KR20160110018A - Bi-phased on-off keying(ook) transmitter and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 실시예들은 바이 페이즈드 온-오프 키잉 송신기 및 통신 방법에 관한 것이다.The following embodiments relate to a bi-phased on-off keying transmitter and method of communication.
WBAN(Wireless Body Area Network)을 근간으로 하는 웨어러블 디바이스(Wearable device)는 인체에 부착되어 주변의 모바일 장치 또는 인체에 부착된 센서와 무선으로 통신을 수행할 수 있다. 배터리 충전(battery recharge)에 대한 부담 없이 오랜 시간 동안 동작하기 위해 웨어러블 디바이스 내에 장착되는 송수신기(transceiver)는 저복잡도 및 저전력으로 구현될 수 있다. 이를 위해 초저전력 RF 구조의 사용과 함께 모뎀(modem)의 변조 복잡도(modulation complexity)가 낮은 송수신기의 사용이 가능하다. 수신 캐리어(carrier)의 위상(phase) 정보 없이 포락선 검출(envelope detection)만으로 데이터의 복구(recovery)가 가능한 OOK 송, 수신기가 WBAN의 저전력 통신에 적용될 수 있다.A wearable device based on a WBAN (Wireless Body Area Network) is attached to a human body and can perform wireless communication with surrounding mobile devices or sensors attached to the human body. A transceiver mounted in a wearable device for long time operation without burdening the battery recharge can be implemented with low complexity and low power. To this end, it is possible to use a transceiver with a low modulation complexity of the modem with the use of an ultra low power RF structure. An OOK transmitter and receiver capable of recovering data only by envelope detection without phase information of the receiving carrier can be applied to the low power communication of the WBAN.
일 실시예에 따르면, OOK(On Off Keying) 송신기는 입력된 데이터를 송신 시퀀스 형태로 부호화하는 데이터 인코더; 상기 부호화된 송신 시퀀스의 비트에 기초하여 펄스를 생성하는 펄스 쉐이퍼; 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소(element)의 시간 단위로 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성하는 2-위상 컨트롤러(Bi-phase controller); 상기 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator; VCO)에서 생성된 캐리어(carrier)의 위상을 랜덤하게 전환하는 2-위상 스위치(bi-phased switch); 및 상기 위상이 전환된 캐리어 및 상기 펄스를 이용하여 송신 신호를 생성하는 전력 증폭기(Power Amplifier; PA)를 포함한다. According to an exemplary embodiment, an On Off Keying (OOK) transmitter includes: a data encoder for encoding input data in a transmission sequence; A pulse shaper for generating a pulse based on the bits of the encoded transmission sequence; A 2-phase controller for generating a control signal for randomly switching two phases in units of time of each element of the encoded transmission sequence; A bi-phased switch for randomly switching a phase of a carrier generated in a voltage controlled oscillator (VCO) according to the control signal; And a power amplifier (PA) for generating a transmission signal using the phase-switched carrier and the pulse.
상기 2-위상 스위치는 상기 제어 신호에 따라 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 랜덤하게 전환할 수 있다. The 2-phase switch can randomly switch the phase of the carrier according to the control signal to a time unit of each element of the encoded transmission sequence.
상기 2-위상 스위치는 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환할 수 있다. The 2-phase switch can randomly switch the phase of the carrier to 0 degrees or 180 degrees in time units of each element of the encoded transmission sequence.
상기 데이터 인코더는 상기 입력된 데이터를 미리 설정된 시퀀스 패턴(pre-determined sequence pattern)으로 부호화할 수 있다. The data encoder may encode the input data in a pre-determined sequence pattern.
상기 OOK 송신기는 상기 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어를 버퍼링하여 상기 2-위상 스위치에게 전달하는 제1 버퍼를 더 포함할 수 있다. The OOK transmitter may further include a first buffer for buffering the carrier generated by the voltage controlled oscillator and transmitting the buffer to the 2-phase switch.
상기 OOK 송신기는 상기 2-위상 스위치에서 위상이 전환된 캐리어를 버퍼링하여 상기 전력 증폭기에게 전달하는 제2 버퍼를 더 포함할 수 있다. The OOK transmitter may further include a second buffer for buffering the phase-shifted carrier in the 2-phase switch and transmitting the buffered carrier to the power amplifier.
상기 OOK 송신기는 상기 2-위상 스위치에서 위상이 전환된 캐리어를 버퍼링하여 상기 전력 증폭기에게 전달하는 제2 버퍼를 더 포함할 수 있다. The OOK transmitter may further include a second buffer for buffering the phase-shifted carrier in the 2-phase switch and transmitting the buffered carrier to the power amplifier.
일 실시에에 따르면, OOK 송신기는 입력된 데이터를 송신 시퀀스 형태로 부호화하는 데이터 인코더; 상기 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 펄스를 생성하는 펄스 쉐이퍼; 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위에 기초하여 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성하는 2-위상 컨트롤러 및 상기 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기(VCO)에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하고, 상기 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성하는 바이 페이징 전력 증폭기(Bi-phasing PA)를 포함한다. According to one embodiment, the OOK transmitter comprises a data encoder for encoding the input data in the form of a transmission sequence; A pulse shaper for generating a pulse based on the encoded transmission sequence; A two-phase controller for generating a control signal for randomly switching two phases based on a time unit of each element of the encoded transmission sequence; and a two-phase controller for generating a phase of a carrier generated in a voltage controlled oscillator (VCO) And a bi-phasing PA (Bi-phasing PA) for generating a transmission signal corresponding to the pulse.
상기 바이 페이징 전력 증폭기는 상기 제어 신호에 따라 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 주기 단위로 랜덤하게 전환하여 상기 송신 신호를 생성할 수 있다. The biphasic power amplifier may generate the transmission signal by randomly switching the phase of the carrier according to the control signal in a cycle unit of the encoded transmission sequence.
상기 바이 페이징 전력 증폭기는 상기 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스의 주기 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 상기 송신 신호를 생성할 수 있다. The biphasic power amplifier can generate the transmission signal by randomly switching the phase of the carrier to 0 degree or 180 degrees in a cycle unit of the encoded transmission sequence.
상기 데이터 인코더는 상기 입력된 데이터를 미리 설정된 시퀀스 패턴(pre-determined sequence pattern)으로 부호화할 수 있다. The data encoder may encode the input data in a pre-determined sequence pattern.
상기 OOK 송신기는 상기 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어를 버퍼링하여 상기 바이 페이징 전력 증폭기에게 전달하는 제1 버퍼를 더 포함할 수 있다. The OOK transmitter may further include a first buffer for buffering the carrier generated by the voltage controlled oscillator and delivering the carrier to the biphasic power amplifier.
상기 OOK 송신기는 상기 제1 버퍼의 출력을 버퍼링하는 제2 버퍼를 더 포함할 수 있다. The OOK transmitter may further comprise a second buffer for buffering the output of the first buffer.
일 실시예에 따르면, OOK 송신기는 전압 제어 발진기에서 생성한 캐리어를 버퍼링하는 버퍼; 및 상기 버퍼링된 캐리어의 위상을 제어 신호에 따라 랜덤하게 전환하고, 펄스- 상기 펄스는 입력된 데이터를 부호화한 송신 시퀀스에 기초하여 생성된 것임 -에 해당하는 송신 신호를 생성하는 바이 페이징 전력 증폭기를 포함한다. According to one embodiment, the OOK transmitter comprises a buffer for buffering carriers generated in a voltage controlled oscillator; And a bi-phasing power amplifier for generating a transmission signal corresponding to a phase of the buffered carrier at random according to a control signal and generating a transmission signal corresponding to a pulse - the pulse is generated based on a transmission sequence in which input data is encoded .
상기 바이 페이징 전력 증폭기는 상기 버퍼링된 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 주기 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 상기 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성할 수 있다. The biphasic power amplifier may generate a transmission signal corresponding to the pulse by randomly switching the phase of the buffered carrier to 0 degree or 180 degrees in a cycle unit of the encoded transmission sequence.
일 실시예에 따르면, 통신 방법은 입력된 데이터를 송신 시퀀스 형태로 부호화하는 단계; 상기 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 펄스를 생성하는 단계; 상기 부호화된 송신 시퀀스 의 각 요소(element)의 시간 단위로 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하는 단계; 및 상기 위상이 전환된 캐리어 및 상기 펄스를 이용하여 송신 신호를 생성하는 단계를 포함한다. According to one embodiment, a communication method includes: encoding input data in a transmission sequence form; Generating a pulse based on the encoded transmission sequence; Generating a control signal for randomly switching two phases in time units of each element of the encoded transmission sequence; Randomly switching a phase of a carrier generated in a voltage controlled oscillator according to the control signal; And generating a transmission signal using the phase-switched carrier and the pulse.
상기 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하는 단계는 상기 제어 신호에 따라 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하는 단계를 포함할 수 있다. The step of randomly switching the phase of the carrier may include randomly switching the phase of the carrier according to the control signal at 0 degree or 180 degrees in time units of each element of the encoded transmission sequence.
상기 전압 제어 발진기에서 생성된 생성된 캐리어를 버퍼링하는 단계를 더 포함할 수 있다. And buffering the generated carrier generated in the voltage controlled oscillator.
일 실시예에 따르면, 통신 방법은 입력된 데이터를 송신 시퀀스 형태로 부호화하는 단계; 상기 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 펄스를 생성하는 단계; 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위에 기초하여 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하고, 상기 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성하는 단계를 포함한다. According to one embodiment, a communication method includes: encoding input data in a transmission sequence form; Generating a pulse based on the encoded transmission sequence; Generating a control signal for randomly switching two phases based on a time unit of each element of the encoded transmission sequence; And randomly switching a phase of a carrier generated in the voltage controlled oscillator according to the control signal, and generating a transmission signal corresponding to the pulse.
상기 송신 신호를 생성하는 단계는 상기 제어 신호에 따라 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 주기 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 상기 송신 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the transmission signal may include generating the transmission signal by randomly switching the phase of the carrier according to the control signal at 0 or 180 degrees in a cycle unit of the encoded transmission sequence.
도 1은 일 실시예에 따른 2-위상 스위치(bi-phased switch)를 포함하는 OOK 송신기의 구조 블록도들이다.
도 2는 일 실시예에 따른 2-위상 스위치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 OOK 송신기의 타이밍 다이어그램이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 OOK 송신기의 구조 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기(Bi-phasing PA)를 포함하는 OOK 송신기의 구조 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기의 회로를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 바이 페이징 전력 증폭기의 활성 신호 경로(Active signal Path)를 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기를 다른 형태로 구현한 회로이다.
도 9는 도 8에 도시된 바이 페이징 전력 증폭기의 활성 신호 경로를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기의 위상 변화에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기를 포함하는 OOK 송신기의 구조 블록도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 주파수 오류 보상 회로를 포함하는 OOK 송신기의 구조 블록도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 주파수 오류 보상을 위한 코스 튜닝(coarse tuing) 회로의 개략도이다.
도 14는 도 13에 도시된 코스 튜닝 회로의 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 15는 일 실시예에 따른 OOK 송신기에서 캐리어의 위상을 전환하기 전과 후의 스펙트럼 비교 결과를 나타낸 그래프이다.
도 16은 일 실시예에 따른 OOK 수신기의 구조 블록도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a structural block diagram of an OOK transmitter including a bi-phased switch according to one embodiment.
2 is a circuit diagram of a 2-phase switch according to an embodiment.
3 is a timing diagram of an OOK transmitter in accordance with one embodiment.
4 is a structural block diagram of an OOK transmitter according to another embodiment.
5 is a structural block diagram of an OOK transmitter including a Bi-phasing PA according to one embodiment.
6 is a circuit diagram of a biphasic power amplifier according to an embodiment.
7 is a diagram illustrating an active signal path of the biphasic power amplifier shown in FIG.
8 is a circuit in which the biphasing power amplifier according to the embodiment is implemented in another form.
9 is a diagram illustrating an active signal path of the biphasic power amplifier shown in FIG.
10 is a diagram illustrating a simulation result of a phase change of a biphasing power amplifier according to an embodiment.
11 is a structural block diagram of an OOK transmitter including a biphasic power amplifier according to another embodiment.
12 is a structural block diagram of an OOK transmitter including a frequency error compensation circuit according to an embodiment.
13 is a schematic diagram of a coarse tuning circuit for frequency error compensation in accordance with one embodiment.
14 is an operation timing diagram of the course tuning circuit shown in Fig.
FIG. 15 is a graph showing a spectrum comparison result before and after the phase of a carrier is switched in an OOK transmitter according to an embodiment.
16 is a structural block diagram of an OOK receiver according to an embodiment.
17 is a flowchart illustrating a communication method according to an embodiment.
18 is a flowchart illustrating a communication method according to another embodiment.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various modifications may be made to the embodiments described below. It is to be understood that the embodiments described below are not intended to limit the embodiments, but include all modifications, equivalents, and alternatives to them.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the embodiments. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. In the following description of the embodiments, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the embodiments may be unnecessarily blurred.
도 1은 일 실시예에 따른 2-위상 스위치(bi-phased switch)를 포함하는 OOK 송신기의 구조 블록도들이다. 1 is a structural block diagram of an OOK transmitter including a bi-phased switch according to one embodiment.
도 1(a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 OOK 송신기(100)는 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator; VCO)(110), 2-위상 스위치(bi-phased switch)(130), 전력 증폭기(Power Amplifier; PA)(150), 데이터 인코더(Data Encoder)(160), 2-위상 컨트롤러(Bi-phase controller)(170), 및 펄스 쉐이퍼(Pulse Shaper)(180)를 포함한다. 전압 제어 발진기(110)는 캐리어를 생성할 수 있다. 다시 말해, 전압 제어 발진기(110)는 캐리어 주파수에 해당하는 RF 발진 신호를 출력할 수 있다. Referring to FIG. 1A, an
전압 제어 발진기(110)에서 생성된 캐리어는 데이터 인코더(160)로부터 펄스 쉐이퍼(180)를 거쳐 전달된 데이터 인코딩된 신호에 의해 이후 전력 증폭기(150)에서 OOK 변조될 수 있다.The carrier generated in the voltage controlled
2-위상 스위치(130)는 2-위상 컨트롤러(170)에서 생성된 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기(110)에서 생성된 캐리어(carrier)의 위상을 랜덤하게 전환한다. 2-위상 스위치(130)는 제어 신호에 따라 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소(element)의 시간 단위로 랜덤하게 전환할 수 있다. 여기서, '부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위'는 예를 들어, 도 3에서 데이터(310) '0'에 해당하는 부호화된 송신 시퀀스(320) {0, 1, 1, 0}의 각 요소인 0 또는 1을 전송하는 데에 소요되는 시간으로 이해될 수 있다. 2-위상 스위치(130)의 회로 구조는 도 2를 참조하여 설명한다.The two-
2-위상 스위치(130)는 라인 스펙트럼의 억제를 위해, 예를 들어, 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도만큼 랜덤하게 전환할 수 있다. 전압 제어 발진기(110)로부터 출력된 캐리어의 위상이 2-위상 스위치(130)를 거쳐 0도 또는 180 도만큼 랜덤하게 전환된 결과는 도 3의 타이밍 다이어그램을 통해 살펴 볼 수 있다. 일 실시예에 따르면, 2-위상 스위치(130)는 전압 제어 발진기(110)와 전력 증폭기(150) 사이에 위치할 수 있다. OOK 송신기(100)는 2-위상 스위치(130)에 의해 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하여 캐리어가 0도와 180도의 2개의 위상을 가지도록 하는 바이-페이징(Bi-Phasing)을 수행할 수 있다. 이때, 2-위상 스위치(130)는 2-위상 컨트롤러(170)에서 생성된 제어 신호에 따라 캐리어의 위상으로 0도와 180도 2개의 값 중에서 어느 한 값을 랜덤하게 취할 수 있다. The two-
전력 증폭기(PA)(150)는 2-위상 스위치(130)를 거쳐 위상이 전환된 캐리어(예를 들어, 도 3의 360 참조) 및 펄스 쉐이퍼(180)에서 생성된 펄스(예를 들어, 도 3의 330 참조)를 이용하여 송신 신호(예를 들어, 도 3의 370 참조)를 생성한다. 전력 증폭기(150)는 펄스 쉐이퍼(180)에서 오는 신호에 따라 각 15개의 unit cell의 전원을 개별적으로 온(On) 또는 오프(OFF)로 제어함으로써 캐리어의 OOK 변조를 수행할 수 있다. A power amplifier (PA) 150 is coupled to a phase shifted carrier (e.g., see 360 in FIG. 3) via a two-
데이터 인코더(160)는, 시스템에서 미리 주어진 변환 방식을 이용해, 입력된 데이터 시퀀스를 송신 시퀀스로 부호화한다. 데이터 인코더(160)는 예를 들어, 디지털 베이스밴드(Digital baseband)에서 제공되는 데이터 시퀀스(Data sequence)를 디지털(digital) 값으로 구성된 미리 설정된 시퀀스 패턴(pre-determined sequence pattern)으로 부호화할 수 있다. 예를 들어, 데이터 인코더(160)는 입력 데이터 시퀀스 1에 해당하는 송신 시퀀스를 그대로 1로 부호화하고, 입력 데이터 시퀀스 0에 해당하는 송신 시퀀스를 그대로 0로 부호화할 수 있다. 또한, 데이터 인코더(160)는 입력 데이터 시퀀스 1 에 해당하는 송신 시퀀스를 [1,0,0,1]로 부호화하고, 입력 데이터 시퀀스 0에 해당하는 송신 시퀀스를 [0,1,1,0]로 부호화할 수 있다. 이 밖에도, 데이터 인코더(160)는 입력 데이터 시퀀스의 원소들을 특정한 M개의 복수 개로 구성한 뒤, 서로 다른 입력 데이터 시퀀스에 대해, 특정한 L개의 복수 개의 원소로 구성된 서로 다른 송신 시퀀스를 매핑시켜 구성할 수도 있다. The data encoder 160 encodes the input data sequence into a transmission sequence using a conversion method given in advance in the system. The data encoder 160 may encode a data sequence provided in a digital baseband into a pre-determined sequence pattern composed of digital values, for example, . For example, the
위 실시예들에서, 데이터 인코더(160)는 송신 시퀀스의 각 원소를 집합 {-1, 0, 1}에서 선택된 원소로 사용할 수 있으며, 이는 송신 시퀀스의 각 원소의 종류가 3개인 ternary sequence spreading 에 해당한다. In the above embodiments, the
2-위상 컨트롤러(170)는 데이터 인코더(160)에서 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성한다. 2-위상 컨트롤러(170)의 제어 신호에 의한 2- 위상 쉬프트(Bi-phase shift)는 데이터 인코더(160)의 출력에 동기를 맞춰 구현될 수 있다. The two-
펄스 쉐이퍼(180)는 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)을 향상시키기 위하여 데이터 인코더(160)에서 부호화된 송신 시퀀스(예를 들어, 도 3의 320 참조)에 기초하여 입력된 데이터(예를 들어, 도 3의 310 참조)에 대응하는 펄스(예를 들어, 도 3의 330 참조)를 생성한다. 이때, 펄스 쉐이퍼(180)가 생성하는 펄스의 모양은 디지털 펄스 쉐이핑 필터(digital pulse shaping filter)에 의해 구현된, 양자화된 펄스(quantized pulse)의 모양일 수 있다. The
도 1(b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 OOK 송신기(100)는 전압 제어 발진기(VCO)(110), 제1 버퍼(120), 2-위상 스위치(bi-phased switch)(130), 전력 증폭기(150), 데이터 인코더(160), 2-위상 컨트롤러(170), 및 펄스 쉐이퍼(180)를 포함할 수 있다. 제1 버퍼(120)는 전압 제어 발진기(VCO)(110)와 2-위상 스위치(bi-phased switch)(130) 사이에 위치할 수 있다. 제1 버퍼(120)는 전압 제어 발진기(110)에서 생성된 캐리어를 버퍼링하여 2-위상 스위치(130)에게 전달할 수 있다. 여기서, "캐리어를 버퍼링한다"는 것은 전압 제어 발진기(110)의 주파수가 2-위상 컨트롤러(170)의 제어에 대해 주파수 흔들림을 방지하는 것을 의미한다. Referring to FIG. 1B, an
도 1(b)의 실시예에서는 전압 제어 발진기(110)와 2-위상 스위치(130) 사이에 제1 버퍼(120)를 추가함으로써 2-위상 스위치(130)의 바이-페이징 동작에 의해 전압 제어 발진기(110)에서 발생하는 위상 잡음 저하(phase noise degradation)를 최소화할 수 있다. In the embodiment of FIG. 1B, the
제1 버퍼(120)는 2-위상 스위치(130) 및 전력 증폭기(150)에 의해 전압 제어 발진기(110)의 출력에 나타나는 임피던스 변화를 최소화 함으로써 바이-페이징 동작으로 인해 전압 제어 발진기(110)에서 발생하는 위상 잡음 저하를 최소화할 수 있다. The
도 1(c)를 참조하면, 일 실시예에 따른 OOK 송신기(100)는 전압 제어 발진기(VCO)(110), 2-위상 스위치(bi-phased switch)(130), 제2 버퍼(140), 전력 증폭기(150), 데이터 인코더(160), 2-위상 컨트롤러(170), 및 펄스 쉐이퍼(180)를 포함할 수 있다. 1C, an
제2 버퍼(140)는 2-위상 스위치(bi-phased switch)(130)와 전력 증폭기(150)의 사이에 위치할 수 있다. 제2 버퍼(140)는 2-위상 스위치(130)에서 위상이 전환된 캐리어를 버퍼링하여 전력 증폭기(150)에게 전달할 수 있다. 일 실시예에서는 전력 증폭기(150)의 앞에 제2 버퍼(140)를 추가함으로써 펄스 쉐이퍼(180)의 펄스 쉐이핑(pulse-shaping) 동작으로 인해 전압 제어 발진기(110)의 캐리어에서 발생하는 위상 잡음(phase noise)의 영향을 최소화할 수 있다.The
제2 버퍼(140)는 전력 증폭기(150)의 펄스 쉐이핑(pulse-shaping) 동작으로 인해 전압 제어 발진기(110)의 부하 임피던스를 흔들어 줌으로써 전암 제어 발진기(110)의 캐리어에 발생하는 위상 잡음의 영향을 최소화할 수 있다. The
도 1(d)를 참조하면, 일 실시예에 따른 OOK 송신기(100)는 전압 제어 발진기(VCO)(110), 제1 버퍼(120), 2-위상 스위치(bi-phased switch)(130), 제2 버퍼(140), 전력 증폭기(150), 데이터 인코더(160), 2-위상 컨트롤러(170), 및 펄스 쉐이퍼(180)를 포함할 수 있다. 1D, an
도 1을 통해 설명한 제1 버퍼(120)와 제2 버퍼(10)는 절전(Power saving) 또는 그 밖의 이유들로 인해 1(a)와 같이 그 사용이 배제될 수도 있고, 1(b) 또는 1(c)와 같이 개별적으로 사용될 수 있으며, 또는 1(d)와 같이 함께 사용될 수 있다. The
일 실시예에서는 캐리어의 위상을 칩 레이트(chip rate)의 동기에 맞춰 랜덤하게 바꿔 줌으로써 OOK 송신기(100)의 출력 파형에서 칩 레이트(chip rate) 또는 1/2 칩 레이트로 나타나는 조화 스퍼(Harmonic spur)를 제거할 수 있다. 칩 레이트(chip rate)는 데이터 인코더(160)의 출력에 해당하는 디지털 시퀀스(digital sequence)의 전송율로 이해될 수 있다.In one embodiment, the phase of the carrier is randomly changed to match the chip rate so that the Harmonic spur, which appears at the chip rate or half chip rate in the output waveform of the
도 2는 일 실시예에 따른 2-위상 스위치의 회로 구성을 나타낸 도면이다. 도 2(a)는 2-위상 스위치의 심볼을 나타내고 도 2(b)는 심볼(a)에 대한 상세 회로를 나타낸다.2 is a circuit diagram of a 2-phase switch according to an embodiment. Fig. 2 (a) shows a symbol of a two-phase switch and Fig. 2 (b) shows a detailed circuit of a symbol a.
일 실시예에 따른 2-위상 스위치의 회로는 총 4개의 전송 게이트(Transmission Gate)들(210, 220, 230, 240)을 포함할 수 있다. 4개의 전송 게이트들(210, 220, 230, 240) 중 2개의 전송 게이트들(210,240)은 0도의 위상 전환(Inphase)을 위한 신호 경로로 이용되고, 나머지 2개의 전송 게이트들(220,230)은 180도의 위상 전환을 위한 신호 경로로 이용될 수 있다. 이때, 180도의 위상 전환을 위한 신호 경로로 이용되는 2개의 전송 게이트들(220,230)은 위상 전환을 위해 신호 경로의 + 단자와 -단자가 서로 크로스(cross)로 연결될 수 있다. The circuit of the two-phase switch according to one embodiment may include a total of four
도 3은 일 실시예에 따른 OOK 송신기의 타이밍 다이어그램이다. 3 is a timing diagram of an OOK transmitter in accordance with one embodiment.
도 3을 참조하면, 입력된 데이터(Data)(310), 데이터 인코더에 의해 부호화된 송신 시퀀스(Encoded data)(320), 펄스 쉐이퍼에 의해 생성된 펄스(Pulse shaping code)(330), 2-위상 컨트롤러에 의해 생성된 제어 신호(Bi-phased control signal)(340), 2-위상 스위치의 입력(350), 2-위상 스위치의 출력(360) 및 OOK 송신기의 송신 신호(OOK TX output)(370)가 도시된다. 여기서, 2-위상 스위치의 입력(350)은 전압 제어 발진기(VCO)에서 생성된 캐리어에 해당하고, OOK 송신기의 송신 신호(OOK TX output)(370)는 전력 증폭기의 출력에 해당한다. 3,
입력된 데이터(310)의 한 비트(bit)는 데이터 인코어에 의해 예를 들어 '0' 또는 '1'의 값을 가지는 4개의 송신 시퀀스들(320)로 부호화될 수 있다. 입력된 데이터(310)에서 '0'은 송신 시퀀스들(320) '0110'으로 부호화되고, 데이터(310) '1'은 송신 시퀀스들(320) '1001'로 부호화될 수 있다. 이는 데이터 인코더에서 스프레딩 펙터(Spreading factor)가 4인 OOK4로 부호화가 진행된 경우의 예를 나타내지만, 이외에 다른 인코딩 방식으로 부호화 될 수도 있다.One bit of the
펄스 쉐이퍼에 의해 생성된 펄스(330)는 스펙트럼 효율(Spectrum Efficiency)을 향상시키기 위하여 펄스 쉐이퍼가 데이터 인코더에서 부호화된 송신 시퀀스(320)를 기초로 입력된 데이터(310)에 대응되도록 생성한 펄스이다. 이때, 펄스(330)의 모양은 양자화된 펄스의 모양일 수 있다. The
제어 신호(340)는 부호화된 송신 시퀀스(320)와 동일한 주기로 '1'과 '-1' 두 개의 위상 상태를 랜덤한 순서로 전환할 수 있다. 여기서 '+1'은 0도 위상 전환(Phase conversion)(Inphase)을, 그리고, '-1'은 180도 위상 전환(Out of phase)을 의미할 수 있다. The
2-위상 스위치의 입력(350), 다시 말해 도 1의 경우 전압 제어 발진기(VCO)에서 생성된 캐리어는 2-위상 스위치를 거쳐 0도와 180도의 2개의 위상을 가지도록 하는 바이-페이징(Bi-Phasing)될 수 있다. 이때, 2-위상 스위치의 출력(360)은 2-위상 컨트롤러에서 생성된 제어 신호에 따라 캐리어의 위상으로 0도와 180도 2개의 값 중에서 어느 한 값이 랜덤하게 취해질 수 있다. The carrier generated at the
2-위상 스위치의 출력(360)은 전력 증폭기에서 펄스 쉐이퍼에 의해 생성된 펄스(330)와 결합되어 OOK 송신기의 송신 신호(OOK TX output)(370)와 같이 출력된다. 2-위상 스위치의 입력(350)에 해당하는 캐리어는 제어 신호(340)에 따라 송신 신호(370)와 같이 가우시안 펄스 형태의 코드(Gaussian Pulse-shaped Code)로 변조될 수 있다. 일 실시에에서는 가우시안 펄스 형태를 가정했지만, 인코딩 방식과 마찬가지로 펄스 코드도 가우시안 외에 다른 펄스 형태가 사용될 수도 있다. 도 3에서 점선으로 표시된 부분들은 위상이 전환된 부분들을 나타내고, 이들 중 0도에서 180도로 위상이 전환된 한 예가 301, 303으로 표시되었다.The
도 4는 다른 실시예에 따른 OOK 송신기의 구조 블록도이다. 4 is a structural block diagram of an OOK transmitter according to another embodiment.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 OOK 송신기(400)는 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator; VCO)(410), 버퍼(Buffer)(420), 전력 증폭기(Power Amplifier; PA)(430), 데이터 인코더(Data Encoder)(440), 2-위상 컨트롤러(Bi-phase controller)(450), 펄스 쉐이퍼(Pulse Shaper)(460), 및 매칭(matching) 블록(470)을 포함할 수 있다. 4, an
전압 제어 발진기(410)는 캐리어(carrier)를 생성한다. 다시 말해, 전압 제어 발진기(410)는 캐리어 주파수에 해당하는 RF(Radio Frequency) 발진 신호를 출력할 수 있다. The voltage controlled
버퍼(420)는 전압 제어 발진기(110)에서 생성된 캐리어를 버퍼링할 수 있다. The
전력 증폭기(430)는 2-위상 컨트롤러(450)에서 생성된 제어 신호 및 펄스 쉐이퍼(460)에서 생성된 펄스를 이용하여 송신 신호를 생성할 수 있다. The
일 실시예에서 전압 제어 발진기(410)에서 발생한 캐리어는 버퍼(420)를 통과한 후, 전력 증폭기(430)로 연결되어 안테나를 통해 OOK 수신기에게 전송될 수 있다. 이때, 전력 증폭기(430)는 전원을 온(On) 또는 오프(OFF)로 제어함으로써 캐리어의 OOK 변조(On-Off keying Modulation)를 수행할 수 있다. 전력 증폭기(430)는 펄스 형성(Pulse shaping)을 위해 예를 들어, 써모메터 코드(thermometer code)(혹은 바이너리 코드(Binary Code))로 이루어진 다수(N) 개의 디지털 전력 증폭기들로 구성될 수 있다. 다수 개의 디지털 전력 증폭기들을 사용함으로써 캐리어가 온(On) 되는 경우, 전력 증폭기(430)의 진폭(Amplitude)은 N개의 상태(State)를 가질 수 있다. 예를 들어, 바이너리 코드의 경우, 전력 증폭기(430)의 진폭은 2^N 개의 상태를 가질 수 있다. In one embodiment, the carrier generated in the voltage controlled
데이터 인코더(440)는, 미리 주어진 변환 방식을 이용해, 입력된 데이터 시퀀스를 송신 시퀀스로 부호화한다. 데이터 인코더(440)는 예를 들어, 디지털 베이스밴드에서 제공되는 데이터 시퀀스를 디지털 값으로 구성된 미리 설정된 시퀀스 패턴으로 부호화할 수 있다. 일 실시예에서는 데이터 인코더(440)에서 부호화된 송신 시퀀스에 대비하여 M 배로 오버 샘플링(oversampling)된 펄스 쉐이핑 코드(Pulse shaping Code) 값을 N개의 써모메터 코드로 변환하여 N개의 디지털 전력 증폭기들의 전원을 온 또는 오프로 개별적으로 제어할 수 있다. N개의 디지털 전력 증폭기들은 N개의 바이너리 코드로 이루어진 전력 증폭기들일 수 있다. The data encoder 440 codes the inputted data sequence into a transmission sequence using a predetermined conversion method. The data encoder 440 may encode the data sequence provided in the digital baseband into a predetermined sequence pattern composed of digital values, for example. In one embodiment, a pulse shaping code value that is M times oversampled with respect to the transmission sequence encoded by the
2-위상 컨트롤러(450)는 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 캐리어의 위상을 0도 및 180도 2개의 위상으로 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성한다. 생성된 제어 신호는 데이터 인코더(440)에서 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 랜덤하게 캐리어의 위상을 전환함으로써 OOK 송신기에서 나타나는 하모닉 라인 스퍼(Harmonic Line Spur)를 억제(Suppression)할 수 있다. The two-
펄스 쉐이퍼(460)는 데이터 인코더(440)에서 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 입력된 데이터에 대응하는 펄스를 생성한다. 데이터 인코더(440)에서 부호화된 송신 시퀀스는 예를 들어, 펄스 쉐이퍼(460)에 포함된 디지털 필터(Digital Filter)에 의해 오버 샘플링되어 펄스 쉐이핑 코드로 변환(conversion)될 수 있다. The
매칭 블록(470)은 전력 증폭기(430)의 출력 전력이 최소의 손실로 안테나에게 전달되도록 임피던스를 정합한다. The
일 실시예에서는 RF 영역에서 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스(예를 들어, 심볼(symbol))의 주기 단위로 0도와 180도로 랜덤하게 전환함으로써 기저대역 심볼(baseband symbol)이 가지는 파워 스펙트럼의 주기성, 예를 들어, 라인 스펙트럼(line spectrum) 현상을 제거할 수 있다. In one embodiment, the phase of the carrier in the RF domain is randomly switched between 0 and 180 degrees in a periodic unit of the encoded transmission sequence (e.g., a symbol), so that the periodicity of the power spectrum of the baseband symbol , For example, the line spectrum phenomenon can be eliminated.
도 5는 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기(Bi-phasing PA)를 포함하는 OOK 송신기의 구조 블록도이다.5 is a structural block diagram of an OOK transmitter including a Bi-phasing PA according to one embodiment.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 OOK 송신기(500)는 전압 제어 발진기(VCO)(410), 버퍼(420), 바이 페이징 전력 증폭기(Bi-phasing PA)(530), 데이터 인코더(440), 2-위상 컨트롤러(450), 및 펄스 쉐이퍼(460)를 포함한다. 5, an
바이 페이징 전력 증폭기(530)는 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기(410)에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하여 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성한다. 바이 페이징 전력 증폭기(530)는 제어 신호에 따라 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 랜덤하게 전환하여 송신 신호를 생성할 수 있다. The
바이 페이징 전력 증폭기(530)는 라인 스펙트럼의 억제를 위해, 캐리어의 위상을 예를 들어, 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 송신 신호를 생성할 수 있다. The
바이 페이징 전력 증폭기(530)는 전원을 온(On) 또는 오프(OFF)로 제어함으로써 캐리어의 OOK 변조를 수행하여 송신 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기(530)의 회로 구성은 도 6 또는 도 9와 같다.The
바이 페이징 전력 증폭기(530)를 제외한 구성들은 도 4의 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다. The configuration except for the
도 6은 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기의 회로를 도시한 도면이다. 6 is a circuit diagram of a biphasic power amplifier according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 X-coupled 바이 페이징 전력 증폭기의 심볼(a) 및 상세 회로(b)가 도시된다. Referring to FIG. 6, a symbol (a) and a detailed circuit (b) of an X-coupled biphasic power amplifier according to an embodiment are shown.
일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기는 외부에서 인가되는 제어 신호(예를 들어, 2-위상 컨트롤러의 제어 신호)에 따라, 출력 캐리어의 위상을 0도와 180도로 변환하는 기능을 갖춘 전력 증폭기이다. The biphasing power amplifier according to an embodiment is a power amplifier having a function of converting the phase of an output carrier to 0 degrees and 180 degrees according to an externally applied control signal (for example, a control signal of a two-phase controller).
도 6(b)에서 제어 신호는 2-위상 컨트롤러에서 생성되어 1 MHz의 인코딩 데이터 레이트(encoding data rate)로 바이 페이징 전력 증폭기(Unit_PA[15:1])로 인가될 수 있다. 이때, 제어 신호는 바이 페이징 전력 증폭기를 구성하는 커먼 소스 타입(Common Source type)에 연결되는 스위칭 트랜지스터(Switching TR)인 M1, M2, M3, M4의 게이트 터미널(Gate terminal)로 인가될 수 있다. 제어 신호는 예를 들어, 1과 0의 스위치 컨트롤 신호인 위상 쉬프팅(Phase shifting)(PS) 신호(Our-of-phase, In-phase)일 수 있다. 6 (b), the control signal may be generated in a two-phase controller and applied to a biphasic power amplifier Unit_PA [15: 1] at an encoding data rate of 1 MHz. At this time, the control signal may be applied to the gate terminals of M1, M2, M3, and M4, which are switching TRs connected to a common source type constituting the biphasic power amplifier. The control signal may be, for example, a phase shifting (PS) signal (Our-of-phase, in-phase) which is a switch control signal of 1 and 0.
예를 들어, 제어 신호가 '1'인 경우, 신호의 이득 경로(gain path)로 트랜지스터 M1[15:1]과 M4[15:1]가 턴-온(turns on)될 수 있다. 제어 신호가 '0'인 경우, 신호의 이득 경로로 트랜지스터 M5와 M8이 턴-온 될 수 있다. 제어 신호에 따른 바이 페이징 전력 증폭기의 활성 신호 경로(Active signal Path)는 도 7에 도시된다. For example, when the control signal is '1', the transistors M1 [15: 1] and M4 [15: 1] may be turned on with the gain path of the signal. When the control signal is '0', the transistors M5 and M8 can be turned on with the gain path of the signal. The active signal path of the biphasic power amplifier according to the control signal is shown in Fig.
가우시안 펄스 쉐이핑(Gaussian Pulse shaping)을 위한 서모메터 코드(thermometer code) TMPA[15:1]은 해당 Unit_PA[15:1]의 케스코드 증폭기(Cascode Amp)의 트랜지스터 M10과 M11의 게이트 각각에 인가될 수 있다. A thermometer code TMPA [15: 1] for Gaussian pulse shaping is applied to each of the gates of transistors M10 and M11 of the cascode amplifier of the corresponding Unit_PA [15: 1] .
TMPA 신호는 부호화된 송신 시퀀스, 예를 들어 인코딩 심볼(encoding symbol)의 6배에 해당하는 6 MHz의 샘플링 레이트(Sampling rate)로 바이 페이징 전력 증폭기에 인가될 수 있다. 이때, 한 개의 가우시안 펄스(Gaussian Pulse)를 위해 예를 들어 1, 4, 9, 11, 9, 4, 1 의 총 7개의 샘플링 데이터가 인가될 수 있다. The TMPA signal may be applied to the biphasic power amplifier at a sampling rate of 6 MHz, corresponding to six times the encoded transmission sequence, e.g., an encoding symbol. At this time, a total of 7 sampling data of 1, 4, 9, 11, 9, 4, 1 can be applied for one Gaussian pulse, for example.
도 7은 도 6에 도시된 바이 페이징 전력 증폭기의 활성 신호 경로(Active signal Path)를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram illustrating an active signal path of the biphasic power amplifier shown in FIG.
도 7을 참조하면, Inphase 신호가 '1'인 경우의 활성 신호 경로(a)와 Inphase 신호가 '0'인 경우의 활성 신호 경로(b)가 도시된다. Inphase 신호가 '1' 인 경우에는 입력 신호의 위상과 출력 신호의 위상이 동일하게 되고, Inphase 신호가 '0' 인 경우에는 입력 신호의 위상과 출력 신호의 위상이 180 도 반전될 수 있다. Referring to FIG. 7, the active signal path (a) when the Inphase signal is '1' and the active signal path (b) when the Inphase signal is '0' are shown. When the Inphase signal is '1', the phase of the input signal is equal to the phase of the output signal. When the Inphase signal is '0', the phase of the input signal and the phase of the output signal may be inverted 180 degrees.
도 8은 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기를 다른 형태로 구현한 회로이다. 상기 예에서 (a)는 다른 형태로 구현된 바이 페이징 전력 증폭기 회로를 나타내고, (b)는 Unit_PA[N:1]에 대한 상세 회로를 나타낸다.8 is a circuit in which the biphasing power amplifier according to the embodiment is implemented in another form. In the above example, (a) shows a biphasing power amplifier circuit implemented in another form, and (b) shows a detailed circuit for Unit_PA [N: 1].
도 9는 도 8에 도시된 바이 페이징 전력 증폭기의 활성 신호 경로를 나타낸 도면이다. 도 9에서 Inphase 신호가 '1' 인 경우에는 입력 신호의 위상과 출력 신호의 위상이 동일하게 되고, Inphase 신호가 '0' 인 경우에는 입력 신호의 위상과 출력 신호의 위상이 180 도 반전될 수 있다.9 is a diagram illustrating an active signal path of the biphasic power amplifier shown in FIG. 9, when the Inphase signal is '1', the phase of the input signal is equal to the phase of the output signal. When the Inphase signal is '0', the phase of the input signal and the phase of the output signal are inverted by 180 degrees have.
도 10은 일 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기의 위상 변화에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. 10 is a diagram illustrating a simulation result of a phase change of a biphasing power amplifier according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 제어 신호에 따라 바이 페이징 전력 증폭기의 위상이 180도 전환되는 시뮬레이션 결과가 도시된다. Inphase 신호가 '1'에서 '0'으로 바뀔 때 및 '0'에서 '1'로 바뀔 때, 바이 페이징 전력 증폭기에 입력된 캐리어의 위상이 각각 180도씩 반전되어 출력되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10, a simulation result is shown in which the phase of the biphasic power amplifier is switched 180 degrees according to a control signal. When the Inphase signal is changed from '1' to '0' and when it is changed from '0' to '1', the phase of the carrier input to the biphasing power amplifier is inverted by 180 degrees.
도 11은 다른 실시예에 따른 바이 페이징 전력 증폭기(Bi-phasing PA)를 포함하는 OOK 송신기의 구조 블록도이다.11 is a structural block diagram of an OOK transmitter including a Bi-phasing PA according to another embodiment.
도 11을 참조하면, 일 실싱예에 따른 OOK 송신기(1100)는 전압 제어 발진기(410), 제3 버퍼(1120), 제4 버퍼(1130), 바이 페이징 전력 증폭기(530), 데이터 인코더(440), 2-위상 컨트롤러(450), 및 펄스 쉐이퍼(460)를 포함한다. 11, an
제3 버퍼(1120)는 전압 제어 발진기(410)에서 생성된 캐리어를 버퍼링하여 제4 버퍼(1120)에게 전달할 수 있다. The
제4 버퍼(1130)는 제3 버퍼(1120)의 출력을 버퍼링하여 바이 페이징 전력 증폭기(530)에게 전달할 수 있다. 일 실시예에서는 제2 버퍼(1130)에 의해 바이 페이징 전력 증폭기(1140)로 인한 전압 제어 발진기(VCO)(410)의 로드 풀링(Load pulling)을 최소화할 수 있다. The
제3 버퍼(1120) 및 제4 버퍼(1130)를 제외한 구성들은 도 4 및 도 5의 실시예들과 동일하므로 설명을 생략한다. Since the configurations other than the
실시예에 따라서, 도 11에 도시된 구성 요소들 중 전압 제어 발진기(VCO)(410), 제3 버퍼(1120) 및 바이 페이징 전력 증폭기(530)만을 포함하는 형태의 OOK 송신기를 고려할 수도 있다. 이 경우, 제3 버퍼(1120)는 전압 제어 발진기(410)에서 생성한 캐리어를 버퍼링하고, 바이 페이징 전력 증폭기(530)는 제3 버퍼(1120)에서 버퍼링된 캐리어의 위상을 제어 신호에 따라 랜덤하게 전환하여, 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성한다. 이때, 펄스는 입력된 데이터를 부호화한 송신 시퀀스에 기초하여 생성된 것일 수 있다. 바이 페이징 전력 증폭기(530)는 버퍼링된 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성할 수 있다. Depending on the embodiment, an OOK transmitter of the type comprising only a voltage controlled oscillator (VCO) 410, a
도 12는 일 실시예에 따른 주파수 오류(error) 보상 회로를 포함하는 OOK 송신기의 구조 블록도이다.12 is a structural block diagram of an OOK transmitter including a frequency error compensation circuit according to one embodiment.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 OOK 송신기는 크리스탈 오실레이터(XO)(1205), 코스 튜닝부(CT)(1210), 전압 제어 발진기(VCO)(1215), 버퍼(1220), 전력 증폭기(1230), 매칭 블록(1240), 데이터 인코더(1250), 2-위상 컨트롤러(1260), 및 펄스 쉐이퍼(1270)를 포함한다. 12, an OOK transmitter according to an embodiment includes a crystal oscillator (XO) 1205, a course tuning unit (CT) 1210, a voltage controlled oscillator (VCO) 1215, a buffer 1220, A matching block 1240, a data encoder 1250, a two-phase controller 1260, and a pulse shaper 1270.
여기서, 전압 제어 발진기(1215), 버퍼(1220), 전력 증폭기(1230), 매칭 블록(1240), 데이터 인코더(1250), 2-위상 컨트롤러(1260), 및 펄스 쉐이퍼(1270)의 동작은 도 1에서 설명한 전압 제어 발진기(110), 버퍼(120), 전력 증폭기(130), 데이터 인코더(140), 2-위상 컨트롤러(150), 펄스 쉐이퍼(160), 및 매칭 블록(170)의 동작과 동일하므로 해당 부분의 설명을 참조하기로 한다. The operation of the voltage controlled
크리스탈 오실레이터(XO)(1205)는 기준 주파수(Reference Frequency)를 생성한다. A crystal oscillator (XO) 1205 generates a reference frequency.
코스 튜닝부(CT)(1210)는 전압 제어 발진기(1315)의 발진 주파수를 코스 튜닝(coarse tuning)할 수 있다. 코스 튜닝부(CT)(1210)의 코스 튜닝 방법에 대하여는 도 13를 참조하여 설명한다. 도 12에서 점선으로 표시된 부분은 도 13에서 설명하는 코스 튜닝(coarse tuing) 회로를 구성할 수 있다. The course tuning unit (CT) 1210 may coarse-tune the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 1315. The course tuning method of the course tuning unit (CT) 1210 will be described with reference to FIG. In FIG. 12, a portion indicated by a dotted line may constitute a coarse tuning circuit described in FIG.
일 실시예에 따른 OOK 수신기는 OOK 변조를 사용하므로 데이터의 복조 시에 포락선 검출을 수행한다. 때문에, 캐리어의 정확한 위상 정보를 필요로 하지 않고, 송신기의 주파수 정확도(frequency accuracy)에 대한 민감도(sensitivity)에 비해 수신기의 민감도 또한 낮다. The OOK receiver according to an embodiment uses OOK modulation, and thus performs envelope detection upon demodulation of data. Therefore, the accuracy of the receiver is also low compared to the sensitivity to the frequency accuracy of the transmitter without the need for accurate phase information of the carrier.
일 실시예에 따른 OOK 송, 수신기는 상술한 특성들을 이용하여 상대적인 전력 소비량이 큰 위상 고정 루프(Phase Locked Loop; PLL)를 계속 구동하는 대신에, 온/오프 사이클에 따른 코스 튜닝 방식으로 구동할 수 있다. 이때, 위상 고정 루프는 온/오프 사이클에 따라 송신 및 수신 캐리어의 주파수를 제어할 수 있다. The OOK transceiver according to an embodiment uses the above-described characteristics to drive a phase-locked loop (PLL) having a relatively large power consumption, in a course tuning manner according to an on / off cycle . At this time, the phase locked loop can control the frequencies of the transmitting and receiving carriers in accordance with the on / off cycle.
일 실시예에서는 다중 채널의 주파수 튜닝을 위해 코스 튜닝을 사용할 수 있다. In one embodiment, course tuning may be used for frequency tuning of multiple channels.
코스 튜닝부(CT)(1210)는 고분해능(fine resolution)을 갖는 15-비트 커패시터 뱅크(미도시)를 사용해 주파수를 추적(tracking)할 수 있다. 15-비트 커패시터 뱅크는 전압 제어 발진기(1215)의 구성 요소이다. 일 실시예에서는 커패시터 뱅크를 사용함으로써 타겟 채널 주파수를 고정(lock)한 후에 코스 튜닝부(CT)(1210)를 불활성화(deactivation)하더라도 주파수 드리프트(frequency drift)가 많이 발생하지 않도록 할 수 있다. The course tuning section (CT) 1210 may track the frequency using a 15-bit capacitor bank (not shown) with a fine resolution. The 15-bit capacitor bank is a component of the voltage controlled
또한, 일 실시예에서는 송신 신호의 전송이 시작되기 전에 코스 튜닝부(CT)(1210)를 이용하여 주파수 튜닝을 진행하고, 송신 신호를 전송하는 동안에는 코스 튜닝부(CT)(1210)의 전원을 오프하는 주기적인 듀티 사이클(Periodic duty-cycle)에 따라 주파수를 합성할 수 있다. 이와 같이 주기적인 듀티 사이클에 따라 주파수를 합성함으로써 위상 고정 루프에서의 주파수 합성으로 인한 전력 소모를 최소화할 수 있다. Further, in one embodiment, the frequency tuning is performed using the course tuning unit (CT) 1210 before the transmission of the transmission signal starts, and the power of the course tuning unit Frequency can be synthesized according to a periodic duty-cycle. By combining the frequencies according to the cyclic duty cycle, the power consumption due to the frequency synthesis in the phase locked loop can be minimized.
도 13은 일 실시예에 따른 주파수 오류 보상을 위한 코스 튜닝(coarse tuing) 회로의 개략도이다. 13 is a schematic diagram of a coarse tuning circuit for frequency error compensation in accordance with one embodiment.
도 13을 참조하면, 주기적인 듀티 사이클에 따라 동작하는 코스 튜닝부(1330)의 기능 블록이 도시된다. Referring to FIG. 13, there is shown a functional block of a
코스 튜닝부(1330)가 채널 정보(channel information) CH_SEL<4:0>을 수신하면, 맵핑 테이블(Mapping table)(1335)은 그 채널 정보를 해당 참조 채널 코드(reference channel code) CH_REF<17:0>으로 전환(conversion)한다. When the
전압 제어 발진기(1350)에서 생성된 발진 주파수는 디바이더(divider)(1331)에 의해 2로 나누어져 18-비트 카운터(1332)로 입력될 수 있다. 카운터(1332)의 출력 VCO_CNT<17:0>은 코스 튜닝 제어부(CT Controller)(1333)에서 참조 채널 코드 CH_REF<17:0>과 비교될 수 있다.The oscillation frequency generated by the voltage-controlled
이후, 코스 튜닝 제어부(1333)는 카운터(1332)의 출력과 참조 채널 코드 간의 비교 및 연속적인 SAR(Successive Approximation Register) 로직을 바탕으로 튜닝 제어부(Tuning Controller)(1334)에게 업(Up) 또는 다운(Down) 신호를 전송할 수 있다. Then, the course
이러한 주파수 추적 루프(tracking loop)를 통해 전압 제어 발진기(1350)의 Coarse Cap[9:0], Fine Cap[4:0]은 타겟 주파수에 맞게 조정되고 고정될 수 있다. 이때, 18-비트 카운터(1332)의 활성화 시간(Activation time)에 따라 추적 루프의 정확도 및 고정 시간이 트레이드-오프(trade-off)될 수 있다. 18-비트 카운터(1332)는 EN_CNT = '1'에 의해 설정될 수 있다. Through this frequency tracking loop, Coarse Cap [9: 0], Fine Cap [4: 0] of voltage controlled
일 실시예에서 수행되는 코스 튜닝은 120xREF_CLK의 활동 시간을 가지는 코스 트랙킹(Coarse Tracking)과 1000xREF_CLK 의 활동 시간을 가지는 파인 트랙킹(Fine Tracking)의 2개의 단계로 이루어질 수 있다. The course tuning performed in one embodiment may be composed of two steps of Coarse Tracking having an activity time of 120xREF_CLK and Fine Tracking having an activity time of 1000xREF_CLK.
먹스 (MUX)(1337)는 C/F_MODE 신호에 따라 코스 트랙킹 제어신호 C_R<12:0>과 파인 트랙킹 제어신호 F_R<12:0>를 선택하여 레퍼런스 디바이더(Reference Divider)(1336)으로 전송 할 수 있다.The
주파수 계산이 완료된 이후에, 코스 튜닝부(1330)에서는 튜닝 제어부(Tuning Controller)(1334)를 제외한 거의 모든 블록들의 전력이 오프될 수 있다. 도 13에서 점선으로 표시된 각 블록들(1331, 1332, 1333, 1335, 1336, 1337)은 주파수 연산이 완료된 이후에 전력이 오프 됨을 나타낸다. After the frequency calculation is completed, almost all of the blocks except for the
도 14는 도 13에 도시된 코스 튜닝 회로의 동작 타이밍 다이어그램이다. 도 14에서 18-비트 카운터는 해당 카운터에 인가되는 신호 EN_CNT가 하이(High) 또는 '1' 일 때, 카운팅을 시작한다. 신호 EN_CNT가 로우(Low) 또는 '0'이 되면, 코스 튜닝 제어부로 인가되는 신호(EN_COMP), 튜닝 제어부로 인가되는 신호(EN_CTUNE), 및 18 비트 카운터로 인가되는 리셋 신호(RST_CNT)가 순차적으로 활성화되면서 코스 튜닝 제어부에서의 비교, 커패시터 뱅크 값의 갱신 및 카운터의 리셋 동작 등이 진행될 수 있다. 각 신호들(RST_CNT, EN_CNT, EN_COMP, EN_CTUNE)은 크리스탈 오실레이터에서 생성된 기준 클럭을 기준 디바이더(Reference Divider)에 의해 디바이딩하여 얻을 수 있다. 14 is an operation timing diagram of the course tuning circuit shown in Fig. In FIG. 14, the 18-bit counter starts counting when the signal EN_CNT applied to the counter is high or '1'. The signal EN_COMP applied to the course tuning control section, the signal EN_CTUNE applied to the tuning control section, and the reset signal RST_CNT applied to the 18-bit counter are sequentially The comparison in the course tuning control section, the update of the capacitor bank value, and the reset operation of the counter can be proceeded. Each of the signals RST_CNT, EN_CNT, EN_COMP and EN_CTUNE can be obtained by dividing the reference clock generated by the crystal oscillator by a reference divider.
도 15는 일 실시예에 따른 OOK 송신기에서 캐리어의 위상을 전환하기 전(a)과 후(b)의 스펙트럼 비교 결과를 나타낸 그래프이다. FIG. 15 is a graph showing a spectrum comparison result between (a) and (b) before switching the phase of a carrier in an OOK transmitter according to an embodiment.
도 15를 참조하면, 1 M chip/sec의 레이트로 랜덤하게 캐리어의 위상을 바꿔준 결과, 1 MHz 간격으로 나타났던 라인 스퍼가 사라짐을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 15, the phase of the carrier is randomly changed at a rate of 1 M chip / sec. As a result, the line spur appeared at intervals of 1 MHz.
일 실시예에서는 2-위상 스위치 또는 바이 페이징 전력 증폭기에 의해 캐리어를 바이 페이징 함으로써 전송 스펙트럼 상에 존재하는 하모닉 스퍼를 제거할 수 있으며, OOK 송신기의 스펙트럼 마스크 정합 및 송신 신호 품질의 저하 또한 해소할 수 있다. In one embodiment, the harmonic spur present in the transmission spectrum can be eliminated by bi-phasing the carrier by a two-phase switch or a biphasic power amplifier, and spectral mask matching of the OOK transmitter and deterioration of the transmitted signal quality can be eliminated have.
도 16은 일 실시예에 따른 OOK 수신기의 구조 블록도이다. 16 is a structural block diagram of an OOK receiver according to an embodiment.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 OOK 수신기(1600)는 RF/아날로그 블록(1610), 포락선 검출기(Envelope Detector)(1620), ADC(Analog-Digital Converter)(1630), 데이터 디코더(Data Decoder)(1640)를 포함한다. 16, an
안테나를 통해 수신된 신호는 RF/아날로그 블록(1610)을 통해 증폭되고, 증폭된 변조 캐리어(modulated carrier)는 포락선 검출기(1620)를 통해 기저대역 신호로 복조될 수 있다.The signal received via the antenna may be amplified through the RF /
이때, 포락선 검출기(1620)는 제곱(Square) 연산에 의해 신호를 복조하므로 일 실시예에서 라인 스퍼를 제거하기 위해 삽입한 바이 페이징은 복조에 영향을 미치지 않게 된다. ADC(1630)(혹은 비교기(Comparator))를 통해 디지털화 된 신호는 데이터 디코더(1640)를 통해 데이터 시퀀스로 복원될 수 있다.At this time, the
상술한 바와 같이 OOK 수신기(1600)는 포락선 검출을 통해 신호를 복조하므로, 부호화된 송신 시퀀스의 주기로 나타나는 캐리어의 랜덤화된 부호 전환은 복조 과정에 영향을 미치지 않는다.As described above, the
도 17은 일 실시예에 따른 통신 방법을 나타낸 흐름도이다. 17 is a flowchart illustrating a communication method according to an embodiment.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신기는 입력된 데이터를 송신 시퀀스 형태로 부호화한다(1710).Referring to FIG. 17, a transmitter according to an embodiment encodes input data in a transmission sequence form (1710).
송신기는 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 입력된 데이터에 대응하는 펄스를 생성한다(1720).The transmitter generates a pulse corresponding to the input data based on the encoded transmission sequence (1720).
송신기는 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성한다(1730).The transmitter generates a control signal for randomly switching the two phases based on the encoded transmission sequence (1730).
송신기는 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환한다(1740). 송신기는 제어 신호에 따라 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환할 수 있다. The transmitter randomly switches the phase of the carrier generated in the voltage controlled oscillator according to the control signal (1740). The transmitter can randomly switch the phase of the carrier according to the control signal to 0 degree or 180 degree in time unit of each element of the encoded transmission sequence.
송신기는 단계(1740)에서 위상이 전환된 캐리어 및 단계(1720)에서 생성된 펄스를 이용하여 송신 신호를 생성한다(1750).The transmitter generates the transmitted signal using the phase shifted carrier and the pulses generated in
송신기는 전압 제어 발진기에서 생성된 생성된 캐리어를 버퍼링한 후, 단계(1740)를 수행할 수 있다. 또한, 송신기는 단계(1740)에서 위상이 전환된 캐리어를 버퍼링한 후, 단계(1750)을 수행할 수 있다. The transmitter may perform
도 18은 다른 실시예에 따른 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating a communication method according to another embodiment.
도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 송신기는 입력된 데이터를 송신 시퀀스 형태로 부호화한다(1810).Referring to FIG. 18, a transmitter according to an embodiment encodes input data in a transmission sequence form (1810).
송신기는 단계(1810)에서 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 입력된 데이터에 대응하는 펄스를 생성한다(1820).The transmitter generates a pulse corresponding to the input data based on the transmission sequence encoded in step 1810 (1820).
송신기는 단계(1810)에서 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 제어 신호를 생성한다(1830). 제어 신호는 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 것이다. The transmitter generates a control signal based on the transmission sequence encoded in step 1810 (1830). The control signal is for switching the two phases randomly.
송신기는 단계(1830)에서 생성된 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하여 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성한다(1840). 단계(1840)에서, 송신기는 제어 신호에 따라 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 송신 신호를 생성할 수 있다. The transmitter randomly converts the phase of the carrier generated in the voltage controlled oscillator according to the control signal generated in
도 1 내지 도 15를 통하여 전술한 사항들은 도 17 및 도 18의 통신 방법에 동일하게 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.1 to 15 can be equally applied to the communication methods of Figs. 17 and 18, and thus a detailed description thereof will be omitted.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성 요소, 소프트웨어 구성 요소, 및/또는 하드웨어 구성 요소 및 소프트웨어 구성 요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성 요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 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.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, controller, arithmetic logic unit (ALU), digital signal processor, microcomputer, field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing apparatus may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
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 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: OOK 송신기
110: 전압 제어 발진기(VCO)
120: 버퍼(Buffer)
130: 전력 증폭기(Power Amplifier)
140: 데이터 인코더(Data Encoder)
150: 2-위상 컨트롤러(Bi-phase controller)
160: 펄스 쉐이퍼(Pulse Shaper)
170: 매칭(matching) 블록100: OOK transmitter
110: Voltage Controlled Oscillator (VCO)
120: Buffer
130: Power Amplifier
140: Data Encoder
150: 2-phase controller
160: Pulse Shaper
170: matching block
Claims (20)
상기 부호화된 송신 시퀀스의 비트에 기초하여 펄스를 생성하는 펄스 쉐이퍼;
상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소(element)의 시간 단위로 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성하는 2-위상 컨트롤러(Bi-phase controller);
상기 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator; VCO)에서 생성된 캐리어(carrier)의 위상을 랜덤하게 전환하는 2-위상 스위치(bi-phased switch); 및
상기 위상이 전환된 캐리어 및 상기 펄스를 이용하여 송신 신호를 생성하는 전력 증폭기(Power Amplifier; PA)
를 포함하는 OOK(On Off Keying) 송신기.A data encoder for encoding the input data in the form of a transmission sequence;
A pulse shaper for generating a pulse based on the bits of the encoded transmission sequence;
A 2-phase controller for generating a control signal for randomly switching two phases in units of time of each element of the encoded transmission sequence;
A bi-phased switch for randomly switching a phase of a carrier generated in a voltage controlled oscillator (VCO) according to the control signal; And
A power amplifier (PA) for generating a transmission signal using the phase-switched carrier and the pulse,
And an OOK (On Off Keying) transmitter.
상기 2-위상 스위치는
상기 제어 신호에 따라 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 랜덤하게 전환하는, OOK 송신기.The method according to claim 1,
The two-phase switch
And randomly switches the phase of the carrier according to the control signal to a time unit of each element of the encoded transmission sequence.
상기 2-위상 스위치는
상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하는, OOK 송신기.3. The method of claim 2,
The two-phase switch
And randomly switches the phase of the carrier to 0 degrees or 180 degrees in time units of each element of the encoded transmission sequence.
상기 데이터 인코더는
상기 입력된 데이터를 미리 설정된 시퀀스 패턴(pre-determined sequence pattern)으로 부호화하는, OOK 송신기.The method according to claim 1,
The data encoder
And encodes the input data into a pre-determined sequence pattern.
상기 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어를 버퍼링하여 상기 2-위상 스위치에게 전달하는 제1 버퍼
를 더 포함하는, OOK 송신기.The method according to claim 1,
A first buffer for buffering a carrier generated by the voltage-controlled oscillator and transmitting the buffer to the 2-
Further comprising an OOK transmitter.
상기 2-위상 스위치에서 위상이 전환된 캐리어를 버퍼링하여 상기 전력 증폭기에게 전달하는 제2 버퍼
를 더 포함하는, OOK 송신기.6. The method of claim 5,
A second buffer for buffering the carriers whose phases have been switched in the two-phase switch and delivering the carriers to the power amplifier;
Further comprising an OOK transmitter.
상기 2-위상 스위치에서 위상이 전환된 캐리어를 버퍼링하여 상기 전력 증폭기에게 전달하는 제2 버퍼
를 더 포함하는, OOK 송신기.The method according to claim 1,
A second buffer for buffering the carriers whose phases have been switched in the two-phase switch and delivering the carriers to the power amplifier;
Further comprising an OOK transmitter.
상기 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 펄스를 생성하는 펄스 쉐이퍼;
상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위에 기초하여 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성하는 2-위상 컨트롤러 및
상기 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기(VCO)에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하고, 상기 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성하는 바이 페이징 전력 증폭기(Bi-phasing PA)
를 포함하는, OOK 송신기.A data encoder for encoding the input data in the form of a transmission sequence;
A pulse shaper for generating a pulse based on the encoded transmission sequence;
A two-phase controller for generating a control signal for randomly switching two phases based on a time unit of each element of the encoded transmission sequence;
A bi-phasing PA for randomly switching a phase of a carrier generated by a voltage controlled oscillator (VCO) according to the control signal and generating a transmission signal corresponding to the pulse,
Gt; OOK < / RTI > transmitter.
상기 바이 페이징 전력 증폭기는
상기 제어 신호에 따라 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 주기 단위로 랜덤하게 전환하여 상기 송신 신호를 생성하는, OOK 송신기.9. The method of claim 8,
The biphasic power amplifier
And generates the transmission signal by randomly switching the phase of the carrier according to the control signal in a cycle unit of the encoded transmission sequence.
상기 바이 페이징 전력 증폭기는
상기 캐리어의 위상을 부호화된 송신 시퀀스의 주기 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 상기 송신 신호를 생성하는, OOK 송신기.10. The method of claim 9,
The biphasic power amplifier
And generates the transmission signal by randomly switching the phase of the carrier to 0 degree or 180 degrees in a cycle unit of the encoded transmission sequence.
상기 데이터 인코더는
상기 입력된 데이터를 미리 설정된 시퀀스 패턴(pre-determined sequence pattern)으로 부호화하는, OOK 송신기.9. The method of claim 8,
The data encoder
And encodes the input data into a pre-determined sequence pattern.
상기 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어를 버퍼링하여 상기 바이 페이징 전력 증폭기에게 전달하는 제1 버퍼
를 더 포함하는, OOK 송신기.9. The method of claim 8,
A first buffer for buffering a carrier generated by the voltage controlled oscillator and transmitting the buffered carrier to the biphasic power amplifier;
Further comprising an OOK transmitter.
상기 제1 버퍼의 출력을 버퍼링하는 제2 버퍼
를 더 포함하는, OOK 송신기.13. The method of claim 12,
A second buffer for buffering the output of the first buffer,
Further comprising an OOK transmitter.
상기 버퍼링된 캐리어의 위상을 제어 신호에 따라 랜덤하게 전환하고, 펄스- 상기 펄스는 입력된 데이터를 부호화한 송신 시퀀스에 기초하여 생성된 것임 -에 해당하는 송신 신호를 생성하는 바이 페이징 전력 증폭기
를 포함하는, OOK 송신기.A buffer for buffering carriers generated by the voltage controlled oscillator; And
A biphasic power amplifier for generating a transmission signal corresponding to a phase of the buffered carrier randomly switched according to a control signal, and generating a transmission signal corresponding to a pulse - the pulse is generated based on a transmission sequence in which the input data is encoded;
Gt; OOK < / RTI > transmitter.
상기 바이 페이징 전력 증폭기는
상기 버퍼링된 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 주기 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 상기 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성하는, OOK 송신기.15. The method of claim 14,
The biphasic power amplifier
And generates a transmission signal corresponding to the pulse by randomly switching the phase of the buffered carrier by 0 degree or 180 degrees in a cycle unit of the encoded transmission sequence.
상기 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 펄스를 생성하는 단계;
상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소(element)의 시간 단위로 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계;
상기 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하는 단계;
상기 위상이 전환된 캐리어 및 상기 펄스를 이용하여 송신 신호를 생성하는 단계
를 포함하는, 통신 방법.Encoding the input data in the form of a transmission sequence;
Generating a pulse based on the encoded transmission sequence;
Generating a control signal for randomly switching two phases in time units of each element of the encoded transmission sequence;
Randomly switching a phase of a carrier generated in a voltage controlled oscillator according to the control signal;
Generating a transmission signal using the phase-switched carrier and the pulse;
.
상기 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하는 단계는
상기 제어 신호에 따라 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하는 단계
를 포함하는, 통신 방법.17. The method of claim 16,
The step of randomly switching the phase of the carrier
Randomly switching the phase of the carrier according to the control signal to 0 degree or 180 degree in time unit of each element of the encoded transmission sequence
.
상기 전압 제어 발진기에서 생성된 생성된 캐리어를 버퍼링하는 단계
를 더 포함하는, 통신 방법.17. The method of claim 16,
Buffering the generated carrier generated in the voltage controlled oscillator
Further comprising:
상기 부호화된 송신 시퀀스에 기초하여 펄스를 생성하는 단계;
상기 부호화된 송신 시퀀스의 각 요소의 시간 단위에 기초하여 두 개의 위상을 랜덤하게 전환하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제어 신호에 따라 전압 제어 발진기에서 생성된 캐리어의 위상을 랜덤하게 전환하고, 상기 펄스에 해당하는 송신 신호를 생성하는 단계
를 포함하는, 통신 방법.Encoding the input data in the form of a transmission sequence;
Generating a pulse based on the encoded transmission sequence;
Generating a control signal for randomly switching two phases based on a time unit of each element of the encoded transmission sequence; And
A step of randomly switching the phase of the carrier generated by the voltage controlled oscillator according to the control signal and generating a transmission signal corresponding to the pulse
.
상기 송신 신호를 생성하는 단계는
상기 제어 신호에 따라 상기 캐리어의 위상을 상기 부호화된 송신 시퀀스의 주기 단위로 0도 또는 180 도로 랜덤하게 전환하여 상기 송신 신호를 생성하는 단계
를 포함하는, 통신 방법.20. The method of claim 19,
The step of generating the transmit signal
And generating the transmission signal by randomly switching the phase of the carrier according to the control signal at 0 or 180 degrees in a cycle unit of the encoded transmission sequence
.
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US15/412,803 US9871681B2 (en) | 2015-03-10 | 2017-01-23 | Bi-phased on-off keying (OOK) transmitter and communication method |
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- 2015-08-05 KR KR1020150110586A patent/KR102459849B1/en active IP Right Grant
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