KR100893575B1 - 초광대역 무선통신 장치 및 방법 - Google Patents

초광대역 무선통신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초광대역 무선통신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 전송할 K명의 다중접속 사용자의 데이터 비트를 2진위상신호로 변조시킨 다음 M개의 랜덤한 시간도약코드와 N개의 상호간에 직교성을 가지는 MHP 펄스들을 생성하여 2차원 코드를 할당하는 펄스차수-시간도약 다중접속코드 생성부를 포함하여 시스템의 다중접속 용량을 증가시키는 것으로, 본 발명에 의하면, 상호간에 직교성을 가지는 MHP펄스들을 사용하므로, 동시에 다른 차수의 펄스를 전송하더라도 펄스간의 충돌문제가 발생하지 않아 초고속의 데이터 전송이 가능해 진다. 그리고 기저대역에서 데이터의 송수신이 이루어지므로, 하드웨어 구현시에 시스템의 구조가 간단하여 저전력으로 기저대역 초광대역 무선통신 시스템을 구현할 수 있다.
초광대역 무선통신, WPAN, 펄스 차수-시간도약코드, MHP 펄스

Description

초광대역 무선통신 장치 및 방법{Apparatus and method in ultra-wideband wireless communication system}
도 1은 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치의 구성 블록도
도 2는 본 발명에 따른 송신장치의 동작을 나타내는 개념도
도 3은 본 발명에 따른 수신장치의 동작을 나타내는 개념도
도 4a와 도 4b는 송신 장치에서의 다중사용자의 접속 방법을 나타낸 구성도
도 5는 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 방법을 위한 플로우 차트
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100. 송신 장치 110. 2진 위상신호 변조부
120. 시간도약 코드 생성부 130. MHP 펄스 생성부
140. 펄스차수-시간도약 다중접속코드 생성부 150. 승산부
160. 송신기 200. 수신 장치
210. 수신기 220. 신호 상관부
230. 평균부 240. 경판정부
본 발명은 초광대역 무선통신에 관한 것으로, 구체적으로 상호간에 직교성을 가지는 MHP(Modified Hermite Polynomial) 펄스와 시간도약코드를 이용하여 펄스차수-시간도약 다중접속을 제공하는 것에 의해 데이터 전송속도와 수신성능을 향상시킬 수 있도록한 초광대역 무선통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
이전의 무선통신 시스템의 전송기술은, 반송파를 사용하여 기저대역 신호를 무선주파수 신호로 변환하여 데이터를 송수신하는 것에 비하여, 초광대역(ultra-wideband;UWB) 무선통신 특히, 초광대역 임펄스 라디오(UWB-impulse radio;UWB-IR) 기반의 무선통신 시스템은 반송파를 사용하지 않고 일정한 주기와 파형을 가지고 있는 전기적인 펄스를 1나노초(nano second) 이하의 짧은 펄스를 사용하여 데이터를 기저대역으로 송수신하는 통신방식이다.
최근 WPAN과 같은 고속의 데이터 전송이 요구되는 다중접속 환경에서는 우수한 수신성능과 데이터 전송률을 지원하는 반송파 기반의 MB-OFDM(multi-band orthogonal frequency division multiplexing)이나 DS-CDMA(direct sequence code division multiple access)방식이 주로 사용된다.
그리고 저전력, 저속의 센스네트워크나 위치인식과 같은 정밀한 위치인식이 요구되는 분야에서는 반송파를 사용하지 않는 UWB-IR 기반의 방식이 차세대 근거리 무선통신 기술로 각광을 받고 있다.
종래 기술의 다중접속 UWB-IR 기술에 있어서 펄스위치변조(pulse position modulation;PPM)는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112007038000585-pat00001
여기서 k는 사용자 수이고, p(t)는 송신펄스이며, T f 는 프레임 시간간격이다.
그리고 c j (k) 는 k번째 사용자의 j번재 시간도약코드이며, T c 는 칩 시간간격이고, δ는 데이터 비트 '0'과 '1'을 구분하기 위해 사용되는 시간천이(time shift)이며,
Figure 112007038000585-pat00002
는 k번째 사용자의 데이터를 전송하기 위해 N s 번 반복되는 프레임 중에서 j번째 프레임의 신호의 데이터 비트 값이다.
그리고 종래 기술의 다중접속 UWB-IR 기술에 있어서 펄스진폭변조(pulse amplitude modulation;PAM)는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112007038000585-pat00003
즉, PPM방식은 펄스가 정해진 위치와 δ만큼 시간 지연된 위치에 오는지에 따라서 데이터를 변조하고, 원하는 비트오류확률(bit error rate;BER)을 얻기 위해 서 하나의 비트에 대해서 N s 개의 펄스를 시간도약코드를 이용해서 반복하여 전송하는 방식이고, PAM은 펄스가 정해진 위치에서 펄스의 값이 (+), 또는 (-)인지에 따라서 데이터를 변조하여 반복 전송하는 방식이다.
그리고 다중접속 사용자가 동일한 위치에서 펄스를 전송할 경우에는 펄스간 충돌(collision)이 발생하여 데이터를 수신할 수 없게 된다.
따라서, 다중접속 환경에서 동시에 접속하는 사용자 수가 증가하면, 데이터 전송률과 BER이 급격하게 떨어지게 되어 WPAN과 같이 고속전송이 요구되는 분야에서는 사용이 불가능하다.
그리고 종래 기술의 다중접속 UWB-IR 기술에 있어서 고속의 데이터 전송을 위해서 M진 전송방법을 사용하기도 하는데, N개의 시간천이를 이용한 M진 PPM방식과 N개의 펄스 레벨을 이용한 다중레벨(multi-level) M진 PAM방식, 그리고 두 가지 방법을 결합한 방법 등이 있다.
한편, MB-OFDM이나 DS-CDMA방식의 경우는 우수한 수신성능과 고속의 데이터 전송률을 갖지만, 반송파를 사용하므로 시스템의 구조가 복잡하다는 단점을 가진다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 초광대역 무선 통신 시스템의 문제를 해결하기 위한 것으로, 상호간에 직교성을 가지는 MHP(Modified Hermite Polynomial) 펄스와 시간도약코드를 이용하여 펄스차수-시간도약 다중접속을 제공하는 것에 의해 데이터 전송속도와 수신성능을 향상시킬 수 있도록한 초광대역 무선통신 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 WPAN과 같이 고속전송이 요구되는 기저대역 다중접속 환경에서 상호간에 직교성을 가지는 N개의 MHP펄스와 M개의 랜덤한 시간도약코드를 사용하여 동시에 접속하는 K명의 사용자에게 2차원의 펄스차수-시간도약 다중접속을 제공함으로써, 우수한 수신성능과 데이터 전송률을 제공하는 보다 효율적인 근거리 무선통신 기술을 구현하고, 반송파를 사용하지 않으므로 시스템의 송수신기 구조가 간단하고, 저전력, 소형으로 구현가능한 초광대역 무선통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치는 전송할 K명의 다중접속 사용자의 데이터 비트를 2진 위상신호로 변조시킨 다음 M개의 랜덤한 시간도약코드를 생성하는 시간도약코드 생성부;미분을 통하여 N개의 상호간에 직교성을 가지는 MHP 펄스를 생성하는 MHP 펄스 생성부;상기 시간도약코드와 타임쉬프트된 MHP 펄스를 이용하여 K명의 다중접속 사용자에게 2차원 코드를 할당하는 펄스차수- 시간도약 다중접속코드 생성부;를 포함하고 구성되어, 2차원의 펄스차수-시간도약 다중접속을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치는 채널상의 수신신호에서 K명의 다중접속 사용자의 송신 데이터 비트를 검출하기 위해서, 상기 수신신호를 펄스차수-시간 도약하여 기준 신호와 상관시켜 상관도를 구하는 N개의 신호 상관부; 상기 계산된 상관도에서 프레임 단위로 평균하는 평균부; 및 상기 평균부 값에서 비트 값을 판정하는 경판정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 방법은 전송할 K명의 다중접속 사용자의 데이터 비트를 2진 위상신호로 변조하는 단계;랜덤한 M개의 시간도약코드를 생성하고, 미분을 통하여 N개의 MHP 펄스들을 생성하여 K명의 다중접속 사용자에게 펄스차수-시간도약을 매핑하는 단계; 및 상기 2진 위상신호와 매핑된 신호를 승산하여 송신 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 방법은 채널상의 수신신호에서 K명의 다중접속 사용자의 송신 데이터 비트를 검출하기 위해서,상기 수신신호를 각각의 펄스차수-시간도약하여 매핑된 신호와 상관시켜 각 N개의 상관도를 계산하는 단계;상기 계산된 각각의 상관도에서 프레임 단위로 평균하는 단계; 및 상기 평균된 값에서 각각의 비트 값을 판정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치의 구성 블록도이다.
본 발명은 WPAN(wireless personal area network)과 같은 근거리 멀티미디어 통신 등과 같이 초고속의 데이터 전송이 요구되는 무선통신 시스템에서, 반송파(carrier)를 사용하지 않고, 상호간에 직교성을 가지는 MHP 펄스와 시간도약코드를 이용하여 펄스차수-시간도약 다중접속을 구현할 수 있도록한 것이다.
이를 위한 본 발명에 의한 초광대역 무선통신 장치는 전송할 전송할 K명의 다중접속 사용자의 데이터 비트를 2진위상신호(bi-phase)로 변조시킨 다음 M개의 랜덤한 시간도약코드와 N개의 상호간에 직교성을 가지는 MHP펄스들을 사용하여 K명의 다중접속 사용자에게 2차원 코드를 할당하는 펄스차수-시간도약 매핑부를 포함하여 시스템의 다중접속 용량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치는 도 1에서와 같이, 송신장치(100)와 수신장치(200)를 포함하여 이루어진다.
송신장치(100)는 2진위상신호 변조부(110), 시간도약코드 생성부(120), MHP펄스 생성부(130), 매핑부(140) 및 승산부(150), 송신기(160)를 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 송신장치(100)는 동시에 접속하는 K명의 사용자의 데이터 비트가 입력되는 경우, 입력받은 비트들을 각각 2진위상신호로 변조하는 2진위상신호 변조부(110)와, 다중접속 사용자의 각 데이터 비트에 대해서 N s 번 반복되는 펄스들 을 랜덤하게 위치시키기 위한 것으로 시간도약코드 c j (m) 와 칩 시간 T c 을 이용하여 M개의 시간도약코드를 생성하는 시간도약코드 생성부(120)와, K명의 다중접속자를 동시에 수용하기 위해서는 각 차수별 미분 시간을 고려하여 각각 타임쉬프트(time shift)하여 사용하고, 0차의 MHP펄스를 생성한 다음, n차의 미분을 통해서 직교성을 가지는 N개의 MHP펄스를 발생시켜 사용하는 MHP펄스 생성부(130)와, 상기 시간도약코드의 출력과 타임쉬프트한 MHP펄스를 매핑하여 동시에 접속하는 K명의 사용자에게 펄스차수-시간도약 2차원 코드를 할당하는 매핑부(140)와, 상기 2진위상신호 변조부(110)의 출력과 상기 매핑부(140)의 출력을 승산하여 다중접속하는 K명 사용자의 출력신호를 생성하는 승산부(150) 및 상기 승산부(150)에서 생성한 K명의 출력신호를 초광대역 채널로 전송하는 송신기(Tx)(160)를 포함하고 구성된다.
동시에 접속하는 K명의 사용자에게 펄스차수-시간도약의 2차원 코드를 할당한 경우의 송신신호는 수학식 3에서와 같다.
Figure 112007038000585-pat00004
여기서 k는 사용자 수이고, n은 MHP 펄스 차수이며, m은 시간도약 코드 수이다. 즉, 전체 사용자수 k = nⅹm인 관계를 만족하므로, MHP 펄스의 개수와 시간도약코드 수에 의해 동시에 접속할 수 있는 사용자의 수가 결정됨을 알 수 있다.
예를 들어, 동시 사용자가 16명일 경우, 1개의 MHP 펄스와 16개의 시간도약 코드를 사용하거나, 2개의 MHP 펄스와 8개의 시간도약코드를 사용할 수 있으며, 또한, 4개의 MHP 펄스와 4개의 시간도약코드를 사용하거나, 8개의 MHP 펄스와 2개의 시간도약코드를 사용할 수 있으며, 마지막으로 16개의 MHP 펄스와 1개의 시간도약코드를 사용할 수 있다. 이는 시스템에서 요구되는 데이터 전송률과 비트오류확률(bit error rate: BER) 등을 고려하여 결정함이 바람직할 것이다.
그리고 상기 송신기(Tx)(160)의 출력신호는 가산성백색잡음(additive white Gaussian noise;AWGN) 채널, 페이딩 채널, UWB 채널 등을 거치게 되는데, 송수신기간의 동기가 정확하게 일치하는 경우 MHP 펄스들의 직교성에 의해 다른 차수의 MHP 펄스간에는 영향이 없어 독립적인 관계를 가진다.
그리고 수신장치(200)는 수신기(210), 신호상관부(220), 프레임 평균부(230), 경판정부(240)을 포함하고 이루어진다.
구체적으로, 초광대역 채널상의 신호를 수신하는 수신기(Rx)(210)와, 수신된 신호에서 펄스차수-시간도약된 K개의 기준신호(reference signal)와 프레임 단위로 상관시킴으로써, 동시에 전송된 K명의 사용자의 상관도를 계산하여 출력하는 신호상관부(220)와, 하나의 데이터 비트는 N s 개의 펄스로 반복 전송되므로, 신호상관부에서 구해진 프레임 단위의 상관도 N s 개를 합한 다음 프레임 개수를 나누는 평균을 통하여 비트단위의 상관도를 구하는 평균부(230)와, 평균부(230)에서 전송된 비트단위의 상관도를 이용하여 각각의 비트에 대해서 경판정(hard decision)을 하는 경판정부(240)를 포함하고 구성된다.
여기서, 신호상관부(220)에서의 상기 펄스차수-시간도약된 기준신호의 생성방법은 송신장치(100)에서 설명한 바와 같다. 상관도를 구하는 방법은 수신신호와 기준신호를 곱한 후 프레임 시간(T f )만큼 적분을 통해서 구해진다.
그리고 경판정부(240)는 상관도의 값을 이용하여 송신한 데이터 비트 값이 어떤(±1) 값인지 판정하여 K명의 다중접속자의 데이터 비트를 출력한다.
그리고 펄스 차수-시간도약코드에서 시간도약코드는 다중접속 사용자의 각 데이터 비트에 대해서 N s 번 반복되는 펄스들을 랜덤하게 위치시키기 위해서 사용하는 것이다.
그리고 펄스 차수는 다중접속 사용자의 각 데이터 비트에 대해서 동일한 칩 시간에 서로 다른 차수의 MHP 펄스들을 위치시기기 위해서 사용하며, 미분을 통하여 상호간에 직교성을 가지는 MHP 펄스 N개를 생성한다.
그리고 상기 생성된 MHP 펄스들과 시간도약코드를 이용하여 펄스차수-시간도약의 2차원 코드를 생성하여 동시에 접속하는 K명의 사용자에게 할당하여 시스템의 다중접속 용량을 증대시킨다.
이전의 시간도약 다중접속 방법은 다중접속 사용자가 동일한 칩 시간에서 펄스를 전송할 경우에는 펄스간 충돌(collision)이 발생하여 데이터를 수신할 수 없게 되지만, 본 발명의 펄스차수-시간도약 2차원 다중접속 방법은 다중접속 사용자가 동일한 칩 시간에서 펄스를 전송하더라도 MHP 펄스간의 직교성에 의해 펄스간의 충돌이 발생하지 않아 독립적으로 사용할 수 있다.
상기 MHP펄스들은 다음의 수학식 4에서와 같이,
Figure 112007038000585-pat00005
0차의 MHP 펄스를 생성한 다음, n차의 미분을 통해서 직교성을 가지는 n개의 MHP 펄스들을 생성함이 바람직하다.
예를 들어, 시스템에서 3개의 MHP 펄스를 사용한다면, 0차의 MHP 펄스를 한번 미분하여 1차의 MHP 펄스를 생성하고, 이 미분된 1차 MHP 펄스를 한번 더 미분하여 2차의 MHP 펄스를 생성하여 사용함이 바람직하다.
이하에서 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치의 송신 장치 및 수신 장치의 동작을 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 송신장치의 동작을 나타내는 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 수신장치의 동작을 나타내는 개념도이다.
그리고 도 4a와 도 4b는 송신 장치에서의 다중사용자의 접속 방법을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 송신장치(100)의 동작을 나타낸 것으로, 동시에 접속하는 K명의 사용자의 데이터 비트 d (1) , d (2) , d (3) , ......가 있을 때, 현재 접속하는 사용자수가 4명일 경우에서, 2개의 MHP 펄스 차수와 2개의 시간도약코드를 이용하며, 각 비트당 펄스의 반복전송횟수(N s )가 3번인 경우에 대해서 예를 든 다. 상기 다중접속 사용자의 데이터 비트 d (1) , d (2) , d (3) , d (4) 는 2진 위상신호 변조부(110)를 통해 b 1 , b 2 , b 3 , b 4 로 변환된다.
그리고 4명의 다중접속을 위해서 시간도약코드 생성부(120)는 랜덤한 2개의 시간도약코드를 생성하고, MHP펄스 생성부(130)는 미분을 통해서 1차와 2차 MHP펄스 2개를 생성한 다음, 상기 생성된 MHP펄스들과 시간도약코드를 이용하여 매핑부(140)에서 동시에 접속하는 사용자에게 각각의 독립된 펄스차수-시간도약코드를 매핑한다.
그리고 승산부(150)는 상기 2진위상신호 변조부의 출력과 상기 매핑된 출력을 각각 곱하여 4명의 다중접속자에 대한 출력신호를 생성한 다음, 송신기(160)를 이용해 UWB 채널상으로 송신한다.
그리고 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수신장치(200)의 동작을 나타낸 것으로, 수신기(210)에 수신된 신호는 신호상관부(220)에서 4개의 선형상관기를 이용하여 4개의 기준신호와 각각 곱한 후 프레임시간 동안 적분함으로써, 상관도값이 얻는다.
평균부(230)에서는 N s 번 반복 전송되는 각 프레임에 대해서 평균하여 비트 단위의 상관도를 구한다. 상기 평균부(230)의 비트단위 상관도를 이용하여, 경판정부(240)에서 각각의 데이터 비트를 판정하여 4명의 사용자에 대한 상관값을 데이터 비트로 출력한다.
도 4a는 종래 기술의 송신장치에서의 다중사용자의 접속방법을 나타낸 것이 다.
종래 기술의 기저대역 전송방식인 UWB-IR에서는 동일한 칩 시간에 다른 사용자가 위치할 경우 펄스간의 충돌이 발생하여 데이터를 수신할 수 없기 때문에 도 4a에서와 같이, 각 칩 시간을 4명의 동시접속 사용자가 나누어서 사용한다.
때문에, 동시에 접속하는 사용자의 수가 증가할수록 하나의 데이터 비트를 전송하는데 소요되는 시간이 증가하게 되고, 비트당 펄스 반복 전송횟수도 줄어 데이터 전송속도와 BER은 급격히 감소하여 WPAN과 같이 초고속의 데이터 전송이 요구되는 시스템에서는 사용할 수 없게 된다.
이에 비하여 도 4b에 나타낸 본 발명 송신장치에서의 다중사용자의 접속방법을 보면, 도 4a에서 발생하는 펄스간의 충돌 문제를 해결하기 위하여 시간도약코드에 상호간에 직교성을 가지는 MHP펄스들을 적용하여 2차원으로 동시접속 사용자를 수용함으로써, 데이터의 전송속도와 BER을 향상시킬 수 있게 된다.
동일한 데이터 전송률에서 도 4b를 도 4a와 비교하면, 동일한 시간도약코드를 사용하고 있지만, 상호간에 직교성을 가지는 MHP 펄스 4개를 추가함으로써, 동시접속사용자의 수가 16명으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 증가된 시스템의 용량은 더 많은 사용자를 수용하거나, 비트당 펄스의 반복전송횟수를 늘려 시스템의 성능을 개선하는데 사용함이 바람직하다.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 초광대역 무선통신 장치를 이용한 무선 통신 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 방법을 위한 플로우 차트이다.
본 발명에 의한 초광대역 무선통신 방법은 전송할 K명의 다중접속 사용자의 데이터 비트를 2진위상신호로 변조하는 단계; N개의 시간도약코드를 발생하는 단계; M개의 MHP펄스들을 생성하는 단계; 상기 N개의 시간도약된 코드와 M개의 MHP펄스들을 K명의 사용자에게 매핑하는 단계; 상기 펄스차수-시간도약하여 매핑한 펄스와 상기 2진위상신호를 승산하는 단계를 포함한다.
상기 MHP펄스들을 다음의 수학식을 이용하여,
Figure 112007038000585-pat00006
0차의 MHP펄스를 생성한 다음, n차의 미분을 통해서 직교성을 가지는 n차의 MHP펄스들을 생성함이 바람직하다.
구체적으로, 먼저 전송할 K명의 다중접속자의 데이터 비트는 2진위상신호 변조부(110)를 통해 2진 위상신호로 변조한다.(S600)
그리고 M개의 랜덤한 시간도약코드를 생성하고(S611), 미분을 통하여 N개의 MHP 펄스들을 생성한다.(S612)
이어, 생성된 펄스차수-시간도약코드로 K명의 다중접속 사용자에게 매핑한다.(S620)
여기서, 시간도약코드 및 MHP 펄스의 생성, 그리고 각 사용자에게 매핑하는 방법들은 전술한 바와 같다.
그리고 상기 변조된 K명의 2진위상 신호와 상기 K명의 사용자에게 매핑된 펄스차수-시간도약 코드를 승산하여 각각의 송신신호를 생성한다.(S630)
이어, 송신기(160)를 이용하여 초광대역 채널을 이용하여 승산된 다중접속자의 신호들을 송신한다.(S640)
이와 같은 2진 위상 신호변조 단계, 미분을 통한 MHP펄스 생성 및 시간도약 과정, 승산 과정은 상기의 순서에 한정되지 않고 달라질 수 있음은 당연하다.
이와 같은 송신 단계를 거쳐 초광대역 채널 상에 놓여진 신호는 수신장치(200)의 수신기(210)를 통하여 수신되며, 수신된 신호는 신호상관부(220)를 통해 K명의 다중접속자의 수신신호를 각각의 기준신호와 상관하여 K개의 프레임 단위의 상관도를 얻는다.(S650)
그리고 상기 구해진 프레임 단위의 상관도는 비트당 N s 번 반복 전송되므로, 각 프레임 상관도에서 평균하여 비트당 상관도를 구한다.(S660)
상기 평균부(230)에서 구해진 비트당 상관도는 경판정부(240)를 통해 다중접속하는 K명의 비트 값들을 판정한다.(S670)
이와 같은 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치 및 방법은 상호간에 직교성을 가지는 MHP펄스들을 사용하므로, 동시에 다른 차수의 펄스를 전송하더라도 펄스간의 충돌문제가 발생하지 않아 초고속의 데이터 전송이 가능해 진다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니 하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 초광대역 무선통신 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상호간에 직교성을 가지는 N개의 MHP 펄스 차수와 랜덤한 M개의 시간도약코드를 사용하여 2차원의 펄스차수-시간도약 다중접속을 제공하여 시스템의 다중접속 용량을 향상시킬 수 있다.
둘째, 2차원의 펄스차수-시간도약 다중접속에 의해 우수한 성능의 고속 데이터 전송을 가능하게 한다.
셋째, 기저대역에서 초광대역 무선통신을 지원함으로써, 시스템의 송수신기 구조가 간단해져 저전력, 소형으로 초광대역 무선통신 시스템을 구현할 수 있다.

Claims (8)

  1. 전송할 K명의 다중접속 사용자의 데이터 비트를 2진 위상신호로 변조시킨 다음 M개의 랜덤한 시간도약코드를 생성하는 시간도약코드 생성부;
    미분을 통하여 N개의 상호간에 직교성을 가지는 MHP 펄스를 생성하는 MHP 펄스 생성부;
    상기 시간도약코드와 타임쉬프트된 MHP 펄스를 이용하여 K명의 다중접속 사용자에게 2차원 코드를 할당하는 펄스차수- 시간도약 다중접속코드 생성부;를 포함하고 구성되어,
    2차원의 펄스차수-시간도약 다중접속을 제공하는 것을 특징으로 하는 초광대역 무선통신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 2차원의 펄스차수-시간도약의 코드를 할당한 경우의 송신 신호는,
    Figure 112007041101211-pat00007
    으로 정의되고, 여기서 k는 사용자 수이고, n은 MHP 펄스 차수이며, m은 시간도약 코드 수인 것을 특징으로 하는 초광대역 무선통신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 MHP 펄스들은,
    Figure 112007041101211-pat00008
    으로 정의되고 0차의 MHP 펄스를 생성한 다음, n차의 미분을 통해서 직교성을 가지는 n개의 MHP 펄스들을 생성하여 사용하는 것을 특징으로 하는 초광대역 무선통신 장치.
  4. 채널상의 수신신호에서 K명의 다중접속 사용자의 송신 데이터 비트를 검출하기 위해서,
    상기 수신신호를 펄스차수-시간 도약하여 기준 신호와 상관시켜 상관도를 구하는 N개의 신호 상관부;
    상기 계산된 상관도에서 프레임 단위로 평균하는 평균부; 및
    상기 평균부 값에서 비트 값을 판정하는 경판정부;를 포함하고,
    상기 신호 상관부는 수신된 신호에서 펄스차수-시간도약된 K개의 기준신호(reference signal)와 프레임 단위로 수신신호와 기준신호를 곱한 후 프레임 시간(Tf ) 적분을 통해서 동시에 전송된 K명의 사용자의 상관도를 계산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 초광대역 무선통신 장치.
  5. 삭제
  6. 전송할 K명의 다중접속 사용자의 데이터 비트를 2진 위상신호로 변조하는 단계;
    랜덤한 M개의 시간도약코드를 생성하고, 미분을 통하여 N개의 MHP 펄스들을 생성하여 K명의 다중접속 사용자에게 펄스차수-시간도약을 매핑하는 단계; 및
    상기 2진 위상신호와 매핑된 신호를 승산하여 송신 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 무선통신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 MHP 펄스들은,
    Figure 112007041101211-pat00009
    으로 정의되고 0차의 MHP 펄스를 생성한 다음, n차의 미분을 통해서 직교성을 가지는 n개의 MHP 펄스들을 생성하는 것을 특징으로 하는 초광대역 무선통신 방법.
  8. 채널상의 수신신호에서 K명의 다중접속 사용자의 송신 데이터 비트를 검출하기 위해서,
    상기 수신신호를 각각의 펄스차수-시간도약하여 매핑된 신호와 상관시켜 각 N개의 상관도를 계산하는 단계;
    상기 계산된 각각의 상관도에서 프레임 단위로 평균하는 단계; 및
    상기 평균된 값에서 각각의 비트 값을 판정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 무선통신 방법.
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