KR100417815B1

KR100417815B1 - 다중캐리어전송시스템및프레임동기화방법

Info

Publication number: KR100417815B1
Application number: KR1019970700208A
Authority: KR
Inventors: 제임스 티. 아스라니스; 재키 에스. 쵸우
Original assignee: 아매티 커뮤니케이션스 코포레이션
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 2004-05-31
Also published as: CN1352504A; US6359933B1; CN1404271A; JP3768434B2; US5901180A; US6912261B2; ES2144132T3; JPH10502511A; CA2347252A1; WO1996002991A1; CA2347268A1; CA2347252C; US5627863A; JP2002208919A; AU696798B2; AU3006695A; DE69513834D1; JP3816485B2; DE29521458U1; CA2194972C

Abstract

프레임 동기화가 동기화 프레임의 주파수 도메인 복소수 진폭을 저장된 동기화 패턴과 상관시킴으로써 수신기에 모니터되는 이산 다주파 변조 전송 시스템이 발표된다. 만약 상관결과가 프레임 동기화의 손실을 나타내는 한계치 아래로 떨어지면 다수의 상관이 수행되며, 각 경우에 동기화 프레임의 가능한 타임 시프트에 대응하는 복소수 탈순환을 나타내는 복소수 값이 곱해진 동기화 프레임의 저장된 복소수 진폭을 사용한다. 만약 상관 결과가 또다른 한계치를 초과하면 최상의 상관결과는 프레임 동기화를 재저장하기 위한 타임 시프트를 나타내며 이것은 다음 동기화 프레임이 수신되기 이전에 가능하다.

Description

다중 캐리어 전송 시스템 및 프레임 동기화 방법

관련기술

아래에 명시되는 미국특허출원을 참고로 할 수 있으며, 그 공개내용들은 본원에서 참고로 인용된다.

DMT 변조를 이용한 다중 캐리어 시스템을 상세하게 설명하는, 피. 에스. 차우(P.S. Chow)의 1993년 5월 3일자 미국특허출원 08/057,301 호("Method and Apparatus for Adaptive, Variable Bandwidth, High-speed Data Transmission of a Multicarrier Signal over Digital Subscriber Lines"). 위 특허출원은 1995년 12월 26일자로 특허결정됨(미국특허 5,479,447 호).

역시 마찬가지로 DMT 변조를 이용한 다중 캐리어 시스템을 상세하게 설명하는, 제이. 엠. 시오피(J.M. Cioffi)의 1993년 8월 17일자 미국특허출원 08/107,200 호("Multicarrier Modulation System With Variable Delay").

다중 캐리어 시스템 내의 비트 할당 유지관리 방식을 설명하는, R.R. Hunt 외 다수의 1993년 8월 20일자 미국특허출원 08/109,489 호("Updating of BitAllocations in a Multicarrier Modulation Transmission System"). 위 특허출원은 1995년 3월 21일자로 특허결정됨(미국특허 5,400,322 호).

배경설명

다중 캐리어 변조의 원리는 예컨대 "데이터 전송을 위한 다중 캐리어 변조 : An Idea Whose Time Has Come" (John A.C. Bingham, IEEE Communications Magazine, Vol. 28, No. 5, 페이지 5-14, 1990년 5월판)에 기술된다. 알다시피 다중 캐리어 변조를 사용한 전송 시스템에서 전송채널의 이용가능한 주파수 대역내에서 간격이 떨어지며 서브 캐리어 집합을 형성하는 주파수 분할 다중 전송방식의 (FDM) 서브 캐리어는 시스템의 블록 또는 심볼 전송률로 변조된다. 각 블록 또는 심볼기간내에 전송을 위한 입력 데이터 비트는 서브 캐리어의 신호대 잡음비(SNR)에 의존하는 방식으로 서브 캐리어에 할당되어서 수신기에서 모니터될 때 서브 캐리어의 비트에러율이 실제로 동일하다. 따라서, 상이한 서브캐리어는 각 심볼기간에서 상이한 수의 비트로 반송된다. 서브 캐리어에 적당한 비트 및 전송파워의 할당으로 이러한 시스템은 바람직한 성능을 제공한다.

이산 푸리에 변환을 사용하여 변조가 이루어지는 특정한 다중 캐리어 변조를 이산 다주파(DMT)변조라고 부른다. 관련된 출원은 DMT변조를 사용한 다중 캐리어 시스템의 세부상항을 발표한다.

임의의 통신시스템에서 처럼 DMT 또는 다른 다중 캐리어 시스템의 전송기가 수신기란에 동기화를 확정 및 유지하는 것이 필요하다. Standards Committee Contribution T1E. 4/93-022 (J.S. Chow 등)에서 "DMT Initialisation :parameters Needed For Specitication In A Standard " (1993. 3. 8)라는 명칭으로 나타나듯이 수신기에서 위상잠금 루우프를 제어하는 파일럿

톤을 사용함으로써 DMT 시스템에서 주파수 동기화가 편리하게 이루어진다. 이 문헌은 시스템의 서브캐리어 또는 톤에 비트의 할당을 포함한 DMT 시스템의 다른 초기화 과정을 보여준다.

이 주파수 동기화에 추가적으로 전송된 데이터 블록 또는 심볼의 동기화가 필요하다. 이것은 프레임 동기화라고 부르는데, 단일 캐리어 전송시스템에서 사용된 것과 동일한 용어를 일치시키기 위해서 각 프레임은 다중 캐리어 시스템의 하나의 블록 또는 심볼에 대응한다. 각 프레임, 블록 또는 심볼은 상당량의 정보, 예컨대 약 1700비트(약 250㎲의 심볼기간으로 약 6.8Mb/s의 전송률을 제공하는)를 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

단일 캐리어 전송 시스템, 예컨대 QAM(직교진폭 변조)시스템은 대개가 전반적으로 타임 도메인에서 작동한다. 이러한 시스템에서 "랜덤"프레임 시이퀀스가 프레임 동기화 유지에 사용될 수 있으며 이 시이퀀스는 전송기에서 타임 도메인 신호샘플 스트림에 직접 삽입되고 수신기에서 저장된 시이퀀스 복사본으로 추출 및 상관된다. 큰 상관결과는 프레임 동기화가 유지되었음을 나타내고 작은 상과결과는 프레임 동기화가 손실되었음을, 즉 타임 도메인 샘플의 미지수만큼 슬립(slip)이 있었음을 나타낸다. 후자의 경우에 수신기는 수신기를 재동기화하기 위해, 즉 수신기의 프레임 경계를 전송기의 경계에 재할당하기 위해서 조사절차를 착수한다.

이 타임 도메인 프레임 동기화는 수신가 프레임 동기화되는지의 여부에 대해간단한 예 또는 아니오 응답을 제공한다. 프레임 동기화가 손실될 때 수신기를 재동기화 하기 위해서 매우 많은수의 프레임 할당을 통해 시스템이 상관 및 조사되는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 다중 캐리어 변조를 사용한 전송 시스템에서 프레임 동기화를 향상시키는 방법을 제공하며 이 방법을 사용하는 향상된 전송시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 측면은 동기화 패턴을 포함하는 동기화 프레임이 주기적으로 전송되는 다중 캐리어 전송시스템에서 프레임 동기화를 유지하는 방법을 제공하는 것이며 이 방법은 다음 단계들로 구성된다; 동기화 프레임의 복소수 진폭 저장; 동기화 패턴을 나타내는 저장된 정보로 동기화 프레임의 복소수 진폭을 상관시켜서 상관결과 획득; 상관결과가 프레임 동기화의 손실을 나타내는 한계치 이하로 떨어지는 여부를 결정하고 이 경우에; 동기화 프레임의 타임 시프트에 대응하는 저장된 복소수 진폭의 복소수 탈순환을 나타내는 복소수값이 곱해진 저장된 복소수 진폭과 저장된 정보간에 다수의 상관을 수행하여서 각 타임 시프트에 대응하는 다수의 상관결과를 얻고; 다수의 상관결과로 부터 프레임 동기화를 재저장 하기 위한 타임 시프트를 결정하고; 결정된 타임 시프트에 따라 프레임 경계를 조절하여 프레임 동기화를 재저장한다.

이산 다주파 변조 전송 시스템에 있어서 이 방법은 다음 단계를 포함한다. 시스템의 전송기와 수신기 사이에 주파수 동기화를 위한 예정된 주파수를 가지는 톤을 사용; 전송기에서 N개의 점에 대한 고속 푸리에 역변환을 사용하여 주파수 도메인에 있는 복소수 진폭을 타임 도메인 값으로 전환시킴; 전송기에서 타임 도메인 값을 예정된 주파수의 j배 (j는 2의 배수이다)인 샘플링 주파수로 샘플링; 수신기에서 N개의 점에 대한 고속 푸리에 역변환을 사용하여 타임 도메인을 주파수 도메인에 있는 복소수로 전환시킴; 상기 복소수 탈순환은 한 프레임 기간내에서 N/j 타임 시프트중의 하나에 대응한다. 이것은 동기화 프레임이 매 Q프레임마다 주기적으로 전송된다면 특히 이득이 된다. 여기서 Q는 N/j보다 큰 정수이다. 왜냐하면 이것은 프레임 동기화가 두 개의 연속 동기화 프레임 사이에 재저장될 수 있게 하기 때문이다.

동기화 패턴을 나타내는 저장된 정보로 부터 대응하는 복소수 진폭으로 각 복소수 진폭을 곱하고 복소수 곱의 실수값을 합산함으로써 상관결과가 얻어진다. 이 방법은 곱해지는 복소수 진폭을 가중화하는 단계를 포함하며 곱해지는 복소수 진폭의 가중화는 복소수 진폭과 관련된 다중 캐리어 채널의 신호대 잡음비에 종속된다.

본 발명의 또다른 측면은 다음을 포함하는 다중 캐리어 변조 전송 시스템 수신기를 제공한다; 타임 도메인 값을 주파수 도메인에 있는 복소수로 변환하는 신속한 푸리에 변환(FFT)장치; 프레임 경계에 따라서 수신된 타임 도메인 값을 FFT 장치에 공급하는 버퍼; 시스템의 동기화 프레임의 복소수 진폭을 수신기에 저장된 동기화 패턴으로 상관시켜서 상관결과를 발생하는 상관기; 한계치 아래의 상관 결과에 반응하여 동기화 프레임의 타임 시프트에 대응하는 복소수 진폭의 복소수 탈순환을 나타내는 복소수 값이 곱해진 복소수 진폭과 저장된 동기화 패턴간에 다수의상관을 수행하고 최상의 상과 결과를 선택함으로써 결정된 타임 시프트만큼 프레임 경계를 조절하는 제어장치.

본 발명은 다중 캐리어 변조를 사용한 전송 시스템 및 아래에서 다중 캐리어 시스템으로 언급된 시스템에서 프레임 동기화 방법에 관계한다.

도 1 은 다중 캐리어 변조를 사용한 전송 시스템을 보여주는 것으로 프레임 동기화가 본 발명의 구체예에 따라 유지되고 재저장된다.

도 2 는 도 1의 전송 시스템에서 프레임 동기화를 유지 및 재저장하기 위한 단계를 보여주는 순서도이다.

* 부호설명

10 ... 이산 다주파 전송기 12 ... DMT 수신기

14,16 ... 혼성회로 18,20 ... 전송경로

22 ... 부호기 24 ... 프레임 동기화 시이퀀스 소스

26 ... 신속한 역 푸리에 변환장치 28 ... 순환 접두부 첨가기

30 ... 장치 32 ... 장치

34 ... 타임 도메인 등화기 36 ... 버퍼

38 ... FFT 장치 40 ... 해독기

42 ... 출력경로 41,48,54 ... 라인

46 ... 전압제어 수정 발진기 50 ... 위상 비교기

52 ... 필터 56,62 ... 저장기

58 ... 동기화 시이퀀스 소스 60 ... 상관기

64 ... 가중하 승산기 66 ... 복소수 탈순환 승산기

68 ... 프레임 동기화 판단장치 70 ... 경로

다중 캐리어 시스템은 DMT (이산 다주파) 전송기(10) 및 DMT 수신기(12)를 포함하는데 이들은 전송기(10)에서 수신기(12)로 하류 방향인 신호를 통신하기 위해 혼성 회로(14,16)를 통해 예컨대 2-선 전화 가입자 라인인 전송경로(18)에 연결된다. 상류 전송기(도시안되지만 전송기(10)와 유사할 수 있는)는 혼성 회로(16)에 연결되며 상류 수신기(도시 안되지만 수신기(12)와 유사할 수 있는)는 혼성회로(14)에 연결되어 경로(18)를 통해 반대 상류방향으로 신호를 통신한다. 예컨대, 이 시스템은 전송된 비트율이 상류 방향으로보다 하류 방향에서 더 큰 ADSL(비대칭 디지탈 가입자 라인) 시스템일 수 있다.

전송기(10)는 경로(20)를 통해 전송될 데이터를 공급받으며 부호기(22), 프레임 동기화 시이퀀스 소스(24), 512-지점 IFFT와 같은 IFFT(역 FFT, 또는 신속한 역 푸리에 변환) 장치(26), 순환 접두부 첨가기(28), 및 DAC(디지탈 아날로그 전환기)와 출력이 혼성회로(14)에 연결되는 필터로 구성된 장치(30)를 포함한다.

역으로 수신기(12)는 혼성회로(16)로 부터 수신된 신호를 공급받으며 필터와 ADC(아날로그 디지탈 전환기)를 포함하는 장치(32), 타임 도메인 등화기(TEQ)(34), 버퍼(36), 512-지점 FFT 장치(38), 및 주파수 도메인 등화기(FEQ)와 출력경로(42)상에 원 데이터를 재생하는 부호기(40)를 포함한다. 버퍼(36)는 FFT장치(38)로 공급하기 위한 신호를 직렬에서 병렬로 전환시키며 순환 접두부는 FFT 장치(38)에 공급되지 않으므로 제거된다. 수신기(12)의 또다른 부분은 주파수 및 프레임 등화에관련되며 아래에서 설명된다.

경로(20)상의 하류신호는 프레임으로 분할되며 부호기(22)에 의해 IFFT 장치에 공급되는 주파수 도메인 다중 캐리어 심볼로 부호화된다. 각 데이터 프레임은 다중 캐리어 심볼로 나타내며 이것은 수많은 시스템의 서브 캐리어 또는 톤에 대한 복소수 진폭(예컨대, 실수 및 허수신호 성분을 위한 두 개의 진폭)을 포함한다. 예컨대, 이 시스템은 nx4.3125kHz 주파수를 가진 256이산 톤 또는 서브캐리어를 사용할수 있다. 여기서 n은 1 내지 256 까지의 톤 또는 캐리어의 수이다. 각 톤 진폭은 위에서 언급된 R.R.Hunt 등에 의한 관련출원에 기술된 비트할당 스킴에 따라서 가변적 비트수의 신호가 할당된다. 예컨대 250㎲의 각 다중캐리어 심볼기간에 각 톤 진폭에 할당된 비트의 수는 0(즉, 이톤이 이신호에 사용되지 않음)이나 2비트와 같은 최소수에서 10 내지 16비트의 최대수까지 다양할 수 있다.

아래에서 설명되는 프레임 동기화에 있어서, 소스(24)에 의해 발생된 동기화 시이퀀스를 포함한 동기화 시이퀀스를 포함한 동기화 프레임을 부호기(22)로 부터 IFFT장치(26)까지 데이터 흐름에 주기적으로 삽입될 수 있다. (이 동기화 시이퀀스의 타임 도메인 버전은 장치(26)와 (26)사이에 교대로 삽입될 수 있다). 예컨대, Q=69번째 프레임 또는 다중 캐리어 심볼로 동기화 프레임이 제공되어서 각 동기화 프레임에는 68개의 데이타 프레임이 뒤따른다. 예컨대 동기화 시이퀀스는 의사-랜덤 시이퀀스(pseudo-random sequence)이며 동일한 시이퀀스가 각 동기화 프레임에 대해 제공된다.

IFFT 장치(26)로의 입력에서 매 프레임에 하나의 특정톤은 파일럿 톤으로서저장되며 정보를 담지않아서 주파수 동기화를 위해 역할을 하는 전송된 파일럿 톤을 제공한다.

각 주파수 도메인 다중 캐리어 심볼은 IFFT장치(26)에 의해 타임 도메인 다중 캐리어 심볼로 변환된다. 따라서 타임 도메인 다중 캐리어 심볼은 순환 접두부 첨가기(28)에 공급되는 512 실수값 타임 도메인 샘플을 포함한다. 각 다중 캐리어 심볼에 대해서 순환 접두부 첨가기(28)는 예컨대 514실수값 타임 도메인 샘플의 직렬 스트림을 이들 샘플을 혼성 회로(14)를 통해 전송경로(18)에 전달되는 여과된 아날로그 신호로 전환하는 DAC 및 필터장치(30)에 공급한다. 544샘플은 IFFT 장치(26)에 의해 공급된 512 샘플과 순환 접두부 첨가기(28)에 의해 첨가된 샘플의 마지막 32반복에 의한 접두부로 구성된다. 이 방식으로 첨가된 순환 접두부의 사용 및 그 잇점은 "A Discrete Multitone Transceiver System For HDSL Application"(J.S. Chow 등)(Communications, Vol. 9, No. 6, 페이지 895-908, 199로, 8 에서 선택된 IEEE 저널)

수신기(12)에서 전송경로(18)를 통해 수신된 신호는 혼성회로(10)에 의해 필터 및 AD(장치(32)에 공급되어 타임 도메인 등화기(TEQ)(34)에 공급되는 다중 캐리어 심볼마다 154 직렬 샘플을 재생한다. TEQ(34)는 순한 접두부의 기간 보다 작게 임펄스 응답의 대개를 한정시키는 역할을 하는 유한 임펄스 필터이다. 그래서 후속의 순환 접두부 제거는 연속하는 다중 캐리어 심볼간의 간섭을 감소시킨다. 이 등화된 직렬 타임 도메인 샘플 스트림은 각 다중 캐리어 심볼의 512 타임 도메인 샘플을 병렬출력에서 생성하는 버퍼(36)에 공급되며 순환 접두부의 32비트가 제거된다. 이 512 타임 도메인 샘플은 512-지점 FFT 장치(38)에 공급되고 이 장치에 의해 장치(40)에서 주파수 도메인 다중 캐리어 심볼로 변환된다.

FEQ는 256톤에 대해 복소수 신호 1-탭 수용 등화기를 포함한다. FEQ와 해독기(40)는 위에서 언급된 R.R Hunt등의 관련 출원의 도 3에 도시된 형태일 수 있다. 장치(40)는 출력 데이터 경로(42)상에 해독된 신호를 발생한다.

전송기(10)와 수신기(12)는 위에서 언급된 J.M. Cioffi 등에 의한 관련 출원에 기술된 가변적 지연 버퍼링 및 트렐리스(trellis)코드화 변조를 시킬 수 있다. 혼성회로(14,16)의 기능은 별도로 하더라도 각 전송기(10) 및 수신기(12)에서 모든 기능은 하나 이상의 디지탈 신호 프로세서에 의해 달성될 수 있다.

전송기에서 DAC 장치(30)에 DAC 작동을 위한 바라는 샘플링 주파수에서 클록 신호가 라인(44)을 통해 공급된다. 수신기에서 ADC 장치(32)는 관련 주파수로 동기화될 필요가 있다. (두 주파수가 정확히 같거나 하나가 다른 것의 정수배이거나 샘플 스터핑(Stuffing), 내삽 또는 데시메이션(decimation)에 의해 전환률을 수용하도록 관련될 수 있다) 단순화를 위해 ADC장치(32)는 DAC장치(30)의 샘플링 주파수로 작동한다고 가정된다. 주파수 동기화를 위해서 256톤중 하나가 파일럿 톤으로 배타적으로 사용된다. 따라서 이톤에 경로(20)상의 신호 비트의 할당은 각 다중캐리어 심볼에 대해 0이다.

편리함 및 단순화를 위해서 샘플링 주파수가 파일럿 톤 주파수의 2의 배수이도록 샘플링 주파수 및 파일럿 톤 주파수가 선택된다. 예컨대 64x4.3125=276 kHz의 주파수를 가진 64번째 톤(n=64)이 파일럿 톤으로 사용되고 샘플링 주파수는 이 파일럿 톤 주파수의 8배인 2.208MHz이다. 이 관계는 아래에 기술된 프레임 동기화에 특별한 잇점을 제공한다.

파일럿 톤은 일정한 위상을 가지거나 전송기 및 수신기 둘다에 알려진 특정 위상 패턴이나 기다란 의사-랜덤 시이퀀스를 연속 다중캐리어 심볼상에 반송할 수 있다. IFFT 장치(26)에 원하는 파일럿 톤의 내용을 나타내는 파일럿 톤에 대한 복소수 진폭이 공급된다. 단순화 및 편리함을 위해 파일럿 톤은 일정한 위상을 가져서 IFFT장치(26)에 이 파일럿 톤에 대해 일정한 위상을 나타내는 일정한 진폭이 공급된다고 가정된다.

수신기(12)는 위상 비교기(50)와 장치(52)로 표현된 디지탈 아날로그 제어 루우프 필터를 포함하는 제어 루우프에 의해 2.208 MHz 샘플링 주파수로 동기화되는 ADC 장치(32)를 위한 샘플링 클록신호를 라인(48)상에 생성하는 전압제어 수정 발진기(VCXO)(46)를 포함한다. FEQ 및 해독기(36)는 라인(54)을 통해 수신된 파일럿 톤의 위상정보를 위상 비교기(50)에 공급하고 저장된 기준 위상도 저장기(56)로부터 위상 비교기(50)에 저장된 기준 위상도 저장기(56)로 부터 위상 비교기(50)에 공급된다. 위상 비교기(50)는 출력에 장치(52)에서 디지탈 아날로그 필터에 의해 여과되어 아날로그 제어전압을 발생하는 디지탈 위상 에러 제어신호를 발생한다; 이것은 주파수 동기화를 유지하기 위해 VCXO(46)를 제어하는데 사용된다.

전송된 데이터의 다중 캐리어 심볼의 프레임 동기화를 전송기와 수신기 사이에서 유지되어야 한다. 다시 말하자면 전송기(10)에 있는 IFFT 장치(26)으로의 입력에서 다중 캐리어 심볼을 위해 사용된 동일한 프레임 경계가 수신기(12)에 있는FFT 장치(38)에 사용되어야 한다. 수신기(12)에서 프레임 경계는 버퍼(36)에 의해 사용되어 시이퀀스를 결정하고 각 512 타임 도메인 샘플이 FFT 장치(38)에 공급되어 각 주파수 도메인 다중캐리어 심볼로 변환된다.

전송기에서 64 데이터 프레임은 동기화 프레임에 의해 보충되어 Q=69인 초 프레임 또는 다중 캐리어 심볼을 형성한다. 숫자 Q는 시스템의 데이터 반송능력(높은 Q값이 선호됨)과 프레임 재동기화 시간(낮은 Q값이 선호됨)간에 균형을 맞추도록 선택된다. 동기화 프레임은 다양한 방식으로 동기화 프레임 다중 캐리어 심볼의 톤에 적용될 수 있는 의사-랜덤 데이터를 포함한다.

전송기(10)에서 길이 512인 이진 의사-랜덤 시이퀀스가 다음 방정식에 따라 소스(24)에 의해 발생된다;

x[p] = 1 p = 1 내지 9

x[p] = x[p-4]+x[p-9] p=10 내지 512

여기서 x[p]는 이 시이퀀스의 비트 p의 이진값이며 +는 모듈로 -2가산을 나타낸다. 이 시이퀀스의 비트는 256 비트쌍으로 나뉘며 첫 번째 비트쌍은 d.c. 및 나이키스트 서브 캐리어(할당된 에너지가 0이어서 이 비트쌍은 무시된다)에 사용되며 나머지 255 비트쌍은 증가하는 주파수 순서로 동기화 프레임의 다중 캐리어 심볼의 톤에 할당되고 각 비트쌍에 대한 4개의 가능한 조합(0,0),(0,1),(1.0) 및 (1,1)은 동기화 프레임의 각 톤의 4-QAM지점에 직접 사상된다.

다시 말하자면, 각 비트쌍은 동기화 프레임의 각 톤에 대해 IFFT 장치(26)에 공급되는 복소수 진폭을 제공한다. 이후에 자신의 적절한 복소수 진폭을 가진 파일럿 톤이 중복기재 된다.

시스템에 대해 확장된 비트 할당에 따라 심볼마다 그비트 보다 작게 할당될 수 있는 톤은 수신기에서 폐기되거나 이들이 전송되지 않도록 전송기에서 이들의 진폭이 억제도어서 불완전한 동기화 또는 여과에 의한 톤간의 간섭을 피하고 전송기의 파워를 절약한다. 전송기와 수신기에 제공된 비트할당표가 각 톤에 대한 에너지 환산 벡터를 제공하는데 사용되고 이것에 의해 동기화 프레임에서 톤에 제공된 복소수 진폭이 IFFF 장치(26)에 공급되기 전에 승산된다. 상보적 환산이 수신기(12)에서 이루어질 수 있다.

혹은, 소스(24)에서 나온 저장된 의사-랜덤 시이퀀스가 톤에 간단히 할당되고 있고 충분한 SNR(신호대 잡음비)이 있다는 것을 비트할당표가 나타낸다. 그러면 동기화 프레임에 사용된 모든 톤이 의사-램덤 데이터를 할당 받을 때 시이퀀스는 절단된다. 또한, 수신기는 전송기와 동일한 비트할당표를 저장해서 필요한 상관이 올바르게 수행될 수 있다. 또한, 프레임 동기화를 위해 동기화 프레임에 모든 이용가능한 톤이 사용될 필요가 없음이 관찰되었다.

도 1에 도시된 대로 프레임 동기화를 위해 수신기는 전송기의 소스(24)와 동일한 동기화 시이퀀스를 발생하는 동기화 시이퀀스 소스(58), 및 상관기(60)와 각 수신된 동기화 프레임의 내용 (또는 수신기가 동기화 프레임을 수신한 것으로 이해한 것, 즉 모든 Q 번째 프레임 또는 다중 캐리어 심볼)이 장치(40)에서 FEQ의 출력으로 부터 공급되는 저장기(62)를 포함한다. 동기화 프레임에 사용되는 FEQ 계수는 데이터 프레임에 사용되는 계수와 다를 수 있다. 수신기는 가중화 승산기(64)를 더욱 포함하여 소스(58)로 부터 동기화 시이퀀스가 상관기(60), 아래에 기술된 복소수 탈순환값이 곱해진 수신기 동기화 프레임 내용을 상관기(60)에 공급하는 복소수 탈순환 승산기(66), 및 프레임 동기화 판단장치(68)에 공급된다. 장치(68)는 상관기(60)에 의해 발생된 상관 결과에 반응하여 프레임 동기화의 존재여부를 결정하고 경로(70)를 통해 버퍼(36)에 의해 사용된 프레임 경계에 보정적인 변화를 시킨다.

전송기(10) 및 수신기(12)를 포함한 전송시스템이 초기화될 때 프레임 동기화는 아래와 같이 측정된다. 후속의 정상 작동에서 프레임 동기화를 필요한 프레임 경계의 어떠한 변화없이 유지된다. 이 정상 작동상황에서 상관기(60)와 판단장치(68)는 프레임 동기화를 모니터한다. 프레임 동기화의 손실의 경우에(수신기(12)가 경로(18)를 통해 신호를 수신하고 있음을 나타내는 주파수 동기화의 존재에서)프레임 동기화는 재저장되어야 한다. 시스템을 재초기화 함으로써 이것이 수행될 수 있을지라도(공지 기술에서 처럼)초기화 과정은 꽤느리며(예컨대, 20초가 걸린다) 그 결과 시스템 작동에서 중단을 일으키므로 바람직하지 않다.

예컨대 전송기(10)를 포함한 인쇄회로 기판이 설치랙에서 당겨지고(수신기(12)에서 신호, 및 주파수 동기화의 손실을 가져오는)이후에 재삽입되는(신호 및 주파수 동기화가 수신기에서 재저장된다) 결과로서 프레임 도기화의 실제 손실이 발생할 수 있다. 프레임 동기화의 손실은 비록 프레임 동기화의 실제 손실이 없을지라도 빈약한 상관결과를 발생하는 과도한 잡음이 있을 경우에 모니터에 나타날 수 있다. 이 경우에, 프레임 재동기화는 불필요하다. 본 발명은 이들 상황을 구별할 수 있으며 실제 프레임 동기화의 손실이 있을 경우에 프레임 동기화가 재저장될 수 있어서 예컨대 100ms미만의 짧은 시간내에 시스템의 재초기화 없이 유지될 수 있다.

성분(56,58)의 작동은 도 2의 순서를 참조로 기술될 것이다.

도 2의 블록(80)으로 도시된 프레임 동기화된 상태에서 각 동기화 프레임의 수신기 내용, 즉 69번째 프레임 또는 다중 캐리어 심볼이 장치(40)에 있는 FEQ의 출력에서 공급되어 저장기(62)에 저장된다. 이들 내용은 동기화 프레임의 톤의 복소수 진폭을 나타내는 주파수 도메인있는 복소수 진폭이다. 도 2의 블록(82)으로 도시된 대로 이들 동기화 프레임 내용은 직접적으로 또는 저장기(62)로 부터 상관기(60)에 공급되고 여기에서 가중화 승산기(64)를 통해 저장기(58)로 부터 공급된 동기화 시이퀀스와 상관된다. 이 상관은 아래에 기술된 가중인자에 따라서 승산기(64)에 의해 가중화된 저장기(58)에서 나온 동기화 시이퀀스의 대응하는 복소수 진폭에 의해 장치(40)에 있는 FEQ의 출력에서 공급된 각 복소수 진폭의 승산, 및 상관기(60)의 출력에 단일 실수 상관 결과를 발생하기 위한 복소수 진폭의 곱의 실수 부분 합산으로 구성된다.

가장 단순한 경우에, 가중화 승산기(64)에 의해 사용된 가중화 계수는 톤이 상관에 사용되는지 여부를 나타내는 톤 또는 복소수진폭에 대한 이진수 1 또는 0을 포함한다. 따라서 파일럿 톤은 주파수 동기화를 위한 기준이며 이를 위한 제어 루우프는 파일럿톤으로부터 위상에러를 제거하기 때문에 항상 가중계수 0을 가진다. 유사하게 현재 사용되지 않는 다른 톤(즉, 비트할당이 9인)은 가중계수 0을 가지며 전송에 사용되는 톤은 가중계수 1을 가질 수 있다. 가중계수는 수신기(12)에 제공된 비트할당표로 부터 쉽게 유도될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 가장화 승산기(64)에 의해 사용된 각 계수는 각 톤의 SNR(신호대 잡음비)에 따라서 각 톤의 복소수 진폭을 가중시킨다. 이 가중하는 시스템의 초기화 동안 결정된 각 톤에 대한 SNR에 기초할 수 있거나(이것은 톤에 대한 비트할당을 결정할 때 사용된다) 각 톤에 대한 현재의 SNR 을 측정하는 톤(모든 다중 캐리어 심볼만큼 빈번히 갱신될 수 있는)의 평균 제곱에러에 기초할 수 있어서 가장화 계수역시 갱신된다. 평균 제곱에러와 이들의 비트할당 및 SNR과의 조합의사용은 R.R. Hunt 와 P.S.Chow에 의한 출원에 기술된다.

도 2의 블록(84)으로 도시된 대로, 판단장치(68)는 상반기(60)에 의해 발생된 상관 결과가 한계치(TL)를 초과하는지를 판단한다. 프레임 동기화의 정상 상황에서 또다른 행위는 취해지지 않는다. 도 2는 다음 동기화 프레임을 위한 블록(80)으로의 복귀 경로(86)를 보여주며 데이터는 다른 프레임이나 다중 캐리어 시스템으로 부터 장치(38,40)를 통해 도 1의 출력경로(42)까지 공급된다. 한계치(TL)가 꽤 낮은 값으로 설정되어서 상당한 잡음이 있을 경우에서 조차 상관 결과가 한계치를 초과하면 프레임 동기화의 손실에 대한 잘못된 판단이 상당히 방지된다. 또한 도2에 도시되지는 않지만 프레임 동기화의 손실이 결정되기 이전에 연속 동기화 프레임에서 한계치(TL)을 초과하는 상관 결과의 반복된 실패를 요구하기 위해 카운터에 제공될 수 있다.

상관 결과가 한계치(TL)(필요한 수, 예컨대 2개의 연속동기화 프레임에서)를 초과하지 않는 경우에 도 2의 블록(88)에 도달한다.

블록(88)으로 표시된 대로, 다음 64 데이터 프레임에서 프레임 동기화 손실이 결정된 동기화 프레임 이후에 상관기(60)는 각 복소수 탈순환 집합에 의해 복소수 탈순환 승산기(64)애서 승산되는 저장기(62)에서 나온 수신된 동기화 프레임 내용을 위에서 기술된대로 가중된 소스(58)에서 나온 동기화 시이퀀스와 상관시킨다. 결과적으로, 상관기(60)는 64 데이터 프레임에 64 상관결과를 발생한다. 도 2의 블록(90)으로 도시된 대로, 판단장치(68)는 최상의 상관결과를 결정하고 도 2의 블록(92)에 도시된 대로 이것이 재동기화 한계치(TH)를 초과하는지를 결정한다. 한계치(TH)가 한계치(TL)보다 높게 설정되어서, 예컨대 프레임 동기화된 상태에 대한 최대 가능한 상관 결과의 약 ½로 설정되어서 잘못된 재동기화 결과가 상당히 방지된다. 이 경우에 도 2에 도시되지 않지만 재동기화가 이루어지기 이전에 연속 초프레임에 블록(88)내지 (92)의 과정에서 나온 반복된 유사결과를 요구하기 위해서 카운터가 제공될 수 있다.

블록(92)에서 결정된 대로 한계치(TH)를 초과하는 상관 결과에 반응하여 경로(70)를 통해 버퍼(36)의 포인터의 제어에 의해 단일단계로 장치(68)가 프레임 경계를 변화시키는 도 2의 블록(94)에 도달한다. 이 변화는 나머지는 68-64=4 데이터 프레임동안 이루어져 이전에 재동기화가 이루이지며 블록(94)에서 블록(80)까지 경로(96)에 의해 도2에 도시된 대로 다음 동기화 프레임으로 확인된다. 따라서, 탐지된 프레임 동기화의 손실에 반응하여 단일 초프레임에서 재동기화가 이루어지거나, 위에서 언급된 카운터가 제공된다면 몇 개의 초프레임에서 재동기화가 이루어져서 프레임 동기화가 연속으로 유지된다. 예컨대, 2.208MHz의 샘플링 주파수, 각 프레임에 544타임 도메인 샘플, 및 각 초프레임에 69프레임에서 초프레임 기간은 17ms이다. 만약 카운터가 2를 가진다면 프레임 동기화의 손실은 탐지되고 재동기화는 4개의 초프레임내에 또는 68ms내에 완료된다.

만약 블록(92)에서 상관결과가 한계치(TH)를 초과하지 않는다고 결정된다면 도2의 블록(98)에 진행된다. 이 블록에서 다양한 행위가 취해질 수 있다. 예컨대 한계치(TH)의 값이 블록(92)에서 긍적적인 결과의 가능성을 증가시키도록 감소되거나 동기화 시이퀀스를 위해 다른 프레임을 조사하기 위해서 버퍼(36)에 있는 포인터를 변화시킴으로써 프레임 카운트가 변화되거나 시스템이 재초기화 될 수 있다. 실제로 블록(88,90)의 과정은 항상 블록(92)에서 긍정적인 결과를 주므로 재동기화 과정이 대단히 효과적임이 발견되었다.

유한 길이의 이산 시이퀀스의 이산 푸리에 변환이

[수학식 1]

(여기서, WN=e^j2π/N은 단위원의 주 N 루트이다) 유한 길이의 시이퀀스가 주기적으로 반복되어서 N주기 시이퀀스를 형성한다면 타임 시프트 성질이 만족된다. 즉,

[수학식 2]

W_N은 복소수 순환이어서 주기적 시이퀀스 f(k)의 타임 시프트는 F(n)의 주파수 도메인 샘플의 복소수 순환을 가져오며 순환정도는 주파수 n과 타임 시프트 m에 달려있다.

위에서 기술된 전송 시스템에서 동기화 시이퀀스는 N-주기 시이퀀스 만큼 주기적으로 반복되지 않고 오히려 위에서 기술된 경로(20)로 부터 데이터가 앞서가고 뒤따라 간다. 그러나, 이 데이터는 동기화 시이퀀스에 대한 무작위성을 가지며 위의 특성이 상당히 정확하게 동기화 프레임에 적용될 수 있다.

주파수 동기화가 존재하는 동안 시스템에서 프레임 동기화의 손실은 버퍼 포인트에 대해 버퍼(36)에 공급된 데이터 샘플의 타임 시프트에 대응한다. 샘플링 주파수가 주파수 동기화에 사용된 파일럿 톤의 8배인 시스템에서 타임 시프트는 ±8 샘플의 정수배 만큼이다.

N=512(512 지점 IFFT 장치(26)와 FFT 장치(28))인 심볼 크기에서 프레임 또는 다중 캐리어 심볼마다 512/8=54의 타임 시프트가 가능하다. 이 타임 시프트의 각각은 상기 방정식에 따라서 승산기(66)에 사용된 64 복소수 탈순환 집합에 의해 보상된다. 어느 방향이로든 타임 시프트를 수용하기 위해서 64가능한 타임 시프트가 양 및 음의 방향으로 절반의 프레임을 갖는 타임 시프트를 나타내는데 사용될 수 있다. 다시 말하자면, 각 복소수 탈순환 집합은 승산기(66)에 의해 ±8, ±16, ... ±256 만큼 버퍼(36)에서 데이터 샘플의 타임 시프트에 대응한다. 순환은 반복적이므로 수신기(12)에 저장되는데 단지 한 세트의 복소수 탈순환이 필요하다.

따라서 도2의 블록(88)에 있어서, 64 데이터 프레임 각각은 64 타임 시프트 m에 대한 상관결과의 계산에 사용된다. 승산기(66)에서 저장기(62)로 부터 공급된 각 톤n에 대한 복소수 진폭은 복소수 탈순환만큼 곱해지며 결과의 곱은 상관기(60)에서 가중화 승산기(64)를 통해 동기화 시이퀀스의 가중화된 복소수 진폭과 상관되며 상관곱의 실수부분은 합산되어서 각 타임시프트 m에 대한 상관결과를 생성한다.

상관과정은 충분히 정확하며 프레임 동기화의 손실이 평가되는 가능한 타임 시프트 때문이라면 이 타임 시프트에 대한 상관 결과가 한계치(TH)를 초과하며 모든 다른 가능한 타임 시프트에 대한 상관 결과는 한계치(TH)보다 훨씬 작다. 그러므로 판정장치(68)는 프레임 동기화의 손실을 발생시킨 타임 시프트 m를 결정하며 경로(70)를 통해 단일 단계에서 버퍼(36)의 포인터를 조절하여 타임 시프트를 보정하고 프레임 동기화는 재저장된다. 이 재동기화는 동기화 시이퀀스를 위한 조사과정없이 이루어진다.

블록(88)에서 발생된 상관 결과가 한계치(TH)를 초과하지 않은 경우에 한계차가 낮춰질 수 있거나 더 큰 타임 시프트가 프레임 동기화의 손실을 야기시켰다고 결론질 수 있다. 후자의 경우에 한 프레임 보다 큰 타임 시프트가 동기화 시이퀀스를 위해 다른 프레임을 조사하기 위해서 프레임 카운트를 변화시킴으로써 조종될 수 있으며 다른 프레임 카운트를 위해 이 단계가 반복되고 한계치(TH)가 초과될 때까지 69프레임중 다른 프레임에도 이 조사가 계속된다. 혹은, 시스템이 재초기화될수 있다. 어느 경우든 상당한 시간지연이 프레임 동기화 재저장에 관련되지만 이 사건은 사실상 가능하지 않다.

시스템 초기화시 프레임 동기화가 확정되어야 한다. 초기화 과정은 J.S. Chow의 "Equalizer Training Algorithms for Multicarrier Modulation Systems"(1993, International Conference on Communications, 페이지 761-765, 1993, 5)에 기술된 수신기(12)에서 TEQ(34)의 트레인 방법을 포함한다. TEZ(34)배열의 마지막에 등화된 채널응답 b와 등화기 응답(즉, 등화기 계수)이 IFFT에 의한 변환에 의해 타임 도메인에서 획득된다. 타임 도메인에서 b와 w의 초기위치간의 상대적인 오프셋은 수신된 신호에 대한 바람직한 지연을 결정하고 교대로 초기 프레임 동기화를 제공하는데 사용되는 수신기에서 다중캐리어 심볼이나 프레임 경계를 결정한다.

혹은, 위에서 기술된 상관과정이 프레임 동기화 초기설정에도 사용될 수 있으며 각 프레임이 동기화 시이퀀스를 방송하는데 사용되며(초기화 동안) 프레임 동기화를 확정하기 위해서 타임 시프트가 위에서 기술된 대로 수행된다. 이 과정은 FEQ계수를 사용하기 때문에(즉, 상관이 장치(40)에서 FEQ의 출력으로 부터 유도된 정보이며 따라서 FEQ계수의 적절한 설정을 가정한다) 이 경우에 적절한 FEQ 계수 집합은 먼저 계산하는 것이 필요하다. 이것은 초기화 과정동안 식별되는 채널 응답으로 부터 이루어질 수 있으며 FEQ계수가 결정되어서 복조 신호배치가 스케일링되고 해독의 편이를 위해 고정된 거리의 그리드에 회전된다.

또한, 프레임 동기화가 512 가능한 프레임 경계할당의 각 톤에 대한 SNR을측정하고 최상의 SNR 성능을 가져오는 할당을 프레임 경계로서 선택함으로써 초기화 동안 결정된 채널응답과 동기화 시이퀀스로 부터 초기에 확정될 수 있다.

위에서 주어진 특별한 숫자, 상호관계 및 세부사항은 변경될 수 있다. 예컨대 위에서 샘플링 주파수가 파일럿 톤의 주파수의 8배로 기술될지라도 2의 배수 관계가 수신기(12)에서 수행되는 디지탈 신호처리를 단순화하기 때문에 선호되는 것이다. 유사하게 초프레임마다 Q=69 프레임 크기는 프레임마다 하나의 속도로 ±256 샘플까지 64 회의 가능한 타임 시프트의 상관을 편리하게 허용하여 다음 동기화 프레임 이전에 추가적인 시간이 프레임 경계 시프트를 시키는데 사용될 수 있다.

또한, 본 발명이 하류 전송방향으로만 기술될 지라도 동일한 또는 상이한 매개변수(특히 두 전송방향을 위해 상이한 전송률과 상이한 FFT 및 IFFT 크기를 가지는 ADSL 시스템에서)를 사용하여 상류 전송방향에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명이 특정한 DMT 변조 내용을 기술될지라도 다른 형태의 다중 캐리어 변조를 사용하는 전송 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims

동기화 프레임의 복소수 진폭 저장단계;

동기화 프레임의 복소수 진폭을 동기화 패턴을 나타내는 저장된 정보와 상관시켜서 상관결과를 발생하는 단계;

상관 결과가 프레임 동기화의 손실을 나타내는 한계치 아래로 떨어지는지를 결정하는 단계, 그리고 이 경우에;

저장된 복소수 진폭의 복소수 탈순환을 나타내는 복소수 값이 각각의 경우에 곱해진 저장된 복소수 진폭과 저장된 정보간에 다수의 상관을 수행하며, 각 복소수 탈순환은 동기화 프레임의 타임 시프트에 대응하여 각 타임 시프트에 대응하는 다수의 상관 결과를 발생하는 단계;

다수의 상관 결과로 부터 프레임 동기화를 재저장하기 위한 타임 시프트를 결정하는 단계; 그리고

프레임 동기화를 재저장하기 위해서 결정된 타임 시프트에 따라서 프레임 경계를 조절하는 단계;

를 포함하는 동기화 패턴을 포함한 동기화 프레임이 주기적으로 전송되는 다중 캐리어 변조 전송 시스템에서 프레임 동기화를 유지시키는 방법.
제 1항에 있어서, 각 상관결과가 각 복소수 진폭을 동기화 패턴을 나타내는 저장된 정보로 부터 대응하는 복소수 진폭으로 곱하고 복소수 곱의 실수부분을 합산함으로써 얻어짐을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 곱해지는 복소수 진폭의 가중화 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 곱해지는 복소수 진폭에 대한 가중화는 각 복소수 진폭과 관련된 다중캐리어 채널의 신호대 잡음비에 달려있음을 특징으로 하는 방법.
제 1 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 상관 결과로 부터 프레임 동기화 재저장을 위한 타임시프트 결정단계가 다수의 상관결과로 부터 최상의 상관 결과를 결정하고 최상의 상관결과가 제 2 한계치를 초과한다면 최상의 상관결과에 대응하는 타임 시프트를 선택하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 제 2 한계치가 프레임 동기화 손실을 나타내는 한계치보다 큼을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 불연속적인 다중톤 변조 전송 시스템에 이용하기 위한 방법으로서,

시스템의 송신기와 수신기 사이에 주파수 동기화를 위한 지정 주파수를 가지는 한개의 톤을 사용하는 단계;

송신기에서, 주파수 도메인에 있는 복소수 진폭을 N개의 점에 대한 고속 푸리에 역변환(N-point Inverse Fast Fourier Transform)을 사용하여 타임 도메인 값으로 전환하는 단계;

송신기에서 지정 주파수의 j배인 샘플링 주파수로 타임 도메인 값을 샘플링하는 단계, 여기서 j는 2의 배수이며;

수신기에서, N개의 점에 대한 고속 푸리에 변환(N-point Fast Fourier Transform)을 사용하여 타임 도메인 값을 주파수 도메인에 있는 복소수 진폭으로 전환시키는 단계;

를 포함하며, 이때 상기 각각의 복소수 탈순환(complex derotations)이 한 프레임 기간내에 N/j번의 타임 시프트중 하나마다 대응함을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 동기화 프레임이 모든 Q프레임마다 주기적으로 전송되며, 이때 Q가 정수인 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 다수의 상관이 한 프레임 기간의 절반까지 어느 방향으로 타임 시프트에 대응하는 N/j상관을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 8 항 또는 9 항에 있어서, N=512, j=8 이고 Q=69 임을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 다수의 상관 결과로 부터 프레임 동기화를 재저장하기 위한 타임 시프트를 결정하는 단계가 다수의 상관으로 부터 최상의 상관결과를 결정하고 최상의 상관결과가 제 2 한계치를 초과한다면 최상의 상관결과에 대응하는 타임 시프트를 선택하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서, 제 2 한계치가 프레임 동기화 손실을 나타내는 한계치 보다 큼을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 각 상관결과가 각 복소수 진폭을 동기화 패턴을 나타내는 저장된 정보로 부터 대응하는 복소수 진폭으로 곱하고 복소수 곱의 실수부분을 합산함으로써 얻어짐을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 곱해지는 복소수 진폭의 가중화 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 14 항에 있어서, 곱해지는 복소수 진폭의 가중화가 각 복소수 진폭과 관련된 다중 캐리어 패널의 신호대 잡음비에 달려있음을 특징으로 하는 방법.
타임 도메인 값을 주파수 도메인에 있는 복소수 진폭으로 변화시키는 복조 유닛;

프레임 경계에 따라서 수신된 타임 도메인 값을 복조 유닛에 공급하는 버퍼;

시스템의 동기화 프레임의 복소수 진폭을 수신기에 저장된 동기화 패턴과 상관시켜서 상관 결과를 발생하는 상관기;

동기화 프레임의 타임 시프트에 대응하는 복소수 진폭의 복소수 탈순환을 나타내는 복소수 값이 각각의 경우에 곱해진 복소수 진폭과 저장된 동기화 패턴간에 다수의 상관을 수행하고 최상의 상관결과를 선택함으로써 결정된 타임 시프트에 의해 프레임 경계를 조절하기 위해서 한계치 아래인 상관결과에 반응하는 제어장치를 포함하는 다중 캐리어 변조 전송 시스템 수신기.
제 16 항에 있어서, 다중 캐리어 채널의 신호대 잡음비에 따라 동기화 패턴을 가중화하는 승산기를 포함함을 특징으로 하는 수신기.
제 16 항 또는 17 항에 있어서, 복조 유닛이 고속 푸리에 변환 장치인 것을 특징으로 하는 수신기.
다수의 주파수 톤을 이용한 다중 캐리어 변조 전송 시스템에서 한 패턴을 전송하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,

- 아래의 방정식에 의해 결정되는 N 값의 의사-임의 수열(pseudo-random sequence)인 한 패턴을 얻고;

i) p가 1에서 9까지일 경우 x[p] =1,

이때 N은 10보다 큰 정수이고, x[p]는 의사-임의 수열의 p번째 값의 이진수

- 액티브한 주파수 톤에 대응하는 패턴값 부분을 포함하는 패턴의 일부를 전송하며, 그리고 액티브하지 않은 주파수 톤 중 한가지 이상에 해당하는 패턴의 값은 전송하지 않는,

이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 전송되는 상기 패턴값이 연속적인 값이거나, 또는 연속적이지 않은 값인 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항 또는 20 항에 있어서, 상기 전송은 패턴을 주기적으로 전송하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, N이 130보다 클 때, 패턴의 129번째 값과 130번째 값이 복소 진폭 일정 위상 파일롯 톤(complex amplitude constant phase pilot tone)에 해당하는 값으로 덮어써지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, N이 512인 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, N이 512일 때, 패턴의 이진값은 256개쌍의 값으로 나누어지고, 각각의 쌍은 다중 캐리어 변조 전송 시스템의 한개의 주파수 톤에 대응하며, 이때 패턴의 129번째와 130번째 값은 파일롯 톤인 64번째 주파수 톤에 대하여 복소 진폭 일정 위상 파일롯 톤(complex amplitude constant phase pilot tone)에 해당하는 값으로 덮어써지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 패턴 전송은 의사-임의 수열이 값을 N/2쌍의 값으로 구분하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 25 항에 있어서, N/2 쌍의 값 중 첫 번째가 다중 캐리어 변조 전송 시스템 내 직류 및 니퀴스트 서브-캐리어(d.c. and Nyquist sub-carriers)에 사용되고, 나머지(N/2-1)쌍의 값들은 다중 캐리어 심볼의 톤에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 25 항에 있어서, 다수의 N/2 쌍의 값들이 다중 캐리어 심볼의 톤에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 27 항에 있어서, 다중 캐리어 심볼이 동기화 프레임 다중 캐리어 심볼인 것을 특징으로 하는 방법.
제 25 항에 있어서, N/2 쌍의 값들 각각이 복소수를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 27 항에 있어서, 패턴값 각각의 쌍들이 (X_i, Y_i)로 표시되고, 각각의 쌍들은 전송을 위한 다중 캐리어 심볼의 변조에 사용되는 배열을 위해 복소수 Z_i= X_i+ iY_i를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서,

- 의사-임의 수열의 값들을 다수의 이진값 쌍으로 구분하고; 그리고

- 이진값들 각각의 쌍을 4분 진폭 변조점(Quadrature Amplitude Modulation point)으로 매핑하는;

이상의 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 매핑된 각각의 쌍들이 다중 캐리어 변조 전송 시스템의 한개의 주파수 톤에 대응하고, 그리고 상기 전송 단계는,

- 매핑된 쌍들에 따라 상기 주파수 톤들의 한개 이상의 서브세트를 변조하는,

과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중 캐리어 변조 전송 경로에 타임 도메인 신호를 출력하는 방법으로서, 이 방법은,

-아래의 방정식에 의해 결정되는 N 값의 의사-임의 수열을 획득하고,

i ) p가 1에서 9까지일 경우 x[p] = 1,

이때 N은 10보다 큰 정수이고, x[p]는 의사-임의 수열의 p번째 값의 이진수

- 상기 값들의 쌍을 다중 캐리어 심볼로 구분하고, 이때, 각각의 쌍은 다중 캐리어 심볼의 다수의 주파수 톤 중 하나에 대한 복소 진폭에 대응하며,

- 다중 캐리어 심볼에 대응하는 타임 도메인 신호를 전송 경로에 공급하며, 이때, 다수의 주파수 톤 중 하나의 진폭이 억제되는,

이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 항에 있어서, 타임 도메인 신호의 상기 공급 단계는 데이터 프레임에 대응하는 타임 도메인 신호 중에서 다중 캐리어 신호에 대응하는 타임 도메인 신호를 주기적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 항 또는 34 항에 있어서, N이 130보다 클 경우, N값의 의사-임의 수열의 129번째 및 130번째 값들이 복소 진폭의 일정 위상 파일롯 톤(complex amplitude constant phase pilot tone)에 대응하는 값으로 덮어써지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 항에 있어서, N이 512인 것을 특징으로 하는 방법.
다중 캐리어 변조 전송 시스템용 송신기로서, 상기 송신기는,

- 프레임으로 나누어지는 데이터 스트림을 수신하고 프레임을 주파수 도메인 다중 캐리어 심볼로 암호화하는 코더;

- N값의 수열로부터 선택되는 j값들의 세트인 패턴을 상기 데이터 스트림에 삽입하는 패턴 서플라이어(pattern supplier)로서;

이때, N값들은 다음의 방정식에 의해 결정되며,

p가 1에서 9까지일 경우 x[p] =1,

이때 j와 N은 1보다 큰 정수이고, j는 N보다 작거나 같으며, N은 10보다 크

나타내고, 또한, 이진수 값의 각각의 쌍은 다중 캐리어 변조 전송 시스템의 다수의 주파수 톤 중 대응하는 하나씩에 대한 복소 진폭을 규정하며, 그리고 다수의 주파수 톤 중 한가지 이상에 대한 복소 진폭이 억제되는, 이러한 형태의 패턴 서플라이어;

- 상기 데이터 스트림을 전송 경로에 연결하기 위한 출력 회로;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제 37 항에 있어서, 상기 송신기는,

- 다중 캐리어 심볼로 암호화된 프레임을 데이터 스트림으로 변조시키는 변조기;

를 포함하고, 이때 상기 패턴 서플라이어는 상기 변조기 전후로 패턴을 데이터 스트림에 공급하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제 37 항 또는 38 항에 있어서, 전송 경로가 2-선식 전화 가입자선인 것을 특징으로 하는 송신기.
제 38 항에 있어서, 상기 변조기가 불연속적인 다중 톤의 송신기인 것을 특징으로 하는 송신기.
제 37 항에 있어서, N이 130보다 클 경우, 앞서 방정식에도 불구하고 패턴의 129번째 및 130번째 값이 복소 진폭의 일정 위상 파일롯 톤에 대응하는 값으로 덮어써지는 것을 특징으로 하는 송신기.
제 37 항에 있어서, 데이터 스트림을 전송 경로에 연결하기 전에, 상기 송신기는 각각의 이진수 쌍들을 사분 진폭 변조점(Quadrature Amplitude Modulation point)으로 매핑하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제 42 항에 있어서, 상기 송신기는

- 매핑된 쌍들에 따라 주파수 톤의 서브세트를 변조함으로서, 다중 캐리어 심볼로 암호화된 프레임을 데이터 스트림으로 변조시키는 변조기;

를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제 37 항에 있어서, 상기 송신기는,

- 패턴값들을 다수의 값들 쌍으로 구분하는 구분 수단; 그리고

- 패턴 값들의 각각의 쌍을 4분 진폭 변조점(Quadrature Amplitude Modulation point)으로 매핑하는 매핑 수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제 44 항에 있어서, 매핑된 쌍들 각각이 다중 캐리어 변조 시스템의 한 주파수 톤에 대응하며, 그리고 상기 송신기는,

- 매핑된 쌍에 따라 주파수 톤의 서브세트를 변조시킴으로서 다중 캐리어 심볼로 암호화된 프레임을 데이터 스트림으로 변조시키는 변조기;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제 37 항에 있어서, 상기 패턴 서플라이어는,

- 패턴을 저장하기 위한 저장 장치

를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제 37 항 또는 46 항에 있어서, 전송 경로가 2선식 전화 가입자선인 것을 특징으로 하는 송신기.
다중 캐리어 변조를 이용한 전송 시스템으로서, 상기 시스템은,

- 신호를 전송하기 위한 송신기로서, 상기 송신기는 주파수 도메인의 복소 진폭을 타임 도메인으로 변환하기 위한 변조기와, 연속적인 순서의 다수의 데이터 프레임에 이어 주기적으로 전송될 동기화 패턴을 제공하기 위한 프레임 동기화 패턴 소스를 포함하는, 이러한 송신기, 그리고

- 전송된 심볼을 수신하고 전송된 심볼로부터 데이터를 얻기 위한 수신기로서, 이때, 상기 수신기는 수신한 타임 도메인 값을 주파수 도메인의 복소 진폭으로 변환하기 위한 복조기와, 상기 송신기로부터 상기 동기화 패턴을 내장한 수신 심볼중 한개 이상을 추출하기 위한 프레임 동기화 장치(frame synchronizer)를 포함하는, 이러한 수신기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 48 항에 있어서, 상기 송신기는 선택된 숫자의 다수의 데이터 심볼과, 이에 이어 동기화 심볼을 전송하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 48 항 또는 49 항에 있어서, 상기 수신기는 프레임 동기화 감시를 위해 수신된 심볼로부터 도출되는 동기화 패턴을 이용하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 48 항에 있어서, 상기 프레임 동기화 장치는 동기화 패턴을 내장한 수신 심볼의 값들을 동기화 패턴을 위해 상기 수신기에 저장된 대응하는 값과 비교하여 비교 결과를 생성함으로서 프레임 동기화를 감시하고, 그후 비교 결과를 한개 이상의 한계치와 비교함으로서 프레임 동기화의 존재나 손실 표시를 제공하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 51 항에 있어서, 상기 프레임 동기화 장치는, 프레임 동기화가 손실되었을 때 프레임 동기화 복구를 위한 조절양을 추가적으로 결정함으로서, 그리고 프레임 동기화 복구를 위한 조절양에 따라 프레임 경계를 조절함으로서, 프레임 동기화를 감시하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 48 항에 있어서, 상기 수신기는,

- 수신한 타임 도메인 신호를 프레임 경계에 따라 복조기에 공급하기 위한 버퍼,

- 수신 심볼을 카운팅하기 위한 수신 심볼 카운터

를 포함하며, 이때, 상기 프레임 동기화 장치는, 수신 심볼 카운터의 카운팅에 따라 좌우되는 시간에서 상기 송신기로부터 동기화 패턴을 내장한 수신 심볼 중 한가지 이상을 획득하는,

것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 53 항에 있어서, 상기 프레임 동기화 장치는 동기화 패턴을 내장한 수신 심볼의 값들을 동기화 패턴을 위해 상기 수신기에 저장된 대응하는 값과 비교하여 비교 결과를 생성함으로서 프레임 동기화를 감시하고, 그후 비교 결과를 한개 이상의 한계치와 비교함으로서 프레임 동기화의 존재나 손실 표시를 제공하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
제 54 항에 있어서, 상기 프레임 동기화 장치는, 프레임 동기화가 손실되었을 때 프레임 동기화 복구를 위한 조절양을 추가적으로 결정함으로서, 그리고 프레임 동기화 복구를 위한 조절양에 따라 프레임 경계를 조절함으로서, 프레임 동기화를 감시하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
적어도 한개의 동기화 패턴을 내장한 동기화 프레임이 전송되는 다중 캐리어 변조 전송 시스템에서 프레임 동기화를 감시하는 방법으로서, 상기 방법은,

a) 동기화 프레임의 값들을 수신하고;

b) 동기화 프레임의 값들을 동기화 패턴의 대응하는 저장값들과 비교하여 비교 결과를 생성하며, 그리고

c) 상기 비교 결과를 한개 이상의 한계치와 비교하여 프레임 동기화의 존재나 손실 표시를 제공하는,

이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 56 항에 있어서, 동기화 패턴은 N 값의 수열로부터 선택되는 j값들의 세트를 포함하고, N 값들은 아래 방정식에 의해 결정되며,

i) p가 1에서 9까지일 경우 x[p] = 1,

이때 j와 N은 1보다 큰 정수이고, j는 N보다 작거나 같으며, N은 10보다 크

것을 특징으로 하는 방법.
제 56 항 또는 57 항에 있어서, 상기 방법은,

d) 상기 비교 단계 c)에서 프레임 동기화가 손실되었음을 표시하면, 프레임 동기화 복구를 위한 조절양을 결정하고; 그리고

e) 프레임 동기화 복구를 위한 조절양에 따라 프레임 경계를 조절하는;

이상의 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
한개의 송신기와 한개의 수신기를 가진 다중 캐리어 변조 전송 시스템에서 프레임 동기화를 위해 동기화 프레임을 전송하는 방법으로서, 상기 방법은,

- 다수의 데이터 프레임을 포함하는 데이터 세트를 전송하고;

- 주파수 동기화 신호를 수신기에 전송하기 위해, 각 데이터 프레임 내에서, 다중 캐리어 변조 전송 시스템의 송신기에서의 캐리어 중 한개 이상을 이용하며; 그리고

- 상기 데이터 세트와 그 다음번 데이터 세트 사이에 삽입된 동기화 프레임을 주기적으로 전송하며, 이때, 상기 동기화 프레임은 다중 캐리어 변조 전송 시스템의 다수의 주파수 톤 각각에 대해 복소 진폭을 규정하는 의사-임의 수열을 바탕으로 한개 이상의 동기화 패턴을 내장하며, 이때, 상기 동기화 프레임은 동기화 패턴의 다수의 주파수 톤 중 한개 이상에 대한 진폭을 억제하며, 또한, 상기 동기화 프레임은 프레임 동기화를 감시하고 필요시마다 프레임 동기화를 복원시키기 위해 수신기에서 사용되는,

이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 59 항에 있어서, 상기 다중 캐리어 변조 시스템은 구분된 다중톤 송신기를 포함하고, 상기 구분된 다중톤 송신기가 상기 전송을 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 59 항 또는 60 항에 있어서, 상기 전송 경로가 2선식 전화 가입자선인 것을 특징으로 하는 방법.
제 59 항에 있어서, 프레임 동기화 패턴은 j 값들을 선택하고, j 값들은 다음 방정식에 따라 결정되는 수열의 N값으로부터 선택되며,

p가 1에서 9까지일 경우 x[p] = 1,

이때 j와 N은 1보다 큰 정수이고, j는 N보다 작거나 같으며, N은 10보다 크

것을 특징으로 하는 방법.
다수의 주파수 톤을 이용하여 다중 캐리어 변조 전송 시스템에서 프레임 동기화 패턴을 전송하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,

- 프레임 동기화 패턴을 획득하고;

- 이 동기화 패턴을 이진수 값의 쌍들로 구분하며;

- 이진수 값의 각각의 쌍들을 4분 진폭 변조점(Quadrature Amplitude Modulation point)으로 매핑하고;

- 매핑된 각각의 쌍들을 다중캐리어 변조 전송 시스템의 상기 주파수 톤 중 대응하는 톤에 할당하며;

- 매핑된 쌍들 중 한개 이상에 대한 진폭을 억제하고;

- 변조된 프레임 동기화 데이터를 생성하도록, 매핑된 쌍에 따라 주파수 톤의 한개 이상의 서브세트를 변조하며; 그리고

- 변조된 프레임 동기화 데이터를 전송하는;

이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 63 항에 있어서, 변조된 프레임 동기화 데이터는 다중 캐리어 심볼인 것을 특징으로 하는 방법.
제 63 항 또는 64 항에 있어서, 프레임 동기화 패턴은 다음 방정식에 의해 결정되는 수열의 N값으로부터 선택되는 j 값들을 포함하고,

i) p가 1에서 9까지일 경우 x[p] = 1,

이때 j와 N은 1보다 큰 정수이고, j는 N보다 작거나 같으며, N은 10보다 크

것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 방법은,

- 다수의 주파수 톤 각각에 대해 한개씩의 비트 로딩(bit loading)을 할당하는,

단계를 추가로 포함하고, 이때, 패턴의 값을 전송하지 않는 단계는 선택된 값 미만의 비트 로딩을 가지는 다수의 주파수 톤 중 한개 이상에 관련된 패턴의 값들의 쌍의 진폭을 억제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 방법은,

- 다수의 주파수 톤 각각에 대해 비트 로딩(bit loading)을 할당하는,

단계를 포함하고, 이때, 진폭이 억제되는 다수의 주파수 톤 중 한개 이상이 선택된 수준 미만의 비트 로딩을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.