KR20070024617A - 대역폭 확장을 위해 저 복잡도 cdma 계층을 채용하는초광대역 ofdm 신호용 전송기 및 수신기 - Google Patents

대역폭 확장을 위해 저 복잡도 cdma 계층을 채용하는초광대역 ofdm 신호용 전송기 및 수신기 Download PDF

Info

Publication number
KR20070024617A
KR20070024617A KR1020067026767A KR20067026767A KR20070024617A KR 20070024617 A KR20070024617 A KR 20070024617A KR 1020067026767 A KR1020067026767 A KR 1020067026767A KR 20067026767 A KR20067026767 A KR 20067026767A KR 20070024617 A KR20070024617 A KR 20070024617A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ofdm symbol
sequence
ofdm
negligible
suffix
Prior art date
Application number
KR1020067026767A
Other languages
English (en)
Inventor
찰스 라젤
Original Assignee
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Publication of KR20070024617A publication Critical patent/KR20070024617A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/692Hybrid techniques using combinations of two or more spread spectrum techniques
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097Interference-related aspects
    • H04B1/711Interference-related aspects the interference being multi-path interference
    • H04B1/7115Constructive combining of multi-path signals, i.e. RAKE receivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202Channel estimation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03828Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/2605Symbol extensions, e.g. Zero Tail, Unique Word [UW]
    • H04L27/2607Cyclic extensions
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0014Three-dimensional division
    • H04L5/0016Time-frequency-code
    • H04L5/0021Time-frequency-code in which codes are applied as a frequency-domain sequences, e.g. MC-CDMA
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/0007Code type
    • H04J13/0022PN, e.g. Kronecker
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/0335Arrangements for removing intersymbol interference characterised by the type of transmission
    • H04L2025/03375Passband transmission
    • H04L2025/03414Multicarrier
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202Channel estimation
    • H04L25/0224Channel estimation using sounding signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03159Arrangements for removing intersymbol interference operating in the frequency domain
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/26025Numerology, i.e. varying one or more of symbol duration, subcarrier spacing, Fourier transform size, sampling rate or down-clocking
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0058Allocation criteria
    • H04L5/0064Rate requirement of the data, e.g. scalable bandwidth, data priority

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

고 대역폭 OFDM 신호를 송신하고 수신하지만, OFDM 신호처리의 복잡도를 제한하는 방법 및 장치가 설명된다. 대역폭 확장은 긴 PN 코드에 의해 결정되는 반복의 극성과 함께 전체 OFDM 심볼을 반복함으로써 달성된다. 이 기술은 완전하게 백색 스펙트럼을 보장한다. 제로 서픽스 OFDM 심볼을 사용함으로써, 다중 경로 채널에 대한 큰 허용오차를 가능하게 하는 반면, 심지어 수신기에서 디스프레딩하기 위한 단일의 저속 RAKE 핑거를 유지한다.

Description

대역폭 확장을 위해 저 복잡도 CDMA 계층을 채용하는 초광대역 OFDM 신호용 전송기 및 수신기{A TRANSMITTER AND RECEIVER FOR ULTRA-WIDEBAND OFDM SIGNALS EMPLOYING A LOW-COMPLEXITY CDMA LAYER FOR BANDWIDTH EXPANSION}
본 발명은 대역폭 확장을 위해 저 복잡도 CDMA 계층을 채용하는 초광대역 OFDM 신호용 전송기 및 수신기에 관한 것이다.
고속 무선 PAN(Personal area Network)을 위한 초광대역 전송용으로 OFDM을 사용하는 것은 이미 제안되고 공지되어 있다. 이들 시스템은 오늘날의 전자 장치로부터의 우연적인 방사에 대한 한계를 낮추지만, 그럼에도 불구하고 3m 범위 내에서는 480 MBps 그리고 10m 범위을 넘어서는 110 Mbps까지의 데이터 속도를 제공하도록 제안된다. 복잡도가 합리적이기 때문에, 그러한 시스템은 기본 대역폭 528 MHZ를 점유하도록 제조될 수 있지만, 주파수 호핑(hopping)의 부가 계층은 점유 대역폭에 정수 인자(전형적으로는 3)를 승산하도록 적용된다.
또한, 대략 초당 14억 칩의 칩 속도, 및 그 칩 속도에 승산 및 누산을 행해야 하는 관련 RAKE 수신기 또는 채널 정합 필터를 채용하는 순수 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 시스템을 사용하는 것이 이미 제안되고 공지되어 있다. 부가하여, 판정 피드백 등화기(equalizer) 등의 등화기는 낮은 에러 플로어(floor)를 얻을 필요가 있을 수 있다.
OFDM 및 주파수 호핑의 조합이 원리적으로 양호하게 동작함에도 불구하고, 관할 기관에서는 그러한 시스템에 대한 허여 전력 레벨 및 간섭 특성에 관하여 아직 결정하지 못하고 있다. 허여 평균 전력은 신호의 평균 전력 스펙트럼 밀도에 따라 설정되어야 하기 때문에, 호핑은 피크 전력을, 임의의 광대역 수신기상의 간섭 충격을 동일 인자만큼 증가시킬 수 있는 인자 N만큼 효과적으로 증가시키고, 여기에서, N은 호핑 수이다. 이것은 특히, C-대역 위성 방송 수신용 안테나 같은 광대역 위성 방송 수신기 시스템과 관련이 있다. 이러한 잠재적 제약을 고려하여, OFDM 신호의 대역폭 확장을 가능하지만 주파수 호핑에 의존하지 않는 방법이 모색되고 있다.
직접 시퀀스 확장 스펙트럼을 기초로 하는 대체 기법이 이미 제안되었지만, 초당 10억개 샘플을 초과하여 상관기가 실행되어야 하면, 그 솔루션의 신호 처리 복잡도를 수용할 수 없고, 게다가, 디지털 신호 처리를 채용하는 것을 가정하면 수용가능한 RAKE 수신기를 형성하기 위해 다수의 상관기가 필요하게 된다. 디지털 신호 처리는 무어의 법칙(Moore's law)에 기인하여 IC 프로세스 기하를 감소시키는 디지털 회로의 복잡도 감소가 매우 바람직하다.
제안된 신호 파형은 반복에 의해 업샘플링된(upsampled)된 OFDM 심볼이다. 전체 OFDM 신호 유닛의 시간 도메인에서 반복이 행해진다. 임의의 반복에 의해 기 인한 스펙트럼 리플(ripple)을 회피하기 위해, 두개의 측정법이 채용된다:
1. OFDM 심볼에서 전형적으로 발견되는 순환 프레픽스(prefix) 대신 제로 에너지 서픽스(suffix) 사용되고,
2. 반복된 OFDM 심볼은, 전송기 및 수신기에 공지된 긴 PN 시퀀스에 따라 극성 반전이 이루어진다.
반복 길이에 걸쳐 채널이 기본적으로 시불변이기 때문에, 수신기는 공지된 PN 시퀀스에 따라 간단한 가산 또는 감산함으로써 오리지날 OFDM 심볼을 복원할 수 있다. 마지막으로, 오버랩 및 가산 동작은 각각의 디스프레드(despread) OFDM 심볼 상에 수행되어 고속 푸리에 변환(FFT)에 적용된 샘플의 원하는 순환 불변 특성을 강제한다.
FFT를 통과한 후에, 주파수 도메인 샘플은 각 주파수 빈(bin)을 주파수 도메인 채널 추정의 대응 빈의 복소 켤레로 분할함으로써 등화될 수 있다. 등가적으로, M-ary PSK 같은 복조용으로 진폭 정확도가 필요하지 않은 경우에, 동일량의 복소 켤레 승산을 사용하여 채널에 기인한 위상 시프트를 역회전(derotate)할 수 있다.
새로운 이해로는, 반복에 의한 OFDM 신호의 업샘플링이 요구되는 IFFT 및 FFT 쓰루풋을 변경하진 않지만, 점유 대역폭을 증가시키는 것이 있다. 전송기의 주파수 도메인에서 수행된 필터링은 낮은 대역외 방사에 적합하게 하는 상기 새로운 업샘플링 프로세스 및 일반적으로 융통성있는 스펙트럼 라디오에 의해 그 형상이 유지된다.
도면에서,
도 1은 본 명세서에서 설명되는 원리에 따른 전송기의 블록도이다.
도 2는 본 명세서에서 설명되는 원리에 따른 수신기의 블록도이다.
도 3은 오버랩 및 가산 처리를 도시하는 도면이다.
도 4는 예시적 전송 포락선 파형을 도시하는 신호 도면이다.
도 5는 전송 포락선 파형의 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 도시하는 신호 도면이다.
도 6은 예시적 수신 포락선 파형을 도시하는 신호 도면이다.
도 7은 예시적 전송 포락선 파형의 PSD를 도시하는 신호 도면이다.
도 8은 수신기의 출력부에서의 QPSK 산포도를 도시하는 신호 도면이다.
도 1의 전송기 블록도는 전송기 섹션의 일 가능 실시예를 도시한다. QPSK 변조가 예로서 선택된다. 도 1내에서, 표기 "/2"는 복소 신호를 나타내기 위해 사용된다.
일반적으로 참조 부호(110)으로 지시된 처음 다섯개의 블록은 당분야에 공지되어 있고, 이들은 정보 비트의 랜덤 소스, 포워드 에러 정정 인코딩 다음의 QPSK 변조기를 포함한다. IFFT의 주파수 빈은 QPSK 심볼로 채워진다. (d.c.에서 그리고 주파수 도메인에서 제로 에너지가 요구되는 곳에 제로가 선택적으로 삽입될 수 있다. 부가하여, 이 점에 파일럿 톤이 삽입될 수 있다.) 최장의 충분한 채널 임펄스 응답과 동일하거나 더 크게 설계된 길이의 제로 에너지 서픽스가 첨부된다.
UWB 시스템이 시도하는 것 중 하나는 수용가능한 하드웨어 복잡도의 경계 내에서 매우 큰 대역폭을 점유하는 것이다. 매우 큰 대역폭이 점유되지 않으면, 전송 신호의 위임된 극도로 낮은 신호 전력 때문에, 수신 신호를 사용할 수 없게 된다. 이러한 시도는 대역폭 확장을 사용하는 도 1의 전송기에서 해결된다. 도 1의 실시예에서, 대역폭 확장은 "전체 OFDM 심볼의 반복에 의한 업샘플링"으로 명명된 블록(111)에서 발생한다. (관련 순환 서픽스를 포함하는) OFDM 심볼 각각을 반복하는 횟수는 구현에 따라 다르다. 일 실시예에서, 동일 인자에 의해 대역폭 확장이 이루어지는 네개의 인자가 사용될 수 있다.
OFDM 심볼 각각의 카피(copy)는 양극(+1, -1) PN 발생기(113)에 의해 생성되는 PN 시퀀스의 현재 값에 따라 반전되거나 반전되지 않는다. PN 시퀀스의 인덱스는 전송된 각 OFDM 심볼에 대하여 하나씩 증분된다. 환언하면, PN 시퀀스 속도는 OFDM 심볼 속도와 동일하다. 사실상, 도 1에 도시된 바와 같은 승산기(115)를 사용하기 보다는, PN 생성기의 현재 극성에 따라 버퍼 내에서 각각의 버퍼링된 OFDM 샘플의 사인(sign)이 반전되거나 반전되지 않을 수 있다. PN 생성기 없이, OFDM 심볼 반복은 과도의 "스펙트럼 리플"을 생성할 수 있는데, 즉, 시간 도메인에서의 미수정 반복은 파형의 자동 상관이 이상적인 디랙(Dirac) 응답으로부터 편이가 발생하게 하고, 주파수 도메인에서의 전력을 포함하여, 전력 스펙트럼 밀도가 비백색(non-white)이 되게 한다.
오리지날 정보 비트를 나타내는 샘플 수는 도 1의 블록(111)에 적용되는 전체 OFDM 심볼 각각의 반복 수에 따라 인자 N만큼 증가된다. 반복된 OFDM 심볼이 아날로그 도메인으로 변환되는 샘플림 속도는, 확산이 적용되지 않은 상황과 관련하여 (동일 인자 N만큼의) 대역폭 확장이 이루어지는 대응 인자 N만큼 증가된다고 가정한다.
PN 생성기(113)의 속도에서의 대응하는 증가에 따라 블록(111)에서 가변 확산 인자 N을 사용하는 것은, 아마도 가변 인자 N을 저복잡도 대역폭 확장 기법에 제공하고자 함이다. 인자 N을 가변시킴으로써, 사용자 데이터 속도는, 사용자 데이터 속도의 확장성 및 융통성의 잇점을 제공하면서, 확산 이득에 대하여 거래될 수 있다. 이 융통성은 3G 셀룰러 전화에 사용되는 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드에 의해 제공되는 것과 유사하다.
PN 시퀀스는 단지, 반복이 업샘플링 속도 N의 가장 큰 지원값에 걸쳐 회피되는 것을 보장하도록 충분히 길 필요가 있다. 단순화를 위해, PN 시퀀스의 위상은 OFDM 심볼의 버스트 개시부에서의 프리앰블(preamble)의 종단부에 동기될 수 있다. 원한다면, 상이한 PN 시퀀스는 동일한 스펙트럼 할당에서 동작하는 상이한 피코넷(piconet)에 대하여 사용되어 피코넷 간 상호 통신의 확률을 최소화할 수 있다. 그러나, 사용된 PN 시퀀스가 주어진 피코넷 또는 동등 계층(peer-to-peer) 통신 세션 동안의 시간에 걸쳐 변경될 필요는 없다.
전송기에서의 최종 단계는 디지털 대 아날로그 변환 단계 및 기저 대역 신호를 적절한 RF 캐리어 주파수로 시프팅하는 주파수 시프팅 단계이다. 일반적으로 참조 부호 120으로 지시된 이들 단계는 종래의 기법을 따르고 본 명세서에서 추가로 상세히 설명하지는 않는다.
도 2의 블록도는 무선 주파수 채널에서 다중 경로 지연 확산 존재시에 대역폭 확장 OFDM 신호를 수신하도록 설계된 수신기 아키텍처를 도시한다.
도 2의 상부 절반에서, 종래의 직접 하향 변환 수신기에 이어 한쌍의 아날그 대 디지털 변환기 및 복소 샘플 형성기가 일반적으로 참조부호 210으로 함께 지시되어 있다. 상기 도면의 하부 절반의 나머지는 계획된 수치 신호 처리의 예를 도시한다. 예로서, 채널 추정 및 동기화가 초기 프리앰블(가정되지만 전송기에서는 도시 생략됨)로부터 도출된다. 따라서, 복소 샘플이 프리앰블 검출 블록(211)에 처음 인가되고, 그 다음 연속하여 동기화 블록(213) 및 채널 추정 블록(215)에 인가된다. 로컬 PN 시퀀스 생성기(217)의 위상 및 타이밍은 프리앰블과의 초기 동기화로부터 얻어진다. 전송기에서 행해진 역으로 하는 극성 반전은 "N OFDM 심볼의 저장 및 부가적 결합"으로 명명된 블록(221) 앞에 직접 삽입된 디지털 승산기(219)로 표현된다.
수신기에서의 대역폭/속도 감소는 전술한 "N OFDM 심볼의 저장 및 부가적 결합" 블록(221)에 의해 수행된다. 이 동작은 단순히 부가적 동작이고, 따라서, 복잡도가 비교적 낮다.
"오버랩 및 부가" 블록(223)은 후속 FFT 동작(225)에 대한 필요한 순환 특성을 생성한다. 이러한 아이디어는 수신 심볼 블록이 마치 채널 충격 응답으로 "순환 컨볼루션(convolution)"이 수행된 것과 같이 나타나게 한다. 이것은 주파수 도 메인 샘플의 분할이, 대응하는 반전 회전 디컨볼루션(deconvolution) 프로세스와 등가이기 때문이다.
도 3에서 설명하는 바와 같이, 채용된 순서는, OFDM 심볼의 종단부 이후에 수신한 샘플들을 취하고, 이들을, OFDM 심볼의 시작부에서 대응하는 수의 샘플에 부가하는 것이다. 예를 들면, OFDM 심볼이 128 샘플 길이에 이어 제로 에너지 서픽스인 32 샘플이면, OFDM 심볼의 종단부에서의 대응 32 샘플은 수신 OFDM 심볼의 처음 32 샘플에 부가되어야 한다.
도 2를 다시 참조하면, FFT(블록 225) 후에, 분할 블록(227)은 대응하는 주파수 도메일 채널 추정을 사용하여 각각의 FFT 빈의 주파수 도메인에서 분할을 수행한다. 전술한 바와 같이, 이것은 순환 디컨볼루션에 대응하고 채널 충격 응답의 효과를 반전시킨다. 일부의 경우에, 분할은 QPSK 변조가 포함되는 본 예와 같이 복소 켤레 승산으로 종래 형식으로 대체될 수 있다. 일반적으로 참조 부호 230으로 지시된 바와 같이, QPSK 복조 후에, 정규 FEC 알고리즘을 적용하여 유용한 정보 비트 스트림을 복원한다.
도 4 내지 도 8은 통신 링크의 다양한 지점에서의 예시적 파형 및 전력 스펙트럼을 도시한다. 도 4 내지 도 8에서, 각각의 버스트 다음에 제로 에너지 서픽스에 대응하는 사일런스(silence) 주기가 이어진다. 네개의 버스트 그룹 및 그들 관련 제로 에너지 서픽스는, 단일 OFDM 심볼 및 관련 순환 프레픽스 또는 대체예에서는 제로 에너지 서픽스용으로 이전에 사용됨에 따라 동일한 시간의 듀레이션으로 전송될 수 있다. 도 5의 전송 신호의 PSD와 비교되는, 도 7에 도시된 수신기에서 의 페이딩(fading) 유도 PSD 변동을 주목하자. 오버랩 및 부가 동작을 포함하는 수신기에서의 신호 처리는 충분한 확산 이득을 부여하여 전송 정보가 매우 낮은 에러 확률을 가지면서 복원된다(도 8).
대체 실시예:
1. 점유 스펙트럼이 샘플링 속도 이하가 되도록 톤 블록이 제로로 설정되는 것을 제외한, 전술한 바와 같은 송신기 및 수신기. 이것은 전송기에서 IFFT를 효과적으로 사용하여 하나의 동작에서 업샘플링 및 필터링을 얻는다.
2. 각각의 OFDM 심볼의 반복 횟수 증가에 대응하여 OFDM 심볼의 크기가 동적으로 동적으로 조정될 수 있는 것을 제외한, 전술한 바와 같은 송신기 및 수신기. 따라서, 샘플링 속도를 일정하게 유지하면서, 데이터 속도 대 확산 이득이 필요에 따라 조정될 수 있다.
3. 변조 기법이 QPSK에 고정되는 것이 아니라 가용의 SNR에 따라 선택될 수 있는 것을 제외한, 전술한 바와 같은 송신기 및 수신기.
4. 제로 에너지 서픽스의 길이가 에너지화 OFDM 심볼의 길이와 동일하지만 크지 않은 값으로 증가하도록 허여되는, 전술한 바와 같은 송신기 및 수신기.
5. 제로 에너지 서픽스의 길이가, 낮은 데이터 속도에 적합한 '성긴(sparse)' 변조 기법에 대하여 순서있게 OFDM 심볼의 에너지화 부분의 길이를 초과하는, 전술한 바와 같은 송신기 및 수신기. 수신기에서의 오버랩 및 부가 동작은 OFDM 심볼의 에너지화 부분의 길에로 제한될 수 있다.
6. 전술한 수신기지만, 오버랩 및 부가 동작이 임의의 진폭 임계치를 초과하 는 서픽스 샘플에만 인가되는 수신기.
7. 전송의 제로 에너지 부분(제로 에너지 서픽스) 동안 전력 절감 기술을 사용하는 전술한 전송기. 그러한 전력 절감은 RF, 아날로그 및 혼합 신호 컴포넌트, 특히 DAC에서 이루어진다.
8. 복소 분할 대신 복소 켤레 승산을 사용하여 주파수 도메인 채널 등화를 달성하는 전술한 수신기.
9. 오버랩 및 부가 처리가 MMSE같은 개선된 등화 기법에 의해 대체되는 전술한 수신기.
적용예
본 발명은 일반적으로 낮은 신호 처리 오버헤드 및 다중 경로 채널 영향에 대한 높은 탄성을 자는 OFDM 파형을 확산 및 디스프레딩하는 문제에 적용가능하다.
하나의 특정 적용예는 고속, 단범위 통신 링크용 초 광대역 시스템에 적용된다. 특히, 현재 IEEE(802.15.3a)에서의 표준화 노력은 주파수 호핑 신호에 대한 관할 기관의 저항을 극복하기 위한 수단으로서 이들 기술을 사용하는 것을 선택할 수 있다.
인지 및 소프트웨어 정의 라디오에 대한 미래의 표준은 우세한 상호간섭 조건에 따라 선택적으로 대역폭의 큰 조각(swathes)을 점유하기 위해 상기와 같은 기법을 사용할 수 있다. 융통성이 있고 불규칙한 스펙트럼 점유는 선택된 FFT 빈을 제로 에너지로 송신기에서 설정함으로써 이용가능하다.
UWB에 대한 미래의 국제 표준은 전술한 잇점의 관점에서 상기 기술을 기초로 변조를 선택할 수 있다.

Claims (25)

  1. 신호 방법으로서,
    OFDM 심볼을 생성하는 단계,
    상기 OFDM 심볼을 반복하여 확대 시퀀스를 생성하는 단계,
    상기 확대 시퀀스를 선택적으로 반전시켜, 개선된 스펙트럼 특성을 나타내는 수정 확대 시퀀스를 얻는 단계, 및
    상기 수정 확대 시퀀스를 전송하는 단계
    를 포함하는 신호 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 OFDM 심볼에 무시해도 될 만한 에너지의 서픽스(suffix)를 첨부하는 단계를 포함하는 신호 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    전체의 OFDM 심볼은 선택적으로 반전되는 신호 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    전체의 OFDM 심볼은 PN 코드에 따라 선택적으로 반전되는 신호 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 OFDM 심볼에서의 톤 블록을 제로로 설정하여 스펙트럼 성형(shaping)을 달성하는 신호 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    일정한 샘플 레이트를 유지하면서 상기 OFDM 심볼의 크기 및 반복 인자는 역 관계에서(in inverse relation) 동적으로 변경되는 신호 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    적용된 변조를 동적으로 변경시키는 단계를 포함하는 신호 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    각각의 OFDM 심볼에 무시해도 될 만한 에너지의 서픽스를 적용하는 단계를 포함하는 신호 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 무시해도 될 만한 에너지의 서픽스는 상기 OFDM 심볼의 에너지화 부분의 길이보다 크지 않은 길이인 신호 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 무시해도 될 만한 에너지의 서픽스는 상기 OFDM 심볼의 에너지화 부분의 길이보다 큰 길이인 신호 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    선택된 활성 컴포넌트와 관련하여 전력 관리 단계들을 수행하여 무시해도 될 만한 에너지의 서픽스의 생성동안 상기 활성 컴포넌트에 더 적은 전력을 제공하는 단계를 포함하는 신호 방법.
  12. 신호 수신 방법으로서,
    OFDM 심볼이 반복되고 그 결과의 확대 시퀀스가 선택적으로 반전된 수정 확대 시퀀스를 수신하는 단계,
    상기 OFDM 심볼의 반복 인스턴스들을 결합하여 복합 OFDM 심볼을 얻는 단계,
    상기 복합 OFDM 심볼 상에 변환 동작을 수행하여 변환 시퀀스를 얻는 단계
    를 포함하는 신호 수신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 변환 시퀀스의 복소 연산 분할을 수행하는 단계를 포함하는 신호 수신 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 변환 시퀀스의 복소 켤레 승산을 수행하는 단계를 포함하는 신호 수신 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 변환 시퀀스는 채널 추정으로 분할되는 신호 수신 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 수정 확대 시퀀스는 OFDM 심볼들의 반복 인스턴스들 간에 산재된 주기 - 상기 주기동안 무시해도 될 만한 에너지가 전송됨 - 를 포함하고, 결합동안, 상기 주기동안 발생하는 샘플은 이전 OFDM 심볼에 대응하는 샘플과 결합되는 신호 수신 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 주기는 OFDM 심볼의 듀레이션을 초과하고, 이전 OFDM 심볼의 듀레이션과 동일한 주기의 제 1 부분 동안 발생하는 샘플만이 이전 OFDM 심볼에 대응하는 샘플과 결합되는 신호 수신 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    단지 상기 주기동안 발생하고 특정 임계치 진폭을 초과하는 샘플만이 이전 OFDM 샘플 각각에 대응하는 샘플과 결합되는 신호 수신 방법.
  19. 통신 전송기로서,
    OFDM 심볼을 생성하는 수단,
    상기 OFDM 심볼을 반복하여 확대 시퀀스를 생성하는 수단,
    상기 확대 시퀀스를 선택적으로 반전시켜 개선된 스펙트럼 특성을 나타내는 수정 확대 시퀀스를 얻는 수단, 및
    상기 수정 확대 시퀀스를 전송하는 수단
    을 포함하는 통신 전송기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 OFDM 심볼에 무시해도 될만한 에너지의 서픽스를 첨부하는 수단을 포함하는 통신 전송기.
  21. 제 19 항에 있어서,
    전체의 OFDM 심볼은 선택적으로 반전되는 통신 전송기.
  22. 제 19 항에 있어서,
    전체의 OFDM 심볼은 PN 코드에 따라 선택적으로 반전되는 통신 전송기.
  23. 통신 수신기로서,
    OFDM 심볼이 반복되었고 그 결과의 확대 시퀀스가 선택적으로 반전된 수정 확대 시퀀스를 수신하는 수단,
    상기 OFDM 심볼의 반복 인스턴스들을 결합하여 복합 OFDM 심볼을 얻은 수단, 및
    상기 복합 OFDM 심볼 상에 변환 동작을 수행하는 수단
    을 포함하는 통신 수신기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 변환 시퀀스의 복소 연산 분할을 수행하는 수단을 포함하는 통신 수신기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 변환 시퀀스는 채널 추정에 의해 분할되는 통신 수신기.
KR1020067026767A 2004-05-21 2005-05-20 대역폭 확장을 위해 저 복잡도 cdma 계층을 채용하는초광대역 ofdm 신호용 전송기 및 수신기 KR20070024617A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57304504P 2004-05-21 2004-05-21
US60/573,045 2004-05-21
US61275304P 2004-09-24 2004-09-24
US60/612,753 2004-09-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070024617A true KR20070024617A (ko) 2007-03-02

Family

ID=34968362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067026767A KR20070024617A (ko) 2004-05-21 2005-05-20 대역폭 확장을 위해 저 복잡도 cdma 계층을 채용하는초광대역 ofdm 신호용 전송기 및 수신기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8634492B2 (ko)
EP (1) EP1754313B1 (ko)
JP (1) JP2008500788A (ko)
KR (1) KR20070024617A (ko)
AT (1) ATE535059T1 (ko)
WO (1) WO2005114858A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7668247B2 (en) * 2005-01-14 2010-02-23 Texas Instruments Incorporated Methods and systems for performing an overlap-and-add operation
CN101258687A (zh) * 2005-07-21 2008-09-03 伟俄内克斯研究公司 具有直流偏移修正的叠加
US20090268678A1 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 Fujitsu Limited Method and apparatus for automatic gain control in a mobile orthogonal frequency division multiple access (ofdma) network
JP5302252B2 (ja) * 2010-03-18 2013-10-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 無線通信装置、信号処理方法、及びプログラム
US9357437B2 (en) 2011-04-28 2016-05-31 Intel Corporation Methods and arrangements for communications in low power wireless networks
KR101879677B1 (ko) 2011-08-24 2018-07-19 인텔 코포레이션 저속 phy 구조용 시스템, 방법 및 장치
US9300510B2 (en) 2011-12-08 2016-03-29 Lg Electronics Inc. Method of transmitting and receiving data unit in wireless local area network system and apparatus for the same
US8837375B2 (en) * 2011-12-09 2014-09-16 Qualcomm Incorporated Support for voice over flexible bandwidth carrier systems
US9072094B2 (en) * 2012-10-15 2015-06-30 Qualcomm Incorporated Support for signaling over flexible bandwidth carrier
US20170170998A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Nokia Solutions And Networks Oy Pre-combiner interference removal
CN117014033A (zh) * 2022-04-29 2023-11-07 华为技术有限公司 通信方法及相关装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5732113A (en) * 1996-06-20 1998-03-24 Stanford University Timing and frequency synchronization of OFDM signals
FI105437B (fi) * 1998-09-08 2000-08-15 Domiras Oy Menetelmä langattomassa tietoliikennejärjestelmässä, järjestelmä, lähetin ja vastaanotin
KR100370746B1 (ko) * 2000-05-30 2003-02-05 한국전자통신연구원 다차원 직교 자원 도약 다중화 통신 방식 및 장치
US6940827B2 (en) 2001-03-09 2005-09-06 Adaptix, Inc. Communication system using OFDM for one direction and DSSS for another direction
ES2188370B1 (es) * 2001-05-21 2004-10-16 Diseño De Sistemas En Silicio, S.A. Procedimiento para la sincronizacion en el enlace descendente de multiples usuarios en un sistema de transmision punto a multipunto con modulacion ofdm.
KR20030013097A (ko) * 2001-08-07 2003-02-14 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 텔레비전 방송 서비스 장치 및 방법
EP1422852A4 (en) * 2001-08-28 2009-11-11 Ntt Docomo Inc MULTI-CDMA TRANSMISSION SYSTEM, TRANSMITTER AND RECEIVER AND RECEIVER CDMA TRANSMISSION METHOD USED IN THE SYSTEM
KR100644233B1 (ko) * 2001-09-18 2006-11-10 한국전자통신연구원 디지털 통신 방법 및 그 시스템
US7292647B1 (en) * 2002-04-22 2007-11-06 Regents Of The University Of Minnesota Wireless communication system having linear encoder
JP2004158901A (ja) * 2002-11-01 2004-06-03 Kddi Corp Ofdm及びmc−cdmaを用いる送信装置、システム及び方法
US20050078598A1 (en) * 2003-08-21 2005-04-14 Anuj Batra Enhancement to the multi-band OFDM physical layer
US7809067B2 (en) * 2003-10-01 2010-10-05 Nxp B.V. Multi-carrier OFDM UWB communications systems
US7746760B2 (en) * 2004-01-08 2010-06-29 Qualcomm Incorporated Frequency error estimation and frame synchronization in an OFDM system
US7551545B2 (en) * 2004-02-09 2009-06-23 Qualcomm Incorporated Subband-based demodulation for an OFDM-based communication system
US8781043B2 (en) * 2006-11-15 2014-07-15 Qualcomm Incorporated Successive equalization and cancellation and successive mini multi-user detection for wireless communication

Also Published As

Publication number Publication date
EP1754313B1 (en) 2011-11-23
WO2005114858A1 (en) 2005-12-01
JP2008500788A (ja) 2008-01-10
US8634492B2 (en) 2014-01-21
EP1754313A1 (en) 2007-02-21
US20080212693A1 (en) 2008-09-04
ATE535059T1 (de) 2011-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1754313B1 (en) A transmitter and receiver for ultra-wideband ofdm signals employing a low-complexity cdma layer for bandwidth expansion
US7483483B2 (en) Ultra-wideband communication apparatus and methods
CN1052361C (zh) 消除扩展频谱噪声的方法和设备
US20080049652A1 (en) Systems and methods for wireless communication over a wide bandwidth channel using a plurality of sub-channels
US20080069256A1 (en) Ultra-wideband communication apparatus and methods
US20120033714A1 (en) High data rate transmitter and receiver
US20080062921A1 (en) Ultra-wideband communication systems and methods
US20050259758A1 (en) Multi-carrier OFDM UWB communications systems
JP2007507967A6 (ja) マルチキャリアofdmuwb通信システム
US7450637B2 (en) Ultra-wideband communication apparatus and methods
US7403576B2 (en) Systems and methods for receiving data in a wireless communication network
US20050094709A1 (en) Ultra-wideband communication apparatus and methods
Sadough A tutorial on ultra wideband modulation and detection schemes
US20050147079A1 (en) Systems and methods for implementing an open loop architecture in a wireless communication network
US7352806B2 (en) Systems and methods for transmitting data in a wireless communication network
US20080291972A1 (en) Method and Transmitter, Receiver and Transceiver Systems for Ultra Widebrand Communication
CN100590986C (zh) Ofdm信号的发送和接收方法及使用该方法的发射机和接收机
Jin Woo Performance Analysis of a Multi-Code Multi-Carrier CDMA Communication System
Guéguen et al. An OFDM-CDMA scheme for high data rate UWB applications
Wu et al. Carrier-less, single and multi-carrier UWB radio technology
EP1719274B1 (en) Systems and methods for implementing an open loop architecture in a wireless communication network
WO2006044214A2 (en) Ultra-wideband communication apparatus and methods
Manimegalai et al. Efficacy of 16-APSK modulation for Multiband Pulsed-OFDM UWB-communication systems
EP1507376A2 (en) Selective weighting of symbols in a receiver
GariA et al. Comparative Study of OFDM and CDMA Technique

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid