KR101354642B1 - 직교 전송 시스템의 직교 함수들을 동적으로 선택하는 방법및 장치 - Google Patents

직교 전송 시스템의 직교 함수들을 동적으로 선택하는 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인터리빙 방법(1) 및 데이터 심볼 주파수 인터리버(EF)에 관한 것이다. 데이터 심볼들은 멀티캐리어 송신기 장치(EM)의 직교 함수들을 사용하여 멀티플렉싱 및 변조 유닛의 NFFT개의 캐리어들의 세트의 캐리어들에 할당된다. 본 발명의 방법은 캐리어 세트로부터 데이터 심볼들을 전송하기 위해 사용되는 캐리어들을 시변 방식으로 선택하고, 선택된 캐리어들 및 제로 캐리어들로 구성된 캐리어들의 블록을 동적으로 인터리빙하는 것에 있다.

Description

직교 전송 시스템의 직교 함수들을 동적으로 선택하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DYNAMICALLY SELECTING ORTHOGONAL FUNCTIONS OF AN ORTHOGONAL TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명은 통신 분야에 관한 것이다. 이 분야에서, 본 발명은 보다 상세하게 소위 디지털 통신에 관한 것이다. 디지털 통신은 특히 무선 통신을 포함하나, 또한 유선에 의한 통신들 또한 포함한다. 통신 전송 매체는 통상적으로 전송 또는 전파 채널로서 언급되고, 본래 무선 채널에 관한 것이고, 확장하여 임의의 채널에 관한 것이다.
본 발명은 전송 시스템에서 유용한 정보를 전송하기 위하여 사용된 다수의 함수들로부터 함수들을 선택하는 방법과 결합된 인터리빙 기술들을 관한 것이고, 여기서, 유용한 정보는 소위 직교 함수들에 기초하여 추정된다. 외부 기준에 기초하여 하나 이상의 함수를 선택하는 것은 선택에 의해 다이버시티(diversity)를 획득하는 기술에 대한 확장으로서 고려될 수 있다. 보통 구현되는 다이버시티 기술들은 전송되어야 할 정보를 복사하는 것으로부터 진행되고, 그 다음, 성능 개선을 유도하는 외부 기준에 따라 수신된 신호들 중 하나를 선택하는 것이 수반된다. 본 방법은 전송을 위하여 정보를 복사하지 않으나, 신호가 전송될 신호의 수치(dimension)보다 더 큰 수치의 직교 함수들에 기초하여 분해될 때 데이터를 전달하기에 적절한 함수들의 우선 선택을 한다. 신호는 정보를 운반하는 성분들 및 정보를 운반하지 않는 성분들로 구성된다. 주파수 선택 전송 채널을 조건으로 하는 시스템에서, 선택은 데이터를 운반하기에 너무 잡음이 많은 함수들을 사용하지 않는 것에 존재한다. 본 방법은 잡음 감소를 유도하거나 또는 수신되는 함수들 중 하나에 영향을 주는 간섭 신호를 제거한다.
본 발명은 특히 다수의 직교 캐리어들을 갖는 임의 타입의 전송 시스템에 적용되고, 상기 직교 캐리어들에 대하여 데이터 심볼들의 형태로 투입된 정보(직교 진폭 변조(QAM), 4위상 편이 변조(QPSK) 등이 된 셀들)가 수치 NFFT의 전송 시스템의 순간 대역폭의 주파수 재분할에 대응하는 NFFT 개의 서브캐리어들로부터 나온 Npm 개의 직교 서브캐리어들 상에서 멀티플렉싱된다. 여러 서브캐리어들 상에서 데이터 심볼 멀티플렉싱을 수행하는 모듈은 OFDM 멀티플렉스(직교 주파수 분할 멀티플렉싱 모듈(orthogonal frequency division multiplexing module))로서 언급된다. 이것은 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 시스템의 통과대역 내에 분배한다. 파일럿 심볼들은 수신기에 알려진, 그리고 전송 매체를 추정(estimate)하기 위해 또는 주파수 도메인에서의 동기화를 획득하기 위해 사용되는 값들을 갖는다. 널 보호 캐리어(null guard carrier)들은 선택적으로 스펙트럼의 에지들에 배치되고, 또한 중심 캐리어(central carrier) 상에 배치된다. 심볼들을 변조하는 NFFT 개의 서브캐리어들을 합산한 것으로부터 나오는 OFDM 멀티플렉스로부터의 출력은 보호구간(guard interval) 없이 시변 OFDM 신호를 구성한다. 그것은 크기 NFFT의 간접 푸리에 변환(indirect Fourier transform; IFT)을 OFDM 멀티플렉스에 적용함으로써 획득된다. OFDM 변조기는 OFDM 멀티플렉스, NFFT개의 변조된 심볼들을 합산하는 동작, 및 OFDM 멀티플렉스로부터 출력의 끝을 복사하는 것에 대응하여 보호구간을 삽입하는 것을 포함한다. 유사하게, 직교 함수에 의해 전송된 심볼들을 멀티플렉싱하고 변조하기 위한 모듈은 또한 이하와 같이 본 명세서에서 용어 "직교 멀티플렉스"로 언급된다.
전송된 정보는 일반적으로 전파 채널의 다중경로 효과 때문에 크게 컬러링(color)된 전달 함수 H(f,t)를 갖는 전송 채널의 효과, 및 또한 환경에서 시간에 걸친 변동들로부터 야기된 또는 전송 시스템의 소정의 서브캐리어들에 영향을 주는 간섭 신호로부터 야기된 강한 도플러 분산의 효과를 나타내는 시간-선택적 및 주파수-선택적 주파수 방해를 받는다. 이러한 방해는 주파수-선택 필터에 의해 표현되고, 주파수-선택 필터는 시간에 따라 변화하고 OFDM 변조기로부터 나온 출력을 필터링한다.
수신 시, 보호구간(Tcp)을 제거한 이후, OFDM 신호를 k 개의 서브캐리어들과 연관된 푸리에 성분들 상에 투영하는 것, 그리고 OFDM 신호의 모든 샘플들에 대해 적분하는 것(OFDM 멀티플렉스로부터의 출력)은 OFDM 멀티플렉스의 캐리어 k에 할당된 심볼 C'n ,k의 추정치 Yn ,k를 제공하고, OFDM 멀티플렉스는 OFDM 멀티플렉스의 베이스 벡터들 상에 투영된, 그리고 백색 잡음 성분과 연관된 채널 전달 함수의 k번째 성분(Hn ,k)에 의해 가중된다:
Figure 112012000358463-pct00001
......... (1)
"제로-포싱" 타입의 멀티캐리어 이퀄라이제이션은 H-1 n,k에 의해 컬러링된 잡음 성분과 연관된 데이터 심볼들 C'n,k의 값을 추출하기 위하여 추정된 복소수 이득 Hn,k로 주파수-수신된 신호 Yn,k를 나누는 것에 존재한다. 그 다음 결정 회로는 M개의 가능한 값들 중 어떤 심볼이 전송되었는지를 추정하는 결정을 하고, 상기 M개의 가능한 값들은 사용되고 있는 변조(M-PSK, M-QAM, 등...)와 연관된 알파벳에 속한다.
어떤 심볼들이 기저대역에서 전달되었는지를 결정하기 위한 회로의 성능은 고려 중인 심볼 C'n ,k을 변조하는 캐리어 k와 연관된 전송 매체에 대한 전달 함수의 값에 의존한다.
부가하여, 수신 시, 전송 매체는 주파수와 시간 도메인에서 서브캐리어들 사이의 상관관계(correlation)를 생성한다. 주파수 상관관계는 서브캐리어들에 영향을 주고, 시간 상관관계는 채널의 코히어런스 시간 정도의 지속기간을 갖는 관찰 윈도우에 대해 거의 일정한 진폭의 서브캐리어들을 유도한다. 코히어런스 시간은 전송 매체를 나타내는 신호와 이 신호의 시간-이동된 버전 간의 무상관관계(decorrelation)를 보장하기 위해 필수적인 시간 차이의 평균치에 대응한다.
이러한 2가지 상관관계는 수신 시 결정-수용 회로(decision-taking circuit)들의 성능을 제한한다.
시간 상관관계는 전송된 데이터 심볼 결정-수용 이후에, 그리고 추정된 송신 비트들을 디코딩한 이후에 에러들의 버스트들을 유도한다.
주파수 상관관계는 도플러 효과 중 필터링 효과를 도입하는 다중경로 효과의 결과이자, 동시에, 직교 멀티플렉스의 서브캐리어들 사이의 직교성 손실을 일으키는 무선 주파수 (RF)에서의 위상 잡음의 결과이다.
이러한 2가지 상관관계를 교정하는 방법은 이진 데이터 또는 데이터 심볼들 상의 전송에 대해 인터리빙을 수행하는 것에 있다.
본 발명은 보다 상세히 소위 "주파수" 인터리빙, 즉, 직교 멀티플렉스의 캐리어들에 할당된 데이터 심볼들에 대해 주파수 도메인에서 수행되는 인터리빙에 관한 것이다. 이러한 타입의 인터리빙은 직교 멀티플렉스로의 입력에서 일어난다. 동등한 방식으로, 캐리어들 또는 서브캐리어들을 인터리빙한다라고 말하는 것이 통상적인 관행이다.
직교 멀티플렉스의 서브캐리어들을 인터리빙하는 것을 포함하는 기존의 멀티캐리어 시스템들은 특정 전송 모드(인코딩, 변조, 푸리에 변환의 크기)에 대하여 0 내지 Npm-1의 범위에서 가변하는 k에 대한 정적 법칙(static law) I(k)를 사용하고, 여기서, Npm은 OFDM 멀티플렉스 당 데이터 심볼들의 개수를 나타낸다. 문서 ETSI 300 401 "무선 브로드캐스팅 시스템; 이동형, 휴대용, 그리고 고정된 수신기들로의 디지털 오디오 브로드캐스팅(DAB)(Radio broadcasting systems; digital audio broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers)", 1997년 5월, p.182는 DAB 멀티캐리어 시스템에 대한 정적 주파수 인터리빙 알고리즘에 대하여 기술한다. k=0 내지 Npm-1로 인덱스된 데이터 심볼들에 적용되는 인터리빙 법칙 I(k)은 인터리빙 동작으로부터 나온 심볼 Xn , k'를 전달하는 멀티플렉스의 브랜치 k'가 이하의 관계식에 의해 인터리빙하기 이전에 심볼 C'n ,k와 연관되도록 한다:
Xn , k' = C'n ,I(k)', I(k) ∈ {0,...,Npm-1}
여기서, I(k)는 인터리빙 이후에 캐리어들의 위치 인덱스들의 입력 시퀀스의 판독 순서를 기술한다.
멀티플렉스의 데이터 서브캐리어들이 인터리빙된 이후에 OFDM 멀티플렉스 상의 심볼 Xn , k'의 위치 인덱스에 대한 k'를 기록함으로써, 그리고 인터리빙 이전에 캐리어 k와 연관된 데이터 심볼에 대한 C'n ,k를 기록함으로써, OFDM 복조 이후에 캐리어 k'와 연관된 대응하는 수신 심볼은 이하의 형태를 갖는다.
Figure 112012000358463-pct00002
여기서,
Figure 112012000358463-pct00003
.......... (2)
함수 I-1(k)에 의해 표현된 서브캐리어들을 디인터리빙하는 동작은 이하와 같은 신호를 생성한다:
Figure 112012000358463-pct00036
.................(3)
채널 전달 함수의 복소수 이득 Hn , k' 상에서 수행되는 디인터리빙 동작은 전송 매체의 순간 주파수 상관관계를 감소시키도록 이용되나, 상기 방법에서 업스트림(upstream)에 배치된 이진 인터리빙의 성능을 제한하는 시간 상관관계를 감소시키지는 않는다.
인터리빙의 정적 특징은 인터리빙 방법의 무상관관계 특성들을 제한하는데, 그 이유는 인터리빙의 정적 특징은 전송 매체의 시간-선택성 속성들을 수정하지 않기 때문이다.
2005년 12월 7일자 출원된 프랑스 특허 출원 FR 05 53763 "동적 인터리빙 방법 및 장치(Dynamic interleaving method and device)"는 정적 인터리빙 알고리즘을 개선하는 것을 제안한다. 그것은 OFDM 멀티플렉스의 캐리어들에 적용되는 크기 K의 시변 블록 인터리빙 법칙을 제안한다. 특정 OFDM 시스템을 이용한 그러한 방법의 구현은 도 1에 다이어그램으로 도시된다. 시스템(SY)은 송신기 장치(EM) 및 수신기 장치(RE)를 포함한다. 송신기 장치는 채널 인코딩(CC), 이진 인터리빙(EB), 심볼 이진 인코딩(CBS), 인터리버(ES), 프레이머(MT), 및 OFDM 변조기(MX)를 포함한다. 송신된 신호 Sn(t)는 전송 채널(CN)에 의해 전달된다. 백색 잡음(B)이 전송되는 신호에 부가된다. 수신기(RE)는 OFDM 복조기(DMX), 디인터리버(DES), 심볼 이진 디코더(DCBS), 이진 디인터리버(DEB), 및 디코더(DCC)를 포함한다. 구현된 구성들 중 하나에서, 크기 K(여기서, K는 Npm의 배수임)를 가진 인터리빙 블록은 하나 이상의 OFDM 심볼들과 연관된 데이터 심볼들의 세트에 의해 구성되고, 그것은 모든 N개의 OFDM 심볼들마다 한 번 변화시킨다. NN개의 인터리빙 법칙들은 블록 크기 K(여기서 K는 OFDM 멀티플렉스 당 데이터 심볼들 Npm의 개수의 배수임)의 함수로서, 그리고 인터리빙 법칙들 및 인터리빙된 데이터 항목들 사이의 인터리빙 스프레딩을 특정하는 인터리빙 알고리즘을 위한 최적 파라미터들의 함수로서 정의된다.
바람직하게 선택된 인터리빙은 3개의 정수 파라미터 K, pq에 의해 결정된, 그리고 또한 상기 알고리즘의 반복 j에 의해 결정된 터보 구조(turbo structure)와의 반복적 인터리빙이다. 그러한 터보 구조 인터리빙은 2006년 7월 7일 공개된 프랑스 특허 출원 제2880483호의 청구 대상을 구성한다. 그러한 터보 구조 인터리빙은 파라미터들에 대한 수정 또는 상기 알고리즘의 반복이 인터리빙 패턴 및 이하와 같이 정의된 인터리빙 스프레딩을 수정하기 위해 사용되도록 한다.
Figure 112012000358463-pct00005
인터리빙 스프레딩은 인터리빙 이후에 2개의 입력 데이터 위치 인덱스들 간의 최소 거리로서 정의되고, 상기 2개의 입력 데이터 위치 인덱스들은 s-1개의 데이터 항목들에 의해 인터리빙 모듈로부터 출력에서 분리된다. 인터리빙 스프레딩은 이하의 관계식에 의해 주어진다.
Figure 112012000358463-pct00006
함수 |X|는 X의 절대값을 제공한다. 인터리빙 법칙들은 인터리빙 스프레딩에 대하여 부과된 최소값의 함수로서 선택되고, 선택된 인터리빙 법칙은 상기 최소값보다 더 큰 인터리빙 스프레딩을 획득하는 것을 가능하게 한다.
도 2에 도시된 특정 구성에 대하여, 인터리빙 방법은 OFDM 심볼의 스케일에서 수행되고, 인터리빙 프로세스에서 OFDM 멀티플렉스의 보호 캐리어(guard carrier)들의 일 부분을 통합한다. 그 때 인터리빙 블록의 크기는 N'pm이고, 여기서, N'pm은 Npm 내지 NFFT의 범위에 있다. Npm은 OFDM 멀티플렉스 당 다수의 데이터 캐리어들에 대응한다. N'pm의 값은 Npm 데이터 캐리어들 플러스 n0 보호 캐리어들의 합이다. 전형적으로, n0는 0과 nmax 범위에 걸쳐 가변될 수 있고, nmax는, 데이터 심볼들의 개수 Npm의 약 10%에 대응하는, 또는 전형적으로 (NFFT-Npm-Npilot)/2(여기서, Npilot은 채널 추정, 및 동기화 또는 시그널링 장치에 전용된 OFDM 멀티플렉스 당 파일럿 심볼들의 개수에 대응함)에 대응한다. 이러한 제한 nmax는 경험적으로 설정된다.
본 방법은 OFDM 멀티플렉스 상에서 심볼들을 멀티플렉싱하기에 앞서 데이터 심볼들에 적용된 인터리빙의 동적 속성을 통해 전송 매체에 의해 도입된 주파수 교란을 백색화하기 위하여 사용된다. 동적 인터리빙 프로세스에서 n0 널 캐리어들을 고려하는 것은 전송 시스템의 전체 성능을 개선하는데 이용되는데, 그 이유는 그것이 N개의 OFDM 심볼들마다 인터리빙 법칙 In(k)를 수정함으로써 더 높은 레이트의 변동과 결합하여 전송 매체에 증가된 주파수 선택성을 도입하기 때문이다. 이러한 개념적인 부가적인 변동 레이트는 어떠한 부가적인 도플러 분산도 일으키지 않는다. 부가하여, 그것은 2개의 데이터 캐리어들 사이에 널 캐리어를 삽입함으로써 서브캐리어들 간의 직교성 손실을 줄이고, 그에 의하여, 시스템의 전체 스펙트럼 효율을 감소시키지 않으면서 2개의 인접한 데이터 캐리어들 간의 인터캐리어 간격을 증가시킨다.
그럼에도 불구하고, 널 캐리어들의 삽입을 이용한 이러한 동적 인터리빙에 의해 도입된 캐리어들의 위치 다이버시티(position diversity)는 매우 잡음이 많거나 전송에 있어 간섭 신호에 의해 영향을 받은 캐리어들을 제거하기에는 충분하지 않다. 널 캐리어들은 멀티플렉스의 각각의 서브캐리어 상의 잡음의 추정을 통하지 않고 치환 법칙(permutation law)을 통해 멀티플렉스에서 멀티플렉싱된다.
그리하여, 본 발명의 청구 대상에 의해 해결되는 기술적 과제는 매우 잡음이 강하거나 채널에 의해 전송에 있어 간섭 신호에 의해 영향을 받은 캐리어들을 제거하기 위하여, 직교 멀티플렉스, 특히 OFDM 멀티플렉스로서 알려진 직교 함수를 사용하여 멀티플렉싱하고 변조하기 위한 모듈을 포함하는 송신기 장치에 대한 공지된 방법들보다 더 효율적인 주파수 인터리빙 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명은 NFFT개의 직교 함수들에 의한 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈을 포함하는 멀티캐리어 송신기 장치의 캐리어들에 할당되어야 하는 심볼들을 인터리빙하는 혼합된 방법을 제공하고, 상기 송신기 장치는 데이터 캐리어들 및 널 캐리어들로 구성된 캐리어들의 세트를 구현하며, 상기 방법은 이하의 단계들을 포함한다.
- 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈에 의해 데이터 심볼들로부터 생성된 변조된 직교 심볼들에 대응하는 전달된 신호를 위한 전송 채널의 전달 함수의 추정치의 함수로서 캐리어들의 세트로부터 데이터 심볼들을 전달하는데 전용되는 Npm개의 캐리어들을 시변 방식으로 선택하는 단계;
- 심볼 블록을 전송하는데 전용되는 N'pm개의 캐리어들의 블록을 형성하기 위하여 전달 함수의 추정치의 함수로서 결정된 위치들에서 선행하는 선택 내에서 n0 널 캐리어들을 삽입하는 단계; 및
- Npm개의 데이터 캐리어들을 포함하는 캐리어들의 블록을 동적으로 인터리빙하는 단계
본 발명은 또한 NFFT 직교 함수들에 의한 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈을 포함하는 멀티캐리어 송신기 장치의 캐리어들에 할당되어야 하는 심볼들의 혼합 인터리버를 제공하고, 인터리버 장치는 데이터 캐리어들 및 널 캐리어들로 구성된 캐리어들의 세트를 구현하며, 이하를 포함한다.
- 캐리어들의 세트로부터 Npm개의 캐리어들을 시변 방식으로 선택하는 수단 - 여기서, 선택된 캐리어들은 데이터 심볼들을 전달하는데 전용되고, 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈에 의해 데이터 심볼들로부터 생성된 변조된 직교 심볼들에 대응하여 전달된 신호를 위한 전송 채널의 전달 함수의 추정치의 함수로서 선택됨 -;
- 심볼 블록을 전송하는데 전용되는 N'pm개의 캐리어들의 블록을 형성하기 위하여 전달 함수의 추정치의 함수로서 결정된 위치들에서 선행하는 선택 내에서 n0개의 널 캐리어들을 삽입하는 수단; 및
- Npm개의 데이터 캐리어들을 포함하는 캐리어들의 블록을 동적으로 인터리빙하는 수단
본 발명은 또한 송신기 장치 및 수신기 장치를 포함하는 시스템을 제공한다. 송신기 장치는 앞서 정의된 바와 같이 주파수 인터리버를 포함한다. 수신기 장치는 전송 채널의 전달 함수를 추정하기 위하여 1과 동일한 실수부 및 0과 같은 허수부를 갖는 추정기 심볼을 복조하기에 적합한 NFFT개의 직교 함수들에 의해 심볼들을 디멀티플렉싱 및 복조하기 위한 모듈, 및 송신기 장치에 의해 구현된 인터리빙 법칙의 역인 법칙을 적용하여 복조된 심볼들을 디인터리빙하기 위해 이용되는 디인터리버를 포함하고, 디인터리버는 결정된 순간들에서 디인터리빙 법칙을 계산하기에 적합한데, 그 이유는 인터리빙 법칙이 주어진 전송 모드에 대하여 시간에 걸쳐 가변되기 때문이다.
혼합된 인터리빙은 OFDM 멀티플렉스의 유용한 대역에 있는 특정 캐리어들을 제거하고 그것들을 널 보호 캐리어들로 대체하기 위하여 OFDM 멀티플렉스의 종단들에 배치된 보호 캐리어들의 부분을 사용한다. 바람직한 실시예에서, 보호 캐리어들은 시스템의 전체 스펙트럼 효율을 저하시키는 것을 피하기 위하여 데이터 캐리어들로 변경된다. OFDM 멀티플렉스의 유용한 대역에서의 널 캐리어들의 위치들은 이전에 공지된 방법들과 달리, 상기 캐리어들 상에서의 채널의 전달 함수의 복소수 이득들의 이전 추정치를 고려한다.
그리하여, OFDM 멀티플렉스 상에서 데이터 심볼들을 전송하기 위한 서브캐리어들을 선택하고 수신 시 매우 잡음이 강한 서브캐리어들을 널 캐리어들로 대체하는 본 발명의 혼합 인터리빙은 수신 시 결정-수용 회로들의 성능을 개선하는데 이용된다. 이러한 캐리어들은 데이터 프레이밍(MT) 동안 OFDM 멀티플렉스에 배치될 수 있다.
수행되는 동적 인터리빙은 주어진 전송 모드에 대하여, 데이터 심볼들에 적용하기 위한, 시간에 따라 가변되는 인터리빙 법칙을 사용하는 것에 있고, 상기 동적 인터리빙은 전송 채널에서 개념적인 시간 가변성을 생성하는 것을 가능하게 하고, 그에 의해 거기에 가우시안 잡음 경향이 있는 통계적 속성들을 부여한다. 이것은 데이터 심볼들이 멀티플렉싱되고 변조되는 전송 시스템, 특히 OFDM 시스템에 영향을 주는 시간 상관관계를 감소시키는 것을 가능하게 하고, 결과적으로 수신 시 결정-수용을 개선하는데 이용된다.
본 발명에 따라 인터리빙하는 것은 또한 특히 유리한 방식으로 코히어런스 대역 및 코히어런스 길이의 링크된 변형(modification)을 강조하는 것을 가능하게 하고, 상기 코히어런스 대역은 직교 멀티플렉스의 주파수 도메인에 관한 것이고, 여기서, 채널의 코히어런스 대역은 전송 채널의 전달 함수의 2가지 주파수 성분 간의 무상관관계를 보장하는데 필요한 주파수 차이의 평균치에 대응하며, 상기 코히어런스 길이는 전송 채널의 시간 또는 공간 도메인에 관한 것이며, 또한 본 발명에 따라 인터리빙하는 것은 RF 단계들의 충격을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 특히 이러한 목적을 위하여, 본 방법은 직교 멀티플렉스에 대한 데이터 심볼들 및 블록의 단부들에 이전에 삽입된 널 심볼들로 구성된 블록의 동적 블록 인터리빙을 수행하면서, 프레이밍(MT) 동안 제로로 설정된 매우 잡음이 강한 캐리어들 상에서 이러한 캐리어들의 임의의 멀티플렉싱을 제거한다. 이것은 동적 인터리빙 때문에 시간에 따라 가변되는 위치들에서 특히 직교 멀티플렉스, 전형적으로 OFDM 직교 멀티플렉스의 통과대역 안으로 널 심볼들을 도입하는 효과를 갖는다.
특별한 실시예에서, 링크된 변형은 예를 들어, 해당되는 반복에 따라 변화하는 인터리빙 법칙을 사용하여 널 심볼들 및 데이터 심볼들에 적용된 반복적 인터리빙 알고리즘에 의해 획득된다. 그러한 알고리즘은 프랑스 특허 출원 FR 04 14113의 청구 대상을 구성한다. 전형적으로, N개의 변조된 직교 심볼들 이후에, 상기 알고리즘은 전체 최적화 및 전송 시스템의 제한들에 따라 반복 횟수 또는 인터리빙 파라미터들이 상이한 인터리빙 법칙을 사용한다.
크기 K의 블록에 대한 인터리빙 법칙 I(k)은 순서를 제공하는 일대일 대응 함수(bijective function)이고, 상기 순서로 출력에서 0부터 K-1까지 가변되는 인덱스 k에 의해 인덱스된 K 데이터 항목들에 의해 형성된 입력 시퀀스를 판독하는 것이 필수적이다. 인터리빙 법칙 I(k)를 갖는 인터리버로의 입력 시퀀스는 기록된 X(k)이다. 인터리버로부터 나온 출력에서의 시퀀스는 기록된 Y(k)이다. 그 다음, Y(k) = X(I(k))이고, 위치 인덱스 k-1을 갖는 인터리빙된 시퀀스의 k번째 데이터 항목은 입력 시퀀스 X(0),...X(K-1)의 인덱스 I(k-1)의 데이터 항목에 대응한다. 인터리버로 입력된 데이터 항목들 및 출력에서의 인터리빙된 데이터 항목들은 다르게 특정되지 않는 한, 본 명세서에서 이하에서, 그것들의 인덱스 k에 의해 표현된다.
동적 인터리빙은 널이 아닌 데이터 심볼들에 의해, 그리고 널 심볼들에 의해 구성된 N'pm개의 심볼들의 블록 상에서 수행되고, 상기 블록은 직교 멀티플렉스에서, 변조된 직교 심볼의 N'pm개의 서브캐리어들, 전형적으로 OFDM 심볼에 대응한다. N'pm은 Npm, 데이터 캐리어들의 개수와 NFFT, 직교 멀티플렉스의 크기 범위에 있다. 이러한 N'pm개의 심볼들은 변조된 직교 심볼, 전형적으로 OFDM 심볼을 운반하는 데이터 캐리어들 및 변조된 직교 심볼 스펙트럼, 전형적으로 OFDM의 종단들에 배치된 널 캐리어들의 일 부분으로 구성된 그룹의 캐리어들에 할당된다.
특정 실시예에서, 인터리빙 법칙의 시간 변동은 직교 멀티플렉스의 심볼들의 시간 인덱스에 의존한다. 이러한 심볼들 각각은 직교 멀티플렉스에서의 캐리어들의 위치들과 연관된 인덱스, 및 시간 패턴으로 직교 신호의 전송 순간과 연관된 인덱스를 소유한다. 이러한 신호는 본 명세서에서 이하에서 용어 "변조된 직교 심볼"로 언급된다. 특히, 인터리빙 법칙은 N개의 변조된 직교 심볼들, 전형적으로 OFDM 심볼들의 블록을 변조한 이후에 가변될 수 있고, 여기서, N은 전형적으로 전송 채널의 속성들의 함수로서, 그리고 데이터 프레이밍의 함수로서 결정되는 파라미터이고, N≥1이다. 또 다른 특정 실시예에서, 인터리빙은 M개의 심볼들의 블록에 적용되고, 인터리빙 법칙의 시간 변동은 M개의 심볼들의 블록이 인터리빙된 이후에 일어난다. 보다 상세하게, M은 직교 멀티플렉스의 캐리어들의 개수 N'pm의 배수이고, N'pm≤NFFT이며, N의 약수이다.
널 캐리어들을 삽입하는 것은 널 캐리어들을 상기 시스템의 통과대역 내 가변 위치들로 이동시킴으로써 동적 인터리빙에 의해 이미 획득된 전송 채널의 속성들을 변경하는 것의 효과를 강화한다.
구현된 동적 주파수 인터리빙에 대하여 이러한 캐리어들의 위치들을 최적화하는 것은 선택 다이버시티 기술(selection diversity technique)과 동적 인터리빙을 결합하는 것을 가능하게 한다. 상기 시스템의 총 스펙트럼 효율, 즉, 상기 시스템의 총 대역폭에 대한 유용한 데이터 레이트의 비율은 바뀌지 않는데, 그 이유는 본 방법이 스펙트럼의 에지들에 배치된 널 캐리어들을 사용하기 때문이다. 그리하여, 도플러 변동들에 직면한 안 좋은 효율을 가정하여, 실제로 시그널링에, 전송 채널 추정에, 또는 동기화에 전용되는 데이터가 아니라 전송을 위한 유용한 데이터에 적용되는 이전에 공지된 인터리빙 장치들과 달리, 본 발명의 방법은 유용하지 않은 데이터, 즉, 직교 멀티플렉스의 소정의 널 캐리어들을 사용할 수 있다.
결정된 위치들에서, 그리고 시간에 따라 가변되는 위치들에서 상기 시스템의 통과대역의 널 캐리어들을 통합하는 것은 캐리어들의 무상관관계를 개선하고, 캐리어들의 직교성 손실을 줄이며, 특히 전송 채널이 분산적일 때, 특히 직교 멀티플렉스에서의 널 캐리어의 주변에 인터캐리어 간격을 증가시킴으로써 캐리어들의 무상관관계를 개선하고 캐리어들의 직교성 손실을 줄인다. 그러한 방법은 간섭 신호에 의해 영향을 받은 캐리어들 또는 매우 잡음이 강한 캐리어들을 제거하는 것을 가능케 하고, 시간 및 주파수 도메인에서 전송 채널의 속성들을 수정하는 것을 가능케 하며, 시스템, 특히 OFDM 타입의 시스템에 영향을 주는 주파수 상관관계 및 시간 상관관계를 함께 줄이는 것을 가능케 한다. 이러한 방법은 특히 높은 데이터 레이트들을 운반하는, 그리하여 본 발명의 이전에(upstream) 수행된 얕은 인터리빙 깊이들을 요구하는 짧은 범위 시스템들에 대해 유리하다는 것이 밝혀졌다. 이것은 초광대역 시스템들, 예컨대, "802.15 작업 그룹 3a에 물리적 계층 제출: 멀티대역 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(Physical layer submission to 802.15 task group 3a: multiband orthogonal frequency division multiplexing)", 2004년 9월 14일, MBOA 웹사이트를 참조하여 MBOA 연합에 의해 구성된 활동 단체 802.15.3a TG에 의해 정의된 시스템들, 밀리미터 대역(광대역 및 초광대역)에서 정의된 시스템들 또는 실제로 IEEE 표준 802.16-2004, 로컬 및 메트로폴리탄 영역 네트워크들에 대한 IEEE 표준, 파트 16: 고정된 광대역 무선 액세스 시스템에 대한 에어 인터페이스(Air interface for fixed broadband wireless access systems), 2004년 10월에서 정의된 무선 로컬 루프 타입의 시스템들에 적용된다. 본 방법은 또한 도플러 분산의 많은 양에 의해 영향을 받는 시스템들에 대해 적절한 것으로 밝혀졌다. 시간에 따라 가변되는 위치들에 널 캐리어들을 도입하는 것은 통신 신호 상에서 전송 채널에 의해 생성된 교란의 백색화를 보장하면서 캐리어들 간의 직교성 손실을 줄이는 것을 가능케 한다. 전형적으로, 주파수 인터리빙 동안에 부가된 널 심볼들의 개수는 전송 채널의 상관관계 속성들 및 OFDM 변조 동안 통상적으로 부가된 널 캐리어들의 개수에 대한 사전 지식에 기초하여 조정된다.
부가된 심볼들이 널이라는 사실은 부가적인 잡음을 부가하는 것을 피하는데 이용된다.
일 실시예에서, 전송 채널의 전달 함수는 추정기 변조된 직교 심볼을 사용하여 추정된다. 그것은 범위 Npm 내지 NFFT에 놓여 있는 캐리어들의 수 N''pm를 사용하여 변조로부터 도출되고, 여기서, Npm은 송신기 장치의 널이 아닌 캐리어들의 처음 개수이다. 추정기 변조된 직교 심볼의 N''pm 데이터 심볼들은 1과 동일한 실수부 및 0과 동일한 허수부를 갖는다. 이러한 실시예에서, 본 방법은 그리하여 주기적으로 NN0개의 OFDM 심볼들로 구성된 프레임 구조 안으로 추정기 OFDM 심볼을 삽입하고, 여기서 제 1 OFDM 심볼은 추정기 OFDM 심볼로서 알려지고 다음의 NN0-1개의 OFDM 심볼들은 정보를 나르기 위한 것이다. 대응하는 추정기 OFDM 멀티플렉스는 실수부가 1과 같고 허수부가 0인 N''pm 심볼들로 구성된다. 추정기 OFDM 심볼은 프레임의 지속기간에 걸쳐 채널의 전달 함수의 복소수 이득들을 추정하기 위하여 사용된다. 이러한 추정은 심볼들의 선택을 인터리빙하기에 앞서 OFDM 멀티플렉스의 데이터 심볼들을 전송하는 것에 할당된 Npm 캐리어들을 선택하는 것을 가능케 한다. N''pm 은 경험적으로 설정되고, N'pm = Npm + n0 + Npilot와 NFFT, 즉, 멀티캐리어 모뎀의 푸리에 변환의 크기 범위에 있으며, 여기서 n0는 인터리빙 이전에 삽입된 널 캐리어들의 개수이다.
데이터 심볼들을 나르는 것에 할당된 캐리어들 및 OFDM 멀티플렉스의 n0개 널 캐리어들의 위치들의 시변 선택은 추정기 심볼의 OFDM 복조로부터 도출된 전파 채널의 잡음성 전달 함수의 복소수 이득들에 적용된 결정 임계값 S'을 사용한다. 이러한 임계값 S'은 조화 평균 S0과 채널의 전달 함수의 복소수 이득들의 제곱된 절대값의 이동하는 조화 평균 MH의 산술 평균 S1 사이에 있다. 채널의 전달 함수의 복소수 이득들은 추정기 OFDM 멀티플렉스에 대응하는 수신된 심볼들
Figure 112012000358463-pct00007
로부터 결정된다. 수신된 심볼
Figure 112012000358463-pct00008
의 각각의 성분 k는 전송 채널의 전달 함수의 복소수 이득 Hn',k의 성분 k 및 가우시안 잡음 Bn',k의 성분 k로 구성되고, 여기서, n'Ts는 추정기 심볼의 전송 순간을 나타내며, 그 결과
Figure 112012000358463-pct00009
이 된다. 임계값 S'은 N'pm 개의 서브캐리어들 중 Npm개의 서브캐리어들이 상기 임계값보다 더 큰 파워를 갖도록 조정되고, n0개의 서브캐리어들이 임계값 아래의 파워를 갖게 선택되도록 조정된다. 조화 평균은 관측치들의 역수의 산술 평균의 역수와 같다. 추정기 심볼의 복소수 이득들의 제곱된 절대값 상에서 추정된 이동하는 조화 평균은 이하의 식에 의해 주어진다.
Figure 112012000358463-pct00010
.......................(4)
조화 평균은 n0개의 샘플들을 갖는 관찰 윈도우 상의 N'pm개의 샘플들에 대해 계산된다. 추정기 심볼의 잡음성 전달 함수의 가장 최근의 n0개 샘플들에 대하여, 이동하는 평균은 n0와 같은 초기 값으로부터 시작하여, 단계 크기 -1을 가진 음의 증분을 갖는 가변 관찰 윈도우에 대해 계산된다.
인터리빙의 최적화의 바람직한 구현에 있어, 데이터를 전송하는 것에 할당된 캐리어들의 동적 선택, 및 널 캐리어들의 동적 포지셔닝은 인터리빙 법칙을 선택하는 것과 협력하여 수행되어, 서브캐리어들 간의 인터리빙 스프레딩이 전송 시스템에 대해 최적화되는 방식으로 크기 N'pm을 가진 직교 멀티플렉스의 심볼들의 동적 주파수 인터리빙을 생성한다. Npm개의 데이터 캐리어들 및 n0개의 널 캐리어들을 통합하는 특정된 인터리빙 크기 N'pm에 대하여, NN' 인터리빙 법칙들은 제한으로서 2개의 인접한 캐리어들 또는 s-1개의 서브캐리어들에 의해 분리된 2개의 캐리어들 사이의 목표 인터리빙 스프레딩을 사용하여 구현된 인터리빙 알고리즘에 대해 생성된다. 상기 NN' 법칙들로부터, 본 방법은 이하와 같이 NN 법칙들을 선택한다. NN' 법칙들로부터 취한 각각의 법칙에 대하여, 본 방법은 추정기 심볼의 OFDM 복조기로부터의 출력에서 추정기 심볼의 잡음성 전달 함수의 크기 N'pm의 복소수 이득들을 디인터리빙하는 것을 진행한다. 그 다음 임계값 S'은 추정기 심볼의 디인터리빙된 복소수 이득들의 제곱된 절대값들의 분포와 비교된다. 복소수 이득들의 제곱된 절대값들이 임계값보다 작고 스펙트럼에 배치된 샘플들은 인터리빙된 블록에서 제로가 된 캐리어들의 위치들을 결정한다. 널 캐리어들 사이의 최소 거리는 이러한 신호에 기초하여 계산된다. 인터리빙 법칙은 디인터리빙 이후에 비율 Npm/n0보다 더 큰 추정기 심볼의 널 캐리어들 간의 인터리빙 스프레딩을 보장하는 것을 제공하는 선택에 적합하다.
본 발명은 OFDM 멀티플렉스의 N'pm개의 심볼들에 대한 널 캐리어들의 포지셔닝을 위한 알고리즘에 의하여 주어진 위치들에 널 캐리어들을 삽입한 이후에 NN 주파수 인터리빙 법칙들을 구현한다. 직교 멀티플렉스에 널 캐리어들을 삽입하고 배치시키는 것은 결정 임계값 및 인터리빙 알고리즘에 의존하고, 상기 인터리빙 알고리즘은 수신 시 멀티캐리어 이퀄라이제이션에 대하여 멀티플렉스의 유용한 부분에 최적 방식으로 이러한 보호 캐리어들을 배치한다. 직교 멀티플렉스의 심볼들 상에서 인터리빙 동작을 최적화시키는 것은 2개의 인접한 캐리어들 또는 s-1개의 서브캐리어들에 의해 분리된 2개의 캐리어들 사이의 목표 인터리빙 스프레딩을 갖는 NN' 인터리빙 법칙들을 선택함으로써 사전에 수행된다. 전송 시 구현되는 법칙들의 개수 NN은 NN0-1의 약수이다.
본 발명의 다른 특성들 및 이점들은 비제한적인 예시로서 제공된 첨부 도면들을 참조하여 이하의 설명으로부터 알 수 있다.
도 1 및 도 2는 선행기술에 따른 인터리빙 방법을 보여주는 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 방법에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 혼합된 인터리빙 방법을 구현하는 송신기 시스템의 예를 보여주는 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 방법을 위하여 시간에 걸쳐 가변되는 인터리빙 법칙이 획득될 수 있게 하는 반복적 인터리빙 알고리즘을 구현하는 인터리빙 장치의 원리를 보여주는 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 혼합된 심볼 인터리빙 방법의 흐름도이다. 심볼들은 NFFT개의 직교 함수들에 의한 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈을 포함하는 멀티캐리어 송신기 장치의 캐리어들로의 할당을 위한 것이다. 상기 장치는 데이터 캐리어들 및 널 캐리어들에 의해 형성된 캐리어들의 세트를 구현한다.
제 1 단계에서, 본 방법(1)은 캐리어들의 세트로부터 시변 방식으로 Npm개의 캐리어들을 선택하고(2), 선택된 캐리어들은 멀티플렉서와 변조기 모듈에 의하여 데이터 심볼들로부터 생성된 변조된 직교 심볼들에 대응하는 전송된 신호의 전송 채널을 위한 전달 함수의 추정치의 함수로서 데이터 심볼들을 운반하는 것에 전용된다.
제 2 단계에서, 본 방법은 전달 함수의 추정치의 함수로서 결정된 이전의 선택 내의 위치들에 n0개의 널 캐리어들을 삽입하여(3), 심볼들의 블록을 나르는데 전용되는 N'pm개의 캐리어들의 블록을 형성한다.
제 3 단계에서, 본 방법은 Npm개의 데이터 캐리어들을 포함하는 캐리어들의 블록을 동적으로 인터리빙한다(4).
도 4는 본 발명의 인터리빙 방법을 구현하는 전송 시스템(SY)의 예시를 보여주는 다이어그램이다. 전송 시스템은 멀티캐리어 송신기 장치(EM)와 수신기 장치(RE)를 포함한다. 송신기 장치(EM)는 소스 데이터를 생성하기 위한 모듈(SC), 채널 인코딩을 위한 모듈(CC), 이진 인터리빙을 위한 모듈(EB), 심볼 이진 인코딩을 위한 모듈(CBS), 주파수 인터리버(EF), 프레이머 장치(MT), 추정기 심볼을 생성하기 위한 모듈(SE), 및 OFDM 변조기(MX)를 포함한다.
주파수 인터리버(EF)는 전송에 전용된 캐리어들을 선택하기 위한 모듈(SPM), 결정된 위치들에 널 캐리어들을 삽입하는 모듈(IPN), 및 주파수 인터리버 모듈(MEF)을 포함한다.
심볼 주파수 인터리버 모듈(MEF)은 특히 인터리빙 법칙을 계산하기 위한 장치를 포함하여, 계산된 블록 인터리빙 법칙은 멀티캐리어 송신기 장치(EM)의 주어진 전송 모드에 대하여 시간에 걸쳐 가변된다.
프레이머 장치(MT)는 OFDM 변조기(MX)의 멀티플렉스에 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 분배한다.
추정기 심볼을 생성하기 위한 모듈(SE)은 NN0개의 OFDM 심볼들로 구성된 프레임 구조에서 주기적으로 삽입된 추정기 OFDM 심볼을 구성하는 N''pm개의 데이터 심볼들을 생성한다. N''pm개의 데이터 심볼들은 1과 같은 실수부 및 0과 같은 허수부를 갖는다.
OFDM 변조기(MX)는 멀티플렉스를 포함한다. 변조기는 NFFT개의 캐리어들을 포함하고, Npm≤NFFT이다.
수신기 장치(RE)는 디멀티플렉서, 디인터리버 모듈(DMEF), 및 널 캐리어들을 제거하기 위한 모듈(DIPN)을 포함하는 OFDM 복조기를 포함한다. 디인터리버 모듈(DMEF)은 인터리빙 법칙의 역인 법칙을 사용하여 복조된 심볼 디인터리빙을 수행한다. 디인터리빙 모듈은 주어진 순간들에서 주어진 전송 모드에 대하여 시간에 걸쳐 가변되는 디인터리빙 법칙을 계산하기에 적합하다. 모듈(DIPN)은 모듈(IPN)에 의해 전송 시 삽입된 널 캐리어들을 제거한다.
본 발명의 인터리빙 방법(1)은 송신기 장치(EM)의 주파수 인터리버(EF)에 의해 구현된다. 그것은 심볼 이진 인코딩(CBS)로부터 나온 데이터 심볼들(Sd)에 적용된다.
본 발명의 방법은 전송 채널의 전달 함수의 추정치의 함수로서 기저대역에 있는 Npm개의 인접 데이터 심볼들(Sd)을 선택하고, 심볼들은 복소수 신호들의 형태로 변환된 m개의 코드 비트들로 구성된다. Npm개의 심볼들의 각각의 블록에서, 심볼들의 위치들은 정수 k에 의해 인덱스가 붙여지고, 상기 정수 k는 0 내지 Npm-1의 범위에서 가변되며 캐리어 인덱스에 대응한다.
본 발명의 방법은 Npm개의 심볼들의 각각의 블록에 인터리빙 법칙 In(k)을 적용한다. 인터리빙 법칙 In(k)는 크기 Npm으로 이루어지고 범위 1 내지 NN에 걸쳐 가변되는 시간 인덱스 n으로 이루어지며, 여기서, NN은 본 방법에 의해 구현된 상이한 인터리빙 법칙들의 개수에 대응한다. 사용되는 법칙은 시간에 따라, 예를 들어, N개의 OFDM 심볼들마다 한 번 가변된다.
본 방법은 N'pm개의 심볼들로 구성된 블록을 형성하기 위하여 주어진 분포로 Npm개의 인터리빙된 데이터 심볼들 중 n0개의 널 심볼들을 삽입한다. n0는 전형적으로 0 내지 수 nmax 범위에 걸쳐 가변되고, 상기 nmax는 데이터 심볼들의 개수 Npm의 약 10%에 대응하거나, 전형적으로 (NFFT-Npm-Npilot)/2에 대응하고, 여기서, Npilot은 채널 추정에, 동기화 장치에 또는 시그널링 장치에 전용되는 OFDM 멀티플렉스 당 파일럿 심볼들의 개수에 대응한다. 이러한 제한 nmax는 경험적으로 설정된다. n0개의 널 심볼들의 위치들은 전송 채널의 전달 함수의 추정치의 함수로서 결정되고, n0개의 널 심볼들은 매우 잡음성이 강한 캐리어들이 제로가 되도록 배치된다.
N'pm개의 심볼들이 프레임 안으로 투입된다.
크기 NFFT의 역 푸리에 변환을 사용하여 구현된 것으로서 시간에 걸쳐 OFDM 신호의 통상적인 생성에 따라, 파일럿 심볼들은 선택적으로 프레이밍 동안에 부가되고, n1 널 심볼들은 N'pm + Npilot 브랜치들로 구성된 멀티플렉스의 종단들에 대칭적으로 삽입되어, NFFT 브랜치들을 갖는 OFDM 멀티플렉스를 형성하고, 여기서, N'pm≤NF FT이다.
OFDM 멀티플렉스의 인덱스 k의 각각의 캐리어 fk는 푸리에 성분의 도움으로 브랜치 k의 심볼을 변조한다.
Figure 112012000358463-pct00011
여기서, k는 범위 0 내지 NFFT-1에 걸쳐 가변되고, 샘플들은 역 푸리에 변환으로부터의 출력에서 (-1)m가 교대로 곱해지고, 여기서, m은 OFDM 멀티플렉스(MX)로부터 나온 출력에서의 샘플의 인덱스에 대응한다.
프레이밍 이후에 멀티플렉스의 종단들에 부가된 널 심볼들의 개수 n1은 역 푸리에 변환(IFT)의 크기 NFFT, 데이터 심볼들의 그룹의 크기 Npm, 크기 N'pm 심볼들의 블록을 형성하기 위하여 부가된 널 심볼들의 개수 n0, 및 프레이밍 동안 부가된 파일럿 심볼들의 개수 Npilot에 의존하여,
n1 = NFFT - N'pm - Npilot = NFFT - (Npm + n0) - Npilot
가 된다. 그리하여, 소위 널 심볼이 적용된 널 캐리어들의 개수는 n0 플러스 n1과 같다.
본 방법의 변형예에서, n1개의 널 캐리어들의 부분 n'0이 캐리어들의 블록을 형성하기 위하여 Npm개의 선택된 캐리어들에 부가되고, 캐리어들의 블록 상에서 동 적 인터리빙이 수행된다.
도 5는 시간에 따라 변화하는 인터리빙 법칙을 얻는데 이용되는 반복적 인터리빙 알고리즘을 구현하는 인터리버 장치(ET)의 원리를 보여주는 다이어그램이다. 인터리버 장치(ET)는 본 발명의 인터리빙 방법을 위하여, 알고리즘의 파라미터들 및/또는 알고리즘의 반복 횟수를 수정함으로써 시변 인터리빙 법칙들을 얻는데 사용된다.
상기 알고리즘을 구현하는 인터리버 장치(ET)는 반복을 갖는 만큼 다수의 베이스 셀들(I)을 갖는다. j번째 반복에 대응하는 j번째 베이스 셀 I의 출력(Ij)은 이하의 형태로 표현되는 인터리빙 패턴을 전달한다.
Figure 112012000358463-pct00012
여기서, pq는 기저 함수 I을 기술하는 2개의 정수 파라미터들이고, j는 I와 연관된 반복이다. 상기 알고리즘을 구현하는 것은 인덱스 j의 J 반복을 갖는 크기 K의 블록 인터리빙을 수행하는데 이용되고, 여기서, J는 변수 k = {0,...K-1}에 의해 인덱스가 붙여진 디지털 입력 데이터 상에서 1과 같거나 1보다 더 크다.
인터리버 장치(ET)의 각각의 베이스 셀(I)은 동일한 구조: 2개의 입력, 하나의 출력, 및 2개의 개별 셀들(L0,p 및 L1,p,q)을 제공한다. 정수 pq는 목적하는 법칙을 생성하기 위해 이용되는 인터리빙 법칙의 2가지 파라미터이다. 각각의 개 별 셀(L0 ,p 및 L1 ,p,q)은 2개의 입력 및 하나의 출력을 갖는다. 2개의 셀들(L0 ,p 및 L1,p,q)의 2개의 입력 중 하나는 이러한 2가지 함수들에 대해 동일하고, 인터리빙에 앞서 샘플 인덱스를 가변시키는 것에 대응한다. 개별 셀(L0 ,p)의 2개의 입력은 그것이 속하는 베이스 셀(I)의 2개의 입력에 대응하고, 개별 셀(L1 ,p,q)의 출력은 그것이 속하는 베이스 셀(I)의 출력에 대응한다. 개별 셀(L0 ,p)로부터의 출력은 개별 셀(L1 ,p,q)의 제 1 입력에 연결된다. 개별 셀( L1 ,p,q)의 제 2 입력은 그것이 속하는 베이스 셀(I)의 제 1 입력에 연결되고, 베이스 셀(I)의 이러한 입력은 인터리빙을 위한 인덱스들 k를 공급받고, 상기 인덱스들 k는 일반적으로 0으로부터 K-1로 가는 경사(ramp)의 형태로 표현된다. 베이스 셀(I)의 제 2 입력은 제 1 베이스 셀을 제외한 선행하는 베이스 셀(I)로부터의 출력에 연결되고, 여기서 양 입력들은 함께 연결되고 인덱스 k에 대응한다.
그리하여 인터리빙 알고리즘
Figure 112012000358463-pct00013
은 반복적 구조에 의존하고, 상기 반복적 구조에 대하여 인터리빙 법칙은 3개의 파라미터 (K, p, q) 및 고려되는 반복 j에 의존한다. K는 인터리빙되어야 할 블록의 크기에 대응하고, pq는 인터리버 장치의 속성들, 특히 인터리빙 법칙 및 이하와 같은 인터리빙 스프레딩을 수정하는 2가지 파라미터이다.
Figure 112012000358463-pct00014
인터리빙 스프레딩은 s-1개의 항목들에 의해 분리된 입력 데이터 항목들의 위치 인덱스들의 인터리빙 이후의 최소 거리에 대응한다. 반복은 크기 p의 패턴을 유지하면서 인터리빙 법칙 및 인터리빙 스프레딩을 수정하도록 선택된다. 인터리빙 법칙에 있어 시간에 따른 변동은 상기 법칙을 최적화하기 위한 기준에 따라, 아니면 전송 시스템과 연관된 제한에 따라 반복, 또는 인터리버 장치의 파라미터들 pq 중 하나를 수정함으로써 획득된다.
"터보" 구조의 2개의 대수 함수들(L0 ,p 및 L1 ,p,q)을 결합하는 것에 의존하는 이러한 인터리빙은 패턴을 유지하는 속성, 즉, 인터리빙 이후에 p개의 데이터 스트림의 멀티플렉싱 순서를 보존하는 속성을 갖고, 여기서, p는 인터리빙 크기 K의 약수인 인터리빙 알고리즘의 파라미터이고, q는 인터리빙 법칙 및 인터리빙 스프레딩을 가변시키는 것을 가능하게 하는 정수 파라미터이다. 전형적인 구현에서, q는 단순화를 위하여 임의적으로 2로 설정되고, p는 패턴의 크기를 설정한다.
이러한 패턴-보존 속성은 인터리빙 동작의 이전(upstream)에 또는 이후(downstream)에 수행되는 것으로서 p 데이터 아이템들을 멀티플렉싱하는 것에 의존하는 최적화 동작들을 유지하는 것에 큰 이점이 있음이 밝혀졌다.
반복 (j)에 대하여 인터리버 모듈(I)로부터 나온 출력에 의해 주어진 인터리빙 법칙
Figure 112012000358463-pct00015
은 이하와 같이 기술된 2개의 입력 및 하나의 출력 대수 함수들(L0,p 및 L1,p,q) 양자를 결합한 것의 결과이다.
Figure 112012000358463-pct00016
............(5)
삭제
반복 j=1에 대하여, 함수(L0 ,p)의 입력들 k 및 k1은 인터리빙 방법으로의 입력에 있는 데이터의 위치 인덱스들과 동일하고 그들에 대응한다. 이것은 크기 p 및 파라미터 q의 패턴에 대한 이하의 표현을 일으킨다.
Figure 112012000358463-pct00017
Figure 112012000358463-pct00018
Figure 112012000358463-pct00019
Figure 112012000358463-pct00020
.....................................(6)
반복 (j)에 대한 대수 함수들(L0,p 및 L1,p,q)로부터의 출력들은 각각 법칙
Figure 112012000358463-pct00021
Figure 112012000358463-pct00022
에 의해 주어지고, 상기 법칙들을 위하여 변수 k1 및 k2가 각각 선행하는 반복
Figure 112012000358463-pct00023
의 인터리빙 법칙 및 현재 반복 (j)에 대한 함수(L0,p)의 출력에 의해 공급된다.
반복 j에 대하여, 방정식 블록 (2)는 이하의 형태를 갖는다.
Figure 112008054655557-pct00024
...................................(7)
인터리빙된 출력 데이터 시퀀스 Y(k)는 이하의 관계식에 의한 인터리빙에 앞서 입력 데이터 시퀀스 X(k)와 연관된다.
Figure 112012000358463-pct00025
상기 알고리즘의 의사(pseudo)-주기적 대수 구조는 s-1개의 항목들에 의해 분리된 데이터 항목들 사이의 인터리빙 스프레딩
Figure 112012000358463-pct00026
을 사전-계산하는 것을 가능케 한다.
인터리빙 스프레딩은 인터리빙 이후에 입력 시퀀스에서 s-1 항목들에 의해 분리된 데이터 항목들의 위치 인덱스들 사이의 최소 거리에 대응한다.
인터리빙 법칙
Figure 112012000358463-pct00027
의 반복 (j)에 대한 인터리빙 스프레딩
Figure 112012000358463-pct00028
은 다항식 Pj,p,q,s(k)로부터 결정된다.
Figure 112008054655557-pct00029
....................................(8)
이러한 대수 함수 Pj ,p,q,s(k)는 인터리빙 파라미터들 pq에 의존하고, 여기서, p는 보존된 패턴의 더 큰 크기에 대응하고, q는 인터리빙 법칙을 수정하는 파라미터이며, (j)는 고려 중인 반복이다.
특정 구현예에서, 본 발명의 방법은 상기와 같은 반복적 인터리빙 알고리즘을 포함하고, 심볼들을 주파수 인터리빙하기 위한 본 발명의 모듈(MEF)은 블록 당 인터리빙될 심볼들의 수 Npm 또는 Npm+n0'에 대응하는 크기 K를 가진 상기와 같은 인터리빙 장치(ET)를 포함한다. 인터리빙 법칙은 반복 횟수 또는 주어진 전송 모드에 대하여 인터리빙 장치(ET)의 파라미터들 pq 중 하나를 수정함으로써 시간에 걸쳐, 예를 들어, N개의 심볼들마다 한 번 변화한다. 그 다음 반복적 인터리빙 알고리즘의 파라미터들은 시간 인덱스 n에 의해 인덱스가 붙여지고, 시간 인덱스 n은 K개의 심볼들 및 상이한 인터리빙 법칙들의 개수, 즉, NN'-1에 대응하는 최대값을 가진 M개의 블록들마다 증분되며, 여기서, N=K×M이다.
방정식 블록들 (2) 및 (3)에 의해 주어진 인터리빙 법칙은 이하와 같이 이러한 법칙의 동적 성격을 고려하도록 수정되고, pn, qn 및 jn은 시간 인덱스 n을 갖는 법칙 In(k)에 대해 선택된 파라미터들이며, NN'은 고려 중인 법칙들의 개수에 대응한다.
Figure 112008054655557-pct00030

Claims (14)

  1. 멀티캐리어 송신기 장치(EM)의 캐리어들에 할당되어야 하는 심볼들을 인터리빙하는 방법(1)으로서,
    상기 멀티캐리어 송신기 장치(EM)는 NFFT개의 직교 함수들에 의한 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈(MX)을 포함하고, 상기 송신기 장치는 데이터 캐리어들 및 널 캐리어들로 구성된 캐리어들의 세트를 구현하며, 상기 방법은 이하의 단계들:
    - 상기 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈(MX)에 의하여 데이터 심볼들로부터 생성된 변조된 직교 심볼들에 대응하는 전송된 신호에 대한 전송 채널의 전달 함수의 추정치의 함수로서, 상기 캐리어들의 세트로부터 시변 방식으로 데이터 심볼들을 나르는데 전용되는 Npm개의 캐리어들을 선택하는 단계(2); 및
    - 심볼 블록을 전송하는데 전용되는 N'pm개의 캐리어들의 블록을 형성하기 위하여, 선행하는 선택 내에서 전달 함수의 추정치의 함수로서 결정된 위치들에 n0개의 널 캐리어들을 삽입하는 단계(3)
    를 포함하고, 여기서 N'pm = Npm + n0 ≤ NFFT인,
    심볼 인터리빙 방법(1).
  2. 제1항에 있어서,
    전송 채널의 전달 함수의 상기 추정치는 N''pm개의 데이터 심볼들로부터 생성된 추정기 변조된 직교 심볼을 사용하여 획득되고, 상기 데이터 심볼에서 실수부는 1과 같고 허수부는 0과 같으며, 범위 Npm 내지 NFFT에 놓여 있는 캐리어들의 수 N''pm에 의해 변조로부터 나오는,
    심볼 인터리빙 방법(1).
  3. 제2항에 있어서,
    추정기 직교 심볼이 상기 생성된 직교 심볼들 사이에 주기적으로 삽입되는,
    심볼 인터리빙 방법(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    데이터 캐리어 선택 및 결정된 위치들로의 널 캐리어 삽입은 추정기 심볼을 복조함으로써 획득된 전달 함수의 추정치에 적용된 결정 임계값 S'를 사용하여 수행되는,
    심볼 인터리빙 방법(1).
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 멀티캐리어 송신기 장치의 캐리어들에 할당되어야 하는 심볼들의 인터리버로서,
    상기 멀티캐리어 송신기 장치는 NFFT개의 직교 함수들에 의한 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈을 포함하고, 상기 인터리버 장치는 데이터 캐리어들 및 널 캐리어들로 구성된 캐리어들의 세트를 구현하며, 이하의 수단들:
    - 상기 캐리어들의 세트로부터 시변 방식으로 Npm개의 캐리어들을 선택하기 위한 수단 ― 선택된 캐리어들은 데이터 심볼들을 전송하는데 전용되고, 상기 멀티플렉싱 및 변조를 위한 모듈에 의하여 데이터 심볼들로부터 생성된 변조된 직교 심볼들에 대응하는 전송된 신호에 대한 전송 채널의 전달 함수의 추정치의 함수로서 선택됨 ―;
    - 심볼 블록을 전송하는데 전용되는 N'pm개의 캐리어들의 블록을 형성하기 위하여, 선행하는 선택 내에서 전달 함수의 추정치의 함수로서 결정된 위치들에 n0개의 널 캐리어들을 삽입하기 위한 수단(3); 및
    - 상기 Npm개의 데이터 캐리어들을 포함하는 캐리어들의 블록을 동적으로 인터리빙하기 위한 수단;
    를 포함하는,
    인터리버.
  8. 제7항에 따른 주파수 인터리버를 포함하는 송신기 장치.
  9. 제8항에 따른 송신기 장치를 포함하는 시스템.
  10. NFFT개의 직교 함수들에 의해 심볼들을 디멀티플렉싱하고 복조하기 위한 모듈 - 상기 모듈은 전송 채널의 전달 함수를 추정하기 위하여 1과 같은 실수부 및 0과 같은 허수부를 갖는 추정기 심볼을 복조하기에 적합함 -; 및
    심볼 전송 동안 구현된 인터리빙 법칙의 역인 법칙을 적용하여 복조된 심볼들의 디인터리빙을 구현하고, 결정된 순간들에서, 주어진 전송 모드 동안 시간에 따라 변화하는 시변 디인터리빙 법칙을 계산하기에 적합한 디인터리버;
    를 포함하는,
    수신기 장치.
  11. 수신기 장치에 의해 구현되는 수신 방법으로서,
    상기 수신기 장치는 NFFT개의 직교 함수들에 의해 심볼들을 디멀티플렉싱하고 복조하기 위한 모듈을 포함하고, 상기 방법은:
    전송 채널의 전달 함수를 추정하기 위하여 1과 같은 실수부 및 0과 같은 허수부를 갖는 추정기 심볼을 복조하는 단계; 및
    심볼들의 전송 동안 구현된 인터리빙 법칙의 역인 법칙을 사용하여 복조된 심볼들을 디인터리빙하고, 결정된 순간들에서, 주어진 전송 모드 동안 시간에 따라 변화하는 디인터리빙 법칙을 계산하는 단계;
    를 포함하는,
    수신 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 Npm개의 데이터 캐리어들을 포함하는 캐리어들의 블록을 동적으로 인터리빙하는 단계(4)를 더 포함하는,
    심볼 인터리빙 방법(1).
  13. 제12항에 있어서,
    데이터 캐리어 선택 및 결정된 위치들로의 널 캐리어 삽입은 캐리어들 사이의 최적 인터리빙 스프레딩의 제한 하에서 인터리빙 법칙 선택과 함께 수행되는,
    심볼 인터리빙 방법(1).
  14. 제13항에 있어서,
    인터리빙을 위한 캐리어들의 블록은 Npm개의 데이터 캐리어들에 부가하여, 널 캐리어들의 결정된 수 n0'를 포함하는,
    심볼 인터리빙 방법(1).
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