KR20010110352A

KR20010110352A - 샘플 레이트 파일럿 캐리어 및 시분할 듀플렉싱 프레임레이트 파일럿 캐리어를 갖는 멀티 캐리어 통신 시스템

Info

Publication number: KR20010110352A
Application number: KR1020010031471A
Authority: KR
Inventors: 피터스미구엘
Original assignee: 크리스티안 그레그와르; 알까뗄
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2001-12-13
Also published as: AU4804701A; JP2002026862A; CA2349986A1; EP1162777A1; IL143099A0; KR100694740B1; US6947372B2; US20010050960A1

Abstract

데이터가 시분할 듀플렉스 방식으로 양방향 전송되는 멀티 캐리어 통신 시스템에서는, 제1 파일럿 캐리어가 두 개의 송수신기 (VDSL_LT, VDSL_NT) 사이의 샘플 레이트를 전달하는 데에 사용되며 제2 파일럿 캐리어는 두 개의 송수신기 (VDSL_LT, VDSL_NT) 사이의 시분할 듀플렉싱 프레임 레이트를 전달하는 데에 사용된다. 제1 파일럿 캐리어는 제1 송수신기 (VDSL_LT)의 샘플 레이트의 부분인 순간 주파수를 가지며 멀티 캐리어 통신 시스템에 사용되는 다른 캐리어에 직교한다. 제2 파일럿 캐리어는 시분할 듀플렉싱 프레임 레이트의 부분인 평균 주파수를 가지며 멀티 캐리어 통신 시스템에 사용되는 다른 캐리어에 직교한다. 제2 파일럿 캐리어는 제1 파일럿 캐리어와 다르다.

Description

샘플 레이트 파일럿 캐리어 및 시분할 듀플렉싱 프레임 레이트 파일럿 캐리어를 갖는 멀티 캐리어 통신 시스템{MULTI-CARRIER COMMUNICATION SYSTEM WITH SAMPLE RATE PILOT CARRIER AND TIME DIVISION DUPLEXING FRAME RATE PILOT CARRIER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 정의된 멀티 캐리어 통신 시스템, 청구범위 제5항의 전제부에 정의된 멀티 캐리어 통신 시스템에 사용하는 멀티 캐리어 송신기, 및 청구범위 제6항의 전제부에 정의된 멀티 캐리어 통신 시스템에 사용하는 멀티 캐리어 수신기에 관한 것이다.

이러한 멀티 캐리어 시스템, 멀티 캐리어 송신기 및 멀티 캐리어 수신기는 예를 들어 저자 존 엠. 시오프, 블라디미르 옥스만, 쟝쟈크 버너, 디에리 폴렛, 폴 엠. 피. 스프루이트, 잭키, 에스, 초우 및 크리스타 에스. 자콥슨의 논문 '초고속 디지털 가입자선'으로부터 이미 공지된 바 있다. 이 논문은 1999년 4월에 IEEE 통신 잡지에 발간되어 있으며, 페이지 75의 우측 칼럼에서 페이지 77의 좌측 컬럼까지 시분할 듀플렉싱 (TDD 또는 핑퐁)된 멀티 캐리어 변조 (DMT 또는 디스크리트 멀티 톤 변조)를 조합한 통신 시스템을 개시하고 있다. 이러한 시분할 멀티플렉싱 시스템에서는, 하류측 전송 및 상류측 전송이 여러 시간격으로 발생한다. 중앙 사무실의 라인 종단에서 소비자 가택의 네트워크 종단으로의 하류측 전송에 대해서는, 라인 종단이 제1 시간격: 하류측 프레임을 점유한다. 소비자 가택의 네트워크 종단에서 중앙 사무실의 라인 종단으로부터의 상류측 전송에 대해서는, 네트워크 종단은 제2 시간격: 상류측 프레임을 점유한다. 라인 종단과 네트워크 종단의 시분할 듀플렉싱 (TDD) 프레임 타이밍 및 샘플 타이밍은 동기화되어야만 한다. 상기 인용된 논문으부터 알려진 것과 같이 DMT (디스크리트 멀티 톤)계 시스템에서 샘플링 타이밍은 라인 종단과 네트워크 종단 사이에서, 순간 주파수가 샘플링 레이트의 부분이며 멀티 캐리어 시스템에서 전달되는 다른 캐리어와 직교하며, 또한 '위상 회전기를 갖는 멀티캐리어 송신기 또는 수신기'로 표제된 유럽 특허 출원 번호 EP 0 820 171에 기재된 바와 같이, 라인 종단이나 네트워크 종단에서 로우터 및 스킵/듀플리킷(rotor and skip/duplicate) 유닛을 제어하는 데에 사용되는 파일럿 캐리어의 전송을 통해서, 동기화된다. TDD (시분할 듀플렉싱) 프레임 타이밍의 동기화를 실현하기 위해서, TDD 프레임화가 라인 종단 및 네트워크 종단에서 유도되는 클럭은, '위성으로부터 타이밍 신호를 수신하고 신호 채널에서 압축 신호를 자동으로, 성공적, 반복적, 및 교대적으로 전송 및 수신하는 TDD 통신 시스템'으로 표제된 미국 특허 번호 US 5,864,544에 제안된 바와 같이, 어느 곳에서나 이용 가능하게 외부 클럭에 고정될 수 있다. 여기에 개시되어 있는 TDD계 통신 시스템에서는, 두 개의 통신 송수신기가 글로벌 위치 결정 시스템 (GPS) 클럭과 같이 위성을 통해 이용 가능한 타이밍 신호로부터 TDD 프레임 타이밍을 유도한다. 그러나 멀티 캐리어, 시분할 듀플렉싱 시스템에서, TDD 프레임 타이밍이 미국 특허 번호 5,864,544에서 행해지는 바와 같이 외부에서 이용 가능한 클럭으로부터 유도되면, 이 외부클럭의 지터는 멀티 캐리어 시스템에 사용되는 모든 캐리어의 전송에 대해 신호 대 잡음 비를 저하시킨다. 멀티 캐리어 시스템의 성능에 미치는 타이밍 지터의 영향은 예를 들어, 1996년 7월 '통신에 대한 IEEE 트랜잭션'에 발간된 논문인, 저자 티. 니콜라스 조가키스와 존 엠. 시오피의 '디스크리트 멀티톤 시스템의 성능에 미치는 타이밍 지터의 영향'에서 분석된다.

본 발명의 목적은 공지된 것과 유사하지만, 시분할 듀플렉싱 프레임 타이밍을 유도하는 외부 클럭의 지터로 인해 시스템에 사용되는 캐리어의 저하를 방지할 수 있는 멀티 캐리어, 시분할 듀플렉싱 통신 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 청구범위 제1항에서 정의된 멀티캐리어 통신 시스템, 청구범위 제5항에서 정의된 멀티 캐리어 송신기 및 청구범위 제6항에 정의된 멀티 캐리어 수신기에 의해 실현된다.

실재, 평균 주파수가 시분할 듀플렉싱 프레임 주파수의 부분이고, 다른 모든 캐리어와 직교하며 샘플링 타이밍을 전달하는 파일럿 캐리어와는 다른 제2 파일럿 캐리어가, TDD 프레임 타이밍을 네트워크 종단과 라인 종단 사이에서 전달할 수 있다. 송신기측에서 제2 파일럿 캐리어의 위상은 회전하므로 그 평균 주파수가 TDD 프레임화의 부분이 되며, 제2 파일럿 캐리어의 위상 회전이 부가의 로우터에 의한 수신시 보상되게 된다. 제2 파일럿 캐리어가 다른 모든 캐리어와 직교하기 때문에, TDD 프레임 타이밍이 유도되는 클럭의 지터는 다른 캐리어는 아니고 이 제2 파일럿 캐리어의 신호 대 잡음 비 (SNR)만을 저하시킨다.

하나의 송수신기 (예를 들어, 이동 통신 시스템의 기지국)에 의해 생성되어 제2 송수신기 (예를 들어, 이동국)에 의해 수신되는 TDD 동기 신호로부터 TDD 프레임 타이밍을 유도하는 것이 또한 '시분할 듀플렉싱 통신 시스템을 동기화하는 방법 및 장치'로 표제된 미국 특허 번호 US 5,285,443으로부터 공지되어 있다. 그러나, 미국 특허 번호 5,285,443에 기재된 통신 시스템은 TDD 프레임 타이밍 신호가 지터의 영향을 저감시키기 위해 그 외 모든 캐리어에 직교하는 파일럿 캐리어를 구성하고 있는 멀티 캐리어계 시스템은 아니다. US 5,285,443은 동일한 영역 내의 모든 이동국이 여러 이동국으로부터 수신되거나 여기에 송신된 신호들 사이의 크로스토크를 방지하기 위해서 서로 TDD 프레임 타이밍을 동기화할 수 있도록 방송되는 듀티 사이클 TDD 동기 신호를 생성하는 이동 통신 시스템을 개시한다. US 5,285,443에 정의된 바와 같이, 멀티 캐리어 시스템에서 동기 신호를 거쳐 TDD 프레임 타이밍을 전달하는 것은 상술한 지터 문제를 해결하지 못한다.

청구범위에서 사용되는 용어 '포함하는'은 그 후에 열거된 수단으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안되는 것에 유의해야 한다. 따라서, '수단 A 및 B를 포함하는 장치'의 표현의 영역은 구성 소자 A 및 B만으로 이루어지는 장치로 제한되어서는 안된다. 본 발명에 관련한 장치의 관련 구성 소자만이 A 및 B라는 것을 의미하는 것이다.

유사하게, 청구범위에 또한 사용되는 용어 '결합된'은 직접적인 접속에만 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, '장치 B에 결합된 장치 A'의 표현의 영역은 장치 A의 출력이 장치 B의 입력에 직접 접속되어 있는 장치나 시스템에 제한되어서는 안된다. 이는 A의 출력과 B의 입력 사이에 다른 장치나 수단을 포함하는 경로일 수 있는 경로가 존재하고 있다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 멀티 캐리어 통신 시스템의 부가의 선택적 특성을 청구범위 제2항에 기재한다.

따라서, 라인 종단과 네트워크 종단 사이에서 샘플 레이트를 전달하는 제1 파일럿 캐리어는 복수의 수신 캐리어를 보간함으로써 멀티 캐리어 수신기에서 구성될 수 있다. 이런 방법으로, 샘플 레이트 동기화에 미치는 간섭의 영향을 저감할 수 있다. 바람직한 구현시 보간 계수는 보간된 캐리어가 전달되는 신호 대 잡음 비율에 비례하는 가중치이다. 샘플 레이트 동기화를 위한 보간된 제1 파일럿 캐리어의 이용이 '멀티 캐리어 전송 시스템에서의 클럭 타이밍 에러를 결정하기 위한 방법 및 장치, 및 관련 동기화 유닛'으로 표제된 유럽 특허 출원 EP 0 903 897에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 멀티 캐리어 통신 시스템의 다른 부가의 선택적 특징을 청구범위 제3항에 기재한다.

따라서, 샘플 레이트를 전달하는 제1 파일럿 캐리어와 TDD 프레임 타이밍을 전달하는 제2 파일럿 캐리어를 임의 추출할 수 있고, 이로 인해 본 발명에 따른 멀티 캐리어 수신기의 일부를 형성하는 이퀄라이저가 계속 조절된 상태로 할 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 캐리어 통신 시스템의 또 다른 선택적 특징을 청구범위 제4항에 정의한다.

따라서, 제1 및 제2 파일럿 캐리어의 임의 추출 대신에, 데이터가 제1 및 제2 파일럿 캐리어 상에서 변조될 수 있어, 본 발명에 따른 멀티 캐리어 수신기의 이퀄라이저가 계속 조절되게 할 수 있고, 더욱 샘플 레이트와 TDD 프레임 레이트를 전달하는 데에 사용되는 파일럿 캐리어가 데이터의 일부를 지니기 때문에 통신 매체의 유효 대역폭을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 외 다른 목적 및 특징은 첨부한 도면과 관련한 다음의 실시예의 설명을 참조하여 잘 이해될 것이다.

도 1은 라인 종단 VDSL_LT 및 네트워크 종단 VDSL_NT을 포함하는 본 발명에 따른 멀티 캐리어 통신 시스템의 실시예를 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 라인 종단 VDLS_LT에 결합된 본 발명에 따른 멀티 캐리어 송신기의 실시예의 기능 블럭도.

도 3은 도 1에 도시된 통신 시스템의 네트워크 종단 VDLS_NT에 결합된 본 발명에 따른 멀티 캐리어 수신기의 실시예의 기능 블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>

VDSL_LT : 라인 종단

VDSL_NT : 네트워크 종단

ROT : 위상 로우터

IFFT : 역고속 푸리에 변환기

T/S : 트림/스트레치 (trim/stretch) 유닛

DAC : 디지털-아날로그 변환기

PLL : 위상 동기 루프

φ : 위상 비교기

FILTER : 필터

DVCO : 디지털 전압 제어 발진기

도 1은 중앙 사무실에 위치한 라인 종단 VDSL_LT 및 소비자 가택에 위치한 네트워크 종단 VDSL_NT를 포함하는 VDSL (초고속 디지털 가입자 라인)을 나타낸다. 이 VDSL (초고속 디지털 가입자 라인) 시스템에서는, 디지털 데이터가 디스크리트 멀티 톤 변조 (DMT)를 이용하여, 시분할 듀플렉스 (TDD) 방식으로 양방향으로 전달된다. 라인 종단 VDSL_LT 및 네트워크 종단 VDSL_NT는 한 세트의 직교 캐리어 상에서 데이터를 변조하고 이들 캐리어를 하류측 시간 프레임 및 상류측 시간 프레임 동안 각각 전송한다. 라인 종단 VDSL_LT은 샘플 레이트를 네트워크 종단 VDSL_NT에 전달하도록 제1 파일럿 캐리어를 그리고 TDD 프레임 레이트를 네트워크 종단 VDSL_NT에 전달하도록 제2 파일럿 캐리어를 이용한다. 이를 행하는 방법을 상세히 설명하기 위해서, 라인 종단 VDSL_LT의 전송부와 네트워크 종단 VDSL_NT의 수신부를 도 2 및 도 3에서 각각 상세히 도시한다.

도 2에 도시한 라인 종단 VDSL_LT은, 도 2에 도시하지 않은 데이터 입력 단자와 전화선에 접속된 출력 단자 사이에 결합된, 위상 로우터 ROT, 역고속 푸리에 변환기 IFFT, 트림/스트레치 (trim/stretch) 유닛 T/S 및 디지털-아날로그 변환기 DAC의 캐스캐이드 접속을 포함한다. 라인 종단 VDSL_LT에 결합된 위상 동기 루프 PLL은 외부 TDD 프레임 타이밍 입력으로 작용하는 제1 입력 단자, 트림/스트레치 유닛 T/S의 출력이 피드백 결합되어 있는 제2 입력 단자, 위상 로우터 ROT의 제1 제어 단자에 접속된 제1 출력 단자 및 위상 로우터 ROT의 제2 제어 단자와 트림/스트레치 유닛 T/S의 제어 단자에 접속된 제2 출력 단자를 갖는다. 위상 동기 루프 PLL은 그 입력 단자와 그 출력 단자 사이에 위상 비교기 φ, 필터 FILTER 및 디지털 전압 제어 발진기 DVCO의 캐스캐이드 접속을 포함한다.

라인 종단 VDSL_LT의 위상 동기 루프 PLL은 외부 TDD 프레임 타이밍 신호, 에를 들어 SDH (동기 디지털 계층) 클럭 신호나 GPS (글로벌 위치 결정 시스템) 클럭 신호나 이들의 유도체와, 트림/스트레치 유닛 T/S의 출력에서의 제2 파일럿 캐리어 사이의 위상차를 결정한다. 이 위상차로부터, 이 위상차가 계수한 샘플 주기량을 나타내는 위상 에러 τ가 생성된다. 이 위상 에러 τ의 소수부 τ_f는 위상 로우터 ROT의 제1 제어 단자에 공급되는 반면, 이 위상 에러 τ의 정수부 τ_i는 위상 로우터 ROT의 제2 제어 입력과 트림/스트레치 유닛 T/S의 제어 단자에 공급된다. 위상 에러 τ의 정수부 τ_i는 값 -1, 0, 또는 1을 가질 수 있다는 것에 주의한다. 로우터 ROT 및 트림/스트레치 유닛 T/S는 제2 파일럿 캐리어의 위상을 외부 TDD 프레임 타이밍 신호의 것으로 고정하는 역할을 가지므로 제2 파일럿 캐리어의 평균주파수 f_mean,k2, 즉 다수의 DMT (디스크리트 멀티 톤) 심볼에 대한 제2 파일럿 캐리어의 평균 주파수는 TDD 프레임 주파수의 부분이 된다. 따라서, n과 m이 두 양의 정수이고, k2가 제2 파일럿 캐리어의 인덱스이고, f_F가 TDD 프레임 주파수일 때 n.f_mean,k2=m.f_F가 된다. 정수부 τ_i가 0을 유지하는 한, 트림/스트레치 연산은 전혀 실행되지 않는다. 이 때 위상 로우터 ROT는 제2 캐리어를 ±2πk₂τ_f라디안 만큼 회전시키고 (여기에서 k2는 라인 종단 VDSL_LT와 네트워크 종단 VDSL_NT 사이의 전송에 사용되는 전체 세트의 캐리어에서의 제2 파일럿 캐리어의 인덱스 수를 나타냄), 그 외 모든 캐리어는 변하지 않게 한다. + 또는 - 부호가 회전에 사용되는지의 여부는 제2 파일럿 캐리어의 위상 대 외부 TDD 프레임 타이밍 신호의 위상의 전진이나 지연에 따라 좌우된다. 정수부 τ_i가 -1 또는 1이 되는 경우, 트림/스트레치 유닛 T/S는 샘플을 삭제하거나 복제한다. 또한 위상 로우터 ROT는 제2 파일럿 캐리어를 ±2πk₂τ_f라디안 만큼 그리고 그 외 다른 캐리어를 ±2πk₂τ_i라디안 만큼 회전시키고 (k는 각 캐리어의 인덱스 번호를 나타냄), 후자의 동작이 제2 파일럿 캐리어를 제외한 모든 캐리어에 대해 트림/스트레치 유닛 T/S로부터 샘플 제거나 복제를 보상하므로, 이들 캐리어가 라인 종단 VDSL_LT를 변하지 않고 남게 한다. 역고속 푸리에 변환기는 멀티 캐리어 신호의 주파수 도메인 표현을 시간 도메인 표현으로 변환하는 것으로, DMT (디스크리트 멀티 톤) 변조기에서 잘 알려진 구성 소자이다. 조정된 제2 파일럿 캐리어를 포함하는 타임/스트레치 유닛 T/S의 출력에서의 디지털 멀티 캐리어 신호는 디지털-아날로그 변환기 DAC에 의해 유사하게 만들어진다. 이 멀티 캐리어 신호의 모든 캐리어는 직교하며 샘플링 레이트의 부분인 순간 주파수를 갖는다. 따라서 제2 파일럿 캐리어의 순간 주파수 f_inst,k2는 샘플 레이트의 부분이 되므로

N.f_inst,k2=k₂.f_S가 되고,

여기에서 N은 캐리어의 전체수이고 f_S는 샘플 주파수나 샘플 레이트이다. 각 캐리어의 주파수가 다음 수식

N.f_inst,k1=k₁.f_S

을 만족하기 때문에, 다른 캐리어는 제1 파일럿 캐리어, 예를 들어 라인 종단 VDSL_LT 및 네트워크 종단 VDSL_NT 사이의 샘플 레이트를 전달하는 캐리어로서 선택될 수 있다.

여기에서, k1은 라인 종단 VDSL_LT 및 네트워크 종단 VDSL_NT 사이의 전송에 사용되는 전체 세트의 캐리어에서 제1 파일럿 캐리어로 선택된 캐리어의 인덱스를 나타내고, f_inst,k1은 이 제1 파일럿 캐리어의 순간 주파수를 나타낸다. 다르게는, 제2 파일럿 캐리어를 포함하지 않는 다수의 캐리어의 선형 조합도 라인 종단 VDSL_LT와 네트워크 종단 VDSL_NT 사이에서 샘플 레이트를 전달하는 제1 파일럿 캐리어로서 작용할 수 있다. 샘플 레이트를 어느 캐리어나 어느 조합의 캐리어로부터 유도하는지를 결정하는 것은 네트워크 종단 VDSL_NT의 수신기에 따라 좌우된다.

도 3에 도시된 네트워크 종단 VDSL_NT는 전화선에 접속된 입력 단말에 결합된, 아날로그-디지털 변환기 ADC, 스킵/듀플리킷 (skip/duplicate) 유닛 S/D, 고속 푸리에 변환기 FFT, 제2 위상 로우터 ROT2 및 제1 위상 로우터 ROT1의 캐스캐이드 접속을 포함한다. 제1 위상 로우터 ROT1의 출력에는, 제1 위상 비교기 φ1, 제1 필터 FILTER1 및 제1 디지털 전압 제어 발진기 DVCO1로 이루어지는 제1 위상 동기 루프 PLL1, 및 제2 위상 비교기 φ2, 제2 필터 FILTER2, 및 제2 디지털 전압 제어 발진기 DVCO2로 이루어지는 제2 위상 동기 루프 PLL2가 결합되어 있다. 제1 디지털 전압 제어 발진기 DVCO1의 정수 출력 τ_i ¹은 스킵/듀플리킷 유닛 S/D의 제어 단자에 피드백 결합된다. 제1 디지털 전압 제어 발진기 DVCO1의 소수 출력 τ_f ¹은 제1 위상 로우터 ROT1의 제어 단자에 피드백 결합되어 있다. 제2 디지털 전압 제어 발진기 DVCO2의 정수 출력 τ_i ²은 스킵/듀플리킷 유닛 S/D 및 제2 위상 로우터 ROT2의 제어 단자에 피드백 결합되어 있다. 제2 디지털 전압 제어 발진기 DVCO2의 소수 출력 τ_f ²은 제2 위상 로우터 ROT2의 제어 단자에 피드백 결합되어 있다.

네트워크 종단 VDSL_NT에 의해 수신된 아날로그 멀티 캐리어 신호는 아날로그-디지털 변환기 ADC에 의해 샘플링된다. 고속 푸리에 변환기 FFT는 멀티 캐리어 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다. 스킵/듀플리킷 유닛 S/D와 결합한 제1 위상 로우터 ROT1는 라인 종단 VDSL_LT의 송신기와 네트워크 종단VDSL_NT의 수신기 사이의 샘플 레이트 차를 보상한다. 게다가, 제1 위상 동기 루프 PLL1 (예를 들어, 제1 위상 비교기 φ1, 제1 필터 FILTER1, 및 제1 디지털 전압 제어 발진기 DVCO1)는 제1 파일럿 캐리어로부터 수신기 샘플 클럭의 많은 샘플 주기로서 표현되는 샘플 레이트 타이밍 에러 τ¹를 생성한다. 제1 위상 동기 루프는 제1 파일럿 캐리어와 제1 예측 파일럿 캐리어 사이의 위상차를 측정한다. 최종 위상차는 라인 종단 VDSL_LT와 네트워크 종단 VDSL_NT 사이의 샘플 클럭 타이밍 에러를 측정한 값이다. 이 제1 위상 에러 τ¹의 정수부 τ_i ¹는 제1 디지털 전압 제어 발진기 DVCO1의 정수 출력을 거쳐 스킵/듀플리킷 유닛 S/D에 공급되는 한편 제1 위상 에러 τ¹의 소수부 τ_f ¹는 제1 디지털 전압 제어 발진기 DVCO1의 소수 출력을 거쳐 제1 위상 로우터 ROT1에 제어 신호로서 공급된다. 제1 위상 로우터 ROT1은 모든 캐리어를 ±2πk₂τ_f ¹라디안 만큼 회전시키고, 여기에서 k는 각 캐리어의 인덱스를 나타낸다. 제1 위상 에러 τ¹의 정수부 τ_i ¹가 -1 또는 1이면, 스킵/듀플리킷 유닛 S/D는 샘플을 삭제하거나 복제한다. 제1 위상 동기 루프 PLL1의 제어하에서 송신기와 수신기 사이의 샘플 레이트 차를 보상하는 제1 위상 로우터 ROT1 및 스킵/듀플리킷 유닛 S/D의 동작은 상기 언급한 유럽 특허 출원 번호 EP 0 820 171에서 상세히 설명되어 있다. 스킵/듀플리킷 유닛 S/D와 결합한 제2 위상 로우터 ROT2는 라인 종단 VDSL_LT의 위상 로우터 ROT 및 트립/스트레치 유닛 T/S이 제2 파일럿 캐리어에 미치는 영향을 보상한다. 게다가, 제2 위상 동기 루프 PLL2 (즉, 제2 위상 고정 비교기 φ2, 제2 필터 FILTER2, 및 제2 디지털 전압 제어 발진기 DVCO2)는 수신기 샘플 클럭의 많은 샘플 주기로서 표현되는 제2 파일럿 캐리어의 위상 에러 τ²를 생성한다. 제2 위상 에러 τ²의 정수부 τ_i ²는 제2 디지털 전압 제어 발진기 DVCO2의 정수 출력을 거쳐 스킵/듀플리킷 유닛 S/D 및 제2 위상 로우터 ROT2에 제어 신호로서 공급되는 한편, 제2 위상 에러 τ²의 소수부 τ_f ²는 제2 디지털 전압 제어 발진기 DVCO2의 소수 출력을 거쳐 제2 위상 로우터 ROT2에만 제어 신호로서 공급된다. 제2 위상 에러 τ²의 정수부 τ_i ²가 0을 유지하는 한, 스킵/듀플리킷 동작은 필요하지가 않다. 제2 로우터 ROT2 위상은 제2 파일럿 캐리어를 ±2πk₂τ_f ²라디안 만큼 회전시키고, 그 외 모든 캐리어를 그대로 남긴다. 제2 위상 에러 τ²의 정수부 τ_i ²가 -1 또는 1이 되자마자, 스킵/듀플리킷 유닛 S/D는 샘플을 삭제하거나 복제한다. 제2 로우터 ROT2는 이제 제2 파일럿 캐리어를 ±2πk₂τ_f ²라디안 만큼 회전시키고 그 외 모든 캐리어를 ±2πkτ_i ²라디안 만큼 회전시키고, 여기에서 k는 각 캐리어의 인덱스를 나타낸다. 제2 위상 로우터 ROT2의 후자의 동작은 제2 파일럿 캐리어를 제외한 모든 캐리어에 대해 스킵/듀플리킷 유닛 S/D의 샘플 삭제나 복제를 보상하므로 제2 파일럿 캐리어를 제외한 모든 캐리어가 스킵/듀플리킷 유닛 S/D 및 제2 위상 로우터 ROT2의 조합에 의해 변하지 않고 유지되게 한다. 결론적으로, 제2 파일럿 캐리어는 위상 로우터 ROT와 트립/스트레치 유닛 T/S에 의해 송신기에 채용되므로 그 평균 주파수 f_mean,k2가 TDD 프레임 주파수 f_F를 나타내게 되고, 위상 로우터 ROT와 트림/스트레치 유닛 T/S의 영향이 제2 로우터 ROT2와 스킵/듀플리킷 유닛 S/D에 의해 수신기에서 상쇠되게 된다. 수신된 제2 파일럿 캐리어로부터 네트워크 종단 VDSL_NT는 TDD 프레임 타이밍을 유도할 수 있으므로 네트워크 종단 VDSL_NT는 라인 종단 VDSL_LT와 TDD 동기되게 된다. 제2 파일럿 캐리어가 (인입되는 멀티 캐리어 신호를 샘플하도록 수신기에서 사용되는) 샘플 레이트를 복구하는 데에 사용되지 않기 때문에, TDD 프레임 타이밍에 대한 지터나 노이즈가 다른 캐리어는 아니고 제2 파일럿 캐리어에만 영향을 미치게 된다. 샘플 레이트 및 TDD 프레임 타이밍은 라인 종단 VDSL_LT로부터 네트워크 종단 VDLS_NT로 서로 독립적으로 전달되게 된다.

디스크리트 멀티 톤 변조 대신에, 다른 멀티 캐리어 변조 기술을 본 발명이 적용 가능한 시스템에 응용할 수 있다. 예를 들어 지퍼 (Zipper) 기술이나 OFDM (직교 주파수 분할 멀티플렉싱) 기술이 디지털 데이터를 갖는 한 세트의 캐리어를 변조하는 데에 사용되고 있는 시분할 듀플렉스 (TDD)계 시스템에서는, 그 외 다른것에 직교하는 제1 파일럿 캐리어가 샘플 레이트 동기의 목적으로 할당될 수 있으며, 그 외 다른 것에 직교하는 제2 파일럿 캐리어가 TDD 프레임 레이트 동기의 목적으로 할당될 수 있다.

또한 샘플 레이트와 TDD 프레임 레이트가 상기 기술된 실시예에서 중앙 사무실의 라인 종단 VDSL_LT로부터 소비자 가택의 네트워크 종단 VDSL_NT로 전달되고 있지만, 샘플 레이트와 TDD 프레임 레이트가 네트워크 종단 VDSL_NT에서 라인 종단 VDLS_LT으로도 전달될 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 본 발명의 응용은 이들 두 대안에만 제한되는 것이 아니다.

트위스트 페어 전화선을 통한 전송에 사용되는 VDSL (초고속 디지털 가입자선)에 대해서 참조되고 있지만, 당업자라면 시분할 듀플렉스 (TDD) 방식으로 데이터 전송에 멀티 캐리어 라인 코드가 사용된다면, ADSL (비동기 디지털 가입자선), SDSL (동기 디지털 가입자선) 시스템, HDSL (초고속 가입자선) 시스템 등과 같은 다른 DSL (디지털 가입자선), 또는 케이블계, 파이버계나 무선계 통신 시스템에도 본 발명이 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

또한, 본 발명의 실시예는 기능적 블럭으로 설명되고 있는 데에 주의해야 한다. 전자 장치를 설계하는 기술의 당업자라면 이들 블럭의 기능적 설명으로부터 이들 블럭을 공지된 전기적 구성 소자를 제조하는 실시 방법이 자명하게 될 것이다. 기능적 블럭의 내용에 대한 상세 구조에 대해서는 설명하지 않았다.

본 발명의 원리는 특정 장치에 관련하여 상기 설명되었지만, 이 설명은 예시적인 것이지 본 발명의 영역을 제한하고자 함이 아니라는 것이 이해되어야 한다.

Claims

데이터가 시분할 듀플렉스 방식으로 양방향 전송되고, 순간 주파수가 제1 송수신기 (VDSL_LT)의 샘플 레이트의 부분이며 멀티 캐리어 통신 시스템에 사용되는 다른 캐리어에 직교하는 제1 파일럿 캐리어가 전달되어 제2 송수신기 (VDSL_NT)가 상기 샘플 레이트를 복구할 수 있도록 하는 멀티 캐리어 통신 시스템에 있어서,

평균 주파수가 시분할 듀플렉싱 프레임 레이트의 부분이며 상기 멀티 캐리어 통신 시스템에 사용되는 다른 캐리어에 직교하는 제2 파일럿 캐리어는, 상기 제1 송수신기 (VDSL_LT)로부터 상기 제2 송수신기 (VDSL_NT)에 전달되어 상기 제2 송수신기 (VDSL_NT)가 상기 시분할 듀플렉싱 프레임 레이트를 복구할 수 있도록 하는 - 상기 제2 파일럿 캐리어는 제1 파일럿 캐리어와 다름 - 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 파일럿 캐리어는 복수의 캐리어를 보간함으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 통신 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 파일럿 캐리어 및/또는 상기 제2 파일럿 캐리어는 임의 추출되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 통신 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 파일럿 캐리어 및/또는 상기 제2 파일럿 캐리어는 데이터 변조되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 통신 시스템.
순간 주파수가 샘플 레이트의 부분이며 송신기 (VDSL_LT)에 의해 전송되는 다른 캐리어에 직교하는 제1 파일럿 캐리어를 생성하는 제1 파일럿 캐리어 생성 수단 (IFFT, DAC); 및

상기 제1 파일럿 캐리어 생성 수단 (IFFT, DAC)에 결합되어 상기 제1 파일럿 캐리어를 전송하는 제1 파일럿 캐리어 전송 수단

을 포함하는 시분할 듀플렉싱 시스템에 사용하기 적합한 멀티 캐리어 송신기 (VDSL_LT)에 있어서,

평균 주파수가 시분할 듀플렉싱 프레임 레이트의 부분이며 상기 송신기에 의해 전송된 다른 캐리어에 직교하는 제2 파일럿 캐리어를 생성하는 제2 파일럿 캐리어 생성 수단 (ROT, IFFT, T/S, DAC, PLL) - 상기 제2 파일럿 캐리어는 상기 제1 파일럿 캐리어와 다름 -; 및

상기 제2 파일럿 캐리어 생성 수단 (ROT, IFFT, T/S, DAC, PLL)에 결합되어 상기 제2 파일럿 캐리어를 전송하는 제2 파일럿 캐리어 전송 수단

을 더 포함하는 멀티 캐리어 송신기 (VDSL_LT).
순간 주파수가 송신기 샘플 레이트의 부분이며 멀티 캐리어 수신기 (VDSL_NT)에 의해 수신된 다른 캐리어에 직교하는 제1 파일럿 캐리어를 수신하는 제1 파일럿 캐리어 수신 수단 (ADC, S/D, FFT, ROT1, PLL1)

을 포함하는 시분할 듀플렉싱 시스템에 사용하기 적합한 멀티 캐리어 수신기 (VDSL_NT)에 있어서,

평균 주파수가 시분할 듀플렉싱 프레임 레이트의 부분이며 상기 멀티 캐리어 수신기 (VDSL_NT)에 의해 수신된 다른 캐리어에 직교하는 제2 파일럿 캐리어를 수신하는 제2 파일럿 캐리어 수신 수단 (ADC, S/D, FFT, ROT2, ROT1, PLL1, PLL2) - 상기 제2 파일럿 캐리어는 상기 제1 파일럿 캐리어와 다름 -

을 더 포함하는 멀티 캐리어 수신기 (VDSL_NT).