KR101098634B1

KR101098634B1 - 시간-주파수-경계 기초함수를 이용해서 디지탈정보를통신하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101098634B1
Application number: KR1020057011607A
Authority: KR
Inventors: 에릭 보아슨; 마르텐 보아슨; 마틴 스트랭
Original assignee: 밴드위스 테크놀로지 코포레이션 인코포레이티드
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2011-12-23
Also published as: US6898207B2; AU2003290454A8; KR20060093644A; DK1573994T3; CA2511014A1; AU2003290454A1; HK1076949A1; US20040047372A1; WO2004057821A2; EP1573994A2; WO2004057821A8; ATE364283T1; CN1830188B; CN1830188A; DE60314286D1; PT1573994E; WO2004057821A3; DE60314286T2; EP1573994B1; CA2511014C

Abstract

본 발명은, 전송매체를 통해 하나 이상의 광대역 통신채널을 효율적으로 운반하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 통신은 도입 디지탈 비트스트림을 다수의 TFB 패킷을 포함하는 TFB 정보 스트림으로 변환하는 것에 의해 영향을 받는다. 이러한 변환은 다수의 TFB 기초함수의 이용을 통해 달성된다. 이때, TFB 정보 스트림은 전송매체를 거쳐 전송된다. 특히, 하나 이상의 정보채널 상에서 운반되는 디지탈 비트 스트림은 바이너리 "온" 및 "오프" 비트의 형태이다. 이러한 디지탈 비트는 TFB 패킷을 함께 구비하는 다수의 TFB 파형성분으로 변환된다. 변환 프로세스는 각 도입 디지탈 비트를 TFB 함수의 그룹의 대응하는 하나에 맵핑시켜, N번째 TFB 함수까지, n비트의 제1그룹이 제1TFB 함수에 맵핑되고, 제2그룹이 제2TFB 함수에 맵핑되며, 그 결과 프로세스 사이클이 제1TFB 함수로 되돌아간다. 어떠한 경우에 있어서, 비트의 그룹의 값이나 상태가 대응하는 TFB 함수를 위한 대응하는 가중팩터에 의해 표현된다. 가중될 때, 각 TFB 함수는 대응하는 TFB 파형 성분의 전송을 특정한다. 각 파형 성분은 주파수 및 시간 도메인 양쪽의 값의 범위 내에서 실질적으로 정의된다.

Description

시간-주파수-경계 기초함수를 이용해서 디지탈정보를 통신하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR COMMUNICATING DIGITAL INFORMATION USING TIME-AND-FREQUENCY-BOUNDED BASE FUNCTIONS}

본 발명은 디지탈통신 기술에 관한 것으로, 특히 시간-주파수-경계 기초함수(Time-and-Frequency Bounded base functions)의 이용을 통해 전송매체의 유효 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

평이한 구형 전화서비스를 위한 "POTS"로 통상 언급되는 전통적인 전화 서비스는 꼬인 동선을 이용해서 원거리에 위치된 전화를 전화회사 중앙사무소에 연결한다. 전통적인 전화 서비스는 아날로그신호 전송을 이용해서 다른 전화 이용자와 음성 정보의 교환이 가능하도록 하고 있었다. 특히, POTS 전화세트는 자연적인 아날로그신호인 음향신호를 취해서, 동선쌍을 거쳐 전송하기 위해 전기적 등가인 볼륨(신호진폭)과 피치(주파수)로 변환시킨다.

기술이 발전됨에 따라, 2개의 원거리에 위치한 계산장치 사이에서 디지탈 데이터를 교환하기 위한 개발이 곧 필요로 된다. 전화 네트워크(로칼 루프)가 디지탈이 아닌 아날로그신호 전송에 대해 설치됨에도 불구하고, 아날로그신호로 디지탈 데이터를 인코딩하고, 동선쌍을 거쳐 아날로그신호를 송신하며, 원래의 디지탈신호 를 검색하도록 원거리 위치에서 아날로그신호를 디코딩함으로써, 한 위치로부터의 디지탈 데이터를 다른 위치로 보낼 수 있게 된다. 이러한 인코딩 및 디코딩단계는 전형적으로 컴퓨터 모뎀에 의해 수행된다.

전통적인 아날로그 음성전송은 오직 동선에 따른 가능한 밴드폭의 작은 부분만을 이용한다는 사실로 인해, 소위 음성 채널을 이용하는 컴퓨터 모뎀 통신에 따라 전송될 수 있는 데이터의 최대 양은 약 56Kbps이다. 데이터를 교환하기 위한 컴퓨터 모뎀의 능력은, 전화회사가 약 4kHz로 POTS 사이에서의 통신의 밴드폭을 제한한다는 사실에 구속된다.

DSL(Digital Subscriber Line)은 주파수에 대한 구속이 상당히 완화된 통신기술이다. 전형적으로, 대략 25∼1100kHz 범위의 주파수가 DSL 모뎀 사이에서 데이터를 전송하기 위해 이용된다. 이는 데이터 전송 및 음성 통신을 위해 동선의 동시 이용을 허용한다. 단지 음성 채널이 가능한 경우, 데이터 통신에 대해 유용한 더 큰 밴드폭은 이전에 가능했던 것 보다 더 큰 데이터율을 초래한다. 한편, 전통적인 모뎀은 로칼 루프의 양 말단, 예컨대 가입자 집에서 하나의 모뎀과 전화회사 중앙사무소에서 하나의 모뎀인 DSL모뎀이 필요로 된다.

현재, DSL은 원래의 전화선을 거쳐 집과 사무소를 링크하는 높은 밴드폭 통신을 제공하도록 이용된다. 그러나, 이론적으로 DSL 밴드폭이 종래의 56K 모뎀 기술에 비해 높음에도 불구하고, 하나 이상의 고려사항이 실질적으로 달성된 밴드폭을 더 낮은 수로 심각하게 제한한다. 예컨대, 집 또는 점포가 전화회사 중앙사무소와 매우 가깝게 위치한다면, 예컨대 반마일 이하의 거리라면, 고객은 이론적인 8.448Mbit/초의 6.1Mbit/초 까지의 율로 데이터를 수신할 수 있게 되어, 모션 비디오, 오디오, 3-D효과까지 연속적인 전송을 가능하게 한다. 미국의 더욱 전형적인 조건하에서, 개별 DSL접속은 1.544Mbps∼512Kbps의 다운스트림과 약 128Kbps 업스트림을 제공하게 된다.

중계기가 없는 DSL에 대한 최대 범위는 18,000피트(5.5Km)이다. 전화회사 중앙사무소를 향해 거리가 감소됨에 따라 달성될 수 있는 데이터율이 증가하게 된다. 다른 요소는 동선의 구경이다. 무거운 24구경 선은 26구경 선 보다 동일한 데이터율로 더 멀리 보낸다. 전화회사가 하나 이상의 광섬유 케이블을 매개로 중앙사무소 로칼 루프를 확장한다면, 5.5Km 범위를 넘어, DSL 서비스가 가능하고, 따라서 접속에 있어서 동선의 길이를 효율적으로 감소시킨다.

이러한 것들이 ITU(International Telecommunications Union)에 의해 표준화됨에도 불구하고, 다양한 형태의 DSL을 이용함으로써 다양한 변조기술이 이용된다. 다른 DSL 모뎀 메이커는 DMT(Discrete Multitone Technology) 또는 CAP(Carrierless Amplitude Phase Modulation) 중 어느 하나를 이용한다.

미국에 있어서, 다양한 전화회사가 현재 DSL 서비스를 제공하고 있다. 그러나, 불행하게도, 고객이 중앙사무소로부터 너무 멀리 위치하여, 광섬유 케이블을 거쳐 가입자 루프를 확장하는 설비 비용이 너무 고가로 됨으로 인해, 많은 고객이 이러한 제공의 이점을 취할 수 없게 된다. 이러한 문제는 특히, 집이 종종 땅의 큰 트랙 상에 위치하고, 가장 가까운 중앙사무소가 수마일 떨어져 있는, 도시 외곽 주변 및 시골 지방에서 우세하다.

DSL의 다른 단점은 종종 전화회사들에 의해 무엇이 약속되고 실제로 무엇이 달성되었는가의 사이에 큰 갭이 있다. DSL로 질을 높이기 위해 많은 고객은 높은 할증료를 지불하고 있지만, 기대 이하의 데이터 전송율과 일치되지 않는 성능에 실망만 할 뿐이다.

상기한 고려의 관점에서, 종래의 전화선을 거쳐 높은 밴드폭 정보를 전송하기 위한 개선된 기술이 필요로 된다.

통신되어질 데이터가 바이너리 디지트로 표현된다. 시스템의 송신기 및 수신기를 연결하는 전송매체는, 환경에 의해 방해를 받을 수 있는, 통신장치의 다른 쌍 사이에서의 신호를 포함하는, 신호를 전송할 수 있다(왜곡). 또한, 전송매체에 삽입된 신호의 전력에 대해 (관리)구속되어질 수 있다. 전송기는 신호를 발생시키고, 인코딩된 입력 시퀀스와 등가인 신호에 따라 전송선을 구동시킨다. 수신기는 신호를 수신해서, 해당 신호를, 에러가 발생되지 않으면 입력 시퀀스의 카피인 , 출력 시퀀스로 변환시킨다. 전송기 및 수신기장치는 조정을 고려하여 결합되고, 전송매체에서 야기되는 소정 형태의 왜곡을 보상하기 위해 함께 장치를 위한 수단을 제공한다. 또한 시스템은 수신기가 로칼 클럭을 발생시킬 수 있어, 출력 시퀀스로 전송된 신호의 수신 및 변환에 대해 적절함을 확실히 해야 한다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 소정의 유선 전송 매체, 무선 전송 링크, 위성 링크 및, 가능하게는 광섬유 통신 네트워크를 포함할 수 있는 통신링크의 유효 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 기술을 제공함에 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 통신 링크의 유효 용량이 증가되는 시스템 및 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명은, 현재의 시스템 및 방법 보다 통신링크 상의 간섭에 대해 더욱 강한 시스템 및 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

즉, 이러한 본 발명의 목적은 도입되는 비트 스트림을, 각각 다수의 TFB 파형 성분을 포함하는 하나 이상의 TFB(Time-and Frequency-Bounded) 패킷으로 변환함으로써 데이터 드로우풋이 향상된 시스템 및 방법의 형태로 얻어진다. 이러한 변환은 도입 비트를 TFB 함수의 세트로 맵핑함으로써 달성되어, 함수의 세트에서 각 TFB 함수는 대응 비트의 값 또는 상태에 대응하는 특성 가중요소를 인식한다. 다수의 가중 TFB 함수는 TFB 패킷을 발생시키도록 결합된다. 이러한 TFB 패킷은 통신 링크를 거쳐 전송되는 TFB 정보 스트림으로 결합된다,

TFB 함수는 다음의 특성을 나타내는 함수이다:

- 이러한 클래스의 각 함수 f는 스므스(smooth)하고,

- 이러한 클래스에서 각 함수 f에 대해, 그리고 소정의 다항식 p(t)에 대해, 소정의 ε>0가 주어지고, |t| > T에 대해 |f(t)p(t)|<ε인 T가 존재하며, 즉 이러한 클래스에서 각 함수는 함수의 곱의 진폭을 넘는 시간 도메인에서의 제한된 크기를 갖음과 더불어 소정의 다항식은 무시할 수 있거나 적어도 소정의 임계값 ε 보다 더 낮고,

- 함수 f의 퓨리에변환 F(ε)에 대해, 그리고 소정의 다항식 p(ε)에 대해, ε>0가 주어지고, |ε| > Ω에 대해 |F(ε)p(ε)|<ε인 Ω가 존재하며, 즉 이러한 클래스에서 각 함수는 함수의 곱의 진폭을 넘는 주파수 도메인에서의 제한된 크기를 갖음과 더불어 소정의 다항식은 무시할 수 있거나 적어도 소정의 임계값 ε 보다 더 낮다.

시간과 주파수 제한의 이러한 독특하고 지금까지 이용되지 않은 특성은, 단일 전송매체나 채널을 이용하는 통신링크의 전부 또는 일부를 제공하는데 요구되는 상황에서 특히 유용하다.

다수의 최적화된 TFB 파형이 주어지면, 그들이 점유하는 주파수 대역의 폭은 그들의 시간 변수를 스케일링함으로써 설정될 수 있다. 이러한 방법에서, 임의의 폭의 다수의 가변 주파수 대역이 채택될 수 있다. 따라서, 그들의 시간 변수를 스케일링함으로써 비교적 좁은 주파수 대역을 점유하기 위해 TFB 파형을 최적화하는 것은 가능한 대역폭의 더욱 효율적인 이용을 허용하고, RF 간섭원의 효과가 간섭원의 작은 주파수 대역으로 제한되며, 전체적으로 통신링크 상에서 작은 영향을 갖는다.

TFB 함수의 특정하고 적절한 서브-클래스는 직교 TFB 함수이다. 이러한 서브-클래스로부터 Hermite-Gauss 함수가 바람직한 실시예이다. 본질적으로, Hermite-Gauss 함수를 이용하는 시스템은 미국 특허 US3,384,715로부터 알려져 있음을 주지해야 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도입 비트는 바이너리 "온" 및 "오프" 비트의 형태로 하나 이상의 도입 채널 상에서 운반된 디지탈 비트 스트림(입력 시퀀스)을 구비한다. 기초함수로 불리워지는, 바람직하게 선형 독립 TFB 함수의 집합이 주어지면, 데이터의 표현으로부터 기초함수의 적어도 근사까지 비트를 맵핑함으로써 데이터가 인코딩된다. 입력 시퀀스는 블록에서 인코드된다. 나머지에 있어서, 이들은 TFB 블록으로 언급된다. TFB 블록은 N개의 다른 기초함수로부터 구축되고, N은 인코딩을 위해 이용된 함수의 수이다(여기서 사용된 바와 같이, N은 포지티브 정수이다). 실례로, 이러한 맵핑 프로세스는 N번째 TFB 함수가 도달될때까지 제1TFB 함수에 대한 제1도입비트와, 제2TFB 함수에 대한 제2도입비트를 맵핑함으로써 구현되고, 그 결과 프로세스 사이클이 제1TFB 함수로 되돌아간다. 하나의 TFB 함수에 대한 1비트의 맵핑은 설명만이고, 실제로 다중 비트가 단일 TFB 함수 상으로 맵핑될 수 있음을 주지해야 한다. 바람직하게는 비트의 도입 스트림은 인코딩 이전에 버퍼링된다.

다른 실시예에 있어서, 비트가 길이 M의 그룹으로 그룹지워지고, 여기서 M은 에러정정을 위해 필요로 되는 비트수에 종속되며; N-M비트가 이러한 에러정정을 위해 부가된다. 입력 시퀀스를 아직 인코드하지 않은 제1M비트와, N-M 에러정정 비트가 N개의 다른 기초함수 상으로 맵핑된다. M과 N은 가능하게 블록당 동적으로 정의될 수 있음을 주지해야 한다. 이러한 인코딩은 무한정 반복될 수 있다. 이 경우, 블록을 채우도록 입력 시퀀스에 불충분한 데이터가 있고, 바람직하게는 패딩비트가 발생된다.

실례로, i번째 비트 = 0 또는 제2의, 다른, 가중팩터, 예컨대 +1을 갖으면, 또는 i번째 비트 = 1이면, 맵핑은 TFB 함수의 선택된 세트로부터의 i번째 함수를 예컨대 -1의 제1가중팩터로 곱함으로써 달성되고, 그리고 소정 확률 P를 갖는 입력 시퀀스를 산출하는 디코더에서의 전송 후 재구축하는 방법으로, TFB 블록을 형성하도록 모든 N가중함수를 연속적으로 부가한다. 가중팩터가 -1 및 +1로 제한되지 않으므로, 적절한 응용이나 시스템 요구에 대해 자유롭게 선택될 수 있다. 각 가중된 TFB 함수는 전송되어질 TFB 파형의 성분을 구성한다. 각 가중된 TFB 함수는 주파수 성분의 대응하는 세트와, 시간의 대응 길이에 대한 마지막을 소유한다.

실례로, 소정의 TFB 함수는 실질적으로 시간의 동일 길이를 모두 특정화 하지만, 이는 요구사항이 아니다. 예컨대, 제1 소정의 TFB 함수는 제2 소정의 TFB 함수와는 다른 시간 구간을 갖는다는 것을 이용한다.

실례로, TFB 함수의 세트는 소정의 주파수 범위내에서 적절하게 선택될 수 있다. 이러한 상황에서, 함수의 "관심있는"(비-제로) 부분의 시간 구간이 함수로부터 함수까지 다르게 된다. 그러나, 함수의 관심있는 부분의 중앙은 TFB 함수의 세트에서 모든 함수에 대한 시간에서 동시에 일어나도록 만들어질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 예컨대 비트의 이러한 그룹의 전송을 위해 이용되어지는 채널의 중심주파수를 갖는 블록 파형을 변조하고, 변조된 함수에 대응하는 파형을 계속해서 발생시킴으로써, TFB 블록이 TFB 패킷으로 전송된다. 부가하거나, 변조 대신, 전송매체에 영향을 주기 위해, 전체적으로 또는 부분적으로, 프로세싱이 보상에 대해 부가되어질 수 있다. TFB 블록은 블록에 대해 부가적인 신호 프로세싱을 적용하지 않고서 TFB 패킷으로 또한 전송되어질 수 있다.

실례로, 결과 패킷이 물리적 전송매체를 거쳐 전송된다. 패킷이 바람직하게 친블록이 구축되어지는 순서로 전송된다. 실례로, 전송된 패킷은 잠정적으로 공간지워지게 된다. 패킷은 비연속 스트림으로 보내질 수 있다. 패킷 시퀀스에 대응하는 파형이 발생되어 물리적으로 전송매체 상에서 실현된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전송기에서 실현되고 전송매체를 거쳐 전파되는 동안 왜곡되는 파형이 수신기에 의해 전송매체로부터 검색된다. 실례로, 왜곡된 파형이, 예컨대 신호의 주파수 범위를 제한하기 위해 캐리어 주파수 및/또는 필터링을 갖는 파형 및/또는 복조에 대해 전송매체의 영향을 보상하기 위해 처리되고, 잡음 패킷의 연속을 초래한다. 전송매체에 의해 도입된 왜곡 보상은 기초함수에 통합될 수 있고; 이 경우 기초함수의 집합은 가능하게는 블록당 변할 수 있게 된다. 전송 동안 도입된 왜곡에 대한 보상은 전송기 및 수신기 양쪽에서의 처리에 포함될 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수신장치 및 방법은 도입 TFB 성분 정보 스트림을 수신, 검출, 디코딩하기 위해 개시된다. 인코딩과 디코딩은 에러정정을 위한 매카니즘을 포함할 수 있다. TFB 함수는 주파수 도메인 특성, 시간 도메인 특성, 또는 양쪽 모두를 기초로 하는 수신기에 의해 검출될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수신기는, 수신기를 전송기와 접속하는 전송매체 상에서 수신된 신호를 발생시키기 위한 전송기에 의해 이용된 비트 시퀀스로 변환한다. 이러한 프로세스는 바람직하게는 아날로그 신호를 비트의 샘플된 스트림으로의 변환을 포함한다. 실례로, 디지탈적으로 인코드된 신호가 복조된다. 샘플된 신호는 세트에서 각 함수에 대한 가중팩터를 결정하기 위해 TFB 함수의 세트와 매칭될 수 있다. 이는 비트 i가, 해당 팩터가, 예컨대 -1이면 0으로 세트되고, 팩터가, 예컨대 +1 이면 1로 세트되는 결과를 초래한다(다른 가중팩터와 프로토콜은 물론 가능하고 본 발명의 관점 내에 놓인다). 따라서, i번째 함수는 단일 패킷에 대해 발생된 시퀀스에서 i번째 비트 상으로 맵핑된다.

가중팩터를 결정하는 다른 실시예에서는 통신링크에서 발생된 잡음에 대한 정보를 제공하고, 이는 필요하다면, 예측해서 인코딩의 채택을 위한 전송기에 되돌려 보낸다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 디코딩 정보가 추출되고 잡음 패킷이 적어도 N TFB 함수의 근사를 이용해서 디코드된다. 실례로, 디코딩을 위해 이용된 함수는 인코딩을 위해 이용된 함수와는 달리 될 수 있다. 잡음 패킷이 N 가중으로 분해되고, 기초함수의 각각의 하나가 디코딩을 위해 이용된다. 결과적인 N 가중팩터는, 입력 시퀀스가 상기한 바와 같이 확률 P에 따라 재구축되는 방법으로, N비트 상으로 맵핑된다. 실례로, 추출된 비트는 인코딩을 위해 이용된 알고리즘과 매칭되는 에러정정 알고리즘에 따라 처리되어, 원래의 입력 비트 시퀀스가 초래된다. 결과 비트는 출력 시퀀스로서 가능하게 만들어진다. 바람직하게는 출력 비트 시퀀스는 버퍼에 위치하고 컴퓨터와 같은 외부 장비를 위해 유용하게 만들어진다.

실례로, 수신된 신호의 처리에 포함된 각 단계는 아날로그 및/또는 디지탈 형태로 수행될 수 있다. 디코딩을 위해 이용된 함수는 수신된 신호의 디코딩에서 적용되기 전에 디지탈화될 수 있다.

본 발명은 현존하는 전송매체 및/또는 위성전송 프로토콜에 대한 밴드폭 용량을 증가시키는데 이용할 수 있다. 본 발명은 다음과 같은 이점을 갖는다:

(a) 각각 소정의 밴드폭을 갖춘 다수의 캐리어 주파수 상으로 TFB 패킷의 스트림을 변조함으로써 만들어진 채널은, TFB 함수의 제한된 크기로 인해 서로 밀접하게 위치할 수 있게 된다.

(b) 이는 소정의 디지탈 전송 프로토콜에 적용할 수 있다.

(c) 이는 전자적으로 부호화된 디지탈 정보를 운반할 수 있는 소정의 매체에 적용할 수 있다.

(d) 이는 단일 라인 상에서 다수의 특유한 음성 및 데이터 채널을 운반할 수 있다.

(e) 이는 이는 밴드폭을 증가시키기 위한 압축에 의존하지 않는다.

(f) 이는 현존하는 기반 시설을 이용해서 밴드폭을 증가시키는 수단을 제공한다.

(g) 이는 스펙트럼을 거치는 개선된 제어가 TFB 함수의 제한된 크기에 기인하기 때문에, ADSL, SDSL, VDSL과 같은 각각 현재의 DSL 변형의 스펙트럼 특성을 갖춘 통신시스템을 구현하는데 이용할 수 있다.

TFB 인코딩 및 디코딩 기술의 다양한 실시예가 개시되었지만, 다양한 변형이 본 발명의 요점에서 벗어나는 것 없이 만들어질 수 있다.

따라서, 상기한 기술은 디지탈 정보의 통신 뿐만 아니라 하나 이상의 디지탈 정보가 아날로그 기술을 기초로 하는 저장매체에 저장되는 저장에 적용할 수 있다.

도 1a는 도입되는 바이너리 데이터를 통신링크를 거쳐 전송을 위한 TFB 패킷 스트림으로 변한하도록 설치된 본 발명에 따른 시스템의 전송기의 도식적 구현을 설명하는 블록도,

도 1b는 도 1a에 도시된 전송기의 인코더의 도식적 구현을 나타낸 블록도,

도 1c는 도 1a에 도시된 전송기의 파형발생기의 도식적 구현을 나타낸 블록도,

도 2a는 도입 TFB 패킷을 바이너리 데이터의 하나 이상의 스트림으로 디코드하도록 설치된 본 발명에 따른 시스템의 수신기의 도식덕 구현을 설명하는 블록도,

도 2b는 도 2a에 도시된 수신기의 앞단의 도식적 구현을 나타낸 블록도,

도 2c는 도 2a에 도시된 수신기의 디코더의 도식적 구현을 나타낸 블록도,

도 2d는 도 2a에 도시된 수신기의 비트스트림 발생기의 도식적 구현을 나타낸 블록도,

도 3a는 시간 도메인에서의 비-TFB 함수의 예,

도 3b는 주파수 도메인에서의 비-TFB 함수의 예,

도 4a는 시간 도메인에서의 TFB 함수의 예,

도 4b는 주파수 도메인에서의 TFB 함수의 예,

도 5a,b는 비교를 위해 도 4a 및 도 3a에 나타낸 펄스형상을 확대한 것이다.

본 발명의 시스템 및 방법은 특정 TFB 함수에 의해 각각 특정화된 다수의 TFB 파형 성분을 전송함으로써, 통신링크나 저장 매체의 유효 용량을 증가시킨다. TFB 함수의 조합은 TFB 패킷을 구축하는데 이용되고, 다수의 TFB 패킷이 TFB 스트림을 발생시키는데 이용된다.

통신링크의 유효 데이터 드로우풋을 증가시키는 본 발명의 제1실시예에 따르면, 도입 정보가 바이너리 부호화 정보("0" 및 "1)의 비트스트림으로서 수신되고, 비트스트림의 바이너리 "0"과 "1"인 등가 코딩으로 변환되며, 하기와 같이 소정의 TFB 함수의 세트로부터 선택된 TFB 함수에 적용되는 등가 가중팩터로 해석된다. TFB 함수에 대한 단일 비트의 맵핑은 단지 실례로서, 구속되는 것은 아니다. 이는 다수의 비트를 단일 TFB 함수 상으로 맵핑하는 것이 가능하다.

개념적으로, TFB 패킷은 TFB 함수의 세트로부터 구축된다. 이러한 함수는, 변형된 형태로 잠정적으로, 연속-시간 신호로서 비트의 시퀀스를 인코드하고, 이러한 신호를 그를 포현하는 비트의 시퀀스로 디코드하도록 이용된다. 인코딩은 TFB 함수의 선형 조합으로도 불리우는 가중 합을 계산함으로써 야기된다. 주어진 TFB 함수를 위한 가중은 해당 함수 상으로 맵핑된 비트 또는 비트의 그룹을 위한 가중팩터에 의해 주어진다.

근본적으로, TFB 함수는 주파수 및 시간 도메인의 양쪽에 실질적으로 가두어진 이점 특성을 갖는다. 언급된 TFB 함수의 서브-클래스는 직교 TFB 함수이다. 직교 TFB 파형 성분의 소정 세트에서의 각 TFB 파형 성분은 이러한 세트에서 모든 다른 TFB 파형 성분에 대해 유일하고 상호 직교한다. 직교 TFB 함수의 더욱 언급된 서브-클래스는 Hermite-Gaussian 함수이다. Hermite-Gaussian 함수는 주파수 도메인과 시간 도메인 양쪽에서 동일한 형상(모듈로 a 상수)을 갖는 함수이다. 본 발명은 Hermite-Gaussian 함수와 다른 TFB 함수 양쪽의 이용을 구비한다. TFB 함수의 예는,

sech(z) = 1/cosh(z) = 2/(e^z + e^-z)

이다.

상기한 바와 같이 가중 처리를 한 후 TFB 함수가 합해짐으로써, TFB 블록 및 TFB 블록의 스트림을 제공한다.

본 발명에 따른 방법 및 시스템은 정보의 스트림을 운반 또는 전송할 수 있는 소정의 전송매체와 함께 이용될 수 있다. 이러한 전송매체는 유선, 위성 전송, 무선통신, 대기를 거치는 무선주파수 전송, 통축 케이블을 통한 무선주파수 전송, 광섬유 등과, T-1, ATM, Frame Relay 등과 같은 프로토톨을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 개발된 시스템 및 방법은 데이터, 이미지, 비디오 또는 음성 응용과 같은 아날로그 기술을 이용해서 전송 또는 저장할 수 있는 소정의 디지탈 정보에 따라 기능하게 된다.

도 1a는 수신기로 전송매체를 거치는 전송을 위해 도입 바이너리 데이터를 TFB 스트림으로 변환하도록 설치된 본 발명에 따른 시스템의 전송기(100)의 도식적 구현을 설명하는 블록도이다. 도입 바이너리 데이터 비트 스트림(110)은 논리적 "1"과 "0"의 시퀀스를 포함한다. 이러한 도입 바이너리 데이터 비트 스트림(110)은, 예컨대 제한되는 것은 아니지만, PC, 서버, 또는 컴퓨터-독출가능 데이터 저장장치로 및/또는 전화나 다른 통신장치와 같은 계산장치로부터 시작될 수 있다. 도입 바이너리 데이터 비트 스트림(110)은 인코더(120)에 의해 TFB 블록(130)으로 변환되고, 이는 도 1b와 관련하여 이후 더욱 상세히 설명하기로 한다. TFB 블록(130)은 예컨대 변조기(140)에 의해 이러한 비트의 그룹이 전송을 위해 이용되어지는 채널의 중심주파수를 갖는 블록 파형을 변조함으로써 TFB 패킷(150)으로 변환된다. 부가하거나 변조 프로세싱의 대신이 전송매체의 영향에 대해 전제적으로나 부분적으로 보상하도록 부가될 수 있다. 다른 실시예에서, TFB 블록(130)은 또한 TFB 블록(130)에 대한 부가적인 신호처리를 인가하는 것 없이 TFB 패킷(150)으로 변활될 수 있다. 이어서, TFB 패킷(150)에 대응하는 파형(170)이 파형발생기(160)에 의해 발생되고, 전송매체 상에서 물리적으로 실현된다. 파형발생기(160)는 도 1c와 관련하여 이후에 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1b는 도 1a에 도시된 전송기(100)의 인코더(200)의 도식적 구현을 나타낸 블록도이다. 도입 바이너리 데이터 비트 스트림(110)은 인코드되기 전에 수신 매카니즘(121)에서 버퍼될 수 있다. 도입 비트는 길이 M의 그룹(122)으로 그룹지워진다. 에러정정 매카니즘(123)은 에러정정을 위해 N-M비트를 부가할 수 있고, 따라서 데이터의 M비트와 N-M 에러정정 비트를 포함하는 길이 N의 그룹(124)을 얻는다. 그룹 길이 N은 인코딩을 위해 이용된 다수의 TFB 함수에 대응함과 더불어 단일 TFB 함수 상으로 맵핑된 다수의 비트에 대해 대응한다. M과 N은 가능하게는 블록당 동적으로 결정될 수 있다. 에러정정 매카니즘은, 전송 및/또는 전송매체의 영향에 의존하는 에러정정 알고리즘을 최적화하도록, 전송의 품질에 대한 정보 및/또는 입력(129) 상의 전송매체를 수신하도록 배열될 수 있다. 이 경우, 블록 (130)을 채우도록 입력 시퀀스에 불충분한 데이터가 있고, 패딩비트가 그룹(122 또는 124)에 부가될 수 있다. 가중 매카니즘(125)에 있어서, 그룹(124)의 각 비트에 대해 가중팩터가 결정되고, 이는 비트("0" 또는 "1")의 값을 반영한다. 예로서, 가중팩터는 비트값이 0이면 -1이고 비트값이 1이면 +1이다. 가중 매카니즘은 전송 및/또는 전송매체의 조건이 주어진 가중 발생을 최적화하기 위해 압력(131) 상에서 전송 및/또는 전송매체의 품질에 대한 정보를 수신하도록 배열될 수 있다. 가중팩터는 상기한 예로 한정되는 것은 아니고 응용이나 시스템 요구에 맞추어 자유롭게 선택할 수 있다. 맵핑 매카니즘(127)은 비트의 그룹(124)의 N비트를 신호 발생 매카니즘(128)에 의해 발생된 N TFB 함수 상으로 맵핑한다. 신호 발생 매카니즘(128)은 전송 및/또는 전송매체의 조건이 주어진 TFB 함수를 최적화하기 위해 전송 및/또는 전송매체의 품질에 대한 정보를 수신하도록 배열된다. 바람직하게는, TFB 함수는 TFB 함수의 디지탈 표현이다. 그러나, 이는 또한 TFB 함수의 아날로그, 물리적 표현을 이용하는 것이 가능하다. 이러한 맵핑은 모든 N함수가 가중팩터와 곱해질때까지 TFB 함수의 선택된 세트로부터의 제1함수와 제1가중팩터를 곱하고, 제2함수와 제2가중팩터를 곱함으로써 달성된다. 바람직하게는, 제1함수는 그룹(124)의 제1비트에 대응하는 가중팩터에 의해 곱해지고, 제2함수가 그룹(124)의 제2함수에 대응하는 가중팩터와 곱해진다. 이어서, 맵핑 매카니즘(125)은 TFB 블록(130)을 형성하도록 모든 N 가중 함수를 더한다.

n비트가 각 TFB 함수 상으로 맵핑되어지면, 이용되어지는 N_T TFB 함수가 존 재하고, 비트는 N = n×N_T 비트의 그룹에서 그룹지워진다(도입 비트는 에러정정 비트를 더한다). 가중 매카니즘(125)에 있어서, 그룹(124)의 n비트의 각 세트에 대해 가중팩터가 결정되고, 이는 비트의 세트의 값을 반영하도록 된다. 맵핑 매카니즘(127)은 신호발생 매카니즘(128)에 의해 발생된 N_T TFB 함수 상으로 비트의 그룹(124)의 N비트를 맵핑한다. 이러한 맵핑은, 다시, 모든 N_T 함수가 가중팩터와 곱해질때까지 TFB 함수의 선택된 세트로부터의 제1함수와 제1가중팩터를 곱하고, 제2함수와 제2가중팩터를 곱함으로써 달성된다. 바람직하게는 제1함수는 그룹(124)의 n비트의 제1세트에 대응하는 가중팩터에 의해 곱해지고, 제2함수가 그룹(124)의 n비트의 제2세트에 대응하는 가중팩터와 곱해진다. 이어서, 맵핑 매카니즘(125)은 TFB 블록(130)을 형성하도록 모든 N_T 가중된 함수를 더한다.

도 1c는 도 1a에 도시된 전송기(100)의 파형발생기(160)의 도식적 구현을 나타낸 블록도이다. 샘플러(162)는 변조기(140)에 의해 발생된 바와 같은 패킷(150)의 파형의 디지탈 표현(164)을 결정하는데 이용된다. 디지탈-아날로그(D/A) 변환기(166)는 디지탈 파형(164)을 아날로그 파형으로 변환시킨다. 전송 매카니즘(168)은 마지막으로 아날로그 TFB 파형(170)을 전송매체 상에 놓아둔다.

도 1a,b,c에 의해 도시된 실시예에 있어서, 도입 바이너리 데이터 비트 스트림(110)은 디지탈적으로 N TFB 함수의 디지탈 표현으로 맵핑되고, 전송매체 상에 놓여진 아날로그 파형(170)으로 변환되기 전에 그(블록 130) 합은 디지탈적으로 결정되어 변조된다. 본 발명은 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 다른 실 시예로서는, 도입 바이너리 데이터 비트 스트림(110)이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 시스템 내의 다른 지점에서 아날로그 신호로 변환된다. 예로는 N 아날로그 TFB 함수와 가중팩터의 아날로그 등가를 곱하거나, 블록을 형성하도록 분리 파형을 부가하기 전에 N 디지탈적 가중함수를 아날로그 파형으로 변환시키는 것이다. 더욱이, 본 발명은 전자적으로, 펌웨어로, 소프트웨어로, 하드웨어로 또는 다양한 조합으로 실시될 수 있다.

도 2a는 도입 TFB 파형(210)을 하나 이상의 바이너리 데이터(280)의 스트림으로 디코드하도록 설치된 본 발명에 따른 시스템의 수신기(200)의 도식적 구현을 설명하기 위한 블록도이다. 수신기(200)의 앞단(220)은 전송매체로부터 파형(210)을 수신한다. 이후 도 2a에 대해 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 앞단(220)은 수신된 파형(210)을 샘플된 패킷(230)으로 변환시킨다. 도 2c와 관련하여 이후 설명하는 바와 같이 디코더(240)는 패킷(230)을 비트의 그룹(260)으로 분리한다. 마지막으로, 비트 그룹(260)은 도 2d와 관련하여 이후 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 비트스트림 발생기(270)에 의해 비트스트림(280)으로 저장된다.

도 2b는 도 2a에 도시된 수신기(200)의 앞단(220)의 도식적 구현을 나타낸 블록도이다. 앞단(220)은, 예컨대 유선인 전송매체로부터 아날로그 파형신호(210)를 수신한다. 도입신호는 신호조절 매카니즘(222)의 진폭 및/또는 신호 대 잡음비를 개선하도록 조절될 수 있다. 아날로그-디지탈(A/D) 변환기(224)는 수신된 아날로그 파형(210)에 대응하는 디지탈 샘플 패킷을 발생시킨다.

도 2c는 도 2a에 도시된 수신기(200)의 디코더(240)의 도식적 구현을 나타내 는 블록도이다. 전송기에서 실현되는 바와 같이, 파형(170)이 전송매체를 거쳐 전파되는 동안 왜곡될 수 있음에 따라, 왜곡된 파형(210)이 보상된 수신된 패킷(248)을 산출하는 보상기 매카니즘(246)에 의한 파형 상에서, 예컨대 잡음인 전송 및/또는 전송매체의 영향, 감쇄 및 위상 시프트를 보상하기 위해 처리될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 전송매체에 의해 도입된 왜곡에 대한 보상이 기초함수에 또한 통합될 수 있고; 이 경우 기초함수의 집합이 가능하게는 블록당 변할 수 있다. 조정 매카니즘(242)은 수신된 파형(210)과 알려진 보내진 파형을 비교함으로써 보상을 좌우하는 파라메터를 결정하는데 이용될 수 있다. 복조기(250)는 전송에 이용된 각 채널을 위한 캐리어 주파수를 갖는 (디지탈적으로 인코드된)패킷(248)을 복조해서, 샘플된 블록(252)을 초래한다. 매칭 매카니즘(254)에 있어서, 샘플된 블록(252)은 세트의 각 함수에 대한 가중팩터를 결정하기 위해 TFB 함수의 세트와 매칭된다. 실례로, 상기한 예로 주어진 가중팩터의 경우, 비트 i에서의 이러한 결과는 가중팩터가 -1이면 0으로 세트되고, 가중팩터가 +1이면 1로 설정된다. 가중팩터는 이러한 예로 한정되는 것은 아니고, 응용이나 시스템 요구에 맞게 자유롭게 선택될 수 있다. 실례로, 단일 블록(252)에 대해 발생된 시퀀스에서 i번째 함수는 i번째 비트 상으로 맵핑된다. 결과적인 N 가중팩터는 입력 블록(124)이 확률 P에 따라 재구축되는 방법으로 N비트의 그룹(260) 상으로 맵핑된다. 실례로, 매칭이 데이터를 디코드하는데 이용된 TFB 함수에 따라 수신된 패킷(248)의 내적의 근사를 계산함으로써 수행된다. 매칭 프로세스는 전송 및/또는 전송매체에서 발생된 잡음에 대한 정보를 제공하고, 이는 잡음평가 매카니즘(256)에 의해 평가되 어, 필요하다면 인코딩의 적용을 위한 전송기로 되돌려 보내진다(258). 전송기(100)에 있어서, 이러한 정보는, 예컨대 에러정정 알고리즘을 최적화하기 위해 에러정정 매카니즘의 입력(129) 및/또는 전송매체의 영향을 부여하는 TFB 함수에 인가된 가중을 최적화하는데 이용되어지는 가중 매카니즘의 입력(131)으로 향하게 된다. 또한 정보는 전송기 내에서 이용된 TFB 함수의 세트를 변형하는데 이용될 수 있다. 또한, 최적화를 위해, 예컨대 분리 측정으로부터 평가 매카니즘(256)에 의해 평가되지 않은 정보를 이용하는 것이 가능하다.

도 2d는 도 2a에 도시된 수신기(200)의 비트스트림 발생기(270)의 도식적 구현을 나타낸 블록도이다. 매칭 매카니즘(254)의 추출된 그룹(260)의 M 데이터는, 인코딩을 위해 이용된 알고리즘을 매칭하는 에러정정 매카니즘(272)에서 에러정정 알고리즘에 따라 처리되어, 원래의 비트 시퀀스가 초래된다. 연쇄적으로 된 후, M 디코드된 비트의 그룹(274)이 버퍼(276)에 위치하고, 결과 비트스트림(280)이 인터페이스 매카니즘(278)에 의해, 컴퓨터와 같은 외부 장비에 대해 유용하게 만들어진다.

도 2a,b,c,d에 의해 묘사된 실시예에 있어서, 도입 파형(210)은 신호 조절 후 및 보상 전에 디지탈화된다. 본 발명은 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예로서는, 도입 파형(210)이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 시스템 내의 다른 지점에서 디지탈 데이터로 변환된다. 예로는, 예컨대 아날로그 형태의 감쇄를 위해 신호 조절이나 보상을 디지탈적으로 인가하는 것이다. 더욱이, 본 발명은 전자적으로, 펌웨어로, 소프트웨어로, 하드웨어로 또는 다양한 조합으로 실시될 수 있다.

도 1a 및 도 2a의 하드웨어 실시예는 각 채널이 패킷의 스트림을 구성하는 곳에서 FDM(frequency division multiplexing)을 이용하는 다중 채널을 생성하도록 채용될 수 있다. 이러한 각 패킷은, 차례로 TFB 함수의 세트의 가중된 합으로부터 구축된다.

도 3b는 주파수 도메인에서의 비-TFB 함수의 예이다. 도 3b의 함수는 1Hz 크기의 주파수 도메인에서 직사각형 조각으로 정밀하게 제한되지만, 그 푸리에 변환, 사인함수는 시간 도메인에서 플러스 및 마이너스 무한대로 떨어지게 된다(도 3a). 마찬가지로, 시간 도메인에서 직사각형 슬라이스로 제한된 함수는 주파수 도메인에서 플러스 및 마이너스 무한대로 떨어지게 된다.

도 3a에 도시된 사인함수의 극적인 과도한 떨어짐을 감소시키기 위해, 직사각형 슬라이스의 진폭에서의 가파른 상승 및 하강(도 3b)은, 예컨대 상승-코사인 함수를 이용함으로써 진폭에서의 더욱 점진적인 상승 및 하강으로 변경시킬 수 있다. 그러나, 더욱 점진적 상승-코사인 함수 조차도 실질적으로 과도한 떨어짐을 야기한다. 이러한 과도한 떨어짐 문제에 대한 최상의 해법은 도 4a,b에 도시된 예인 TFB 함수를 이용하는 것이다.

도 4a는 시간 도메인에서의 TFB 함수의 예이고, 도 4b는 주파수 도메인에서의 대응하는 TFB 함수이다.

비교를 위해, 도 5a,b는 각각 TFB 및 사인함수의 시간 도메인 그래프의 확대도를 나타낸다. 수직축 영역은 국부 최대의 붕괴를 나타내기 위해 도 3a 및 도 4a에 대해 감소된 것을 주지해야 한다.

Claims

전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템으로서, 시간-주파수-경계 함수가 스므스 함수이고, 시간 도메인 및 주파수 도메인 양쪽에서 제한된 크기를 갖으며, 상기 시스템이,

하나 이상의 도입 디지탈 라인 상의, "0"과 "1"의 바이너리 비트 포맷인, 디지탈 정보의 도입 스트림을 수신하기 위한 디지탈 수신 매카니즘과;

디지탈 수신 매카니즘으로부터 수신된 디지탈 정보를 이용하는 각 가중팩터를 발생시키기 위한 가중 매카니즘;

다수의 시간-주파수-경계 함수를 발생시키도록 설치된 신호발생 매카니즘;

신호발생 매카니즘에 결합되고, 가중 매카니즘에 의해 발생되어 가중 매카니즘으로부터 수신된 가중팩터를 대응하는 발생된 시간-주파수-경계 함수에 인가하고, 이어서 시간-주파수-경계 정보 스트림을 갖는 대응하는 다수의 시간-주파수-경계 패킷을 발생시키도록 가중된 시간-주파수-경계 함수를 합하기 위한 매핑 매카니즘 및;

전송매체를 거쳐 다수의 시간-주파수-경계 패킷을 전송하기 위한 전송 매카니즘을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 수신 매카니즘이 도입 스트림을 버퍼링하기 위한 수단과, 그룹에서의 비트를 그룹화하기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제2항에 있어서, 시스템이 동적으로 그룹에서의 다수의 비트를 결정하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제2항에 있어서, 비트를 그룹화하기 위한 수단이, 그룹을 채우는데 있어 정보의 도입 스트림에 불충분한 데이터가 있는 경우, 하나 이상의 패딩비트를 부가하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제2항에 있어서, 에러정정 매카니즘이 에러정정 비트를 비트 그룹에 부가하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제5항에 있어서, 시스템이 동적으로 다수의 에러정정 비트를 정의하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 캐리어 주파수를 가진 가중된 시간-주파수-경계 함수의 합을 변조하는 변조기를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제5항에 있어서, 에러정정 매카니즘이, 전송매체의 영향에 의존하는 에러정정 알고리즘을 최적화하기 위해, 입력 상의 전송 및/또는 전송매체의 품질에 대한 정보를 수신하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 가중 매카니즘이, 전송매체의 조건을 주는, 가중 발생을 최적화하기 위해 입력 상의 전송 및/또는 전송매체의 품질에 대한 정보를 수신하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 전송 매카니즘이 패킷이 구축되는 순서로 시간-주파수-경계 패킷을 전송하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 전송 매카니즘이 잠정적으로 공간지워진 형태로 시간-주파수-경계 패킷을 전송하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 전송 매카니즘이 비-연속 스트림으로 시간-주파수-경계 패킷을 전송하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 신호발생 매카니즘이 시간-주파수-경계 함수의 다수의 디지탈 표현을 발생시키도록 설치된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 전송매체가 꼬인 유선 쌍과, 동축 케이블, 광케이블, 위성 링크 및, 무선 링크의 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 앞단을 가지며, 전송매체 상으로 전송된 시간-주파수-경계 패킷의 형태로 도입 정보 스트림을 수신하기 위한 수신기와, 디지탈 정보를 추출하기 위한 디코더 및, 하나 이상의 도출 바이너리 데이터 비트 스트림을 발생시키는 발생 매카니즘을 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 앞단이 도입 정보 스트림을 비트의 샘플된 스트림으로 변환하기 위한 디지탈-아날로그 변환기를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 디코더가, 전송 동안 신호의 왜곡에 대한 샘플된 도입 정보 스트림을 정정하고, 에러를 좌우하는 파라메터를 결정하기 위한 보상기를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제8항 또는 제17항에 있어서, 전송기의 에러정정 매카니즘이 수신기의 보상기로부터 파라메터를 수신하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제9항 또는 제17항에 있어서, 전송기의 가중 매카니즘이 수신기의 보상기로부터 파라메터를 수신하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 디코더가 시간-주파수-경계 패킷을 복조하기 위한 복조기를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 디코더가 다수의 시간-주파수-경계 함수를 발생시키도록 설치된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제21항에 있어서, 디코더가 세트의 각 함수에 대해 가중팩터를 결정하기 위해, 수신된 정보 스트림을 시간-주파수-경계 함수의 세트와 매칭시키기 위한 매칭 매카니즘을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제22항에 있어서, 매칭 매카니즘에서 이용된 시간-주파수-경계 함수가 맵핑 매카니즘에서 이용된 시간-주파수-경계 함수와 다른 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 디코더가 전송매체에 의해 발생된 노이즈 상의 정보를 평가하기 위한 평가 매카니즘을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제24항에 있어서, 수신기의 신호발생 매카니즘이, 발생된 시간-주파수-경계 함수를 적응시키도록 평가 매카니즘의 정보를 수신함과 더불어 이용하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제24항에 있어서, 전송기의 신호발생 매카니즘이, 발생된 시간-주파수-경계 함수를 적응시키도록 평가 매카니즘의 정보를 수신함과 더불어 이용하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 발생 매카니즘이 하나 이상의 도출 데이터 스트림에 대해 에러정정을 인가하기 위한 에러정정 매카니즘을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 발생 매카니즘이 디코드된 비트를 위한 버퍼를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 발생 매카니즘이 비트를 연쇄적으로 연결시키고, 그리고/또는 외부 장비에 대해 유용한 비트를 만들기 위한 매카니즘을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 디코더의 적어도 일부가, 일반 목적 컴퓨터, DSP(digital signal processor) 또는 FPGA와 같은, 프로그래머블 컴퓨팅 매카니즘에서 실행되는 소프트웨어에서 구현되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제15항에 있어서, 매칭 매카니즘이 하나 이상의 ASIC(application-specific integrated circuit chips)에서 구현되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시 간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항 또는 제15항에 있어서, 시간-주파수-경계 함수의 적어도 하나가 시간-주파수-경계 함수의 서브-클래스로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
제1항 또는 제15항에 있어서, 시간-주파수-경계 함수의 적어도 하나가 Hermite-Gauss 함수의 서브-클래스로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 증가시키기 위한 시스템.
하나 이상의 도입 디지탈 라인 상의, "0"과 "1"의 바이너리 비트 포맷인, 디지탈 정보의 도입 스트림을 수신하기 위한 디지탈 수신 매카니즘과;

디지탈 수신 매카니즘으로부터 수신된 디지탈 정보를 이용하는 각 가중팩터를 발생시키기 위한 가중 매카니즘;

다수의 시간-주파수-경계 함수를 발생시키도록 설치된 신호발생 매카니즘;

신호발생 매카니즘에 결합되고, 가중 매카니즘에 의해 발생되어 가중 매카니즘으로부터 수신된 가중팩터를 대응하는 발생된 시간-주파수-경계 함수에 인가하고, 이어서 시간-주파수-경계 정보 스트림을 갖는 대응하는 다수의 시간-주파수-경계 패킷을 발생시키도록 가중된 시간-주파수-경계 함수를 합하기 위한 매핑 매카니즘 및;

전송매체를 거쳐 다수의 시간-주파수-경계 패킷을 전송하기 위한 전송 매카니즘을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전송기.
전송 매체 상으로 전송된 시간-주파수-경계 패킷의 형태의 도입 정보 스트림을 수신하기 위한 수신기로서, 상기 수신기가,

앞단과;

시간-주파수-경계 패킷을 복조하기 위한 복조기와, 세트의 각 함수에 대한 가중팩터를 결정하고 가중팩터를 비트의 그룹 상으로 맵핑하기 위해 수신된 정보 스트림과 시간-주파수-경계 함수의 세트를 매칭시키기 위한 매칭 매카니즘을 갖추어 이루어진 디코더 및;

하나 이상의 유출되는 바이너리 데이터 비트스트림을 발생시키도록 상기 비트의 그룹을 처리하는 발생 매카니즘을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 수신기.
전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법으로서, 시간-주파수-경계 함수가 스므스 함수이고, 시간 도메인 및 주파수 도메인 양쪽에서 제한된 크기를 갖으며, 상기 방법이,

디지탈 수신 매카니즘에 의해 "0"과 "1"의 바이너리 비트 포맷으로 디지탈 정보의 도입 스트림을 수신하는 단계와;

가중 매카니즘에 의해 가중팩터의 시퀀스를 발생시키도록 디지탈 정보를 이용하는 단계;

신호 발생 매카니즘에 의해 다수의 시간-주파수-경계 함수를 발생시키는 단계;

매핑 매카니즘에 의해 가중팩터를 다수의 시간-주파수-경계 함수에 인가하고, 시간-주파수-경계 정보 스트림을 갖는 대응하는 다수의 시간-주파수-경계 패킷을 발생시키도록 가중된 시간-주파수-경계 함수를 합하는 단계 및;

전송 매카니즘에 의해 전송매체를 거쳐 다수의 시간-주파수-경계 패킷을 전송하는 단계를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 도입 스트림을 수신하는 단계가, 도입 스트림을 버퍼링하는 단계와, 그룹에서의 비트를 그룹화하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제37항에 있어서, 그룹에서의 다수의 비트가 동적으로 정의되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이 터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제37항에 있어서, 그룹을 채우는데 있어 입력 시퀀스에 불충분한 데이터가 있는 경우, 하나 이상의 패딩비트가 부가되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제37항에 있어서, 도입 스트림을 수신하는 단계가 에러정정 비트를 그룹에 부가함으로써 계속되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제40항에 있어서, 다수의 에러정정 비트가 동적으로 정의되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 가중된 시간-주파수-경계 함수를 합하는 단계가 캐리어 주파수를 가진 가중된 시간-주파수-경계 함수의 합을 변조함으로써 계속되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제40항에 있어서, 에러정정 비트를 부가하는 단계가 전송매체의 영향을 위해 최적화되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 가중팩터를 부가하는 단계가 전송매체의 영향을 위해 최적화되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 시간-주파수-경계 패킷이, 패킷이 구축되는 순서로 전송되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 시간-주파수-경계 패킷이 잠정적으로 공간지워지게 전송되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 시간-주파수-경계 패킷이 비-연속 스트림으로 전송되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 시간-주파수-경계 함수가 디지탈 도메인에서의 표현으로 발생되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 전송매체가 꼬인 유선 쌍과, 동축 케이블, 광케이블, 위성 링크 및, 무선 링크의 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항에 있어서, 전송매체 상으로 전송된 시간-주파수-경계 패킷의 형태로 도입 정보 스트림을 수신하는 단계와, 도입정보 스트림을 하나 이상의 시간-주파수-경계 함수로 디코딩하는 단계 및, 하나 이상의 도출 바이너리 데이터 비트 스트림을 발생시키는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 도입정보 스트림을 수신하는 단계가 도입정보 스트림을 비트의 샘플된 스트림으로 변환시키는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로 우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 도입정보 스트림을 수신하는 단계가 전송 동안 신호의 왜곡을 위한 도입정보 스트림을 정정하는 단계와, 에러를 좌우하는 파라메터를 결정하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제43항 또는 제52항에 있어서, 에러정정을 부가하는 단계가 도입정보 스트림을 정정하는 단계에서 결정된 정정을 좌우하는 파라메터의 이용을 만드는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제44항 또는 제52항에 있어서, 가중팩터를 발생시키는 단계가 도입정보 스트림을 정정하는 단계에서 결정된 정정을 좌우하는 파라메터의 이용을 만드는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 디코딩 단계가 시간-주파수-경계 패킷을 복조하는 단계를 구비하여 이루어진 도입정보 스트림을 정정하는 단계에서 결정된 정정을 좌우하는 파라메터의 이용을 만드는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 디코딩 단계가 다수의 시간-주파수-경계 함수를 발생시키는 단계를 구비하여 이루어진 도입정보 스트림을 정정하는 단계에서 결정된 정정을 좌우하는 파라메터의 이용을 만드는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제56항에 있어서, 디코딩 단계가, 세트에서의 각 함수에 대해 가중팩터를 결정하기 위해, 수신된 정보 스트림을 시간-주파수-경계 함수의 세트와 매칭시키는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제57항에 있어서, 매칭을 위해 이용된 시간-주파수-경계 함수가 맵핑을 위해 이용된 시간-주파수-경계 함수와 다른 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 디코딩 단계가 전송매체에 의해 발생된 잡음 상의 정보를 평가하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제59항에 있어서, 전송매체에 의해 발생된 잡음 상의 정보가 매칭단계에서 이용된 시간-주파수-경계 함수의 적응을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제59항에 있어서, 전송매체에 의해 발생된 잡음 상의 정보가 맵핑단계에서 이용된 시간-주파수-경계 함수의 적응을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 하나 이상의 도출 데이터 스트림을 발생시키는 단계가 에러정정을 적용하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 하나 이상의 도출 데이터 스트림을 발생시키는 단계가 디코드된 비트를 버퍼링하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 하나 이상의 도출 데이터 스트림을 발생시키는 단계가 비트를 연쇄적으로 연결하는 단계 및/또는 외부장비를 위해 유용한 비트를 만드는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 수신된 정보 스트림을 시간-주파수-경계 함수로 디코딩하는 단계가 일반 목적 컴퓨터, DSP(digital signal processor) 또는 FPGA와 같은, 프로그래머블 컴퓨팅 매카니즘에서 실행되는 소프트웨어에서 적어도 부분적으로 구현되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제50항에 있어서, 수신된 정보 스트림을 시간-주파수-경계 함수로 디코딩하는 단계가 하나 이상의 ASIC(application-specific integrated circuit chips)에서 적어도 부분적으로 구현되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항 또는 제50항에 있어서, 시간-주파수-경계 함수의 적어도 하나가 직교 시간-주파수-경계 함수의 서브-클래스로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.
제36항 또는 제50항에 있어서, 시간-주파수-경계 함수의 적어도 하나가 Hermite-Gauss 함수로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전송매체를 통해 시간-주파수-경계 함수 패킷을 전송함으로써 디지탈 데이터 드로우풋을 효율적으로 증가시키기 위한 방법.