일반기술

UWB수신회로설계기술

UWB 기술이란 통신의 기본인 주파수 영역에서 신호를 취급하는 것과는 달리 시간영역에서 신호를 취급함으로써 기존 무선통신기술의 한계를 극복하고 한정된 주파수 자원을 효율적으로 활용하는 차세대 무선통신방식이다. 또한 저전력, 초고속으로 정보를 전송하는 UWB 통신방식은 인간 중심의 디지털 환경 시스템을 구축하는데 적합한 기술이다. 전송된 UWB 데이터를 재생하기 위하여 Rake 수신기를 사용한다. Rake 수신기는 펄스정합필터(PMF)와 상호상관기(cross correlator), 최대비율결합기(MRC, maximum ratio combiner) 등으로 구성된다. 이 회로는 수신 펄스와 시간도약부호를 사용하여 다중경로신호를 반영한 Rake 수신기능을 수행한다. 또한 클록 타이밍을 맞춰주기 위한 동기회로가 필요하다.연속적인 정현파를 사용하는 기존의 무선통신 시스템과는 달리, UWB 무선통신 시스템은 송신단에서 1 nsec 이하의 극히 좁은 폭을 갖는 임펄스를 펄스위치변조(PPM) 등을 거쳐 무선으로 전송하고, 수신된 신호는 상관기 등을 이용하여 복조된다. 따라서 UWB 시스템은 수 GHz 대역에 걸쳐 매우 낮은 전력을 가진 초광대역 특성을 나타내고, 일반적으로 펄스열의 형태로 신호가 구성되기 때문에 시간 부호화에 의해 랜덤한 시간도약(time hopping)과 선스펙트럼의 억제가 가능하여 높은 비화성과 낮은 간섭특성을 갖는다. 또한 UWB 시스템은 높은 채널용량과 데이터 전송율을 나타내며, 다중경로에 대한 세밀한 분해가 용이하여 Rake 수신을 통해 성능 향상 및 정밀한 위치 추적이 가능하고, RF와 IF 단의 생략으로 인하여 하드웨어 구현 비용을 절감할 수 있다. 반면에, PPM과 시간도약 등을 위해 매우 정밀한 동기 획득이 요구되고, 초광대역 특성 때문에 안테나 설계가 복잡하다는 단점이 있다.