KR102233039B1 - 코히런트 및 넌-코히런트 수신기들에 연속적인 전송을 위해 터너리 시퀀스들을 사용하는 방법 및 시스템 - Google Patents

코히런트 및 넌-코히런트 수신기들에 연속적인 전송을 위해 터너리 시퀀스들을 사용하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코히런트 및 넌-코히런트 수신기들에 데이터의 연속적인 전송을 위한 방법 및 시스템을 개시한다. 송신기에서 상기 방법은 미리 정해진 길이를 갖는 기본 터너리 시퀀스를 검색하는 단계, 전송될 데이터에 대응하는 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 획득하는 단계, 및 상기 획득된 적어도 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 상기 송신기에 의해 전송하는 단계를 포함한다. 수신기에서 상기 방법은 전송될 데이터에 대응하는 적어도 하나의 터너리 시퀀스들을 수신하는 단계, 상기 수신기가 코히런트 수신기인 경우 상기 수신기에 의해 상기 기본 터너리 시퀀스의 모든 순환 쉬프트들을 상관시킴으로써 상기 수신된 터너리 시퀀스들 각각을 변조하는 단계, 상기 수신기가 넌-코히런트 수신기인경우 상기 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 모든 순환 쉬프트들을 상관시킴으로써 상기 수신된 터너리 시퀀스들 각각을 변조하는 단계, 및 최고 상관에 대응하는 상기 순환 쉬프트에 기초하여 상기 전송될 데이터를 검출하는 단계를 포함한다.

Description

코히런트 및 넌-코히런트 수신기들에 연속적인 전송을 위해 터너리 시퀀스들을 사용하는 방법 및 시스템{A METHOD AND SYSTEM USING TERNARY SEQUENCES FOR SIMULTANEOUS TRANSMISSION TO COHERENT AND NON-COHERENT RECIEVERS}
아래 실시예들은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 코히런트 및 넌-코히런드 데이터 전송 방법 및 시스템에 관한 것이다.
저전력 무선 네트워크들(low power wireless networks), 예를 들어 PAN(personal access network), BAN(body area network) 등은 산업 자동화(industrial automation), 개인맞춤형 엔터테인먼트(personalized entertainment), 및 개인 건강(personal healthcare)에 대해 늘어나는 관심을 받고 있다. 일반적으로 이 네트워크들 내의 장치들은 크기가 작고, 그들의 배터리 수명을 절약하는 것이 요구된다. 그러므로, 상대적으로 낮은 심볼 레이트이지만 그들은 낮은 전력에서 동작하는 것이 요구된다. 심볼 레이트와 에너지 트레이드-오프인 효율적인 전송 및 수신 프로토콜들의 선택은 저전력 무선 네트워크들 설계에서 중요한 측면이 된다.
수신기에 사용되는 신호 처리 알고리즘들의 방식(form)은 에너지-효율적인(energy-efficient) 전송 프로토콜들의 설계에 매우 중요하다. 수신기들이 코히런트 및 넌-코히런트 수신기들로 광범위하게 구분되는 것으로 잘 알려져 있다. 코히런트 수신기는 심볼의 복조에서 위상 정보(phase information)를 이용하고, 반면에 넌-코히런트 수신기는 위상 정보 없이 주로 포락선 검출(envelope detection)에 기초한다. 일반적으로, 코히런트 수신기들은 전력 및 복잡성의 비용에서 넌-코히런트 수신기들보다 더 나은 성능을 얻는다. 위상 정보를 이용하는 능력 때문에, 코히런트 통신은 바이-폴라 변조 원소(bi-polar modulation alphabets)을 지원하고, 반면에 넌-코히런트 통신은 유니폴라 원소(unipolar alphabets)을 지원한다. 따라서, 일반적으로, 통신 네트워크는 독점적으로 코히런트 또는 넌-코히런트 수신기들을 지원하도록 설계된다. 그러나, 많은 저전력 제약들(constraints)을 수반하는 통신 네트워크들은 코히런트와 넌-코히런트 수신들을 지원하도록 요구될 수 있다. 이것은 시스템 처리와 전력 제약들 때문에 어떤 수신기들이 넌-코히런트 수신을 이용한다는 사실로부터 기인한다. 따라서, 이러한 네트워크에서, 전송 방식(transmission scheme)은 수신기의 두 유형에 적합하도록 설계될 필요가 있다. 뿐만 아니라, 많은 경우에, 실용성 때문에, 송신기는 타겟 수신기의 유형에 얽매이는 것으로 가정되기에, 설계 작업이 더 도전적이다.
본 발명의 목적은 저전력 장치들에서 데이터를 전송하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 코히런트 및 넌-코히런트 수신기들에 동시에(simultaneously) 데이터를 전송하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예는 데이터 전송 방법을 설명한다. 상기 방법은 미리 정해진 길이를 갖는 기본 터너리 시퀀스를 검색하는 단계, 상기 기본 터너리 시퀀스로부터 전송될 데이터에 대응하는 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 획득하는 단계, 및 상기 획득된 터너리 시퀀스들을 송신기에 의해서 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기본 터너리 시퀀스로부터 전송될 데이터에 대응하는 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 획득하는 단계는, 상기 전송될 데이터를 미리 정해진 길이를 갖는 하나 이상의 심볼들로 분할하는 단계, 및 상기 이진 형식인 하나 이상의 심볼들을 상기 기본 터너리 시퀀스의 하나 이상의 순환 쉬프트들로서 획득된 상기 하나 이상의 터너리 시퀀스들에 맵핑하는 단계를 포함하고, 상기 순환 쉬프트들의 수는 심볼들에서 상기 순환 쉬프트들로서 획득된 상기 터너리 시퀀스들로의 일대일 맵핑에 기초하여 결정된다.
본 발명의 일 측면은 미리 정해진 길이를 갖는 기본 터너리 시퀀스의 생성을 개시한다. 상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하는 방법은 미리 정해진 길이의 시드 시퀀스를 선택하는 단계- 상기 시드 시퀀스는 m-시퀀스 및 m-시퀀스의 보수 중에서 하나인-, 상기 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱인 경우, 상기 시드 시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 단계- 상기 시퀀스의 가중치는 시퀀스의 넌-제로 성분(element)의 수인-, 상기 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱과 다른 경우, 상기 시드 시퀀스로부터 거의 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 단계, 및 상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하기 위해 상기 완전 터너리 시퀀스 또는 상기 거의 완전 터너리 시퀀스의 미리 정해진 위치에서 미리 정해진 이진 값을 삽입하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면은 하나 이상의 송신기로부터 전송된 데이터를 수신하는 방법을 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 하나 이상의 송신기로부터 하나 이상의 터너리 시퀀스들로서 전송된 하나 이상의 데이터-심볼들을 수신기에 의해서 수신하는 단계, 상기 수신기가 코히런트 수신기인 경우 상기 수신된 신호와 상기 기본 터너리 시퀀스의 모든 순환 쉬프트들을 상관시킴으로써 상기 터너리 시퀀스를 복조하는 단계, 상기 수신기가 넌-코히런트 수신기인 경우 상기 수신된 신호와 상기 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 모든 순환 쉬프트들을 상관시킴으로써 상기 터너리 시퀀스들을 복조하는 단계, 및 최고 상관에 대응하는 상기 순환 쉬프트에 기초하여 상기 전송된 데이터-심볼들 각각을 검출하는 단계를 포함한다. 이와 관련하여, 상기 기본 터너리 시퀀스의 순환 쉬프트는 상기 기본 터너리 시퀀스를 왼쪽 또는 오른쪽으로 순환(cyclically) 쉬프팅하여 획득된 터너리 시퀀스이다. 예를 들어,
Figure 112015061589458-pct00001
가 길이 N의 기본 터너리 시퀀스인 경우,
Figure 112015061589458-pct00002
인 성분이 주어진다. 이어서, 상기 기본 터너리 시퀀스의 두 개의 순환 쉬프트는
Figure 112015061589458-pct00003
,
Figure 112015061589458-pct00004
또는
Figure 112015061589458-pct00005
이다. 모든 순환 쉬프트의 방향이 동일하게 유지되는 동안에, 상기 기본 터너리 시퀀스의 N 별개의 순환 쉬프트들과 상기 기본 터너리 시퀀스의 상기 순환 쉬프트들은 어느 방향으로 순환 쉬프팅하여 획득될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은송신기를 개신한다. 상기 송신기는 데이터 입력 모듈, 송신 모듈, 입력 데이터에 기초하여 하나 이상의 데이터-심볼들을 생성하기 적합하도록 상기 데이터 입력 모듈과 커플되는 심볼 생성 모듈, 상기 심볼 생성 모듈에 커플되는 터너리 시퀀스 생성 모듈, 기본 터너리 시퀀스 검색 모듈, 및 순환 쉬프트 생성 모듈을 포함한다. 상기 기본 터너리 시퀀스 검색 모듈은 상기 기본 터너리 시퀀스를 검색한다. 마찬가지로, 상기 순환 쉬프트 생성 모듈은 상기 생성된 데이터-심볼에 기초하여 상기 기본 터너리 시퀀스의 순환 쉬프트들을 생성하기에 적합하다.
또한, 본 발명은 기본 터너리 시퀀스 생성 모듈을 개시한다. 상기 기본 터너리 시퀀스 생성 모듈은 시드 시퀀스 선택 모듈, 완전 터너리 시퀀스 생성 모듈, 거의 완전 터너리 시퀀스 생성 모듈, 및 미리 정해진 값 삽입 모듈을 포함한다. 상기 시드 시퀀스 선택 모듈은 m-시퀀스 또는 m-시퀀스의 보수로 상기 시드 시퀀스를 선택하는데 적합하다. N이 상기 기본 터너리 시퀀스의 길이인 경우 상기 선택된 시드 시퀀스는 m-시퀀스인 경우, 상기 시드 시퀀스의 가중치는 N/2이다. 마찬가지로, 상기 선택된 시드 시퀀스가 m-시퀀스의 보수인 경우, 상기 시드 시퀀스의 가중치는 (N-2)/2와 동일하다.
뿐만 아니라, 본 발명은 수신기를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 수신기는 신호 수신 모듈, 터너리 시퀀스 입력 모듈 및 상기 신호 수신 모듈과 커플되는 복조 모듈, 및 심볼 검출 모듈을 포함한다. 상기 수신기가 코히런트 수신기인 경우, 상기 터너리 시퀀스 입력 모듈은 상기 기본 터너리 시퀀스의 모든 N 순환 쉬프트들을 검색한다. 상기 수신기가 넌-코히런트 수신기인 경우, 상기 터너리 시퀀스 입력 모듈은 상기 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 모든 N 순환 쉬프트들을 검색한다. 이와 관련하여, N은 상기 기본 터너리 시퀀스의 길이이고, 명세서의 여러 곳에서 언급될 것이다. 상기 신호 수신 모듈은 송신기로부터 전송된 신호를 수신하기에 적합하다.
상기 복조 모듈은 상기 터너리 시퀀스 입력 모듈로부터 상기 수신된 신호와 상기 시퀀스들을 상관시킴으로써 상기 수신된 신호를 복조한다.
상기 심볼 검출 모듈은 터너리 시퀀스 입력 모듈에서 상기 복조 모듈에 의해서 획득된 N 시퀀스들에 대응하는 모든 N 상관 값들 중에서 최고 상관 값에 대응하는 상기 기본 터너리 시퀀스의 상기 순환 쉬프트를 확인하여 상기 전송된 데이터-심볼들 각각을 검출하고, 이후에(subsequently) 상기 송신기에서 사용된 일대일 맵핑의 역을 이용하여 상기 확인된 순환 쉬프트를 상기 데이터-심볼들에 매핑하기에 적합하다.
전술한 측면들 및 본 발명의 다른 특징들은 첨부 도면들을 참조하여 상세한 설명(following description)에서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 통신 시스템에서 데이터 처리 동작을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 전송될 데이터에 대응하는 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 획득하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 터너리 시퀀스를 생성하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시드 시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 거의 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 터너리 시퀀스 생성 모듈의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들을 구현하기 위한 다양한 구성 요소들을 도시하는 예시적인 통신 장치의 블록도이다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명은 다양한 형태로 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 단지 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 본 발명을 설명하기 위해 제공된다. 첨부 도면에서, 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타내는데 사용된다.
명세서는 여러 위치에서 "상기(an)", "하나" 또는 "몇몇의" 실시예(들)을 언급할 수 있다. 이는 반드시 각각의 이러한 언급이 동일 실시예(들), 또는 기능이 단지 단일 실시예에만 적용된다는 것을 의미하지 않는다. 상이한 실시예들의 단일 특징들은 다른 실시예들을 제공하기 위해 결합될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, "및/또는"의 용어는 관련된 열거 아이템들의 하나 이상의 임의의 모든 조합과 배치를 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 통신 시스템의 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신 시스템은 송신기(101), 하나 이상의 수신기들을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 코히런트 수신기(coherent receiver; 102A, 102B, ..., 102N) 및 넌-코히런트 수신기(non-coherent receiver; 103A, 103B, ..., 103N) 중에서 하나이다. 송신기(101)와 수신기들은 무선 채널을 통해 접속된다.
송신기(101)로부터 전송된 데이터는 동시에 코히런트 수신기(102A, 102B, ..., 102N) 및 넌-코히런트 수신기(103A, 103B, ..., 103N)에 수신되고 처리된다. 송신기(101)는 데이터를 터너리 원소 {0, -1, +1}을 통해 전송한다. 코히런트 수신기(102A, 102B, ..., 102N)는 터너리 원소 {0, -1, +1}을 통해 수신된 신호를 복조하고, 반면에 넌-코히런트 수신기(103A, 103B, ..., 103N)는 이진 원소 {0, 1}을 통해 수신된 신호를 복조한다.
명세서 내 편의를 위해, 코히런트 수신기들 및 넌-코히런트 수신기들은 교환적으로 각각 참조 부호(102 및 103) 또는 코히런트 수신기들(102A, 102B, ..., 102N) 및 넌-코히런트 수신기들(103A, 103B, ..., 103N)로 표현된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 통신 시스템에서 데이터 처리 동작을 설명하는 블록도이다.
도2의 블록(201)에서, 디지털 형태(digital form)로 전송될 데이터가 도시된다. 송신기(101)에서, 데이터는 데이터-심볼들로 언급되는 길이 K의 수많은 데이터-블록들로 분할된다. 따라서, N=2^k 데이터 심볼들은 N 별개의 터너리 시퀀스들로 인코드된다. 이 인코딩은 N과 동일한 별개의 터너리 시퀀스들의 수를 요구한다. 예를 들어, 심볼 사이즈 k=3일 때, N=8 심볼들 각각이 고유하게 N=8 터너리 시퀀스들의 하나에 인코드된다.
송신기는 심볼 세트
Figure 112015061589458-pct00006
로부터 데이터-심볼들을 도출한다(draw). 여기서,
Figure 112015061589458-pct00007
이다.
이 데이터-심볼들은 코드 세트
Figure 112015061589458-pct00008
로부터 N 가능한 터너리 시퀀스들 중 하나에 맵핑된다. 상기 맵핑은 다음과 같이 표현된다.
Figure 112015061589458-pct00009
인터벌 세트
Figure 112015061589458-pct00010
를 가정한다. 참고로,
Figure 112015061589458-pct00011
이다. 대응하는 터너리 시퀀스들은 동시에 넌-코히런트 수신기(103A) 및 코히런트 수신기(102A)로 전송된다.
터너리 시퀀스가 송신기(101)에 의해서 전송될 때, 그대로 코히런트 수신기(102A)는 상기 터너리 시퀀스를 수신한다. 넌-코히런트 수신기(103A)는 송신기(101)로부터 전송된 상기 터너리 시퀀스의 절대값을 수신하고, 예를 들어 -1들(-1's)을 갖는 전송된 터너리 시퀀스는 +1들(+1's)로서 수신된다. 따라서, 동일한 터너리 시퀀스를 코히런트 수신기(102A) 및 넌-코히런트 수신기(103A)로 효율적으로 전송하기 위해서, 상기 터너리 시퀀스는 다음의 특징(또는 성질; properties)을 만족하는 터너리 코드 세트 C에 속해야 한다.
터너리 코드 세트 C에서 시퀀스들은 최대한 떨어져 있어야 한다.
터너리 코드 세트 C에서 대응하는 시퀀스들의 절대값으로서 획득된 시퀀스들로 구성되는 대응하는 이진 코드 세트 |C|에서 시퀀스들은 최대한 떨어져 있어야 한다.
터너리 코드 세트 C의 설계는 이진 원소 {0, 1} 및 터너리 원소 {0, -1, +1}을 통해 좋은 자기 상관(autocorrelation) 특성을 갖는 단일 시퀀스를 설계함으로써 달성된다.
본 명세서에서, 이 시퀀스는 "기본 터너리 시퀀스"로 언급된다.
터너리 코드 세트 C는 상기 기본 터너리 시퀀스의 모든 순호나 쉬프트들의 집합으로서 획득된다.
기본 터너리 시퀀스가
Figure 112015061589458-pct00012
로 표현된다고 하면, 코드 세트 C는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112015061589458-pct00013
여기서,
Figure 112015061589458-pct00014
은 "g" 성분에 의해서 상기 기본 터너리 시퀀스를 순환적으로(또는 주기적으로, cyclically) 쉬프트하는 "g에 의한 순환 쉬프트" 연산자이다. 순환 쉬프트는 임의의 방향으로 적용되며, 하나 이상의 순환 쉬프트가 고려될 때마다 모든 순환 쉬프트들은 같은 방향에 있음을 암시한다.
수학식 1에서 맵핑은
Figure 112015061589458-pct00015
로 다시 쓸 수 있다.
우리는 심볼 세트
Figure 112015061589458-pct00016
로부터
Figure 112015061589458-pct00017
로 수학식 3과 같이 일대일(one to one) 맵핑을 정의할 수 있다.
Figure 112015061589458-pct00018
여기서,
Figure 112015061589458-pct00019
는 심볼
Figure 112015061589458-pct00020
을 순환 쉬프트
Figure 112015061589458-pct00021
에 맵핑하는 어느 일대일 맵핑이다. 예를 들어,
Figure 112015061589458-pct00022
는 이진 심볼
Figure 112015061589458-pct00023
의 십진수(decimal equivalent)일 수 있다. 마찬가지로,
Figure 112015061589458-pct00024
는 심볼
Figure 112015061589458-pct00025
의 그레이 맵핑(Gray mapping) 또는 데이터-심볼
Figure 112015061589458-pct00026
을 순환 쉬프트
Figure 112015061589458-pct00027
에 맵핑하는 다른 일대일 맵핑의 십진수일 수 있다. 따라서, 각 데이터-심볼은 상기 기본 터너리 시퀀스의 고유한 순환 쉬프트에 맵핑된다.
역 맵핑 는 수학식 4와 같이 정의된다.
Figure 112015061589458-pct00028
다음의 모든 논의에서, 우리는 일대일 맵핑으로서 수학식 3에서의 맵핑을 지칭하고, 일대일 맵핑의 역으로서 수학식 4에 의해서 설명된 맵핑을 지칭한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타내는 흐름도이다. 단계(301)에서, 기본 터너리 시퀀스는 검색되고, 모든 송신기들 및 수신기들에 저장된다. 단계(302)에서, 전송될 데이터-심볼들에 대응하는 하나 이상의 터너리 시퀀스들은 상기 기본 터너리 시퀀스로부터 획득된다. 이 단계는 도 4에서 상세히 설명된다. 단계(303)에서, 상기 터너리 시퀀스는 수신기에 전송된다.
도 3의 단계(304)에서, 수신기가 코히런트 수신기(102A, 102B, ..., 102N)인 경우, 수신기는 상기 수신된 신호를 상기 기본 터너리 시퀀스의 모든 순환 쉬프트들과 상관한다(correlate). 마찬가지로, 넌-코히런트 수신기(103A, 103B, ..., 103N)는 상기 수신된 신호와 상기 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 모든 순환 쉬프트들을 상관시킴으로써 상기 수신된 신호를 복조한다.
단계(305)에서, 일대일 맵핑의 역을 이용하여 순환 쉬프트를 데이터-심볼에 맵핑 백(mapping back)함으로써, 전송된 데이터-심볼들 각각은 모든 N 순환 쉬프트들에 대응하는 모든 N 상관 값들 중에서 최고 상관 값에 대응하는 순환 쉬프트에 기초하여 검출된다.
일 실시예에서, 전송 및 수신은 다음과 같이 설명될 수 있다.
심볼
Figure 112015061589458-pct00029
(동등하게,
Figure 112015061589458-pct00030
)에 대응하는 전송된 신호는 수학식 5와 같이 표현된다.
Figure 112015061589458-pct00031
여기서, p(t)는 펄스 정형 파형(또는 펄스 성형 파형, pulse shaping waveform)이고,
Figure 112015061589458-pct00032
는 터너리 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00033
의 성분들(elements)을 지칭한다. 칩 지속 시간(chip duration)은
Figure 112015061589458-pct00034
로 표현된다. AWGN(Additive white Gaussian noise) 및 다른 채널 손상(channel impairment)에 의해서 손상된(또는 변질된) 상기 터너리 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00035
(동등하게, 심볼
Figure 112015061589458-pct00036
)에 대응하는 전송된 신호는 수신기에 수신된다.
예를 들어,
Figure 112015061589458-pct00037
와
Figure 112015061589458-pct00038
각각을 코히런트 수신기(102)와 넌-코히런트(103) 각각에서 전송된 신호
Figure 112015061589458-pct00039
에 대응하는 수신된 신호의 동등한 베이스 밴드(baseband)로 하자. 참고로,
Figure 112015061589458-pct00040
일 수 있다. 명확성을 위해, 다음의 논의에서, 신호
Figure 112015061589458-pct00041
와
Figure 112015061589458-pct00042
는 전송된 터너리 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00043
에 대응하는 "수신된 터너리 시퀀스(received ternary sequence)"로서 지칭된다. 수신기가 코히런트 수신기인 경우,
Figure 112015061589458-pct00044
을 상기 기본 터너리 시퀀스의 모든 순환 쉬프트들과 상관시킴으로써 상기 수신된 터너리 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00045
는 복조된다. 마찬가지로,
Figure 112015061589458-pct00046
을 상기 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 모든 순환 쉬프트들과 상관시킴으로써 상기 수신된 터너리 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00047
는 복조된다.
코히런트 수신기에 대해, 우리는 모든
Figure 112015061589458-pct00048
Figure 112015061589458-pct00049
에 대해서 상관 출력(correlation output)을 수학식 6과 같이 얻는다.
Figure 112015061589458-pct00050
마찬가지로, 넌-코히런트 수신기에 대해, 우리는 수학식 7과 수학식 8을 얻는다.
Figure 112015061589458-pct00051
Figure 112015061589458-pct00052
데이터-심볼은 N 순환 쉬프트들에 대응하는 모든 N 상관 값들 중에서 최고 상관 값(maximum correlation value)에 대응하는 단일 순환 쉬프트에 기초하여 검출된다. 우리가 순환 쉬프트
Figure 112015061589458-pct00053
에 대응하는 최고 상관 값을
Figure 112015061589458-pct00054
로 얻은 경우, 데이터 심볼은 수학식 9와 같이 검출된다.
Figure 112015061589458-pct00055
도 4는 기본 터너리 시퀀스로부터 전송될 데이터에 대응하는 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 획득하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 단계(401)에서, 송신기는 전송될 데이터를 미리 정해진(pre-defined) 길이를 갖는 하나 이상의 데이터-심볼들로 분할한다. 단계(402)에서, 데이터 심볼들의 세트 S로부터 각 심볼은 기본 터너리 시퀀스의 순환 쉬프트로서 획득된 코드 세트 C로부터 N 가능한 터너리 시퀀스들 중 하나에 맵핑된다. 맵핑 및 역 맵핑의 프로세스는 수학식 3 및 수학식 4에 자세히 설명된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 터너리 시퀀스를 생성하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 단계(501)에서, 미리 정해진 길이의 시드 시퀀스는 선택된다. 상기 시드 시퀀스는 m-시퀀스 또는 m-시퀀스의 보수(complement)일 수 있다. 시드 시퀀스의 길이는 N-1이고, 이때 N=2n은 기본 터너리 시퀀스의 원하는 길이(desired length)이다. 상기 시드 시퀀스가 m-시퀀스인 경우 시퀀스의 가중치가 N/2이고, 상기 시드 시퀀스가 m-시퀀스의 보수인 경우 시퀀스의 가중치는 (N-2)/2이다.
단계(502)에서, 선택된 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱(perfect sqare)인지 여부가 결정된다. 본 발명에서, 시퀀스의 가중치는 시퀀스에서 넌-제로(non-zero) 성분들(elements)의 수이다. 단계(503)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라, 선택된 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱인 경우, 완전 터너리 시퀀스(perfect ternary sequence)는 시드 시퀀스로부터 생성된다. 시드 시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 방법은 도 6에서 상세히 설명된다. 단계(504)에 도시된 바와 같이, 선택된 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱이 아닌 경우, 거의 완전 터너리 시퀀스는 상기 시드 시퀀스로부터 생성된다. 단계(504)에 따라 시드 시퀀스로부터 거의 완전 터너리 시퀀스의 생성 방법은 도 7에서 상세히 설명된다.
단계(505)에서, 미리 정해진 값은 기본 터너리 시퀀스를 생성하기 위해 완전 터너리 시퀀스 또는 거의 완전 터너리 시퀀스의 미리 정해진 위치에 삽입된다. 미리 정해진 값은 완전 터너리 시퀀스 생성을 위해 선택된 시드 시퀀스에 기초하여 결정된다. 미리 정해진 값의 삽입을 위한 위치는 초래된 기본 터너리 시퀀스의 MSAC와 기본 터너리 시퀀스의 절대 값이 적어도 모든 가능한 위치들을 가로지르는 위치이다. 두 가지 시나리오가 있으며, 완전 터너리 시퀀스의 생성을 위해 사용된 선택된 시드 시퀀스가 m-시퀀스인 경우, 값 "0"이 완전 터너리 시퀀스 또는 거의 완전 터너리 시퀀스에 삽입되는 하나가 있다. 다른 시나리오에서, 선택된 시드 시퀀스가 m-시퀀스의 보수인 경우, 거의 완전 터너리 시퀀스에 삽입되는 미리 정해진 값은 값 "1"이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시드 시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 단계(601)에서, m-시퀀스의 하나의 선호하는 쌍(preferred pair)은 시드 시퀀스를 이용하여 획득된다. 선호하는 쌍의 제1 m-시퀀스는 시드 시퀀스 그 자체이다. 선호하는 쌍의 제2 m-시퀀스는 시드 시퀀스의 미리 정해진 데시메이션으로서 획득된 m-시퀀스이다. 주어진 m-시퀀스로부터 다른 m-시퀀스를 획득하는 미리 정해진 데시메이션은 공지기술이다. 이러한 맥락에서, 기간(period)
Figure 112015061589458-pct00056
의 m-시퀀스의 선호하는 쌍은 세트
Figure 112015061589458-pct00057
로부터 값들을 추정하는 상호 상관 시퀀스(cross correlation sequence)
Figure 112015061589458-pct00058
를 갖는 m-시퀀스의 쌍
Figure 112015061589458-pct00059
,
Figure 112015061589458-pct00060
이고, 이때
Figure 112015061589458-pct00061
이다. 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00062
의
Figure 112015061589458-pct00063
성분은 수학식 10과 같이 주어진다.
Figure 112015061589458-pct00064
단계(602)에서, 선호하는 쌍의 상관 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00065
는 수학식 10을 이용하여 획득된다.
단계(603)에서, 오프셋 상관 시퀀스(offset correlation sequence)
Figure 112015061589458-pct00066
는 대응하는 상관 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00067
로부터 획득된다. 오프셋 상관 시퀀스는 상관 시퀀스의 각 성분에 값 "1"을 더함으로써 획득된다. That is,
Figure 112015061589458-pct00068
Figure 112015061589458-pct00069
. 즉,
Figure 112015061589458-pct00070
이다.
Figure 112015061589458-pct00071
의 성분들은 값들
Figure 112015061589458-pct00072
을 취한다(assume).
단계(604)에서, 완전 터너리 시퀀스는 오프셋 상관 시퀀스에 기초하여 생성된다. 완전 터너리 시퀀스를 생성하기 위해, 오프셋 상관 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00073
는 성분
Figure 112015061589458-pct00074
을 갖는 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00075
를 야기하는
Figure 112015061589458-pct00076
에 의해서 분할된다.
단계(602, 603 및 604)에서 설명한 방법은 길이 7의 완전 터너리 시퀀스를 획득하기 위한 다음의 예와 함께 도시된다.
이는 기간 7의 m-시퀀스와 함께 다음의 예에서 설명된다. 시드 시퀀스로서 m- 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00077
가 선택되고, m-시퀀스
Figure 112015061589458-pct00078
와 함께 m-시퀀스
Figure 112015061589458-pct00079
는 선호하는 쌍을 구성한다고 하자.
Figure 112015061589458-pct00080
이고,
Figure 112015061589458-pct00081
로 하자.
그런 다음, 우리는
Figure 112015061589458-pct00082
,
Figure 112015061589458-pct00083
으로 주어지는 상호 상관
Figure 112015061589458-pct00084
을 얻는다.
그리고, 그 결과 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00085
는
Figure 112015061589458-pct00086
로 획득된다.
시퀀스
Figure 112015061589458-pct00087
는
Figure 112015061589458-pct00088
을 갖는 완전 터너리 시퀀스이다. 또한, 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00089
는 시드 m-시퀀스
Figure 112015061589458-pct00090
의 절대값의 순환 쉬프트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 거의 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱과 상이한 경우, 거의 완전 터너리 시퀀스는 시드 시퀀스로부터 생성된다. 단계(701)에서, 하나 이상의 후보 시퀀스들(candidate sequences)은 미리 정해진 비율에 대해 시드 시퀀스에서 1?s에 대응하는 하나 이상의 위치들의 값을 인버팅함으로써 획득된다. 이러한 맥락에서, 인버팅은 "1"에서 "-1"로 변화한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 후보 시퀀스들은 시퀀스에서 1's 의 모든 가능한 조합들을 인버팅함으로써 획득되고, 그 결과 획득된 시퀀스들에서 -1's에서 1's로의 수의 비율은 미리 정해진 비율 범위이다. 상기 미리 정해진 비율 범위은 1/3와 2/3 사이의 모든 비율을 나타낸다.
단계(702)에서, 후보 시퀀스들에서 적어도 하나의 시퀀스는 평균 제곱된 자기 상관 계수(mean squared autocorrelation coefficient(MSAC))의 최소 값에 기초하여 거의 완전 터너리 시퀀스로서 선택된다. MSAC는 N-1 이상(out-of-phase) 평균된 자기 상관 계수의 평균으로서 계산된다. 따라서, 거의 완전 터너리 시퀀스는 이런 비율 위에 컴퓨터 검색(computer search)을 수행함으로써 획득된다. MSAC의 최소값을 갖는 시퀀스는 선택된다.
길이 P의 시퀀스의 평균 제곱된 자기 상관(mean squared autocorrelation)은 수학식 11과 같이 정의된다.
Figure 112015061589458-pct00091
여기서, P=N-1은 시드 시퀀스의 길이이고,
Figure 112015061589458-pct00092
은 지연 시간(delay)
Figure 112015061589458-pct00093
에서 시퀀스의 주기적 자기 상관(periodic autocorrelation)이며 수학식 12와 같이 주어진다.
Figure 112015061589458-pct00094
시드 시퀀스가 m-시퀀스일 때, 길이 8, 16, 및 32에 대한 기본 터너리 시퀀스들은 표 1에 표시된다.
Figure 112015061589458-pct00095
시드 시퀀스가 m-시퀀스의 보수일 때, 길이 8, 16, 및 32에 대한 기본 터너리 시퀀스들은 표 2에 표시된다. 유사한 MSAC를 갖는 복수의(multiple) 기본 터너리 시퀀스들은 획득되고, 모두는 표 1과 표 2에 주어진다.
Figure 112015061589458-pct00096
표 2의 시퀀스들은 연속적인 넌-제로 성분들의 수가 적으며, 수신기 설계에 바람직할 수 있다. 표 2에 리스트된 모든 시퀀스들로부터, 제로 및 넌-제로 성분들의 고른 분포를 갖는 시퀀스들은 표 3에 도시된 기본 터너리 시퀀스들의 통합된 리스트(consolidated list)를 획득하기 위해 선택된다.
Figure 112015061589458-pct00097
본 발명의 일 실시예에서, 길이 8, 16 및 32의 기본 터너리 시퀀스들의 순환 쉬프트들이 표 3에 나타난다. 이들은 전송 전에 사이즈 k= 3, k=4, 및 k=5의 데이터-심볼들을 인코딩하기 위해 사용된다. 표 3에서 이 기본 터너리 시퀀스들 각각은 3/8-OOK, 4/16-OOK, 및 5/32-OOK 각각으로 나타난다. 여기서, "OOK"은 ON-OFF 키잉(keying)을 의미한다. 표 4는 각각의 명칭을 갖는 표 3에서 기본 터너리 시퀀스들을 나타낸다.
Figure 112015061589458-pct00098
본 발명의 실시예들에 따라, 표 4에 언급된 시퀀스 3/8-OOK, 4/16-OOK 및 5-32-OOK의 명칭은 각각 3/8 Ternary OOK (3/8-TOOK), 4/16 Ternary OOK(4/16-TOOK), 및 5/32 Ternary OOK(5/32-TOOK)와 3/8 Ternary ASK(3/8-TASK), 4/16 Ternary ASK(4/16-TASK) 및 5/32 Ternary ASK(5/32-TASK)와 같은 다른 명칭 시리즈로 제공될 수 있다. 여기서, "ASK"는 진폭 편이 변조(Amplitude shift keying)를 의미한다.
표 5는 k= 3에 대한 데이터-심볼들을 길이 8의 기본 터너리 시퀀스들의 순환 쉬프트들에 맵핑하는 예를 보여준다. 이때, 기본 터너리 시퀀스의 각 순환 쉬프트는 데이터-심볼들의 대응하는 이진 표현의 십진수로서 획득된다. 전술한 바와 같이, 도 2에서 언급된 수학식 3에 의해서 설명된 다른 일대일 맵핑은 데이터-심볼들을 기본 터너리 시퀀스의 다른 순환 쉬프트들에 맵핑하기 위해 사용될 수 있다.
Figure 112015061589458-pct00099
임의 지연
Figure 112015061589458-pct00100
에서 기본 터너리 시퀀스의 자기 상관 함수(autocorrelation function)는 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015061589458-pct00101
위 식에서, 기본 터너리 시퀀스가 완전 터너리 시퀀스로부터 획득될 때, '
Figure 112015061589458-pct00102
'가 이진 값인 경우, '
Figure 112015061589458-pct00103
'는 0과 동일하다.
마찬가지로, 기본 터너리 시퀀스가 거의 완전 터너리 시퀀스로부터 획득될 때, '
Figure 112015061589458-pct00104
'는 1과 동일하다.
성분 '
Figure 112015061589458-pct00105
'와 '
Figure 112015061589458-pct00106
'는 임의의 지연
Figure 112015061589458-pct00107
에서 성분 '
Figure 112015061589458-pct00108
'에 맞추어 조정하는 성분을 나타낸다. 용어
Figure 112015061589458-pct00109
는 수학식 14와 같이 정의된 비주기적 자기 상관 계수(aperiodic autocorrelation coefficient)이다.
Figure 112015061589458-pct00110
여기서,
Figure 112015061589458-pct00111
는 비주기적 자기 상관 계수가 계산되고 있는 시퀀스이다.
완전 터너리 시퀀스
Figure 112015061589458-pct00112
의 생성의 예는 아래 예와 함께 설명된다.
아래와 같이, 시퀀스를 초래하기 위해 '
Figure 112015061589458-pct00113
'가 세 번째 비트(third bit) 전에 삽입되는 것을 고려한다.
Figure 112015061589458-pct00114
임의의 쉬프트
Figure 112015061589458-pct00115
에 대해, 성분들의 상대적인 위치와 쉬프트된 복제는 다음과 같다.
Figure 112015061589458-pct00116
Figure 112015061589458-pct00117
지연
Figure 112015061589458-pct00118
에서 자기 상관은 아래와 같다.
Figure 112015061589458-pct00119
위의 계산에서,
Figure 112015061589458-pct00120
이 발생한다.
기본 터너리 시퀀스가 완전 터너리 시퀀스로부터 획득될 때, 우리는
Figure 112015061589458-pct00121
을 갖는다. 따라서,
Figure 112015061589458-pct00122
는 수학식 15와 같이 수정된다.
Figure 112015061589458-pct00123
Figure 112015061589458-pct00124
의 최대 값(maximum value)을 제한하기 위해, 시드 시퀀스의 적당한(또는 적절한, appropriate) 페이즈(phase)를 선택하여
Figure 112015061589458-pct00125
의 값을 최소화하기에 충분하다. 그러나, 시드 시퀀스의 페이즈에 대한 알려진 결과는 이진 및 터너리 원소 모두에 걸쳐 비주기적 자기 상관을 최소화하기 위한 문헌에 공지되지 않았다. 그러나, 이진 원소만 고려되는 경우, 시드 시퀀스의 자기 상관 특성은 이진 시퀀스들의 비주기적 자기 상관 특성에 의해서 결정된다. 이 사실은 확장된 m-시퀀스들(extended m-sequences)과 같이 알려진 시퀀스들(known sequences)의 확장(extension)에 의해 획득된 이진 시퀀스들의 자기 상관을 계산하기 위해 사용된다.
결과로 초래된 기본 터너리 시퀀스 및 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 MSAC의 최소 값에 대응하는 위치에서
Figure 112015061589458-pct00126
의 삽입은 수학식 15가 지연
Figure 112015061589458-pct00127
의 상이한 값들에 대해 가장 작다는 것을 보장한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 송신기는 데이터 입력 모듈(data input module; 801), 심볼 생성 모듈(symbol generating module; 802), 터너리 시퀀스 생성 모듈(ternary sequence generating module; 803), 기본 터너리 시퀀스 검색 모듈(base ternary sequence retrieving module; 804), 순환 쉬프트 생성 모듈(cyclic shift generation module; 805), 및 송신 모듈(transmitting module; 806)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 전송될 데이터는 데이터 입력 모듈(801)로 공급된다. 데이터 입력 모듈(801)은 심볼 생성 모듈(802)에 동작 가능하게 커플된다. 이진 형식(binary format)의 데이터는 데이터-심볼들을 생성하기 위해 미리 정해진 길이로 분할된다. 심볼 생성 모듈(802)은 상술한 동작을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 기본 터너리 시퀀스는 송신기(101)에 저장된다. 기본 터너리 시퀀스 검색 모듈(804)은 기본 터너리 시퀀스를 검색하고, 그것을 터너리 시퀀스 생성 모듈(803)로 공급한다. 터너리 시퀀스 생성 모듈(803)은 기본 터너리 시퀀스 검색 모듈(804)와 심볼 생성 모듈(802)에 커플된다. 터너리 시퀀스 생성 모듈(803)은 각 심볼을 도 2의 설명의 수학식 3에 설명된 일대일 맵핑에 기초하여 기본 터너리 시퀀스의 순환 쉬프트들로서 획득된 대응하는 터너리 시퀀스들에 맵핑하여 기본 터너리 시퀀스로부터 하나 이상의 터너리 시퀀스를 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송신 모듈(806)은 생성된 터너리 시퀀스들을 코히런트 수신기(102A)와 넌-코히런트 수신기(103A)로 전송한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 터너리 시퀀스 생성 모듈의 블록도이다. 기본 터너리 시퀀스의 생성은 시드 시퀀스의 선택, 거의 완전 터너리 시퀀스, 완전 터너리 시퀀스의 생성 등을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기본 터너리 시퀀스 생성 모듈(900)은 시드 시퀀스 선택 모듈(seed sequence selection module; 901), 완전 터너리 시퀀스 생성 모듈(perfect ternary sequence generation module; 902), 거의 완전 터너리 시퀀스 생성 모듈(near perfect ternary sequence generating module; 903), 및 미리 정해진 값 삽입 모듈(pre-defined value insertion module; 904)을 포함한다.
시드 시퀀스 선택 모듈(901)은 기본 터너리 시퀀스의 생성을 위한 시드 시퀀스를 선택한다. 시드 시퀀스는 m-시퀀스 또는 m-시퀀스의 보수(complement)일 수 있다. 선택된 시드 시퀀스는 길이 N-1의 이다. 여기서, N은 생성될 기본 터너리 시퀀스의 원하는 길이(desired length)이다.
시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱인 경우, 시드 시퀀스는 완전 터너리 시퀀스 생성 모듈(902)로 공급된다. 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱이 아닌 경우, 선택된 시드 시퀀스는 거의 완전 터너리 시퀀스 생성 모듈(903)로 공급된다.
완전 터너리 시퀀스 생성 모듈(902)를 이용한 완전 터너리 시퀀스의 생성은 시드 시퀀스를 이용한 m-시퀀스의 선호하는 쌍 획득을 포함한다. 또한, 완전 터너리 시퀀스 생성 모듈(902)은 선호하는 쌍의 상관 시퀀스(correlation sequence)를 획득한다. 상관 시퀀스는 선호하는 쌍의 두 시퀀스 사이에 상호 상관 함수(cross correlation function)로서 획득된다. 그 다음에, 오프셋 상관 시퀀스는 대응하는 상관 시퀀스로부터 획득되고, 완전 터너리 시퀀스는 오프셋 상관 시퀀스에 기초하여 생성된다.
시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱과 다를 때, 거의 완전 터너리 시퀀스 생성 모듈(903)에 의한 거의 완전 터너리 시퀀스의 생성은 포함한다. 거의 완전 터너리 시퀀스의 생성은 시드 시퀀스에서 1's의 모든 가능한 조합을 인버팅하여 하나 이상의 후보 시퀀스들 획득을 포함한다. 획득된 시퀀스들에서 -1's to +1's의 수의 비율은 미리 정해진 비율 범위 내이다. 평균 제곱된 자기 상관 계수(MSAC)의 최소 값에 기초하여 후보 시퀀스들로부터 적어도 하나의 시퀀스를 거의 완전 터너리 시퀀스로서 선택한다.
미리 정해진 값 삽입 모듈(905)은 기본 터너리 시퀀스 생성하기 위해 완전 터너리 시퀀스와 거의 완전 터너리 시퀀스 중에서 하나의 미리 정해진 위치에 미리 정해진 값을 삽입한다. 미리 정해진 값의 삽입을 위한 미리 정해진 위치는 결과로 초래된 기본 터너리 시퀀스와 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 MSAC가 모든 가능한 위치들을 가로지리는 최소가 되는 위치이다. 시드-시퀀스가 m-시퀀스인 경우, 삽입된 미리 정해진 값은 "0"이다. 시드-시퀀스가 m-시퀀스의 보수(complement)인 경우, 삽입된 미리 정해진 값은 '1'이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기의 블록도이다. 수신기는 코히런트 또는 넌-코히런트 타입일 수 있다. 일반적인 수신기는 신호 수신 모듈(signal receiving module; 1001), 복조 모듈(demodulating module; 1002), 순환-쉬프트-시퀀스 입력 모듈(cyclic-shift-sequence input module; 1003), 및 심볼 검출 모듈(symbol detection module; 1004)을 포함한다.
신호 수신 모듈(1001)은 송신기(101)로부터 전송된 신호를 수신한다. 수신된 신호는 복조 모듈(1002)을 이용하여 복조된다. 수신기가 코히런트 수신기인 경우, 복조 동작은 수신된 신호와 기본 터너리 시퀀스의 모든 순환 쉬프트들을 상관시킴으로써 수행된다. 수신기가 넌-코히런트 수신기인 경우, 복조 동작은 수신된 신호와 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 모든 순환 쉬프트들을 상관시킴으로써 수행된다. 기본 터너리 시퀀스와 상기 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 순환 쉬프트들은 터너리 시퀀스 입력 모듈(1003)에 의해서 제공된다. 상관 관계(correlation)의 값들은 심볼 검출 모듈(1004)로 공급된다. 심볼 검출 모듈(1004)은 일대일 맵핑의 역(inverse)을 이용하여 순환 쉬프트를 데이터-심볼에 맵핑 백(mapping back)함으로써 상관 관계의 최대 값에 대응하는 순환 쉬프트로부터 데이터-심볼들을 확인한다.
도 11은 본 발명의 실시예들을 구현하기 위한 다양한 구성 요소들을 도시하는 예시적인 통신 장치의 블록도이다. 통신 장치(1100)는 송신기 또는 수신기일 수 있다. 도 11에서, 통신 장치(1100)는 프로세서(processor; 1101), ROM(read only memory; 1102), 트랜시버(transceiver; 1106), 및 버스(bus; 1103)를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 프로세서(1102)는 이에 한정되지 않지만 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), CISC 마이크로 프로세서(complex instruction set computing microprocessor), RISC 마이크로 프로세서(reduced instruction set computing microprocessor), VLIW 마이크로 프로세서(very long instruction word microprocessor), EPIC 마이크로 프로세서(explicitly parallel instruction computing microprocessor), 그래픽 프로세서(graphics processor), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor) 또는 임의의 다른 유형의 처리 회로(processing circuit)과 같은 임의의 유형의 전산 회로를 의미한다. The processor 1102 may also include embedded controllers, such as generic or programmable logic devices or arrays, application specific integrated circuits, single-chip computers, smart cards, and the like. 또한, 프로세서(1102)는 일반적인 또는 프로그램 가능한 로직 장치들(또는 어레이들), 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuits(ASICs)), 단일-칩 컴퓨터(single-chip computer), 스마트 카드(smart card) 등과 같은 임베디드 컨트롤러(embedded controller)를 포함한다.
메모리(1104)와 ROM(1102)는 휘발성 메모리(volatile memory) 및 비휘발성 메모리(non-volatile memory)일 수 잇다. 메모리(1104)는 도 5에서 설명된 하나 이상의 실시예에 따라 기본 터너리 시퀀스를 생성하는 기본 터너리 시퀀스 생성 모듈을 포함한다. 다양한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 저장되고, 메모리 소자로부터 액세스될 수 있다. 메모리 소자는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(erasable programmable read only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read only memory), 하드 드라이브(hard drive), 컴팩트 디스크를 처리하기 위한 이동식 미디어 드라이브(removable media drive for handling compact disks), 디지털 비디오 디스크(digital video disk), 디스켓(diskette), 자기 테이프 카트리지(magnetic tape cartridge), 메모리 카드(memory card) 등과 같은 데이터 및 기계 판독 가능한 명령어를 저장하기 위한 임의의 적합한 메모리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 주제의 실시예들은 태스크를 수행하거나 추상화 데이터 유형(abstract data type) 또는 저-레벨 하드웨어 컨텍스트(low-level hardware context)를 정의하기 위한 기능, 절차, 데이터 구조 및 애플리케이션 프로그램을 포함하는 모듈과 함께 구현될 수 있다. 기본 터너리 시퀀스 생성 모듈(1105)은 상술한 어느 저장 매체에 기계 판독 가능한 명령어(machine-readable instruction) 형태로 저장되고, 프로세서(1102)에 의해서 실행될 수 있다. 일 실시예에서, 프로그램은 CD-ROM(compact disk-read only memory)에 포함되고, 상기 CD-ROM에서 비휘발성 메모리내의 하드 드라이브에 로드될 수 있다. 트랜시버(1106)는 데이터를 송수신 가능할 수 있다. 버스(1103)는 통신 장치(104)의 다양한 구성요소들 사이를 상호 접속한다.
본 발명의 실시예들은 특정 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었다. 다양한 수정 및 변형이 다양한 실시예들의 보다 넓은 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이 실시예들에 대해 만들어질 수 있음이 명백할 것이다. 또한, 다양한 장치, 모듈, 및 본 명세서에 설명된 것은 하드웨어 회로(hardware circuitry), 펌웨어(firmware), 및/또는 기계 판독 가능한 매체에 구현된 소프트웨어를 이용하여 활성화되고(enabled) 동작 가능할 수 있다. 본 명세서에서 실시예들이 다양한 특정 실시예들로 설명되었지만, 변형으로 본 발명을 실시하는 것은 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 그러나, 모든 이러한 변경(또는 변형)은 청구의 범위 내에 속하는 것으로 간주된다. 다음의 청구 범위가 본 명세서에서 설명된 실시예들의 일반적이고 특정 특징들의 모두와 그것들 사이에 떨어지게 말해지는 언어의 문제로서 실시예들의 범위의 진술 모두를 커버(cover)하는 것을 의도한 것으로 이해되어야 한다.

Claims (28)

  1. 송신기의 데이터 전송 방법에 있어서,
    기본 터너리 시퀀스를 기초로 데이터 심볼에 대응되는 터너리 시퀀스를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 터너리 시퀀스를 수신기로 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기본 터너리 시퀀스의 길이와 상기 획득된 터너리 시퀀스의 길이는 2K로 동일하고, 상기 K는 상기 데이터 심볼의 사이즈를 나타내는,
    데이터 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터너리 시퀀스를 획득하는 단계는,
    상기 수신기로 전송될 데이터를 미리 정해진(pre-defined) 길이를 갖는 하나 이상의 데이터 심볼들(data-symbols)로 분할하는(dividing) 단계; 및
    상기 데이터 심볼들 각각을 상기 기본 터너리 시퀀스에 순환 시프트(cyclic shift)를 제공하여 획득된 터너리 시퀀스에 맵핑하는(mapping) 단계
    를 포함하고,
    상기 순환 시프트는 일대일(one to one) 맵핑에 기초하여 결정되는 데이터 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    미리 정해진 길이를 갖는 상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하는 단계; 및
    상기 기본 터너리 시퀀스를 메모리에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 데이터 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하는 단계는,
    미리 정해진 길이의 시드 시퀀스를 선택하는 단계;
    상기 시드 시퀀스의 가중치(weight)가 완전 제곱(perfect square)인 경우, 상기 시드 시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스(perfect ternary sequence)를 생성하는 단계;
    상기 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱과 다른 경우, 미리 정해진 비율(pre-defined ratio)에 대해 상기 시드 시퀀스에서 하나 이상의 넌-제로(non-zero) 위치들의 값을 인버팅(inverting)함으로써 하나 이상의 후보 시퀀스들(candidate sequences)을 획득하고, 평균 제곱된 자기 상관 계수(mean squared autocorrelation coefficient(MSAC))의 최소값(least value)에 기초하여 상기 후보 시퀀스들에서 적어도 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하기 위해 상기 완전 터너리 시퀀스와 상기 선택된 후보 시퀀스 중에서 하나의 미리 정해진 위치(pre-defined location)에서 미리 정해진 값(pre-defined value)을 삽입하는(inserting) 단계
    를 포함하고,
    상기 시드 시퀀스는 m-시퀀스와 m-시퀀스의 보수(complement) 중에서 하나인 데이터 전송 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 시드 시퀀스의 가중치(weight)가 완전 제곱(perfect square)인 경우, 상기 시드 시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스(perfect ternary sequence)를 생성하는 단계는,
    상기 시드 시퀀스로부터 상기 m-시퀀스의 선호하는 쌍(preferred pair)을 획득하는 단계;
    상기 선호하는 쌍의 상관 시퀀스(correlation sequence)를 획득하는 단계;
    대응하는 상관 시퀀스(corresponding correlation sequence)로부터 오프셋 상관 시퀀스(offset correlation sequence)를 획득하는 단계; 및
    상기 오프셋 상관 시퀀스에 기초하여 상기 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 상관 시퀀스는 상기 선호하는 쌍의 두 시퀀스 사이에 상호 상관 함수(cross correlation function)로서 획득되는 데이터 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시드 시퀀스로부터 상기 m-시퀀스의 선호하는 쌍(preferred pair)을 획득하는 단계는,
    상기 선호하는 쌍의 제1 m-시퀀스로서 상기 시드 시퀀스를 선택하는 단계; 및
    상기 선호하는 쌍의 제2 m-시퀀스를 획득하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제2 m-시퀀스는 상기 제1 m-시퀀스의 미리 정해진 데시메이션(pre-defined decimation)인 데이터 전송 방법.
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서,
    상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하기 위해 상기 완전 터너리 시퀀스와 상기 선택된 후보 시퀀스 중에서 하나에 미리 정해진 값을 삽입하기 위한 상기 미리 정해진 위치는 모든 가능한 위치들을 가로지르는(across) 최소 MSAC 값에 대응하는 위치인 데이터 전송 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 시드 시퀀스가 m-시퀀스인 경우, 상기 완전 터너리 시퀀스와 상기 선택된 후보 시퀀스 중에서 하나에 삽입된 상기 미리 정해진 값은 값 "0"이고,
    상기 시드 시퀀스가 m-시퀀스의 보수(complement)인 경우, 상기 완전 터너리 시퀀스와 상기 선택된 후보 시퀀스 중에서 하나에 삽입된 상기 미리 정해진 값은 값 "1"인 데이터 전송 방법.
  11. 수신기의 데이터 수신 방법에 있어서,
    하나 이상의 송신기로부터 전송된 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 수신하는 단계;
    기본 터너리 시퀀스(base ternary sequence)를 이용하여 상기 수신된 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 복조하는(demodulating) 단계; 및
    상기 복조 결과를 기초로 하나 이상의 데이터 심볼을 검출하는(detecting) 단계
    를 포함하고,
    상기 기본 터너리 시퀀스의 길이와 상기 터너리 시퀀스들의 길이는 2K로 동일하고, 상기 K는 상기 데이터 심볼의 사이즈를 나타내는, 데이터 수신 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 데이터 심볼은 상기 하나 이상의 송신기들로부터 전송된 데이터를 구성하는(constitute) 데이터 수신 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 기본 터너리 시퀀스를 이용하여 상기 수신된 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 복조하는 단계는,
    상기 수신기가 코히런트(coherent) 수신기인 경우, 상기 수신기에 의해서 상기 수신된 터너리 시퀀스과 상기 기본 터너리 시퀀스의 절대값(absolute)의 모든 순환 쉬프트들을 상관시킴으로써 상기 수신된 터너리 시퀀스 각각을 복조하는 단계; 및
    상기 수신기가 논-코히런트(non-coherent) 수신기인 경우, 상기 수신기에 의해서 상기 수신된 터너리 시퀀스와 상기 기본 터너리 시퀀스의 절대값의 모든 순환 쉬프들을 상관시킴으로써 상기 수신된 터너리 시퀀스 각각을 복조하는 단계
    를 포함하는 데이터 수신 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는,
    모든 순환 쉬프트들 중에서 최고 상관 값(maximum correlation value)에 대응하는 싱글 순환 쉬프트를 확인하는(identifying) 단계; 및
    일대일(one to one) 맵핑의 역(inverse)을 이용하여 상기 싱글 순환 쉬프트를 상기 하나 이상의 데이터 심볼에 맵핑 백(mapping back)함으로써 상기 싱글 순환 쉬프트로부터 상기 하나 이상의 데이터 심볼을 검색하는(retrieving) 단계
    를 포함하는 데이터 수신 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    미리 정해진(pre-defined) 길이를 갖는 상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하는 단계; 및
    상기 기본 터너리 시퀀스를 메모리에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하는 단계는,
    미리 정해진 길이의 시드 시퀀스를 선택하는 단계;
    상기 시드 시퀀스의 가중치(weight)가 완전 제곱(perfect square)인 경우, 상기 시드 시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스(perfect ternary sequence)를 생성하는 단계;
    상기 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱과 다른 경우, 미리 정해진 비율(pre-defined ratio)에 대해 상기 시드 시퀀스에서 하나 이상의 넌-제로(non-zero) 위치들의 값을 인버팅(inverting)하여 하나 이상의 후보 시퀀스들(candidate sequences)을 획득하고, 평균 제곱된 자기 상관 계수(mean squared autocorrelation coefficient(MSAC))의 최소값(least value)에 기초하여 상기 후보 시퀀스들에서 적어도 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하기 위해 상기 완전 터너리 시퀀스와 상기 선택된 후보 시퀀스 중에서 하나의 미리 정해진 위치(pre-defined location)에서 미리 정해진 값(pre0defined value)을 삽입하는(inserting) 단계
    를 포함하고,
    상기 시드 시퀀스는 m-시퀀스와 m-시퀀스의 보수(complement) 중에서 하나인 데이터 수신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 시드 시퀀스의 가중치가 완전 제곱인 경우, 상기 시드 시퀀스로부터 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 단계는,
    상기 시드 시퀀스로부터 상기 m-시퀀스의 선호하는 쌍(preferred pair)을 획득하는 단계;
    상기 선호하는 쌍의 상관 시퀀스(correlation sequence)를 획득하는 단계;
    대응하는 상관 시퀀스(corresponding correlation sequence)로부터 오프셋 상관 시퀀스(offset correlation sequence)를 획득하는 단계; 및
    상기 오프셋 상관 시퀀스에 기초하여 상기 완전 터너리 시퀀스를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 상관 시퀀스는 상기 선호하는 쌍의 두 시퀀스 사이에 상호 상관 함수(cross correlation function)로서 획득되는 데이터 수신 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 시드 시퀀스로부터 상기 m-시퀀스의 선호하는 쌍을 획득하는 단계는,
    상기 선호하는 쌍의 제1 m-시퀀스로서 상기 시드 시퀀스를 선택하는 단계; 및
    상기 선호하는 쌍의 제2 m-시퀀스를 획득하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제2 m-시퀀스는 상기 제1 m-시퀀스의 미리 정해진 데시메이션(pre-defined decimation)인 데이터 수신 방법.
  20. 삭제
  21. 제17항에 있어서,
    상기 기본 터너리 시퀀스를 생성하기 위해 상기 완전 터너리 시퀀스와 상기 선택된 후보 시퀀스 중에서 하나에 미리 정해진 값을 삽입하기 위한 상기 미리 정해진 위치는 모든 가능한 위치들을 가로지르는(across) 최소 MSAC 값에 대응하는 위치인 데이터 수신 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 시드 시퀀스가 m-시퀀스인 경우, 상기 완전 터너리 시퀀스와 상기 선택된 후보 시퀀스 중에서 하나에 삽입된 상기 미리 정해진 값은 값 "0"이고,
    상기 시드 시퀀스가 m-시퀀스의 보수(complement)인 경우, 상기 완전 터너리 시퀀스와 상기 선택된 후보 시퀀스 중에서 하나에 삽입된 상기 미리 정해진 값은 값 "1"인 데이터 수신 방법.
  23. 송신기에 있어서,
    기본 터너리 시퀀스를 기초로 데이터 심볼에 대응되는 터너리 시퀀스를 획득하는 터너리 시퀀스 생성 모듈; 및
    상기 획득된 터너리 시퀀스를 수신기로 전송하는 송신 모듈
    을 포함하고,
    상기 기본 터너리 시퀀스의 길이와 상기 획득된 터너리 시퀀스의 길이는 2K로 동일하고, 상기 K는 상기 데이터 심볼의 사이즈를 나타내는, 송신기.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 수신기에 있어서,
    하나 이상의 송신기로부터 전송된 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 수신하는 신호 수신 모듈;
    기본 터너리 시퀀스를 이용하여 상기 수신된 하나 이상의 터너리 시퀀스들을 복조하는 복조 모듈; 및
    상기 복조 결과를 기초로 하나 이상의 데이터 심볼을 심볼 검출 모듈
    을 포함하고,
    상기 기본 터너리 시퀀스의 길이와 상기 터너리 시퀀스들의 길이는 2K로 동일하고, 상기 K는 상기 데이터 심볼의 사이즈를 나타내는, 수신기.
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