KR20060121827A - Ｒｆ 단, 무선국 및 시퀀스 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

데이터 프레임과 같은 입력 신호는 무선국(300)의 RF 단(302)에서 검출된다. 이것은 입력 신호가 검출될 때까지 기저대역 단(304)이 저 전력 상태 또는 오프 상태로 유지되게 한다. RF 단(302)에서 입력 신호를 검출함으로써, 기저대역 단(304)에서 소비되는 전력의 양은 바람직하게 감소된다. 입력 신호가 검출되는 경우, RF 단(302)은 기저대역 단(304)을 활성화시키기 위해 이 기저대역 단(304)에 전송되는 활성화 신호를 생성한다. 활성화 되는 경우, 기저대역 단(3045)은 신호를 수신하고 신호 프로세싱 및 데이터 복원 작업을 수행하게 된다.

Description

ＲＦ 단, 무선국 및 시퀀스 검출 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ENERGY EFFICIENT SIGNAL DETECTION IN A WIRELESS NETWORK DEVICE}
본 발명은 무선 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 네트워크 장치에서의 신호 검출에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 무선 네트워크 장치에서의 에너지 효율적인 신호 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 기술에 있어서의 현재 및 진행중인 혁신으로 인해 무선 네트워크 시스템을 포함한, 다수의 애플리케이션에 있어서의 무선 시스템의 사용이 증가하게 되었다. 이러한 사용 증가는 무선 네트워크에서의 데이터 송신을 지원하는 효율적인 장치를 필요로 하게 되었다. 하나의 그러한 장치는 무선국에 접속된 안테나 상에서 입력 신호를 검출하는 신호 검출기이다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선국을 도시한다. 무선국(100)은 RF 단(102) 및 기저대역 단(104)을 포함한다. RF 단(102)은 수신기부(106) 및 송신기부(108)를 포함한다. 기저대역 단(104)도 수신기부(110) 및 송신기부(112)를 포함한다. 기저대역 단(104)은 전형적으로 컴퓨터, 개인 보조 단말기(PDA), 프린터, 또는 데이 터 저장 매체(도시되어 있지 않음)와 같은 장치에 접속된다.
도 2는 기저대역 단(104)의 블록도이다. 기저대역 단(104)의 수신기(110)의 기능들 중 하나는 안테나(114) 상에서 입력 신호를 검출하는 것이다. 아날로그-디지털 변환기(ADC)(200)는 선로(116) 상의 RF 단(102)으로부터 아날로그 기저대역 신호를 수신하고 그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이 디지털 신호는 검출기(202)로 입력되고, 이 검출기는 데이터 프레임이 무선국(100)에 의해 수신되었는지를 검출한다. 데이터 프레임이 수신된 경우, 신호는 신호 프로세싱 및 데이터 복원을 위해 기저대역 연산부(204)로 입력된다.
입력 신호가 수신될 시간은 알려져 있지 않기 때문에, 무선국(100)의 수신기(106,110) 모두는 항상 온 상태로 유지해야 한다. 따라서, RF 단(102) 및 기저대역 단(104)에 전력이 계속적으로 공급되어야 한다. 통상적으로, 배터리가 무선국(100)에 전력을 공급한다. 그러나, 연속적인 전력 공급의 필요성은 배터리가 동작하게 될 시간의 총량을 감소시킨다.
본 발명에 따르면, 무선 네트워크에서의 에너지 효율적인 신호 검출의 시스템 및 방법이 제공된다. 데이터 프레임과 같은 입력 신호는 무선국의 RF 단에서 검출된다. 이것은 입력 신호가 검출될 때까지 기저대역 단이 저 전력 상태 또는 오프 상태로 유지되게 한다. RF 단에서 입력 신호를 검출함으로써, 기저대역 단에서 소비되는 전력의 양은 바람직하게 감소된다. 입력 신호가 검출되는 경우, RF 단은 기저대역 단을 활성화시키기 위해 이 기저대역 단에 전송되는 활성화 신호를 생성한다. 활성화 되는 경우, 기저대역 단은 신호를 수신하고 신호 프로세싱 및 데이터 복원 작업을 수행하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선국의 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 기저대역 단의 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 무선국의 블록도,
도 4는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 데이터 프레임을 도시하는 도면,
도 5는 도 4에 도시되어 있는 RF 단의 일 실시예에 대한 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 제 1 실시예에서 도 5에 도시된 검출기의 블록도,
도 7은 도 6에 도시되어 있는 상관기에 입력되는 입력 신호 파형 및 지연된 입력 신호 파형을 도시하는 도면,
도 8은 도 6에 도시되어 있는 상관기로부터 출력되는 신호의 파형을 도시하는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 제 2 실시예에서 도 5에 도시된 검출기의 블록도.
본 발명은 무선 네트워크 장치에서 에너지 효율적인 신호 검출을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 후속하는 설명은 당업자가 본 발명을 구성 및 사용할 수 있도록 제공되었고 특허 출원 및 그의 요건의 문맥에서 제공되었다. 당업자라면 본 발명에 따른 개시되어 있는 실시예에 대한 다양한 수정을 쉽게 구현할 수 있을 것이며, 본 명세서에서 설명한 일반적인 원리는 본 발명에 따른 다른 실시예에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시되어 있는 실시예에 제한되려 하지 않으며, 첨부된 청구항 및 본 명세서에서 설명된 원리 및 특징에 일치하는 가장 광범위한 범주를 따를 것이다.
이제 도면들, 특히 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선국의 블록도가 도시되어 있다. 무선국(300)은 RF 단(302) 및 기저대역 단(304)을 포함한다. RF 단(302)은 수신기부(306) 및 송신기부(308)를 포함한다. RF 단(302)은 전형적으로 하나 이상의 집적 회로 내에서 아날로그 단으로서 구현된다. 기저대역 단(304)은 수신기부(310) 및 송신기부(312)를 포함한다. 기저대역 단(304)은 전형적으로 하나 이상의 집적 회로 내에서 디지털 단으로서 구현된다.
본 발명에 따른 이 실시예에서는 RF 단(302)의 수신기(306)에서 입력 신호의 검출이 수행된다. 이것은 기저대역 단(304)의 수신기(310)가 신호 검출때까지 저 전력 또는 오프 상태로 유지되게 한다. RF 단(302)에서 입력 신호를 검출함으로써, 기저대역 단(304)에서 소비되는 전력의 양은 바람직하게 감소된다.
입력 신호가 검출되는 경우, 활성화 신호는 RF 단(302)에 의해 생성되고 선로(314) 상에서 기저대역 단(304)의 수신기(310)에 전송된다. 활성화 신호에 의해 기저대역 단(304)의 수신기(310)는 저 전력 상태에서 활성 전력 상태로 변경된다. 이것은 다양한 기법을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 일 실시예에서, 활성화 신호는 수신기(310)의 클록(316) 내로 입력되어, 수신기(310) 내의 구성요소를 활성화시킨다. 본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 활성화 신호는 전력 공급부에 입력되어 수신기(310)에 공급된 전력을 스위치 온 또는 램프 업할 수 있다. 수신기(310)가 활성화되는 경우, 기저대역 단(304)은 신호를 수신하고 신호 프로세싱 및 데이터 복원 작업을 수행한다. 당업자라면, 기저대역 단(304)의 수신기(310)를 활성화시키는 다른 방법이 본 발명에 따라 구현될 수 있다는 것을 알 것이다.
무선 네트워크에서, 입력 신호는 전형적으로 데이터 프레임으로 포맷된다. 도 4는 본 발명에 따라 이용될 수 있는 데이터 프레임의 예시를 나타낸다. 데이터 프레임(400)은 프리앰블(402) 및 페이로드(404)를 포함한다. 프리앰블(402)은 보통 프레임 검출과 관련된 데이터를 포함한다. 페이로드(404)는 전형적으로 데이터의 복원과 관련된 데이터 및 정보를 포함한다.
본 발명에 따른 이 실시예에서, 무선국(300)은 무선 근거리 통신망을 관리하는 IEEE 802.11b 표준에 따라 동작한다. 802.11 및 802.11b 표준은 프레임 검출을 위해 프리앰블(402)에 바커 시퀀스(+1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1)를 사용한다. 따라서, RF 단(302)의 수신기(306)는 입력 신호를 분석하여 바커 시퀀스를 검출하고 데이터 프레임의 존재를 판정한다.
바커 시퀀스 이외의 시퀀스가 본 발명에 따라 검출될 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.11a 및 802.11g 표준은 프레임 검출을 위해 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 시퀀스를 사용한다. 본 발명에 따른 다른 실시예에 서 RF 단은 OFDM 심볼의 시퀀스를 검출하여 신호 또는 데이터 프레임의 존재를 판정한다.
도 5는 도 4에 도시된 RF 단의 일 실시예에 대한 블록도이다. 수신기(306)는 저 잡음 증폭기(500)와, 하향 변환 연산부(502) 및 검출기(504)를 포함한다. 입력 신호는 IEEE 802.11 표준 하의 2.4 GHz 대역 내에서 전송된다. 이 2.4 GHz 신호는 기저대역 단으로 전송되기 전에 하향 변조되어야 한다. 하향 변환 연산부(502)는 이러한 하향 변조를 수행한다. 검출기(504)는 각 입력 데이터 프레임에서 바커 시퀀스를 검출하고 기저대역 단으로 전송되어 기저대역 단(304)의 수신기(310)를 활성화하는 활성화 신호를 생성한다.
이제 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 제 1 실시예에서 도 5에 도시된 검출기의 블록도가 도시되어 있다. 검출기(504)는 지연소자(600), 상관기(602) 및 피크 검출기(604)를 포함한다. 입력 신호는 이 신호에 사전결정된 시간 지연을 삽입하기 위해 지연소자(600)에 입력된다. 입력 신호 및 지연된 입력 신호는 상관기(602)에 입력된다. 상관기(602)는 본 발명에 따른 이 실시예에서는 곱셈기이다. 따라서, 상관기(602)는 입력 신호와 지연된 입력 신호를 곱하여 보다 쉽게 검출되는 피크를 갖는 신호를 생성한다.
피크 검출기 및 피크 카운터(604)는 상관기(602)로부터 출력된 신호에서 바커 시퀀스를 검출한다. 피크 검출기 및 피크 카운터(604)는 기저대역 단(304)의 수신기(310)에 전송되는 활성화 신호를 생성한다. 활성화 신호는 수신기(310)를 활성화 시켜 수신기(310)로 하여금 저 전력 상태에서 고(즉, 활성상태) 전력 상태 로 변경되도록 한다. 수신기(310)가 고 전력 상태인 경우, 기저대역 단(304)은 입력 데이터 프레임을 수신하여 처리한다. 수신기(310)는 그 프레임이 처리된 후에는 저 전력 또는 오프 상태로 되돌아 간다. 수신기(310)는 RF 단(302)의 수신기(306)가 새로운 입력 프레임을 검출할 때까지 저 전력 상태 또는 오프 상태로 유지된다.
도 7은 도 6에 도시되어 있는 상관기로 입력되는 입력 신호 파형 및 지연된 입력 신호 파형을 도시한다. 보다 식별가능한 피크를 갖는 신호는 입력 신호(700) 및 지연된 입력 신호(702)가 곱하여지는 경우 생성된다. 도 8은 상관기(602)로부터 출력된 신호의 파형을 도시한다.
이제 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 제 2 실시예에서 도 5에 도시된 검출기의 블록도가 도시되어 있다. 검출기(504)는 정합 필터(900) 및 피크 검출기(902)를 포함한다. 정합 필터(900)는 본 발명에 따른 이 실시예에서 연속 시간 유한 응답 필터로서 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 정합 필터(900)는 이산 시간 유한 응답 필터로서 구현될 수 있다.
정합 필터의 계수는 바커 의사-잡음 코드(+1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1)에 의해 정의된다. 탭 지연은 1 Mbps 내지 1 ㎲의 데이터 레이트에 의해 정의된다. 바커 시퀀스는 피크 검출기(902)에 의해 정합 필터(900)의 출력측에서 검출된다. 시퀀스가 검출되면, 피크 검출기(902)는 기저대역 단(304)의 수신기(310)에 전송되는 활성화 신호를 생성한다. 이 활성화 신호는 수신기(310)를 활성화시켜, 기저대역 단(304)이 입력 데이터 프레임을 처리하도록 한다. 수신기(310) 는 프레임이 처리된 후에는 저 전력 또는 오프 상태로 되돌아가고, RF 단(302)의 수신기(306)기 새로운 입력 프레임을 검출할 때까지 저 전력 또는 오프 상태로 유지된다.
본 발명은 IEEE 802.11 및 802.11b에 정의된 바커 시퀀스를 검출하는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명에 따른 실시예는 이러한 애플리케이션에 제한되지는 않는다. 다른 유형의 시퀀스가 본 발명에 따라 무선국의 RF 단에서 검출될 수 있다. 시퀀스의 길이 및 복잡도는 시퀀스가 무선국의 RF 단에서 검출되어야 하는지 또는 기저대역 단에서 검출되어야 하는지를 결정하는 경우 고려하는 요인들 중 단지 두 가지일 뿐이다.

Claims (20)

  1. 무선국(300)의 RF 단(302)에 있어서,
    상기 무선국(300)에 의해 수신되는 입력 신호의 시퀀스를 검출하고 상기 입력 신호의 상기 시퀀스를 검출하는 것에 응답하여 활성화 신호를 생성하는 검출기(504)를 포함하는 RF 단(302).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선국(300)의 기저대역 단(304)은 상기 활성화 신호를 수신하고 상기 활성화 신호에 응답하여 저 전력 상태에서 활성화된 전력 상태로 변화되는 RF 단(302).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출기(504)는 상기 입력 신호에 사전결정된 시간 지연을 삽입하는 지연소자(600)와, 상기 입력 신호와 상기 지연된 입력 신호를 수신하고 상관 신호를 생성하는 상관기(602)와, 상기 상관 신호를 수신하고 상기 시퀀스를 검출하는 피크 검출기(604)를 포함하되, 상기 피크 검출기(604)는 상기 시퀀스의 검출에 응답하여 상기 활성화 신호를 생성하는 RF 단(302).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출기(504)는 상기 시퀀스에 의해 정의되는 계수를 가지며 상기 시퀀스가 상기 입력 신호에 포함되는 경우 정합 신호를 생성하는 정합 필터(900)와, 상기 정합 필터(900)로부터 상기 정합 신호를 수신하고 상기 정합 필터(900)로부터의 정합 신호의 수신에 응답하여 상기 활성화 신호를 생성하는 피크 검출기(902)를 포함하는 RF 단(302).
  5. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력 신호는 상기 시퀀스를 포함하는 데이터 프레임을 포함하고, 상기 시퀀스는 바커 시퀀스를 포함하는 RF 단(302).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력 신호는 상기 시퀀스를 포함하는 데이터 프레임을 포함하고, 상기 시퀀스는 OFDM 심볼의 시퀀스를 포함하는 RF 단(302).
  7. 무선국(300)에 있어서,
    상기 무선국(300)에 의해 신호가 수신되지 않는 경우 저 전력 상태로 있는 기저대역 단(304)과,
    상기 무선국(300)에 의해 신호의 시퀀스를 검출하고 상기 시퀀스의 검출에 응답하여 활성화 신호를 생성하는 RF 단(302)을
    포함하되, 상기 활성화 신호는 상기 기저대역 단(304)에 전송되어 상기 기저대역 단(304)으로 하여금 상기 저 전력 상태에서 활성화된 전력 상태로 변경되도록 하는
    무선국(300).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 RF 단(302)은 상기 무선국(300)에 의해 수신되는 상기 신호의 상기 시퀀스를 검출하고 상기 시퀀스의 검출에 응답하여 상기 활성화 신호를 생성하는 수신기(306)를 포함하는 무선국(300).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수신기(306)는 상기 신호의 상기 시퀀스를 검출하고 상기 시퀀스의 검출에 응답하여 상기 활성화 신호를 생성하는 검출기(504)를 포함하는 무선국(300).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 검출기(504)는 상기 입력 신호에 사전결정된 시간 지연을 삽입하는 지연소자(600)와, 상기 신호와 상기 지연된 신호를 수신하고 상관 신호를 생성하는 상관기(602)와, 상기 상관 신호를 수신하고 상기 시퀀스를 검출하는 피크 검출기(604)를 포함하되, 상기 피크 검출기(604)는 상기 시퀀스의 검출에 응답하여 상기 활성화 신호를 생성하는 무선국(300).
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 검출기(504)는 상기 시퀀스에 의해 정의되는 계수를 가지며 상기 신호를 수신하고 상기 시퀀스가 상기 신호에 포함되는 경우 정합 신호를 생성하는 정합 필터(900)와, 상기 정합 필터(900)로부터 상기 정합 신호를 수신하고 상기 정합 필터(900)로부터의 정합 신호의 수신에 응답하여 상기 활성화 신호를 생성하는 피크 검출기(902)를 포함하는 무선국(300).
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 신호는 상기 시퀀스를 포함하는 데이터 프레임을 포함하고, 상기 시퀀스는 바커 시퀀스를 포함하는 무선국(300).
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 신호는 상기 시퀀스를 포함하는 데이터 프레임을 포함하고, 상기 시퀀스는 OFDM 심볼의 시퀀스를 포함하는 무선국(300).
  14. 무선국(300)에 의해 수신되는 신호의 시퀀스를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 무선국(300)의 RF 단(302)에서 상기 시퀀스를 검출하는 단계와,
    상기 시퀀스의 검출에 응답하여 활성화 신호를 생성하는 단계를
    포함하는 시퀀스 검출 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 활성화 신호를 상기 무선국(300)의 기저대역 단(304)에 전송하여 상기 기저대역 단(304)으로 하여금 저 전력 상태에서 활성화된 전력 상태로 변경되도록 하는 단계를 더 포함하는 시퀀스 검출 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 무선국(300)의 RF 단(302)에서 상기 시퀀스를 검출하는 상기 단계는 상 기 무선국(300)의 상기 RF 단(302)의 검출기(504)에서 상기 시퀀스를 검출하는 단계를 포함하는 시퀀스 검출 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선국(300)의 상기 RF 단(302)의 검출기(504)에서 상기 시퀀스를 검출하는 상기 검출 단계는 상기 신호에 사전결정된 시간 지연을 삽입하기 위해 상기 신호를 지연소자(600)에 입력하는 단계와, 상기 신호 및 상기 지연 신호를 상관기(602)에 입력하여 상관 신호를 생성하는 단계와, 상기 상관 신호를 피크 검출기(604)에 입력하여 상기 시퀀스를 검출하는 단계를 시퀀스 검출 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선국(300)의 상기 RF 단(302)의 검출기(504)에서 상기 시퀀스를 검출하는 상기 검출 단계는 상기 시퀀스에 의해 정의되는 계수를 갖는 정합 필터(900)에 상기 신호를 입력하는 단계와, 상기 시퀀스가 상기 신호에 포함되는 경우 정합 신호를 생성하는 단계와, 상기 정합 신호를 피크 검출기(902)에 입력하여 상기 피크 검출기로 하여금 상기 정합 필터(900)로부터의 상기 정합 신호의 수신에 응답하여 상기 활성화 신호를 생성하도록 하는 단계를 포함하는 시퀀스 검출 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 신호는 상기 시퀀스를 포함하는 데이터 프레임을 포함하고, 상기 시퀀스는 바커 시퀀스를 포함하는 시퀀스 검출 방법..
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 신호는 상기 시퀀스를 포함하는 데이터 프레임을 포함하고, 상기 시퀀스는 OFDM 심볼의 시퀀스를 포함하는 시퀀스 검출 방법.
KR1020067003989A 2003-08-29 2004-08-29 Ｒｆ 단, 무선국 및 시퀀스 검출 방법 KR20060121827A (ko)

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