideBand) 무선 통신 기술은 매우 낮은 전력을 사용하여 초광대역의 주파수 대역으로 디지털 데이터를 전송하는 획기적인 기술이다. 즉, 상기 초광대역 무선통신 시스템은 짧은 펄스(폭: 수㎱)를 이용하여 바로 전송하거나, 또는 펄스에 높은 주파수를 갖는 정현파를 반송파로 이용하여 실어서 사용하는 헤테로다인 방식을 접목하여, 정보를 5백MHz대역이상의 광대역으로 송수신하는 무선통신 기술이다.
UWB의 초기시스템으로서 대두된 시스템은 주로 TH(Time Hopping)방식의 UWB로서, 이는 일반적으로 데이터변조방식에 있어서는 펄스위치변조(PPM; Pulse Postion Modulation)를 사용하였는데, 이는 펄스를 발사할 경우 정보 데이터 값의 형태인 "1" 또는 "0"에 따라서 펄스의 시간적인 위치를 가변시키는 데이터변조방식이다. TH방식의 UWB에서는 이렇듯 PPM과 같은 형태의 데이터변조를 행한 후에, 직교관계에 놓여있는 TH용 호핑코드를 각 유저별로 할당하여 시간축상에서 유저간 에 직교성을 유지하게 함으로써, 다중화를 행했다. 하지만 이러한 TH방식의 UWB시스템은 AWGN(백색잡음)만이 존재하는 이상적인 전송채널 환경하에서는 시스템의 BER성능이 양호하게 유지될 수 있었으나, UWB가 적용되는 실질적인 WPAN(Wireless Personal Area Network) 환경하에서는 무선통신시스템이 갖는 고질적인 간섭문제인 MPI(Multi-Path Interference; 다중경로페이딩 간섭) 또는 MAI(Multiple Access Interference)의 영향을 심각하게 받아서, 통신시스템의 BER성능이 상당히 열화하여 데이터의 수신효율의 크게 열화됨으로써 통신의 효율성에 문제가 야기되었으며, 이러한 간섭을 인위적으로 완화하기 위한 간섭제거기 구현시의 하드웨어적인 부담 또한 커진다는 문제점을 안고 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 개발 요구에 응하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 최대 N-1칩의 제로상관구간특성을 가지며, 자기상관사이드러브가 완벽하게 제로가 되거나, 코드간의 상호상관특성이 모든 시간구간에서 완벽하게 제로가 되며, 처리이득을 가변할 수 있는 새로운 터너리 확산코드의 발생시키고, 일정시간구간동안 연속적으로 자기상관함수의 사이드러브와 호상관특성이 무시할만한 작은 값을 갖거나, 영(0)이 되는 확산코드를 이용하여 UWB시스템의 복잡도는 증가시키지 않으면서 간섭 제거 특성을 강화시키는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 무시할 만한 낮은 상관구간 또는 제로상관구간 확산코드를 갖는 초광대역 무선 통신 시스템의 운용방법에 있어서, 소정 사용자를 위해, 변조된 데이터 심볼 값, 소정 사용자를 위한 확산코드, 비트 주기 및 칩 주기를 이용하여 소정 신호들의 상호상관이 낮은 값 또는 영(0)이 되도록 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 송신신호를 생성시키는 송신신호 생성과정; 상기 송신신호 생성과정에 의해 생성된 송신신호를 초광대역 신호로 변환시켜 송출하는 송신신호 송출과정; 이를 전송하기 위한 다중화기법상에서, 전체 UWB의 주파수 대역을 각 채널별로 쪼갠 후 다양한 반송파를 이용하여 전송하는 멀티밴드(Multi-band) 또는 멀티 캐리어(Multi-Carrier)방식을 적용하여 전송하는 전송과정; 및 제로상관 구간 특성을 유지하고 있는 초광대역 신호를 다중경로를 통해 수신받아 통계 벡터를 산출하여 신호처리과정을 수행하는 수신과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예는, 일정시간구간동안 연속적으로 자기상관함수의 사이드러브와 상호상관특성이 최대N-1칩의 구간동안 0인 제로상관구간특성을 가지며, 또한 자기상관사이드러브가 완벽하게 제로가 되거나, 코드간의 상호상관특성이 모든 시간구간에서 완벽하게 제로가 되고, 처리이득까지도 가변되는 새로운 개념의 터너리 확산코드의 제안 및 발생법을 제시하는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예는, 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성의 확산코드를 갖는 초광대역 무선 통신 시스템에 있어서, 소정 사용자를 위해 변조된 데이터 심볼 값, 소정 사용자를 위한 확산코드, 비트 주기 및 칩 주기를 이용하여 소정 신호들의 상호 상관이 낮은 값 또는 영(0)이 되도록 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 송신신호를 생성시키는 송신신호 생성부와, 상기 송신신호 생성부에 의해 생성된 송신신호를 초광대역 신호로 변환시켜 송출하는 송신신호 송출부를 포함하여 구성된 송신기; 및 제로상관 구간 특성을 유지하고 있는 초광대역 신호를 다중경로를 통해 수신받아 통계 벡터를 산출하여 신호처리과정을 수행하는 수신기를 포함하여 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예는, 무시할 만한 낮은 상관구간 또는 제로상관구간 확산코드를 갖는 초광대역 무선 통신 시스템의 운용프로그램에 있어서, 소정 사용자를 위해, 변조된 데이터 심볼 값, 소정 사용자를 위한 확산코드, 비트 주기 및 칩 주기를 이용하여 소정 신호들의 상호상관이 낮은 값 또는 영(0)이 되도록 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 송신신호를 생성시키는 송신신호 생성 프로세스; 상기 송신신호 생성프로세스에 의해 생성된 송신신호를 초광대역 신호로 변환시켜 송출하는 송신신호 송출 프로세스; 이를 전송하기 위한 다중화기법상에서, 전체 UWB의 주파수 대역을 각 채널별로 쪼갠 후 다양한 반송파를 이용하여 전송하는 멀티밴드(Multi-band) 또는 멀티 캐리어(Multi-Carrier)방식을 적용하여 전송하는 전송프로세스; 및 제로상관 구간 특성을 유지하고 있는 초광대역 신 호를 다중경로를 통해 수신받아 통계 벡터를 산출하여 신호처리 프로세스를 수행하는 수신 프로세스를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
(실시예1)
도 1은 본 발명에 따른 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 낮은 상관구간 또는 제로상관구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 초광대역 무선 통신 시스템은 크게 송신기(100)와 수신기(200)를 갖는다. 이때, 상기 낮은 상관구간 이라함은 무시해도 될만한 낮은 상관구간임을 의미한다.
상기 송신기(100)는 소정 사용자를 위해 변조된 데이터 심볼 값, 소정 사용자를 위한 확산코드, 비트 주기 및 칩 주기를 이용하여 소정 신호들의 상호상관이 무시할만한 값 또는 영(0)이 되도록 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간특성을 갖는 송신신호를 생성시키는 송신신호 생성부(110)와, 상기 송신신호 생성부(110)에 의해 생성된 송신신호를 초광대역 신호로 변환시켜 송출하는 송신신호 송출부(120)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 수신기(200)는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간특성을 유지하고 있는 초광대역 신호를 다중경로를 통해 수신받아 통계 벡터를 산출하여 신호처리과정을 수행한다.
또한, 상기 수신기(200)에서, 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 내에 MAI 신호 및 MPI 신호가 존재하는 경우 MAI 신호 및 MPI 신호에 포함되어 있는 간섭신호를 제거한다.
또한, 상기 수신기(200)는 코드1주기분에 해당하는 참조신호를 갖는 정합필터를 이용하여 상관피크를 도출후 판정기를 거쳐서 수신된 신호를 검출한다.
또한, 상기 수신기(200)에서 통계 벡터는 정규화된 특징 파형 벡터(Normalized Signature Waveform Vector)의 상호 상관 행렬 값을 포함하고 있다.
또한, 상기 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 MUD환경에서의 비트 오류 확률은, Q함수로 이루어져, SUD시스템의 비트 오류 확률과 일치하므로, MUD를 필요로 하지 않는 간편한 시스템의 구현이 가능하다. 또한, 상기 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드는 상기 저간섭 초광대역 무선통신 시스템으로 하여금, MAI가 존재하지 않는 저간섭 인트라 셀룰러 WPAN시스템을 구축할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명이 적용된 저간섭 초광대역 무선 통신 시스템의 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간의 길이가 MPI의 주된 지연 경로 길이를 커버할 수 있도록 설계되어 있다.
또한, 상기 저간섭 초광대역 무선 통신 시스템은 MPI의 주된 지연 경로 길이가 0.5×(제로상관 구간-1)인 경우 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간특성을 이용하여 MPI 제거형 시스템으로 동작한다.
상기와 같이 구성된 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리 방법을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이, 소정 사용자를 위해 변조된 데이터 심볼 값, 소정 사용자를 위한 확산코드, 비트 주기 및 칩 주기를 이용하여 소정 신호들의 자기상관함수의 사이드러브와 상호상관특성이 일정시간구간동안 연속적으로 극히 낮은 값 또는 영(0)이 되도록 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간특성을 갖는 송신신호를 생성시키는 송신신호 생성과정(S100)과, 상기 송신신호 생성과정(S100)에 의해 생성된 송신신호를 초광대역 신호로 변환시켜 송출하는 송신신호 송출과정(S200)과, 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간특성을 유지하고 있는 초광대역 펄스또는 펄스가 정현파로 믹싱(mixing)된 신호를 다중경로를 통해 수신받아 통계 벡터를 산출하여 신호처리과정을 수행하는 수신과정(S300)으로 이루어진다.
상기 각 과정에 대해 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명이 적용된 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 초광대역 무선통신 시스템은 무시할 만한 낮은 상관구간(LCD; Low Correlation Duration) 또는 제로상관구간(ZCD; Zero Correlation Duration)을 갖는 확산 코드를 이용한 DS(Direct sequence)를 기반으로 하는 초광대역 무선통신 시스템이다.
그리고, 상기 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 초광대역 무선통신 시스템에 포함되어 있는 송신기(100)는 송신 바이너리 심볼용 엔티포달 모듈레이션(antipodal modulation)을 가지게 된다.
상기 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 초광대역 무선통신 시스템의 송신기(100)는 은 아래 수학식 (1)로 표현되는 무시할만한 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 송신신호(Sk(t))를 생성한다(S100).
Figure 112004014373152-pat00001
여기서, Nr은 확산코드 주기, bi k∈{±1}은 k번째 이용자를 위한 변조데이터 심볼, an k∈{±1}은 k번째 이용자를 위한 확산코드, z(t)는 송신 펄스 파(초광대역 성분을 가지는 반송파), Tb는 심볼(비트)의 1주기, Tc는 확산코드 1칩의 주기이다. 여기서 무시할만한 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 송신신호(Sk(t))의 구성을 순서적으로 정리하면, 우선 k번째 이용자를 위한 디지털 데이터 심볼 bi k 가k번째 이용자를 구별하기 위한 칩 동기가 확립된 지점으로부터 일정 시간동안 연속적으로 무시할만한 상관구관 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드 an k 와 곱해져서 확산되고, 이 신호가 다시, 코드 1주기별로 초광대역 성분을 갖는 반송파성분 z(t)와 곱해지게(믹싱) 되어서 k번째 이용자를 위해 변조가 완료된 초광대역 전송신호가 형성된다. 또한 이렇게 각각 이용자별로 형성된 초광대역 신호들은 가산기 또는 다중화기를 통해 k번째 이용자만큼 서로 더해지고 최종적으로 채널을 통해 전송되게 되는데, 이들은 본 발명에서 이용하는 확산코드 an k의 특성으로 인해서 칩 동기가 확립된 지점으로부터 일정시간동안 연속적으로 무시할만한 상관구관 또는 제로상관 구간 특성을 가지게 된다.
그리고, 본 발명인 무시할만한 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코 드를 이용한 초광대역 무선 통신 시스템의 초광대역 신호는 초광대역 펄스 또는 초광대역펄스가 정현파로 믹싱(mixing)된 형태로 구성되어있으며, 초광대역 펄스(w(t))를 가정할 경우는, 수신단에서 송신된 신호가 미분된 형태의 신호형태가 포함되어서, 펄스(w(t))는 수학식 (2)로 표현되는 2차 미분 가우시안 펄스가 된다.
Figure 112004014373152-pat00002
여기서,
Figure 112004014373152-pat00003
은 펄스 주기이다.
상기와 같은 광대역 펄스(w(t)) 또는 초광대역펄스가 정현파로 믹싱된 신호에 의해 주파수변환 초광대역용 정현파신호는 또 다른 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 초광대역 무선통신 시스템으로 송출된다(S200).
그리고, 다중 경로 성분이 최단 경로 분해능 시간의 정수배인 시각에 도달하면, 또다른 무시할만한 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 초광대역 무선통신 시스템에 구비된 수신기(200)가 이를 수신(S300)하는데, 이때 수신 파형은 최단 경로 분해능 시간 Tm (Tm ~ 1/Bs)이라 할 때, 다음의 수학식 (3)과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004014373152-pat00004
여기서, L은 다중 경로의 개수이고,
Figure 112004014373152-pat00005
는 l번째 경로에서의 진폭이고,
Figure 112004014373152-pat00006
~ N(0,1)은 부가적 백색 가우시안 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise) 이다.
그리고, 다중 경로 지연은
Figure 112004014373152-pat00007
로 기술되며, 여기서 qk는 구간 [0, NrNc-1]에 균일하게 분포되는 정수이고, Nr 은 확산 코드의 처리 이득 (Processing Gain)에 대응하며, Nc = Tc/Tm 이다.
그 결과, 경로지연은
Figure 112004014373152-pat00008
의 범위에 있게 되며, 이때, 최대 시간 지연이 Tr 이다. 이때, 수신기(200)는 수신 신호를 검출하기 위해 펄스 정합형 필터가 아닌 코드 정합형 필터를 이용한다.
다음, 수신기(200)는 하나의 심볼에 걸쳐서 입력 r(t)에 대한 K개의 개별적 코드1주기에 해당되는 참조신호를 이용하는 정합필터에서 출력을 수집하여 얻어진 충분한 통계 벡터 y를 산출하며, 상기 통계 벡터는 다음의 수학식 (4)와 같다.
Figure 112004014373152-pat00009
여기서, R은 정규화된 특징 파형 벡터(Normalized Signature Waveform Vector)의 상호 상관 행렬(Cross-Correlation Matrix)이며, 수학식 (5)와 같이 표현된다.
Figure 112004014373152-pat00010
여기서, n 은 행렬 R과 등가인 공변 행렬을 갖는 가우시안 0-평균 K-벡터이고, C 는 레일레이 무작위 변수의 다중 채널 행렬이다. 행렬 C 및 W 는 각각 다음 의 수학식 (6) 및 (7) 로 표현된다.
Figure 112004014373152-pat00011
벡터 d 는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112004014373152-pat00012
여기서,
Figure 112004014373152-pat00013
수학식 (5)로 정의된 상호 상관 행렬 R의 성분은 다음의 수학식 (8)과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112004014373152-pat00014
여기서,
Figure 112004014373152-pat00015
이다.
파형 pk(t) 는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112004014373152-pat00016
여기서,
Figure 112004014373152-pat00017
이다.
수학식 (8)에서 알 수 있는 바와 같이, 무시할만한 낮은 상관구간(LCD) 또는 제로상관 구간(ZCD)특성이 유지되면, LCD또는 ZCD 구간에서는 어떤 신호들의 상호 상관이라도 무시할만한 값 또는 영(0)이 된다.
한편, 다중접속간섭(MAI) 신호와 멀티패스간섭(MPI) 신호가 LCD 또는 ZCD 내에 존재하는 경우 본 발명이 적용된 수신기(200)에서는 간섭신호를 완벽하게 제거하게 된다.
그리고, 본 발명이 적용된 무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 비트 오류 확률(BER; Bit Error Rate, 이하 'BER'이라 약칭함)에 대해 설명하면, 먼저 단일 이용자 검출에서 k번째 이용자의 BER 값을 수학식 (9)와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112006019344247-pat00071
여기서, Q(x)는 단위 정규화 변수의 상보적 누적 분포 함수이며, 이 상보적 누적 분호 함수는 수학식 (10)과 같이 표현된다.
Figure 112006019344247-pat00072
이때, 멀티패스페이딩(지연 프로파일을 갖는 다양한 무선 채널의 고려가 가능하며, 일단 레일레이 페이딩 채널을 고려한 경우에) 있어서, BER은 다음 수학식 (11)과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112004014373152-pat00020
한편, 본 발명이 적용된 "무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간"을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템에서는 상호 상관이 극히 미약하며, 특히 제로상관구간이 적용된 경우에는 상호상관특성이 영(0)이므로, 단일 이용자의 경우만큼 양호하며, AWGN의 BER과 멀티패스 페이딩(다양한 페이딩환경이 적용가능하며, 여기선 레일레이 페이딩을 고려)환경하에서의 BER은 각각 다음의 수학식(12)과 수학식(13)으로 표현될 수 있다.
Figure 112004014373152-pat00021
이때, 함수 Q(x)는 변수 x에 대한 Q함수이므로, 본 발명이 적용된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템에서의 확률은 상호 상관을 가진 코드를 이용하는 시스템보다 항상 작게 된다. 이때 상기 Q함수는 통신시스템의 성능지표를 좌우하는 에러함수를 확률통계에 근거해서 수학적으로 표기하기 위해서 통신분야에서 아주 보편적으로 사용되는 에러함수(complem e ntary error function)이며,
Figure 112006019344247-pat00073
와 같이 표현된다.
(실시예2)
다음, MUD(Multi User Detection, 이하 'MUD'라 약칭함) 방식을 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템에 적용시킬 경우 AWGN에서의 BER은 다음의 수학식 (14)와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112004014373152-pat00022
여기서, rk는 대각 성분을 가지지 않은 행렬 R의 k 번째 열이며, Rk 는 행렬 R에서 k번째 행과 열을 제거한 (KL-1)ㅧ (KL-1) 행렬이다. 본 제안된 시스템의 ZCD 특성을 통하여, rk T R-1 rk 는 영으로 되며, 따라서 MUD방식이 적용된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 BER은 다음의 수학식 (15)와 같이 된다.
Figure 112004014373152-pat00023
이 오류 확률은 단일 이용자 검출 (SUD; Single User Detection) 시스템에서의 오류 확률과 동일하다.
마찬가지로, 멀티패스페이딩(다양한 채널의 고려가 가능하며, 일단 레일레이 페이딩 채널을 고려한) 채널 환경하에 있는 MUD가 "무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간"을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템에 적용되는 경우 시스템의 BER 성능은 다음의 수학식 (16)과 같이 표현된다.
Figure 112004014373152-pat00024
그러므로, MUD 시스템이 적용된 시스템의 BER 성능은 단일 이용자 검출 (SUD; Single User Detection) 시스템에서의 BER 성능과 동일하다.
또한, MUD 적용 시스템과 SUD 적용 시스템의 결과를 비교하면, 본 발명이 적용된 무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템은 MUD 시스템을 제거한 상태에서도 MUD와 동일한 기능을 가지고 있게 된다.
(실시예3)
한편, 본 발명이 적용된 무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템이 MAI가 존재하지 않는 피코 셀(MAI free Pico-cell)을 갖는 WPAN시스템에 적용 되는 경우에 대해 설명하면 다음과 같다.
즉, MAI 환경하의 상향 링크시, 피코 셀내에 있는 접속 점(AP; Access Point)에 도착하는 신호들에 대해 지연 시간의 차가 발생하는데, 상기 지연 시간의 차는 이동국들과 접속 점들 사이에서의 전파 지연들이 상이하기 때문이다.
그러므로, 본 발명이 적용된 무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 초광대역 WPAN시스템은 MAI 기능을 제거함으로써, MAI 없이 인트라 셀을 구축할 수 있도록 지원한다. 따라서, MAI가 제거된 피코 셀은 다음의 수학식 (17)과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112004014373152-pat00025
여기서
Figure 112004014373152-pat00026
은 MAI가 제거된 피코 셀의 반경이고,
Figure 112004014373152-pat00027
이 셀에서의 최대 전파 지연 시간이고, Rc는 칩 레이트(Chip Rate), c은 광속이며,
Figure 112004014373152-pat00028
는 펄스폭이고, PF는 펄스 펙터(즉, 단위 칩당 펄스 수)이다.
(실시예4)
다음, 본 발명이 적용된 무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템에 대해 MPI의 주된 지연 경로 길이를 커버하도록 LCD또는 ZCD 길이를 설계함으로써, MPI 제거형 시스템을 구현할 수 있다. 즉, MPI의 주된 지연 경로 길이가 0.5(ZCD-1) 또는 0.5(LCD-1)구간 내에 포함되어 있는 경우, 본 발명이 적용된 초광대역 무선통신 시스템은 무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 이용 피크 비트 레이트(Peak Bit Rate)를 구할 수 있으며, 상기 피크 비트 레이트는 수학식 (18)과 같이 표현된다.
Figure 112004014373152-pat00029
여기서, 하기에 기술한 표1과 같이 시스템 사양을 선택할 경우 피크 비트 레이트의 범위는 다양하게 도출될 수 있으며, 구현이 가장 간단한 BPSK 변조를 적용한 경우에도 데이터 전송속도는 100Mbps에서 700Mbps임을 알 수 있다.
[표1]
System A System B System C
Access, Duplex Multi-band Ternary DS-UWB, TDD
Given BW(bandwidth) Low band(3.15 to 5GHz) + High band(5.825 to 10.6GHz ) [2]
BW/channel 500MHz plus Guard Band/channel
Data modulation BPSK
Error correction coding No
Pulse width Tp 2nsec
Rake combining EGC or MRC
Network, Cell radius R Pico-net, within 10m
BW number for Ch. BN 14 (4Ch./Low band + 10Ch./High band)
Mono pulse type Gaussian pulse with 2nsec
Pulse Factor 1
Chip rate RC 500Mcps
Spreading sequence Enhanced Ternary ZCD preferred pair [Appendix]
Nr = 12 ZCD = 11 Nr = 32 ZCD = 31 Nr= 72 ZCD = 71
Receptible Time to the Delay path / cell radius 10nsec / 1.5m 30nsec/ 4.5m 70nsec/ 10.5m
Peak Bit rate Rb 700Mbps 263 Mbps 117 Mbps
ZCD：Zero correlation duration, δ：Maximum propagation delay time, Gc: Guard chip, M：Family size of sequence, Tp : Pulse width, PF : Pulse factor, i.e. Pulse number/Chip, Nr : Spreading factor = Sequence period N, Rc : Chip rate, Mr : Mary-Phase level factor; i.e, Mr of BPSK case =1, rT : Time share ratio of TDD, e.g., 0.6, R: Cell radius, Rb: Peak bit rate, BN : BW number for channelization.
그리고, 본 발명이 적용된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 BER 성능은 도3 내지 도6을 통해 알 수 있다. 즉 도 3에 도시된 바와 같이 MPI가 존재하는 경우 경로 수가 증가하게 되면, 본 발명이 적용된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 BER 성능은 왈쉬(Walsh-Hadamard)코드 기반의 초광대역 무선통신 시스템보다 월등한 성능을 보다.
또한, 첨부 도면 도 4에 도시된 바와 같이 2-이용자 MAI와 다중 경로 조건 MAI 하에서의 BER 성능을 비교해 볼 때, 본 발명이 적용된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템이 왈쉬-하다마드(Walsh-Hadamard)코드와 같은 1점에서만 직교하는 확산코드기반의 초광대역 무선통신 시스템 보다 향상된 성능을 보인다는 것을 알 수 있다.
또한, 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이 다수 이용자 MAI와 다중 경로 조건 MAI하에서 SUD 및 MUD를 이용하여 얻은 결과에 따른 MAI 환경 및 MPI 환경하에서 본 발명이 적용된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템은 초광대역 무선통신 시스템보다 성능이 높다는 것을 알 수 있으며, 특히 본 발명이 적용된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템은 SUD 조건과 MUD 조건 모두에서 동일한 BER 성능을 나타내고 있음을 알 수 있으며, 이것은 MPI 제거가 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템을 구현할 수 있다는 것을 의미한다.
첨부 도면 도 6은 본 발명에서 제시하는 처리이득 보정형 터너리 확산코드의 처리이득을 보정하는 의미를 확인하고자, 다양한 처리이득을 갖는 터너리 코드들을 발생시킨 후, 이를 ZCD-UWB시스템에 적용한 경우 각 시스템의 BER 성능을 비교하여 제시한 그림으로서, 도6을 통해서, 처리이득을 보정한 터너리 코드가 시스템의 성능을 유지시키는데 절실히 필요하다는 점을 확인할 수 있다.
첨부 도면 도7에 도시된 그래프는 다양한 사용자가 존재하는 경우, 본 발명에서 제시하는 ZCD-UWB시스템이 종래의 왈시 하머드 코드 또는 OVSF 코드와 같은 한점에서만 직교하는 코드 기반의 CDMA방식 UWB시스템에 비하여 우수한 비트오율특성을 갖는다는 것을 강조하기 위하여, 1~6명 사이의 다양한 사용자가 존재하는 경우에 대한 시스템의 BER성능분석의 결과를 표시한 그래프이다.
첨부 도면 도8에 도시된 그래프는 멀티패스에 의한 지연파 성분들이 다량(여기서는 32개)으로 존재하며, MAI와 및 MPI가 발생하는 사용자 2명의 시스템 구성 환경 하에서 4~32개의 다양한 레이트 핑거(RAKE finger)수를 사용할 때, 본 발명에서 제시하는 ZCD-UWB시스템이 종래의 왈시 코드기반의 UWB시스템에 비하여 우수한 비트오율특성을 갖는다는 것을 강조하기 위한 그래프이다.
첨부 도면 도9는 본 발명에 의해 생성된 처리이득 계수 보정형 터너리 코드가 갖고 있는 증대된 용량을 검증하기 위하여, 새롭게 생성된 터너리 코드가 갖는 ZCD구간 대 family size 특성이, 종래에 CDMA시스템용으로 제시되었던 이진 및 터너리 ZCD 확산코드에 비하여 우수하다는 것을 강조하기 위하여 그래프로 표시한 그래프이다.
(실시예 5)
ZCD-UWB시스템을 위한 우수한 상관특성을 가지는 개선된 터너리 확산코드의 생성법(Enhanced spreaidng codes for zcd-uwb);
주기 N을 가지는 임의의 2개의 확산코드
Figure 112004014373152-pat00030
가 존재할 때, 시간 쉬프트(shift)
Figure 112004014373152-pat00031
에 대한 주기 상관(periodic correlation)과 비주기 상관함수는 각각 다음의 수학식(19)와 수학식(20)과 같이 주어진다.
Figure 112004014373152-pat00032
본 발명에 의해, 2가지 종류의 새롭게 개선 터너리(ternary) ZCD 확산코드를 생성된다. 즉 본 발명에서 제시하는 터너리코드는 바이너리 seed 코드에 selected zero padding 기법을 적용함으로써, 종래의 이진 및 터너리 ZCD확산코드에 비하여 다양한 코드 주기와 maximum ZCD를 갖는 터너리 프리퍼드페어(Ternary Preferred Pairs TPP)를 생성할 수 있다. 상기 터너리 확산코드에 대한 생성방법에 대해 좀더 상세히 기술하면 다음과 같다.
첫번째 주기상관특성이 모든 시간구간에서 완벽하게 제로가 되며, 주기 및 비주기 상관특성이 (N-1)칩-ZCD 특성을 가지는 터너리 ZCD코드를 생성하는 방법은, 수학식(21)의 이진 seed 코드에 선택적으로 제로(0)를 다수 삽입한 후, p처리 이득(Process Gain Correction 보정) 과정을 거치면,
Figure 112004014373152-pat00033
칩의 주기를 갖는 터너리 프리퍼드 페어(TPP)
Figure 112004014373152-pat00034
는 수학식(22)에 의해 생성된다.
Figure 112004014373152-pat00035
여기서 ±Pa는 +Pa 또는 -Pa를 의미하며 +와 -는 각각 1과 -1로 정의한다. Zi는 바이너리 코드사이에 삽입된 다수개의 제로(0)들을 의미하며, i는 삽입된 제로의 개수를 의미한다. Pa는 본 특허에서 제시하는 처리이득이 보정된 터너리 확산코드의 처리이득보정 계수로써 그 범위는 1에서부터
Figure 112004014373152-pat00036
까지 이다.
예를 들어, 처리이득 보정계수 Pa=
Figure 112004014373152-pat00037
이 될 경우, 제안된 확산코드의 처리이득은 정규화시의 최대치인 1이 된다. 수열의 주기, 예를 들어 확산 인자 Nr과 양의 정수 i, 그리고 ZCDmax로 정의된 최대 ZCD구간은 상호간에 다음과 같은 관계식을 갖는다.
Nr = 2ㆍ(i+1) (i=1,2,3…) ---------------------------- (23)
ZCDmax = Nr - 1 = 1 +2ㆍi -----------------------------(24)
덧붙여서
Figure 112004014373152-pat00038
를 이용하여, 1개의 코드를 고정하고, 나머지 1개의 코드를 일정시간 지연동안 다양한 크기로 칩쉬프트(chip shift) 동작을 적용해서 상호간에 ZCD 가 유지되는 확산코드의 세트를 구해내는 방법을 적용하면, 다양한 코드 개수(family size)와 더욱 넓어진 최대 (N-1)칩의 ZCD구간을 갖는 터너리 ZCD코드 세트를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 방법에 의해 생성된 최대 (N-1)칩의 ZCD구간을 갖는 터너리 ZCD코드의 상관 특성은 확장된 ZCD를 가진 새로운 ternary ZCD 코드의 집합과 다양한 수열의 주기, 속성들을 아래와 같이 표현할 수 있다.
비주기적 ZCD = 주기적 ZCD = (Nr-1) chip --------------------- (25)
주기적 Rx,y(τ)=0, ∀τ --------------------- (26)
상기 수학식(25)과 수학식(26)의 속성들을 가진 TPP
Figure 112004014373152-pat00039
의 일 예에 대해 기술하면 하기 와 같다.
처리 이득 2를 가진
Figure 112004014373152-pat00040
는
{(+z-z),(+ z + z)} 또는 {(-z+z),(-z-z)} 이고,
처리 이득 4를 가진
Figure 112004014373152-pat00041
는
Figure 112004014373152-pat00042
,
처리 이득 2를 가진
Figure 112004014373152-pat00043
는
{(+zzzz-zzzz), (+zzzz+zzzz)} 또는 {(-zzzz+zzzz), (-zzzz-zzzz)},
처리 이득 10을 가진
Figure 112004014373152-pat00044
는
Figure 112004014373152-pat00045
여기서 +와 z, 그리고 - 는 각각 1과 0, 그리고 -1로 정의된다.
두 번째 (N-1) 또는 (N-3) 칩의 ZCD를 가지면서, 주기적 ACF 사이드러브가 완벽하게 제로가 되는 터너리(Ternary) ZCD 코드를 생성하는 방법은 상기 수학식(21)과는 또다른 새로운 이진 seed 코드들을 의미하는 수학식(27)에 선택적인 제로페딩과정을 거쳐서, Nr = N = 2ㆍ(i+2)의 주기를 갖는 TPP
Figure 112004014373152-pat00046
를 수학식(28)의 방식으로 생성하였다.
Figure 112004014373152-pat00047
상기 수학식 (28)에서
Figure 112004014373152-pat00048
는
Figure 112004014373152-pat00049
또는
Figure 112004014373152-pat00050
를 의미한다. 이때
Figure 112004014373152-pat00051
는 처리이득 보정 계수(PG correction factor)로서 그 값은 1부터
Figure 112004014373152-pat00052
에 해당한다. 특히 수 학식(28)번 식에서 Pc =
Figure 112004014373152-pat00053
을
Figure 112004014373152-pat00054
에 적용할 경우, TPP의 처리이득의 정규치는 최대값인 1이 된다. 수학식(28)에 의해 생성된
Figure 112004014373152-pat00055
를 이용하여, 칩쉬프트(chip shift)동작을 적용하면 다양한 ZCD 칩구간과 다양한 family sizes를 갖는 터너리 ZCD코드세트가 구성된다.
상기와 같이 두 번째 방법에 의해 생성된 터너리 ZCD코드의 상호관계 특성은 터너리 ZCD 코드들의 집합과 넓어진 ZCD와 다양한 수열 주기는 다음과 같은 특성을 가지고 있다.
Figure 112004014373152-pat00056
또다른 예로
Figure 112004014373152-pat00057
의 예제와 수학식 (27), 수학식(28) 그리고 수학식(29)의 특성을 동등하게 하여 표현하면,
4의 PG를 갖는
Figure 112004014373152-pat00058
Figure 112004014373152-pat00059
10의 PG를 갖는
Figure 112004014373152-pat00060
Figure 112004014373152-pat00061
128 주기를 갖는 이전의 터너리 ZCD와 본 발명에 의해 생성된 ZCD코드간의 ZCD구간별 family size 특성을 비교하면 첨부도면 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 두 번째 방식으로 생성된 터너리 ZCD 코드가 종래의 이진 ZCD 코드나 터너리ZCD 코드보다도 더욱 확장된 패밀리 사이즈(family sizes)를 갖는 다는 것을 알 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의해 구현된 제로상관 구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템은 일정 시간내에서 제로가 되는 확산코드를 발생시켜 시스템의 복잡도를 증가시키지 않으면서 간섭 제거 특성을 갖도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 DS-UWB(Direct Sequence-Ultra WideBand) 및 무시할만한 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 갖는 확산 코드에 비주기성 제로상관 구간(ZCD) 특성을 갖는 새롭게 발명하는 확산코드보정형 3치 확산코드(ternary spreading sequence)를 결합시켜, 비트 오류 확률을 감소시켜 탁월한 저 잡음 감도를 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 MAI 환경 및 MPI 환경에서 MUD 시스템과 호환될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 무시할 만한 낮은 상관구간 또는 제로상관구간 확산코드를 갖는 초광대역 무선 통신 시스템의 운용방법에 있어서,
    k번째 이용자를 위한 디지털 데이터 심볼 bi k 가 k번째 이용자를 구별하기 위한 칩 동기가 확립된 지점으로부터 일정시간 동안 연속적으로 무시할만한 상관구관 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드 an k 에 곱해져서 확산되고, 상기 신호가 코드 1주기별로 초광대역 성분을 갖는 반송파성분 z(t)와 곱해지게(믹싱) 되어서 k번째 이용자를 위해 변조가 완료된 초광대역 전송신호인 상호상관이 낮은 값 또는 영(0)이 되도록 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 송신신호를 생성시키는 송신신호 생성과정;
    상기 송신신호 생성과정에 의해 생성된 송신신호를 초광대역 신호로 변환시켜 송출하는 송신신호 송출과정;
    이를 전송하기 위한 다중화기법상에서, 전체 UWB의 주파수 대역을 각 채널별로 쪼갠 후 다양한 반송파를 이용하여 전송하는 멀티밴드(Multi-band) 또는 멀티 캐리어(Multi-Carrier)방식을 적용하여 전송하는 전송과정; 및
    제로상관 구간 특성을 유지하고 있는 초광대역 신호를 다중경로를 통해 수신받아 통계 벡터를 산출하여 신호처리과정을 수행하는 수신과정;
    으로 이루어진 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드는 터너리 코드이며,
    상기 터너리 코드는, 이진 seed 코드에 다수개의 제로(0)가 선택적으로 삽입되어 형성되며,
    상기 터너리 코드는, 일정시간구간동안 연속적으로 자기상관함수의 사이드러브와 상호상관특성이 아주 작은 값을 갖거나, 영(0)이 되는 최대 N-1칩의 제로 상관구간 특성을 가지며, 자기 상관 사이드러브가 제로가 되거나, 코드간의 상호상관특성이 모든 시간구간에서 완벽하게 제로가 되며, 처리이득을 가변할 수 있는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 수신과정은,
    낮은 상관구간 또는 제로상관 구간내에 MAI(Multiple Access Interference) 신호 및 MPI(Multi-path Interference) 신호가 존재하는 경우 MAI 신호 및 MPI 신호에 포함되어 있는 방해신호를 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 수신과정은,
    코드 1주기에 해당되는 참조신호를 이용하는 정합 필터를 이용하여 수신된 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 수신과정에서 통계 벡터는,
    정규화된 특징 파형 벡터(Normalized Signature Waveform Vector)의 상호 상 관 행렬 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 송신신호 생성과정에서의 비트 오류 확률은,
    상기 Q함수로 이루어져, 단일 이용자 검출 시스템의 비트 오류 확률과 일치하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제로상관 구간의 길이가,
    MPI(Multi-path Interference)의 지연 경로 길이를 커버할 수 있도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법은,
    상기 MPI의 주된 지연 경로 길이가 0.5×(제로상관 구간-1)인 경우 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 이용하여 MPI 신호를 제거하기 위한 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로 상관구간을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 통신처리방법.
  10. 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성의 확산코드를 갖는 초광대역 무선 통신 시스템에 있어서,
    소정 사용자를 위해 변조된 데이터 심볼 값, 소정 사용자를 위한 확산코드, 비트 주기 및 칩 주기를 이용하여 소정 신호들의 상호 상관이 낮은 값 또는 영(0)이 되도록 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 송신신호를 생성시키는 송신신호 생성부와, 상기 송신신호 생성부에 의해 생성된 송신신호를 초광대역 신호로 변환시켜 송출하는 송신신호 송출부를 포함하여 구성된 송신기; 및
    제로상관 구간 특성을 유지하고 있는 초광대역 신호를 다중경로를 통해 수신받아 통계 벡터를 산출하여 신호처리과정을 수행하는 수신기;
    를 포함하여 구비된 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 수신기에서,
    낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 내에 MAI(Multiple Access Interference) 신호 및 MPI(Multi-path Interference) 신호가 존재하는 경우 MAI 신호 및 MPI 신호에 포함되어 있는 방해신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 수신기는,
    코드 1주기분에 해당하는 참조신호를 갖는 정합 필터를 이용하여 수신된 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 통계 벡터는,
    정규화된 특징 파형 벡터(Normalized Signature Waveform Vector)의 상호 상관 행렬 값을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 저간섭 초광대역 무선통신 시스템의 비트 오류 확률은,
    상기 Q함수로 이루어져, 단일 이용자 검출 시스템의 비트 오류 확률과 일치하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템.
  15. 삭제
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 저간섭 초광대역 무선 통신 시스템의 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간의 길이가,
    MPI(Multi-path Interference)의 지연 경로 길이를 커버할 수 있도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 저간섭 초광대역 무선 통신 시스템은,
    MPI의 지연 경로 길이가 0.5×(제로상관 구간-1)인 경우 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 이용하여 MPI 제거형 시스템으로 동작하는 것을 특징으로 하는 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간 특성을 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템.
  18. 삭제
KR1020040023963A 2004-04-08 2004-04-08 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 특성으로 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법 KR100608991B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040023963A KR100608991B1 (ko) 2004-04-08 2004-04-08 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 특성으로 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법
US10/547,122 US7558309B2 (en) 2004-04-08 2004-04-14 Low-interference UWB wireless communication system and processing method thereof and storage medium recorded program of the same
PCT/KR2004/000859 WO2005099114A1 (en) 2004-04-08 2004-04-14 Low interference uwb wireless communication system and processing method thereof and storage medium recorded program of the same
CNB2004800056139A CN100433571C (zh) 2004-04-08 2004-04-14 低干扰uwb无线通信***及其处理方法
HK06107408.5A HK1087261A1 (en) 2004-04-08 2006-06-30 Low interference uwb wireless communication system and processing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040023963A KR100608991B1 (ko) 2004-04-08 2004-04-08 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 특성으로 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050098998A KR20050098998A (ko) 2005-10-12
KR100608991B1 true KR100608991B1 (ko) 2006-08-03

Family

ID=36206140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040023963A KR100608991B1 (ko) 2004-04-08 2004-04-08 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 특성으로 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7558309B2 (ko)
KR (1) KR100608991B1 (ko)
CN (1) CN100433571C (ko)
HK (1) HK1087261A1 (ko)
WO (1) WO2005099114A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889561B1 (ko) 2006-08-22 2009-03-23 한국전자통신연구원 제로상관구간 및 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털방송 신호 송신장치 및 수신장치, 이의 송신 방법 및 수신방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7349458B2 (en) * 2004-05-17 2008-03-25 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Linear receivers for time-hopping impulse radio systems
KR100744456B1 (ko) * 2006-04-10 2007-08-01 인하대학교 산학협력단 Ｍ진 직교코드/밸런스 ｕｗｂ 전송기준 시스템
US7801107B2 (en) * 2006-05-25 2010-09-21 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method for transmitting a communications packet in a wireless communications network
US7787544B2 (en) * 2006-07-13 2010-08-31 Delaware Limited Method and apparatus for generating codewords
WO2008109990A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-18 The Governors Of The University Of Alberta A zonal uwb receiver and method
US20100074307A1 (en) * 2007-05-04 2010-03-25 The Governors Of The University Of Alberta A p-order metric uwb receiver structure with improved performance in multiple access interference-plus-noise multipath channels
EP2403176B1 (en) * 2007-06-21 2014-08-13 Electronics and Telecommunications Research Institute Method for transmitting control information in wireless communication systems
CN104349510A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 中兴通讯股份有限公司 人体局域网实现方法和装置
KR102349122B1 (ko) * 2013-10-29 2022-01-10 삼성전자주식회사 코히런트 및 넌-코히런트 수신기들에 연속적인 전송을 위해 터너리 시퀀스들을 사용하는 방법 및 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1128575A1 (en) 2000-02-22 2001-08-29 TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (publ) Channel estimation in a diversity receiver by using concurrently transmitted training sequences

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6810087B2 (en) * 2000-01-04 2004-10-26 General Electric Company Ultra-wideband communications system
JP2002271428A (ja) * 2001-03-08 2002-09-20 Sony Corp 通信装置および通信方法、並びにプログラムおよび記録媒体
US20030053521A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Xiaojing Huang System and electronic device for providing a multi-carrier spread spectrum signal
US7609612B2 (en) * 2002-07-12 2009-10-27 Texas Instruments Incorporated Multi-carrier transmitter for ultra-wideband (UWB) systems
US7796574B2 (en) * 2002-09-10 2010-09-14 Texas Instruments Incorporated Multi-carrier reception for ultra-wideband (UWB) systems
US7532564B2 (en) * 2002-09-11 2009-05-12 Intel Corporation Sub-banded ultra-wideband communications systems
CN1754362B (zh) * 2003-02-25 2013-06-05 横滨Tlo株式会社 脉冲波形生成方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1128575A1 (en) 2000-02-22 2001-08-29 TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (publ) Channel estimation in a diversity receiver by using concurrently transmitted training sequences

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889561B1 (ko) 2006-08-22 2009-03-23 한국전자통신연구원 제로상관구간 및 낮은상관구간 확산 코드를 이용한 디지털방송 신호 송신장치 및 수신장치, 이의 송신 방법 및 수신방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050098998A (ko) 2005-10-12
WO2005099114A1 (en) 2005-10-20
US20060088080A1 (en) 2006-04-27
CN100433571C (zh) 2008-11-12
HK1087261A1 (en) 2006-10-06
CN1768484A (zh) 2006-05-03
US7558309B2 (en) 2009-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101371452B (zh) 针对无线通信使用功率估计和追踪的干扰消除
KR19990065966A (ko) 병렬 도약 직접 시퀀스/느린 주파수 도약 복합 코드 분할 다중접속 시스템
KR100608991B1 (ko) 낮은 상관구간 또는 제로상관 구간을 특성으로 갖는 확산코드를 이용한 저간섭 초광대역 무선통신 시스템 및 그 시스템의 통신처리방법
Lopacinski et al. A study of barker spreading codes for high-speed PSSS wireless systems
Smida et al. MC-CDMA performance evaluation over a multipath fading channel using the characteristic function method
Mowbray et al. Wideband coding for uncoordinated multiple access communication
Kumar et al. A new overloading scheme for DS-CDMA system
Berber et al. Fading mitigation in interleaved chaos-based DS-CDMA systems for secure communications
KR100862726B1 (ko) 통신 시스템의 신호 송신 방법 및 수신 방법
Aswathy Performance Analysis of Code Hopping Multiple Access using Orthogonal Complementary Codes under Rician Fading Channels
Garg et al. New binary user codes for DS CDMA communication
KR101425859B1 (ko) Ｉｒ-ｕｗｂ 시스템 기반의 성능 향상 방법과 그를 위한 ｕｗｂ 수신 장치
Zeeshan et al. Improved burst detection for physical layer of sdr wideband waveform using zadoff-chu sequence
Naanaa et al. Average collision number criterion for TH-UWB code selection
KR100743888B1 (ko) 보호구간 시퀀스를 추가한 준직교 확산시퀀스를 사용하는코드분할 다중접근 통신 장치 및 시스템
Cha et al. Novel interference-cancelled ZCD-UWB system for WPAN
KR100720394B1 (ko) 제로상관구간 특성을 갖는 확산코드 기반의 구내용전력선통신시스템 과 구내용 전력선통신 처리방법 및 이를기록한 기록매체
Cano et al. TH-UWB and DS-UWB in lognormal fading channel and 802.11 a interference
Adeola et al. Direct sequence CDMA system using finite-time altered sinusoidal signals as orthogonal signatures
Roy et al. BER performance of communication systems using SAW correlators encoded with Walsh and Gold codes
Zeeshan et al. A novel algorithm for burst detection in wideband networking waveform of software defined radio
Bianchi et al. Frequency domain detection for ultra-wideband communications in the indoor environment
Liu et al. An interference immune modulation and demodulation technique for the downlink of spread spectrum communication systems
Roy et al. Multiuser Communication Using Chirp Signals of Equal Chirp Rate
Morosi et al. Frequency domain detectors for ultra-wideband communications in short-range systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130527

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140612

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150626

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160602

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee