用于使用频率选择性基带来调制和解调的设备和方法

专利名称：用于使用频率选择性基带来调制和解调的设备和方法
技术领域：
本发明涉及使用频率选择性基带的调制和解调方法和设备，并更具体地， 涉及以下使用频率选择性基带的调制和解调方法和设备，该方法和设备能够
通过使用其中通过作为波导的人体传播的人体内(internal-human-body )传送 信号的功率大于人体外(external-human-body )辐射信号的功率的有限频带， 并排除其中集中了人体附近的噪声功率的DC到5MHz的频带，来减少数据 传送中的功耗并增加传送数据速率。
与本发明相关的该工作部分地受到MIC/IITA的IT R&D计划 [2006-S-072-02， Human-body Communication Controller SoC (人体通信控制器 SoC)]支持。
背景技术：
体的设备之间传送信号的技术。在人体通信技术中，到各种便携式设备(诸 如，个人数字助理(PDA)、便携式个人计算机、数字相机、MP3播放器、和 移动电话)的通信网络或到固定类型设备(诸如，打印机、TV、和入口系统) 的通信网络可以通过用户简单地接触所述设备来实现。
作为现有的人体通信方法，已经提出了使用有限通带的方法、使用利用 用户的唯一ID进行加扰的方法、使用信道编码的方法、使用交织的方法、使 用扩频的方法等。
在现有的人体通信方法中，需要使用具有用于大多数通信系统的中频fc 的通带，以便使用有限频带。因此，需要向模拟传送和接收级提供数模转换 器、模数转换器、和中心频率转换器等。相应地，现有的人体通信方法在低 功耗方面具有问题。
另外，最近，已经提出了使用用于增加处理增益的时域/频域扩频方案的 人体通信方法。然而，由于有限频带，所以人体通信方法在增加传送数据速 率和稳定数据通信效率方面具有问题。
5发明内容技术问题
本发明提供了在数字通信中(具体地，在人体通信中)使用频率选择性基带的调制和解调方法和设备，所述调制和解调方法和设备能够实现低功耗并增加传送数据速率。
技术方案
根据本发明的 一 方面，提供了 一种使用频率选择性基带的频率调制方法，
包括通过将用于频率扩展的2N ( N为实数)个扩频码划分为2M ( M<N,M为实数)个扩频码，来生成多个子组；在所生成的子组之中选择由用户选择的P ( P为实数)个子组；通过将M个数据比特输入到所选择的p个子组中的每一个、从而在每一子组的2M个扩频码之中选4奪一个扩频码，来荻取P个扩频码；以及在所获取的P个扩频码之中选择主导值，并且生成包括该主导值的传送数据。
在本发明的以上方面中，该频率调制方法还可以包括将从上层提供的串行数据转换为P*M比特并行数据，其中将M个并行数据比特输入到所选才奪的P个子组中的每一个。
另外，该频率调制方法还可以包括将从上层提供的串行数据转换为(P沐M+1)比特并行数据；以及通过对于从由所述子组中获取的P个扩频码中选择的主导值和(P+M+1)个比特中的一个比特来执行异或(X或)运算，而生成传送数据。
另外，在所述在所获取的P个扩频码之中选择主导值的步骤中，对于所获取的P个扩频码之中的两个扩频码的组来执行与(AND)运算，对于与运算的结果值执行或(OR)运算；以及从用于P个扩频码的或运算的结果值中仅选择最高有效位。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种使用频率选择性基带的频率解调方
M为实数)个扩频码，来生成多个子组；当从传送级传送调制后的数据时，从传送数据中获取帧同步和定时同步；在所述多个子组之中选择用于调制该传送数据的P个子组，并且利用帧同步和定时同步来同步所选^^子组的扩频码；计算P个子组的扩频码和传送数据之间的相关值，并且从所述子组中的每一个中检测为了调制而选择的一个扩频码；生成所述P个子组中的每一个
的所检测扩频码的M比特索引值，以获得M*P比特并行数据；以及将M*P 比特并行数据转换为串行数据。
在本发明的以上方面中，该频率解调方法还可以包括根据各个P个子 组生成的索引值的相关值来获取1比特数据；以及通过添加所获取的1比特 数据和从P个子组中获取的N^P个索引值来获得并行数据，并且将该并行数 据转换为串行数据。
根据本发明的又一方面，提供了一种使用频率选择性基带的频率调制设 备，包括多个子频率选择性扩频器，其每一个包括通过将用于频率扩展的 2N (N为实lt)个扩频码划分为2M (M<N， M为实数)个扩频石马、而生成 的多个子组之中的一个子组，当输入M个数据比特时，在对应子组的2M个 扩频码之中选择并输出一个扩频码；以及串并转换单元，用于将从上层提供 的串行数据转换为P*M比特并行数据，将M个数据比特输出到在所述多个 子频率选择性扩频器之中选择的P个子频率选择性扩频器中的每一个；主导 值选择单元，用于从由P个子频率选择性扩频器输出的P个扩频码中选择主 导值，并且生成包括该主导值的传送数据。
在本发明的以上方面中，该串并转换单元可以将从上层提供的串行数据 转换为(？*^4+1)比特并行数据，将M个数据比特输出到所选择的P个子频率 选择性扩频器中的每一个，并且与ptM个比特分开地输出一个比特。
另外，该频率调制设备还可以包括异或逻辑电路，用于对于由主导值 选择单元选择的主导值、和从串并转换单元单独输出的1比特来执行异或运 算，从而增加传送数据速率。
另外，该主导值选择单元可以对于所选择的P个扩频码之中的两个扩频 码的组来^l行与运算，对于与运算的结果值来执行或运算，并且从用于P个 扩频码的或运算的结果值中仅选择最高有效位。
根据本发明的又一 方面，提供了 一种使用频率选择性基带的频率解调设 备，包括正交码发生器，用于通过将用于频率扩展的2N (N为实数)个扩 频码划分为2M (M<N, M为实数)个扩频码，来生成多个子组，当从传送 级传送调制后的数据时，从传送数据中获取帧同步和定时同步，在所述多个 子组之中选择被确定用于调制传送数据的P个子组，以及利用所获取的帧同 步和定时同步来同步并输出P个子组的扩频码；多个子频率选择性解扩器，其每一个用于在从传送级接收调制后的传送数据的情况下，从正交码发生器
接收2M个扩频码，计算所提供的扩频码和传送数据之间的相关值，检测被
确定为为了调制传送数据而选择的一个扩频码，并且输出所检测的扩频码的
m比特索引值；以及并串转换单元，用于将从p个子频率选"^奪性解扩器输入 的并行数据的？*^1个索引值转换为串行数据，所述p个子频率选择性解扩器 被提供有来自正交码发生器的p个子组的扩频码。
在本发明的以上方面中，该频率解调设备还可以包括相关值确定单元， 被提供有从p个子频率选择性解扩器输出的索引值的相关值，并且根据所提 供的相关值来输出不同的1比特数据。
另外，在输入了从相关值确定单元输出的1比特数据、连同从子频率选 择性解扩器输出的p*m比特并行数据的情况下，该并串转换单元可以将通过 添加p*m个索引值和1比特数据而获得的并行数据转换为串行数据。
有益效果
根据本发明的使用频率选择性基带的调制和解调方法和设备，可能通过 在数字通信中使用串并转换、频率选择性基带传送、和有限数目的扩频码， 来增加整个系统的处理增益，并且增加传送数据速率。
以通过使用频率选择性基带传送方案来使得模拟传送和接收级的配置最小 化，使得可能减少整个数字通信系统的功耗。


图1是图示了用于人体通信的频率选择性基带、变频人体内辐射信号功 率、和人体外噪声功率之中的关系的曲线图。
图2是图示了根据本发明实施例的64个沃尔什(Walsh)码的子组的视图。
图3是图示了根据本发明实施例的频率选择性调制设备的配置的视图。 图4是图示了根据本发明另一实施例的频率选择性调制设备的配置的视图。
图5是图示了根据本发明实施例的子频率选择性扩频器的配置的视图。 图6是图示了根据本发明实施例的频率选择性解调设备的配置的视图。 图7是图示了根据本发明另一实施例的频率选择性解调设备的配置的视图。
图8是图示了根据本发明实施例的使用频率选择性基带的人体通信系统 的配置的视图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图来详细描述本发明的实施例，使得本领域的普通 技术人员可以容易地实现所述实施例。然而，在本发明实施例的#:作原理的 详细描述中，为了澄清本发明，将省略公知构造和操作的详细描述。
另外，在附图中，通过相同的附图标记来表示具有类似功能和操作的元件。
根据本发明的使用频率选择性基带的调制和解调方法和设备可适于数字 通信系统，具体地，人体通信系统。在下文中，为了描述方便，将举例说明 人体通信系统。
图1是图示了用于人体通信的频率选择性基带、变频人体内辐射信号功 率、和人体外噪声功率之中的关系的曲线图。
图1的曲线示了各种测量位置的感应(induce)到人体中的干扰信 号的测量结果。
如图l所示，在根据本发明实施例的人体通信中，5MHz到40MHz的频 带内的频率选择性基带排除了 DC到5MHz的频带和40MHz或更多的频带， 在所述DC到5MHz的频带中，最大噪声功率发生，而在40MHz或更多的频 带中，人体外辐射信号功率大于人体内传送信号功率。
在本发明中，频率选择性基带传送方案表示以下传送方案，其中模拟收 发机可以仅通过用于获得数据处理增益的所有扩频码或正交码之中的"具有 用户期望频带中的最佳频率特性的扩频码或正交码"，来在基带传送期间获得 所期望的频带和处理增益。
图1举例说明了使用扩频码用于频率选择的情况。作为示例，将64个沃 尔什码用作扩频码。利用最主导频率(dominant frequency)来顺序地且均匀 地分布通过将0到32MHz的频带除以64而获得的64个沃尔什码。将64个 沃尔什码划分为4个子组的沃尔什码。排除了使用具有最大噪声功率的DC 到5MHz频带的第一子组，并且选择使用其他频带的剩余3个子组，使得可 以执行使用期望频带的频率选择性基带传送。
9图2是图示了根据本发明实施例的64个沃尔什码的子组的视图。
如图2所示，将64个沃尔什码用于根据本发明实施例的扩频码。64个 沃尔什码可被划分为4个具有16个沃尔什码的子组。作为结果，子组0、子 组1、子组2、和子组3分别包括16个沃尔什码Wo到W15、 16个沃尔什码 W,6到W3, 、 16个沃尔什码W32到W47 、和16个沃尔什码W48到W63 。
另一方面，可以使用64个沃尔什码W。到W63以精确地将使用频带划分 为64个频带，使得可以顺序地将沃尔什码的最主导频率fd映射到所划分的 频带。
例如，在其中将包括整个沃尔什码的扩展频带假设为32MHz的情况下， 一个沃尔什码的最主导频率fd的间隔是0.5MHz ( =32MHz/64 )。因此，沃尔 什码W, 、 W48、和W63的最主导频率fd分别具有lMHz、 24.5MHz、和32MHz。
在图1所示的本发明实施例中，选择排除了子组O的子组l( W,6到W31 )、 子组2 ( W32到W47 )、和子组3 ( W48到W63 )，使得使用具有0到32MHz的 整个频带之中的8.5MHz到32MHz的频带中最主导频率fd的沃尔什码。
现在，将详细地描述使用前述沃尔什码和频率选择性基带传送方案的调 制和解调方法和设备。
在根据本发明实施例的使用频率选择性基带的调制和解调方法和设备 中，将64个沃尔什码用作扩频码，并且将图1所示的人体通信频带用作该频 带。另外，在图2所示的4个子组之中选"t奪排除了子组0的子组1 ( \￥16到
W31)、子组2 (Wm到W47)、和子组3 (W48到W63)，使得选择性地使用整
个64个沃尔什码之中的48个沃尔什码。
图3是图示了根据本发明实施例的频率选择性调制设备的配置的视图。 参考图3，频率选择性调制设备100包括串并转换单元(在下文中，
称为"S2P") 110、多个子频率选择性扩频器121到124、和主导值选择单元
130。
在频率选择性调制设备100中，S2P IIO将所输入的串行数据转换为12 比特并行数据，并且向每一个子频率选择性扩频器输出一组4比特的所转换
的并行数据。
作为示例，当以12Mbps的传送速率将要传送的数据的比特序列输入S2P 110时，S2P IIO将该比特序列转换为12比特并行数据bll到b0,并且以1Mbps
的传送速率来输出所转换的并行数据。
10另一方面，由于使用用于具有大噪声功率的频带的沃尔什码，所以不使
用子频率选择性扩频器0 ( 121 )。子频率选择性扩频器1 ( 122 )被输入有S2P110的输出之中的4比特M1到b8，并且在沃尔什码\￥16到\￥31之中选择一个沃尔什码，以按照64Mbps的传送速率来输出比特DOl。
子频率选择性扩频器2 123被输入有S2P 110的输出之中的4比特b7到b4，并且在沃尔什码Wm到W47之中选择一个沃尔什码，以按照64Mbps的传送速率来输出比特D02。子频率选择性扩频器3 124被输入有S2P 110的输出之中的4比特b3到b0，并且在沃尔什码W化到W63之中选择一个沃尔什码，以按照64Mbps的传送速率来输出比特D03 。
分别利用从子频率选择性扩频器122到124输出的3比特DOl、 D02、和D03来作为A、 B、和Ci (进位输入(Carry-in ))而输入该主导值选择单元130，并且通过使用以下等式1来计算Co (进位输出(Carry-out)),以作为对应的频率选择性调制设备100的最终输出。
Co = (A and B) or (B and Ci) or (Ci and A)
在等式1中，运算符"or"和"and"分别表示"或，，门和"与"门。因此，由于前述配置和操作，所以频率选择性调制设备ioo可以通过使用串并转换、频率选择性基带传送方案、和有限数目的扩频码，来增加传送
数据速率。
另一方面，为了进一步增加传送数据速率，在频率选择性调制设备100中，可以利用13比特(其中添加了 1比特)来构造S2P 110,并且可以生成通过对主导值选择单元130的输出值和所添加的1比特来执行异或运算而获得的值作为频率选择性调制设备100的最终输出值。
图4是图示了根据本发明另一实施例的频率选择性调制设备100的配置的视图。
如图4所示，根据本发明另一实施例的频率选择性调制设备100可以包括S2P 110、多个子频率选择性扩频器122到124、主导值选择单元130、和异或逻辑电路140。
在具有这种配置的频率选择性调制设备100中，以13Mbps的传送速率将串行数据比特序列输入S2P 110，并且S2P 110将该串行数据比特序列转换为13比特并行数据b12到b0,以按照1Mbps的传送速率来输出13比特并行数据。
另外，如图3所示，在频率选择性调制设备100中，不使用包括具有大噪声功率的频带中的沃尔什码的子组O，并且分别利用S2P110的输出之中的比特bll到b8、 b7到b4、和b3到b0来输入子频率选择性扩频器1、 2、 3(122到124)。因此，子频率选择性扩频器l、 2、和3(122到124)中的每一个分别选择在子组l、 2、和3中的每一个中包括的一个沃尔什码，以按照64Mbps的传送速率来输出比特DOl、 D02、和D03。
接下来，在频率选择性调制设备100中，将比特DOl、 D02、和D03作为输入值A、 B、和Ci而输入到主导值选择单元130，并且主导值选择单元130通过使用等式1来计算输出值Co，并且将该输出值Co输入到异或逻辑电^各140。
异或逻辑电路140对于主导值选^奪单元130的输出值Co和S2P110的输出b12来执行异或运算，以生成异或运算的结果值作为频率选择性调制设备100的最终输出值。
现在，将简要地描述在频率选择性调制设备100中包括的子频率选择性
扩频器。
图5是图示了根据本发明实施例的子频率选择性扩频器120的配置的视图。
参考图5,子频率选择性扩频器120包括利用64MHz时钟来驱动的6位计数器1200、用于使用2比特频率选择控制比特fsl和fs0、以及最低有效4个数据输入比特b3、 b2、 bl、和b0来进行灰度索引(gray index )的5个异或逻辑电路1201到1205、 6个与逻辑电路1206到1211、和用于对于与逻辑电路的输出来执行异或运算的异或逻辑电路1213。
将两个频率选择控制比特fsl和fs0设置为在所述子组之间不同。例如，分别将用于子组1 (W,6到W31)的子频率选择性扩频器1 ( 122)的两个频率选"t奪控制比特fsl和fs0设置为0和1。分别将用于子组2 ( Wn到W47)的子频率选择性扩频器2( 123 )的两个频率选择控制比特fsl和fs0设置为1和0。分别将用于子组3 (W48到W63)的子频率选择性扩频器3 (124)的两个频率选择控制比特fsl和fs0设置为1和1。
6个与逻辑电路1206到1211分别被输入6位计数器1200的输出C5到C0、频率选择控制比特之中的最高有效位fsl、和5个异或逻辑电路1201到1205的输出比特，并对它们执行与运算，以输出其与运算的结果值。
最终，子频率选择性扩频器120通过使用以下等式2来生成输出DOn,并且输出该输出DOn。[等式2]
DOn = (fsl and CO) xor [(fsl xor fs0) and CI] xor [(fs0 xor b3) and C2] xor[(b3 xor b2) and C3， xor [(b2 xor bl) and C4] xor [(bl xor b0) and C5]
图6是图示了根据本发明实施例的频率选择性解调设备200的配置的视图。
参考图6，频率选择性解调设备200可以包括正交码生成单元210、 3个子频率选择性解扩器221到223、和并串转换单元(在下文中，称为P2S)240。
在图6中，将频率选择性解调设备200的接收信号假设为以下接收信号，所述接收信号的帧同步和定时同步通过布置在其前级处的接收信号同步单元(未示出)来获取。
正交码生成单元210生成与所获取的帧同步和定时同步同步的48个沃尔什码，并且向子频率选择性解扩器221到223输出所述48个沃尔什码。具体
和3 ( 223 )输出子组1的沃尔什码W,6到W31、子组2的沃尔什码Wm到W47、和子组3的沃尔什码W48到W63。
以64Mbps的传送速率将同步后的接收信号输入子频率选择性解扩器221到223中的每一个，并且子频率选择性解扩器221到223中的每一个计算接收信号和从正交码生成单元210提供的沃尔什码之间的相关值。子频率选择性解扩器221到223中的每一个通过使用该相关值来检测用于调制的沃尔什码，并且以1Mbps的传送速率来输出所4企测的沃尔什码的4比特索引值。
现在，将详细地描述子频率选择性解扩器221到223。首先，子频率选择性解扩器i (221 )计算接收信号和从正交码生成单元210提供的16个沃尔什码W,6到W3,之间的相关值。子频率选择性解扩器l (221)通过使用该相关值来检测用于调制的沃尔什码(沃尔什码W,6到\￥31之一 )，并且以1Mbps的传送速率来输出4比特并行索引值bll到b8。
子频率选择性解扩器2 ( 222 )计算接收信号和从正交码生成单元210提供的16个沃尔什码\￥32到W47之间的相关值。子频率选择性解扩器2 (222 )
13通过使用该相关值来检测用于调制的沃尔什码(沃尔什码Wm到Ww之一 )，
并且输出4比特并行索引值b7到b4。子频率选择性解扩器3 (223 )计算接收信号和从正交码生成单元210提供的16个沃尔什码W"到\￥63之间的相关值。子频率选择性解扩器3 (223 )通过使用该相关值来检测用于调制的沃尔什码(沃尔什码W化到W63之一 )，并且输出4比特并行索引值b3到b0。
P2S 240被输入来自子频率选择性解扩器221到223的12比特bll到b0来输入，并且将所述12比特转换为具有12Mbps的传送速率的频率选择性解调设备200的1比特输出。
另外，频率选择性解调设备200可以执行与图4的频率选择性调制设备100对应的解调功能，以便进一 步增加传送数据速率。
图7是图示了根据本发明另一实施例的频率选择性解调设备200的配置的视图。
参考图7,根据本发明另一实施例的频率选择性解调设备200可以包括正交码生成单元210、 3个子频率选择性解扩器221到223、相关值确定单元230、和P2S240。
与图6类似地，在图7中，将频率选择性解调设备200的接收信号假设为以下接收信号，所述接收信号的帧同步和定时同步通过布置在其前级处的接收信号同步单元来获取。
正交码生成单元210生成根据所获取的帧同步和定时同步而同步的48个沃尔什码，并且分别向子频率选择性解扩器1 (221 )、 2 (222)、和3 (223 )输出子组1的沃尔什码W,6到W31、子组2的沃尔什码Wn到W47、和子组3的沃尔什码\￥48到W63。
以64Mbps的传送速率将同步后的接收信号输入子频率选择性解扩器221到223中的每一个，并且子频率选择性解扩器221到223中的每一个计算接收信号和从正交码生成单元210提供的沃尔什码之间的相关值。子频率选择性解扩器221到223中的每一个通过使用该相关值来检测用于调制的沃尔什码，并且以1 Mbps的传送速率来输出所检测的沃尔什码的4比特索引值。
子频率选择性解扩器1 ( 221 )、 2 ( 222 )、和3 ( 223 )分别计算接收信号和子组1、2、和3的沃尔什码之间的对应相关值。子频率选择性解扩器l( 221 )、2 ( 222 )、和3 ( 223 )分别通过使用对应相关值来检测用于调制的对应沃尔什码，并且以1Mbps的传送速率来输出4比特并行索引值Ml到b8、 b7到
14b4、和b3到b0。
子频率选择性解扩器221到223最终选择所述索引值，并且向相关值确 定单元230提供最终选择的索引值的相关值。
相关值确定单元230根据从子频率选择性解扩器221到223提供的相关 值，以1Mbps的传送速率，来向P2S 240输出比特b12。
例如，在其中在传送信道中不存在噪声发起的误差的情况下，如果在传 送级(也就是说，根据本发明另一实施例的频率选择性调制设备100)中比 特b12是0，则子频率选择性解扩器221到223的最终选择索引值的所有相 关值可以为16,并且剩余的索引值可以为32。如果在传送级处的比特bl2是 1,则子频率选择性解扩器221到223的最终选择索引值的所有相关值可以为 48，并且剩余的索引值可以为32。
因此，如果子频率选择性解扩器221到223提供了 16的相关值，则相关 值确定单无230向P2S240输出0的比特bl2。如果子频率选择性解扩器221 到223提供了 48的相关值，则相关值确定单元230向P2S 240输出1的比特 b12。
P2S 240将(从子频率选择性解扩器221到223和相关值确定单元230 输入的)并行数据b12到b0转换为具有13Mbps传送速率的1比特串行数据， 并且向对应频率选择性解调设备200输出该1比特串行数据作为最终值。
现在，将详细描述人体通信系统(也就是说，采用使用了频率选择性基 带的频率选择性调制和解调设备的数字通信系统)。
的配置的^L图。
参考图8，人体通信系统可以包括MAC处理单元10、物理层调制解调 器单元20、；漠拟处理单元30、信号电极40、和地电才及50。
在人体通信系统中，人体通信MAC处理单元10包括MAC传送处理 器11和MAC接收处理器12。人体通信MAC处理单元10向物理层调制解 调器单元20的传送单元21传递从上层接收的要传送的数据和数据信息(传 送速率、调制方案、用户ID、数据长度等)。另外，人体通信MAC处理单元 10向上层传递从物理层调制解调器单元20接收的数据和数据信息。
物理层调制解调器单元20包括传送单元21和接收单元22。传送单元21 主要包括前同步码/首标传送处理单元(2110、 2111、 2112、 2113)、数据传送
15处理单元(2114、 2115、 100)、和多^各复用器2116。
前同步码/首标传送处理单元(2110、 2111、 2112、 2113)具有对用于帧 同步的前同步码和首标信息进行扩频的功能。前同步码/首标传送处理单元 (2110、 2111、 2112、 2113)包括前同步码发生器2110、首标发生器2111、 HCS发生器2112、和扩频器2113。数据传送处理单元(2114、 2115、 100) 具有将(要经过人体通信传送的)数据扩频为具有用户期望频带中的最佳频 率特性的扩频码(也就是说，频率选择性扩频码)的功能。数据传送处理单 元(2114、 2115、 100)包括数据发生器2114、加扰器2115、和频率选择性 调制器100。
具体地，数据传送处理单元(2114、 2115、 100)的频率选择性调制器 100根据前述实施例的图3或4所示的配置和操作，使用串并转换、频率选 择性基带传送方案、和有限数目的扩频码，来将(由数据发生器2114和加扰 器2115加扰的)12Mbps或13Mbps的串行数据调制为传送数据。
多^各复用器2116对通过前同步码/首标传送处理单元(2110、 2111、 2112、 2113)的扩频而生成的前同步码和首标、以及从数据传送处理单元(2114、 2115、 IOO)输出的频率选择性调制后的数据进行多路复用，以传送数字信号。
相应地，可使得从传送单元21的多路复用器2116传送的数字信号适于 频率选择性调制器ioo的基带传送，使得可以通过传送/接收开关31和信号 电极40来将数字信号传送到人体中，而无需用于模拟传送处理的单独配置。 布置地电极50,以提供参考电压。
将模拟处理单元30划分为用于将传送单元21的数字信号传送到人体中 的部分(也就是说，传送/接收开关31和信号电极40)和用于从人体接收数 字信号并传递到物理层调制解调器单元20的接收单元22的部分(也就是说， 地电极50、传送/接收开关31、噪声滤波器32、放大器33、和时钟恢复/数据 重新定时单元(CDR) 34)。
在具有前述配置的模拟处理单元30中，通过传送/接收开关31和噪声滤 波器32来去除从人体内传送发起的(通过信号电极40输入的)接收信号的 噪声，放大器33将接收信号放大为具有期望信号幅度，并且时钟恢复/数据 重新定时单元34基于接收级的时钟来补偿接收信号的定时同步和频率偏移。
向物理层调制解调器单元20的接收单元22输出补偿了其定时同步和频 率偏移的接收信号。
16物理层调制解调器单元20的接收单元22主要包括解多路复用器2210、 首标接收处理单元(2211、 2212、 2213)、和数据接收处理单元(200、 2214、 2215 )。接收单元22还包括帧同步单元2216和公共控制信号生成单元2217, 以获取接收信号的帧同步，并生成用于物理层调制解调器单元的传送单元21 和接收单元22的公共控制信号。
在物理层调制解调器单元20中，解多路复用器2210具有从通过人体信 道而传送的数字信号中提取前同步码、首标、和数据的功能。首标接收处理 单元(2211、 2212、 2213)具有对所提取的首标进行解扩以恢复原始数据信 息的功能。首标接收处理单元(2211、 2212、 2213)包括解扩器2211、 HCS 测试器2212、和首标处理器2213。
数据接收处理单元(200、 2214、 2215)具有将所提取的数据解扩为具有 用户期望频带中的最佳频率特性的扩频码的功能。数据接收处理单元(200、 2214、 2215)包括频率选择性解调器200、解扰器2214、和数据处理器2215。
具体地，当通过解多路复用器2210来输入数据时，数据接收处理单元 (200、 2214、 2215)的频率选择性解调器200根据前述实施例的图6或7所 示的配置和操作，使用频率选择性基带和用于传送的扩频码来获取相关值， 并将最终选择的索引值解调为12Mbps或13Mbps的串行数据。
如上所述，根据本发明实施例的人体通信系统被提供有频率选择性调制 器和频率选择性解调器，以有效地组合数据的串并转换、频率选择性基带、 和有限数目的扩频码，使得可能增加整个系统的处理增益并增加数据传送速 率。
尽管已经参考本发明的示范实施例而具体示出并描述了本发明，但是本 领域的技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变，而不脱 离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。
具体地，虽然通过使用扩频码用于频率选择的实施例来描述本发明，但 是本发明不限于此。作为替换实施例，可以使用正交码用于频率选择。
权利要求
1.一种使用频率选择性基带的频率调制方法，包括通过将用于频率扩展的2N(N为实数)个扩频码划分为2M(M＜N，M为实数)个扩频码，来生成多个子组；在所生成的子组之中选择由用户选择的P(P为实数)个子组；通过将M个数据比特输入到所选择的p个子组中的每一个、从而在每一个子组的2M个扩频码之中选择一个扩频码，来获取P个扩频码；以及在所获取的P个扩频码之中选择主导值，并且生成包括该主导值的传送数据。
2. 根据权利要求1的频率调制方法，还包括将从上层提供的串行数据 转换为P*M比特并行数据，其中将M个并行数据比特输入到所选择的P个 子组中的每一个。
3. 根据权利要求1的频率调制方法，还包括 将从上层提供的串行数据转换为(P+M+1)比特并行数据；以及 通过对从由所述子组获取的P个扩频码中选择的主导值和(P+M+1)个比特中的一个比特执行异或运算，而生成传送数据。
4. 根据权利要求1的频率调制方法，其中，在所述在所获取的P个扩频 码之中选择主导值的步骤中，对所获取的P个扩频码之中的两个扩频码的组 执行与运算，对与运算的结果值执行或运算，并从用于P个扩频码的或运算 的结果值中仅选择最高有效位。
5. —种使用频率选择性基带的频率解调方法，包括 通过将用于频率扩展的2N (N为实it)个扩频码划分为2M (M<N， M为实数)个扩频码，来生成多个子组；当从传送级传送调制后的数据时，从传送数据中获取帧同步和定时同步；在所述多个子组之中选择用于调制传送数据的P个子组，并且利用所述 帧同步和定时同步来同步所选择的子组的扩频码；计算P个子组的扩频码和传送数据之间的相关值，并且从所述子组中的 每一个中检测为了调制而选择的 一个扩频码；生成所述P个子组中的每一个的所检测扩频码的M比特索引值，以获得 M*P比特并行数据；以及将M*P比特并行数据转换为串行数据。
6. 根据权利要求5的频率解调方法，还包括根据各个P个子组生成的索引值的相关值来获取1比特数据；以及通过添加所获取的1比特数据和从P个子组中获取的M+P个索引值来获得并行数据，并且将该并行数据转换为串行数据。
7. —种使用频率选择性基带的频率调制设备，包括多个子频率选择性扩频器，其每一个包括通过将用于频率扩展的2N (N为实数)个扩频码划分为2M (M<N， M为实数)个扩频码而生成的多个子组之中的一个子组，当输入M个数据比特时，所述子频率选择性扩频器中的每一个在对应子组的2M个扩频码之中选择并输出一个扩频码；串并转换单元，用于将从上层提供的串行数据转换为P*M比特并行数据，将M个数据比特输出到在所述多个子频率选择性扩频器之中选择的P个子频率选择性扩频器中的每一 个；主导值选择单元，用于从由P个子频率选择性扩频器输出的P个扩频码中选择主导值，并且生成包括该主导值的传送数据。
8. 根据权利要求7的频率调制设备，其中该串并转换单元将从上层提供的串行数据转换为(pfM+l)比特并行数据，将M个数据比特输出到所选择的P个子频率选择性扩频器中的每一个，并且与？*1^个比特分开地输出一个比特。
9. 根据权利要求8的频率调制设备，还包括异或逻辑电路，用于对由主导值选择单元选择的主导值、和从串并转换单元单独输出的1比特执行异或运算，从而增加传送数据速率。
10. 根据权利要求7的频率调制设备，其中该主导值选择单元对所选择的P个扩频码之中的两个扩频码的组执行与运算，对与运算的结果值执行或运算，并且从用于P个扩频码的或运算的结果值中仅选择最高有效位。
11. 一种使用频率选择性基带的频率解调设备，包括正交码发生器，用于通过将用于频率扩展的2N(N为实数)个扩频码划分为2M (M<N, M为实数)个扩频码，来生成多个子组，当从传送级传送调制后的数据时，从传送数据中获取帧同步和定时同步，在所述多个子组之中选择被确定用于调制传送数据的P个子组，以及利用所获取的帧同步和定时同步来同步并输出所述P个子组的扩频码；多个子频率选择性解扩器，其每一个用于在从传送级接收调制后的传送数据的情况下，从正交码发生器接收2M个扩频码，计算所提供的扩频码和 传送数据之间的相关值，检测被确定为为了调制传送数据而选择的一个扩频码，并且输出所检测的扩频码的M比特索引值；以及并串转换单元，其用于将从p个子频率选^r性解扩器输入的并行数据的P*M个索引值转换为串行数据，所述P个子频率选择性解扩器被提供有来自正交码发生器的p个子组的扩频码。
12. 根据权利要求11的频率解调设备，还包括相关值确定单元，被提 供有从P:个子频率选择性解扩器输出的索引值的相关值，并且根据所提供的 相关值来输出不同的1比特数据。
13. 根据权利要求12的频率解调设备，其中该并串转换单元在输入从相 关值确定单元输出的1比特数据、连同从子频率选择性解扩器输出的P*M比 特并行数据的情况下，将通过添加P+M个索引值和1比特数据而获得的并行 数据转换为串行数据。
全文摘要
提供了使用频率选择性基带的调制和解调方法和设备。该频率调制方法包括通过将用于频率扩展的2N(N为实数)个扩频码划分为2M(M＜N，M为实数)个扩频码，来生成多个子组；在所生成的子组之中选择P(P为实数)个子组；通过将M个数据比特输入到p个子组中的每一个、从而在每一子组的2M个扩频码之中选择1个扩频码，来获取P个扩频码；以及在所获取的P个扩频码之中选择主导值，以生成包括该主导值的传送数据。相应地，可能增加整个系统的处理增益，增加传送数据速率，并且减少系统的功耗。
文档编号H04L27/10GK101690059SQ200880022327
公开日2010年3月31日 申请日期2008年4月11日 优先权日2007年6月26日
发明者姜泰旭, 姜盛元, 朴基赫, 朴德根, 朴炯一, 林寅基, 沈载勋, 邢昌熙, 金圣恩, 金整范, 金景洙, 金真庆, 黄正焕 申请人:韩国电子通信研究院