【발명의 명칭】

재구성 가능한 개선된 전송 기준필스 클러스터 초광대역 통신 디지털 송신기 및 수신기

【기술분야]

<οοοι> 본 발명은 초광대역 (UWB: ultra wideband) 통신 시스템을 위한 전송기준필스 클러스터 구조 (TRPC: transmi tted reference pulse cluster scheme)에 관한 것으 로, 더 상세하게는, 최근 제안된 전송기준필스 클러스터 (TRPC: transmi tted reference pulse cluster ) 구조에 근거 ^' 하여, 각각의 전송기준필스 클러스터가 기준 필스 클러스터 (RPCs)와 데이터 필스 클러스터 (DPCs)로 나누어지는 개선된 전송기준 필스 클러스터 (iTRPC: improved transmitted reference pulse, cluster) 시스템에 관한 것이다.본 발명은 미래창조과학부 및 정보통신기술진흥센터의 대학 ICT연구센 터육성 지원사업 (ΠΤΡ-2015-Η8501-15— 1019) 및 2015년 정부 (미래창조과학부)의 재 원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구 (NRF-2014IQA3A1A20034987)로부터 도출된 것이다.

【배경기술】

<0002> 최근, 단필스 변조 (short pulse modulation)를 이용하는 초광대역 (UWB) _. 통신 시스템이 단거리 (short-range) 저전력 ( low-power) 무선 어플리케이션을 위한 종래 의 통신시스템을 대체 가능한것으로 간주되어 왔다.

<ooo3> 그러나 UWB 페이딩 환경 (fading environment)의 수많은 리졸버블 경

1 대체용지 (규칙 제 26조) 로 (resolvable path)로 인해, RAKE 동작에서 사용 가능한 다중경로 다이버시 티 (mul t i-path diversi ty)를 수집하고 모든 템 이득 (tap gain)과 지연 (delay)을 평 가하도록 하는 것은 쉽지 않은작업이 된다.

<000 > 여기서, 이를 위한 한 가지 방법은, 전송 기준 (TR: transmitted reference) 기술을 사용하는 것이며， 이는， 명백한 (expl icit) 채널 평가를 회피하고, 동기화 요구를 감소하며, 필스 파형 (pulse shape)의 가능한 채널 왜곡 (distort ion)에 강한 특징이 있다.

<0005> 기존의 TR 시스템에 있어서, 송신기 (transmi tter)는 동일한 필스의 쌍 (이 *

'더블 ¾(doublets) '이라 함)을, 수신기와 송신기 모두에 알려져 있는 지연시 간 (t ime delay interval ) Tr로 나누어 전송하며, 이러한 지연 시간은 수신단에서 지연 라인 (DL: delay l ind)을 이용하여 구현된다.

<ooo6> 또한， 종래의 TR 시스템에서는, TR 구조 수신기에서 DL의 영향에 대해 크게 신경 쓰지 않았으며, 이에, 자등상관 수신기 (autocorer lation receiver , Ad?)가 알 려져 있었다. ^'

<ooo7> 그러나 상기한 DL은 AcR의 실제 구현에 있어 매우 중요하며, 다시 말해, 중 간 필스 간섭 (inter pulse interference, IPI)을 회피하기 위해, 지연 시간 Tr은 채널 필스 응답 (channel pulse response) Tg의 길이보다 길어야 하며, 일반적으로， 1MB시스템에 있어서 , Tg는 50ns에서 100ns의 범위이다.

<0008> . 그러나, 최근의 연구들은， 10ns보다 긴 정밀한 광대역 DLs의 구현은 실제

UWB 시스템에 적용 불가능 하다는 연구결과를 제시하고 있다.

2 대체용지 (규칙 제 26조) <0009> 이러한 TR의 긴 지연라인의 ¾제를 해결하기 위해, 데이터와 기준 파 형 (reference waveforms)이 서로 소 (disjoint)인 주파수 밴드에 다중화되 는 (multiplexed) 주파수 다중화 (frequency multiplexed) TR이 종래기술에서 제안되 었다.

<ο ιο> 다시 말해 상기한 주파수 다중화 TR은, 종래의 TR 시스템의 DLs의 사용을 회피하기 위해, 주파수 천이 기준 (frequency— shi fted reference, FSR) 구조를 제한 하는 것이다.

<oon> 또한, 데이터 전송을 위해 듀얼 필스 (DP: dual-pulse)라 불리는 2개의 인접 한 (contiguous) 필스를 이용한 구조가 제시된 바 있으며, 이러한 구조는， 지연 라 인은 오직 필스의 폭 Tp에만사용되나, 매우 가까이 근접한 기준 및 데이터 필스로 인해 ΙΡΙ 성능이 종래의 Τί 비해 저하되는 단점이 있다.

<οοΐ2> 아을 ^. 러, 무선 센서 네트워크 (WSN: wireless sensor network)에 널리 사용되 는 클러스터의 개념과 달리, 새로운 전송기준필스 클러스터 (TRPC) 구조를 제안 및 분석하기 위해 다른 방법으로클러스터의 개념을활용한사례가제시되었다.

<ooi3> 이러한 TRPC 구조는, 긴밀하게 이격된 (compactly spaced) 기준 및 데이터 필 스를 포함하여 낮은 복잡도 및 수신기에서 종래의 자동상관 검출기를 사용 가능하 게 하며, 또한, 종래의 TR 구조 DP, 비상관 필스위치 변조 (NC-PPM: non-coherent pulse posit ion modulation) 및 FSR 시스템과 비교하여, 증간 (medium) SNR 조건에 서 더 나은 성능을 제공하며 매우 짧은 지연시간 라인과 낮은 구형 복잡도를 가진 다.

3 대체용지 (규칙 제 26조) <ooi4> 따라서 상기한 바와 같은 종래의 TRPC 구조에 근거하여, 기존에 제시된 TRPC 구조를 더욱 개선함으로써 전체적인 통신시스템의 성능을 더욱 개선할 수 있을 것 으로 기대된다.

【발명의 상세한설명】

【기술적 과제】

<ooi5> 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 TRPC구조에 근거하여 _ᅤ 기존 에 제시된 TRPC 구조를 더욱 개선함으로써 전체적인 통신시스템의 성능을 더욱 개 선하기 위한 시스템을 제공하고자 한다.

<ooi6> 다시 말해, 본 발명의 목적은, 기존에 제시된 TRPC의 구조를 더욱 개선하여, 각각의 전송기준필스 클러스터가 기준 필스 클러스터 (RPCs)와 데이터 필스 클러스 터 (DPCs)로 나누어지는 초광대역 통신 시스템을 위한 개선된 전송기준필스 클러스 터 (iTRPC) 시스템을 제공하고자하는 ^' 것이다.

<ooi7> 또한, RPC 및 DPC가 교대로 공액 (alternately conjugate)이고, 균일한 단기 시간 (uni form short spacing t ime)으로 반복된디-. 그리고, 각각의 RPC 및 DPC의 끝 에 적절한 길이의 제로 (zeros)를 삽입함으로써, IPI가 효율적으로 감소될 뿐만 아 니라 데이터 검출용으로 필스의 더 많은 다중경로 지연 에너지 (mult i— path delayed energy)가 만들어질 수 있는 초광대역 통신 시스템을 위한 개선된 전송기 준필스 클러스터 시스템을 제공하고자하는 것이다.

<ooi8> 본 발명에 따른 iTRPC 구조의 성능은 기존의 oTRPC와 달리, 중간 (medium)

SNR 조건뿐만 아니라, 고 (high) SN 조건에서도 종래의 TR에 비해 개선된 성능을

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대체용지 (규칙 제 26조) 나타내는 초광대역 통신 시스템을 위한 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템을 제 공하고자 하는 것이다.

【기술적 해결방법]

<0 19> 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 초광대역 통신 시스템을 위한 개선 된 전송기준필스 클러스터 (iTRPC) 시스템은 미리 정해진 길이만큼 이격된 기준 필 스를 압축하고, 미리 정해진 길이의 제 1 제로가 상기 기준 필스의 끝에 삽입되는 적어도 3개의 동일한 기준 필스 클러스터 (RPCs) 및 미리 정해진 길이만큼 이격된 기준 필스를 압축하고, 미리 정해진 길이의 제 2 제로가 상기 기준 필스의 끝에 삽 입되고, 상기 제 2 제로는 하나의 기준 필스 클러스터 (RPCs)의 제로와 동일한 기간 을 점유하는 적어도 3개의 동일한 데이터 필스 클러스터 (DPCs)를 포함할수 있다. <0020> 상기 개선된 전송기준필스 클러스터 ( iTRPC) 시스템에서 상기 기준 필스 클러 스터 (RPCs)와 상기 데이터 필스 클러스터 (DPCs)는 미리 정해진 시간 마다 교대 및 공액으로 반복된다,

<oo2i> 상기 개선된 전송기준필스 클러스터 ( iTRPC) 시스템에 N _f 개의 기준 필스 클러 스터 (RPCs) 및 데이터 필스 클러스터 (DPCs)가존재할 경우, 전송된 상기 개선된 전 송기준필스 클러스터 ( iTRPC) 신호는 하기식으로 나타낼 수 있다.

5 대체용지 (규칙 제 26조) <0022

<0023> 데이터 검출을 위해 수집되는 전체 에너지는하기식으로 나타낼 수 있고

<0025> 여기애서, E •,h-ex tended， 각각의 필스에 대한 확장된 다증경로 에너지를 나타낸 다.

<0026> UWB실내 환경을 고려한 IEEE 802.15.3a에 대웅하는 시불변 (time-invariant ) 채널 모델은 하기식으로 나타내고,

여기에서, N _k 는 리졸버블 경로 (resolvable path)의 수, δ ( . )는 Dirac 델타

6

대체용지 (규칙 제 26조) 함수, h _k 및 ^는 각각 k번째 다중경로의 진폭 및 지연을 다타낸다.

<0029> 수신기에서 필터링된 수신 신호는 하기식으로 나타낸다.

<0031> m번째 심불을 검출하기 위한결정 메트릭은하기식을 이용하여 나타낸다.

【발명의 효과】

<0033> 본 발명의 실시예들에 따르면 기존에 제시된 TRPC구조를 더욱 개선ᅳ함으로써

-전체적안.통신시스템의 성능을 더욱 개선할 수 있는 초광대역 통.신ᅳ시스템을 위한 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템이 제공된다.

<0034> 다시 말해， 본 발명에 따르면， 기존에 제시된 TRPC의 구조를 더욱 개선하여， 각각의 필스 클러스터가 기준 필스 클러스터 (이하, RPCs)와 데이터 필스 클러스터 (이하, DPCs)로 나누어지는 개선된 TRPC(iTRPC) 구조가 제공되며 여기서, 상기한 RPC 및 DPC는 교대로 공액 (alternately conjugate)이고, 균일한 단기 시간 (uniform

대체용지 (규칙 제 26조) short spacing t ime)으로 반복되며, 각각의 RPC 및 DPC의 끝에 적절한 길이의 제 로 (zeros)를 삽입함으로써 IPI가 효율적으로 감소될 뿐만 아니라, 데이터 검출용으 로 필스의 더 많은 다중경로 지연 에너지 (multi-path delayed energy)가 만들어질 수 있는 초광대역 통신 시스템을 위한 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템을 제 '공할수 있다.

<0035> 또한, 본 발명에 따르면 기존의 oTRPC와 달리， 증간 (medium) SNR 조건뿐만 아니라, 고 (high) SNR 조건에서도 종래의 TR에 비해 개선된 성능을 나타내는 초광 대역 통신 시스템을 위한 개선된 전송기준펄스 클러스터 시스템을제공할수 있다. 【도면의 간단한설명】

<0036> 도 1은 초광대역 통신 시스템을 위한 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템 의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 iTRPC의 신호 구조를 개략적으로 나타내 는 도면이다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 iTRPC의 수신기에서의 에너지 수집을 개 략적으로 나타내는 도면이다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 AcR의 구조를 개략적으로나타내는 도면 이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모든 클러스터가 ' ' 또는 일 때, CM1 채널에서 iTRPC 구조의 BEP(bi t error probabi l ity)* 종래의 oTRPC 시스템과 비교하여 나타내는 도면이다.

대체용지 (규칙 제 26조) 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.12.3a의 CM1 - CM4 채널에서 iTRPC와 oTRPC의 BEP성능을 비교하여 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802. 12.3a의 CM1 채널에서 iTRPC의 BEP성능에 대한 N ₂ 의 영향을 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Np = 2, Tp = 1.0ns , N ₂ = 2일 때 서로 다른 Td 값을가지는 CM1 채널에서 iTRPC의 BEP를 나타내는도면이다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른서로 다른 Np 및 N ₂ 값을 가지는 CM1 채 널에서 iTRPC구조의 BEP성능을나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 rec-TRPC 수신기의 기본 불록도 및 에 너지 수집에 대하여 나타내는 도면이다.

도 11은 본발명의 일 실시예에 따른추적 및 복조 방식의 블록도이다. 도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.15.3a(CMl and CM4)의 TRPC 성능에서 N _f 의 영향흘 나타내는 그래프이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 CM4 채널 모델에서 or i— TRPC AcR 및 rec-TRPC의 BEP를나타내는그래프이다.

【발명의 실시를 위한 최선의 형태】

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 초광대역 통신 시스템을 위한 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템

9 대체용지 (규칙 제 26조) 의 구성을 나타내는 도면이다.

본 실시예에 따른 기ᅵ선된 전송기준필스 클러스터 시스템 (100)은 프로세 서 (110) , 버스 (120) , 네트워크 인터페이스 (130) , 메모리 (140) 및 데이터베이 스 (150)를 포함할 수 있다. 메모리 (140)는 운영체제 (141) 및 분자 데이터 암호화 루틴 (142)을 포함할 수 았다. 프로세서 (110)는 기준 필스 클러스터 (111) , 데이터 필스 클러스터 (112)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템 (100)은 도 1의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없 다. 예를 들어, 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템 (100)은 디스플레이나 트랜 시버 (transceiver)와 같은 다른 구성요소들을포함할수도 있다.

메모리 (140〉는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory) , ROMCread only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록 장치 (permanent mass storage device)를 포함할수 있다. 또한, 메모리 (140)에는 운영체제 (141)와 기준 필스 전송 루틴 (142)을 위한 프로그램 코드가 저장될 수 있 다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘 (drive mechanism, 미도 시)을 이용하여 메모리 (140)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 관독 가능한 기록 매체는 플로피 드 라이브, 디스크, 테이프， DVD/CD-R0M 드라이브， 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체 (미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성 요소들은 컴퓨터에서 관독 가능한 기록 매체가 아닌 네트워크 인터페이스 (130)를

10 대체용지 (규칙 제 26조) 통해 메모리 (140)에 로딩될 수도 있다,

<0041> 버스 (120)는 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템 (100)의 구성요소들간의. 통신 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다. 버스 (120)는 고속 시리얼 버 스 (high— speed serial bus) , 병렬 버스 (paral lel bus) , SAN(Storage Area Network) 및 /또는 다른 적절한통신 기술을 이용하여 구성될 수 있다.

<0042> 네트워크 인터페이스 (130)는 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템 (100)을 컴퓨터 네트워크에 연결하기 위한 컴퓨터 하드웨어 구성요소일 수 있다. 네트워 크 인터페이스 (130)는 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템 (100)은 무선 또는 유 선 커넥션을 통해 컴퓨터 네트워크에 연결시킬 수 있다.

<0043> 데이터베이스 (150)는 밝기 동적 조정을위해 필요한모든 정보를 저장 및 유 지하는 역할을 할 수 있다. 도 1에서는 개선된 전송기준필스 클러스터 시스 ^' 템 (100)의 내부에 데이터베이스 (150)를 구축하여 포함하는 것으로 도시하고 있으 나, 이에 한정되는 것은 아니며 시스템 구현 방식이나 환경 등에 따라 생략될 수 있고 혹은 전체 또는 일부의 데이터베이스가 별개의 다른 Aᅵ스템 상에.구축된 외부 데이터베이스로서 존재하는 것 또한가능하다.

<004 > 프로세서 (110)는 기본적인 산술, 로직 및 개선된 전송기준필스 클러스터 시 스템 (100)의 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리 (140) 또는 네트워크 인터페이스 (130)에 의해, 그 리고 버스 (120)를 통해 프로세서 (110)로 제공될 수 있다. 프로세서 (110)는 기준 필 스 클러스터 (111) , 데이터 펄스 클러스터 (112)를 위한프로그램 코드를 실행하도록

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대체용지 (규칙 제 26조) 구성될 수 있다. 이러한 프로그램 코드는 메모리 (140)와 같은 기톡 장치에 저장 될 수 았다.

<0045> 개선된 전송기준필스 클러스터 시스템 (100)은 기준 필스 클러스터 (111) , 데 이터 필스 클러스터 (112)를 포함할수 있다. 도 2 내지 도 9를 참조하여 기준 필스 클러스터 (111) 및 데이터 필스 클러스터 (112)에 대하여 더욱상세히 설명한다.

<0046> 본 발명은초광대역 (ultra wi deband , UWB) 통신 시스템을 위한 전송기준필스 클러스터 구조 (transmi tted reference pulse cluster scheme)에 관한 것으로, 더 상세하게는, 최근 제안된 전송기준필스 클러스터 (TRPC) 구조에 근거하여, 각각의 전송기준필스 클러스터가 기준 펼스 클러스터 (이하， RPCs)와 데이터 필스 클러스 터 (이하, DPCs)로 나누어지는 개선된 전송기준필스 ^' 클러스터 (이하, iTRPC) 구조를 제안하고자하는 것이다.

<0047> 이를 위해, 본 발명에 따르면, 각각의 RPC와 DPR의 끝에 적절한 길이의 거 1 로 (zeros)를 삽입하며, 그것에 의해, 중간 필스 간섭 (IPI : inter pulse interference)이 크게 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 데이터 검출 (data detection) 을 위해 더 많은 다중경로 지연 파워 (multi-path delayed power)가 캠쳐될 수 있 다.

<0048> 또한， 본 발명에 따른 iTRPC구조는, 종래의 TR 및 오리지널 TRPC(oTRPC) 시 스템의 시스템 성능과 비교하여 매우 낮은 복잡도 ( low-complexity)를 가지고, 추가

대체용지 (규칙 제 26조) 적인 에너지 (extra energy)를 요구하지 않으며， 기존의 oTRPC 구조에 비해 7dB 이 상의 성능 개선이 가능하다.

<0049> 첨부된 도면을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명의 초광대역 통신 시스템 을위한 개선된 전송기준필스클러스터 구조의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.

<0050> 도 2은 본 발명에 따른 iTRPC의 신호 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

<005i> 본 발명에 따른 개선된 전송기준필스클러스터 ( improved transmitted reference pulse cluster , 이하 iTRPC) 구조는, 종래의 TRPC (이하, oTRPC) 구조와 달리, 적어도 3개의 동일하고 (ident ical ) , 인접한 (contiguous) , 그리고 Td 만큼 이 격된 (Tds-spaced) 기준 필스를 압축 (compacting) 하고, 적절한 길이외 제로 (zeros) 를 이러한 기준 필스의 끝 (end)에 삽입 (padding) 함으로써 구성된다.

<0052> 여기서, ^' 각각의 제로는 하나의 기준 필스와 동일한 기간 (t ime per ⁾ d)을 점 유하며, 이러한 방식으로, DPC는 데이터 필스로 구성되고, RPC와 DPC는, 하나의 iTRPC에서 매 T _r 마다각각교대로 (alternately) , 공액 (conjugate)으로 반복된다.

<oo53> FCC 규정 (regulation)에 의해 요구되는 저전력 스펙트럼을 얻기 위해， 하나 의 iTRPC에 ^의 RPC 및 DPC가 존재하고, 전송된 iTRPC 신호는 이하의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

13 대체용지 (규칙 제 26조) W

<oo60> 상기한 수학식에서, g(t)는 기간 (duration) T _r 을 가지는 각각의 RPC 및 DPC 에 대한 복합 필스 클러스터 (composite pulse cluster)이며, p(t)는 기 간 (durat ion) T _pf 를 가지는 일반화된 (normal ized) 신호 필스 (signal pulse)이다.

<006i> 또한, 각각의 PRC 또는 각각의 DPC 내에서 각 p(t) 사이의 시간 지연 (t ime

14 대체용지 (규칙 제 26조) del ay)은 T _d 이고, 각각의 PRC 또는 DPC의 기간은 T _r = (N _p + N _z )T _d 이며, 여기서, N _z 는 각각의 PRC 또는 DPC의 끝에 삽입된 제로의 수이며. ^는 각각의 PRC 또는 각각 의 DPC에 대한 필스의 수이다.

<0062> 도 2에 나타낸 바와 같이, DPC는 RPC가 변조된 데이터이고, E _b 는 심불당 평 균 에너지이며, ≡ {-1, 1}은 m번째 전송된 데이터 심불이고, ^는 하나의 iTRPC 에 대하여 반복된 RPC 또는 DPC의 수이며, T _s 는 심볼 레이트 (symbol rate)에 의해 결정되는 심블 기간 (symbol durat ion)이다.

<0063> 장기 지연 라인 ( long— delay-Hne) 문제를 고려하면, DL 시간에 나타나는 각 각의 RPC또는 DPC의 지속 시간 (duration time) T Sr 10ns보다 짧아야하므로, 따라 서 T _d 는 T _p ≤ T _d ≤ 10/ (N _p + N _z ) ns로 설정될 수 있다.

<0064> 총래의 TR 구조는 비정보 (non-informat ion bearing) 기준 필스의 전송으로 인해 신호 전력 (signal power)에 3dB의 손실 ( loss)이 있으며, 따라서 종래의 Τίί에 서 데이터 검출을위해 수집된 에너지는 이하의 수학식 3과 같게 된다.

<0065> 수학식 3

15 대체용지 (규칙 제 26조) <0067> 여기서, 는 통합 간격 ( integrat ion interval )에 의해 수 집된 채널 에너지이다.

<0068> oTRPC 구조의 장점은 데이터 검출을 위한 에너자를 수집하기 위해 이전 쌍 (previous pair)의 데이터 펄스와 oTRPC의 기준 펄스가 함께 사용될 수 있다는 점.이며， 따라서 oT PC에서 데이터 검출을 위해 수집되는 전체 에너지는 이하의 수 학식 4와 같다.

<0069> 수학식 4

<0071> 그러나, 신호가 실제의 UWB 채널을 통과하게 되면， UWB 채널의 분산 특 성 (dispersive nature)으로 인해, 수신된 신호는 딘:일의 UWB 필스 전송에 비해 훨 씬 더 긴 기간을 가진다.

<0072> 따라서 oTRPC의 주 통합 간격에 의해 캡쳐되는 다중경로 진폭 (n Ui-path ampl i tude) 뿐만 아니라, 모든 기준필스 및 데미터 필스에 대하여 여전히 수많은 다중경로 지연된 진폭이 존재한다.

<0073> 이러한 수집되지 않은 다중경로 지연된 진폭의 파워는 oTRPC 구조에서 기준 및 데이터 필스 사이의 간섭으로 취급되고, 이는 더 높은 (higher) SNR에서 더욱 유

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대체용지 (규칙 제 26조) 력한 (dominant) ΙΡΓ효과를 야기한다.

<0074> 도 3는 본 발명에 따른 iTRPC의 수신기에서의 에너지 수집을 개략적으로 나 타내는 도면이다

<0075> 앞서 설명한 ^' 바와 같이 , 고 SNR조건에서 IPI 효과를 감소하고 각필스의 다 증경로 지연된 에너지를 보다 효을적으로 활용하기 위해, 본 발명의 iTRPC 구조에 따르면, 적절한 수의 제로가 각각의 RPC 및 각각의 DPC의 끝에 삽입되며, 그것에 의해, iTRPC 시스템에서 데이터 검출을 위해 수집되는 전체 에너지는 도 3에 나타 낸 바와 같으며 , 또한, 이하의 수학식 5와.같이 나타낼 수 있디-.

<0076> 수학식 5.

<0078> 여기서， E _h - _extendcd 는, 도 3의 어두운 부분으로 나타낸 바와 같이， oTRPC에서 수집된 에너지에 더하여, 각각의 필스에 대한 확장된 다중경로 에너지이다.

<0079> UWB 채널 모델 (OTB Channel Model)에 있어서, 画 실내 환경 ( indoor environment)을 고려하면, 상기한 구조는 신호율 (signal ing rate)에 비하여 천천히 변화하고, IEEE 802.15.3a에 근거하여 대웅하는 시불변 (time-invariant) 채널 모델

17 대체용지 (규칙 제 26조) 은 이하의 수학식 6과 같이 추어진다

<0080> '수학식 6

<0081>

<0082> 여기서， N _k 는 리졸버블 경로 (resolvable path)의 수이고, δ (：)는 Dirac 델 타함수이며, h _k 및 ^는 각각 k번째 다중경로의 진폭 및 지연이다.

<0083> 또한, 중간 심불 간섭 (inter symbol interference, ISI)을 방지하기 위해, 본실시예에서는, T _s » 2T _r N _f 인 것으로가정한다.

<0084> 수신단 (Receiver End)에 있어서, UWB 채널을 통하여 전송된 신호는 대역의 잡음 (out-of-band noise)을 제거하기 위해 신호 대역폭 (signal bandwidth) 주위 의 (around) 대역폭 W 및 중심주과수 (center frequency) fc를 가지는 이상적 인 (ideal ) 대역통과 지역 필터 (bandpass zonal filter , BPZF)에 의해 수신기에서 필터링 된다.

<0085> 도 4은 AcR의 구조를 개략적으로 나타내는도면이다.

<00S6> 또한, 도 4을 참조하면, 도 4은 AcR의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이 다..

<oo87> 여기서 대역폭 W가 층분히 넓으면, BPZF를 통과한 신호 스펙트럼은 왜곡되

18 대체용지 (규칙 제 26조) 지 않으며, BPZP로 인해 야기되는 중간 심블 및 내부 심불 (intra symbol ) 간섭은 무시될 수 있다.

아을러, 필터링된 수신 신호는 이하의 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.

<0091> 여기서,

<0092> 수학식 8

<0094> 이며, 아을러, 컨볼투션 연산 (convolution operation) 및 n(t)는 f _{f <:r} (t)에 의해 필터링된 복합 (complex) AWGN이고, n(t)의 파워 스팩트럼 밀도 (power spectral densi ty)는 N ₀ 이며 , 그 자동상관함수는 τ ) = Ν ₀ ( τ )이고, 이때 , R _f

19 대체용지 (규칙 제 26조) ( τ ) 이다.

딴라서 _m 번째 심블을 검출하기 위한 결정 메트릭 (decision metric)은 이하의 수학식 ₉ 와 같이 나타낼 수 있다.

<0098> 성능 분석 (Performance Analysis)에 있어서, ^은 일련의 분석에서 일반성 의 손실 없이 동일하게 증명 가능하므로 (equal It probable) , dL, = +1에서 하나의 심. 블만이 고려 _. 되고, 따라서 상기한수학식 9에서 m은 편의상 생략된다.

<0099> ISI가 없을 정도로 심볼 간격 (symbol interval ) T _s 7> 충분히 길다고 가정하 면 , 수학식 7 수학식 8, 수학식 9를 결합하여 , 하나의 심불을 검출하기 위한 결정 메트릭을 이하와 수학식 10과 같이 나타낼수 있다.

<0100> 수학식 10

20

대체용지 (규칙 제 26조) <0102> 여기서 ,

<0103> 수학식 11

<0105> 수학식 12

<0107> 수학식 13

21 대체용지 (규칙 제 26조) <0U2> 수학식 10에서, 원하는 신호는 1 _\ 뿐이 Z ₂ , ¾ 및 는 잡음 성분이며, ,

¾ 및 ¾는 제로 평균 (zero mean)을 가지는 가우시안 RV(Gaussian RVs)로서 근접하 게 근사될 수 있다,

<οιΐ3> 따라서 결정 변수 Z도 또한 가우시안 RV로근사될 수 있으며 , 종래기술과 다 른 점은 iTRPC에 대한 Re{Z(d }의 평균아 이하의 수학식 15로 주어진다는 것이다.

<0U4> 15

<011fi> 여기서

22 대체용지 (규칙 제 26조) <0117> 수학식 16

<oi20> 종래기술에서 수학식 9의 첫 번째 항을 iTRPC의 통합 간격 [(N _p + NjT _{d l}

2N _f (N _p + N _z )T _d ]과 비교하면, 수학식 15의 첫 번째 항은, 상기한 내용들에서 설명한 바와 같이, 데이터 검출을 위해 다중경로로부터 더 많은 에너지를 수집할 수 있음 을 알수 있다.

<oi2i> 수학식 15의 두 번째 항은 IPI를 나타내며, Tr = (N _p + N _z )T _d » T„ 이면, iTRPC의 IPI는 종래기술의 oTRPC의 IPI에 비해 훨씬 감소된다. 다시 말해, 이는， iTRPC의 월등한성능 개선을 의미한다.

<oi22> iTRPC에 대한 BEPCbi t error probabi l ity) 표현을 얻기 위해， Re{Z(d }의

23 대체용지 (규칙 제 26조) 분산 (vari ance)은, 이하의 수학식 17에 의해 구해진다 <0123> 수학식 17.

<0.124> - ^■ · ^{■■■■■' ■' '} 、수 ^■■■ - ^: -

<0125> 수학식 18

24

대체용지 (규칙 제 26조) <0131> 수학식 21 寧

<0132>

<0133> 수학식 22

<0135> 종래기술과 비교하여, E _h — _exte ^ 의해 제로 평균을 가지는 가우시안 RV효과 하에 수학식 19^1 ReiqCt q ta)}, 수학식 20의 Re{q(tx - T _r )q*(t ₂ ― Τ _Γ )}, 수학식 21의 Re it^c ts― T _r )}가증가하나， 증가량은 매우 적다. 따라서 채널 관계 (channel relation) 근거한

초건부 (conditional) BEP는 가우시안 근사에 의해 이하의 수학식 23과 같이 얻어질 수 있다.

25 대체용지 (규칙 제 26조) <0137> 수학식 23

<0138>

<oi3?> 계속해서， 상기한 바와 같이 하여 구성된 본 발명에 따른 iTRPC구조의 성능 을 IEEE 802.15.3a 채널모드에 근거하여 시물레이션한 결과에 대하여 설명한다. <oi4o> 여기서, UWB 필스 산호로서 사용된 신호 파형은， 로 주어지는 2차 가우시안 모노사이클 (2 -order Gaussian monocycle)이며, 여기서, α = 1.3ns는 필스 폭을 조절하는 과라미터이 다 ^,

<oi4i> 도 5는 모든 클러스터가 "1" 또는 일 때, CMr채널에서 iTRPC 구조의

BEP(bi t error probabi l i ty)를 종래의 oTRPC 시스템과 비교하여 나타내는 도면이 다.

<0142> 도 5에 나타낸 바와 같이, IEEE 802.15.3a CM1 채널에서 BEP = lx i으 ² 일 때, iTRPC는 필스를 가지는 oTRPC에 비해 10dB, "ᅳ 1" 필스를 가지는 oTRPC에 비해서는 3dB 이상성능이 뛰어난성능을 나타낸다.

대체용지 (규칙 제 26조) <oi43> 이러한 성능 향상은 고( ) 3^에서 더욱 두드러지며, 이는, SNR이 높을 수록 oTRPC에서는 IPI 효과가 매우 강한 반면, iTRPC에서는 각각의 RPC와 각각의 DPC의 끝에 적절한 길이의 제로를 삽입함으로써 효과적으로 감소되기 때문이다.

<oi 4> 같은 이유로, oTRPC 구조와는 달리, iTRPC 시스템에서는 "+1"과 "—1" 필스 클러스터가거의 동일한 BEP성능을 나타낸다.

<oi4s> . 도 6는 서로 다론 IEEE 802.15.3a 채널들 (CMl, C 2, CM3 및 CM4) 하에서 iTRPC와 oTRPC의 BEP 성능을 비교하여 나타내는도면이다.

<0 6> 도 6에 있어서, 동일한 전송 신호 에너지를 유지하기 위해ᅳ 과라미터 값을 각각 Ν _ί = 3, Ν _ρ = 2, Ν ₂ = 2, T _d = 2ns, T _r = 8ns , T _p = Ins로 설정하였고 iTRPC 구 조에 대하여는, N _f .= 6 , T _d = 2ns , Τ _ρ = Ins로 설정하였다.

<oi47> 상기한 바와 같아하여 수행된 시물레이션 결과로부터 , BEP < I X 10— ² 일 때 , oTRPC에 대한 iTRPC의 성능 향상은 4개의 서로 다른 채널 환경 모두애 대하여 7dB 이상임을 알 수 있다. 따라서 이하에서는, CM1 채널 환경의 시물레이션 결과에 대 하여만설명한다. 도 7은 IEEE 802,.12.3a의 CMl 채널에서 iTRPC의 BEP 성능에 대한 N2의 영향 을 나타내는 도면이다.

27 대체용지 (규칙 제 26조) <oi49> 먼저, 도 7을 참조하면, 도 7은 iTRPC 구조의 BEP 성능에 대한 ^의 영향을 나타내고 있다. 여기서, 시물레이션은 도 6에 나타낸 iTRPC 및 oTRPC 구조와 동일 한과라미터를 이용하여 수행되었다. 아을러, 상기한바와 같이 , ¾는 iTRPC에서 각 각의 RPC또는 DPC에 삽입된 제로의 수이다.

<oi50> 시물레이션 결과는 낮은 SNR에서는 동일한 N _p 값을 가지면 BEP가 거의 동일 하나, 높은 SNR에서는 N _z 가 클수록 BEP 성능이 개선되는 것을 나타내고 있다, 다시 말해, 이러한 결과는 더 많은 제로가 삽입되면 더 많은 다중경로 에너지가 수질될 수 있다는 사실로부터 설명될 수 있다. 그러나 낮은 SNR에서는， Nz가 증가하면 더 많은 잡음 에너지가축적되어, BEP성능은 동일 또는 01^(：^다 더 나빠지게 된다. <015!> 도 7에 있어서, 종래의 TR과 BEP 성능을 비교하기 위해, 종래의 TR에 대한 파라미터를, 수학식 19에서 최고의 성능을 나타내도록 N ₃ = 6, WT = 40으로 설정하 여 시물레이션을 수행하였으몌 그 결과, 증간 (medium) SNRCSNR = 7 ~ 17dB)에서 • ' oTRPC와 iTRPC구조는모두 종래의 TR에 비해 3dB 이상 뛰어난 성능을 나타내었다. <0152> 그러나 높은 SNR에서는, IPI로 인해 oTRPC의 성능 개선윱 극도로 감소되나, 반면, iTRPC 구조는 여전히 종래의 TR 구조에 비해 높은 성능 개선을 유지하고 있 음을 알수 있다.

<0153> 도 8은 Np = 2, Tp = 1.0ns , N2 = 2일 때 서로 다른 Td 값을 가지는 CM1 채

28 대체용지 (규칙 제 26조) 널에서 iTRPC의 BEP를 나타내는 도면이다.

<oi54> 도 8을 참조하면， 도 8은 CM1 채널에서 iTRPC구조의 성능에 T _d 가 미치는 영 향을 나타내는 도면이다. 더 상세하게는， 도 8에 나타낸 바와 같이, 긴 Td를 가지 는 iTRPC 수신기일수록 감소된 IPI로부터 더욱 개선된 성능을 나타내는 것을 알 수 있다. 이는, T _d 가 길수록 더 많은 다중경로 에너지가 수신기에 의해 수집되기 때문 인 것으로 생각되나, AcR의 실제 구현에 있어서 장기 지연 라인 ( long-del ay l ine) 문제를 고려하면, T _d 는 T _r = 10ns가되도록설정되는 것이 바람직하다.

<oi55> 도 9은 서로 다른 와 ¾ 값을 가지는 iTRPC 시스템의 성능을 시험한 결과 . 를 나타내는도면이다.

<oi56> 도 9에 있어서, N _p 는 하나의 iTRPC에서 각각의 RPC 또는 각각의 DPC에 대한 필스의 수를 나타내는 것으로, Tp, T _d , T ₂ 및 T _r 값에 의해 나타내진다ᅳ

<015?> 또한, 도 9에 나타낸 시물레이션에 있어서， T _d = Τ _ρ = Ins이면, Np와 Nz의 서로 다른 조합으로 취급한다. 시물레이션 결과로부터 {(N _p =2, N ₂ = 8) , (N _p - 3, Nz = 6) , (N _p = 4, N _z = 4) } 중에서 O -3, N ₂ = 6)이 최적의 성능을 나타냄을 알

29 대체용지 (규칙 제 26조) 수 있다. 따라서 원하는 시스템 성능을 얻기 위해， N _p 와 ^를 신증하게 (careful ly) 조합하는 것이 요구된다. 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 초광대역 통신 시 스템을 위한 개선된 전송기준필스클러스터 구조를 구현할수 있다.

<0158> 본 발명에 따른 초광대역 통신 시스템을 위한 개선된 전송기준필스클러스터 구조는 적어도 하나의 RPC와 DPC를 포함하여 이루어지며， 또한, 각각의 RPC 및 DPC . 의 끝에 적절한 길이의 제로를 삽입함으로써, 종래의 oTRPC에 비해 IPI가 효과적으 로 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 각 필스에 대하여 더욱 많은 다중경로 지연 파워 가수집될 수 있으며 , 이는, iTRPC구조의 더 나은성능 개선을 가능하게 한다.

<oi59> 또한, 본 발명에 따른 iTRPC구조는 증래의 oTRPC와 달리, 및 'ᅳ -1" 필 스 클러스터가 동일한 BEP 성능을 나타내고, Monte Car lo 시물레이션을 통해, 특히 높은 SNR에서, N ₂ = N _p 일 때 oTRPC에 비하여 7dB 이상의 성능 향상을 얻을 수 있음 이 증명되었으몌 여기서, N _z 및 N _p 를 적절히 선택함으로써 더 높은 성능 향상을 기 대할수 있다.

<όΐ6ο> ^' 따라서 본 발명에 따르면 종래의 oTRPC 시스템의 이점을 모두 포함하면서도 추가적인 에너지가 요구되지 않고, 아을러, 실제 다증경로 UWB 통신시스템에 있어 서 종래의 oTRPC 및 기존와 TR구조보다 더 높은 성능을 나타내는 iTRPC 구조를 제 공할수 있다.

<0161> 도 ₁₀ 은 본 발명의 일 실시예에 따른 _rec -TRPC 수신기의 기본 블록도 및 에

30

대체용지 (규칙 제 26조) 너지 수집에 대하여 나타내는 도면이다.

<0162> 전송된 TRPC신호는 아래와 갈이 나타낼 수 있다.

<01fi4> 여기에서 ^ ;/ ² ^. ^이고, _p(/) 은 주기 _¾ 를 갖는 전송된 필스이고ᅳ _& 는 심불당 평균 에너지이고, ^：^^ ¹ ，^은 _m 번째 전송된 데이터 심블이고, M 는 하나의 클러스터에서 반복된 DP쌍의 수이고, Ts 는 심블 비율에 의해 결정된 심블 주기이다. 각 기준 필스 및 데이터 필스 사이의 지연 시간은 프레임 타임 r _f 에 해 당하는 Ά 이다. 채널 모델에 기반한 상기 사용된 UWB 다중 채널은 아래와 같이 나 타낼 수 있다.

<o > . 여기에서， ⁽ ·)는 Dirac 델타 함수이고, Na 은 리졸버블 경로의 수이고, A 및 7¾ 는 실수 진폭 및 _k 번째 경로의 지연사간이다. 외란 없이 정보 신호를 통과시 키는 이상적인 CBF>F(complex band-pass filter) ilter(i) 후에 수신된 신호는 아 래와같이 나타낼 수 있다.

. ^' ： -：： ^' -： ^{■' '} - ^{' .} . ' (3)

<0167>

31 대체용지 (규칙 제 26조) <0168> 여기에서 , ^( ^∑fc3~ ^{l h} k ^s d _m [t~r _k ) ,

<0169> g(t)는 상기 수신기 CBPF filter (t) 및 _Ρ ϊ의 컨블투션으로부터의 합성 필 스 결과이고, 상가 ^ )에서 에너지는 ^이다 수학식 (3)에서

이고, 여기에서 /](ί)는 PSD를 갖는 AWGN(additive white Gaussian noise)이다. 본 발명에서, 선형 컨블루션을 나타내기 위해 *를 사용하였다. 상기 및 ⁾ )의 자기 상관 함수는 각각 및 이고, 여기에서

<0170> rec-TRPC 수신기에 있어서, 전체 해상도 ADC는 샘플링 비을 Fsa 4=l=Tsa, 2IF 에서 CBPF 출력의 샘플을 취할 수 있고, 여기에서 7sa 는 샘풀링 간격이고, 는 신호에 포함된 가장 높은주파수이다. 결과적으로, 생성된 이산시간 신호는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

<0172> 여기에서 는 실링 동작 (the ceiling operation)을 나타내는 H 을 갖는 정수 시간 변수아고， 은 심블을 위한샘풀 수이다..

<0173> ori-TRPC 수신기의 출력은 로 나타낼 수 있고, 여기에

32 대체용지 (규칙 제 26조) 서 은 적분 값이고, 유한한 샘풀링 해상도에 의한 DL 오차의 영향을 피할 수 있다. TRPC는 Λί 개의 동일한 DP 쌍으로 구성되고, 모든 기준 필스는 데이터 검 출을 위한 에너지를 모으기 위해 상기 or i-TRPC 수신기에서 인접한 데이터 필스와 만 상관된다. 하지만, 하나의 TRPC 클러스터에서 모든 필스 컴팩트하게 구성되고, 동일한 채널을 경험하기 때문에 상기 클러스터 내에서 각 기준 필스는 인접한 데이 터 필스뿐만 아니라, 상기 TRPC의 모든 다음의 전송된 DP쌍에서 데이터 필스와상 관관계로사용된다.

<0174> 한편, 모든 데이터 필스는 신호 에너지를 모으기 위해 앞선 DP 쌍에서 전송 된 모든 기준 필스와 상관관계를 가질 수 있다. 이러한 아이디어에 기반하여， rec- . TRPC 수신기는 설계될 수 있다. 상기 수신된 신호 에너지 수집 및 디지털 수신기 구조는 도 10에 나타내었다. 여기에서 DL브랜치 (branches)의 L수는 or i-TRPC AcR 구조에 추가될 수 있다. 하나의 심블은 = DPs으로 구성될 수 있고, 상기 필스 클러스터 폭은 으로 주어질 수 ¾다. i 번째 DP에서, ^i /l 및

Fi :2 는 상기 기준 ¾스 및 정보 보유 필스 ( informat ion-bear ing pul se)를 각각 나 타낸다. 그러므로, rec-TRPC AcR에서 상기 데이터 검출을 위해 수집된 전체 에너지 는아래 식과 같이 나타낼 수 있다.

< _0175> ^ ^ ₍₅₎

<oi76> 수학식 5는 rec-TRPC AcR에서 수집된 전체 에너지가 ( ^2£ ᅮ ¹ ) 의 지연된 버견을 갖는 상기 수신된 신호의 모든 자기상관으로부터 상기 축적된 수신 신호 에

33 대체용지 (규칙 제 26조) 너지를 취한 것을 반영한 것이다. 보통, ^-TKPC는 _¾ 보다 크고 상기 노이스 분 산또한 증가된다.

<0)77> 하지만， 수신된 신호의 더 긴 지연 버전과 상관관계는, 전송된 TRPC신호 및

CBPF의 자기 상관 함수의 속성 및 의 전반적으로 더 작은 값은 얻어질 수 있다.

<0178> 그러므로, 신호 에너지의 증가와 비교하면 , 상기 전체 노이즈 분산의 증가는 상대적으로 작다. 또한, 상기 수신된 신호가 어느 정도 지연될 때, 상기 유용한 신 호의 자기상관은 상기 감소된 노이즈 분산에 비해 감소될 수 있다. 그러므로, DL 브랜치의 최적의 수는 이다. rec-TRPC 수신기의 출력은 아래와 같이 주어진다. ·

<0179> _m 번째 심불을 검출하기 위한상기 결정 메트릭은 아래와 같이 나타낼 수 있

BEP 분석에 있어서, 손실없이, 데이터 심블 dm = +1을 검출하는 것을 고려한 고, Ζπι의 수학식에서 아래첨자 m은 편의상 생략한다. 심볼 간격 7k 가 층분히 길다 고 가정함으로써, 심블간 간섭은 포함되지 않는다. 그러면 결정 메트릭은 아래와 같이 나타낼 수 있다.

34 대체용지 (규칙 제 26조)

<0183> 여기에서 , = (2i - i) _d „ 이고, 상기 ₍₆₎ 에서 결정된 럼은 각각 아래와 같이 주어질 수 있다.

<0184> 여기에서, 샘플 수의 팀에서 채널 지연 길 이이다. (6)으로부터 요구되는신호 팀은 ZL이고, 반면 2i ^i, 및 은 제로를 갖는 복소 가우시안 확률 변수 (complex Gaussian random variables)로 밀접하게 근 사할수 있는 노이즈성분이다.

<0186> 상기 반복 수행을위해 아래의 팀들을 정의할수 있다.

<0187>

35

대체용지 (규칙제 26조) 그러면, ( )= e{ (iZ _m )} 의 방법은수학식 ₍₈₎ 에 의해 주어진다.

<0180>

8)

<0190> 수학식 ₍₈₎ 에서 , ^ 은 1( ² ) ² ^ ¾= ¾ ² 적분 간격 ,

,1웨, 및 쒜애서 캡쳐된 리조러블 경로의 수이다.

<0191> 2i, Ά\, 및 4i 사이의 의존성을 고려하면, 상기 i?(dn)의 분산은 아래와 같이 주어진다.

<0193> 수학식 (9)에서 및 다른 팀은부록에서 도출될 수 있다. 트레이닝 시 퀀스를 사용함으로써, 상기 채널 실현 ^((^^ ^찌…，ᅳ ^： 에 기반한 조 건 BEP은 가우시안 근사를 통해 얻을 수 있다.

<0J 5> TRPC 에서 IPI에 의한 "+1" 및 필스 클러스터로서 주어진 다른 성능을 고려하면， 길이 N의 트레이닝 시¾스를 설계할 수 있고ᅳ 이것은 ^μζ(1 ) 및

I r{2(dm - 1)} 을 에측하기 위해 7 ² 연속 심불들 "+1" 을 포함하고, ^(ᅳ ^ 및 — 1)}을 예측하기 위해 연속 심블들 을 포함할 수 있다.

36 대체용지 (규칙 제 26조) <om> 채구성 DL의 동작 고려사항 중 브랜치에 있어서, 제안된 rec-TRPC 수신기는

DL 브래치의 최적의 수를 사용함으로써 최대 출력 SNR(s ignal-to-noi se rat io)을 달성할 수 있다. 실제로, 상기 시스템은우선 채널 특성을 추정하고, 최적의 DL수 를 선택하고, 마지막으로 데이터 전송을 수행한다. 본 발명에서 사용된 동기화는 비동기식 수신기 (noncoherent receiver)를 위한 암시적 채널 추정을 야기할 수 있 다. 다시 말해, 동기화 전략은 TRPC 신호의 요구되는 타이밍 정보를 복구할 수 있 고, 부산물 (byproduct )에 의한 채널 반웅의 예측을 제공할수 있다. 그러므로， 이 러한 동기화를 사용함으로써 , 상기 디지털 수신기에 기반한 TRPC는 명시적인 채널 추정을 피할 수 있고, 이것은 큰 다중 경로의 다양성으로 인해 복잡할 수 있다. 동 ' 기화문제와다론 실제적인 고려는 세션 IV에서 언급된다.

데이터 전송주기 동안, 순간적인 출력 SNR 만이 시스템에 기여할 수 있고, 실체 채널 상태를 반영할 수 있다. 동기화를 달성한 후, DL 브랜치의 상기 최적의 수를 결정하기 위해 출력 평균 SNR을 활용할 수 있다. 길이 M 트레이닝 시¾스는 출력 평균 SNR을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 트레이닝 시¾스가 모든

TRPC들 이라고 가정하면， 상기 출력 평균 SNR 는 아래와 같이 계산될 수 있다.

여기에서 «z(l) 및 는 수학식 ( ₈ ) 및 수학식 (9)로부터 얻 을 수 있다. 상기 가능한 출력 평균 SNR에 기초하여, rec-TRPC수신기에 대하여 최 적의 DL 브랜치의 수를 결정하기 위한 단순한 알고리즘은 알고리즘 1에 요약하였

37 대체용지 (규칙 제 26조) 다.

<0201> 의 증가를 관찰할 수 있고, 데이터 비율뿐만 아니 라, L에 의존하는 것을 관찰할수 있다.

<0202> 하지만, T는 L의 파라미터에서 오목함수 (concave funct ion)이고, 이것은 ^ 의 최대 포인트를 위한 Z=Zopt에서 발생하는 스？의 제로-크로싱을 나타내고, ^ε=0' 으로 설정할 수 있다. 위의 단순한 알고리즘으로, rec-TRPC 수신기를 위한 DL 브 랜치의 최적의 수는 결정될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른추적 및 복조 방식의 블록도이다.

복조 및 추적에 있어서, 통신 단말의 실시간 실행 요구 및 제한된 메모리 공 간을 고려하여, 최대한 ori-TRPC 수신기와 동일한 rec-TRPC 수신기의 복조 방식을

38 대체용지 (규칙 제 26조) 설계할 수 있다. 도 11에 나타낸 것과같이 L 기준 브랜치의 출력은 길이 2Λ{¾ _η 의 동일한 쉬프트 레지스터에서 구성될 수 있고, 아것을 기준 브랜치 레지스터 Υ로 명 명할 수 있다. 우선, Υ는 TRPC 레지스터 X로서 동일한 콘텐츠를 가질 수 있고, TRPC신호 # 저장할 수 있다. 그러면 기준 브랜치 레지스터 Υ의 (2 -1) 7¾ 샘플로 오른쪽 쉬프팅됨으로써, L번째 기준 브랜치는 레지스터를 얻을 수 있고, X에 대웅 하여 곱해질 수 있다. 다른 기준 브랜치 L로부터 상관 값을 축적하기 위해， 하나 이상의 메모리 및 가산기가 필요하다. 순차 솔루션을 사용하고, 곱셈기 및 가산기 의 재사용을 카운팅함으로써 , 복조기의 전체 복잡도 및 추적은 표 1로 요약된다.도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802 , 15.3a(CMl and CM4)의 TRPC성능에서 N _f 의 영향을 나타내는 그래프이다.

<0205> 도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802. 15.3a(CMl and Qi4)의 TRPC 성능에서 의 영향을 나타내는 그래프이다.

<020δ>. Mt 는 TRPC 구조로부터 얻을 수 있는 파라미터 이다. 도 12 에서 , 에 대 한 상기 TRPC 시스템 성능은 802. 15.3a CM1 및 CM4 채널 모델을 통해 측정하였다. Mbps이 주어졌을 띠ᅵ, CM1에 대하여 및 CM4에 대하여 W=6 에서 최고의 성능을 각각 CM1 및 CM4에 대한 최적 Νί > /ορ 일 때, 노이즈 영향 때문에 또는 M < /opt 일때 모아진 작은 에너지 때문에 안 좋은 성

39 대체용지 (규칙 제 26조) 능을 야기할수 있다. 더 높은 SNR에서， CM1에 대항 성능은 N _t 가증가함에 따라 점 점 어 악화된다. 하지만, M _t 의 값에 의존하여 , 상기 tt에 대한성능은 상대적으로 플랫 (f lat)하게 남을 수 있다. 데이터 비율이 5 Mbps로 증가할 때, Λϊ>10에 대한 상기 CM1 및 CM4의 성능이 플¾( )해 진다.

<0207> 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 CM4 채널 모델에서 ori-TRPC AcR 및 rec-TRPC의 BEP를 나타내는 그래프이다.

<0208> 도 13에서 rec-TRPC AcR 에서 주어진 Mbps) 및

( =l2/ _pt =5;Ab=2 Mbps)에서 CM4에 대하여 관찰될 수 있고, 상기 성능 향상은 각 각 1 dB 및 2 dB 이다. Ab=2 Mbps에서, 추가적인 구현의 복잡성을 갖는 rec-TRPC에 의한 상기 성능 향상은, = 6을 갖는 ori-TRPC AcR에서 ( ½=12/ opt=5)를 갖는

2 dB의 전력 이득이 달성될 수 있다. 도 13은 또한, 시물레이션 결과에 비해 제안 된 세미 분석적 방법의 정확도를 나타낸디..

<0209> 이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및 /또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들 어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서， 콘트를러, ALU(arithmetic logic unit) , 디지털 신호 프로세서 (digi tal signal processor ) ,

40 대체용지 (규칙 제 26조) 마이크로컴퓨터， FPA(f ield programmable array) , PLU(programmable logic uni t ) , 마이크로프로세서, 또는 명령 (instruct ion)을 실행하고 웅답할 수 있는 다른 어떠 한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현 될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제 (OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한， 처리 장치는 소프트웨 어의 실행에 웅답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지 만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는， 처리 장치가 복수 개의 처리 요 소 (processing element) 및 /또는 복수유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알수 있다. 예를 들 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나 의 콘트를러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서 (paral lel processor)와 같 은, 다른 처리 구성 (processing conf iguration)도 가능하다.

<02io> 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램. (computer program) , 코드 (code) , 명 령 ( instruction) , 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대 로 동작하도특 처리 장치를 구성하거나 득립적으로 또는 결합적으로 (col lectively) 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 일시적 으로 구체화 (embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템

대체용지 (규칙 제 26조) 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 관독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그 램 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 있다ᅳ 상기 매체애 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하 여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사 용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 풀로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체 (magnetic media) , CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체 (optical media) , 플롭티컬 디스크 (f loptical disk)와 같은 자기一 광 매체 (magneto-opt ical media) , 및 름 (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 둥을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드 를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상 의 소프트웨어 모들로서 작동하도특구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지.이다.

【발명의 실시를 위한 형태】

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나， 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어， 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되

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대체용지 (규칙 제 26조) 거나 및 /또는 설명된 시스템， 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거 나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로， 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와균등한 것들도 후 술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

43 대체용지 (규칙 제 26조)