KR20020016764A - 로버스트 전송 모드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 전송 시스템(10)에 있어서의 OFDM 심벌 내의 데이터에 시간 및 주파수 다양성 모두와 더불어 여분을 제공하기 위한 방법에 관한 것이다. 전송측(12) 상에서, OFDM 심벌 내의 캐리어 상으로 변조될 엔코드된 데이터는 인터리버 메모리(20) 내에 엔코드된 데이터를 저장하고, 인터리버 메모리(20)로부터 엔코드된 데이터의 복수의 사본을 판독함으로써 인터리브되므로, 엔코드된 데이터 사본은 시간상 비연속적인 심벌 상으로, 주파수상 인접하지 않은 캐리어 상으로 분산된다. 수신측(14) 상에서는 OFDM 데이터의 복수의 사본이 수신되고, 위상 노이즈 계산이 복수의 사본을 하나(메트릭 또는 위상각 형태중의 하나)로 결합하기 위해 사용된다. 결합된 사본으로부터, OFDM 데이터를 디코딩하는데 사용되는 단일 메트릭값이 생성된다.

Description

로버스트 전송 모드{ROBUST TRANSMISSION MODE}
OFDM 데이터 전송 시스템의 기술 분야에 잘 알려진 문제는 전송 채널 상에 오류를 돌발시킬 수 있고, 종종 주파수 선택선 페이딩의 원인이 되는 스프레드를 지연시킬 수 있는 임펄스 노이즈의 문제이다. 이러한 문제를 처리하기 위해, 종래의 시스템은 인터리빙 기술과 함께 순방향 오류 정정(FEC) 코딩을 활용해왔다. FEC 코딩은 검출 및 정정될 코드 워드 내에 하나 이상의 오류를 인에이블 하는 패리티 데이터를 부가한다. 인터리빙은 시간 및 주파수 다양성을 달성하기 위해 전송에 앞서 코드 워드 데이터의 블록 내의 코드 워드 비트를 다시 정리한다.
비록 종래 인터리빙 기술이 OFDM 데이터 전송 상의 임펄스 노이즈 및 스프레드 지연의 효과의 일부를 최소화 할 수 있을지라도, 전송된 OFDM 데이터 심벌 상의 오랜 노이즈 결과를 초래할 수 있는 임펄스 노이즈 및 주파수 부재(不在)의 조합의 충격을 완화시킬 수 없다.
본 발명은 OFDM (Orthogonal FDM; 직교 주파수 분할 다중)데이터 전송 시스템에 관련된 것이다.
OFDM은 스프레드 스펙트럼 기술이며 가능한 전송 채널 대역폭은 서로 겹치거나(overlapping) 직교하는 다수의 분리된 채널 또는 캐리어로 세분된다. 데이터는 미리 결정된 지속 기간을 갖는 심벌의 형태로 전송되고, 소수의 캐리어 주파수를 포함한다. 이러한 OFDM 심벌 캐리어를 통해 전송되는 데이터는 2상 편이 변조(BPSK)또는 직교 위상 편이 변조(QPSK)와 같은 종래 방식을 사용하여 진폭 및/또는 위상이 엔코드 및 변조될 수 있다.
도 1은 OFDM 심벌 내의 데이터를 전송하기 위한 송신기 및 OFDM 심벌 내의 데이터를 수신하기 위한 수신기를 구비하는 데이터 전송 시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 송신기 내에 데이터를 저장하기 위한 인터리버를 도시한 도면.
도 3은 인터리빙 처리 과정의 흐름도.
도 4는 도 3의 인터리빙 처리 과정 동안의 4 개의 연속하는 데이터 사본 판독을 예시한 도면.
도 5는 도 1에 도시한 수신기 복조기에 의해 생성된 소프트한 결정 변환값의 표이다.
도 6은 도 1에 도시한 수신기의 디인터리버의 출력을 제어하기 위한 제어기의 계략도.
도 7은 도 3의 인터리빙 과정에 의해 생성된 사본을 디인터리빙 및 결합하는 과정을 도시한 도면.
도 8a, 8b는 도 6의 제어기에 의해 실행되는 BPSK 위상 노이즈 및 QPSK 위상 노이즈 계산을 각각 예시한 도면.
도 9는 도 7에 도시한 캐리어 및 심벌 양쪽 모두에 걸쳐 실행된 것을 평균하는 위상 노이즈 축적 부분을 예시한 도면.
도 10은 캐리어 및 심벌 위상 노이즈 평균값을 토대로 디인터리버 출력 사본에 제공될 가중치를 결정하기 위한 가중치 표를 예시한 도면.
도 11은 도6의 제어기에 의해 실행되는 비트 메트릭 변환을 예시하는 도면.
도 12는 제머 임계값 검출을 위해 변경된, (도 7의) 처리 과정을 결합한 처리 과정을 도시한 도면.
본 발명의 한 형태에 있어서, 전송 채널을 통한 전송을 위해 연속적인 OFDM 심벌의 패킷 내의 OFDM 심벌의 캐리어 상으로 변조될 엔코드된 데이터는 엔코드된 데이터의 사본을 생성하기 위해 삽입되고. 이것은 시간상, 연속적인 OFDM 심벌의 패킷 내의 비연속적인 OFDM 심벌 상에 분산되고, 주파수상 인접하지 않은 캐리어 상에 분산된다.
본 발명의 다른 형태에 있어서, 전송 채널로부터 수신된 OFDM 데이터는 더 확고한 데이터 전송을 위해 처리된다. OFDM 데이터의 다수의 사본은 전송 채널로부터 수신되고, 이 다수의 사본은 적합한 시간 및 주파수에서 분산된다. 다수의 사본을 위한 위상 각 정보는 OFDM 데이터를 디코드 하는데 사용될 단일 메트릭값을 생성하기 위해 결합된다.
본 발명의 실시예는 하나 이상의 후속되는 특징을 포함할 수 있다.
인터리빙은 엔코드된 데이터를 인터리버 메모리 내에 행단위로 저장하는 것과, 인터리버 메모리로부터 엔코드된 데이터를 열(column)단위로 판독하는 것을 포함하며, 인터리버 메모리 내에 저장된 엔코드된 데이터는 n개의 연속적인 시간에 판독된다.
엔코드된 데이터 판독은 각 n 개의 연속적인 판독의 첫 번째 열판독 이외의 모두에 대한 오프셋 및 n 개의 연속적인 판독의 첫 번째 이외의 모두에 대한 다른 부가적인 오프셋을 포함할 수 있다.
위상각 정보는 4개의 사본 각각에 대한 메트릭값을 포함할 수 있다. 대안으로서, 위상각 정보는 위상각 표시값을 포함할 수 있다.
데이터 사본을 위한 표시값은 다음 방법과 결합될 수 있다. 위상 노이즈 값은 데이터 사본을 위한 위상각 표시로부터 계산된다. 가중치는 계산된 위상 노이즈 값을 토대로 위상각 표시값에 제공된다. 가중치가 부여된 위상각 표시값은 합산되고 단일 메트릭값으로 변환된다.
메트릭값 사본이 사용된다면, 그 후 이 메트릭값 사본은 다음 방법과 결합된다. 다수의 사본의 위상각은 메트릭값으로 변환된다. 위상 노이즈 값은 데이터 사본을 위한 위상각으로부터 계산된다. 가중치는 선택되고, 계산된 위상 노이즈 값을 토대로 메트릭값에 제공되며, 가중치가 부여된 메트릭값은 합산된다.
대안으로서 메트릭값 사본은 합계를 산출하기 위해 메트릭값을 합산하고, 단일 메트릭값과 같은 평균 메트릭값을 계산하기 위해 합계를 사용함으로써 결합될 수 있다.
또 다른 대안에 있어서, 메트릭값 사본을 결합하는 것은 메트릭값 중의 하나를 선택하는 것을 포함할 수 있다.
결합 처리 과정의 어느 하나에 있어서, 사본의 진폭은 방해 전파 검출 임계값과 비교될 것이고, 비교 결과는 결정된 가중치를 번복하는데 사용되어 최소 가중치가 사본을 위한 메트릭값 또는 위상 표시값에 제공되게 한다.
본 발명의 기술은 여러 이점을 제공한다. 이것은 여분의 레벨을 제공하고, 여분의 레벨과 주파수 및 시간 다양성을 결합한다. 따라서, 각 데이터 비트는 각 심벌에 있어서 주파수 대역에 걸쳐 그리고 시간에 있어서 전송된 심벌에 걸쳐 고르게 분배되고, 여분의 데이터의 최고의 사본이 사용될 수 있으므로, (스프레드 지연에 의한) 노이즈 발생 또는 해를 끼치는 삭제의 결과인 데이터 손실을 복구할 큰 가능성이 있다. 이 기술은 또한 사본들을 단일 사본으로 결합하기에 앞서 사본들에 다르게 가중치를 부여하기 위해 위상 노이즈를 사용한다. 작은 위상 노이즈를 갖는 강한 캐리어는 더 무겁게 가중치가 부여된다. 그러므로, 비록, 극단적으로 노이즈가 심한 환경에 있을 지라도 전송은 전체적으로 더 믿음직하다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 후속되는 상세한 설명 및 청구 범위에 의하여 더욱 명백하게 될 것이다.
도 1을 참조하면, 데이터 전송 시스템(10)은 데이터 전송 채널(16)에 의해 상호 접속된 송신기(12) 및 수신기(14)를 포함한다. 송신기(12)는 엔코더(18), 인터리버(20), 변조기(22)를 포함한다. 수신기(14)는 복조기(24), 디인터리버(26), 디코더(28), 제어기(30)를 포함한다. 사용하는 동안, 데이터는 엔코더(18)의 입력에 제공된다. 엔코더(18)는 순방향 오류 정정 코드 내의 데이터를 엔코드하고 엔코드된 데이터를 인터리버(20)에 기록한다. 어떤 알려진 순방향 오류 정정 코드는, 예컨대, 본 목적에 사용될 수 있는 콘벌루션 코드이다. 변조기(22)는 인터리버(20)로부터 엔코드된 데이터를 판독하고 엔코드된 데이터를 종래의 OFDM 변조 기술에 따라 OFDM 심벌 내의 캐리어 상에 변조시킨다. 이러한 변조 기술들은 결부되어 있거나 또는 차이를 나타낼 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 변조 형태는 2 상 편이 변조(BPSK)이거나 또는 직교 위상 편이 변조(QPSK)일 수 있다.
복조기(24)는 전송 채널(16)로부터 수신된 OFDM 심벌을 복조하고 각 심벌의 각 캐리어 내의 데이터의 위상 각을 메트릭값으로 변환한다. 위상각의 메트릭값으로의 변환 기능은 도면 내에 참조번호 31로 표시되어 있다. 복조기(24)는 메트릭값을 디인터리버(26) 내에 저장한다. 디코더(28)는 메트릭값을 디인터리버(26)로부터 판독하고 이 메트릭값을 디코딩 목적으로 사용한다. 디코더(28)는 엔코더(18)로부터 디코더(28)로의 전송 동안 발생하는 비트 오류를 정정한다. 기술된 실시예에 있어서, 디코더(28)는 비터비 디코더(Viterbi decoder) 및/또는 리드 솔로몬 디코더(Reed-Solomon decoder)를 포함할 수 있다. 오류 정정 코드는 비트 오류가 심벌 도처에 균일하게 분포되도록 발생하는 바와 같이 발생되며 주파수 캐리어는 쉽게 정정될 수 있다. 연속적인 심벌 내의 연속적인 비트의 수 또는 근접 주파수가 부정확한 버스트 오류는 보다 덜 손쉽게 정정될 수 있다.
비록 예시된 복조기가 메트릭값으로의 변환을 실행할지라도, 복조기는 위상각 표시를 생성할 수 있고, 기술되는 바와 같이 메트릭값으로 나중에 변환하기 위해 위상각 표시를 디인터리버 내에 저장할 수 있다. 위상각 표시는 기대값으로부터 각도 수로 환산한 위상각으로 표시될 수 있다(예컨대 0°또는 180°).예로서, BPSK 변조된 데이터에 대하여, 0과 2π사이의 값을 갖는 수신된 위상각(AR)은, AR이 π보다 큰 경우, AR이 π또는 2π-AR-(π/2)보다 작거나 같다면AR-( π/2)의 위상각 표시값으로 표시될 수 있다. 여기서 사용된 "위상각 정보"라는 통상적인 어구는 메트릭값 또는 위상각 표시값 중의 하나로 지칭될 것이다.
여전히 도 1을 참조하면, 제어기(30)는 전송 채널(16), 디인터리버(26) 및 디인터리버(26)의 출력 측면의 수신기에 결합되어 있다. 제어기(30)의 기능성은 후에 도 6을 참조하여 상세히 기술된다. 간결함 및 명쾌함을 위하여, 본 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 OFDM 송신기 및 수신기의 상세한 설계 및 본 발명의 전송 모드의 이해에 관련되지 않는 것은 여기서 대부분 생략되었다.
도 2를 참조하면, 인터리버(20)는 M 열(32) 및 N 열(34)의 행/열 인터리버 메모리이다. 바람직한 실시예에 있어서, M=40 이고 N=84 이다. 데이터는 비트를 다시 정리하기 위해 약간의 크기의 편이와 함께 행단위로 저장되고 열단위로 판독된다. 행번호(어드레스; J)는 아래의 식에 따라 계산되고, 여기서 K는 행번호이고 P는 오프셋 매개변수(오프셋 매개변수에 의해 표시된 크기에 의해 열비트가 편이된다), N은 행의 총수 (또는 선택가능한 메모리 위치)이다.
예로서, K=2, P=8, N=84 이면, 행 2에 대한 행판독은 열 9에서 개시될 것이다.
예시된 실시예에 있어서, 인터리버(20)는 두 개의 다른 모드인 표준 전송 모드 및 로버스트 전송 모드에서 동작 가능하다. 표준 전송 모드에 있어서, 인터리버(20)는 전송될 40개의 OFDM 심벌을 단일 패킷 또는 데이터 블록 내에 저장하고, 후속되는 방법으로 처리된다. 기록 연산 동안, 엔코더(18)는 12비트의 엔코드된 데이터를 행 0에서 시작되는 연속되는 행 안에 기록한다. 12비트 워드의 가장 낮은 중요한 비트(LSB)는 첫 번째로 입력된 엔코드된 데이터이다. 판독 연산 동안, 변조기(22)는 이전 열의 개시행에 8을 더함으로써 오프셋 p=8을 사용하여 개시하는 각각 연속되는 열판독으로 행 0에서 개시하는 열로써 판독된다. 20 비트 워드의 LSB는 첫 번째로 입력된 변조된 데이터일 것이다. 디코더(28)에 의한 정정을 허용하기에 충분히 멀리 떨어져 분산되는 어느 한쪽의 도메인 내의 블록 오류를 허용하는, 전술한 기술은 시간 및 주파수 양쪽에서의 데이터 스프레딩을 제공한다.
로버스트 전송 모드에 있어서, 인터리버(20)는 12개 대신 10개의 열(0에서 9)을 사용한다. 행의 수는 OFDM 심벌에 대한 사용 가능한 캐리어의 수와 같다. 인터리버(20)는 40개 대신 10개의 OFDM 심벌을 저장하고, 40개의 심벌 패킷을 생성하기 위해 4개의 연속하는 시각을 판독한다.
로버스트 모드 동안, 그리고 도 3에 도시한 바와 같이, 로버스트 모드의 인터리버 처리 과정(40)은 표준 전송 모드 동안과 같은 방법으로 인터리버(20)를 채움으로써 개시된다. 즉, 이것은 엔코드된 데이터(FEC 코드 워드)를 행단위로 저장한다[단계(42)]. 판독 연산 동안, 변조기(22)는 이전 열의 개시 행에 오프셋 8을 부가한 각각 연속하는 열판독으로 인터리버(20)로부터 데이터의 제1 사본을 행단위로 판독한다[단계(44)]. 인터리버(20)는 4개의 연속하는 시각을 온전히 그대로 판독한다. 이것은 제1 패스 상의 행 0에 대해 개시한다. 제2 사본은 (사용 가능한 캐리어의 수)*1/4 과 같은 행번호에서 개시하여 판독된다. 제3 패스 상에서, 제3 사본은 (사용 가능한 캐리어의 수)*1/2 과 같은 행번호에서 개시하여 판독된다. 제4 판독(최종)에서, 개시 행번호는 (사용 가능한 캐리어 수)*3/4 과 같다[단계(50)].
판독 및 기록의 기교를 제어하기 위한 인터리버 제어 회로는 잘 알려져 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 이러한 제어 회로는 예시된 실시예에서 가정된바와 같이 엔코더(18) 및 변조기(22)에 포함될 수 있고, 인터리버(20) 자신 내에 또는 분리된 제어 유닛 내에 귀속될 수 있다.
도 4를 참조하면, 4개의 판독 데이터 사본(60)이 도시되었다. 4개의 데이터 사본(60)은 제1 데이터 사본(62a), 제2 데이터 사본(62b), 제3 데이터 사본(62c), 제4 데이터 사본(62d)을 포함한다. 제1 데이터 사본(62a)에 있어서, 제1 판독 데이터 비트는 행 0에 대응한다. 제2 데이터 사본(62b)에 있어서, 1/4 행/어드레스 천이를 사용하여 제1 판독 데이터 비트는 행 21에 대응한다. 제3 데이터 사본(62c)에 있어서, 1/2 행/어드레스 천이를 사용하여 제1 판독 데이터 비트는 행 번호 42에 대응한다. 마지막 사본(62d)에 있어서, 제1 판독 데이터 비트는 행 번호 63에 대응하고, 이것은 3/4*(84행)과 같은 천이를 반영한다. 제1 데이터 사본의 열1 내지 열 9 내에 나열된 비트는 최초 8 비트 천이의 결과라는 것을 도면에서 볼 수 있다. 데이터 사본 2 내지 4에 있어서, 제1 열 후 각 행 내에 나열된 비트는 부가적인 오프셋(데이터 사본 2에 대해 1/4*84, 데이터 사본 3에 대해 1/2*84, 데이터 사본 4에 대해 3/4*84) 만큼 8비트 천이된 결과이다.
그러므로, 전술한 인터리빙 처리 과정은 데이터 비트 사본이 주어진 심벌 또는 인접한 심벌 상의 인접 캐리어 상으로 변조되지 않는 것을 보장한다. 오히려, 사본은 성공적인 디코딩을 보장하도록, 시간 및 주파수상 균일하게 분산된다. 한편 여분의 데이터는 균일하게 분산될 필요가 없으므로, 오히려 더 큰 데이터 사본 간격은 전송을 더욱 확고하게 할 것이다.
어떤 사용 가능한 캐리어를 디스에이블 하는 것이 필요하거나 바람직할 수 있는 바와 같이, 예컨대, 전송이 다른 RF 서비스의 주파수 대역을 간섭하지 않도록 84개의 캐리어 중의 하나 이상을 디스에이블하는 것이 필요할 것이고, 인터리버 천이 메커니즘은 다른 수의 사용 가능한 캐리어에 대해 조정 가능하다. 사용 가능한 캐리어의 수가 83개이면, 이를테면, 1/4 오프셋은 모두 84개의 캐리어에 대해 21행 천이가 사용되는 대신 20행 천이를 요구하고, 천이 메커니즘은 그에 따라서 조정될 것이다.
바람직하게, 로버스트 모드는 표준 전송 모드 보다 낮은 데이터 속도를 가지므로, 이것의 용도는 높은 신뢰도를 요구하는 특정 통신 환경에 한정될 것이다. 예컨대, 로버스트 모드는 특히 브로드캐스트 전송 모드에 사용하기에 아주 적합할 것이다. 이 브로드캐스트 전송 모드 내에서 전송 노드는 각각에 및 모든 수신 노드에 조화될 수 없는데 그 이유는 각각의 이러한 노드는 다른 채널을 갖고 이러한 채널들은 주파수 대역의 다른 부분 내에 주파수 널(null)을 가질 수 있기 때문이다. 다른 용도는 전력선을 거쳐 통신하는 노드 사이의 초기 접촉을 확립하는 것일 것이다. 이러한 초기 설정 동안, 전송 노드는 어떤 채널이 전송 노드를 수신 노드에 접속하는지 알지 못하고, 그러므로 수신기가 들을 수 있는 모드 내에서 전송할 것이다. 그러나, 송신자는 로버스트 모드가 채널의 백분율을 매우 높게 사용할 수 있는 바와 같은 로버스트 모드에서 항상 전송하기를 원하지 않을 수 있다. 그러므로, 다른 노드가 채널을 사용할 수 있도록 전송 노드의 목적은 가능한 한 가장 높은 데이터 속도로 옮겨진다. 수신기와의 초기 통신이 확립될 때까지 전송 노드는 전송 속도가 얼마인지 알지 못할 것이다.
엔코더(18)는 변조기(22)가 임의의 데이터를 전송 채널(16)을 통해 수신기(14)에 전송하기 전에 인터리버(20)를 완벽하게 채울 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 복조기(24)는 변조된 캐리어를 변조기(22)에 의해 사용된 변조 기술에 적합한 방식을 사용하여 복조한다. 복조기(24)의 위상각 대 메트릭 변환 함수(31)는 전송된 캐리어 데이터의 각 비트에 대한 위상각으로부터 0 내지 7의 3 비트 소프트 결정값을 생성하며, 이것은 "1"을 표시하는 7 및 "0"을 표시하는 0을 사용하여 "0" 또는 "1" 비트의 확률을 나타낸다. 위상차는 다음 식에 의해 결정된다.
여기서 Dk는 Kth(K 번째) 캐리어 위상차, θk는 현 심벌의 Kth캐리어 위상,Ψk는 이전 심벌의 Kth캐리어 위상, 2π라디안은 최대 위상값 이다. 위상차 Dk는 0 - 127 포인트의 값으로 변환된다(2π= 128). Dk는 그 후 단일 소프트 결정 변환을 참조하기 위해 변조 형태에 의존한 양에 의해 오프셋된다. 도 5에 도시한 표를 참조하면, (0-127의 값을 갖는 Kth캐리어에 대한) 오프셋 위상차 Pk는 3 비트 소프트 결정값으로 맵핑된다(또한 "비트 메트릭"값으로 지칭됨).
도 1의 디인터리버(26)는 각 데이터 비트에 대한 3 비트 소프트 결정값을 수신한다. 모든 3 비트 결정값은 그룹으로 인터리브된다. 인터리버를 기록하기 위한 방법은 디인터리버를 판독하기 위해 적용하고, 인터리버를 판독하는 방법은 디인터리버를 기록하기 위해 적용한다. 기록 연산은 판독 연산 동안 인터리버에 적용되는 것의 역 알고리즘을 사용한다.
도 6을 참조하면, 제어기(30)은 위상 노이즈(PN) 계산 유닛(70), 캐리어 위상 노이즈(PNc) 메모리(72a), 심벌 위상 노이즈(PNs) 메모리(72b)를 포함하는 위상 노이즈 메모리(72), 74a-74d에 대응하는 선택기(1 내지 4)를 각각 포함하는 선택 로직, 76a 내지 76d에 대응하는 가중치표(1 내지 4)를 포함하는 가중치 룩업표 로직을 포함한다. 제어기(30) 내에 더 포함되는 것은 곱셈기(78a - 78d), 덧셈 유닛(80), 변환 유닛(82)이다. 또한, 디코더(84) 및 RAM 어드레스 디코더(86)를 포함하는 디코더 로직을 더 포함한다.
4 개의 전송된 사본에 대한 메트릭값을 단일 메트릭값으로 결합하는 과정은 제어기(30)에 의해 실행되고, 도 7의 흐름도 내에 예시된다. 도 6 및 7을 참조하면, 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 OFDM 심벌이 전송 채널(16)로부터 수신되는 바와 같이(단계 92) 각 OFDM 심벌 내의 각 캐리어의 위상을 감시한다. 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 다음 단계들을 실행함으로써 각 캐리어 및 각 심벌에 관련된 위상 노이즈를 계산한다(단계 94). i)위상 노이즈 추산(단계 96), ii) 추산된 위상 노이즈를 축적 및 평균함(단계 98 및 100), iii) 임계값을 비교/변환(단계 102). 단계 96의 위상 노이즈 추산은 BPSK 또는 QPSK 어느 한쪽에 대해 실행될 수 있다. 즉, 어떤 변조 형태이든지 변조기로 사용될 수 있다. BPSK에 대해, 2진수 1은 0 위상 전송의 원인이 되며, 2진수 0은 Π위상 전송의 원인이 된다. BPSK가 단지 ("1" 및 "0"에 대응하는) 두 개의 상태만을 보내는 바와 같이, 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 샘플이 기대되는 1 및 0 값으로부터 얼마나 멀리 있는지를 측정한다.
변조기로부터 수신된 위상은 대응하는 위상각 샘플을 제공하기 위해 정반대로 변환된다. 샘플에 대한 배치 그래프는, 0 에서 127(또는 0에서 255) 포인트로서 표현되는 0 에서 2Π라디안을 사용하여 2 진수 형태로 표시될 수 있다. 주어진 샘플 X에 대하여, 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 상기 샘플의 캐리어 주파수에 대한 위상 노이즈 추정값을 계산한다. 그 후, 각 심벌은 물론 각 캐리어 주파수에 대해 계산된 위상 노이즈 값의 평균을 계산한다. 평균은 다음과 같이 표현될 수 있다.
여기서 Y1 = ｜Y-(Π/2)｜이고 Y = mod [X+(Π/2); Π]이다. 값 Y1은 위상 노이즈이고 이상적인 기대되는 변조값으로부터 포인트의 수로 표현되며, 이것은BPSK가 0 또는 Π인 경우이고, 0 또는 Π상태는 노이즈가 없음을 나타낸다.
위상각은 0 과 127 (또는 0 과 255) 사이의 위상 수와 같은 2진수 형태로 표시된다. 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 위상수 Y의 계수, 예컨대 64(또는 32)를 생성하고, y/2 포인트를 가산하며, X+(y/2) mod y를 구한다. 그 다음 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 결과가 항상 -y/2 와 +y/2 사이의 값이 되도록 y/2를 차감한다. 일단 위상 노이즈 계산 유닛(70)이 상기 값의 절대값을 얻으면, 배치의 제1 4분원 내(0 ∼ y/2)에 놓인다.
BPSK 에 대한 예시적인 위상 노이즈 계산이 도 a 내에 도시되었다. 도시된 예의 배치 그래프에 있어서, 128 포인트에 대응하는 2진수 값으로서 2Π라디안이 표시되었다. 예컨대, 80개의 위상 수를 갖는 샘플에 대한 계산은, 112의 합계를 만들기 위해 32를 가산하고, (112 mod 64)를 계산한다. 그러므로, 수학식 3을 참조하면, Y는 48과 같고, Y1은 (48-32) 또는 16 포인트의 절대값과 같다.
유사한 위상 노이즈 계산이, Π/2 간격이 떨어진 4개의 상태(또는 위상)를 사용하는 QPSK 에 대해 실행될 수 있다. 전형적인 QPSK 위상 노이즈 평가가 도 8b에 예시되었다.
식(3) 및 (도 7의) 단계(100)의 위상 노이즈 평균은 캐리어, 심벌 또는 양쪽 모두의 함수로서 위상 노이즈에 대해 계산될 수 있다. 캐리어 위상 노이즈 평균, PNc 을 계산하기 위해, 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 모든 심벌에 대해 주어진 캐리어에 대한 캐리어 값을 축적하고, 심벌의 총수로 나눈다. 기술한 실시예에 있어서, OFDM 패킷 내의 심벌의 총수는 40개이다. 그러므로, PNc는 디인터리버 내에 저장된 비트 메트릭과 관련된 데이터의 전체 블록을 위한 캐리어의 평균 위상 노이즈이다. 부가적으로, 심벌 위상 노이즈 평균, PNs 에 대하여, 심벌 내의 모든 캐리어에 걸친 위상 노이즈는 축적되고 캐리어의 총수로 나누어진다(즉, 84). PNs 값은 캐리어 위상 노이즈가 (PNc와 관련하여) 어떻게 심벌에서 심벌로 변하는지의 표시를 제공한다. 그러므로, 결합은 각각의 심벌을 기초로 주어진 캐리어에 대한 신호대 잡음(S/N)의 합당한 평가를 제공한다.
도 9를 참조하면, 시간에 걸쳐, 그리고 심벌에 의해 주어진 캐리어 주파수에 대한 위상 노이즈 값의 축적(또는 합계)이 (도 7의 단계 98)에 도시되었다. 각 캐리어에 대한 위상 노이즈값(104)은 합계, SUM(PNC(M))(108)을 제공하기 위해 40개의 OFDM 심벌에 걸쳐 각 캐리어에 대한 위상 노이즈값을 합산함으로써 축적된다. 여기서 M은 0에서 83 까지의 캐리어 중의 하나이다. 이와 유사하게, 위상 노이즈 값은, 합계, SUM(PNS(N))(110)을 제공하기 위해 총 84 개의 캐리어(104)에 대해 위상 노이즈 값을 합산함으로써 각 OFDM 심벌(106)에 대해 축적된다. 여기서 N은 0에서 40 까지의 심벌 중의 하나이다. 그러므로, 심벌 축적 또는 합계의 총 수는 40이다. 전송에 사용되지 않은 어떤 캐리어도 합계에서 제외된다.
계산된 위상 노이즈 평균(PNc 및 PNs 값)은 (도 6의) 각각의 메모리 72a 및 72b에 저장된다. 도 7로 돌아가서, 일단 (단계 100에서) 위상 노이즈 평균이 계산되면, 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 위상 노이즈 평균 임계값 비교/변환(단계 102)을 실행한다. 즉, 각 캐리어 위상 노이즈 평균 PNc 는 PNc를 3개의 상태 또는 값, 0, 1 또는 2중의 하나(2 비트)로 변환하기 위해 두 개의 임계값 "C1" 및 "C2"와 비교된다. 각 상태는 샘플 품질의 다른 임계값 레벨을 나타낸다. 0 값은 "나쁨", 1값은 "보통", 2값은 "양호"에 대응한다. 마찬가지로, 각 PNs는 PNs를 상기와 같은 세 개의 값 중의 하나로 변환하기 위해 두 개의 임계값 "S1" 및 "S2" 와 비교된다. 이와 함께, PNs 및 PNc에 대한 2 비트 값은 4비트 선택값을 형성하고 이것은 디코드 유닛(84)의 제어 하에서, 디인터리버 내에 저장된 (데이터 비트 사본 중의 하나와 관련된) 비트 메트릭값에 대한 가중치를 선택하기 위해 가중치표(76a-d) 중의 대응하는 하나에 선택기(74a-d)중의 적절한 선택기에 의해 제공된다(단계 112).
디코더 유닛(84)은 각 비트 번호 및 비트 사본 번호에 대한 캐리어 번호 및 심벌 번호를 유도한다. 디코더 유닛(84)은 선택으로서 각각의 선택기(74a - 74d)에 선택기가 대응하는 비트 사본에 대한 캐리어 번호 및 심벌 번호를 제공한다. 예컨대, 비트 사본 1이 심벌 1의 캐리어 1에 전송된다면, 비트 1 및 캐리어 1을 제1 선택기(74a)에 제공하는 것이, 제1 가중치표(76a)에의 입력으로서 캐리어 1에 대한 PNc 및 심벌 1에 대한 PNs 에 대해 2 비트 값을 선택하기 위해 공급된다. 이와 유사하게, 비트 사본 2가 심벌 11의 캐리어 21에 전송된다면, 비트 2 및 캐리어 21을 제2 선택기(74b)에 제공하는 것이, 제2 가중치표(76b)에 입력으로서 캐리어 21에 대한 PNc 및 심벌 11에 대한 PNs 에 대해 2 비트 값을 선택하기 위해 작동된다. 선택은 비트 사본 3 및 4에 대하여 유사한 형태로 그들의 대응하는 선택기(74c 및 74d)를 통하여 이루어진다.
디코드 유닛(84)에 의해 제공된 캐리어 및 심벌 번호는, 디인터리버(26)로부터 적절한 비트 메트릭값을 복구하는 램 어드레스 디코더(86)에 의해 또한 사용될수 있다.
가중치 선택은 도 10의 가중치 룩업 표 및 아래의 표 1을 참조하여 더 기술된다. 도 10 및 표 1을 참조하면, 4비트의 선택값은 S2(bit 3), S1(bit 2), C2(bit 1), C1(bit 0)의 형태이다. 대응하는 가중치에의 그들의 논리적인 표현에 따르는 선택값의 맵핑은 다음과 같다.
선택 로직 표현 가중치
1X1X S2C2 1
1X01 S2C2'C1 3/4
1X00 S2C2'C1' 1/2
011X S2'S1C2 3/4
0101 S2'S1C2'C1 1/2
0100 S2'S1C2'C1' 1/4
001X S2'S1'C2 1/2
0001 S2'S1'C2'C1 1/4
0000 S2'S1'C2'C1' 1/8
도 10에 도시한 가중치 표는, 입력으로서 각각의 5개의 가중치 값과 출력으로서 (선택값에 의해 선택되는) 선택된 가중치를 갖는 5:1 멀티플렉서 내에서 실행된다.
각각의 4개의 사본에 대한 디인터리버로부터의 각 메트릭값 사본 판독은 곱셈기(78a-78d) 중의 대응하는 하나에 의한 [가중치표(76a-76d) 중의 대응하는 하나에 의해 제공된) 가중치 값에 의해 증배된다(단계 114). 4개의 가중치가 매겨진 메트릭값은 변환 유닛(82)에 의해 "새로운" 3비트 메트릭값으로 변환되는(단계 118) 결합된 10 비트 메트릭값을 생성하기 위해(단계 116) 덧셈 유닛(80)에 의해 함께합산된다. 그 후, "새로운" 메트릭값은 디코더(28)에 의해 처리된다.
그러므로, 전술한 기술은 메트릭 사본에 다르게 가중치를 부여하는 위상 노이즈 계산을 사용한다. 적은 위상 노이즈를 갖는 사본 샘플은 많은 위상 노이즈를 갖는 사본 샘플보다 더 무겁게 가중치가 부여된다.
복조기에 의해 생성되는 최초 3 비트의 새로운 3 비트 값으로의 완벽한 변환을 도 11에 도시한다. 첫 번째로, 도 6에는 비록 도시되지 않았지만, 3 비트 메트릭값은 디인터리버의 판독 출력인 5 비트 값으로 변환된다. 다음으로, 8비트로 가중치가 부여된 값을 생성하기 위해 적절한 가중치 부여가 5 비트 값에 제공된다. 4개의 가중치가 부여된 값이 함께 합산된다. 10 비트 합계는 트렁케이트(truncate)되고 플로어(floor)되어 6 비트 값이 된다. +4 값이 6 비트 값에 가산되고 그 다음 이 값은 한정 또는 포화되고 0 에서 7 범위의 3 비트 값으로 떨어진다. 비트 메트릭값은 다시 한번 비터비 디코더에 의해 사용될 수 있는 형태로 된다.
바람직하게, 전술한 바와 같은 제어기(30)는 4개의 사본의 전송된 캐리어 심벌의 진폭을 수신하고, 캐리어 샘플 사본의 진폭이 최소 재머 검출 임계 레벨을 초과한 경우 (사본 1 내지 4에 각각 대응하는 출력신호 89a 내지 89d 로서 총괄적으로 도시된) 각각의 4 개의 사본에 대한 분리 번복 신호를 생성할 수 있는 재머 임계값 검출 유닛(88)을 포함하도록 변경될 수 있다. 최소 재머 검출 임계 레벨이 초과된 경우, 번복 신호는 최소 가중치("1/8")에 대응하는 사본을 위한 가중치 표의 출력을 강요함으로써 전술된 PNc/PNs 선택에 의해 선태된 가중치를 번복한다.
재머 임계값 검출기(120)와의 사본 결합 과정(즉, 4개의 전송된 사본에 대한메트릭값을 단일 메트릭값으로 합체하는 과정) 이 도 12의 흐름도 내에 도시되었다. 도면을 참조하면, 제어기(30)는 도 7의 단계 92부터 112까지를 실행한다(단계 122). 제어기(30)는 또한 각 캐리어 샘플의 진폭을 수신하고(단계 124), 이들 진폭을 미리 결정된 재머 검출 임계값과 비교한다(단계 126). 미리 결정된 재머 검출 임계값을 초과하면, 제어기(30)는 (도 7의) 단계 112에서 선택된 가중치를 (단계 130의) 최소 가중치로 바꾸기 위해 캐리어 샘플이 대응하는 사본에 대한 번복 신호를 생성한다. 임계값을 초과하지 않으면, 제어기는 도 7의 단계 114로 진행된다. 즉, 이 단계는, 각 사본에 대해 (도 7의 단계 112에서) PNc/PNs에 의해 선택된 가중치를 전술된 바와 같은 대응하는 메트릭값 사본에 제공한다. 만일 제어기가 위상 노이즈 계산과 동시에 단계 124부터 130까지를 실행할 수 있고, 가중치 선택과 관련되었다는 것을 인식할 수 있다면, 번복 신호가 생성되는 한 적절한 시간에 대응하는 가중치 표의 출력을 제어하기 위해 이용할 수 있다.
그밖의 실시예
본 발명이 상세한 설명과 결부하여 설명되었고, 그것에 대하여, 전술한 설명은 예시를 위한 것이며 본 발명의 영역을 제한하기 위한 것이 아니며, 그 영역은 첨부된 청구 범위의 영역에 의해 규정됨을 이해할 수 있을 것이다. 다른 실시예는 후속되는 청구 범위의 영역 내에 포함된다.
예컨대, 위상 노이즈 계산 유닛(70)은, 4개의 값을 합산하고 그 합계를 평균을 계산하는데 사용하기 위한 결합 유닛, 또는 4개의 값(사본)들로부터 최상의 캐리어를 선택하기 위한 선택기(예컨대, 멀티플렉서)를 단순히 포함할 수 있다.
또 다른 대안의 실시예에 있어서, 위상 노이즈 계산 유닛(70)은 심벌 및 캐리어에 대한 S/N 비를 추정하기 위해 PNc 및 PNs 값을 사용할 수 있고, 각각의 캐리어 또는 심벌이 얼마나 좋거나 나쁜지를 고려하는 새로운 비트 메트릭값에 도달하도록 S/N 비 추정을 토대로 한 룩업 표를 사용한다.
또 다른 대안의 실시예에 있어서, 복조기(24)는 사본을 메트릭값으로 변환하고 메트릭값 사본을 전술한 바와 같은 디인터리버에 저장하는 대신 디인터리버 내의 각각의 사본에 대한 위상각 표시를 저장할 수 있다. 이 실시예에 있어서, [도 1의 위상각 대 메트릭값 컨버터(31)에 대응하는] 위상각 대 비트 메트릭값 변환 함수는 덧셈 유닛(80)의 출력부에서 실행될 수 있다(도 6). 즉, 위상각 대 메트릭값 컨버터는 덧셈기(80)의 출력부로부터 결합된 가중치가 부여된 위상각 표시를 수신하고, 그 출력에 대한 메트릭값을 변환 유닛(82)의 입력부에 제공하도록, 덧셈 유닛(80) 및 변환 유닛(82)에 결합될 수 있다. 대안으로서, 위상각 대 메트릭값 변환은 컨버터 유닛(82) 내에 포함될 수 있다. 만일 또한 디인터리브된 메트릭값 사본 또는 위상각 표시값 사본을 제공하는 대신에 적절한 선택/제어 로직이 제공된다면, 아마, 시스템은 두 개의 분리된 컨버터를 하나는 복조기 내에, 하나는 덧셈 유닛(80)의 출력부에 포함하도록 실행될 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. OFDM(직교 주파수 분할 다중)심벌의 패킷 내의 캐리어 상으로 변조될 엔코드된 데이터를 인터리빙하는 방법에 있어서,
    시간상, OFDM 심벌 패킷 내의 비연속적인 OFDM 심벌 상에 분산되고, 주파수상, OFDM 심벌 패킷 내의 캐리어 중 비인접 캐리어 상에 분산되는 수신된 엔코드된 데이터의 복수의 사본을 생성하기 위해, 수신된 엔코드된 데이터를 인터리빙하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인터리빙하는 단계는
    엔코드된 데이터를 인터리버 메모리 내에 행단위로 저장하는 단계와,
    인터리버 메모리로부터 엔코드된 데이터를 열단위로 판독하는 단계를 포함하고,
    상기 인터리버 메모리 내에 저장된 상기 엔코드된 데이터는 n번 연속하여 판독되는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 판독하는 단계는
    n번의 연속적인 판독의 첫 번째 열 판독을 제외한 모두에 오프셋을 제공하는 단계와,
    n번의 연속적인 판독의 첫 번째를 제외한 모두에 다른 부가적인 오프셋을 제공하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 n은 4와 같은 것인 방법.
  5. 전송 채널을 통하여 전송된 OFDM 데이터를 처리하는 방법에 있어서,
    전송 채널로부터 시간 및 주파수 상에서 분산되는, OFDM 데이터의 복수의 사본을 수신하는 단계와,
    OFDM 데이터를 디코딩하는데 사용하기 위한 단일 메트릭값을 생성하기 위해 복수의 사본에 대한 위상 각 정보를 결합하는 단계
    를 포함하는 OFDM 데이터의 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위상 각 정보는 메트릭값이고, 상기 결합하는 단계는
    상기 복수의 사본의 위상각을 메트릭값으로 변환하는 단계와,
    상기 데이터 사본에 대한 위상각으로부터 위상 노이즈 값을 계산하는 단계와,
    상기 계산된 위상 노이즈 값을 토대로 가중치 부여를 선택하고, 상기 선택된 가중치 부여를 메트릭값에 제공하는 단계와,
    상기 가중치가 부여된 메트릭값을 합산하는 단계를 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 결합하는 단계는
    상기 메트릭값을 합산하여 합계를 생성하고, 이 합계를 이용하여 단일의 새로운 메트릭값으로서 평균 메트릭값을 계산하는 단계를 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 결합하는 단계는
    상기 메트릭값 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 위상각 정보는 위상각 표시이고, 상기 결합하는 단계는
    상기 데이터 사본에 대한 상기 위상각으로부터 위상 노이즈 값을 계산하는 단계와,
    상기 계산된 위상 노이즈 값을 토대로 가중치 부여를 선택하고, 상기 선택된 가중치 부여를 상기 위상각 표시에 제공하는 단계와,
    상기 가중치가 부여된 위상각 표시를 합산하는 단계와,
    상기 가중치가 부여된 위상각 표시를 단일 메트릭값으로 변환하는 단계를 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 복수의 사본의 진폭을 재머(Jammer) 검출 임계값과 비교하고, 상기 선택된 가중치 부여를 최소의 가중치 부여로 강제하기 위한 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 OFDM 데이터의 처리방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복수의 사본의 진폭을 재머 검출 임계값과 비교하고, 상기 선택된 가중치 부여를 최소의 가중치 부여로 강행하기 위한 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 OFDM 데이터의 처리 방법.
  12. 변조될 엔코드된 데이터를 연속하는 OFDM 심벌의 패킷 내의 캐리어 상으로 인터리빙하기 위한 장치에 있어서,
    엔코드된 데이터를 인터리버 내에 저장하기 위한 엔코더와,
    상기 엔코드된 데이터의 사본이 시간상 연속하는 OFDM 심벌의 패킷 내의 비연속적인 OFDM 심벌 상으로 분산되고, 주파수상 연속하는 OFDM 심벌의 패킷 내의 캐리어 중의 비인접 캐리어 상에 분산되도록 상기 인터리버로부터 상기 엔코드된 데이터의 복수의 사본을 판독하기 위한 변조기
    를 포함하는 인터리빙 장치.
  13. 전송 채널을 통하여 전송된 OFDM 데이터를 처리하기 위한 장치에 있어서,
    상기 전송 채널로부터, 시간 및 주파수상 분산되는, 상기 OFDM 데이터의 복수의 사본을 수신하기 위한 복조기와,
    상기 OFDM 데이터를 디코딩하는데 사용되는 단일 메트릭값을 생성하기 위해상기 복수의 사본에 대한 위상각 정보를 결합하는 제어기를 포함하는 OFDM 데이터의 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어기는
    상기 데이터 사본에 대한 위상각으로부터 위상 노이즈 값을 계산하기 위한 위상 노이즈 계산 유닛과,
    상기 계산된 위상 노이즈 값을 토대로 가중치 부여를 선택하고, 상기 선택된 가중치 부여를 상기 위상각 정보에 적용하기 위한 회로와,
    상기 가중치가 부여된 위상각 정보를 합산하기 위한 덧셈 유닛을 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 위상각 정보는 상기 복수의 사본의 위상각으로부터 상기 복조기에 의해 생성된 메트릭값을 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 위상각 정보는 위상각 표시를 포함하고, 상기 제어기는
    상기 합산되고 가중치가 부여된 위상각 정보를 단일 메트릭값으로 변환하기 위한 위상각 대 메트릭 컨버터를 더 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제어기는
    상기 메트릭값을 합산하여 합계를 생성하고, 이 합계를 이용하여 단일의 새로운 메트릭값으로서 평균 메트릭값을 계산하기 위한 결합 유닛을 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제어기는 상기 메트릭값 중의 하나를 선택하기 위한 선택기를 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 제어기는
    상기 복수의 사본의 진폭을 재머 검출 임계 레벨과 비교하고, 상기 선택된 가중치를 최소 가중치로 강제하기 위한 신호를 생성하는 재머 임계값 검출 유닛을 더 포함하는 것인 OFDM 데이터의 처리 장치.
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