KR20040072608A

KR20040072608A - 멀티-캐리어 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20040072608A
Application number: KR10-2004-7001365A
Authority: KR
Inventors: 바레토 안드레 놀
Original assignee: 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-08-18
Also published as: KR100646553B1; JP3891986B2; US20050007946A1; WO2003053020A1; CN1611048A; JP2005513873A; AU2002347465A1; CA2469913A1; CN100471191C

Abstract

본 발명은 데이터의 멀티-캐리어 전송 방법 및 장치를 제공한다. 상기 방법은 데이터 스트림을 제공하는 단계와, 상기 데이터 스트림을 인코딩하여 복수의 합성값(complex value)을 생성하는 단계와, 상기 복수의 합성값 각각을 복수의 서브-채널 중 하나에 할당하는 단계와, 분리값(separate value)을 상기 복수의 서브-채널 각각에 할당하는 단계와, 상기 복수의 서브-채널 각각에 상기 할당된 분리값을 승산하여 상기 복수의 서브-채널 각각에 대해 승산된 값을 발생하는 단계와, 상기 복수의 서브-채널 각각의 상기 승산된 값을 서브-캐리어로 변조하여 각각의 서브-채널에 대해 변조된 신호를 발생하는 단계와, 상기 변조된 신호를 동시에 전송하는 단계를 포함한다.

Description

멀티-캐리어 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MULTI-CARRIER TRANSMISSION}

멀티-캐리어 변조는, 유럽 디지털 비디오 브로드캐스팅(DVB) 표준에서와 같은 브로드캐스트 애플리케이션과, 북아메리카 IEEE802.11a 및 유럽 HIPERLAN-2 표준에서와 같은 고속 무선 로컬 에이리어 네트워크(W-LAN)(모두 부호화된 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)에 의존함)를 위한 무선 환경에서 사용하도록 제안되었다. 이들 표준은 54 Mbps까지의 높은 데이터 속도의 무선 전송을 지원한다.

OFDM에 숨어있는 사상은 인입되는 데이터 스트림을 더 낮은 속도의 여러 개의 병렬 스트림(따라서 보다 긴 심벌 주기(T_s))으로 분리시켜 이들 각각을 상이한서브-채널로 전송하는 것이다. 이들은 1/T_s떨어져 있는 상이한 서브-캐리어를 사용하여 전송된다. 서브-캐리어 간격의 이 선택에 의해, 서브-채널들이 적절히 샘플링되면 이들 서브-채널들이 직교하며, 서브-채널들의 스펙트럼 오버래핑이 허용되어 전송의 스펙트럼 효과가 최대화된다.

OFDM의 이점은 무선 채널 내에서 공통인 다중 경로(multipath) 전파로 인한 ISI(inter-symbol interference)에 대한 회복력(resilience)이다. 이 회복력은 보호 간격(guard interval)(이것은 채널의 최대 지연보다 더 길다)에 의해 신호의 주기적인 확장을 통해 달성될 수 있다.

광대역 무선 시스템은 일반적으로 주파수 선택 페이딩을 특징으로 하는데, 즉, 상이한 페이딩이 상이한 주파수에서 관측된다. 부호화된 OFDM에서 데이터 비트는 상이한 서브-캐리어를 가로질러 부호화되며, 따라서 주파수 선택 채널을 일부 보호한다. 그러나, 이 보호는, 이웃 주파수들이 고도로 상관되기 쉽고, 따라서 딥 페이드(deep fade)가 여러 서브-채널에 영향을 미치는 경향이 있기 때문에, 제한된다.

페이딩을 제거하기 위한 한 방법은 다수의 안테나를 사용하여 공간 다이버시티를 획득하는 것이다. 충분한 다이버시티를 획득하기 위해서는 상이한 안테나에서의 채널이 낮은 상관을 가질 필요가 있는데, 이것은 이들 채널이 서로로부터 충분히 멀리 떨어져 있어야 한다는 것을 의미한다. 또한, 각각의 안테나는 별도의 무선 프론트 엔드(radio front end)를 요구하며, 따라서 트랜시버 비용이 증가한다. 이들 문제점으로 인해, 기지국에서만 다수의 안테나를 사용하며, 따라서 다운링크 다이버시티 기법이 송신기측에 채용되어야 한다.

고속 W-LAN 시스템은 실내 환경에서 정적이거나 또는 저속 이동하는 애플리케이션을 목표로 하고 있다. 이러한 사용 유형에 있어서, 채널은 아주 천천히 변하는데, 예를 들면, 캐리어 주파수가 f_c=5GHz인 걷는 속도 (1m/s)에서 코히어런스(coherence) 시간 T_c=25ms이며, HIPERLAN/2에서 2ms의 12 MAC 프레임 이상에 대응한다. 정적인(휴대형) 단말에 의해 페이드가 수백 밀리초 이상 지속될 수도 있다. 데이터 애플리케이션에 있어서, 낮은 패킷 손실 및 거의 에러가 없는 전송을 보장하기 위해 ARQ(Automatic Repeat Request) 구성 또는 단순한 패킷 재전송이 사용될 수도 있다. 그러나, 전술한 채널 조건 하에서, 패킷은 여러 회 전송되어야 할 수도 있고 또는 에러없이 수신될 때까지의 재전송 사이에서 많이 지연될 수도 있으며, 따라서 시스템 처리 능력이 떨어지고 전송 지연이 증가할 수 있다.

미국특허 제 5,914,933 호에는 이른바 클러스터형 OFDM 시스템이 제안되었는데, 여기서 인접하는 서브-캐리어의 상이한 서브셋이 각각의 안테나에 할당된다. 이 시스템은, 인접한 서브-캐리어가 동일한 안테타로부터 전송되어 상관되므로, 주파수 다이버시티가 거의 얻어질 수 없다는 문제점이 있다.

미국특허 제 6,005,876 호는 고속 무선 전송 시스템에 대해 개시하고 있는데, 여기서 서브셋은 서브-캐리어가 전 대역에 걸쳐 고르게 퍼져 있도록 되어 있다. 이것은 주파수 영역 내의 안테나-호핑(antenna-hopping)으로서 생각될 수 있다. 이 시스템은 처리 능력에 있어서 반복 구조를 갖는다고 하는 문제점이 있다. 이 방법은 주파수 다이버시티에 있어서는 진일보하였지만, 서브-캐리어들이 교환되는 경우에도, 시간 다이버시티에 있어서는 ARQ에 의해 진보된 것이 거의 없다.

이상으로부터, OFDM 기반의 표준과 같은 기존의 표준에 적용할 수 있는 효과적인 전송 다이버시티 구조가 요망된다는 것이 분명해졌다. 또한, 전송 성능의 개선 및 보다 높은 신뢰도를 갖기 위해, 에러율의 감소 및 이로 인한 보다 높은 데이터 처리 능력이 이루어져야 한다.

본 발명은 데이터의 멀티-캐리어(multi-carrier) 전송을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 전송에 특히 적합한 효과적인 전송 다이버시티 구조에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티-캐리어 전송 장치의 개략도.

도 2는 멀티-캐리어 전송 장치를 보다 개괄적인 방법으로 도시한 개략도.

도 3은 대응하는 수신기의 개략도.

도 4는 상이한 전송 구조에 의한 데이터 처리량을 나타내는 도면.

본 발명의 한 측면에 따르면, 데이터의 멀티-캐리어 전송 방법이 제공된다. 상기 방법은 데이터 스트림을 제공하는 단계와, 상기 데이터 스트림을 인코딩하여 복수의 합성값(complex value)을 생성하는 단계와, 상기 복수의 합성값 각각을 복수의 서브-채널 중 하나에 할당하는 단계와, 분리값(separate value)을 상기 복수의 서브-채널 각각에 할당하는 단계와, 상기 복수의 서브-채널 각각에 상기 할당된 분리값을 승산하여 상기 복수의 서브-채널 각각에 대해 승산된 값을 발생하는 단계와, 상기 복수의 서브-채널 각각의 상기 승산된 값을 서브-캐리어로 변조하여 각각의 서브-채널에 대해 변조된 신호를 발생하는 단계와, 상기 변조된 신호를 동시에 전송하는 단계를 포함한다.

상기 방법은, 복수의 안테나가 채용되면 부가적인 복잡도가 낮기 때문에, OFDM 기반의 W-LAN 표준과 같은 표준의 변경 없이 또는 거의 변경하지 않고 기존의표준에 적용될 수 있는 효과적인 전송 다이버시티를 제공한다. 또한, 에러율에 있어서도 상당한 감소를 얻을 수 있다. 따라서 보다 높은 데이터 처리 능력을 얻을 수 있다. 따라서, 전송 및 신뢰도에 있어서 성능의 개선이 제공될 수 있다.

상기 방법은 기본적으로 주파수 영역 프리디스토션을 제공하며, 복수의 전송 안테나를 이용하여 멀티-캐리어 시스템의 주파수 다이버시티를 증가시킨다. 또한 상기 방법은 시스템에 시간 다이버시티를 제공하기 위해 채용될 수 있으며, 이것은 데이터 처리량을 증가시키기 위해 상위층의 에러 제어 기능(예를 들면, ARQ(Automatic Repeat Request)에 의해 이용될 수 있다.

할당된 분리값을 승산하는 단계는 서브-캐리어에서 위상 이동 및/또는 진폭 변화를 제공할 수 있다. 그렇게 함으로써, 주파수 영역 내의 자동 상관이 더 작게 된다. 또한, 인가된 코드가 보다 효과적으로 사용될 수 있다.

하나의 서브-캐리어와 그 다음 서브-캐리어의 위상 차가 일정하면 유익할 수 있다. 이것은 채널의 지연을 초래한다. 따라서 수신자측에서, 채널 평가는 보다 효과적으로 수행될 수 있다.

분리값을 복수의 서브-채널 각각에 할당하는 단계는 상기 분리값에 사용하기 위해 랜덤 변수를 제공하는 단계를 포함한다. 랜덤 변수를 사용하면 채널 내의 주파수 선택도를 증가시키며, 또한 사용된 코드가 보다 효과적으로 된다.

분리값을 복수의 서브-채널 각각에 할당하는 단계는 상기 분리값에 사용하기 위해 일정한 진폭 값에 상이한 위상 값을 제공하는 단계를 포함한다. 이것은, 전송 능력에 큰 영향 없이 서브-캐리어 가운데 전력 할당이 유지되기 때문에 유익하다.

상이한 위상 값이 가능한 고정된 값의 집합에 속할 수도 있으며, 그 때문에 복잡한 승산이 단순화될 수 있다.

데이터 스트림은 패킷들을 포함하고, 각각의 패킷에 대해 하나의 분리값이 인가된다. 즉, 각 패킷에 대해 분리값은 상이하다. 이렇게 함으로써, 분리값을 각각의 패킷에 할당할 수 있으며, 이로 인해 시간 다이버시티가 발생한다.

복수의 서브-채널 중 하나의 채널 이득을 알면, 분리값이 복수의 서브-채널 중 하나의 위상의 반전에 대응하는 위상 시프트를 제공하도록 상기 분리값의 위상값을 변경시키는 것이 유익하며, 그 때문에, 상이한 안테나로부터의 신호가 일정하게 수신될 수 있다.

채널 이득이 알려지면, 즉, 채널 평가가 성공하면, 진폭 값이 복수의 서브-채널 중 하나의 진폭에 비례하도록 분리값의 진폭 값을 적응시키는 것이 더 바람직하며, 그 때문에, 신호가 일정하게 수신될 수 있고 신호대 잡음비(SNR)가 최소화될 수 있다.

변조 단계는 OFDM 변조를 포함한다. 이것은 제안된 구조가 표준 변조 기법에 적용될 수 있음을 보여준다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 데이터 스트림을 수신하여 복수의 합성값(complex value)을 생성하는 인코더 유닛과, 상기 복수의 합성값 각각을, 둘 이상의 채널을 형성하는 복수의 서브-채널 중 하나에 할당하는 디멀티플렉서와, 분리값(separate value)을 상기 복수의 서브-채널 각각에 승산하여 상기 복수의서브-채널 각각에 대해 승산된 값을 발생하는 승산 유닛과, 상기 복수의 서브-채널 각각의 상기 승산된 값을 서브-캐리어로 변조하여 상기 둘 이상의 채널 각각에 대해 변조된 신호를 발생하는 변조기와, 상기 변조된 신호를 전송 안테나를 통해 동시에 전송하는 송신기 -상기 둘 이상의 채널 각각은 자신에게 할당된 전송 안테나를 가짐- 를 포함하는 멀티-캐리어 전송 장치가 제공된다.

본 발명의 이 측면에 따른 실시예는 전술한 것과 유사한 원리를 이용한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도면은 단지 예로서만 제공되며, 본 발명의 실제 예를 축척하여 나타내는 것은 아니다.

본 발명은 다양한 멀티-캐리어 전송 애플리케이션에 폭넓게 적용될 수 있지만, 무선 시스템, 즉 W-LAN 표준 IEEE 802.11a 및 HIPERLAN-2에서 채용된 바와 같은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)을 사용하는 W-LAN(WirelessLocal Area Network)에 대한 애플리케이션에 대해 집중적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예를 설명하기 전에, 본 발명에 따른 몇 가지 기본 사항을 다루기로 한다.

일반적으로, 상기 제안된 전송 다이버시티 구조는 안테나(A_l)에서 각각의 서브-캐리어 상의 k 번째 서브-채널에서 전송되는 합성값(complex value) x_k(i)로도 지칭되는 심벌과, 분리값(separate value) a_l,k로도 지칭되는 계수의 곱을 사용한다. i는 i 번째 OFDM 심벌에 대응한다. 각각의 분리값(a_l,k)은 진폭값(α_l,k) 및 위상값(φ_l,k)을 포함하며, 이들은 상세히 후술한다. 분리값(a_l,k)은 복합인 값으로 간주될 수 있다. 적어도 두 개의 안테나(A_l)를 갖는(이것은 적어도 두 개의 채널(l)을 갖는다는 것을 의미한다) 시스템에 의해 최상의 결과가 얻어질 수 있다. 도 3에 도시된 단일 수신 안테나(52)를 고려하면, k 번째 서브-채널에서 FFT(Fast Fourier Transformation) 후에 수신된 신호는 다음과 같다.

여기서 h_eq,k는 모든 채널들(l)로 이루어진 등가 채널의 이득으로, 등가 채널 이득(h_eq,k)으로도 지칭된다.

이 이득은 다음과 같이 주어진다.

여기서 h_l,k는 l 번째 안테나(A_l) 및 k 번째 서브-채널에 대한 채널 이득이다. 전송 안테나(A_l)의 수 및 분리값(a_l,k)의 선택은 수신기에게 투명하며, 더 이상의 신호 전송은 필요치 않다. 수신기는 단일 안테나(A)로부터 전송된 것처럼 등가 채널 이득(h_eq,k)에 의해 수정된 전송 신호 x_k(i)를 수신한다. 따라서, 수신기는 등가 채널 이득(h_eq,k)만 보며, 분리값(a_l,k)이 트레이닝 프리앰블(tranining preamble)에 적용되면, 등가 채널 이득(h_eq,k)이 공지되어 있는 종래의 채널 평가 기법에 의해 얻어질 수 있다.

시간 다이버시티를 제공하기 위해 분리값(a_l,k)은 각각의 패킷에서 변해야 한다. n 번째 패킷에 대응하는 분리값(a_l,k(n))을 선택하기 위한 여러 가지 방법이 있다. 제 1 예에서는, 분리값들이 모두 다음과 같이 진폭(α_l,k) 및 랜덤 위상을 갖는 것이 제안되어 있다.

여기서 위상값 φ_l,k(n)는 구간 [0,2π)에서 독립적인 균일한 랜덤 변수를 포함한다. 단일 안테나 시스템 내에서와 같이 동일한 전송 전력이 필요하면, 진폭이으로 선택될 수 있는데, 여기서 L은 안테나(A_l)의 총 수이다. 시스템의 주파수 다이버시티는 이 선택에 따라서 증가하는데, 즉, 상이한 서브-채널 k의 채널 이득들 사이의 상관이 단일 안테나 시스템에 비해 감소한다. 그 결과 에러율이 상당히 감소함다. 한편, 제 2 예에서는 진폭(α_l,k)이 무작위로 선택될 수 있다. 제 1 예에 따른 랜덤 위상 방법을 사용할 때의 성능은 제 2 예와 비슷하다.

전술한 바와 같이, 상기 제안된 전송 다이버시티 구조의 시변(time-variant) 성질은 ARQ(Automatic Repeat Request) 같은 패킷 반복 구조가 이용될 때 시간 다이버시티를 제공한다. 이 기법은 추가의 성능 이득을 얻기 위해 수신기에서의 패킷 결합에 사용될 수 있다. 에러와 함께 수신된 패킷은 버려져서는 안된다. 대신에 이들은 저장되어 나중에 동일 패킷의 반복 버전과, 이상적으로는 최대 결합비로, 결합될 수 있다. 전송 다이버시티 구조와 결합하는 패킷의 연관은 OFDM 무선 시스템의 처리량을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 용량이 증가되고 전송 지연이 감소되며 또한 기존의 시스템에 사용될 수도 있다.

도 1은 멀티-캐리어 전송 장치(2)의 개략도이다. 인코더 유닛(10)은 그 입력에서 데이터 스트림(b)을 수신하고, 그 출력에서 합성값(x)을 제공한다. 인코더 유닛(10)은 또한 BICM(bit interleaved coded modulation) 유닛(10)으로 예상되는데, 여기서는 PSK(Phase Shift Keying) 또는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 각각 인가하는 인코더(11) 및 맵퍼(12)를 포함하고 있다. 인코더(11)와 맵퍼(12) 사이의 인터리버 유닛은 단순화를 위해 도시하지 않았다. 인코더 유닛(10)의 출력은 두 개의 디멀티플렉서(14)에 접속되고, 여기서 이들은 각각 채널(l)에 대응한다. 채널(l)의 수는 도 2에 나타낸 바와 같이 2이상일 수 있다. 이하에서는 유닛들의 기능이 동일하므로, 단지 하나의 채널만을 고려한다.디멀티플렉서(14)는 복수의 서브-채널(k) 중 하나에 복수의 합성값(x_k) 각각을 할당한다. 승산 유닛(16)은 복수의 서브-채널(k) 각각과 접속된다. 분리값(a_l,k)은 승산 유닛(16)에 제공되고, 전술한 바와 같이 설계될 수 있다. 각각의 채널(l)에서, 복수의 서브-채널(k)은 변조기(20)에 접속된다. 변조기(20)는 멀티플렉서(24)에 접속된 IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation) 유닛(22)을 포함한다. 멀티플렉서(24)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation) 유닛(22)으로부터 수신하는 신호 스트림을 나열한다. 나열된 신호 스트림은 주기적인 확장 유닛(26)으로 공급된다. 모듈레이터(20)의 출력이자 주기적인 확장 유닛(26)의 출력은 송신기(30)에 공급된다. 이러한 송신기(30)는 일반적으로 전송 또는 TX 필터 및 RF(radio frequency) 프런트 엔드를 포함하는데, 이들은 단순화를 위해 도시하지 않았다. 변조된 신호(s_l)는 전송 안테나(A_l)를 통해 송신될 수 있다. 각 채널(l)은 그 전송 안테나(A₁, A₂)를 갖는다.

멀티-캐리어 전송 장치(2)는 다음과 같이 동작한다. 데이터 스트림(b)이 인코더 유닛(10)에 의해 복수의 합성값(x)으로 인코딩된다. 복수의 합성값(x_k) 각각은 복수의 서브-채널(k) 중 하나에 할당된다. 또한, 복수의 서브 채널(k) 각각에 하나의 분리값(a_l,k)이 할당된다. 각각의 분리값(a_l,k)은 전술한 바와 같이 생성될 수 있지만, 여러 가지 변화 가능성도 있다. 또한, 분리값(a_l,k)은 채널 상태에 적응될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 복수의 서브-채널(k)은 할당된분리값(a_l,k)과 승산되어 복수의 서브-채널(k) 각각에 대해 승산된 값(m_l,k)을 발생한다. 이것은 승산 유닛(16) 내에 곱셈 기호로 도시되어 있다. 변조기(20)에서, 복수의 서브-채널(k) 각각의 승산된 값(m_l,k)은 IFFT(Inverse Fast Fourier Transformatin) 유닛(22)에 공급된다. 멀티플렉서(24)에 의해 나열되고 주기적인 확장 유닛(26)에 의해 처리된 후에 상기 변조된 신호(s_l)는 송신기(30)로 제공된다. 각 채널(l)의 변조된 신호(s_l)는 각 채널(l)에 할당되는 전송 안테나(A₁, A₂)를 통해 동시에 전송된다.

도 2는 다중 채널(l)을 갖는 멀티-캐리어 전송 장치(2)의 다른 실시예의 개략도이다. 데이터를 나타내기 위해 벡터가 사용되며, 밑줄친 문자로서 표시되어 있다. 일반적인 구성 및 기능은 도 1과 유사하다. 동일하거나 유사한 요소들은 동일한 참조 번호로 표시하였다. 입력 데이터 시퀀스로도 지칭되는, 길이 N_pack의 데이터 스트림(b(n))은 인코더(11)를 사용하여 R_c의 코드 레이트로 N_pack,c=N_pack/R_c코드 비트로 부호화되며, 이들은 i 번째 OFDM 심벌에 대응하는 N_c비트(c(i))의 [N_pack,c/N_c] 블록으로 분할된다. 그 다음에 이들은 맵퍼(12)를 사용하여 Kd=Nc/log2(M) QAM 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 심벌(합성값 벡터x(i)로도 지칭되는데, 여기서 M은 위치 사이즈이다)로 맵핑된다. 표시를 간단히 하기 위해, 단일 OFDM 심벌 또는 합성값 벡터(x)를 고려하는 동안 시간 인덱스(i)는 생략한다. 합성값 벡터(x)는 주파수 영역 내의 OFDM 신호에 대응한다. 각각의서브-채널과 관련된 Kp 파일럿 및 Kz 제로 서브-캐리어가 도입되고, 신호에 K 포인트 IDFT(Inverse Fast Fourier transformation)가 행해져서 K=Kd+Kp+Kz이 되는데, 이는 변조기(20)에서 실시된다. T_G=GT_s(T_s는 샘플링 간격)의 지연 확산까지 다중 경로 간섭을 제거하기 위해, 이렇게 획득한 시간 영역 신호에, 변조기(20)에 포함되는 주기적인 확장 유닛(26)(여기서는 도시되어 있지 않음)에서 행해진 G 개의 샘플의 주기적인 프리픽스(prefix)를 더한다. 그 결과의 변조된 신호(s_l)는 필터링되고, 송신기(30)를 사용하여 무선 주파수로 변환되고, 송신 안테나(A_l)를 통해 다중 경로 채널을 거쳐 전송된다.

멀티-캐리어 전송 장치(2)는 주파수 영역에서, 승산 유닛(16) 내의 각각의 서브-채널(k)에서 곱셈 기호로 표시된 프리디스토션(predistortion)을 사용한다. 프리디스토션은 합성값 벡터(x)의 성분에 분리값 벡터(a_l)의 성분을 승산하여 이루어진다. k 번째 서브-캐리어 및 l 번째 안테나(A_l)에서 전송된 신호는 다음과 같다.

수신기는 역 동작(reverse operation)을 수행한다. 수신된 신호는 필터링되고, 베이스밴드로 변환되며 1/T_s의 속도로 샘플링된다. 주기적인 확장이 제거되고 DFT(discrete Fourier transformation)가 행해진다. 제로 및 파일럿 서브-캐리어가 제거되고, 이 동작 후의 k 번째 서브-채널에서의 신호는 다음과 같다.

여기서, h_k는 등가 채널 이득이며, v_k는 변동(N₀)을 갖는 합성 노이즈 성분이다.

채널 평가에 기초하여, 수신된 신호를 등화하여 다음의 신호 평가를 얻는다.

심벌 및 채널 벡터 평가및에 의해 코드 비트의 로그 상관 함수(log-likelihood ratio)를 획득할 수 있으며, 이것은 예를 들어, 소프트-입력 비터비 디코더를 사용하여 디코딩될 수 있다.

기존의 프리앰블(preamble)은 각 데이터 패킷 앞에 전송되어, 수신기가 주파수 오프셋을 초기에 획득하고 동기화 및 채널 평가를 할 수 있도록 한다. 프리앰블은 또한 분리값(a_l,k)에 의해 수정된다. OFDM 시스템은 주파수 평가 에러에 아주 민감하기 때문에, 패킷 동안에 주파수 오프셋의 평가 및 정정을 개선하기 위해 다수의 파일럿 서브-캐리어가 도입된다. IEEE 802.11a는 가변 비트 레이트를 지원하는데, 이것은 상이한 변조 구성 및 상이한 코딩 레이트를 통해 얻어질 수 있다.

수신기에서는, 각각의 수신 안테나에서의 주파수 영역 신호가 벡터에 의해 성분끼리(element-wise) 곱해질 수 있고, 모든 수신 안테나로부터의 신호가 함께 더해진다. 예를 들어, 신호대 잡음비(SNR)의 최대화를 위한 최대 비의 결합과 같은 결합 구조에 따라서, 웨이트 벡터가 선택될 수 있다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 멀티-캐리어 전송 장치(2)와 함께 적용될 수 있는 수신기(50)의 개략도이다. 수신기(50)는 단일 수신 안테나(52), 복조기 유닛(54, 56) 및 라인에 접속되는 디코더(58)를 포함한다. 복조기 유닛(54, 56)은 코히어런트 또는 차동 검출과 같은 공지된 기법을 이용하여, 예컨대 OFDM 신호와 같은 수신 신호를 복조한다. 디코더(58)는 에러 정정 디코더로서 사용된다. 다중 수신기(50)는 전송된 신호(s_l)의 수신을 위해 적용될 수 있다. 프리디스토션은 원리상 수신기(50)에게 투명하며, 전송 다이버시티가 이용되었는 지를 알 필요가 없고, 단순히 등가 채널 이득(h_eq,k)의 평가를 시도한다.

랜덤 위상을 이용하는 상기 제안된 전송 다이버시티 구조의 성능 개선이 도 4에 도시되어 있다. 네 개의 전송 안테나를 갖는 시스템이 고려되었으며, 곡선 Ⅳ로 표시된 상기 제안된 전송 다이버시티 구조는 곡선 Ⅰ과 같은 단일 안테나 시스템 및 곡선 Ⅱ 및 Ⅲ과 같은 기존의 전송 다이버시티 구조와 비교되었다. 상세하게는, 곡선 Ⅱ는 지연 다이버시티 구조를 나타내고, 곡선 Ⅲ은 주파수 영역 내의 안테나 호핑을 나타낸다. 그 성능은 처리량으로 측정되었는데, 이것은 올바르게 수신된 패킷의 수를 전송된 패킷의 총 수로 나눈 것으로 정의된다. ARQ(Automatic Repeat Request)는 네 경우 모두에서 고려되었다. 네 개의 그래프로부터, 곡선 Ⅳ이 최선의 성능을 나타냄이 명확해졌다.

전술한 어떠한 실시예도 전술한 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 이것은또한 상기 실시예들의 하나 이상의 특징에 대해서도 가능하다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 실현될 수 있다. 어떠한 유형의 시스템 또는 본 명세서에 개시된 방법을 수행하기 위해 적응된 다른 장치들도 적합하다. 하드웨어와 소프트웨어의 통상적인 결합은, 로딩되어 실행될 때 본 명세서에 개시된 방법을 수행하도록 컴퓨터를 제어하는 컴퓨터 프로그램을 갖는 범용 컴퓨터 시스템일 수 있다. 본 발명은, 본 명세서에 개시된 방법의 구현을 가능하게 하는 모든 특징들을 포함하며, 컴퓨터 시스템 내에 로딩될 때 이들 방법을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품 내에 삽입될 수도 있다.

본 명세서에서 컴퓨터 프로그램 수단 또는 컴퓨터 프로그램은, 정보 처리 능력을 갖는 시스템이 바로 또는 a) 다른 언어, 코드 또는 표시로의 변환 또는 b) 상이한 재료 형태로의 재생 또는 이 둘 모두를 행한 후에, 특정 기능을 수행하도록 하는 인스트럭션들의 집합을 임의의 언어, 코드 도는 표시로 나타낸 것을 의미한다.

Claims

데이터의 멀티-캐리어 전송 방법에 있어서,

데이터 스트림(b)을 제공하는 단계와,

상기 데이터 스트림을 인코딩하여 복수의 합성값(complex value)(x)을 생성하는 단계와,

상기 복수의 합성값(x_k) 각각을, 둘 이상의 채널(l)을 형성하는 복수의 서브-채널(k) 중 하나에 할당하는 단계와,

분리값(separate value)(a_l,k)을 상기 복수의 서브-채널(k) 각각에 할당하는 단계와,

상기 복수의 서브-채널(k) 각각에 상기 할당된 분리값(a_l,k)을 승산하여 상기 복수의 서브-채널(k) 각각에 대해 승산된 값(m_l,k)을 발생하는 단계와,

상기 복수의 서브-채널(k) 각각의 상기 승산된 값(m_l,k)을 서브-캐리어로 변조하여 상기 둘 이상의 채널(l) 각각에 대해 변조된 신호(s_l)를 발생하는 단계와,

상기 둘 이상의 채널(l) 각각의 상기 변조된 신호(s_l)를 동시에 전송하는 단계를 포함하는

멀티-캐리어 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 할당된 분리값(a_l,k)을 승산하는 단계는 상기 서브-캐리어에서 위상 이동 및 진폭 변화를 제공하는 멀티-캐리어 전송 방법.
제 2 항에 있어서,

하나의 서브-캐리어와 그 다음 서브-캐리어의 위상 차가 일정한 멀티-캐리어 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 분리값(a_l,k)을 상기 복수의 서브-채널(k) 각각에 할당하는 단계는 상기 분리값(a_l,k)에 사용하기 위해 랜덤 변수(φ_l,k)를 제공하는 단계를 포함하는 멀티-캐리어 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 분리값(a_l,k)을 상기 복수의 서브-채널(k) 각각에 할당하는 단계는 상기분리값(a_l,k)에 사용하기 위해 일정한 진폭 값에 상이한 위상 값을 제공하는 단계를 포함하는 멀티-캐리어 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 서브-채널(k) 중 하나의 채널 이득을 알 때, 상기 분리값(a_l,k)이 상기 복수의 서브-채널(k) 중 하나의 위상의 반전에 대응하는 위상 시프트를 제공하도록 상기 분리값(a_l,k)의 위상값(φ_l,k)을 변경시키는 단계를 더 포함하는 멀티-캐리어 전송 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 진폭 값(α)이 상기 복수의 서브-채널(k) 중 하나의 진폭에 비례하도록 상기 분리값(a_l,k)의 진폭 값(α)을 적응시키는 단계를 더 포함하는 멀티-캐리어 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 변조 단계는 OFDM 변조를 포함하는 멀티-캐리어 전송 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 데이터 스트림(b)은 패킷들을 포함하고, 각각의 패킷에 대해 하나의 분리값(a_l,k)이 인가되는 멀티-캐리어 전송 방법.
프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 요소.
프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 저장된 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
데이터의 멀티-캐리어 전송용 장치(2)에 있어서,

데이터 스트림(b)을 수신하여 복수의 합성값(complex value)(x)을 생성하는 인코더 유닛(10)과,

상기 복수의 합성값(x_k) 각각을, 둘 이상의 채널(l)을 형성하는 복수의서브-채널(k) 중 하나에 할당하는 디멀티플렉서(14)와,

분리값(separate value)(a_l,k)을 상기 복수의 서브-채널(k) 각각에 승산하여 상기 복수의 서브-채널(k) 각각에 대해 승산된 값(m_l,k)을 발생하는 승산 유닛(16)과,

상기 복수의 서브-채널(k) 각각의 상기 승산된 값(m_l,k)을 서브-캐리어로 변조하여 상기 둘 이상의 채널(l) 각각에 대해 변조된 신호(s_l)를 발생하는 변조기(20)와,

상기 변조된 신호(s_l)를 전송 안테나(A_l)를 통해 동시에 전송하는 송신기(30) -상기 둘 이상의 채널(l) 각각은 자신에게 할당된 전송 안테나(A_l)를 가짐- 를 포함하는

멀티-캐리어 전송 장치.