KR20070102269A - 혼돈 신호를 이용한 무선 통신 기기와 그의 무선 통신 방법 - Google Patents

혼돈 신호를 이용한 무선 통신 기기와 그의 무선 통신 방법 Download PDF

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KR20070102269A
KR20070102269A KR1020060034191A KR20060034191A KR20070102269A KR 20070102269 A KR20070102269 A KR 20070102269A KR 1020060034191 A KR1020060034191 A KR 1020060034191A KR 20060034191 A KR20060034191 A KR 20060034191A KR 20070102269 A KR20070102269 A KR 20070102269A
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Abstract

본 발명은, 혼돈 신호를 이용한 무선 통신 기기와 그의 무선 통신 방법에 관한 것이다. 본 무선 통신 시스템은, 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하고, 전송하고자 하는 정보가 포함된 데이터 신호를 상기 혼돈신호에 삽입시킨 혼돈 반송파를 수신 단말로 송신하는 송신 단말과, 상기 송신 단말로부터 수신된 혼돈 반송파에서 상기 데이터 신호를 추출하여 출력하는 수신 단말을 포함한다. 이에 의해, 기존 무선 통신 기기에 비해 전력 소모가 적고 경량인 근거리 무선 통신 기기를 구현할 수 있다.
무선 통신 시스템, 휴대 단말, 무선 헤드셋, 혼돈신호 발생기, 혼돈 반송파

Description

혼돈 신호를 이용한 무선 통신 기기와 그의 무선 통신 방법{RADIO FREQUENCY COMMUNICATION DEVICES USING CHAOTIC SIGNAL AND METHOD THEREOF}
도 1은 무선 통신 시스템을 구비한 휴대 단말과 무선 헤드셋 간의 데이터 송수신 관계를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 혼돈신호를 이용한 무선 통신 기기의 구성도와, ⓐ 내지 ⓖ 각 점에서의 파형도,
도 3(a)는 도 2의 혼돈신호 발생기에서 생성된 혼돈신호를 주파수 도메인으로 나타낸 그래프,
도 3(b)는 도 3(a)의 혼돈신호를 시간 도메인으로 나타낸 그래프,
도 3(c)는 데이터 신호의 확대 그래프,
도 3(d)는 도 3(c)의 데이터 신호를 혼돈신호를 이용하여 모듈레이션 한 혼돈 반송파를 주파수 도메인으로 나타낸 그래프,
도 3(e)는 도 3(d)의 혼돈 반송파를 시간 도메인으로 나타낸 그래프,
도 4(a)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 혼돈신호를 이용한 무선 통신 기기의 구성도,
도 4(b)는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 혼돈신호를 이용한 무선 통신 기기의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 휴대 단말과 무선 헤드셋 간에 데이터를 송수신하는 과정을 나타낸 데이터 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 휴대 단말 2 : 무선 헤드셋
10 : 송신부 11 : 모듈레이터
15 : 파워증폭기 20 : 수신부
21: LNA 23 : 감지부
25: AGC 증폭기 27: LPF
29 : A/D컨버터 30: 혼돈신호발생기
33: 인터페이스 35 : 기저대역 처리부
100: 무선 통신 기기 200 : 신호처리회로
300 : 오디오 인터페이스 400 : ADC
본 발명은 혼돈 신호를 이용한 무선 통신 기기와 그의 무선 통신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기존의 근거리 무선 통신 기기와 대비하여 저전력, 경량화할 수 있는 혼돈 신호를 이용한 무선 통신 기기와 그의 무선 통신 방법에 관한 것이다.
최근, 통화 중에도 양손을 모두 자유롭게 사용할 수 있는 블루투스 기반의 무선 헤드셋이 큰 인기를 끌면서 시장이 확대되고 있다. 블루투스는 근거리에 위치하고 있는 컴퓨터와 이동단말기ㆍ가전제품 등의 디지털 기기를 무선으로 연결함으로써, 디지털 기기 간에 양방향 실시간 통신을 가능하게 해주는 규격을 말한다.
이러한 블루투스를 이용하여 메인기기와 서브기기, 예를 들면, 휴대 단말과 무선 헤드셋, 컴퓨터와 무선 헤드셋, 컴퓨터와 주변기기 등 디지털 기기간의 통신이 가능하도록 하기 위해서는, 메인기기 뿐만 아니라 서브기기에도 무선통신을 위한 송신부와 수신부를 갖는 무선 통신 시스템을 구비하여야 한다.
종래의 무선 통신 시스템은 확산대역 통신방식을 사용하며, 확산대역통신은 전송하려는 신호의 대역폭보다 훨씬 넓은 대역폭으로 신호를 확산시켜 전송하는 방식으로, 반송파로는 주로 사인파, 펄스 등이 사용되고 있다. 이러한 사인파나 펄스 등의 반송파는, 데이터를 전송하기 위해 일정 주파수로 상승되어야 한다. 이를 위해, 송신부에는 반송파를 기저대역에서 일정 주파수로 업컨버전하기 위한 구성요소들을 필요로 하고, 수신부에는 주파수가 상승된 반송파를 기저대역으로 다운컨버전하기 위한 구성요소들을 필요로 한다.
좀 더 상세히 살펴보면, 종래의 무선 통신 시스템은, 데이터의 전송에 필요한 주파수를 생성하기 위한 전압조정발진기(Voltage Controlled Oscillator:VCO)와, VCO에서 생성된 주파수가 외부영향에 의해 변화되지 않도록 고정시키는 PLL(Phase Locked Loop)이 구비되어야 한다. 그리고 송신부에는, 기저대역의 반송파를 VCO에서 발생한 주파수로 업 컨버전하기 위한 업믹서가 구비되어야 하고, 수신부에는, 반송파를 기저대역으로 다운컨버전하기 위한 다운믹서가 구비되어야 한 다.
그런데, 무선 통신 시스템에 VCO, PLL, 업믹서, 다운믹서 등을 구비하게 되면, 소비되는 전력량이 많고, 업믹서, 다운믹서 등은 그 자체의 크기가 커서 무선 통신 시스템의 크기를 증가시키는 요인이 된다.
한편, 이동성이 강한 서브기기, 예를 들어, 무선 헤드셋의 경우에는 전선을 이용한 전원 공급이 불가능하기 때문에 충전기나 배터리 등이 필요하게 된다. 그런데, 상술한 바와 같이, 송신부와 수신부는 전력소모가 크기 때문에 배터리의 용량이 커질 수 밖에 없으며, 이에 따라, 서브기기의 무게가 증가되고, 배터리의 수명도 짧아진다.
한편, 최근에는 IEEE 802.15.4a 표준의 제안에 따라, 혼돈신호(Chaotic Signal)를 이용하여 정보를 전송하는 방식이 제안되어 있다.
IEEE 802.15.4a는「위치인식 저전력 센서 네트워크 표준화 그룹」으로서 802.15.4 (ZigBee, 지그비)와 802.15.3 (UWB:Ultra Wide Band, 초광대역 통신)의 혼용기술에 위치인식 기능 및 저전력 기능이 추가된 차세대 통신분야이다.
여기서, 저전력 기능의 구현을 위해 제안된 것이 혼돈신호 변조방식이다. 혼돈신호 변조방식은 하드웨어상 간단한 RF구조로 설계가 가능하며, 상술한 종래의 무선 통신 시스템에서 요구되는 VCO, PLL, Mixer 등의 회로가 불필요하다. 이에 따라, 혼돈신호 변조방식을 사용할 경우, 전력 소모량을 종래의 소모전력의 1/3 수준인 10mW급으로 줄일 수 있다.
이에 따라, 혼돈신호 변조방식을 이용하여 메인기기와 서브기기 간의 무선통 신이 가능하도록 무선 통신 시스템을 설계함으로써, 저전력, 소형의 무선 통신 시스템을 실현할 수 있도록 하여야 할 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 혼돈신호를 이용하여 기존 무선 통신 기기와 대비하여 저전력, 소형으로 구현할 수 있는 무선 통신 기기 및 그의 무선 통신 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하고, 전송하고자 하는 정보가 포함된 데이터 신호를 상기 혼돈신호에 삽입시킨 혼돈 반송파를 수신 단말로 송신하는 송신 단말과, 상기 송신 단말로부터 수신된 혼돈 반송파에서 상기 데이터 신호를 추출하여 처리하는 수신 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 송신 단말은, 상기 혼돈신호를 발생시키는 혼돈신호 발생기; 상기 혼돈신호에 상기 데이터 신호를 합성하여 혼돈 반송파를 생성하는 모듈레이터; 및, 상기 모듈레이터에서 합성된 혼돈 반송파를 전송하는 안테나;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 수신 단말은, 수신된 상기 혼돈 반송파를 감지하여 데이터 신호를 추출하는 감지부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 송신 단말은, 상기 데이터 신호를 기저대역으로 다운시키고 디지털 신호로 출력하는 신호처리회로를 더 포함할 수 있고, 상기 신호처리회로는 휴대용 단 말기의 모바일 스테이션 모뎀(Mobile Station Modem)인 것이 바람직하다.
상기 송신 단말은, 외부로부터 아날로그 데이터 신호를 입력받는 오디오 인터페이스를 더 포함할 수 있고, 상기 오디오 인터페이스로부터의 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환시키는 A/D컨버터를 더 포함할 수 있다. 상기 송신 단말은, 휴대 단말, 컴퓨터, MP3, RF 송수신기, TV, 오디오, PMP, PDA 중 어느 하나가 될 수 있다.
상기 수신 단말은, 상기 추출된 디지털 데이터 신호를 아날로그 데이터 신호로 변환시키는 A/D컨버터를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 수신 단말은, 상기 아날로그 데이터 신호로 출력하는 오디오 인터페이스를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 수신 단말은, 무선 헤드셋, 무선 마우스, 컴퓨터 주변기기, 스피커 중 어느 하나가 될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 기기는, 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하고, 전송하고자 하는 정보가 포함된 데이터 신호를 상기 혼돈신호에 삽입시킨 혼돈 반송파를 수신 단말로 송신하도록 구성된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 기기는, 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호에 데이터 신호가 삽입된 혼돈 반송파를 무선으로 수신하고, 상기 혼돈 반송파에서 데이터 신호를 추출하도록 구성된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 기기는, 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하고, 전송하고자 하는 정보가 포함 된 데이터 신호를 상기 혼돈신호에 삽입시킨 혼돈 반송파를 수신 단말로 송신하는 송신부와; 안테나를 통해 수신된 혼돈 반송파에서 상기 데이터 신호를 추출하여 처리하는 수신부로 구성된다.
상기 무선 통신 기기는, 송신부와 수신부 중 일측을 안테나에 연결하기 위한 스위치와; 상기 안테나를 통해 송신 또는 수신되는 혼돈 반송파를 필터링하는 BPF(Band Pass Filter)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또는, 상기 무선 통신 기기는, 송신부와 수신부 중 일측을 안테나에 연결하고, 상기 안테나를 통해 송신 또는 수신되는 혼돈 반송파를 필터링하는 듀플렉서를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 무선 통신 기기의 신호 처리 방법은, 외부로부터 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호에 데이터 신호가 삽입된 혼돈 반송파를 수신하는 단계; 상기 수신된 혼돈 반송파에서 상기 데이터 신호를 추출하는 단계; 및, 상기 추출된 데이터 신호를 출력가능한 상태로 처리하는 단계;로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 기기의 신호 처리 방법은,소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하는 단계; 상기 혼돈신호에 전송할 정보를 포함한 데이터 신호를 삽입하여 혼돈 반송파를 생성하는 단계; 및, 상기 혼돈 반송파를 다른 외부기기로 전송하는 단계로 구성된다.
상기 무선 통신 기기의 신호 처리 방법은, 아날로그 형태의 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하여 상기 데이터 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는 상호 무선통신 가능한 메인기기와 서브기기에 혼돈신호(Chaotic Signal)를 이용하여 데이터를 송수신하는 무선 통신 시스템을 각각 적용한다. 여기서, 혼돈신호는 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 일종의 반송파로서, 데이터 신호의 전송을 위한 주파수대역에서 직접 생성된다.
한편, 무선 통신 시스템의 메인기기로는, 휴대 단말, 컴퓨터, 가전기기, MP3, 버스정류장 등에 설치된 RF 송수신기 등을 들 수 있으며, 서브기기로는 무선 헤드셋, 스캐너 프린터 등의 컴퓨터 주변기기 등을 들 수 있다.
후술할 실시예에서는 메인기기로는 휴대 단말을, 서브기기로는 무선 헤드셋을 예로 들어 설명하나, 본 무선 통신 시스템은 상호 근거리 무선 통신을 할 수 있는 모든 기기에 적용가능하다 할 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템을 구비한 휴대 단말과 무선 헤드셋 간의 데이터 송수신 관계를 나타낸 도면이다.
휴대 단말(1)은 타 휴대 단말 또는 서버와 통신 가능하며, 기지국으로부터 제공된 데이터 신호를 화면과 스피커를 통해 출력하거나 메모리에 저장한다.
무선 헤드셋(2)은 휴대 단말(1)과 근거리 무선통신을 통해 MP3(MPEG Audio Layer-3), 오디오 데이터, 음성신호 등의 무선신호를 주고 받으며, 무선 헤드셋(2)과 휴대 단말(1) 간의 통신은 데이터의 종류에 따라 양방향 또는 단방향으로 이루어진다.
예를 들어, 휴대 단말(1)을 통해 전화 통화 시에는, 휴대 단말(1)에 도달한 음성신호는 무선 헤드셋(2)으로 제공되어 스피커로 출력되고, 무선 헤드셋(2)의 마 이크를 통해 입력된 음성은 무선신호로 변환되어 휴대 단말(1)로 제공된 후 기지국으로 전송된다. 즉, 음성신호는 휴대 단말(1)과 무선 헤드셋(2) 간에 양방향으로 송수신된다. 이에 반해, 휴대 단말(1)에 저장되어 있거나 무선인터넷 등을 통해 제공되는 데이터, 예를 들면, MP3로 압축된 오디오 데이터의 경우에는 휴대 단말(1)로부터 무선 헤드셋(2)으로, 즉, 일방향으로만 제공된다.
이러한 휴대 단말(1)과 무선 헤드셋(2)은, 무선신호의 송수신을 위해 무선 통신 시스템이 각각 구비되어야 한다.
도 2에는 본 발명에 따른 혼돈신호를 이용한 무선 통신 기기의 구성도와, ⓐ 내지 ⓖ 각 점에서의 파형도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 무선 통신 기기(100)는, 혼돈신호에 데이터 신호를 모듈레이션한 혼돈 반송파를 송신하는 송신부(10)와, 혼돈 반송파를 수신받아 데이터 신호를 추출하는 수신부(20)를 포함한다. 여기서, 상기 무선 통신 기기(100)는 휴대 단말, 컴퓨터, MP3(MPEG Layer-3), RF 송수신기, TV, 오디오, PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistants), 무선 헤드셋, 무선 마우스, 컴퓨터 주변기기 등을 들 수 있다.
상기 무선 통신 기기(100)는, 송수신용 안테나(5)와, 송신부(10)와 수신부(20) 중 일측을 안테나(5)에 연결하기 위한 스위치(7)와, 송신 또는 수신되는 혼돈 반송파를 필터링하는 BPF(6)(Band Pass Filter)가 구비되어 있다. 상기 BPF(6)는 안테나(5)로 수신되는 신호 중 무선 통신 기기(100)가 처리할 수 있는 소정 주파수 대역의 신호만을 선택적으로 입력받고, 송신할 신호의 주파수 대역을 한정하 여 안테나(5)로 전달한다. 도시하지 않았으나, 상기 스위치(7)와 BPF(6)를 듀플렉서로 구현할 수 있다.
또한, 상기 무선 통신 기기(100)는 데이터 비트를 패킷화하는 기저대역 처리부(35)와, 기저대역 처리부(35)에 제어에 따라 스위치(7)의 동작을 제어하는 인터페이스(33)를 구비한다. 상기 기저대역 처리부(35)는, 혼돈 신호를 반송파로 하여 다른 통신 기기와 정보 신호(데이터 비트)를 송수신할 수 있도록, 전송하려는 정보를 포함한 데이터 비트를 패킷화하여 송신부(10)로 전달하고, 입력받은 패킷화된 데이터를 데이터 비트로 변환한다.
상기 송신부(10)는, 혼돈신호 발생기(30), 모듈레이터(11) 및 파워증폭기(15)를 포함한다. 상기 혼돈신호 발생기(30)는, 미리 설정된 소정 주파수 대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 발생시킨다. 혼돈신호는, 도 2의 ⓓ점에 대한 그래프에 도시된 바와 같이, 시간 도메인(Time Domain)에서 볼 때, 주기와 진폭이 일정하지 않은 다수의 펄스가 연속적으로 발생하여 생성된다. 도 3(a)는 ⓓ점의 혼돈신호를 주파수 도메인으로 나타낸 그래프이고, 도 3(b)는 ⓓ점의 혼돈신호를 시간 도메인에서 일부 확대하여 나타낸 것이다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 혼돈신호는 미리 설정된 주파수대역에서 넓게 형성된 것을 알 수 있다. 이 때, 혼돈신호의 주파수대역은 혼돈신호 발생기(30)의 설계에 따라 달라질 수 있으며, 도 3(a)은 UWB 대역인 3.1 내지 5.1GHz 주파수대역에서 넓게 형성된 혼돈신호를 나타내고 있다.
모듈레이터(11)는, 혼돈신호 발생기(30)로부터의 혼돈신호와, 기저대역처리 부(35)로부터의 데이터 신호를 합성함으로써, 혼돈 반송파를 생성한다. 이 때, ⓐ점에 대한 그래프에 도시된 바와 같이, 0과 1의 바이너리 형태로 형성된 데이터 비트는, ⓑ점에 대한 그래프에 도시된 바와 같은 펄스 형태로 모듈레이터(11)에 제공된다. 모듈레이터(11)로 제공되는 펄스 형태의 데이터 신호는 도 3(c)의 그래프로 도시될 수 있다. 이러한 데이터 신호와 혼돈신호를 합성하면, ⓔ점에 대한 그래프에 도시된 바와 같이, 데이터 신호에서 정보가 존재하는 구간에서만 혼돈신호가 존재하는 혼돈 반송파가 생성된다. 도 3(d)는 ⓔ점의 혼돈 반송파를 주파수 도메인에서 나타낸 그래프이고, 도 3(e)는 상기 혼돈 반송파를 시간 도메인에서 확대한 그래프이다. 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 혼돈 반송파의 주파수 대역은 모듈레이션이 완료된 뒤에도, 도 3(a)에 도시된 혼돈신호의 주파수대역과 거의 변함이 없음을 알 수 있다.
이러한 송신부(10)가 동작할 때, 인터페이스(33)는 스위치(7)가 송신부(10)와 안테나(5)를 연결하도록 제어하며, 송신부(10)에서 생성된 혼돈 반송파는 BPF(6)에서 필터링된 다음 안테나(5)를 통해 다른 외부 통신 기기로 전송된다.
한편, 수신부(20)는, LNA(21)(Low Noise Amp), 감지부(23), AGC(Automatic Gain Control) 증폭기(25), LPF(Low Pass Filter)(27), A/D컨버터(29)를 포함하며, 외부로부터 무선으로 데이터 신호를 수신하여 처리한다. 여기서, 상기 데이터 신호는 음성 데이터 신호 또는 영상 데이터 신호 뿐 아니라, 송신 단말이 수신 단말을 제어하기 위한 제어 신호가 될 수 있으며, 특정 종류의 데이터 신호로 한정되지 않는다.
상기 수신부(20)의 LNA(21)는 안테나(5)를 통해 수신된 혼돈 반송파를 증폭시켜 감지부(23)로 전달한다. 감지부(23)는, 혼돈 반송파의 포락선(envelop)을 감지하여 데이터 신호를 추출한다. 상기 감지부(23)는 다이오드로 구성할 수 있으며, 감지부(23)를 통과한 혼돈 반송파는, ⓒ점에 대한 그래프에 도시된 바와 같이, 굴곡이 있는 신호를 형성하게 된다. AGC 증폭기(25)는 증폭율을 증감시킬 수 있는 증폭기로서, 감지부(23)에서 추출된 굴곡이 있는 신호를 일정 레벨로 증폭시킨다. LPF(27)는 증폭된 파형을 A/D 컨버터(29)에서 디지털 신호로 변환 가능 하도록 필터링한다. A/D컨버터(29)는 데이터 스트림을 디지털 신호로 변환함으로써, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 펄스 형태의 데이터 신호를 추출한다.
도 2에 도시된 무선 통신 기기(100)는 송신부(10) 및 수신부(20)를 모두 내장하고 있으나, 송신부(10)만으로 구성하거나 수신부(20)만으로 구성하는 것도 가능하다.예를 들어, 무선 이어폰의 경우 수신부(20)만을 포함할 것이며 휴대 단말 또는 무선 헤드셋의 경우 송신부(10)와 수신부(20)를 모두 포함할 것이다.
도 4(a)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 혼돈신호를 이용한 무선 통신 기기의 구성도이고, 도 4(b)는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 혼돈신호를 이용한 무선 통신 기기의 구성도이다.
제 1 실시예는 도 2를 참조하여 상술한 무선 통신 기기(100)를 휴대 단말에 적용한 것으로, 도 4(a)의 송신부(10) 및 수신부(20)의 구성은 도 2를 참조하여 상술한 송신부(10)와 수신부(20)의 구성과 동일하다. 즉, 혼돈신호를 이용하는 무선 통신 기기의 코어 부분(100)은 휴대 단말에도 그대로 적용된다. 상기 무선 통신 기 기의 코어 부분(100)은 CDMA(Code Division Multiple Access) 신호 처리를 담당하는 신호처리회로(200)와 연결되고, 상기 신호처리회로(200)는 전송하려는 정보를 포함한 데이터 비트를 기저대역 처리부(35)로 제공한다. 상기 신호처리회로(200)는 휴대 단말의 중앙 처리 장치(Central Processing Unit)인 모바일 스테이션 모뎀(Mobile Station Modem)이 될 수 있다.
제 2 실시예는 도 2를 참조하여 상술한 무선 통신 기기의 코어 부분(100)을 오디오 장치에 적용한 것으로, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 오디오 인터페이스(300)와 ADC(400)를 더 구비하고 있다. 상기 오디오 인터페이스(300)는, 마이크를 통해 외부로부터 아날로그 신호를 입력받거나, 상기 무선 통신 기기의 코어 부분(100)과 함께 내장되어 연동되는 오디오 장치(도시하지 않음)로부터 아날로그 신호를 입력받는다. 상기 오디오 인터페이스(300)를 통해 입력된 아날로그 신호는 ADC(400)에 의해 디지털 데이터 신호로 변환되어 기저대역처리부(35)로 제공되고, 기저대역처리부(35) 후단의 신호 처리 동작은 제 1 실시예와 동일하다. 또한, 상기 오디오 인터페이스(300)는, ADC(400)에 의해 수신부(10)로부터 제공된 디지털 데이터 신호가 아날로그 데이터 신호로 변환되면, 상기 데이터 신호에 해당되는 음성 신호가 출력되도록 한다.
도시하지는 않았으나, 제 1 실시예의 신호처리회로(200)와 제 2 실시예의 오디오 인터페이스(300) 및 ADC(400)를 본 발명에 따른 무선 통신 기기에 함께 내장시킬 수 있다. 또한, 상기 신호처리회로(200), 오디오 인터페이스(300) 및 ADC(400)는 상기 무선 통신 기기의 코어 부분(100)과 원칩(One Chip)으로 구현할 수 있다.
상기와 같이 구성된 무선 통신 시스템을 구비한 휴대 단말(1)과 무선 헤드셋(2) 간에 데이터를 송수신하는 과정을 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
사용자가, 휴대 단말(1)에 저장되어 있거나 무선인터넷에 접속하여 다운로드 받은 MP3, 오디오 데이터를 청취하고자 하는 경우, 휴대 단말(1) 또는 무선 헤드셋(2)의 버튼을 조작하여 MP3, 오디오 데이터의 출력을 선택한다(S500). 그러면, 휴대 단말(1)은 무선 헤드셋(2)으로 ID를 요청하는 신호를 전송하고(S505), 무선 헤드셋(2)은 ID를 휴대 단말(1)로 전송한다(S510). 휴대 단말(1)에서는 무선 헤드셋(2)으로부터 제공받은 ID가 휴대 단말(1)에서 저장하고 있는 ID가 동일하지 아니할 경우에는 MP3 오디오 데이터의 송신이 불가함을 알리는 메시지를 휴대 단말(1)에 표시한다.
그러나, ID와 동일할 경우, 해당 ID를 셋팅하고(S515), MP3, 오디오 데이터를 무선신호로 처리한다. 이 때, 휴대 단말(1)의 송신부(10)에서는 임의의 메모리에 저장된 데이터 비트 형태의 MP3, 오디오 데이터를 기저대역 처리부(35)로 제공하고, 기저대역 처리부(35)에서는 MP3, 오디오 데이터를 패킷화하여 데이터 신호를 생성한다. 한편, 혼돈신호 발생기(30)에서는 혼돈신호를 발생시키고, 모듈레이터(11)에서는 혼돈신호와 데이터 신호를 합성하여 혼돈 반송파를 생성한다(S520).
이렇게 송신부(10)가 동작하는 경우, 인터페이스(33)는 안테나(5)와 송신부(10)가 연결되도록 스위치(7)를 작동시킨다. 그러면, MP3, 오디오 데이터의 혼돈 반송파(6)는 BPF에서 필터링된 다음 안테나(5)를 통해 무선 헤드셋(2)으로 전송된 다.
혼돈 반송파가 수신되면, 무선 헤드셋(2)의 인터페이스(133)는 스위치(107)를 동작시켜 안테나(105)와 수신부(120)가 연결되도록 한다. 무선 헤드셋(2)의 안테나(105)로 수신된 혼돈 반송파는, LNA(121)에서 증폭되고, 감지부(123)에서는 혼돈 반송파내의 데이터 신호를 감지하여 추출한다. 추출된 데이터 신호는 AGC 증폭기(125)와 LPF(127)를 거쳐 증폭 및 필터링되어 A/D컨버터(129)로 제공된다. A/D컨버터(129)에서는 데이터 신호를 디지털화하고, 기저대역 처리부(135)에서는 데이터 신호를 디패킷(De-packet)화하여 오디오 인터페이스(140)로 제공한다. 오디오 인터페이스(140)에서는 데이터 비트를 아날로그 신호로 변환하여 스피커를 통해 출력한다(S525).
이렇게 MP3, 오디오 데이터를 수신하던 중, 외부로부터 전화가 오면(S530), 휴대 단말(1)에서는 전화가 왔다는 정보를 포함하는 콜 리셉션 신호(Call Reception Signal)를 생성하여 무선 헤드셋(2)으로 전송한다(S535). 그러면, 무선 헤드셋(2)에는 MP3, 오디오 데이터와 함께 전화 수신음이 출력된다(S540). 사용자가 무선 헤드셋(2)의 버튼을 이용하여 전화통화를 선택하면(S545), 전화통화를 선택하였음을 알리는 콜 억셉턴스 신호(Call Acceptance Signal)가 생성되어 휴대 단말(1)로 전송된다(S550).
그러면 휴대폰(1)의 송신회로(10)에서는 MP3, 오디오 데이터의 전송을 중단시키고(S555), 신호처리회로(50)에서 처리된 CDMA신호를 기저대역 처리부(35)로 제공한다(S560). 이 때, 상기 CDMA 신호는 기저대역 처리부(35)에 의해 패킷화되어 모듈레이터(11)로 제공되고, 모듈레이터(11)에 의해 혼돈신호와 합성되어 혼돈 반송파가 형성된다(S565).
혼돈 반송파는 무선 헤드셋(2)으로 전송되고, 무선 헤드셋(2)의 인터페이스(133)는 스위치(107)를 안테나(105)와 수신부(120)가 연결되도록 스위칭한다. 수신부(120)에서는 혼돈 반송파로부터 데이터 신호를 추출하고, 기저대역 처리부(135)에서는 데이터 신호를 디패킷화하여 오디오 인터페이스(300)로 제공한다. 오디오 인터페이스(300)는 데이터 비트를 아날로그 신호로 변환하여 스피커를 통해 출력한다(S570).
한편, 마이크를 통해 사용자의 음성신호가 입력되면(S575), 음성신호는 오디오 인터페이스(300)로 입력된 후 A/D 컨버터(400)에 의해 디지털 신호로 변환되어 기저대역 처리부(135)로 제공되고, 기저대역 처리부(135)에서는 데이터 비트를 패킷화한다. 모듈레이터(111)에서는 혼돈신호와 데이터 신호를 합성하여 혼돈 반송파를 생성하여 휴대 단말(1)로 전송한다(S580). 휴대 단말(1)의 수신부(20)로 입력된 혼돈 반송파는 데이터 비트로 변환되어 신호처리회로(50)로 제공되고(S585), 신호처리회로(50)에서는 데이터 비트를 CDMA신호로 변환한다(S590).
전화 통화가 종료될 때까지, S560 내지 S590 과정을 반복한다.
이와 같이, 본 무선 통신 기기는, 광대역의 고주파 신호인 혼돈신호를 반송파로 사용함으로써, 송신부와 수신부에서 별도의 VCO, PLL, 업믹서, 다운믹서 등을 사용할 필요가 없다. 따라서, 무선 통신 기기의 소비전력을 획기적으로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그 크기도 축소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 저전력, 소형화, 경량화된 근거리 무선 통신 기기를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 받아들여져야 하며, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 형태에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (37)

  1. 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하고, 전송하고자 하는 정보가 포함된 데이터 신호를 상기 혼돈신호에 삽입시킨 혼돈 반송파를 수신 단말로 송신하는 송신 단말과,
    상기 송신 단말로부터 무선으로 수신된 혼돈 반송파에서 상기 데이터 신호를 추출하여 처리하는 수신 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 단말은,
    상기 혼돈신호를 발생시키는 혼돈신호 발생기;
    상기 혼돈신호에 상기 데이터 신호를 합성하여 혼돈 반송파를 생성하는 모듈레이터; 및,
    상기 모듈레이터에서 합성된 혼돈 반송파를 전송하는 안테나;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 단말은,
    수신된 상기 혼돈 반송파를 감지하여 데이터 신호를 추출하는 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 단말은,
    상기 데이터 신호를 기저대역으로 다운시키고 디지털 신호로 출력하는 신호처리회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호처리회로는 휴대 단말의 모바일 스테이션 모뎀(Mobile Station Modem)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 단말은,
    외부로부터 아날로그 데이터 신호를 입력받는 오디오 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 송신 단말은, 상기 오디오 인터페이스로부터의 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환시키는 A/D컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 단말은,
    상기 추출된 디지털 데이터 신호를 아날로그 데이터 신호로 변환시키는 A/D컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수신 단말은, 상기 아날로그 데이터 신호가 출력되도록 하는 오디오 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 단말은, 휴대 단말, 컴퓨터, MP3, RF 송수신기, TV, 오디오, PMP, PDA, 무선 헤드셋, 무선 마우스, 컴퓨터 주변기기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 단말은, 휴대 단말, 컴퓨터, MP3, RF 송수신기, TV, 오디오, PMP, PDA, 무선 헤드셋, 무선 마우스, 컴퓨터 주변기기, 스피커 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  12. 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하고, 전송 하고자 하는 정보가 포함된 데이터 신호를 상기 혼돈신호에 삽입시킨 혼돈 반송파를 수신 단말로 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 혼돈신호를 발생시키는 혼돈신호 발생기;
    상기 혼돈신호에 상기 데이터 신호를 합성하여 혼돈 반송파를 생성하는 모듈레이터; 및,
    상기 모듈레이터에서 합성된 혼돈 반송파를 전송하는 안테나;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터 신호를 기저대역으로 다운시키고 디지털 신호로 출력하는 신호처리회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 신호처리회로는 휴대 단말의 모바일 스테이션 모뎀(Mobile Station
    Modem)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  16. 제 12 항에 있어서,
    아날로그 데이터 신호를 입력받는 오디오 인터페이스를 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 무선 통신 기기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 오디오 인터페이스로부터의 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환시키는 A/D컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 무선 통신 기기는, 휴대 단말, 컴퓨터, MP3, RF 송신기, TV, 오디오, PMP, PDA, 무선 헤드셋, 무선 마우스, 컴퓨터 주변기기 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  19. 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호에 데이터 신호가 삽입된 혼돈 반송파를 무선으로 수신하고, 상기 혼돈 반송파에서 데이터 신호를 추출하여 처리하는 무선 통신 기기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    수신된 상기 혼돈 반송파를 감지하여 데이터 신호를 추출하는 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 혼돈반송파에서 데이터 신호의 포락선을 검출하기 위한 다이오드인 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 추출된 디지털 데이터 신호를 아날로그 데이터 신호로 변환시키는 A/D컨버터와;
    상기 아날로그 데이터 신호가 출력되도록 하는 오디오 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 무선 통신 기기는, 휴대 단말, 컴퓨터, MP3, RF수신기, TV, 오디오, PMP, PAD, 무선 헤드셋, 무선 마우스, 컴퓨터 주변기기, 스피커 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  24. 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하고, 전송하고자 하는 정보가 포함된 데이터 신호를 상기 혼돈신호에 삽입시킨 혼돈 반송파를 수신 단말로 송신하는 송신부와;
    안테나를 통해 수신된 혼돈 반송파에서 상기 데이터 신호를 추출하여 처리하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 송신부와 수신부 중 일측을 상기 안테나에 연결하기 위한 스위치와,
    상기 안테나를 통해 송신 또는 수신되는 혼돈 반송파를 필터링하는 BPF(Band Pass Filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 송신부와 수신부 중 일측을 안테나에 연결하고, 상기 안테나를 통해 송신 또는 수신되는 혼돈 반송파를 필터링하는 듀플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 혼돈신호를 발생시키는 혼돈신호 발생기;
    상기 혼돈신호에 상기 데이터 신호를 합성하여 혼돈 반송파를 생성하는 모듈레이터; 및,
    상기 모듈레이터에서 합성된 혼돈 반송파를 전송하는 안테나;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 수신부는,
    수신된 상기 혼돈 반송파의 포락선을 감지하여 데이터 신호를 추출하는 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 데이터 신호를 기저대역으로 다운시키고 디지털 신호로 출력하는 신호처리회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 신호처리회로는 휴대 단말의 모바일 스테이션 모뎀(Mobile Station Modem)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  31. 제 24 항에 있어서,
    상기 송신부는,
    외부로부터 아날로그 데이터 신호를 입력받는 오디오 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 오디오 인터페이스로부터의 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환시키는 A/D컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  33. 제 24 항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 추출된 디지털 데이터 신호를 아날로그 데이터 신호로 변환시키는 A/D컨버터와;
    상기 아날로그 데이터 신호가 출력되도록 하는 오디오 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  34. 제 24 항에 있어서,
    상기 무선 통신 기기는, 휴대 단말, 컴퓨터, MP3, RF 송수신기, TV, 오디오, PMP, PDA,무선 헤드셋, 무선 마우스, 컴퓨터 주변기기 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기.
  35. 외부로부터 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호에 데이터 신호가 삽입된 혼돈 반송파를 수신하는 단계;
    상기 수신된 혼돈 반송파에서 상기 데이터 신호를 추출하는 단계; 및,
    상기 추출된 데이터 신호를 출력가능한 상태로 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 신호 처리 방법.
  36. 소정 주파수대역에서 다수의 주파수 성분을 갖는 혼돈신호를 생성하는 단계;
    상기 혼돈신호에 전송할 정보를 포함한 데이터 신호를 삽입하여 혼돈 반송파를 생성하는 단계; 및,
    상기 혼돈 반송파를 다른 외부기기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 신호 처리 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하여 상기 데이터 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기기의 신호 처리 방법.
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