KR20010099727A - 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를생성하는 방법과 관련 송신기 및 수신기 - Google Patents

Abstract

다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)의 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)을 생성하기 위해, L비트의 - L은 제 1 정수 값 (L=4) - 의사 무작위 시퀀스를 반복적으로 생성함으로써 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)이 생성된다. 다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)이 생성되기 위해, N비트 - N은 제 2 정수 값 (N=8) - 가 사용된다. 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)는 N' 비트 - N' 은 N보다 큰 제 3 정수 값 ( N' = 9) - 들의 열들로 세분되며, N' 비트의 각 열 중에서 N비트는 각각의 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)을 생성하기 위해 사용된다. N' 비트의 각 열 중에서 N' -N비트는 사용되지 않은 채 남겨진다.

Description

다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 생성하는 방법과 관련 송신기 및 수신기 {MOTHOD TO GENERATE A PSEUDO RANDOM SEQUENCE OF MULTI CARRIER DATA SYMBOLS, AND RELATED TRANSMITTER AND RECEIVER}

본 발명은 청구항 1의 비특징부에서 정의된대로 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스(pseudo-random sequence of multi-carrier data symbols)를 생성하는 방법에 관한 것이고, 청구항 2의 비특징에서 정의된대로 상기 생성 방법을 적용할 수 있는 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스 생성기에 관한 것이며, 청구항 3과 청구항 6의 비특정부에서 각각 정의된 것과 같이, 상기 생성기를 포함하는 다중 반송파 송신기와 상기한 생성기를 포함하는 다중 반송파 수신기에 관한 것이다.

다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 생성하는 방법과 설비는 1998년에, 미국 국립 표준원 (American National Standards Institute ; ANSI)에 의해 출판되고 ANSI T1E1.413 Issue 2라고도 불리는 "네트워크 및 사용자 설치 인터페이스 - 비동기 디지털 사용자 회선 금속 인터페이스" (Network and Customer Installation Interfaces - Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface)라는 ADSL 표준 명세서 (Standard Specification)에 기재된 해당 분야의 공지 기술이다. 이 표준 명세서에 따르면, 본부의 ADSL의 회선 종단이 각각 512비트로 구성된 16384 DMT (Discrete Multi Tone) 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 생성한다. 상기 DMT 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스는 상기 인용한 표준 명세서의 9.6.6 절에서 C-MEDLEY로 이름지어졌으며, 이는 ADSL의 회선 종단에서 주파수 스크램블러(scrambler)에 의해 각각 생성된 511비트의 의사 무작위 시퀀스로부터 얻어진 것이다. DMT 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스 즉, C-MEDLEY 는 꼬인 한 쌍의 전화선(twisted pair telephone line)을 통해 고객의 가택에 있는 ADSL의 통신망 종단을 향해 보내지며, 거기에서 하향 채널의 분석에 사용된다. 이와 유사한 방법으로, 고객의 가택에 있는 ADSL의 통신망 종단은 각각 64 비트의 길이를 가지고 있는 16384 DMT 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 생성하는데, 이는 상기 인용한 표준 명세서의 9.7.8 절에서 R-MEDLEY로 명명되었으며, 또한 상기 ADSL 통신망 종단은 이 DMT 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 꼬인 한 쌍의 전화선을 통해, 상향 채널의 분석을 위하여 본부에 있는 ADSL 회선 종단을 향해 보낸다. DMT 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스, 즉 R-MEDLEY 는 ADSL의 통신망 종단의 주파수 스크램블러에 의해 반복적으로 생성된 63 비트 길이의 의사 무작위 시퀀스 비트들로부터 얻어진다.

그 안에서 다중 반송파 데이터 심볼 당 비트의 개수 - 이하 본 특허 출원서에서는 이를 N이라 부른다 - 가 다른 값을 가지는 VDSL ( Very High Speed Digital Subscriber Line )과 같은 응용예에서는, 상기 공지 기술이 적용될 경우 두 가지 문제점이 발생할 수 있다 : 다중 반송파 데이터 심볼의 시퀀스의 무작위성 (randomness)은 현저하게 감소될 것이고 또한/또는 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스의 길이를 L 다중 반송파 데이터 심볼을 포함하는 획득 가능한 의사 무작위 시퀀스 중에서 가장 긴 것과 비교해 볼 때, 더욱 짧아질 것이라는 점이며, 여기서 L은 주파수 스크램블러에 의해 생성된 비트들의 반복적으로 생성된 의사 무작위 시퀀스 내의 비트의 개수를 말한다. 사실, 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스의 길이는 다중 반송파 데이터 심볼 당 비트의 개수, 즉 N이 주파수 스크램블러에 의해 반복적으로 생성된 비트들의 의사 무작위 시퀀스 내의 비트의 개수인 L과 어떠한 방식으로든 - 예를 들어 a.N = b.L ( 여기에서 a와 b는 각각 L과 N보다는 작은 정수값이다.)- 연관되어 있는 경우에 짧아진다. 반복적으로 생성된 비트들의 의사 무작위 시퀀스 내의 비트의 개수, 즉 L은 상기한 주파수 스크램블러가 유한 상태 머신 (finite state machine)에 의해 구현되고 S가 이 유한 상태 머신의 상태를 뜻한다고 가정하는 경우, 일반적으로 2s-1과 같다. 예를 들어 S가 9이고, 결과적으로 L은 29-1 =511이라고 가정하자. 만약 각 다중 반송파 데이터 심볼이 1022비트의 길이 N을 갖는다면, N=2.L이므로, 상기 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스 내의 각 다중 반송파 데이터 심볼은 1022비트의 완전히 동일한 의사 무작위 시퀀스로 구성된다. 이러한 상황에서, 상기 의사 무작위 시퀀스의 길이는 오직 1 다중 반송파 데이터 심볼이 되며, 이는 곧 실제적으로 무작위성이 존재하지 않음을 의미한다. 만약 N과 L사이에 다른 관계가 만족되는 경우에도 - 예를 들어 N=L-1 or N=L+1 - 무작위성이 일부 상실된다. 이는 상기 의사 무작위 시퀀스 내의 비트들이 다른 반송파로 무작위 회전을 적용할 때 전형적으로 쌍을 이루어 이용되기 때문이다. 만약 N=L-1 이거나 N=L+1인 경우에, 한 개의 반송파에 적용되는 무작위 회전을 정의하는 비트의 쌍은 두 개의 연속적인 다중 반송파 데이터 심볼 사이에서 오직 한 개의 비트만 달라질 수 있으며, 따라서 상기 회전의 무작위성을 감소시킨다. VDSL 시스템에서 적용될 때에는, 상기 공지된 방법은 이와 같이 무작위성이 감소되거나 비교적 짧은 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 생성시키는데, 상기 채널을 정확하게 분석 - ADSL 채널에서 분석은 SNR ( Signal to Noise Ratio ) 추정을 포함함 - 할 수 있기 위해서는 긴 다중 반송파 데이터 심볼의 무작위 시퀀스가 요구된다.

본 발명의 목적은 공지의 것과 유사한 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 생성하는 방법 및 설비를 제공하는 것으로서 다만, 다중 반송파 데이터 심볼 당 비트의 개수인 N과 반복적으로 생성되는 비트의 의사 무작위 시퀀스 -이로부터 상기 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스가 파생됨 - 내의 비트의 개수인 L 사이의 관계와는 상관 없이 높은 무작위성을 얻을 수 있도록 하는 것이다 .

도 1은 본 발명에 따른 상기 다중 반송파 송신기 (MC-TX)의 실시예와 본 발명에 따른 상기 다중 반송파 수신기 (MC-RX)의 제 1 실시예를 포함하는 VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line) 시스템의 기능적인 블럭 설계도이다;

도 2는 도 1의 상기 다중 반송파 송신기 (MC-TX)의 상기 주파수 스크램블러 (SCR1)에 의해 생성된 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)를 9비트 길이의 열들로 세분한 것과 이러한 비트열로부터 8비트 길이의 다중 반송파 데이터 심볼들 (DMT0, DMT1, DMT2)의 생성을 설명해주는 시간 선도 (time diagram)이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

PR-GEN1 : 제 1 의사 무작위 시퀀스 생성기

SEL : 선택부

MC-TX : 다중 반송파 송신기

MC-RX : 다중 반송파 수신기

DIV : 분리부

SCR : 주파수 스크램블러

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 1에 정의되는 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 생성하는 방법과, 청구항 2에 정의된 방법을 적용할 수 있는 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스의 생성기, 청구항 3과 청구항 6에 각각 정의된 상기 생성기를 포함하는 다중 반송파 송신기와 상기한 생성기를 포함하는 다중 반송파 수신기에 의해 구현된다.

실제적으로, 상기 주파수 스크램블러의 출력에서 상기 의사 무작위 비트 시퀀스를 N' - N' 은 N보다 큰 정수이다 - 비트열로 세분함으로써, 또한 각각의 N' 비트열 중에서 오직 N 비트만을 사용하여 다중 반송파 데이터 심볼을 구성함으로써높은 무작위성을 갖는 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스가 생성된다. 만약 예를 들어 L = 511, N =1022인 상기 기술한 시스템 내에서 N' = 1024의 길이를 가지는 비트열이 오직 처음의 1022 비트만 다중 반송파 심볼에 사용되고 나머지 비트는 사용되지 않은 채 남겨지도록 생성된다면, 가능한 최대의 길이인 511 다중 반송파 데이터 심볼의 무작위 시퀀스가 생성될 것이다.

N과 L이 어떠한 방식으로 서로 관련되어 있는 경우 감소되는 무작위성의 문제에 대한 간단하고도 대안적인 해법이 있는데, 그것은 L, 즉 반복적으로 생성된 비트의 의사 무작위 데이터 시퀀스 내의 비트의 개수를 증가시키는 것이다. 그러나 L이 높게 선택된 경우, 상기 주파수 스크램블러는 PAR (Peak to Average Ratio)의 면에서 최적화 되지 못하기 때문에 이러한 간단한 해법은 PAR의 감소가 주요한 관심거리인 다중 반송파 송신 시스템에서는 적절하지 않다.

청구항들에서 쓰인 '포함하는'이라는 용어가 그 뒤로 쓰여진 수단들을 한정하는 의미로 해석되어서는 안된다는 점을 알려둔다. 이와 같이, '수단 A 및 B를 포함하는 장치'라는 표현의 범위가 오직 구성 요소 A와 B만으로 구성된 장치로 한정되어서는 안 된다. 이는 본 발명에 관하여, 상기 디바이스의 관련 있는 구성 요소가 A와 B 뿐이라는 의미이다.

유사하게, 청구항들에 쓰인 '결합된'이라는 용어 또한 직접적인 연결만을 의미하는 것으로 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서, '장치 B에 연결된 장치 A'라는 표현의 범위가 장치 A의 출력이 장치 B의 입력과 직접적으로 연결되어 있는 장치나 시스템으로 한정되어서는 안 된다. 이는 A의 출력과 B의 입력 사이의경로가 존재하고, 이 경로는 다른 디바이스나 수단들을 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

덧붙여서, 본 발명에 따른 상기 다중 반송파 송신기의 선택적 특징이 청구항 4에 정의되어 있다.

따라서, 비트열의 길이 N'가 L과 N의 함수로 미리 정의되지 않은 경우, (상기 송신기와 수신기 측에 알려진 미리 정의된 표가 N과 L의 각 쌍의 값과 N' 값을 연관시킬 수 있을 것이라고 생각할 수 있다.) 비트열의 길이 N'가 상기 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스가 생성되는 상기 다중 반송파 송신기 내에서 선택될 수 있다. N' 의 값은 또한, 상기 동일한 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 그 곳에서 생성할 수 있게 하고, 또한 채널 분석을 수행할 수 있도록 하기 위하여 수신기 측에도 알려져야하기 때문에, 송신기에 의해 선택된 N' 값은 상기 수신기에 전달되어야 한다. 이를 위하여 표준 상세 필드 (standard specified field) 나 메세지가 사용될 수 있다. 상기 N' 값이 대신 수신기에서 선택되고 수신기에서 송신기로 전달될 수 있다는 점은 분명하다. 더욱 상세하게 말해서, 바람직한 실시예에서는, 스펙트럼도 (spectral plan)와 N이 그 쪽에 알려져 있기 때문에 N' 값이 회선 종단이나 본부측에서 계산된다. (N은 상기 스펙트럼도에서 얻어지고 전형적으로 반송파 - 하향 반송파(downstream carriers) 또는 상향 반송파 중에 하나 - 의 개수의 두 배와 같다. ) 이는 N' 값이 하향인 상기 송신기측과 상향인 상기 수신기측에서 결정됨을 의미하며, 명백히 하향과 상향측에서 서로 다른 값을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 상기 다중 반송파 송신기의 또 다른 선택적 특징이 청구항 5에 정의되어 있다.

실제적으로, N' 이 L-1 및 L+1과 다르도록 N' 값을 선택함으로써, 연속적인 다중 반송파 데이터 심볼들 간에 높은 무작위성을 얻을 수 있다. 나아가, N' 이 L과 약수 관계가 없도록(not fractionally related) N' 값을 선택함으로써, 다중 반송파 데이터 심볼의 긴 무작위 시퀀스를 얻을 수 있다.

첨부된 도면과 관련하여 다음의 실시예에 대한 설명을 언급함으로써 본 발명의 상기한, 또한 여타 다른 목적이나 특징들이 더욱 명백해질 것이며, 본 발명 자체 또한 가장 잘 이해될 것이다:

도 1은 본 발명에 따른 상기 다중 반송파 송신기 (MC-TX)의 실시예와 본 발명에 따른 상기 다중 반송파 수신기 (MC-RX)의 제 1 실시예를 포함하는 VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line) 시스템의 기능적인 블럭도이다: 도 2는 도 1의 상기 다중 반송파 송신기 (MC-TX)의 상기 주파수 스크램블러 (SCR1)에 의해 생성된 상기 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)를 9비트 길이의 열들로 세분한 것과 이러한 비트열로부터 8비트 길이의 다중 반송파 데이터 심볼들 (DMT0, DMT1, DMT2)의 생성을 설명해주는 시간 선도 (time diagram)이다.

도 1에 그려진 VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line) 시스템은 꼬인 한 쌍의 전화선 (CHANNEL)을 통해 서로 통신하는 두 개의 VDSL 송수신기로 구성되어 있다. 본부에 위치한 VDSL 송수신기는 송신 부분과 수신 부분을 포함하며 여기에서는 송신 부분 (MC-TX)만이 도시되어 있다. 이 VDSL 송신기 (MC-TX)는 송신 회로 (TX), 제 1 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN1)과 선택부 (SEL) 및 통신 회로 (COM)을 포함한다. 제1 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN1)는 직렬 연결된 제 1 주파수 스크램블러 (SCR1)와 제 1 분리부 (DIV1), 제 1 삽입부 (embbeder -EMB1)를 포함하며, 그 출력 터미널을 통해 상기 송신 회로 (TX)의 입력 터미널로 결합된다. 상기 선택부 (SEL)는 상기 제 1 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN1)의 제어 입력과 결합된 제 1 출력 터미널과 상기 통신 회로 (COM)의 입력 터미널에 결합된 제 2 출력 터미널을 포함한다. 바로 직전에 언급한 통신 회로 (COM)의 출력 터미널은 상기 송신 회로 (TX)의 입력 터미널과 결합된다. 상기 고객의 가택에 위치한 VDSL 송수신기 또한 송신 부분과 수신 부분을 포함하며 여기에서는 수신 부분 (MC-RX)만이 도 1에 도시되어 있다. 이러한 VDSL 수신기 (MC-RX)는 제 2 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN2)와 수신 회로 (RX), 복호화기 (DECODER) 및 신호대 잡음비 추정 유닛 (SNR)을 포함한다. 상기 수신 회로 (RX)의 출력 터미널은 상기 복호화기 (DECODER)의 제 1 입력 터미널과 결합되어 있다. 상기 수신 회로 (RX)는 나아가 제 2 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN2)의 제어 터미널에 결합된 제 2 출력 터미널을 가진다. 이러한 제 2 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN2)는 직렬 연결된 제 2 주파수 스크램블러 (SCR2)와 제 2 분리부 (DIV2)및 제 2 삽입부 (EMB2)를 포함하며, 그것의 출력 터미널은 상기 복호화기 (DECODER)의 제 2 입력 터미널과 결합되어 있다. 상기 복호화기 (DECODER)의 출력 터미널은 상기 신호대 잡음비 추정 유닛 (SNR)의 입력 터미널과 연결되어 있다.

디지털 데이터를 상기 전화선 (CHANNEL) 상으로 전송하기 위해, 본부 및 고객의 가택에 있는 상기 VDSL 송수신기는 DMT (Discrete Multi Tone) 심볼들을 조성한다. 거기에서 상기 VDSL 송수신기는 본부 및 고객의 가택에 알려진 어떠한 비트 할당 방식에 따라 반송파 세트 상에 디지털 데이터를 무선 변조한다. 상기 비트 할당표는 어떠한 반송파들이 사용되는지, 각 사용되는 반송파 상에 얼만큼의 비트들이 무선 변조되는지, 그리고 어떤 무선 변조 기술 (4QAM, 8QAM,...)이 반송파 상에 비트가 무선 변조되는 데에 사용되는지를 명시한다.

이러한 비트 할당 방식은 VDSL 시스템의 초기화 단계에서 실행되는 절차인 채널 분석 후에 작성되고, 상기 회선 (CHANNEL)으로 보내지고 수신시 분석되는 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 기초로 하여, 서로 다른 반송파들을 본부에서부터 고객의 가택으로 또는 그 역으로 전달하기 위한 상기 신호대 잡음비(SNR)가 추정된다. 이하의 절에서는 도 1과 도 2에서 설명되어 있는 본 발명의 실시예에서 어떻게 이러한 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스가 생성되는지 구체적으로 설명하겠다.

상기 제 1 주파수 스크램블러 (SCR1)는 도 2에서 0,1,2,3으로 표시된 4 비트의 의사 무작위 시퀀스를 반복적으로 생성한다. 상기 반복적으로 생성된 4 비트의 의사 무작위 시퀀스는 상기 제 1 주파수 스크램블러 (SCR1)의 출력에 제 1 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)를 구성한다. 이 제 1 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)는 다중 반송파 데이터 심볼 내에 캡슐화 되어야 (encapsulated) 하며, 여기에 8비트가 다중 반송파 데이터 심볼의 제1 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)를 구성하도록 삽입 (embedded)될 수 있다. 이러한 다중 반송파 데이터 심볼은 도 2에서 DMT0,DMT1, DMT2로 언급되어 있다. 상기 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)의 길이 N (8 비트)이 상기 주파수 스크램블러 (SCR1)에 의해 반복적으로 생성되는 상기 비트들의 의사 무작위 시퀀스의 길이 L (4 비트)의 두 배이기 때문에, 각 다중 반송파 데이터 심볼은, 만약 상기 제 1 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)가 그대로 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)로 캡슐화 되는 경우에, 정확히 똑같은 8 비트의 의사 무작위 시퀀스를 포함하게 될 것이다. 결과적으로 상기 다중 반송파 데이터 심볼의 제 1 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)의 무작위성은 존재하지 않게 된다. 이러한 이유로, 제 1 분리부 (DIV1)는 제 1 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)을 N' = 9인 비트열로 분리한다. 각 9 비트열 중 오직 첫번째 8 비트만이 제 1 삽입부 (EMB1)에 의해 다중 반송파 데이터 심볼에 삽입되며, 반면에 제 1 분리부 (DIV1)의 출력에서 각 열의 9번째 비트는 제 1 삽입부(EMB1)에 의해 사용되지 않는다. 제 1 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)을 9 비트열로 분리하는 것과 상기 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)로 삽입하는 것이 도 2에 도시되어 있다. 이러한 방법으로 제 1 삽입부 (EMB1)는 그것의 출력에서 다중 반송파 데이터 심볼의 제 1 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)를 생성하며, 그것은 송신 회로 (TX)에 의해 전화선 (CHANNEL)을 넘어 고객의 가택에 있는 상기 VDSL 수신기 (MC-RX)로 송신된다. 제 1 분리부 (DIV1)에 의해 생성된 열들의 길이 N'는 상기 선택부 (SEL)에 의해 선택되며 제 1 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN1)에서 제 1 분리부 (DIV1)에 대한 제어 신호로서 제공된다. 거기에 덧붙여, 상기 선택부 (SEL)는 N' = 9 값을 상기 통신 회로 (COM)에 제공하는데, 상기 통신 회로는 이 N' 값을 상기 송신회로 (TX)를 통해 고객의 가택에 있는 상기 VDSL 수신기 (MC-RX)로 전달한다. N' 값을 전달하기 위해, 이 값은 초기화 프로토콜의 표준 영역이나 메세지로 삽입될 수 있다.

상기 VDSL 수신기 (MC-RX)에서 N' =9로 수신한 후, 상기 수신 회로 (RX)는 제 2 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN2)의 제 2 분리부 (DIV2)로 N' 값을 제공한다. 이 N' 값으로 제 2 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN2), 즉 바꿔 말하면, 제 2 주파수 스크램블러 (SCR2), 제 2 분리부 (DIV2) 그리고 제 2 삽입부 (EMB2)는 다중 반송파 데이터 심볼의 제 1 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)의 복사체인 다중 반송파 데이터 심볼의 제 2 의사 무작위 시퀀스 (PRMS2)를 생성할 수 있다. 제 2 주파수 스크램블러 (SCR2)는 거기에서 제 2 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)의 복사체인 제 2 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS2)를 생성한다. 이는 반복적으로 생성된, 제 1 및 제 2 의사 무작위 비트 시퀀스를 구성하는 4 비트 (0,1,2,3) 의 의사 무작위 시퀀스가 미리 정의되어 있기 때문이다. 제 2 분리부 (DIV2)는 제 2 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS2)를 N' = 9 비트열로 분리하며, 제 2 삽입부 (EMB2)는 제 2 분리부 (DIV2)의 출력에서 각 열의 첫번째 8 비트를 다중 반송파 데이터 심볼에 캡슐화하고, 각 다중 반송파 데이터 심볼의 9번째 비트는 사용하지 않은 채 남겨둔다.

다중 반송파 데이터 심볼의 제 1 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)의 다중 반송파 데이터 심볼들 (DMT0, DMT1, DMT2)은 , 전화선 (CHNNEL) 상으로 전송 및 상기 수신 회로 (RX)에 의한 수신 후에, 복호화기 (DECODER) - 예를 들어 만약 상기 다중 반송파 데이터 심볼이 DMT 심볼인 경우 디스크릿 뮬티 톤 복호화기 (Discrete Multi Tone decoder) - 에 제공된다. (상기 수신 회로의 출력에서의 신호는 도 1에서 PRMS1'으로 표시되어 있다. 왜냐하면, 예를 들어 상기 회선 (CHANNEL)의 잡음/간섭의 결과로서, 상기 신호가 제 1 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)과 다를 수 있기 때문이다.) 또한 국부적으로 생성된 다중 반송파 데이터 심볼의 제 2 의사 무작위 시퀀스 (PRMS2)는 상기 복호화기 (DECODER)에 제공된다.

복호화 후, 다중 반송파 데이터 심볼의 상기 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1') 내의 다중 반송파 데이터 심볼들의 내용이 다중 반송파 데이터 심볼의 제 2 의사 무작위 시퀀스 (PRMS2) 내의 상기 다중 반송파 데이터 심볼들의 내용과 비교되어, 본부와 고객의 가택 사이의 통신 채널의 신호대 잡음비가 추정될 수 있다. 이것은 상기 신호대 잡음비 추정 유닛 (SNR)에 의해 수행된다.

도면에는 도시되어 있지 않은, 본 발명의 제 2 실시예는, 상기 의사 무작위 비트 시퀀스의 비트들이 다중 반송파 데이터 심볼에 삽입되거나 캡슐화되지 않고, 상기 다중 반송파 데이터 심볼을 구성하는 반송파에 무작위 회전을 적용하는데 사용된다는 점에서 위에서 설명한 제 1 실시예와 다르다. 이러한 제 2 실시예에서, 스크램블러는 다시 분리부에 의해 N' 길이의 열들로 분리되는 의사 무작위 비트 시퀀스를 생성한다. 각 열 중에서 오직 N비트만이 반송파들의 위상을 무작위화하는 데에 쓰이며, 반면 각 열 중에서 N' -N 비트는 쓰이지 않은 채 남겨진다. 상기 비트들은 예를 들어서 반송파들의 위상을 무작위로 회전하는 데에 서로 짝을 지어 쓰여질 것이다. 만약 N' 비트열의 첫번째 2비트가 00이라면, 예를 들어 제 1 반송파의 위상은 회전되지 않은 상태로 남고, 만약 첫번째 2비트가 01이라면, 첫번째 반송파의 위상은 90도 회전되며, 만약 첫번째 2비트가 11이라면, 제 1 반송파의 위상은 180도 회전되고, 그리고 만일 첫번째 2비트가 10인 경우에는 제 1 반송파의 위상이 270도 회전된다. 이와 유사한 방법으로, N' 비트열의 다음 2비트가 제 2 반송파에 적용될 회전을 결정하며, 이하 마찬가지이다. 상기 위상 회전은 상기 분리부에 결합되어 있는 부호화기에 의해 적용될 수 있다. 수신기에서, 복호화기는 무작위화 되었던 반송파의 위상을 다시 복귀시킬 것이다. 이러한 제 2 실시예에서는, 그 안에서 비트들이 반송파의 위상을 회전시키기 위해 2 개씩 사용되며, N' 은 L-1 또는 L+1과는 다르게 선택되는데 이는, 그렇지 않을 경우 무작위성의 감소가 일어날 것이기 때문이다. 나아가 N' 은 또한 L과 약수 관계가 없도록 선택된다. 즉, 다시 말하면 a.N ≠b.L (a와 b는 각각 L 과 N' 보다 작은 정수 값)이라는 것이며, 이는 N' 을 그와 같이 선택하면 생성될 다중 반송파 데이터 심볼의 무작위 시퀀스의 길이를 현저하게 감소시킬 것이기 때문이다.

위에서 DMT(Discrete Multi Tone) 다중 반송파 통신의 예가 주어졌지만, 본 발명의 적용성이 어떤 특정한 다중 반송파의 라인코드(linecode)에 한정되지 않음에 유의한다. 또한, 지퍼 기반 (Zipper-based) 다중 반송파 시스템이나, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반 다중 반송파 시스템 또는 다른 다중 반송파 시스템에서도 채널 분석용의 상기 의사 무작위 시퀀스는 본 발명에 따라 생성될 수 있다.

또 다시 언급해둘 점은, 본 발명의 적용성이 어떤 특정한 채널 분석 기술에한정되지 않는다는 점이다. SNR(Signal to Noise Ratio)의 추정예가 위에서 주어졌지만, 루프의 품질을 나타내주는 다른 변수들 또한 본 발명에 따라 생성된 의사 무작위 시퀀스를 기초로 하여 감지 또는 추정될 수 있다.

덧붙여 언급해둘 점은, 반복적으로 생성된 비트들의 의사 무작위 시퀀스의 L=4비트의 길이, 상기 다중 반송파 데이터 심볼의 N=8비트의 길이, 및 N' =9비트라는 비트열의 길이는 오로지 예로써 주어진 것일 뿐이라는 점이다. 예를 들어 VDSL(Very High Speed Digital Subscriber Line) 시스템의 더욱 현실적인 값은 L=2047비트, N=2048비트, 그리고 N' = 2050비트가 될 것이지만, 본 발명은 이러한 변수들의 어떤 특정한 값이나 값의 범위에 한정되지 않는다.

지금까지 본 발명의 구현이 하향 방향, 즉 VDSL(Very High Speed Digital Subscriber Line) 시스템에서 본부로부터 고객의 가택으로의 방향에 대하여 설명되었지만, 본 발명은 상향 채널 분석의 정확성을 입증하기 위해, 분명히 상향에서도 구현이 가능하다. 나아가, 이 기술 분야의 당업자는 현 발명이 단방향 뿐 아니라 쌍방향 시스템에서도 구현될 수 있음을 인정할 것이다.

본 특허 출원서의 서론 부분에서 이미 지적한 바와 같이, N' 값은 송신기와 수신기 측에 알려진 표준화된 표를 통해, N과 L값의 각 쌍과 연관될 수 있으며, 그렇게 되면, 선택 회로가 불필요하게 되고, N' 값을 전달하기 위한 초기화 프로토콜에서 어떠한 메세지나 영역도 남겨둘 필요가 없다. SNR 추정에서 만족스러운 정확성을 낳을 수 있는 N' 의 적절한 값은 대안적으로, 시행 착오를 기반으로 - 예를 들어 N부터 시작해서 N' 값을 계속 1씩 증가시키는 것에 의해 - 찾아질 수 있다.

나아가, 만약 비트들의 상기 의사 무작위 시퀀스가 열들로 분리되지 않고, 열들의 어떤 부분도 사용되지 않은 채로 남겨지지 않을 경우, 본 발명의 적용이 오로지 N=2L 이고 모든 다중 반송파 데이터 심볼들이 정확히 같은 비트들의 의사 무작위 시퀀스를 전달하는 상황에서만 유용한 것은 아니라는 점을 언급해둔다. 무작위성이 현저히 감소되도록 N과 L이 서로 관련되어 있는 - 예를 들어 L=N±1 또는 a.N=b.L (a와 b는 각각 L과 N보다 작은 정수 값) - 경우라면 언제나, N' 의 적당한 값은 선택될 수 있으며, 다중 반송파 데이터 심볼에 전부 캡슐화되지 않는 의사 무작위 열들을 생성하는 데에 쓰여질 수 있다. 본 발명에 적용되는 기준은 서비스에 따라 달라질 수 있다.

꼬인 한 쌍의 전화선을 따라 송신하는 데 쓰여지는 VDSL (Very High Speed DIgital Subscriber Line) 기술에 대한 언급이 위에서 이루어졌지만, 어떠한 당업자라도 본 발명이, ADSL (Asynchronous Digital Subscriber Line), SDSL (Synchronous Digital Subscriber Line) 시스템, HDSL(High Speed Digital Subscriber Line) 시스템과 같은 다른 DSL( Digital Subscriber Line) 시스템 및 이와 유사한, 또는 다중 반송파 라인코드가 데이터의 송신에 쓰여지도록 제공되는 케이블 기반, 섬유 기반 또는 무선 기반의 통신 시스템에도 또한 적용될 수 있음을 인정할 것이다.

나아가, 본 발명의 실시예는 기능적 블럭으로써 위에서 기술되었음을 언급해둔다. 이러한 블럭들의 기능적인 기술로부터, 전자제품 설계기술분야의 당업자가 어떻게 이러한 블럭들의 실시예들을 공지된 전자적 구성 요소를 가지고 생산할 수있을지가 분명해질 것이다. 상기 기능적 블럭의 내용에 대한 상세한 제작 기술은 여기서는 주어지지 않는다.

본 발명의 원리는 구체적인 장치와 연관시켜 위에서 기술하였지만, 이러한 기술은 청구항들의 범위에 대한 한정으로서가 아니라 오로지 예로써 주어진 것임이 명백히 이해되어야 한다.

본 발명은 공지의 것과 유사한 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스를 생성하는 방법 및 설비를 제공하는 발명으로서 다만, 다중 반송파 데이터 심볼 당 비트의 개수인 N과 상기 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스가 얻어질 때 반복적으로 생성되는 비트의 의사 무작위 시퀀스 내의 비트의 개수인 L 사이의 관계와는 상관 없이 높은 무작위성을 얻을 수 있도록 한다 .

Claims (6)

1. 다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)의 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)를 생성하는 방법에 있어서:

   a. L비트 - L은 제 1 정수 값 (L=4) - 의 의사 무작위 시퀀스를 반복적으로 생성하여 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)를 생성하는 단계;

   b. 다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)의 상기 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)을 생성하기 위해, 다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)마다 상기 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)중 N비트 - N은 제 2 정수 값 (N=8)- 를 사용하여 다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)에 패킷화하는 단계,

   를 포함하고 상기 b. 패킷화하는 단계는:

   b1. 상기 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)를 N' 비트열로 - N' 은 N보다 큰 제 3 정수 값 (N' = 9) - 분리하는 단계; 및

   b2. N'의 각 열 중에서 N비트를 사용하여 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)의 상기 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1) 중에서 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)를 생성하고, N' 비트의 각 열 중에서 N'-N비트는 사용하지 않은 채로 남겨두는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스 생성 방법.
2. 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)의 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1) 생성기 (PR-GEN1)에 있어서:

   a. 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)을 생성하기 위해, L비트의 - L은 제 1 정수 값 (L=4) - 의사 무작위 시퀀스를 반복적으로 생성하도록 적용된 스크램블링(scrambling) 수단 (SCR1);

   b. 다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)의 상기 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)을 생성하기 위해, 다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)마다 상기 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)중 N비트 - N은 제 2 정수 값 (N=8)- 를 사용하여 다중 반송파 데이터 심볼(DMT0, DMT1, DMT2)에 패킷화하도록 적용되는 패킷화 수단

   을 포함하고, 상기 패킷화 수단은:

   b1. 상기 의사 무작위 비트 시퀀스 (PRBS1)를 N' 비트열로 - N' 은 N보다 큰 제 3 정수 값 (N' = 9) - 분리하도록 적용되는 분리 수단 (DIV1); 및

   b2. N' 비트의 각 열 중에서 N비트를 사용하여 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)의 상기 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1) 중에서 다중 반송파 데이터 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)를 생성하고, N' 비트의 각 열 중에서 N'-N비트는 사용하지 않은 채로 남겨두도록 적용되는 다중 반송파 데이터 심볼 생성 수단(EMB1)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 데이터 심볼의 의사 무작위 시퀀스 생성시.
3. 다중 반송파 송신기 (DM-TX)에 있어서,

   청구항 1에 의해 정의된 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN1)를 포함하고 ,

   나아가 상기 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN1)에 결합되어 있고 통신 채널 (CHANNEL)을 통해 상기 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN1)에 의해 생성되는 다중 반송파 심볼 (DMT0, DMT1, DMT2)의 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1)을 송신하도록 적용되는 송신 수단(TX)을 더 포함하는 다중 반송파 송신기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 다중 반송파 송신기 (MC-TX)가

   상기 제 3 정수 값 N' 을 선택하도록 적용된 선택 수단(SEL)과,

   상기 선택 수단(SEL)에 결합되어 있고 다중 반송파 수신기(MC-RX)에 상기 제 3 정수 값 N' 을 전달하도록 적용된 통신 수단(COM)

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 송신기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 선택 수단(SEL)은 상기 제 3 정수 값 N' 이 L-1 및 L+1과 다르고 L과 약수 관계가 없도록(non fractionally related) 선택하도록 적용된 것을 특징으로 하는 다중 반송파 송신기.
6. 다중 반송파 수신기(MC-RX)에 있어서, 청구항 1의 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN2)를 포함하고,

   통신 채널 (CHANNEL)을 통해 송신된 다중 반송파 심볼의 제 1 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1')을 수신하도록 적용된 수신 수단(RX) 및

   상기 수신 수단 (RX)과 상기 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN2)에 결합되어 있고, 다중 반송파 심볼의 상기 제 1 의사 무작위 시퀀스 (PRMS1')와 상기 의사 무작위 시퀀스 생성기 (PR-GEN2)에 의해 생성된 다중 반송파 심볼의 제 2 의사 무작위 시퀀스 (PRMS2)를 복호화하도록 적용된 복호화 수단 (DECODER)를 더 포함하는 다중 반송파 수신기.