KR100872190B1 - 멀티캐리어 송신기 및 송신 방법, 멀티캐리어 수신기 및수신 방법, 시스템 및 머신 판독가능한 매체 - Google Patents

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Abstract

멀티캐리어 송신기는 복수의 공간 채널을 통해 송신을 위한 멀티캐리어 신호를 인코딩하는 공간 주파수 인터리버 및 공간 주파수 코더를 포함한다.

Description

멀티캐리어 송신기 및 송신 방법, 멀티캐리어 수신기 및 수신 방법, 시스템 및 머신 판독가능한 매체{MULTICARRIER TRANSMITTER, MULTICARRIER RECEIVER, AND METHODS FOR COMMUNICATING MULTIPLE SPATIAL SIGNAL STREAMS}
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 이하 본 명세서 전체 범위에서 참조로 인용되는, 2003년 9월 15일에 출원된 35 U.S.C. 119(e) 하에 미국 분할 특허 출원 일련 번호 제 60/503,092 호에 대해 우선권 주장을 행한 것이다.
본 발명의 실시예는 무선 통신에 관한 것으로서, 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 통신 시스템에 관한 것이다.
무선 통신의 데이터 레이트(data rate) 및/또는 스루풋(throughput)을 증대시키기 위해, 멀티캐리어 통신 채널의 동일한 주파수 서브캐리어를 이용하는 2 이상의 공간 채널을 통해 2 이상의 송신 안테나를 이용하여 무선 신호가 송신될 수 있다. 이들 시스템은 종종 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output : MIMO) 시스템이라 불리며 안테나의 멀티패스 다이버시티(multipath diversity)를 이용할 수도 있다. 통상적인 MIMO 시스템은 콘볼루션(convolutional) 인코딩 및/또는 비터비 인코딩을 이용하여 신호를 인코딩할 수도 있으나, 이들 기법은 안테나 분리 및 안테나 페이딩 상관에 민감하다.
따라서 무선 통신의 데이터 레이트 및/또는 스루풋을 증대시키기 위한 장치 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.
첨부된 청구 범위는 본 발명의 각종 실시예의 일부에 관한 것이다. 그러나, 상세한 설명은 첨부되는 도면을 참조하여 고려하는 경우 본 발명의 실시예에 대한 보다 완전한 이해를 제공할 것이며, 도면 전반에 걸쳐 유사한 참조 부호는 유사한 항목을 지칭한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 멀티캐리어 송신기의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 주파수 인터리빙을 도시하는 도면이며,
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 주파수 블록 코더의 블록도이고,
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 프리코딩(precoding)을 도시하는 도면이며,
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 멀티캐리어 수신기의 블록도이고,
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 스트림 송신 과정(procedure)의 플로우차트이며,
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 스트림 수신 과정의 플로우차트이다.
후술하는 설명 및 도면은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이들을 충분히 실시할 수 있도록 하는 본 발명의 특정의 실시예를 예시한다. 다른 실시예에서는 구조적이고, 논리적이며, 전기적인 프로세스 및 다른 변경예를 내포한다. 일례들은 단지 가능한 변형예를 대표한다. 개별적인 구성요소 및 기능은 명시적으로 요구되지 않는 한 선택 사양적이고, 오퍼레이션의 시퀀스는 가변적일 수도 있다. 몇몇 실시예의 일부분 및 특징은 다른 실시예에 내포되거나, 다른 실시예로 대체될 수도 있다. 청구 범위에 개시된 본 발명의 실시예는 이들 청구 범위의 모든 가능한 동등예를 포함한다. 본 발명의 실시예는 개별적으로, 혹은 통합적으로 참조될 수 있으며, 본 명세서에서 "발명"이란 용어는 단지 편의를 위한 것이고, 실질적으로 2 이상이 개시된다 하더라도 임의의 단일의 발명 혹은 발명의 개념에 본 출원의 범위를 자의적으로 제한하려는 의도는 없다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 멀티캐리어 송신기의 블록도이다. 멀티캐리어 송신기(100)는 무선 통신 시스템의 일부일 수도 있으며, 멀티캐리어 통신 채널을 통해, 직교 주파수 분할 멀티플렉스(OFDM) 통신 신호와 같은 멀티캐리어 통신 신호를 송신할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 2 이상의 공간 채널을 포함하는 멀티캐리어 통신 채널 상에서 통신을 위한 신호를 인코딩하며 2 이상의 송신 안테나(112)를 이용할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 콘볼루션 또는 에러 정정 코딩에 대한 필요성을 감소시킬 수 있는 공간 주파수 인터리빙 및/또는 고 스루풋 공간 주파수 블록 코딩을 이용하지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 멀티미디어 송신기(10)를 사용하여 공간 주파수 인터리빙 및/또는 고 스루풋 공간 주파수 블록 코딩을 이용하게 되면 비터비 디코딩을 위한 필요성을 감소시킬 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 유사한 비트 에러 레이트 및 대역폭을 갖는 통상적인 코드를 이용하는 통상적인 시스템에 비해 공간 주파수 인터리빙 및/또는 고 스루풋 공간 주파수 블록 코딩을 이용하여 증대된 스루풋 및/또는 증대된 범위를 달성할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 비트 시퀀스(103)의 비트에 대해 공간 주파수 인터리빙을 수행하는 공간 주파수 인터리버(SFI)(104)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 심볼 벡터(105)의 심볼을 프리코딩하고 프리코딩된 심볼을 공간 채널 중 하나 및 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어 중 하나에 매핑하는 공간 주파수 블록 코더(SFBC)(106)를 또한 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 비트 시퀀스(103)는 포워드 에러 정정(FEC) 코드에 의해 인코딩된 비트 시퀀스를 포함하는 인코딩된 비트 시퀀스일 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 심볼 벡터(105)의 심볼은 코딩된 직교 진폭 변조(QAM) 심볼 또는 FEC 코딩 QAM 심볼을 포함하는, 코딩된 심볼일 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 공간 주파수 인터리버(104)는 비트 시퀀스(103)의 2 이상의 비순차 비트를 인터리버 매트릭스의 매트릭스 위치에 할당할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 매트릭스 위치에 할당된 2개 이상의 비트는 QAM 심볼과 같은 심볼을 포함할 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 공간 주파수 인터리버(104)는 인터리버 매트릭스의 주파수 블록 내에서 대각선 방향으로 비트 시퀀스(103)의 순차 비트를 할당할 수도 있고, 공간 주파수 블록 코더(106)는 인터리버 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내에서 대각선 방향 위치로부터 함께 프리코딩하기 위한 심볼 벡터(105)의 코딩된 심볼을 선택할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 공간 주파수 블록 코더(105)는 인터리버 매트릭스의 다른 대각선 방향의 위치 및/또는 상이한 대각선 방향 위치로부터 함께 프리코딩하기 위한 심볼 벡터(105)의 코딩된 심볼을 선택할 수도 있다. 이들 및 다른 실시예가 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 인코딩된 비트 시퀀스(101)로부터 인코딩된 비트(103)의 시퀀스를 생성하는 인코더(102)를 또한 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 인코더(102)는 FEC 인코더와 같은 에러 정정 인코더일 수도 있으며, 다른 실시예에서, 인코더(102)는 콘볼루션 인코더일 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 블록 코더(106)에 의해 제공된 공간 주파수 매핑 심볼(107)로부터 공간 채널들 중 대응하는 하나 또는 송신 안테나들(112) 중 하나를 통한 후속의 송신을 위한 신호를 생성하는 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 회로(108)를 더 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, IFFT 회로(108)의 출력 신호는 송신을 위해 패킷화된 신호일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, IFFT 회로(108) 이후에 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix : CP)를 부가하여 심볼간 간섭을 감소시키는 데 도움을 주는 회로를 신호 경로 내에 포함시킬 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 송신 안테나(112)의 각각은 공간 채널들 중 하나에 대응할 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어 상에서 해당 IFFT 회로(108)에 의해 제공된 시간 영역 변조 프리코딩된 신호를 송신하기 위해 RF 신호를 생성하는 무선 주파수(RF) 회로(100)를 또한 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, RF 회로(110)는 송신 안테나들(112) 중 하나와 연관될 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
멀티캐리어 송신기(100)가 2개의 송신 안테나(112), 2개의 대응하는 RF 회로(110) 및 2개의 대응하는 IFFT 회로(108)로만 예시되어 있으나, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 통신될 수 있는 상이한 공간 스트림의 개수에 따라, 4개 이상의 안테나(112), 대응하는 RF 회로(110) 및 대응하는 IFFT 회로(108)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 멀티캐리어 수신기 회로를 포함하는 멀티캐리어 통신국의 일부분일 수도 있다. 이들 실시예가 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 공간 주파수 인터리빙을 수행하는 것을 억제하고 공간 주파수 블록 코딩을 수행할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 공간 주파수 블록 코딩을 수행하는 것을 억제하고 공간 주파수 인터리빙을 수행할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 공간 주파수 인터리빙 및 공간 주파수 블록 코딩을 모두 수행할 수도 있다. 이들 각종 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 공간 주파수 인터리빙 및/또는 공간 주파수 블록 코딩이 수신국에 대해 수행되는지 여부를 표시할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 주파수 인터리빙을 도시한다. 매트릭스(200)는 본 발명의 실시예에 따른 공간 주파수 인터리빙을 수행하도록 공간 주파수 인터리버(104)(도 1)에 의해 사용된 인터리버 매트릭스를 나타낼 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 인터리버 매트릭스(200)의 로우(row)(218 및 222)는 멀티캐리어 송신기(100)(도 1)에 의해 송신을 위해 사용된 송신 안테나(112)(도 1)의 수 및/또는 공간 채널의 수에 대응할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 인터리버 매트릭스(200)의 칼럼(column)(206-216)은 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어의 수에 대응할 수도 있다. 이해를 용이하게 하기 위해, 인터리버 매트릭스(200)는 2개의 송신 안테나 및 6개의 서브캐리어에 대해 수행된 인터리빙의 예를 도시하나, 본 발명의 실시예는 64개 이상의 서브캐리어 및 4개 이상의 공간 채널 및/또는 송신 안테나와의 인터리빙을 포함한다.
매트릭스(200)에서, 인코딩된 비트 시퀀스(103)(도 1)와 같은 비트 시퀀스의 비트는 비트 b1, b2, ..., b20으로서 도시되며, 여기서 첨자는 인코더(102)(도 1)와 같은 인코더에 의해 제공된 시퀀스의 비트 순서를 나타낸다. 몇몇 실시예에 따르면, 공간 주파수 인터리버(104)(도 1)는 인코딩된 비트 시퀀스의 2 이상의 비순차 비트(예를 들면, 비트 b1 & b13)를 인터리버 매트릭스(200)의 매트릭스 위치(203)에 할당할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 매트릭스 위치(203)에 할당된 2 이상의 비트는 FEC 코딩 QAM 심볼과 같은 코딩된 심볼을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 공간 주파수 인터리버(104)(도 1)는 인터리버 매트릭스(200)의 주파수 블록(202, 204) 내의 대각선 방향으로 인코딩된 비트 시퀀스(103)(도 1)의 순차 비트(예를 들면, 비트 b1, b3 등)를 할당할 수도 있다. 예를 들면, 각각의 심볼의 제 1 비트(205)는 제 1 주파수 블록(202) 상에서, 그 다음에 제 2 주파수 블록(204) 상에서 대각선 방향의 방식으로 할당될 수도 있다. 제 1 비트(205)는 인코딩된 비트 시퀀스(103)(도 1)의 순차 비트의 제 1 부분일 수도 있다. 공간 주파수 인터리버(104)(도 1)는 제 1 주파수 블록(202) 상에서, 그 다음에 제 2 주파수 블록(204) 상에서 대각선 방향의 방식으로 각각의 심볼의 제 2 비트(207)를 또한 할당할 수도 있다. 제 2 비트(207)는 인코딩된 비트 시퀀스의 순차 비트의 다음 부분일 수도 있다. 이러한 예에서, 심볼의 각각은 제 1 비트(205)로부터의 비트 및 제 2 비트(207)로부터의 비트를 포함할 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 주파수 블록의 수는 서브캐리어 및 송신 안테나 간의 다이버시티를 증대시키도록 선택될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 주파수 블록은 2배 이상의 다수의 칼럼(예를 들면, 서브캐리어 주파수) 및 로우(예를 들면, 공간 채널 또는 송신 안테나)까지 포함하도록 선택될 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
매트릭스 위치(203)와 연관된 심볼이 심볼 당 2개의 비트를 갖는(즉, 직교 위상 쉬프트 키잉(QPSK)) 것으로서 도시되고, 종종 QAM 심볼로서 지칭된다 하더라도, 다른 변조 레벨이 또한 적합할 수도 있다. 예를 들어, 심볼 당 3개의 비트를 통신하는 8PSK, 심볼 당 4개의 비트를 통신하는 16 직교 진폭 변조(16QAM), 심볼 당 5개의 비트를 통신하는 32QAM, 심볼 당 6개의 비트를 통신하는 64QAM, 심볼 당 7개의 비트를 통신하는 128QAM, 심볼 당 8개의 비트를 통신하는 256QAM이 또한 적합할 수도 있다. 또한, 서브캐리어 당 높은 데이터 통신 레이트를 갖는 변조 레벨이 또한 이용될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 공간 주파수 인터리버(104)(도 1)는 공간 주파수 블록 코더(106)(도 1)에 벡터(105)(도 1)를 제공할 수도 있다. 이들 실시예에서, 각각의 벡터(105)(도 1)는 공간 채널 중 하나에 대응할 수 있는 매트릭스(200)의 로우(예를 들면, 로우(218) 또는 로우(222)) 중 하나로부터 매트릭스 위치(203)와 연관된 심볼에 의해 나타낼 수 있는 비트를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 주파수 블록 코더의 블록도이다. 공간 주파수 블록 코더(300)는 공간 주파수 블록 코딩을 위한 다른 구성이 적합할 수 있다 하더라도, 공간 주파수 블록 코더(106)(도 1)로서 이용하는 데 적합할 수도 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 공간 주파수 블록 코더(300)는 매트릭스 위치(203)(도 2)로부터의 심볼 그룹과 같은, 심볼 그룹을 프리코딩할 수도 있으며, 이는 FEC 코딩된 QAM 심볼의 그룹일 수도 있다. 몇몇 이들 실시예에서, 공간 주파수 블록 코더(300)는 멀티캐리어 수신국에 대한 송신을 위해 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나에 프리코딩된 심볼을 또한 매핑할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 공간 주파수 블록 코더(300)는 코딩된 심볼을 생성하도록 인터리버 매트릭스(200)(도 2)의 매트릭스 위치(203)(도 2)에 할당된 2 이상의 비트(예를 들면, 비트 b1 & b13(도 2))를 매핑하는 비트 매퍼(302)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 비트 매퍼(302)는 코딩된 QAM 심볼을 생성할 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
공간 주파수 블록 코더(300)는 공간 심볼 스트림으로부터 복수의 병렬 심볼 벡터(305)를 생성하는 직렬-병렬 변환기(304)를 또한 포함할 수도 있다. 심볼 벡터의 각각은 2 이상의 심볼을 가질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 병렬 심볼 벡터(305)는 프리코딩을 위한 코딩된 심볼의 그룹을 포함할 수도 있다.
공간 주파수 블록 코더(300)는 심볼 벡터(305)로부터 코딩된 심볼 그룹을 프리코딩하는 프리코더(306)를 또한 포함할 수도 있다. 공간 주파수 블록 코더(300)는 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나에 프리코딩된 심볼을 매핑하는 공간 주파수 심볼 매퍼를 또한 포함할 수도 있다. 이것은 이하에서 보다 상세하게 기술된다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 프리코딩을 도시하는 도면이다. 몇몇 실시예에서, 도 4에 의해 도시된 오퍼레이션(operation)은 다른 프리코더가 또한 적합하다고 하더라도, 프리코더(306)(도 3)에 의해 수행될 수도 있다. 매트릭스(400)는 칼럼의 수가 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어의 수에 대응할 수 있고 로우의 수가 공간 채널의 수에 대응할 수 있는 안테나 서브캐리어 할당 매트릭스를 도시한다. 몇몇 실시예에서, 매트릭스(400)의 위치에 할당된 코딩 심볼은 인터리버 매트릭스(200)(도 2)의 매트릭스 위치(203)(도 2)에 대응할 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 프리코더(306)(도 3)는 매트릭스(400)의 2 이상의 주파수 블록 내의 대각선 방향 매트릭스 위치로부터 함께 프리코딩하기 위해 코딩된 심볼의 그룹을 선택할 수도 있다. 코딩된 심볼은 매트릭스 위치(202)(도 2)와 연관될 수도 있다. 예를 들면, 프리코더(306)는 그룹(406, 408, 410) 각각의 심볼을 함께 프리코딩할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 그룹은 2 이상의 주파수 블록(예를 들면, 주파수 블록(402, 404)) 내의 대각선 방향 위치로부터 선택된 복수의 프리코딩되지 않은 QAM 심볼을 포함할 수도 있다.
프리코딩 이후에, 각각의 프리코딩된 심볼은 연관된 그룹의 매트릭스 위치(203)(도 2)로부터 심볼의 선형 조합(예를 들어, 프리코딩되지 않은 QAM 심볼)을 실질적으로 포함할 수도 있다. 예를 들면, 제 1 그룹(406)(즉, 그룹 1)은 4개의 심볼(401, 411, 413, 423)(예를 들어, 프리코딩되지 않은 QAM 심볼)을 포함할 수도 있다. 프리코딩 이후에, 초래되는 4개의 프리코딩된 심볼은 4개의 코딩된 심볼(401, 411, 413, 423)의 선형 조합입 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 제 2 그룹(408)(즉, 그룹 2)은 4개의 심볼(403, 407, 415, 419)(예를 들어, 프리코딩되지 않은 QAM 신호)을 포함할 수도 있다. 제 3 그룹(408)(즉, 그룹 3)은 4개의 심볼(405, 409, 417, 421)(예를 들어, 프리코딩되지 않은 QAM 심볼)을 포함할 수도 있다. 프리코더(306)(도 3)의 출력은 매트릭스(400)의 각 위치와 연관된 심볼을 프리코딩할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 프리코딩 그룹을 위해 선택된 프리코딩되지 않은 심볼은 매트릭스(400)의 2 이상의 주파수 블록 내의 대각선 방향 위치로부터 선택될 수도 있다. 이들 실시예에서, 대각선 방향 위치는 임의의 그룹이 순차 비트로부터 생성된 심볼을 포함하지 않도록 인코딩된 비트가 인터리빙을 위해 어떻게 대각선 방향으로 할당되는 지와는 상이할 수도 있다. 예를 들면, 심볼(401, 409)이 대각선 방향 매트릭스 위치에 있으며 순차 비트(예를 들어, 비트 b1 및 b2)로부터 생성된 심볼을 포함하기 때문에, 심볼(401) 및 심볼(409)은 상이한 프리코딩 그룹에 있도록 선택될 수도 있다. 이러한 예에서, 심볼(401)은 제 1 그룹(406)을 위해 선택되고 심볼(409)은 제 3 그룹(410)을 위해 선택되지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 프리코딩 그룹을 위해 선택된 심볼은 공간 주파수 인터리버(104)(도 1)에 의해 순차 비트의 인터리빙에 대해 역 대각선 방향(반대 대각선 방향)일 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 프리코더(306)(도 3)는 각각의 심볼 벡터를 복합 필드 매트릭스와 승산함으로써 심볼(예를 들면, 심볼 벡터) 그룹을 인코딩하여 프리코딩된 심볼 벡터를 생성할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 프리코더(306)(도 3)는 선 평방 프리코더일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 복합 필드 매트릭스는 실질적으로 로우와이즈(row-wise) 반데르몬데(Vandermonde) 구조를 갖는 평방 복합 필드 매트릭스일 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 공간 스트림을 송신하도록 사용된 공간 채널은 적어도 부분적으로 상관된(즉, 주파수가 직교하지 않는) 채널일 수도 있다. 이들 실시예에서, 각각의 공간 채널은 동일한 주파수 심볼 변조 서브캐리어를 채용할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 공간 채널 간의 비상관(즉, 부분적으로 직교하는)은 안테나 분리를 통해 달성될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 송신 안테나(112)는 이들 사이에 송신 주파수의 적어도 실질적으로 반 파장의 간격을 가질 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 안테나 간격은 각종 안테나가 상관되지 않은 채널 페이딩을 경험하도록 선택될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 트랜시버(100)에 의해 채용된 공간 주파수 인터리빙 및/또는 고 스루풋 공간 주파수 블록 코드는 보다 작은 안테나 간격 또는 분리에 대한 감도를 감소시킬 수 있으며, 안테나 페이딩 상관에 대한 강한 내성을 가질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 안테나 분리는 송신의 파장에 비해 작을 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 공간 채널 간의 비상관은 빔 형성을 통해 성취될 수 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 통신 채널은 복수의 심볼 변조 서브캐리어를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 심볼 변조 서브캐리어는 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어 사이의 실질적인 직교성을 성취하기 위해 다른 서브캐리어의 실질적으로 중심 주파수의 널(a null)을 가질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 통신 채널은 복수의 QFDM 서브캐리어를 포함하는 직교 주파수 분할 멀티플렉스(OFDM) 통신 채널일 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 송신 안테나(112)는 채널을 2 이상의 공간 채널로 분할하도록 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 송신 안테나(112)는 1개의 공간 송신 채널을 정의할 수도 있다. 다른 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)는 채널을 공간 채널로 분할하는 빔 형성 기법을 채용할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 공간 채널은 주파수 대역폭의 증가 없이 부가적인 데이터의 통신을 허용하는 다른 공간 채널과 동일한 서브캐리어 상에서 개별적이거나 혹은 독립적인 데이터 스트림을 통신하도록 사용될 수도 있다. 공간 채널의 이용은 채널의 멀티패스 특성의 장점을 취할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 통신 채널에 대한 주파수 스펙트럼은 5GHz 주파수 스펙트럼이나 또는 2.4GHZ 주파수 스펙트럼에서 서브캐리어를 포함할 수도 있다. 이들 실시예에서, 다른 주파수 스펙트럼이 또한 동등하게 적용 가능함에 따라, 5GHZ 주파수 스펙트럼은 대략 4.9 내지 5.9GHz 범위의 주파수를 포함할 수도 있으며, 2.4GHZ 주파수 스펙트럼은 대략 2.3 내지 2.5GHz 범위의 주파수를 포함할 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. UWB(ultra-wideband) 실시예에서, 멀티캐리어 통신 채널을 위한 주파수 스펙트럼은 보다 넓은 주파수 스펙트럼을 포함할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 멀티캐리어 수신기의 블록도이다. 멀티캐리어 수신기(500)는 무선 통신 장치의 일부분일 수 있으며, 멀티캐리어 통신 채널을 통해, OFDM 통신 신호와 같은 멀티캐리어 통신 신호를 수신할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 멀티캐리어 송신기(100)(도 1)와 같은 멀티캐리어 송신기를 더 포함할 수 있는 통신국의 일부분일 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 2 이상의 공간 채널 상에서 멀티캐리어 통신 채널을 통해 신호를 수신할 수도 있으며, 2 이상의 수신 안테나(512)를 이용할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 다른 멀티캐리어 송신기가 멀티캐리어 수신기(500)에 의해 수신을 위한 신호를 인코딩하는 데 또한 적합하다 하더라도, 멀티캐리어 수신기(500)는 송신기(100)(도 1)와 같은 멀티캐리어 송신기에 의해 공간 주파수 인터리빙 및/또는 고 스루풋 공간 주파수 블록 코딩을 이용하여 인코딩되었던 신호를 디코딩할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 공간 주파수 인터리빙 및/또는 고 스루풋 공간 주파수 블록 코딩의 이용은 콘볼루션 또는 에러 정정 디코딩에 대한 필요성을 감소시키는 데 도움을 줄 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 공간 주파수 인터리빙 및/또는 고 스루풋 공간 주파수 블록 코딩의 이용은 비터비 디코딩에 대한 필요성을 감소시키는 데 도움을 줄 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 보다 작은 비트 에러율 및 대역폭을 갖는 콘볼루션 코드를 이용하는 시스템에 비해 공간 주파수 인터리빙 및/또는 고 스루풋 공간 주파수 블록 코딩을 이용하여 증대된 스루풋 및/또는 증가된 범위가 성취될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 간섭을 성공적으로 캔슬(cancel)하는 반복적인 널 프로세스를 이용하여 고 스루풋 공간 주파수 블록 코드에 의해 인코딩된 멀티캐리어 통신 채널을 통해 수신된 신호를 디코딩할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 디코더(506)를 포함할 수도 있다. 디코더(506)는 스피어 디코더(sphere decoder) 및 널 캔슬러를 포함할 수도 있는 공간 주파수 블록 코드(SFBC) 디코더일 수도 있다. 널 캔슬러는 서브캐리어에 근거하여 반복적인 널 캔슬링 프로세스를 수행하여 다른 서브캐리어에 의해 야기된 간섭을 캔슬할 수도 있다. 스피어 디코더는 널 캔슬러에 의해 다른 층으로부터 간섭이 캔슬된 후에 층 내의 심볼을 디코딩할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 디코더(506)는 반복적인 널 캔슬링 프로세스가 수행된 후에 널 캔슬된 심볼 벡터를 디코딩할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 디코더(506)는 연관된 그룹의 심볼 층을 스피어 디코딩하는 평방 디코더를 포함할 수도 있고 복합 필드 매트릭스에 의해 스피어 디코더의 출력(즉, 하나의 디코딩된 층)을 승산할 수도 있다. 이러한 방식으로, 디코더(506)는 모든 층이 디코딩될 때까지 현재의 층의 기여가 캔슬되도록 널 캔슬 프로세스에 대한 프리코딩된 심볼 벡터를 재생성(예를 들어, 현재의 층을 재생성)할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각 서브캐리어에 대해 널링(nulling)이 한번 행해지면서 모든 층이 디코딩될 때까지 반복을 위한 캔슬링이 행해질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 스피어 디코더는 배타적인 ML(Maximum Likelihood)와 달리, 스피어 한계 내에서 ML 검출을 수행할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 디코더(506)는 멀티캐리어 통신 채널의 각 서브캐리어에 대해 디코딩된 심볼 벡터(505)를 생성할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 심볼 벡터(505)는 QAM 심볼 벡터일 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 널 캔슬 프로세스는 제 i 층이 제 i-1 층을 통해 제 1 층으로부터 간섭을 여전히 갖고, 특정의 서브캐리어 주파수에 대해 심볼 벡터 내에서 제 i+1 층으로부터 제 M 층까지의 간섭이 실질적으로 없도록 심볼을 널링하지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. M은 송신 안테나의 수일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 널 캔슬 프로세스는 널 캔슬 심볼 벡터에 근거하여 널링 이후에 심볼 벡터 내의 몇몇 소자를 또한 캔슬할 수도 있다. 이러한 프로세스는 모든 층이 디코딩될 때까지 연속적으로 수행될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 이것은 반복적인 프로세스일 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 공간 주파수 디인터리버(deinterleaver)(504)를 또한 포함할 수도 있다. 이들 실시예에서, 공간 주파수 디인터리버(504)는 각각의 공간 채널과 연관된 벡터(505)의 형태로 코딩된 심볼(QAM 심볼일 수도 있음)과 연관된 비트 그룹을 수신할 수도 있다. 각각의 코딩된 심볼과 연관된 비트는 디인터리빙을 위한 디인터리버 매트릭스의 매트릭스 위치에 할당될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 공간 채널에 대한 비트는 매트릭스의 칼럼을 통해 할당될 수도 있고, 매트릭스의 각 주파수 블록을 통해 대각선 방향 방식으로 매트릭스로부터 판독될 수도 있다. 예를 들면, 디인터리빙 매트릭스는 매트릭스(200)(도 2)와 유사할 수도 있으며, 제 1 비트(205)(도 2)는 먼저 각 주파수 블록의 대각선 방향 위치로부터 판독될 수도 있고(예를 들면, 비트 b1, b2, b3, b4...), 그 다음에 제 2 비트(207)(도 2)는 각 주파수 블록의 대각선 방향 위치로부터 판독될 수도 있다(예를 들면, 비트 b13, b14, b15, b16). 따라서, 공간 주파수 디인터리버(504)는 비트(103)(도 1)의 시퀀스에 대응할 수 있는 비트 시퀀스를 포함하는 인코딩된 비트 시퀀스(503)를 생성할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 인코딩된 비트 시퀀스(503)로부터 디코딩된 비트(501)의 시퀀스를 생성하는 디코더(502)를 또한 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 디코더(502)는 포워드 에러 정정(FEC) 디코더와 같은 에러 정정 디코더일 수도 있고, 다른 실시예에서, 인코더(502)는 콘볼루션 디코더일 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 각 수신 안테나와 연관된 수신 심볼 벡터를 생성하는 수신 안테나(512)를 통해 수신된 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어를 복조하는 FFT 회로(508)를 또한 포함할 수도 있다. (즉, 각 안테나(512)로부터) 수신된 심볼 벡터는 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어의 각각으로부터 심볼 콤포넌트를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 수신 안테나(512)의 수는 멀티캐리어 통신 신호를 송신하는 데 사용된 송신 안테나 또는 공간 채널의 수 이상일 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 디코딩된 심볼 벡터를 디매핑(demapping)하고 디인터리버(504)에 의해 디인터리빙을 위한 비트를 생성하는 디코더(506)의 일부로서 심볼 디매퍼를 또한 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 회로(도시하지 않음)는 송신기에 의해 부가된 사이클릭 프리픽스(CP)를 제거하는 FFT 회로(508) 이전에 신호 경로 내에 포함되어 심볼간 간섭을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 수신기(500)는 멀티캐리어 통신 채널을 통해 안테나(512)에 의해 수신된 RF 신호를 복조하는 RF 회로(510)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, RF 회로(510)는 시간 영역 심볼 변조 서브캐리어를 FFT 회로(508)에 제공할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)(도 1) 및/또는 멀티캐리어 수신기(500)는 PDA(personal digital assistant), 무선 통신 성능을 갖는 랩탑 또는 휴대형 컴퓨터, 웹 테이블릿, 무선 전화, 무선 핸드세트, 페이저, 인스턴트 메시징 장치, 디지털 카메라, 액세스 포인트 혹은 정보를 무선으로 수신 및/또는 송신할 수 있는 다른 장치의 일부분일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 송신기(100)(도 1) 및/또는 수신기(500)가 DVB-T(Digital Video Broadcasting Terrestrial) 브로드캐스팅 표준안, 및 고 성능 무선 근거리 통신망(HiperLAN) 표준안을 포함하는 다른 기법에 따른 송신 및/또는 수신 통신에 적합하다 하더라도, 멀티캐리어 송신기(100)(도 1)는, 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)에 대한 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(a) 및 802.11(b), 802.11(g/h) 및/또는 802.11(n)을 포함하는 IEEE 표준안 및/또는 무선 메트로폴리탄 영역 네트워크(wireless metropolitan area networks : WMAN)에 대한 802.16 표준안과 같은, 특정의 통신 표준안에 따라 무선 주파수(RF) 통신을 수신할 수도 있다.
본 발명의 몇몇 실시예가 802.11x 구현(예를 들어, 802.11a, 802.11g, 802.11 HT 등)의 예시적인 문맥으로 설명되어 있다 하더라도, 청구 범위는 이와 같이 한정되지 않는다. 본 발명의 몇몇 실시예는, WPAN(wireless personal area network), WLAN(wireless local area network), WMAN(wireless metropolitan area network), WWAN(wireless wide area network), 셀룰러 네트워크, 3G(a third generation) 네트워크, 4G(a fourth generation) 네트워크, UMTS(universal mobile telephone system) 등과 같은, 통신 시스템 내에서 제한 없이 이용될 수 있는 멀티캐리어 무선 통신 채널(예를 들어, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM), 이산 멀티톤 변조(discrete multi-tone modulation : DMT) 등)을 이용하는 임의의 무선 시스템의 일부일 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 각각의 송신 안테나(112)(도 1) 및 각각의 수신 안테나(512)는, 예를 들어, 다이폴 안테나, 모노폴 안테나, 루프 안테나, 마이크로스트립(microstrip) 안테나, 혹은 RF 신호의 수신 및/또는 송신에 적합한 다른 유형의 안테나를 포함하는, 방향성 또는 전방향성 안테나를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)(도 1) 및/또는 멀티캐리어 수신기(500)는 단일의 멀티캐리어 통신국의 일부분일 수도 있다. 멀티캐리어 송신기(100)(도 1) 및/또는 멀티캐리어 수신기(500)는 하나 이상의 무선 통신 장치의 일부분일 수도 있으나, 멀티캐리어 송신기(100)(도 1) 및/또는 멀티캐리어 수신기(500)는 범용 프로세싱 또는 컴퓨팅 시스템을 포함하는, 임의의 무선 혹은 유선 통신 장치의 일부분일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티캐리어 송신기(100)(도 1) 및/또는 멀티캐리어 수신기(500)는 배터리 전원 장치의 일부분일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 송신기(100) 및 수신기(500)가 단일의 통신국의 일부분인 경우, 송신 및 수신 안테나가 공유될 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다.
멀티캐리어 송신기(100)(도 1), 공간 주파수 블록 코더(300)(도 3) 및 멀티캐리어 수신기(500)는, 몇 개의 개별적인 기능 소자를 갖는 것으로 도시되었으나, 하나 이상의 기능 소자가 결합될 수도 있으며, 디지털 신호 처리기(DSP)를 포함하는 프로세싱 소자와 같은 소프트웨어 구성 소자 및/또는 다른 하드웨어 소자의 결합에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 소자는 하나 이상의 마이크로프로세서, DSP, ASIC(application specific integrated circuits), 및 적어도 본 명세서에서 기술된 기능을 수행하는 각종 하드웨어 및 논리 회로의 결합을 포함할 수도 있다.
특별히 언급하지 않는 한, 프로세싱, 연산, 계산, 판정, 디스플레이 등과 같은 용어는 프로세싱 시스템의 레지스터 내의 물리적인(예를 들어, 전자적인) 양으로서 나타낸 데이터를 수동 조작하고 프로세싱 시스템의 레지스터 또는 메모리, 혹은 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 장치 내의 물리적인 양으로서 마찬가지로 나타낸 다른 데이터로 변환할 수 있는 하나 이상의 프로세싱 혹은 컴퓨팅 시스템의 액션(action) 및/또는 프로세스를 지칭할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 스트림 송신 과정의 플로우차트이다. 공간 스트림 송신 과정(600)은 다른 멀티캐리어 송신기 구성이 과정(600)을 또한 수행한다 하더라도, 멀티캐리어 송신기(100)(도 1)와 같은 멀티캐리어 송신기에 의해 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(602)은 인코딩된 비트 시퀀스를 생성하는 비트 스트림을 인코딩한다. 오퍼레이션(602)은 에러 정정 코드를 이용할 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(602)은 인코더(102)(도 1)에 의해 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(604)은 인코딩된 비트 시퀀스의 2 이상의 비순차 비트를 인터리버 매트릭스의 매트릭스 위치에 할당함으로써 공간 주파수 인터리빙을 수행한다. 각각의 매트릭스 위치에 할당된 2 이상의 비트는 FEC 코딩된 QAM 심볼(예를 들면, 프리코딩되지 않은 심볼)과 같은 코딩된 심볼을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 인터리버 매트릭스는 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어의 수 및 송신에 사용된 송신 안테나의 수에 의해 정의될 수도 있지만, 본 발명의 영역은 이에 국한되지는 않는다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(604)은 공간 주파수 인터리버(104)(도 1)에 의해 수행될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(602)은 인터리버 매트릭스의 주파수 블록 내의 대각선 방향으로 인코딩된 비트 시퀀스의 순차 비트를 할당한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(604)은 인터리버 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내의 대각선 방향의 위치로부터 생성된 함께 프리코딩하기 위한 코딩된 심볼을 선택한다.
오퍼레이션(606)은 코딩된 심볼(FEC 코딩 QAM 심볼일 수도 있음)을 프리코딩함으로써 공간 주파수 블록 코딩을 수행한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(606)은 코딩된 심볼의 프리코딩 그룹을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 각각의 그룹은 안테나 서브캐리어 할당 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내의 대각선 방향의 위치로부터 선택된 복수의 코딩된 심볼을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 프리코딩된 심볼은 연관된 그룹의 코딩된 심볼의 실질적인 선형 결합을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(606)은 공간 주파수 블록 코더(106)(도 1)에 의해 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(608)은 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나 및/또는 송신 안테나 중 하나에 프리코딩된 심볼을 매핑한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(608)은 인터리버 매트릭스 내의 연관된 인코딩 심볼의 할당에 근거하여 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나에 프리코딩된 심볼을 매핑하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(608)은 공간 주파수 블록 코더(106)(도 1)에 의해 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(610)은 역 고속 푸리에 변환을 수행하여 공간 채널에 대응하는 복수의 송신 안테나 중 하나에 의해 및 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나에 대해 후속의 송신을 위해 프리코딩된 심볼을 변조한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(610)은 IFFT 회로(108)(도 1)에 의해 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(612)은 변조 프리코딩된 심볼로부터 무선 주파수 신호를 생성하는 것을 또한 포함할 수도 있다. 오퍼레이션(612)은 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어에 대해 변조 프리코딩된 심볼을 송신하는 것을 또한 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(612)은 RF 회로(110)(도 1)에 의해 수행될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 스트림 수신 과정의 플로우차트이다. 다른 수신기 구성이 과정(700)을 수행하도록 또한 이용될 수 있다 하더라도, 공간 스트림 수신 과정(700)은 멀티캐리어 수신기(500)(도 5)와 같은 멀티캐리어 수신에 의해 수행될 수도 있다. 과정(700)은 복수의 공간 채널을 포함하는 멀티캐리어 채널을 통해 송신된 멀티캐리어 신호를 분리하고 디코딩하는 데 사용될 수도 있다. 실시예에서, 공간 주파수 인터리빙 및/또는 공간 주파수 블록 코딩은 송신 이전에 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(702)은 멀티캐리어 수신기의 각 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 FFT를 수행한다. 오퍼레이션(702)에 의해 생성된 주파수 영역 신호는 멀티캐리어 신호를 송신하는 데 사용된 각 공간 채널 또는 송신 안테나로부터의 신호 성분 및 멀티캐리어 채널의 각 서브캐리어로부터의 신호 성분을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(702)은 FFT 회로(508)(도 5)에 의해 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(704)은 널 캔슬 프로세스 및 스피어 디코딩 프로세스를 수행하여 각 공간 채널 및 각 서브캐리어와 연관된 코딩 심볼(예를 들면, 코딩된 QAM 심볼)을 생성한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(704)은 수신된 멀티캐리어 신호로부터의 간섭을 서브캐리어에 근거하여 반복적으로 캔슬하고, 복수의 서브캐리어의 각각 및 복수의 공간 채널의 각각과 연관된 심볼 벡터를 생성하여 복수의 안테나 서브캐리어 송신 할당의 각각과 연관된 2 이상의 비트를 생성한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(704)은 디코더(506)(도 5)에 의해 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(706)은 오퍼레이션(704)에 의해 생성된 비트를 공간 주파수 디인터리브한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(706)은 디인터리버 매트릭스의 주파수 블록 상에서 대각선 방향 방식으로 안테나 서브캐리어 할당된 연관된 2 이상의 비트를 디인터리브할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(706)은 안테나 서브캐리어 할당과 연관된 2 이상의 비트의 비트를 디인터리브 매트릭스에 할당하고 디인터리버 매트릭스의 주파수 블록 내로부터 대각선 방향으로 비트를 판독하여 후속의 에러 정정 디코딩을 위해 인코딩된 비트 시퀀스를 생성한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(706)은 공간 주파수 디인터리버(504)(도 5)에 의해 수행될 수도 있다.
오퍼레이션(708)은 오퍼레이션(706)에 의해 생성된 인코딩된 비트 시퀀스를 디코딩하여 디코딩된 비트 시퀀스를 생성한다. 몇몇 실시예에서, 오퍼레이션(708)은 디코더(502)(도 5)에 의해 수행될 수도 있다.
과정(600)(도 6)의 개별적인 오퍼레이션이 별도의 오퍼레이션으로서 도시되고 기술되었으나, 하나 이상의 개별적인 오퍼레이션이 동시에 수행될 수도 있고, 도시된 순서로 오퍼레이션이 수행될 필요는 없다.
본 발명의 실시예는 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 중 하나 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수도 있다. 본 발명의 실시예는 본 명세서에 기술된 오퍼레이션을 수행하도록 적어도 하나의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 머신 판독 가능한 매체 상에 저장된 인스트럭션으로서 또한 구현될 수도 있다. 머신 판독 가능한 매체는 머신(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장하거나 송신하는 임의의 메커니즘을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 머신 판독 가능한 매체는 ROM, RAM, 자기 디스크 저장 매체, 광 저장 매체, 플래쉬 메모리 장치, 전파된 신호(예를 들어, 캐리어파, 적외선 신호, 디지털 신호 등)의 전기적, 광학적, 기계적이거나 혹은 다른 형태 등을 포함할 수도 있다.
개시 내용의 요지 및 본질을 확신하도록 하는 요약을 필요로 하는 37 C.F.R. 섹션 1.72(b)에 부합하여 요약이 제공된다. 청구 범위의 범위 혹은 의미를 한정하거나 혹은 해석하도록 사용되지는 않는다는 것이 이해될 것이다.
전술한 상세한 설명에서, 개시 내용을 요약하기 위해 단일의 실시예에서 각종 특성이 함께 배치되는 경우가 종종 있다. 본 개시 내용의 방법은 청구된 주제의 실시예가 각 청구 범위에 명시적으로 인용된 것 이상의 특성을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로서 해석되지는 않는다. 그 대신에, 후술하는 청구 범위는 개시된 단일의 실시예의 모든 특성보다 좁은 범위에 놓일 것이다. 따라서 후술하는 청구 범위는 상세한 설명 내에 내포되며, 각 청구 범위는 별도의 바람직한 실시예로서 그 자신의 청구하는 바를 나타낸다.

Claims (31)

  1. 인코딩된 비트 시퀀스의 2개 이상의 비순차 비트를 인터리버 매트릭스(interleaver matrix)의 매트릭스 위치에 할당하는 공간 주파수 인터리버-각 매트릭스 위치에 할당된 2개 이상의 비트는 코딩된 심볼을 포함함-와,
    상기 코딩된 심볼을 프리코딩(precoding)하고, 프리코딩된 심볼을 멀티캐리어(multicarrier) 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나에 매핑하는 공간 주파수 코더를 포함하며,
    상기 공간 주파수 인터리버는 상기 인터리버 매트릭스의 주파수 블록들 내에서 상기 인코딩된 비트 시퀀스의 순차 비트들을 대각선 방향으로 할당하는
    멀티캐리어 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 주파수 코더는 인터리버 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록으로부터 생성된 대각선 방향 위치로부터 함께 프리코딩하기 위한 코딩된 심볼을 선택하는 멀티캐리어 송신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공간 주파수 인터리버는 상기 코딩된 심볼의 그룹을 프리코딩하는 프리코더(precoder)를 포함하며, 각각의 그룹은 안테나 서브캐리어 할당 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내의 대각선 방향 위치로부터 선택된 복수의 코딩된 심볼을 포함하고,
    각각의 프리코딩된 심볼은 연관된 그룹의 코딩된 심볼들의 선형 조합을 포함하는 멀티캐리어 송신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프리코더는 각각의 심볼 벡터를 복합 필드 매트릭스와 승산함으로써 프리코딩된 심볼 벡터를 생성하기 위해 복수의 심볼 벡터를 인코딩하고, 각각의 심볼 벡터는 그룹 중 하나의 직교 진폭 변조 심볼을 포함하는 멀티캐리어 송신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터리버 매트릭스는 송신에 사용된 송신 안테나의 수 및 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어의 수에 의해 정의되는 멀티캐리어 송신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 주파수 코더는 상기 프리코딩된 심볼을 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나에 매핑하는 공간 주파수 심볼 매퍼(mapper)를 포함하는 멀티캐리어 송신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 주파수 코더는 상기 인터리버 매트릭스의 매트릭스 위치에 할당된 2개 이상의 비트를 매핑하여 코딩된 심볼을 생성하는 비트 매퍼(bit mapper)를 더 포함하는 멀티캐리어 송신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    코딩되지 않은 비트 시퀀스로부터 인코딩된 비트의 시퀀스를 생성하는 에러 정정 인코더를 더 포함하는 멀티캐리어 송신기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나에 대해 및 공간 채널 중 하나에 대응하는 복수의 송신 안테나 중 하나에 의해 후속의 무선 주파수 송신을 위해 프리코딩된 심볼을 변조하는 역 고속 푸리에 변환 회로를 더 포함하는 멀티캐리어 송신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어에 대해 변조 프리코딩된 직교 진폭 변조 심볼을 송신하도록 무선 주파수 신호를 생성하는 송신 안테나 중 하나와 연관된 무선 주파수 회로를 더 포함하는 멀티캐리어 송신기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티캐리어 통신 채널은 복수의 공간 채널을 포함하고, 각각의 공간 채널은 복수의 송신 안테나 중 하나와 연관되며,
    각각의 공간 채널은 다른 공간 채널과 동일한 주파수 서브캐리어를 사용하고,
    상기 송신 안테나는 그들 사이에 적어도 송신 주파수의 반 파장의 간격을 갖는 멀티캐리어 송신기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 멀티캐리어 통신 채널은 복수의 심볼 변조 서브캐리어를 포함하며,
    각각의 심볼 변조 서브캐리어는 상기 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어들 간의 직교성을 달성하도록 다른 서브캐리어의 중심 주파수에서 널(a null)을 갖는 멀티캐리어 송신기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 주파수 인터리버에 의해 공간 주파수 인터리빙을 수행하거나, 혹은 상기 공간 주파수 코더에 의해 공간 주파수 인코딩을 수행하는 것을 선택적으로 억제하는 회로를 더 포함하는 멀티캐리어 송신기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는 멀티캐리어 송신기 및 멀티캐리어 수신기를 포함하는 멀티캐리어 통신국의 일부분이고,
    상기 멀티캐리어 수신기는,
    수신된 멀티캐리어 신호로부터의 간섭을 서브캐리어 단위로 반복적으로 캔슬하고 각각의 서브캐리어 및 각각의 공간 채널과 연관된 심볼 벡터를 생성하는 널 캔슬러(null canceller)와, 주파수 블록 상에서 심볼의 그룹을 디코딩하는 공간 주파수 디코더를 포함하는 디코더와,
    디인터리버(deinterleaver) 매트릭스의 주파수 블록 상에서 대각선 방향의 방식으로, 상기 디코더에 의해 디인터리버 매트릭스 내의 위치에 할당되는 비트를 디인터리브하는 공간 주파수 디인터리버를 더 포함하는
    멀티캐리어 송신기.
  15. 인코딩된 비트 시퀀스의 2개 이상의 비순차 비트를 인터리버 매트릭스의 매트릭스 위치에 할당함으로써 공간 주파수 인터리빙을 수행하는 단계-각 매트릭스 위치에 할당된 2개 이상의 비트는 코딩된 심볼을 포함함-와,
    상기 코딩된 심볼을 프리코딩함으로써 공간 주파수 코딩을 수행하는 단계와,
    프리코딩된 심볼을 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나에 매핑하는 단계를 포함하며,
    상기 할당은 상기 인터리버 매트릭스의 주파수 블록들 내에서 상기 인코딩된 비트 시퀀스의 순차 비트들을 대각선 방향으로 할당하는 것을 포함하는
    송신 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 프리코딩은 상기 인터리버 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내로부터 생성된 대각선 방향의 위치로부터 함께 프리코딩하기 위한 코딩된 심볼을 선택하는 단계를 포함하는 송신 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프리코딩은 상기 코딩된 심볼의 그룹을 프리코딩하는 것을 포함하며, 각각의 그룹은 안테나 서브캐리어 할당 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내의 대각선 방향 위치로부터 선택된 복수의 코딩된 심볼을 포함하고,
    각각의 프리코딩된 심볼은 연관된 그룹의 코딩된 심볼들의 선형 조합을 포함하는 송신 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 인터리버 매트릭스는 송신을 위해 사용된 송신 안테나의 수 및 멀티캐리어 통신 채널의 서브캐리어의 수에 의해 정의되는 송신 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 공간 주파수 코딩을 수행하는 단계는 상기 인터리버 매트릭스 내의 연관 인코딩된 심볼의 할당에 근거하여, 상기 프리코딩된 심볼을 상기 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나에 매핑하는 단계를 포함하는 송신 방법.
  20. 수신된 멀티캐리어 신호로부터의 간섭을 서브캐리어 단위로 반복적으로 캔슬(cancel)하고 각각의 서브캐리어 및 각각의 공간 채널과 연관된 심볼 벡터를 생성하며, 심볼의 그룹을 더 디코딩하여, 안테나 서브캐리어 송신 할당과 연관된 2개 이상의 비트를 생성하는 디코더와,
    디인터리버 매트릭스의 주파수 블록 상에서 대각선 방향의 방식으로, 안테나 서브캐리어 할당과 연관된 2개 이상의 비트를 디인터리브하는 공간 주파수 디인터리버를 포함하는
    멀티캐리어 수신기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 디코더는 상기 멀티캐리어 신호의 서브캐리어로부터의 간섭을 캔슬하는 반복적인 널 캔슬 프로세스(an iterative null cancellation process)를 이용하고,
    상기 공간 주파수 디인터리버는 안테나 서브캐리어 할당과 연관된 2개 이상의 비트를 디인터리버 매트릭스에 할당하고, 상기 디인터리버 매트릭스의 주파수 블록 내로부터의 비트를 대각선 방향으로 판독하여 인코딩된 비트 시퀀스를 생성하는 멀티캐리어 수신기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    복수의 수신 안테나를 더 포함하고, 상기 수신 안테나의 수는 멀티캐리어 신호를 송신하는 데 사용된 공간 채널의 수 이상인 멀티캐리어 수신기.
  23. 멀티캐리어 신호를 수신하는 방법으로서,
    수신된 멀티캐리어 신호로부터의 간섭을 서브캐리어 단위로 반복적으로 캔슬하고 각각의 서브캐리어 및 각각의 공간 채널과 연관된 심볼 벡터를 생성하여, 복수의 안테나 서브캐리어 송신 할당의 각각과 연관된 2개 이상의 비트를 생성하는 단계와,
    디인터리버 매트릭스의 주파수 블록 상에서 대각선 방향의 방식으로, 안테나 서브캐리어 할당과 연관된 2개 이상의 비트를 디인터리빙하는 단계를 포함하는
    수신 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 디인터리빙 단계는 안테나 서브캐리어 할당과 연관된 2개 이상의 비트를 디인터리버 매트릭스에 할당하고, 상기 디인터리버 매트릭스의 주파수 블록 내로부터의 비트를 대각선 방향으로 판독하여 인코딩된 비트 시퀀스를 생성하는 수신 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    복수의 수신 안테나를 사용하여 멀티캐리어를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 수신 안테나의 수는 멀티캐리어 신호를 송신하는 데 사용된 공간 채널의 수 이상인 수신 방법.
  26. 2개 이상의 전방향성 안테나와,
    인코딩된 비트 시퀀스의 2개 이상의 비순차 비트를 인터리버 매트릭스의 매트릭스 위치에 할당하는 공간 주파수 인터리버-각 매트릭스 위치에 할당된 2개 이상의 비트는 코딩된 심볼을 포함함-와, 상기 코딩된 심볼을 프리코딩하고, 프리코딩된 심볼을 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 안테나에 의한 송신을 위한 복수의 공간 채널 중 하나에 매핑하는 공간 주파수 코더를 갖는 멀티캐리어 송신기를 포함하며,
    상기 공간 주파수 인터리버는 상기 인터리버 매트릭스의 주파수 블록들 내에서 상기 인코딩된 비트 시퀀스의 순차 비트들을 대각선 방향으로 할당하는
    시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 공간 주파수 코더는 상기 인터리버 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록으로부터 생성된 대각선 방향 위치로부터 함께 프리코딩하기 위한 코딩된 심볼을 선택하는 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 공간 주파수 인터리버는 상기 코딩된 심볼의 그룹을 프리코딩하는 프리코더를 포함하며, 각각의 그룹은 안테나 서브캐리어 할당 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내의 대각선 방향 위치로부터 선택된 복수의 코딩된 심볼을 포함하고, 각각의 프리코딩된 심볼은 연관된 그룹의 코딩된 심볼들의 선형 조합을 포함하는 시스템.
  29. 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 경우, 프로세서가 오퍼레이션을 수행하도록 하는 인스트럭션을 제공하는 머신 판독 가능한 매체로서,
    상기 오퍼레이션은
    인코딩된 비트 시퀀스의 2개 이상의 비순차 비트를 인터리버 매트릭스의 매트릭스 위치에 할당함으로써 공간 주파수 인터리빙을 수행하는 것-각 매트릭스 위치에 할당된 2개 이상의 비트는 코딩된 심볼을 포함함-과,
    상기 코딩된 심볼을 프리코딩함으로써 주파수 공간 코딩을 수행하는 것과,
    프리코딩된 심볼을 멀티캐리어 통신 채널의 복수의 서브캐리어 중 하나 및 복수의 공간 채널 중 하나에 매핑하는 것을 포함하며,
    상기 할당은 상기 인터리버 매트릭스의 주파수 블록들 내에서 상기 인코딩된 비트 시퀀스의 순차 비트들을 대각선 방향으로 할당하는
    머신 판독 가능한 매체.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 프리코딩은 상기 인터리버 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내로부터 생성된 대각선 방향의 위치로부터 함께 프리코딩하기 위한 코딩된 심볼을 선택하는 것을 포함하는 머신 판독 가능한 매체.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 프리코딩은, 상기 코딩된 심볼의 그룹을 프리코딩하는 것을 포함하며, 각각의 그룹은 안테나 서브캐리어 할당 매트릭스의 2 이상의 주파수 블록 내의 대각선 방향 위치로부터 선택된 복수의 코딩된 심볼을 포함하고,
    각각의 프리코딩된 심볼은 연관된 그룹의 코딩된 심볼들의 선형 조합을 포함하는 머신 판독 가능한 매체.
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