KR100667812B1 - Ｏｆｄｍ 시스템에서 시간 영역 송신 다이버시티를 위한방법 및 시스템 - Google Patents

Ｏｆｄｍ 시스템에서 시간 영역 송신 다이버시티를 위한방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들을 송신 및 수신을 위한 방법이다. 송신 데이터 스트림들은 데이터 스트림들을 시간 영역 데이터로의 변환을 위한 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 변조되며, 각 부채널에 대한 주파수 영역 데이터는 시간 영역 데이터로 변환된다. 각 부채널에 대해, 대응하는 시간 영역 데이터는 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 차동적으로 부호화되며, 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 송신한다. 수신된 신호들은 디지털 신호들로 변환되며, 각 부채널에 대해, 데이터 신호들로부터의 대응하는 시간 영역 데이터는 차동적으로 복호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 차동적으로 복호화된다. 각 부채널에 대한 시간 영역 데이터는 주파수 영역 데이터로 변환되고 주파수 영역 데이터는 데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 데이터 스트림들로 복조된다.

Description

ＯＦＤＭ 시스템에서 시간 영역 송신 다이버시티를 위한 방법 및 시스템 {Method and system for time-domain transmission diversity in orthogonal frequency division multiplexing}
도 1은 종래의 OFDM 송신/수신 시스템의 기능 블록도를 보여준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 시스템에서 시간 영역 송신/수신 다이버시티(diversity)에 대한 구조의 기능 블록도의 예를 보여준다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OFDM 시스템에서 시간 영역 송신/수신 다이버시티에 대한 구조의 기능 블록도의 예를 보여준다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OFDM 시스템에서 주파수 영역 및 시간 영역 송신/수신 다이버시티에 대한 구조의 기능 블록도의 예를 보여준다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OFDM 시스템에서 시간 영역 송신/수신 다이버시티에 대한 단계들의 흐름도의 예를 보여준다
본 발명은 일반적으로 데이터 통신에 관한 것이며, 더욱 자세히는, 다수의 안테나 채널에서 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 이용한 송신 다이버시티에 관한 데이터 통신에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들에서, 안테나 다이버시티는 시스템 연결의 강건함을 증가시키는데 있어서 중요한 역할을 한다. OFDM은 라디오 주파수(RF) 신호를 이용한 디지털 데이터를 송신하기 위한 변조 기술로써 이용된다. OFDM에 있어서, 라디오 신호는 다른 주파수에서 동시에 수신기에 송신되는 다수의 부신호(sub-signal)로 나누어 진다. 각각의 부신호는 각자의 유일한 주파수 영역(부채널)으로 이동하여 데이터에 의해 변조된다. OFDM은 데이터를 다른 주파수들로 따로 떨어진 다수의 채널들로 분배한다.
종래에, 데이터 비트들을 부채널상의 주파수 영역에서 부호화하는 고속 퓨리에 변환(FFT)과 같은 변환을 사용함에 있어서 OFDM 변조가 실행되어 왔다. 송신기에서는 이러한 것, 즉 역 고속 퓨리에 변환(IFFT)이 통신 채널을 통한 송신용 시간 영역 OFDM 심볼을 생성하기 위해 주파수 채널 집합에 실행된다. IFFT 프로세스는 각 부채널에 대한 주파수 영역 위상과 크기 데이터를 RF 변조기용 아날로그 변조 신호로 변환되는 한 벌의 시간 영역 샘플들로 변환시킨다. 수신기에서 OFDM 신호들은 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시키기 위하여 각 심볼에 대해 FFT 처리를 실행함으로써 처리되고, 그 데이터는 부채널들의 위상과 크기를 조사함으로써 복호화된다. 그 결과, 수신기에서는 송신기의 역과정이 구현되고, 수신기에서 FFT 처리는 수신된 샘들들로부터 각 수신된 부채널의 위상과 크기를 추출한다.
또한, 종래에, 송신 안테나 다이버시티 체계들은 OFDM 시스템의 신뢰성을 향 상시키는데 사용된다. OFDM 시스템에서 그러한 송신 다이버시티 체계들은 서술한 바와 같이 주파수 영역에서 부호화된다. 그러나, 이 것은 주파수 선택적 페이딩 채널에서만 오직 효과적일 수 있는 다수의 독립적인 복제들을 생성한다. 그런 방법들은 가정 환경에서 다양한 장치들의 전기 스위칭 중에 발생되는 것과 같은 충격 간섭 채널들에 대해 효과가 없다.
도 1은 송신기(Tx)(110) 및 수신기(Rx)(150)를 포함하는 종래의 OFDM 시스템(100) 의 블록도를 나타낸다. 송신기(110)는 부채널 변조기(112), IFFT 입력 패커(packer)(114), 다이버시티 부호기(116), 두 개의 IFFT 블록들(118), 두 개의 필터/디지털-아날로그 변환기들(DACs)(120), 두 개의 RF 변조기 블록들(112) 및 두 개의 안테나들(124)을 포함하고 있다. “필터/디지털-아날로그 변환기”용 필터는 내삽(內揷)(interpolation; oversampling)용인 반면 “아날로그-디지털 변화기/필터”용 필터는 데시메이션(decimation; unsampling)용이다.
도 1의 송신기(110)에서, IFFT 블록(118)은 통신 채널(예를 들면 RF)을 통한 송신용 시간 영역 OFDM 심볼을 생성하기 위해 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시킨다. 특히, IFFT 블록(118)은 각 부채널에 대한 주파수 영역 위상과 크기 데이터를 RF 변조기(122)용 필터/디지털-아날로그 변환기(120)들에 의해 아날로그 변조 신호로 변환되는 시간 영역 샘플들로 변환시킨다. 다이버시티 부호기(116)는 주파수 영역에서 송신 다이버시티를 제공하고, (즉, 주파수 영역 다이버시티를 구현한다) 다른 주파수들이 다른 감쇠를 가지는 경우들에 대하여 적합하다. 그러나, 충격 간섭 채널들에 대한 어떤 다이버시티도 성취될 수 없다.
송신기(110)는 OFDM 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위하여 송신 안테나 다이버시티를 이용하며, 송신 다이버시티 체계는 주파수 영역에서 부호화된다. 그러나, 이는 주파수 선택적 페이딩 채널들에서만 효과적일 수 있는 주파수 영역에서 다수의 독립적인 복제들을 생성한다. 그러한 방법들은 가정 환경에서 다양한 장치들의 전기 스위칭 중에 발생되는 것과 같은 충격 간섭 채널들에 대해서는 효과적이지 않다.
수신기(150)은 안테나(152), RF 복조기(154), 아날로그-디지털 변환기/필터(156), FFT 블록(158), 다이버시티 결합기/복호기(160) 및 부채널 복조기(162)를 포함한다. 도 1에서 점선으로 보여지는 바와 같이, 수신기(150)는 하나 또는 이상의 다른 안테나들(152)을 포함할 수도 있으며, 각 안테나(152)에 대하여는, 다이버시티 결합기와의 연결 이전에 경로를 형성하기 위하여 추가 RF 복조기(154), 추가 아날로그-디지털 변환기/필터(156) 및 추가 FFT 블록(158)이 필요하다. 수신기(150)에서는 OFDM 신호들이 주파수 영역 데이터로부터 시간영역 데이터로 FFT 블록들(158)에 의해 변환되며, 주파수 영역을 시간 영역으로 변환시키기 위하여 각 심볼에 대해 FFT가 행해진다. 시간 영역 데이터는 그 후에 부채널들의 위상과 크기를 검사하는 다이버시티 결합기/복호기(160)에 의해 복호화된다. 수신기(150)에서는, 송기기(110)의 역과정이 구현되며, FFT 과정은 수신된 샘플들로부터 각 수신된 부채널의 위상과 크기를 추출하고, 다이버시티 결합기(160)은 주파수 영역에서 수신 다이버시티를 제공한다. 서술한 바와 같이, 이러한 종래의 방법들은 가정 환경에서 다양한 장치들의 전기 스위칭 중에 발생되는 것과 같은 충격 간섭 채널들에 대하여는 효과적이지 않다.
따라서, OFDM에서 충격 간섭 채널들에 효과적인 시간 영역 송신 다이버시티를 위한 방법 및 시스템이 필요하다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 예를 들면 가정 환경에서 다양한 장치의 전기 스위칭 중에 발생되는 것과 같은 충격 간섭 채널들에 대해 적어도 효과가 있는 OFDM에서 시간 영역 송신 다이버시티에 관한 시스템과 방법을 제공한다.
본 발명은 상술한 필요들에 대해 다룬다. 일 실시예에서는, 본 발명은 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들을 송신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 시간 영역 데이터로 변환시키기 위해 데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 송신 데이터 스트림들을 변조하는 단계; 각 채널에 대한 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시키는 단계; 각 채널에 대하여, 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 대응하는 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화하는 단계; 및 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 송신하는 단계들을 포함한다.
데이터를 송신하는 단계는 시간 영역 데이터를 아날로그 데이터로 변환시키는 단계; 아날로그 데이터를 RF 송신용 신호로 변조하는 단계; 및 신호를 송신하는 단계들을 포함한다. 상기 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화하는 단계는 시간 영역 데이터를 다이버시티 부호화된 시간 영역 데이터로 부호화하는 다이버시티 부 호기를 사용하는 단계들을 더 포함한다. 그리고, 상기 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시키는 단계들은 시간 영역 데이터를 발생시키기 위하여 주파수 영역 데이터에 대해 IFFT를 실행하는 단계들을 더 포함한다.
또 하나의 구현에서는, 본 발명은 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들을 수신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 데이터 신호들을 수신하는 단계; 아날로그 데이터 신호들을 디지털 데이터 신호들로 변환시키는 단계; 각 부채널에 대하여, 차동적으로 복호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 데이터 신호들로부터 대응하는 시간 영역 데이터를 차동적으로 복호화하는 단계; 각 채널에 대한 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시키는 단계; 및 데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 주파수 영역 데이터를 데이터 스트림들로 복조하는 단계들을 포함한다.
상기 시간 영역 데이터를 차동적으로 복호화하는 단계는 시간 영역 데이터를 다이버시티 복호화된 시간 영역 데이터로 복호화하기 위하여 다이버시티 복호기를 사용하는 단계들을 더 포함한다. 그리고, 상기 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시키는 단계들은 주파수 영역 데이터를 발생시키기 위하여 시간 영역 데이터들에 대해 FFT를 실행하는 단계들을 더 포함한다.
또 하나의 구현에서는, 본 발명은 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들을 송신 및 수신하는 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 각 채널에 대한 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시키는 송신 변환 처리기; 및 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 각 부채널 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화하는 송신 차동 처리기를 포함하는 송신기를 포함한다. 상기 시스템은 각 채널에 대하여 차동적으로 복호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 대응하는 시간 영역 데이터를 차종적으로 복호화하는 수신 차동 처리기; 및 각 채널에 대하여 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시키는 수신 변환 처리기를 포함하는 수신기를 포함한다.
상기 송신기는 데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 데이터 스트림들을 변조하는 부채널 변조기를 더 포함한다. 상기 부채널 변조기는 시간 영역 데이터로의 변환을 위해 변환 처리기에 주파수 영역 부채널 데이터를 제공한다. 상기 송신기는 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 송신하는 신호 송신기를 더 포함할 수 있다. 상기 신호 송신기는 시간 영역 데이터를 아날로그 데이터로 변환시키는 디지털-아날로그 변환기; 및 아날로그 데이터를 RF 송신용 신호로 변조하는 송신 변조기를 포함한다.
상기 송신 차동 처리기는 시간 영역 데이터를 다이버시티 부호화된 시간 영역 데이터로 부호화하기 위해 다이버시티 부호기를 포함한다. 그리고, 상기 송신 변환 처리기는 시간 영역 데이터를 발생시키기 위해 주파수 영역 데이터를 변환시키는 IFFT 처리기를 포함한다.
상기 수신기는 RF 수신 신호들을 아날로그 데이터 신호들로 복조하는 수신 복조기; 및 아날로그 데이터 신호들을 차동 처리기에 의해 차동 복호하기 위한 디지털 데이터 신호들로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함한다. 상기 수신기는 데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 변환 처리로부터의 주파수 영역 데이터를 데이터 스트림들로 복조하는 부채널 복조기 더 포함할 수 있다. 상기 수신 차동 처리기는 시간 영역 데이터를 다이버시티 부호화된 시간 영역 데이터로 변환하기 위하여 다이버시티 부호기를 포함한다. 그리고 상기 수신 변환 처리기는 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시키는 FFT 처리기를 포함한다. 더욱이, 상기 송신기 및 수신기 사이에는 무선 통신을 이용할 수 있다. 거기서 송신기는 다수의 송신 안테나들을 더 포함하고 수신기는 다수의 수신 안테나들을 더 포함한다.
이것들과 본 발명의 다른 특징들, 양상들 및 이점들은 아래의 상세한 설명, 첨부된 청구항들 및 수반하는 도면들을 참조하여 이해될 수 있을 것이다.
도 2에 예시한 블록도를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예는 주파수 응답들이 상당히 평탄한 충격 간섭에 적어도 효과적인 송신기(210)와 수신기(250)를 포함하는 OFDM 시스템(200)을 제공한다. 이 경우에 있어서, 주파수 영역에 의거한 신호 처리는 시간 영역에 의거한 신호 처리만큼 효과적이지 않을 것이다. 송신기(210)은 부채널 변조기(212), IFFT 입력 패커(214), IFFT 블록(216), 다이버시티 부호기(218), 두 개의 필터/디지털-아날로그 변환기들(220), 두 개의 RF 변조기들(222) 및 두 개의 안테나들(224)을 포함한다.
부채널 변조기(212)에 있어서, 송신될 데이터 스트림들은 우선 다수의 병렬 부채널들로 역다중화된다. 각 부채널은 순방향 오류 정정(Forward Error Correction : FEC) 부호화, 인터리빙(interleaving) 및 직교진폭변조(Quadrature Amplitude Modulation : QAM)을 실행한다. 본 명세서에서, “데이터”라는 용어는, 예를 들면 정보, 심볼들, 톤들(tones), 제어 신호들, 비디오, 오디오 등을 포함한다. IFFT 입력 패커(214)는 병렬 변조된 데이터 심볼들과 파일럿 톤들(pilot tones)을 결합시킨다. 다이버시티 부호기(218)는 부채널 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화함으로써 다이버시티 체계를 구현한다. 다이버시티 부호기들에 대한 예들은 L. Zheng과 D. Tse 공저인 “Diversity and multiplexing: a fundamental tradeoff in multiple-antenna,” (IEEE Trans. Info. Theory, vol. 49, May 2003), 또는 D. Gesbert, L. Haumonte, H. Bolcskei, R. Krishnamoorthy, A. Paulraj 공저인 “Technologies and performance for non-line-of-sight broadband wireless access networks,” (IEEE Communications Magagine, April 2002) 출판물에서 보여지며, 본 명세서에서 이들을 참조하고 있다. 다이버시티 부호기들에 관한 몇 가지 예들은 Alamouti와 지연 다이버시티 부호기들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(200) 예에서, IFFT 블록(216)은 다이버시티 부호기(218) 앞에 위치하며, IFFT 처리가 다이버시티 부호화 처리 전에 발생한다. 따라서, IFFT 블록(216) 뒤에 송신 다이버시티 부호기(218)가 시간 영역 데이터에 대해 동작하기 때문에 시간 영역, 즉 IFFT 블록(216) 뒤에서 송신 다이버시티가 부호화 된다. 그와 같이, 다이버시티는 시간 영역에서 생성되며 다이버시티 부호기(218) 뒤에 다수의 다른 경로들(시간 영역에서 다수의 독립적인 복제들)은 충격 신호의 시간 영역이 다른 경로들에 대해 다른 효과가 있음을 규정한다. 적어도 경로들 중의 하나는 다른 것들 보다도 더 나은 성능을 제공하며, 아래에서 상술 하는 바와 같이, 수신기(250)에서 경로들은 다이버시티 이득을 얻기 위해 결합된다. 이는 가정 환경에서 다양한 장치들의 전기 스위칭 중에 발생되는 것과 같은 충격 간섭 채널들에 효과적일 수 있는 시간 영역에서의 다수의 독립적인 복제들을 생성한다.
더욱이, 도 2의 송신기 예에서는, 도 1에서의 종래의 시스템(100)의 송신기에서 다수의 IFFT 블록들(118)이 사용되는 것과 비교할 때, 단지 하나의 IFFT 블록(216)이 사용된다. 그래서, 본 발명에 따른 시스템(200)에서는 송신기 비용이 절감된다. 본 발명의 상기 구현에 속하는 응용 예들 중의 하나는 고속 무선 가정망 시스템에 있다. 다른 응용 예들은 기업망 등에서 넷미팅/화상회의 등을 포함한다.
도 2의 시스템에서, 수신기(250)은 안테나(252), RF 복조기(254), 아날로그-디지털 변환기/필터(256), 다이버시티 결합기/복호기(258), FFT 블록(260) 및 부채널 복조기(262)를 포함한다. 다이버시티 결합기(258)은 FFT 블록(260) 앞(즉, FFT 블록(260)에 의해 수신된 시간 영역 데이터가 주파수 영역 데이터로 변환되기 전)에 위치하여 그 결과 다이버시티 결합기(258)는 시간 영역 데이터에 대해 동작하며, 그것에 의하여 수신 다이버시티는 시간 영역에서 복호화된다. 그와 같이, 수신기(250)에서는 송신기(210)의 역과정이 구현된다.
다이버시티 결합기(258)은 각 채널의 시간 영역 데이터를, 예를 들면 위(즉, Zheng 등 및 Gesbert 등)에서 인용된 두 출판물에서 서술된 것과 같이, 차동 복호를 목적으로 하는 다이버시티 체계를 구현한다. 부채널 복조기(262)는 송신기(210)에서의 부채널 변조기(212)의 역과정을 실행한다. 다이버시티 부호기(218)와 다이버시티 결합기(258)에서의 인자(parameter)들은 채널의 상태에 따라 성능을 향상시키기 위하여 조정될 수 있다. 더욱이, 동적 범위는 IFFT 블록(216)에서 주파수와 시간 영역의 변화들 사이에서 달라질 수 있다. 동적 범위는 시스템의 선형성 조건을 정의하기 위하여 사용된 용어이다. 그것은 시스템의 신호 입력을 재생할 수 있는 시스템의 능력을 나타낸다. OFDM 시스템의 동적 범위는 단일 반송파 시스템의 그것보다 2에서 4배 정도 전형적으로 더 크다. 동적 범위의 증가는 송신 증폭기의 비용 및 전력 소비면에서 증가에 이르게 한다.
도 3은 본 발명에 따른, 송신기(310) 및 수신기(350)을 포함하며 적어도 충격 간섭 채널들에서 효과적인 또 하나의 시스템(300) 예를 보여준다. 도 2에서의 송신기(210)와 유사하게, 도 3에서의 송신기는 부채널 변조기(312), IFFT 입력 패커(314), IFFT 블록(316), 다이버시티 부호기(318), 두 개의 필터/디지털-아날로그 변환기들(320), 두 개의 RF 변조기들(322) 및 두 개의 안테나들(324)을 포함한다. 비록 도 3의 예에서는 두 개의 필터/디지털-아날로그 변환기들(320), 두 개의 RF 변조기들(322) 및 두 개의 안테나들(324)이 사용되지만, 당해 기술분야에서 숙련된 사람들은 두 개의 필터/디지털-아날로그 변환기들(320), 다수의 RF 변조기들(322) 및 다수의 안테나들(324)이 또한 사용될 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
부채널 변조기(312)에서는, 데이터 스트림들이 우선 다수의 병렬 부채널들로 역다중화된다. IFFT 입력 패커(314)는 병렬 변조된 데이터 심볼들을 파일럿 톤들과 결합시킨다. 다이버시티 부호기(318)은 위에서 상술한 바와 같이 다이버시티 체계를 구현한다. IFFT 블록(316)은 다이버시티 부호기(318) 앞에 위치하며, 다이 버시티 부호화 처리 전에 IFFT 처리가 발생한다. 그래서, IFFT 블록(316) 뒤에 있는 송신 다이버시티 부호기(318)는 시간 영역 데이터를 대상으로 작동하기 때문에 송신 다이버시티는 시간 영역, 즉 IFFT 블록(316) 뒤에서 부호화 된다. 이는 가정 환경에서 다양한 장치들의 전기 스위칭 중에 발생되는 것과 같은 충격 간섭 채널들에 효과적일 수 있는 시간 영역에서 다수의 독립적인 복제들을 생성한다. 더욱이, 다이버시티 결합기(116)로부터의 각 경로당 하나의 IFFT 블록(118)과 비교해 볼 때, 도 3의 송신기(310) 예에서 다수의 경로들에 대하여 단 하나의 IFFT 블록(316)만이 사용된다.
도 3에서 수신기(350)은 두 개의 안테나들(352), 두 개의 RF 복조기들(354), FFT 블록(360) 및 부채널 복조기(362)를 포함한다. 비록 도 3의 예에서는 두 개의 안테나들(352), 두 개의 RF 복조기들(354), 두 개의 아날로그-디지털 변환기/필터들(356)이 사용되지만, 당해 기술분야에서 숙련된 사람들은 다수의 안테나들(352), 다수의 RF 복조기들(354) 및 다수의 아날로그-디지털/필터들(356)이 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
다이버시티 결합기(복호기)(358)는 FFT 블록(360) 이전(즉, 수신된 시간 영역 데이터가 FFT 블록(360)에 의해 주파수 영역 데이터로 변환되기 이전)에 위치하여 다이버시티 결합기(358)은 시간 영역 데이터를 대상으로 작동하는데, 그것에 의하여 시간 영역에서 수신기 다이버시티는 복호화된다. 부채널 복조기(362)는 송신기(310)에서의 부채널 변조기의 역과정을 실행한다. 그와 같이, 수신기(350)에서는 송신기(310)의 역과정이 구현된다. 다이버시티 결합기(358)은 위에서 상술한 것과 같이 다이버시티 체계를 구현한다. 도 1의 시스템(100)에서의 선행기술 수신기(150)와 비교해 볼 때, 도 3의 수신기(350)은 추가 안테나들(352)에 대해 추가 FFT 블록들(350)을 필요로 하지 않는다. 그와 같이, 수신기 비용은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 시스템(300) 예에서는 또한 절감된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 송신기(410) 및 수신기(450)을 포함하는 시스템(400) 예를 보여준다. 아래에서 상술한 것처럼, 첫 번째 모드에서 시스템(400)은 도 1의 시스템(100)으로서 작동하며, 두 번째 모드에서 시스템(400)은 도 3의 시스템(300)으로서 작동한다. 첫째 또는 둘째 모드를 선택함으로써, 시스템(400)은 시스템(100) (도 1) 또는 시스템(300) (도 3)의 기능을 각각 제공한다. 도 3의 송신기(310)와 유사하게, 도 4의 송신기(410)는 부채널 변조기(412), IFFT 입력 패커(414), 다이버시티 부호기(416), 두 개의 IFFT 블록들(417, 418), 두 개의 필터/디지털-아날로그 변환기들(420), 두 개의 RF 변조기들(422) 및 두 개의 안테나들(424)을 포함한다. 수신기(450)은 두개의 안테나들(452), 두 개의 RF 복조기들(454), 두 개의 아날로그-디지털 변환기들(456), 다이버시티 결합기(458), 두 개의 FFT 블록들(460, 461) 및 부채널 복조기(462)를 포함한다.
더욱이, 송신기(410)에 있는 스위치들(428, 430, 432 및 434)과 수신기(450)에 있는 스위치들(464, 468, 470 및 472)은 시스템(400)이 위에서 언급한 두 모드에서 작동하도록 하기 위하여 주어졌다. 첫 번째 모드에서, 스위치들(428, 430, 432, 434, 464, 468, 470 및 472)은 첫 번째 위치에 놓여서 송신 다이버시티는 송 신기(410)에서 주파수 영역에서 부호화되고 수신 다이버시티는 수신기(450)에서 주파수 영역에서 복호화된다. 특히 첫 번째 모드에서, IFFT 입력 패커(414)의 출력은 스위치(428)에 의해 첫 번째 IFFT 블록(417)로 연결되고 첫 번째 IFFT 블록(417)의 출력은 스위치(430)에 의해 다이버시티 부호기(416)으로 연결된다. 그 다음에, 다이버시티 부호기(416)의 출력들은 두 개의 스위치들(432, 434)에 의해 두 개의 필터/디지털-아날로그 변환기(420)으로 연결된다. 송신 다이버시티 그 자체로는 도 1의 시스템(100)에서 처럼 주파수 영역에서 부호화된다.
더욱이, 도 4의 시스템(400)에서, 송신기(410)의 첫 번째 모드에 대응하는 첫 번째 모드에서는, 수신기(450)의 스위치들(464, 468, 470 및 472)은 첫 번째 위치에 놓여 있으며 두 개의 아날로그-디지털 변환기/필더 블록들(456)의 출력들은 스위치들(464, 468)에 의해 두 개의 FFT 블록들(460, 461)에 연결된다. FFT 블록(460)의 출력은 다이버시티 결합기(458)에 직접 연결되고 FFT 블록(461)의 출력은 스위치(472)에 의해 다이버시티 결합기(458)에 연결된다. 더욱이, 다이버시티 결합기(458)의 출력은 스위치(470)에 의해 부채널 복조기에 연결된다. 그와 같이, 첫 번째 모드에서 수신 다이버시티는 도 1의 시스템(100)에서와 같이 주파수 영역에서 복호화된다.
두 번째 모드에서는, 도 4의 시스템(400)에서 스위치들(428, 430, 432 434, 464, 468, 470 및 472)은 두 번째 위치에 놓여지며 송신 다이버시티는 송신기(410)에서 시간 영역에서 부호화되고 수신 다이버시티는 수신기(450)에서 시간 영역에서 복호화된다. 특히 두 번째 모드에서, IFFT 입력 패커(414)의 출력은 스위치(428) 에 의해 IFFT 블록(417)로 연결되고 IFFT 블록(417)의 출력은 스위치(430)에 의해 다이버시티 부호기에 연결된다. 그 다음에, 다이버시티 부호기(416)의 출력들은 스위치들(432, 434)에 의해 필터/디지털-아날로그 변환기 블록들(420)로 연결된다. 송신 다이버시티 그 자체로는 도 3의 시스템(300)에서와 같이 다이버시티 부호기에 의해 시간 영역에서 부호화된다.
도 4의 시스템(400)에서의 두 번째, 즉 송신기(410)에서 두 번째 모드에 대응하는, 모드에서는 수신기(450)에서의 스위치들(464, 468, 470, 472)은 두 번째 위치에 놓여지며 두 개의 아날로그-디지털 변환기/필터 블록들(456)의 출력은 스위치들(464, 468)에 의하여 다이버시티 결합기(458)에 연결되며, 다이버시티 결합기(458)의 출력은 스위치(470)에 의하여 FFT 블록(461)로 연결된다. 그 다음에, FFT 블록(461)의 출력은 스위치(472)에 의하여 부채널 복조기(462)로 연결된다. 그와 같이, 두 번째 모드에서 수신 다이버시티는 시간 영역에서 복호화된다. 따라서, 첫 번째 모드에서, 시스템(400)은 도 1의 시스템(100)으로서 작동하고, 두 번째 모드에서, 시스템(400)은 도 3의 시스템(300)으로서 작동한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OFDM에서의 시간 영역 송신 다이버시티의 단계들의 흐름도(500)의 예를 보여준다. 예시된 방법은, 송신기에서는 주파수 영역 데이터에 대하여 부채널 변조를 실행하는 단계(510), 변조된 주파수 영역 데이터를 FFT 처리를 사용하여 시간 영역 데이터로 변환시키는 단계(520), 시간 영역에서의 데이터에 대하여 다이버시티 부호화를 실행하는 단계(530), 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호들로 변환시키는 단계(540), 채널(예를 들면, RF 채널)을 통하여 아날로그 데이터 신호들을 수신기로 송신하는 단계(550), 송신된 신호를 수신기에서 수신하는 단계(560), 수신된 아날로그 신호들을 디지털 데이터로 변환시키는 단계(570), 시간 영역에서 데이터에 대하여 다이버시티 복호화를 실행하는 단계(580), 시간 영역 데이터를 FFT 처리를 사용하여 주파수 영역 데이터로 변환시키는 단계(590), 그리고 주파수 영역 데이터에 대하여 부채널 복조를 실행하는 단계(595)들을 포함한다. 다이버시티 부호화 및 복호화 단계들은 예를 들자면 위에서 언급한 두 참고서(즉, Zheng 등 및 Gesbert 등)에서 상술한 것일 수 있다. 위 단계들은 예를 들자면 논리 회로들, 펌웨어, 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어들 등으로 구현될 수 있다.
본 발명은 다른 버전들도 가능하지만, 특정 바람직한 버전들에 관하여 상당히 자세히 기술하였다. 그래서, 첨부된 청구항들의 사상 및 범위는 여기에 포함된 바람직한 버전들의 상세한 설명에 한정되어서는 안된다.
이와 같이, 전송 다이버시티는 시간 영역, 즉 IFFT 처리 후에, 부호화되며, 다이버시티는 다양한 장치들의 전기 스위칭 중에 발생되는 것과 같은 충격 간섭 채널들에 효과적인 시간 영역(시간 영역에서 다수의 독립적인 복제들)에서 만들어질 수 있다.

Claims (35)

  1. 각 부채널에 대한 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시키는 단계; 및
    차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 각 부채널에 대하여 대응하는 시간영역 데이터를 차동적으로 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 송신하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화하는 단계 이전에,
    시간 영역 데이터로의 변환을 위해 데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 송신 데이터 스트림들을 변조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 송신하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 대응하는 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화한 이후에,
    상기 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 송신하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 데이터를 송신하는 단계는,
    상기 시간 영역 데이터를 아날로그 데이터로 변환시키는 단계;
    상기 아날로그 데이터를 RF 전송용 신호로 변조시키는 단계; 및
    상기 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 송신하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화하는 단계는,
    상기 시간 영역 데이터를 다이버시티 부호화된 시간 영역 데이터로 부호화하기 위해 다이버시티 부호기를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 송신하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시키는 단계는,
    상기 시간 영역 데이터를 발생시키기 위하여 주파수 영역 데이터에 대해 IFFT를 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 송신하는 방법.
  7. 각 부채널에 대하여, 차동적으로 복호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위해 데이터 신호들로부터의 대응하는 시간 영역 데이터를 차동적으로 복호화하는 단계; 및
    각 부채널에 대한 상기 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 수신하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 시간 영역 데이터를 차동적으로 복호화하는 단계 이전에,
    상기 데이터 신호를 수신하는 단계; 및
    아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 수신하는 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    각 부채널에 대한 상기 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시킨 이후에,
    데이터 스트림들을 다중 병렬 주파수 영역 부채널 데이터들로 역다중화함으로써 상기 주파수 영역 데이터를 상기 데이터 스트림들로 복조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 수신하는 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 시간 영역 데이터를 차동적으로 복호화하는 단계는,
    상기 시간 영역 데이터를 다이버시티 복호화된 시간 영역 데이터로 복호화하는 다이버시티 복호기를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 수신하는 방법.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시키는 단계는,
    상기 주파수 영역 데이터를 발생시키기 위하여 상기 시간 영역 데이터에 대해 FFT를 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력을 통하여 OFDM 데이터 신호를 수신하는 방법.
  12. 각 부채널에 대한 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시키는 변환 처리기; 및
    차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위해 각 부채널의 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화하는 차동 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 부채널 데이터로 역다중화함으로써 상기 데이터 스트림들을 변조하는 부채널 변조기를 더 포함하며, 상기 부채널 변조기는 주파수 영역 부채널 데이터를 시간 영역 데이터로의 변환을 위해 상기 변환 처리기의 입력으로 제공하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 시스템.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 송신하는 신호 송신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 신호 전송기는,
    상기 시간 영역 테이터를 아날로그 데이터로 변환시키는 디지털-아날로그 변환기; 및
    상기 아날로그 데이터를 RF 전송용 신호로 변조하는 송신 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 시스템.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 차동 처리기는,
    상기 시간 영역 데이터를 다이버시티 부호화된 시간 영역 데이터로 부호화하는 다이버시티 부호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 시스템.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 변환 처리기는,
    상기 시간 영역 데이터를 발생시키기 위해 상기 주파수 영역 데이터를 변환시키는 IFFT 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 시스템.
  18. 각 부채널에 대하여, 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위해 데이터 신호들로부터의 대응하는 시간 영역 데이터를 차동적으로 복호화하는 차동 처리기; 및
    각 부채널에 대한 상기 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시키는 변환 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 수신 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    RF 수신 신호들을 아날로그 데이터 신호들로 복조하는 수신 복조기; 및
    상기 아날로그 데이터 신호들을 상기 차동 처리기에 의해 차동 복호화하기 위한 디지털 데이터 신호들로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 수신 시스템.
  20. 제 18항에 있어서,
    데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 상기 변환 처리기로부터의 상기 주파수 영역 데이터를 상기 데이터 스트림들로 복조하는 부채널 복조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 수신 시스템.
  21. 제 18항에 있어서, 상기 차동 처리기는,
    상기 시간 영역 데이터를 다이버시티 복호화된 시간 영역 데이터로 복호하는 다이버시티 복호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 수신 시스템.
  22. 제 18항에 있어서, 상기 변환 처리기는,
    상기 시간 영역 데이터를 상기 주파수 영역 데이터로 변환시키는 FFT 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 수신 시스템.
  23. 각 부채널에 대한 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환시키는 송신 변환 처리기; 및
    차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 각 부채널 시간 영역 데이터를 차동적으로 부호화하는 송신 차동 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기; 및
    각 부채널에 대하여, 차동적으로 복호화된 시간 영역 데이터를 얻기 위하여 대응하는 시간 영역 데이터를 차동적으로 복호화하는 수신 차동 처리기; 및
    각 부채널에 대한 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환시키는 수신 변환 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 송신기는,
    데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 상기 데이터 스트림들을 변조하는 부채널 변조기를 더 포함하며, 상기 부채널 변조기는 상기 주파수 영역 부채널 데이터를 시간 영역 데이터로의 변환을 위한 상기 변환 처리기에 제공하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  25. 제 23항에 있어서, 상기 송신기는,
    상기 차동적으로 부호화된 시간 영역 데이터를 송신하는 신호 송신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 신호 송신기는,
    상기 시간 영역 데이터를 아날로그 데이터로 변환시키는 디지털-아날로그 변환기;및
    상기 아날로그 데이터를 RF 전송용 신호로 변조시키는 전송 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  27. 제 23항에 있어서, 상기 송신 차동 처리기는,
    상기 시간 영역 데이터를 다이버시티 부호화된 시간 영역 데이터로 부호화하는 다이버시티 부호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  28. 제 23항에 있어서, 상기 송신 차동 처리기는,
    상기 시간 영역 데이터를 발생시키기 위하여 주파수 영역 데이터를 변환시키는 IFFT 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  29. 제 23항에 있어서, 상기 수신기는,
    RF 수신 신호들을 아날로그 데이터 신호들로 복조하는 수신 복조기; 및
    상기 아날로그 데이터 신호들을 상기 차동 처리기에 의해 차동 복호하기 위한 디지털 데이터 신호들로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  30. 제 23항에 있어서, 상기 수신기는,
    데이터 스트림들을 다수의 병렬 주파수 영역 부채널 데이터로 역다중화함으로써 상기 수신 변환 처리기로부터의 주파수 영역 데이터를 상기 데이터 스트림들로 복조하는 부채널 복조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  31. 제 23항에 있어서, 상기 수신 차동 처리기는,
    상기 시간 영역 데이터를 다이버시티 복호화된 시간 영역 데이터로 복호하는 다이버시티 복호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  32. 제 23항에 있어서, 상기 수신 변환 처리기는,
    상기 시간 영역 데이터를 상기 주파수 영역 데이터로 변환시키는 FFT 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  33. 제 23항에 있어서, 상기 송신기 및 수신기는,
    상기 송신기와 상기 송신기 사이에 무선 통신을 이용하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  34. 제 23항에 있어서, 상기 송신기는,
    다수의 송신 안테나들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
  35. 제 23항에 있어서, 상기 송신기는,
    다수의 수신 안테나들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 부채널들을 포함하는 채널의 다중 출력들을 통하여 OFDM 데이터 신호들의 송신 및 수신 시스템.
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