[发明专利]用于产生混沌信号的装置和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2006年8月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2006-0076593号的优先权，其内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明设计涉及一种用于产生混沌信号的装置和方法，应用于使用通断键控(OOK)机制的超带宽(后文称为‘UWB’)通信。在该装置和方法中，数字型PN信号发生器稳定地产生混沌信号而不论工程是否改变。

背景技术

通常，UWB被称为频率带宽占有25％以上的中心频率或大于500MHz的频带。

当在时间轴观察UWB时，能够发现UWB具有非常小的信号宽度。因此，UWB可以防止由多个传播路径所带来的信号扩展或叠加，并且对于噪声干扰，具有很强的特性。因此，UWB广泛用于需要高速通信和精确距离计算的位置感知通信中。

对于作为使用UWB的通信系统而被广泛研究的系统，提供了一种混沌通信系统。混沌通信系统使用具有噪声特性的混沌信号。

一般，方波信号具有根据时间的规则相位。因此，当增加了具有逆相位的干扰信号时，信号可能会失真或偏移。然而，由于混沌信号具有类似噪声的非周期特性，所以混沌信号并不具有清晰的相位。因此，虽然增加了逆相位信号或近似干扰信号，但是不会出现干扰。

另外，由于混沌信号具有如上所述的非周期特性，所以混沌信号在与周期无关的宽频带范围内具有恒定幅度，当在频率轴上进行分析时，这意味着混沌信号具有很高的能量效率。

此外，混沌通信系统使用通断键控(OOK)机制，其中，使用调制解调器的连续信息包信息信号来直接调制在微波频带内的混沌信号。

图1是示出了使用混沌信号的OOK调制器的基本结构的框图。如图1所示，普通的OOK调制机制是，生成混沌信号来将脉冲施加至单刀双掷(SPDT)开关。在OOK调制机制中，将要传输的信息分成呈出脉冲的信息(‘1’)和不呈出脉冲的信息(‘0’)。另外，根据能量的存在和消失，接收被分为“1”和“0”。

因此，使用为直接调制机制的OOK机制的混沌通信系统具有几个峰值。从而，在调制解调器中并不分别需要诸如跳时等的编码机制，并且不需要诸如锁相回路(PLL)、混频器等用于中频转换的电路，这样就能够简单地实现发送和接收装置。

图2是用于产生混沌信号的传统装置的电路图。如图2所示，用于产生混沌信号的传统装置包括振荡器21、宽带混沌信号发生器22、放大器23、和带通滤波器24。

在图2的电路中，宽带混沌信号发生器22通过使用从振荡器21产生的信号来产生宽带混沌信号。放大器23放大所产生的混沌信号，并且带通滤波器24仅提取在3.1GHz到5.15GHz范围内的UWB信号。

图3是图2的仿真结果的曲线图，其中，在输出节点的电压波形被转换为频谱。

如图3所示，可以发现用于产生混沌信号的传统装置产生对应于该UWB的在3.1GHz到5.15GHz范围内的混沌信号。

然而，用于产生图2所示的混沌信号的传统装置对用于产生混沌信号的无源元件A的值和存在于用作振荡器21的晶体管的集电极和发射极中的寄生元件敏感。因此，装置难以产生稳定的混沌信号。

这就是说，当图2中所示的无源元件A的值随着工程的改变而改变到一定程度时，可能不会产生混沌信号。图4A至图4C是用于对此进行解释的曲线图，示出了当图2中所示的无源元件的值随着工程改变而改变时的仿真结果。

图4A示出了当图2中所示的无源元件A的电阻R随着工程的改变而改变10％时的仿真结果。图4B示出了当图2中所示的无源元件A的电感L随着工程的改变而改变10％时的仿真结果。图4C示出了当图2中所示的无源元件A的电容C随着工程的改变而改变10％时的仿真结果。

如图4A至图4C所示，当无源元件A的值随着工程改变而改变到一定程度时，用于生成混沌信号的传统装置不能产生3.1GHz到5.15GHz范围内的混沌信号。因此，不能稳定地产生混沌信号，这意味着装置对工程改变敏感。

发明内容

本发明的优点在于提供了一种用于产生混沌信号的装置和方法，其中，数字型PN信号发生器用于稳定地产生混沌信号而不论工程是否改变。

本发明的总发明构思的其它方面和优点将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地将通过描述而变得显而易见，或者可以通过总发明构思的实践而了解。