KR100738823B1

KR100738823B1 - 전송기용 변조 방법

Info

Publication number: KR100738823B1
Application number: KR1020000043300A
Authority: KR
Inventors: 크리스나무씨라제브; 리짜오동; 나라야나스와미샨칼; 러프마르커스; 비스와나탄하리쉬
Original assignee: 루센트 테크놀러지스 인크
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2007-07-13
Also published as: US6490270B1; CN1283004A; EP1073302B1; CA2313817A1; CN100452660C; BR0002917A; CA2313817C; AU4876600A; KR20010039761A; DE60014798D1; JP2001069189A; EP1073302A1; DE60014798T2

Abstract

무선 통신 시스템에서, 사용된 컨스텔레이션 매핑 방식은 타임-슬롯 단위마다, 즉, 타임 슬롯마다 변경될 수 있어서, 각 타임 슬롯의 심볼을 인코딩하는데 사용된 컨스텔레이션은 단일 프레임 내의 각 타임 슬롯과 다를 수 있고, 다른 연속적인 프레임들에서 특정 타임 슬롯과 다를 수 있다. 다시 말해, 몇몇 컨스텔레이션 매핑 방식이 사용 가능하고, 그 각각은 심볼마다 다른 수의 비트들을 전송하는 능력을 제공하고, 임의의 타임 슬롯에 사용된 특정 컨스텔레이션 매핑 방식이 그 타임 슬롯만을 위해 선택될 필요가 있다. 임의의 특정 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하는 능력은 현재 채널 품질에 의존한다. 타임 슬롯의 사용자 데이터를 위해 사용된 특정 컨스텔레이션 매핑은 타임 슬롯의 프리앰블에 나타날 수 있다. 이 때문에, 각 타임 슬롯은 a) 선험적으로 알려지고, b) 모든 타임 슬롯에 대해 동일할 수 있고, c) 타임 슬롯에서 사용자 데이터를 인코딩하는데 사용된 컨스텔레이션 매핑 방식과 다를 수 있는 컨스텔레이션 매핑 방식에 따라 매핑되는 그 자신의 프리앰블을 가질 수 있다. 수신기는 타임 슬롯의 프리앰블로부터 단독으로 각 타임 슬롯에 사용된 컨스텔레이션 매핑을 결정할 수 있다.

무선 통신 시스템, 컨스텔레이션 매핑 방식, 타임-슬롯, 인코딩, 프리엠블

Description

전송기용 변조 방법{Modulation method for transmitter}

도 1은 본 발명의 원리들에 따라 배열된 전형적인 조종 가능한 빔 TDMA 무선 통신 시스템을 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 나타낸 조종 가능한 빔 무선 통신 시스템에 사용하기 위한 전형적인 프레임 구조를 나타내는 도면.

도 3은 타임 슬롯의 페이로드 부분을 변조시키기 위해 사용된 변조 방식을 결정하고 수신된 트레이닝 시퀀스를 식별하기 위한 흐름도 형태의 전형적인 프로세서를 나타내는 도면.

도 4는 여러 가지 변조 방식이 타임 슬롯 단위마다 데이터를 변조시키는 데 이용할 수 있을 때 데이터를 전송하기 위해 송신기에 의해 사용된 전형적인 프로세스를 흐름도 형태로 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 조종 가능한 빔 무선 통신 시스템 101, 105: 기지국

103, 107: 원격 단말기 201: 프레임 구조

203: 타임 슬롯 205: 데이터 파트

본 발명은 무선 통신 시스템의 사용자들에게 사용가능한 데이터 속도를 할당하는 기술에 관한 것이며, 특히 고정된 무선 루프 또는 이른바 "무선 로컬 루프" 시스템들의 사용자들에게 유효 데이터 속도를 할당하는 것에 관한 것이다.

일반적인 선행 기술의 무선 시스템은 사용자마다 고정된 데이터 속도 할당을 사용한다. 일단 사용자에게 변조 방식, 즉, 사용자의 비트들을 심볼에 매핑하기 위한 컨스텔레이션(constellation)이 할당되면, 사용자의 데이터 속도는 사용자가 예를 들면 부가적인 1개 이상의 타임 슬롯들을 더 할당하지 않은 경우 고정된다. 그러한 시스템은 채널 품질의 개선이라는 장점을 취할 수 없고, 만일의 경우에 채널 품질 저하를 겪게 된다.

본 발명의 원리들에 따라, 사용된 컨스텔레이션 매핑 방식은 타임-슬롯 단위마다, 즉 타임 슬롯마다 변할 수 있으므로, 각각의 타임 슬롯의 심볼을 인코딩하기 위해 사용된 컨스텔레이션은 단일 프레임 내의 각각의 타임 슬롯에 대해 상이할 수 있고, 상이한 연속적인 프레임들에서 특정 타임 슬롯에 대해 상이할 수 있다. 다시 말해, 여러 가지 컨스텔레이션 매핑 방식들이 사용 가능하고, 그 각각이 심볼마다 다른 수의 비트를 전송할 능력을 제공하며, 임의의 타임 슬롯에 사용된 특정 컨스텔레이션 매핑 방식이 그 타임 슬롯만을 위해 선택될 필요가 있다. 임의의 특정 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하는 능력은 현재 채널 품질에 의존한다.

본 발명의 양태에 따라, 타임 슬롯의 사용자 데이터에 사용되는 특정 컨스텔레이션 매핑은 타임 슬롯의 프리앰블에 나타날 수 있다. 이 때문에, 각각의 타임 슬롯은 a) 선험적으로 알려지고, b) 모든 타임 슬롯들에 대해 동일할 수 있고, c) 타임 슬롯들에서 사용자 데이터를 인코딩하기 위해 사용된 컨스텔레이션 매핑 방식과 상이할 수 있는 컨스텔레이션 매핑 방식에 따라 매핑되는 그 자신의 프리앰블을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 수신기는 타임 슬롯의 프리앰블로부터 각각의 타임 슬롯에 사용된 컨스텔레이션 매핑을 결정할 수 있다.

유리하게도, 타임 슬롯 단위마다 사용된 컨스텔레이션 매핑 방식을 변화시키는 능력을 가짐으로써, 사용자의 데이터 속도는 현재 채널 상태 및 사용자의 명시된 QoS 하에 최대 처리율을 갖는 데이터 속도에 대응하여 신속히 변화될 수 있고, 즉, 증가하거나 또는 감소할 수 있다. 사용될 수 있는 컨스텔레이션 매핑 방식은 시간이 경과함에 따라 변화할 수 있는 채널 품질의 함수이기 때문에, 어떤 컨스텔레이션 매핑이 각각의 타임 슬롯에 사용하기 적절한지를 결정하는 채널 품질을 모니터해야 할 필요가 있다.

다음은 단순히 본 발명의 원리들을 예시한다. 따라서, 당업자들은 본 명세서에 명쾌하게 기술되거나 또는 도시되지 않더라도, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 정신 및 범위에 포함되는 여러 가지 배열을 고안할 수 있음을 인식해야 할 것이다. 더욱이, 본 명세서에서 인용된 모든 실시예 및 조건부 언어는 원칙적으로 본 발명의 원리 및 본 발명자(들)가 연구에 경주하여 기여한 개념을 이해하는 데 있어서 독자를 도울 교수적인 목적으로만 의도되고, 그러한 구체적으로 인용된 실시예 및 조건들에 대한 어떠한 제한 없이 해석되도록 의도된다. 더욱이, 본 명세서에서 본 발명의 원리, 국면 및 실시예들을 인용한 모든 설명 뿐만 아니라 그의 특정 실시예들은 그의 구조적 등가물 및 기능적 등가물 모두를 포함하도록 의도된다. 또한, 그러한 등가물은 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하는 현재 알려진 등가물 뿐만 아니라 미래에 개발된 등가물, 즉, 개발된 임의의 소자 모두를 포함하도록 의도된다.

따라서, 예를 들면 본 명세서에서 블록도는 본 발명의 원리를 구현하는 예시적인 회로의 개념도를 나타내는 것을 당업자라면 인식할 것이다. 마찬가지로, 임의의 흐름도, 흐름도들, 상태 천이도, 의사코드 등은 컴퓨터 판독 가능한 매체에서 실질적으로 나타낼 수 있고 따라서 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 여러 가지 프로세스를 나타내고, 그러한 컴퓨터 또는 프로세서가 명쾌하게 도시되는지 여부를 나타내는 것을 인식해야 할 것이다.

"프로세서"로 라벨링된 기능 블록을 포함하여 도면에 나타낸 여러 가지 소자들의 기능은 전용 하드웨어 뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 연관된 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 사용함으로써 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 그 기능은 단일의 전용 프로세서에 의해서, 또는 단일의 공유된 프로세서에 의해서, 또는 복수개의 개개의 프로세서에 의해서 제공될 수 있고, 그중 일부는 공유될 수 있다. 더욱이, "프로세서" 또는 "제어기"라는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 배타적으로 의미하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 제한 없이 디지털 단일 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 기억하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 비휘발성 기억 장치를 명확하게 포함할 수 있다. 종래의 및/또는 통상적인 기타 하드웨어 역시 포함될 수 있다. 마찬가지로, 도면에 나타낸 임의의 스위치들은 단순히 개념적이다. 이들의 기능은 프로그램 로직의 운영을 통해서, 전용 로직을 통해서, 프로그램 제어와 전용 로직의 상호작용을 통해서 또는 심지어 수동으로 문맥에서 보다 구체적으로 이해되는 구현자에 의해 선택될 수 있는 특정 기술에 의해 수행될 수 있다.

특허 청구의 범위에 있어서 특정 기능을 수행하는 수단으로서 표현된 임의의 소자는 예를 들면 a) 그러한 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 b) 그 기능을 수행하기 위해 그 소프트웨어를 실행시키는 적절한 회로와 조합된, 펌웨어, 마이크로코드 등을 포함하는 임의의 형태의 소프트웨어를 포함하여 그 기능을 수행하는 임의의 방식으로 포함하도록 의도된다. 그러한 특허 청구의 범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명은 여러 가지 재인용된 수단에 의해 제공된 기능성이 특허 청구의 범위가 요청하는 방식으로 함께 조합되고 초래된다는 사실에 귀속한다. 따라서 출원인은 그러한 기능성을 제공할 수 있는 임의의 수단을 본 명세서에 나타낸 것들과 등가물로 간주한다.

본 명세서에 사용된 바와 같이 채널 품질은 다중 경로 등의 채널 특성; 동일하거나 또는 다른 시스템의 다른 무선 소스뿐만 아니라 우주 소스 등의 기타 소스로부터의 간섭; 및 수신기 자신의 열적 잡음 등의 잡음으로부터 영향을 받을 수 있음에 주의해야 한다.

본 명세서에서 언급된 "사용자"는 구현자에 따라 특정 개인, 특정 단말기 또는 그의 특정 용도 또는 실증을 반영할 수 있다. 당업계의 통상의 기술을 가진 자라면 "사용자"를 위한 이들 의미중 임의의 것 및 그러한 의미의 임의의 조합에 대해서조차 수용하는 시스템을 본 명세서의 설명으로부터 용이하게 고안할 것이다.

도 1은 본 발명의 원리에 따라 배열된 전형적인 조종 가능한 빔 TDMA 무선 통신 시스템(100)을 나타낸다. 무선 통신 시스템(100)은 원격 단말기(103-1 내지 103-N), 총괄하여 원격 단말기(103)를 서빙하는 기지국 안테나(101) 및 원격 단말기(107-1 내지 107-N), 총괄하여 원격 단말기(107)를 서빙하는 기지국 안테나(105)를 포함한다. 원격 단말기와 특정 기지국 쌍은 원격 단말기-기지국 쌍에 대해 달성될 수 있는 최상의 신호 전력 및 최소 간섭에 기초하여 구현자에 의해 결정된다.

조종 가능한 빔 무선 통신 시스템(100)에서, 원격 단말기 위치에서 형성된 빔 패턴은 임의의 폭을 가질 수 있다. 빔의 특정 폭은 안테나 디자인의 방향성의 함수이고, 종종 그것은 넓은 빔이다. 전형적으로 동일한 빔 패턴은 송신 및 수신 모두를 위해 사용된다. 예를 들면, 30˚ 각도를 갖는 원격 단말기 위치에서 안테나는 본 발명의 일 실시예에 사용되고 있지만, 임의의 다른 각도도 사용될 수 있다.

기지국은 그 상황에 의존하여 넓은 빔 또는 좁은 빔 상으로 청취 및 전송하도록 실질적으로 임의의 폭의 빔 패턴들을 제어 가능하게 형성하는 능력을 갖는다. 초기에, 예를 들면 콜 셋업 동안, 기지국과 원격 단말기 간의 통신은 넓은 빔을 사용하는 기지국을 가짐으로써 수행된다. 그러나, 일단 통신 채널이 기지국과 원격 채널 사이에 확립되면, 즉, 이른바 "트래픽" 채널이 확립되면, 기지국은 전형적으로 좁은 빔을 사용한다. 좁은 빔을 사용할 때, 기지국은 이 기지국과 원격 단말기 사이에 발생해야 하는 통신 시점에서 원격 단말기의 방향의 빔으로 지향된다. 통신은 기지국과 원격 단말기 사이에 쌍방향으로 동시에 이루어질 수 있고, 예를 들면 하나의 주파수는 제 2 주파수가 원격 단말기로부터 기지국으로 전송되기 위해 사용되는 동안 기지국으로부터 원격 단말기로의 전송을 위해 사용된다.

도 1의 조종 가능한 빔 무선 통신 시스템(100)은 시 분할 다중 액세스(TDMA) 시스템이다. 그러한 시스템은 타임 슬롯이 내부에 존재하는 각각의 프레임 내에서 반복 프레임 구조를 사용한다. 도 2는 조종 가능한 빔 무선 통신 시스템(100)에 사용하기 위한 전형적인 프레임 구조(201)를 나타낸다. 프레임 구조(201)는 2.5ms 길이이고, 타임 슬롯 203-1 내지 203-64를 포함하여 64개의 타임 슬롯(203) 내에 포함된다. 각각의 타임 슬롯(203)은 데이터 파트(DP)(205) 및 가드 인터벌(G:guard interval) 파트(207)를 포함한다. 예를 들면, 각각의 타임 슬롯(203)은 2.5/64 ms이고, 이는 39.0625㎲이다. 각각의 가드 인터벌(207)은 2㎲로서 각각의 데이터 파트(205)는 37.0625㎲가 되게 된다. 동일한 프레임 구조가 원격 단말기로부터 기지국에 이르기까지 업링크 및 기지국으로부터 원격 단말기에 이르기까지 다운링크 모두에 대해 사용된다.

특히, 각각의 타임 슬롯(203)은 심볼들로 분할되고, 심볼들의 수는 대역폭 및 타임 슬롯 기간에 기초하여 구현자에 의해 결정된다. 예를 들면, 상기 주지한 바와 같이 2㎲의 가드 인터벌을 갖는 39.0625㎲ 타임 슬롯 기간은 37.0625㎲의 데이터 파트를 남긴다. 채널 대역폭이 5MHz이고, 유용한 대역폭이 3.9936MHz인 경우, 각각의 길이가 대략적으로 250.04ns인 148개의 심볼들이 존재한다.

심볼당 비트수, 즉, 컨스텔레이션 크기는 각각의 타임 슬롯으로 전송되는 비트들의 수를 결정한다. 본 발명의 양태에 따라, 심볼당 비트 수는 사용자의 데이터 스트림 내의 타임 슬롯에 배치되어야 할 데이터의 위치와 무관하게, 즉, 타임 슬롯 크기 단위로 전송하기 위해 사용자 데이터를 무선 링크 패킷들로 분할하는 세그먼트화 알고리즘의 상태와 무관하게 타임 슬롯 단위마다 변화될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 5가지 상이한 변조 방식들, 즉, a) 직각 위상 이동 키잉(QPSK: quadrature phase shift keying), b) 8-어레이 위상 시프트 키잉(8-PSK: 8-ary phase shift keying), c) 16 직각 진폭 변조(16-QAM: 16-quadrature amplitude modulation), d) 32 직각 진폭 변조(32-QAM: 32-quadrature amplitude modulation), e) 64 직각 진폭 변조(64-QAM: 64-quadrature amplitude modulation)가 사용될 수 있다. 148 심볼을 갖는 타임 슬롯에 대해, 이들 변조 방식들은 a) 296, b) 444, c) 592, d) 740 및 e) 888 로우 비트들(raw bit)로 각각 송신을 인에이블시킨다. 타임 슬롯의 사용자 데이터로 사용가능한 실제 비트는 트레이닝 시퀀스들, 헤더들, 에러 검출 및(또는) 정정 코드들 등을 위한 로우 비트의 사용으로 인해 로우 비트의 수보다 종종 적을 것임에 주의하자.

본 발명의 양태에 따라, 사용된 컨스텔레이션 매핑 방식은 타임 슬롯 단위마다 변화될 수 있다. 유리하게도, 타임 슬롯마다 사용한 컨스텔레이션 매핑 방식 및 사용자에 의해 사용된 타임 슬롯들의 수를 변화시킴으로써 사용자의 데이터 속도는 신속하게 변화될 수 있고, 즉, 증가되거나 또는 감소될 수 있다.

사용된 변조 방식을 단순히 변화시키는 것이 용이하다 하더라도, 수신기가 그러한 변화에 적절히 응답할 수 있는 방식으로 그와 같이 행동하는 것은 어렵다. 따라서, 본 발명의 원리들에 따라, 1개 이상의 특정 트레이닝 시퀀스들은 타임 슬롯의 나머지에 사용된 변조의 유형을 식별하는 데 사용하고, 타이밍 회복, 반송파 회복 및 채널 균등화와 같은 종래의 트레이닝 기능을 고품질 양식으로 수행하는 데 사용하기 위해 각각의 타임 슬롯의 프리앰블에 혼입된다(incorporate). 본 발명의 양태에 따라, 특정 트레이닝 시퀀스가 수신되는 것을 식별하기 위해 수신기에서 상관이 사용된다.

본 발명의 일 실시예에서, 트레이닝 시퀀스들은 모두 2진 위상 시프트 키잉(BPSK: binary phase shift keying) 변조 방식, 특히 가장 간단한 알려진 변조 방식들 중의 하나를 사용하여 변조된다. 그러한 단순한 방식은 적절히 수신되는 정보 등을 최대화하도록 사용된다. 더욱이, 양호한 성능을 얻기 위해 트레이닝 시퀀스의 길이는 사용된 변조 방식의 함수로서 변화하기 때문에, 초기 결정은 사용된 변조 방식이 QPSK 또는 다른 변조 방식들 중의 하나인지 여부에 관하여 제 1의 수의 심볼, 예를 들면 13개를 사용하여 수행된다.

QPSK가 검출되는 경우, 초기 결정을 위해 사용된 것 이상의 심볼이 사용될 필요가 없고, 따라서 그들 심볼들은 QPSK 변조된 타임 슬롯에서 추가의 페이로드를 수행하기 위해 남겨진다. 이는 QPSK가 전형적인 실시예에 사용된 상기 열거된 변조 방식들 중 최소 출력을 갖기 때문에 유리하다. 또한, 초기에 QPSK 및 기타 변조 방식들로 분할함으로써, 상관 결과들은 각각의 변조 방식을 초기에 개별적으로 검출할 필요성이 있는 경우보다 정확해지기 쉽다.

QPSK가 수신기에서 상관기에 의해 검출되는 경우, 타임 슬롯의 나머지는 QPSK 복조를 사용하여 보조된다. 또한, 일단 QPSK에 대한 특정 트레이닝 시퀀스가 인식되면, 트레이닝 시퀀스를 구성하는 샘플들은 트레이닝 시퀀스의 값이 현재 알려져 있음에 따라 통상의 트레이닝을 위해 사용될 수 있다.

QPSK가 수신기의 상관기에 의해 검출되지 않는 경우, 사용된 변조 방식은 분명히 다른 변조 방식들 중의 하나이다. 또한, 타이밍 시퀀스는 QPSK 이외의 변조 방식이 사용되는 것을 지시하는 심볼들의 시퀀스인 것으로 인식된다. 일단 이러한 특정 트레이닝 시퀀스가 인식되면, 이러한 "다른" 트레이닝 시퀀스를 구성하는 샘플은 트레이닝 시퀀스의 값이 현재 알려져 있음에 따라 통상의 트레이닝을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 트레이닝은 제 1 트레이닝 시퀀스 후 동일한 타임 슬롯 내에 전송되고, QPSK 이외의 특정 변조 방식이 사용되는 것을 식별하는 제 2 트레이닝 시퀀스가 결정될 때까지 연기된다. 이 때문에, 일단 "다른" 트레이닝 시퀀스가 인식되면 제 2 트레이닝 시퀀스를 구성하는 타임 슬롯 내의 제 2 위치에서 심볼들이 1개 이상의 각각의 트레이닝 시퀀스 세트에 대한 상관을 사용하여 비교되고, 타임 슬롯의 변조 방식을 각각 식별하는 세트의 각각의 부재는 8-PSK, 16-QAM, 32-QAM 또는 64-QAM 중의 하나이다. 제 2 트레이닝 시퀀스가 발견되어야 하는 타임 슬롯 내의 제 2 위치에서 심볼들과 가장 크게 상관되는 알려진 트레이닝 시퀀스 중의 하나에 대응하는 변조 방식은 타임 슬롯의 나머지를 복조시키는 데 사용하기 위해 사용된 변조 방식인 것으로 결정된다. 더욱이, 일단 특정 트레이닝 시퀀스가 인식되면, 이 트레이닝 시퀀스를 구성하는 샘플 및 원시 "나머지" 트레이닝 시퀀스를 구성하는 샘플은 전체 트레이닝 시퀀스의 값이 현재 알려져 있음에 따라 통상의 트레이닝을 위해 사용될 수 있다.

도 3은 타임 슬롯의 페이로드 부분을 변조시키기 위해 사용된 변조 방식을 수신기에서 결정하기 위한 흐름도 형태의 전형적인 프로세서를 나타낸다. 프로세스는 새로운 타임 슬롯이 공기 간섭을 통해 수신될 때 단계(301)에서 시작된다. 다음으로, 단계(303)에서, 트레이닝 시퀀스가 기대되는 위치에서 제 1의 N1개의 심볼들은 2가지 가능한 트레이닝 시퀀스 P1 및 P2와 상관된다. 예를 들면, P1 및 P2는 각각 13개의 심볼일 수 있고, P1은 타임 슬롯 페이로드가 QPSK 변조되는 것을 나타내는 한편, P2는 QPSK 이외의 일부 변조 방식이 타임 슬롯 페이로드에 대해 사용되는 것을 지시한다. 조건부 분기점(305)은 단계(303)에서 수행된 상관 결과가 P1에 대응하는 출력이 P2에 대응하는 출력보다 더 큰 경우를 결정하기 위해 시험한다. 단계(305)에서 시험 결과가 수신된 트레이닝 시퀀스가 QPSK에 대한 것임을 나타내는 예인 경우, 제어는 단계(307)로 패스되고, 패킷은 QPSK를 사용하여 변조된 경우와 같이 처리된다. 이 때문에, 트레이닝은 QPSK 트레이닝 시퀀스를 사용하여 수행되고 데이터 복조는 QPSK 데이터에 대해 수행된다. 이어서, 처리는 단계(327)에서 나간다.

단계(307)에서 시험 결과가 타임 슬롯이 QPSK 변조되지 않음을 나타내는 아니오인 경우, 제 2 트레이닝 시퀀스에 대응하게 되는 다음 N2개의 심볼들이 8-PSK, 16QAM, 32-QAM 또는 64-QAM에 대응하는 트레이닝 시퀀스 P3, P4, P5 및 P6에 대항하는 시퀀스로서 상관되는 단계(309)로 제어가 패스된다. 조건부 분기점(311)은 P3과 N2개의 심볼들을 상관시킨 상관기의 출력이 가장 큰 출력을 생산한 경우를 결정하기 위해 시험한다. 단계(311)에서 시험 결과가 예인 경우, 제어는 단계(313)로 패스하고, 패킷은 그것이 8-PSK를 사용하여 변조된 경우와 마찬가지로 처리된다. 이 때문에, 트레이닝은 8-PSK 트레이닝 시퀀스 P3과 조합하여 P2에 대응하는 N1개의 심볼들을 사용하여 수행되고, 데이터 복조는 8-PSK 데이터에 대해 수행된다. 이어서, 처리는 단계(327)로 나간다.

단계(311)에서 시험 결과가 아니오인 경우, 제어는 조건부 분기점(315)으로 패스되어 P4와 N2개의 심볼들을 상관시킨 상관기의 출력이 가장 큰 출력을 생산한 경우를 결정하기 위해 시험한다. 단계(315)에서 시험 결과가 예인 경우, 제어는 단계(317)로 패스되고, 패킷은 그것이 16-QAM을 사용하여 변조된 경우와 마찬가지로 처리된다. 이 때문에, 트레이닝은 16-QAM 트레이닝 시퀀스 P4와 조합된 P2에 대응하는 N1개의 심볼을 사용하여 수행되고, 데이터 복조는 16-QAM 데이터에 대해 수행된다. 이어서, 처리는 단계(327)에서 나간다.

단계(315)에서 시험 결과가 아니오인 경우, 제어는 조건부 분기점(319)으로 패스되어, P5와 N2개의 심볼들을 상관시킨 상관기의 출력이 가장 큰 출력을 생산한 경우를 결정하기 위해 시험한다. 단계(319)에서 시험 결과가 예인 경우, 제어는 단계(321)로 패스되고, 패킷은 그것이 32-QAM을 사용하여 변조된 경우와 마찬가지로 처리된다. 이 때문에, 트레이닝은 32-QAM 트레이닝 시퀀스 P5와 조합된 P2에 대응하는 N1개의 심볼을 사용하여 수행되고, 데이터 복조는 32-QAM 데이터에 대해 수행된다. 이어서, 처리는 단계(327)에서 나간다.

단계(319)에서 시험 결과가 아니오인 경우, 제어는 조건부 분기점(323)으로 패스되어, P6과 N2개의 심볼들을 상관시킨 상관기의 출력이 가장 큰 출력을 생산한 경우를 결정하기 위해 시험한다. 단계(323)에서 시험 결과가 예인 경우, 제어는 단계(325)로 패스되고, 패킷은 그것이 64-QAM을 사용하여 변조된 경우와 마찬가지로 처리된다. 이 때문에, 트레이닝은 64-QAM 트레이닝 시퀀스 P6과 조합된 P2에 대응하는 N1개의 심볼을 사용하여 수행되고, 데이터 복조는 64-QAM 데이터에 대해 수행된다. 이어서, 처리는 단계(327)에서 나간다.

본 발명의 양태에 따라, 단계(309)에서 상관을 수행할 때, 제 1의 N1개의 심볼과 P2를 상관시키고, 제 1의 N1개의 심볼 및 다음 N2개의 심볼들을 P3, P4, P5 및 P6 중 각각의 것과 상관시켜 조합된 결과를 단계(311, 315, 319 및 323)에서 사용하는 단위로서 취하는 것이 더욱 유리하다.

본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 요구되는 상관은 기저대로의 다운컨버전이 무선 링크로 반송되는 동상(I) 신호 및 직각(Q) 신호 모두에 대해 완료된 후에만 수행된다. I 및 Q 기저대 신호들은 디지털 도메인으로 변환되고, 새로운 디지털 값은 I 및 Q 각각에 대해 각각의 심볼 기간 동안 발생된다.

이어서, 예를 들면 P1, P2, P3 등에 대해, 예를 들면 코드워드 상관기를 사용하여 시험된 코드워드와 표시된 수의 심볼 I 및 Q 간의 상관이 수행된다. 이어서, 각 상관 출력이 제곱되고, 제곱의 합이 다음으로 부가된다. 생성된 합은 상관 결과를 요청하는 단계에서 사용된다.

도 4는 여러 가지 변조 방식이 단위 타임 슬롯에 기초하여 데이터를 변조시키는 데 이용할 수 있을 때 데이터를 전송하기 위해 송신기에 의해 사용된 전형적인 프로세스를 흐름도 형태로 나타낸다. 이 프로세스는 단계(401)에서 시작되고, 그 때 곧 나올 타임 슬롯에서 송신을 위한 데이터를 준비한다. 다음으로, 단계(403)에서, 채널 품질 파라미터가 얻어지고, 그로부터 단계(405)에서 이러한 타임 슬롯을 변조시키기 위해 사용될 변조 방식이 결정된다. 채널 품질의 변조 방식으로의 특정 매핑은 구현자의 자유 재량이고, 그것은 시스템 요건의 함수이다. 당업자라면 그러한 매핑을 개발할 수 있을 것이다.

이후, 단계(407)에서, 선택된 변조 방식에 대응하는 적절한 트레이닝 시퀀스는 타임 슬롯의 프리앰블에 배치된다. 선택된 변조 방식에 따라 변조될 때 타임 슬롯에 맞을 수 있는 데이터의 양은 단계(409)에서 얻어지고 단계(411)에서 변조된다. 이어서, 타임 슬롯은 단계(413)에서 전송되고 처리는 단계(415)에서 나간다.

당업자라면 그것이 그렇게 수행되는 것이 바람직하더라도, 단위 타임 슬롯에 기초하여 변조시킴을 변화시키는 것이 반드시 필요한 것은 아님을 인식할 것이다. 대신에, 변조 방식은 알려진 간격으로 변화될 수 있고, 필요한 분석은 변조 방식 변화가 허용될 때만 수행된다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, "프레임 구조"라는 용어의 제명은 때때로 수퍼프레임이라 칭해지는 관념을 포함하는 범위에서, 다른 작은 프레임들이 본 발명에 포함될 수 있더라도, 프레임은 알려진 규칙적으로 반복되는 타임 슬롯에 의해 바운드되는 것으로 규정된다. 더욱이, 프리앰블이라는 용어는 가장 통상적인 것으로서 타임 슬롯 내의 사용자 데이터 이전에 올 선택된 변조 방식의 식별을 제한하는 것으로서 검토되어야 하지만, 선택된 변조 방식의 식별이 타임 슬롯 내의 사용자 데이터 이후에 오는 상황을 포함할 수도 있다.

본 발명은 시스템의 사용자에게 유효 데이터 속도를 할당하고 채널 품질을 개선할 수 있다.

Claims

프레임들에 배열된 타임 슬롯들을 사용하는 시스템에서 사용자 데이터를 심볼들에 매핑하는 컨스텔레이션 매핑 방식(constellation mapping scheme)을 선택하는데 사용되는 방법에 있어서,

상기 타임 슬롯들 중 특정 슬롯에 사용 가능한 채널 품질을 결정하는 단계; 및

상기 결정된 채널 품질의 함수로서 전송된 사용자 데이터를 상기 타임 슬롯들 중 상기 특정 슬롯에 매핑하는데 사용되는 컨스텔레이션 매핑 방식을 선택하는 단계를 포함하고,

상기 타임 슬롯들 중 상기 특정 슬롯이 특정 사용자에게 할당되는 동안 상기 결정 단계 및 상기 선택 단계는 적어도 한 번 반복되고, 상기 선택 단계가 실행될 때마다 상기 타임 슬롯들 중 상기 특정 슬롯에 대해 상기 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식은 상기 타임 슬롯들 중 상기 특정 슬롯의 구현(instantiation)의 프리앰블로 식별되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 선택 단계의 제 1 실행 동안 선택된 제 1 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 전송을 위한 사용자 데이터를 상기 타임 슬롯들 중 적어도 하나에 매핑하는 단계; 및

상기 선택 단계의 제 2 실행 동안 선택된 제 2 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 전송을 위한 사용자 데이터를 상기 타임 슬롯들 중 적어도 다른 하나에 매핑하는 단계를 더 포함하는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 프리앰블내의 상기 식별은 상기 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식과 다른 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 매핑되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 프리앰블내의 상기 식별은 상기 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식과 동일한 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 매핑되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 프리앰블내의 상기 식별은 상기 타임 슬롯 모두 에 대해 동일한 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 매핑되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 프리앰블내의 상기 식별은 상기 사용자 데이터의 의도된 수신기에 선험적으로 알려진 컨스텔레이션 매핑 방식에 따라 매핑되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널을 모니터링하는 단계를 더 포함하고, 상기 모니터링의 결과들은 상기 채널 품질을 결정하기 위해서 상기 결정 단계에서 사용되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 품질을 결정하는 단계는 상기 채널의 특성들, 상기 채널 상에서 다른 소스에 의해 생긴 간섭 및 잡음으로 구성된 영향들의 그룹에서 적어도 하나의 영향의 함수인, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
사용자 데이터를 심볼들에 매핑하는 컨스텔레이션 매핑 방식을 선택하는데 사용되는 방법에 있어서,

사용되고 있는 프레임의 각 타임 슬롯에 대해 달성될 수 있는 채널 품질을 결정하는 단계; 및

사용되고 있는 프레임의 상기 각 타임 슬롯의 상기 결정된 채널 품질을 위해 사용되도록 결정된 컨스텔레이션 매핑 방식을 선택하는 단계를 포함하고,

상기 타임 슬롯들 각각에 대해 선택된 상기 컨스텔레이션 매핑 방식은 사용되고 있는 프레임의 상기 각 타임 슬롯의 프리앰블로 식별되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 결정 단계 및 상기 선택 단계는 각 프레임에 대해 수행되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 사용자 데이터를 매핑하는 단계를 더 포함하는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 프리앰블은 상기 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식과 다른 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 프리앰블은 상기 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식과 동일한 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
사용자 데이터를 심볼들에 매핑하는 컨스텔레이션 매핑 방식을 선택하는데 사용되는 방법에 있어서,

타임 슬롯들의 프레임에 사용되고 있는 각 타임 슬롯에 대해 달성될 수 있는 채널 품질을 결정하는 단계; 및

사용되고 있는 프레임의 상기 각 타임 슬롯의 상기 결정된 채널 품질의 함수로서 상기 각 타임 슬롯에 반송될 사용자 정보를 인코딩하는데 사용되는 컨스텔레이션 매핑 방식을 선택하는 단계를 포함하고,

상기 타임 슬롯들 각각에 대해 선택된 상기 컨스텔레이션 매핑 방식은 사용되고 있는 프레임의 상기 각 타임 슬롯의 프리앰블로 식별되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 선택 단계는 또한 상기 각 타임 슬롯의 각각의 사용자에 대한 서비스 품질의 함수인, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 선택 단계는 각각의 상기 타임 슬롯에 대해 최고 비트율을 생성하는 컨스텔레이션 매핑 방식을 선택하는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 선택 단계는, 상기 각 타임 슬롯들 중 상기 적어도 하나에 필요한 서비스의 품질을 적어도 만족하지만, 상기 각 타임 슬롯 중 상기 적어도 하나에 대해 상기 결정된 채널 품질을 주는 다른 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 달성될 수 있는 비트율보다 적은 비트율을 상기 각 타임 슬롯들 중 적어도 하나에 대해 생성하는 컨스텔레이션 매핑 방식을 상기 각 타임 슬롯들 중 상기 적어도 하나에 대해 선택하는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 방법.
프레임들에 배열된 타임 슬롯들을 사용하는 시스템에서 사용자 정보를 전송하는데 사용되는 방법에 있어서,

상기 타임 슬롯들 중 특정 슬롯에 이용 가능한 채널 품질을 결정하는 단계;

상기 결정된 채널 품질의 함수로서 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 상기 사용자 정보를 변조하는 단계;

상기 타임 슬롯들 중 상기 타임 슬롯의 프리앰블로 상기 컨스텔레이션 매핑 방식을 식별하는 단계;

상기 타임 슬롯들 중 상기 특정 슬롯이 동일한 특정 사용자에게 할당되는 동안 상기 결정 단계, 변조 단계 및 식별 단계를 적어도 한 번 반복하는 단계를 포함하는, 사용자 정보 전송 방법.
프레임들에 배열된 타임 슬롯들을 사용하는 시스템에서 사용자 데이터를 심볼들에 매핑하는 컨스텔레이션 매핑 방식을 선택하는데 사용되는 장치에 있어서,

타임 슬롯당 채널 품질 결정기; 및

상기 특정 타임 슬롯에 대해 상기 타임 슬롯당 채널 품질 결정기에 의해 결정된 품질의 함수로서 결정된 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 타임 슬롯에 대해 사용자 데이터를 변조하고, 사용된 상기 컨스텔레이션 매핑 방식의 지시를 상기 특정 타임 슬롯의 프리앰블에 배치하는 컨스텔레이션 매퍼를 포함하며,

타임 슬롯이 특정 사용자에게 할당된 채로 남아 있는 동안에도 상기 컨스텔레이션 매퍼는 상기 컨스텔레이션 매핑 방식을 변경하도록 적응되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 지시는 상기 사용자 데이터를 변조하는데 사용되는 상기 컨스텔레이션 매핑 방식과 다른 컨스텔레이션 매핑 방식에 의해 매핑되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 지시는 상기 사용자 데이터를 변조하는데 사용되는 상기 컨스텔레이션 매핑 방식과 동일한 컨스텔레이션 매핑 방식에 의해 매핑되는, 컨스텔레이션 매핑 방식 선택 장치.
프레임들에 배열된 타임 슬롯들을 사용하는 시스템에서 사용자 정보를 전송하는데 사용되는 장치에 있어서,

상기 타임 슬롯들 중 특정 슬롯에 이용 가능한 채널 품질을 결정하는 수단;

상기 결정된 채널 품질의 함수로서 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 사용자 정보를 변조하는 수단;

상기 변조 수단에 의해 사용된 상기 컨스텔레이션 매핑 방식을 상기 타임 슬롯들 중 상기 특정 슬롯의 구현의 프리앰블로 식별하는 수단을 포함하며,

상기 타임 슬롯들 중 상기 특정 슬롯이 동일한 특정 사용자에게 할당되는 동안 상기 결정 수단, 상기 변조 수단 및 상기 식별 수단은 그들 각각의 기능들을 적어도 2번 실행하는, 사용자 정보 전송 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 타임 슬롯들 중 상기 특정 슬롯이 상기 사용자에게 최초로 할당될 때 상기 결정 수단은 최초 채널 품질을 결정하는, 사용자 정보 전송 장치.
컨스텔레이션 매핑 방식을 사용하여 사용자 데이터를 심볼들에 매핑하는데 사용되는 컴퓨터 판독 가능 형태의 소프트웨어가 기록된 기록 매체에 있어서,

상기 소프트웨어는,

타임 슬롯들의 프레임에 사용되고 있는 각 타임 슬롯에 대해 달성될 수 있는 채널 품질을 결정하는 모듈;

사용되고 있는 프레임의 상기 각 타임 슬롯의 상기 결정된 채널 품질의 함수로서 상기 각 타임 슬롯에 반송될 사용자 정보를 인코딩하는데 사용되는 컨스텔레이션 매핑 방식을 선택하는 모듈; 및

상기 각 타임 슬롯에 반송된 상기 사용자 정보를 인코딩하는데 사용된 상기 선택된 컨스텔레이션 매핑 방식을 상기 각 타임 슬롯의 프리앰블로 식별하는 모듈을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 형태의 소프트웨어가 기록된 기록 매체.