KR20030082103A

KR20030082103A - 블루투스 시스템에서 ｏｆｄｍ 변복조를 이용한 기저대역변복조장치

Info

Publication number: KR20030082103A
Application number: KR1020020020653A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 정해원; 이형호
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-10-22
Also published as: KR100431202B1

Abstract

본 발명은 블루투스 시스템에서 고속의 가변 데이터 속도의 지원이 가능하도록 직교 주파수 분할 다중(OFDM;Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변복조 방식을 사용하여 기저대역 변복조를 수행하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 고속의 가변 데이터 속도로 데이터를 송수신하는 블루투스 시스템에서의 직교 주파수 분할 다중(OFDM)을 이용한 기저 대역 변복조장치에 있어서, 링크 매니저로부터 가변의 데이터 속도로 전송되는 데이터를 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식으로 변조하는 OFDM 변조부; 상기 링크 매니저에서 지정된 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 변조부를 제어하고 라디오 주파수(RF)의 출력파워를 제어하는 OFDM 변조제어부; 라디오 주파수로 수신된 OFDM 신호로부터 가변의 데이터 속도를 추출하고 상기 가변의 데이터 속도로 수신된 데이터를 OFDM 방식으로 복조하여 상기 링크매니저로 전송하는 OFDM 복조부; 및 상기 추출된 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 복조부를 제어하고 상기 데이터 속도를 상기 OFDM 변조부에서 사용된 데이터 속도와 비교하여 상기 OFDM 복조부의 전력소모를 줄이는 OFDM 복조제어부를 포함한다.

Description

블루투스 시스템에서 ＯＦＤＭ 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치{A Baseband Modem Apparatus Suitable for Bluetooth System by using OFDM Modem}

본 발명은 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 블루투스 시스템에서 고속의 가변 데이터 속도의 지원이 가능하도록 직교 주파수 분할 다중(OFDM;Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변복조 방식을 사용하여 기저대역 변복조를 수행하는 블루투스 시스템에서의 기저대역 변복조장치에 관한 것이다.

종래에는 블루투스 시스템에서 2.4GHz 대역에서의 RF(무선주파수) 모뎀방식의 FH(Frequency Hopping)방식이나 기저대역(baseband) 모뎀방식의 FSK(Frequency Shifting Keying)방식 또는 GFSK(Gaussian Frequency Shifting Keying)방식을 사용하고 있으나 이들 방식은 대역폭이 적을 뿐만 아니라 데이터 전송속도도 느려 고속으로 데이터를 송수신하고자 하는 요구를 충족시키지 못했다. 또한, 고정된 데이터 전송속도에서 기저대역 변복조가 실행되어 가변의 데이터 전송속도의 지원은 불가능하였다.

이와 같은 무선 데이터 통신방법은 여러 가지가 개시되어 있다. 그 일예로서, 대한민국 특허출원 제1999-0035610호에는 블루투스를 이용한 근거리 무선 통신방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 블루투스(bluetooth)를 이용한 컴퓨터와 그 주변장치간의 무선 인터페이스에 적용됨이 바람직한 근거리 무선 통신에 관한 것이나, 고속의 데이터 전송에 대한 요구를 해결하지는 못했다.

또한, 대한민국 특허출원 제2000-0066524호에는 단거리 무선 통신 네트워크에 포함된 복수의 장치들 사이에서 또는 이 통신 네트워크와 외부의 통신 네트워크 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 통신 제어장치 및 방법이 개시되어 있다. 상기 장치 및 방법에 개시된 블루투스 기술은 2.4GHz 주파수대의 라디오 주파수(RF)를 사용하고 FH(Frequency Hopping)시스템에 응하는 처리를 실행하여 장치들간에 데이터를 송수신하는 것으로서, 고속의 가변 데이터 전송속도의 지원에 대한 요구를 충족시키지 못했다.

따라서, 상기한 저속의 데이터 전송속도의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은, 블루투스 시스템에서 OFDM 변복조 방법을 사용하여 고속의 가변 데이터 전송속도를 지원하는 기저대역 변복조장치 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 부가적인 목적은 블루투스에서 고속의 데이터 송수신이 가능하도록 동적 대역폭 할당 및 동적 서브캐리어 수 할당을 지원하는 기저대역 변복조장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 OFDM 변복조 시스템의 일실시예에 따른 구성도.

도 2는 본 발명의 혼화기와 역혼화기의 일실시예에 따른 구성도.

도 3은 본 발명의 길쌈 부호기의 일실시예에 따른 구성도.

도 4는 도 1에 도시된 동기의 구성도.

도 5는 도 1에 도시된 비터비 복호기의 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 동적 대역폭 할당방식의 개념도.

도 7은 본 발명에 따른 동적 서브캐리어 수 할당방식의 개념도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 링크 매니저(link manager) 2 : OFDM 변조부

3 : OFDM 복조부 4 : 라디오 주파수(RF)부

200 : OFDM 변조제어부 201 : 혼화기

202 : 길쌈부호기 203 : 인터리버

204 : 매퍼 205 : IFFT 블럭

206 : 보호구간 삽입부 300 : OFDM 복조부

301 : 동기부 302 : FFT 블럭

303 : 등화기 304 : 파일롯 파워 추정부

305 : 디매퍼 306 : 디인터리버

307 : 비터비 복호기 308 : 역혼화기

401 : OFDM 심볼동기 획득부 402 : 주파수 옵셋 보상부

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서 본 발명은, 고속의 가변 데이터 속도로 데이터를 송수신하는 블루투스 시스템에서의 직교 주파수 분할 다중(OFDM)을 이용한 기저대역 변복조장치에 있어서,

링크 매니저로부터 가변의 데이터 속도(data rate)로 전송되는 데이터를 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식으로 변조하는 OFDM 변조부;

상기 링크 매니저에서 지정된 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 변조부를 제어하고 라디오 주파수(RF)의 출력파워를 제어하는 OFDM 변조제어부;

라디오 주파수로 수신된 OFDM 신호로부터 가변의 데이터 속도를 추출하고 상기 가변의 데이터 속도로 수신된 데이터를 OFDM 방식으로 복조하여 상기 링크매니저로 전송하는 OFDM 복조부; 및

상기 추출된 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 복조부를 제어하고 상기 데이터 속도를 상기 OFDM 변조부에서 사용된 데이터 속도와 비교하여 상기 OFDM 복조부의 전력소모를 줄이는 OFDM 복조제어부를 포함한다.

여기서, 상기 기저대역 변복조장치는 상기 링크 매니저에서 피코네트를 형성하는 슬레이브 단말기들 수의 증감에 따라 각 슬레이브 단말기들에게 대역폭을 동적으로 할당하여 가변의 데이터 속도를 지원한다. 또한, 상기 장치는 피코네트를 형성하는 슬레이브 단말기의 접속상태에 따라 상기 슬레이브 단말기들의 파워를 제어하며 OFDM의 서브캐리어의 수를 바꾸어 가변의 데이터를 송수신 가능한 동적 서브캐리어 수 할당 방식을 지원한다.

본 발명의 장점 및 특징들은 이하 발명의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고속의 가변 데이터 속도를 지원하기 위해 OFDM 변복조부를 제어하는 OFDM 변조제어부를 포함하는 기저대역 변복조장치와 상기 장치에서 동적으로 대역폭을 할당 및 동적으로 서브캐리어 수를 할당하는 것을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 OFDM 변복조 시스템의 일실시예에 따른 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 OFDM 변복조 시스템은, 링크 매니저(link manager;1), OFDM 변조부(2), OFDM 변조제어부(200), OFDM 복조부(3), OFDM 복조제어부(300) 및 라디오 주파수(RF)부(4)로 구성된다. 또한, 상기 OFDM 변조부(2)는 혼화기(201), 길쌈부호기(202), 인터리버(203), 매퍼(204), IFFT블럭(205) 및 보호구간 삽입부(206)로 구성되고 상기 OFDM 복조부(3)는 동기부(301), FFT블럭(302), 등화기(303), 파일롯파워 추정부(304), 디매퍼(305), 디인터리버(306), 비터비복호기(307) 및 역혼화기(308)로 구성된다.

상기 링크 매니저(1)는 송신할 데이터의 전송속도(data rate)를 설정하고 상기 데이터를 상기 OFDM 변조부(2)의 혼화기(201)로 전달한다. 상기 혼화기(201)에서 혼화된 데이터는 길쌈부호기(202)를 거쳐 인터리버(203)로 입력되고 상기 인터리버(203)에서 상기 데이터를 인터리빙을 한 후, 상기 링크 매니저(1)에서 정해진 데이터 속도에 따라 매퍼(204)에 의해 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quardrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quardrature Amplitude Modulation), 64QAM으로 맵핑된다. 이와 같은 과정을 통해 맵핑된 상기 데이터는 IFFT블럭(205) 및 보호구간 삽입부(206)를 거쳐 RF부(4)로 보내어진다.

하기 표 1과 표 2는 OFDM 변복조를 사용하는 블루투스 시스템에서 사용되는 파라메터의 일실시예를 나타낸 것으로서, 표 1은 데이터 속도에 따른 파라메터이고 표 2는 시간에 관련된 파라메터들이다. OFDM 심벌은 N개의 IFFT 블록(205)의 출력 값의 개수와 보호구간에 해당하는 샘플 값의 개수를 더한 값이다.

데이터 속도(Mbps)	매핑	부호율	서브캐리어당코딩된 비트수	OFDM 심벌당코딩된 비트수	OFDM 심벌당데이터 비트수	대역폭(MHz)
2.5	QPSK	1/2	2	20	10	5
5	16QAM	1/2	4	40	20
7.5	64QAM	1/2	6	60	30

파라미터	값
N_SD: 데이터 서브캐리어 수	10
N_SP: 파일럿 서브캐리어 수	2
N_ST: 전체 서브캐리어 수	12(N_SD+ N_SP)
ΔF : 서브캐리어 주파수 간격	0.3125MHz(=10MHz/32)
T_FFT: IFFT/FFT 주기	3.2 μs(1/ΔF)
T_SIGNAL: 시그널 필드 기간	4.0 μs(T_GI+ T_FFT)
T_GI: 보호구간 기간	0.8 μs(T_FFT/4)
T_SYM: 심벌 기간	4 μs(T_GI+ T_FFT)

도 1에 도시된 장치의 동작과정을 구체적인 실시예를 들어 설명한다.

상기 혼화기(201)는 상기 링크 매니저(1)에서 받은 데이터가 연속적인 같은 값을 갖는 것을 방지하기 위해 사용되며, 그 생성다항식의 일실시예를 하기 수학식1에 나타내며, 이를 도식화한 것을 도 2에 나타낸다.

S(X) = X⁷+ X⁴+ 1

상기 혼화기(201)를 통해 혼화된 데이터는 길쌈부호기(202)를 거치며 그 생성다항식의 일실시예를 하기 수학식 2에 나타내고 이를 도식화한 것을 도 3에 나타낸다.

LSB(Least Significant Bit) = 133₈

MSB(Most Significant Bit) = 171₈

본 발명에 따른 기저대역 변복조장치에서는 채널에 의해 발생되는 버스트 에러를 랜덤 에러로 바꾸기 위해 인터리버(203)를 사용한다. 상기 인터리버(203)를 거친 데이터는 후단의 매퍼(204)에서 데이터 속도에 따라 매핑되는데 이를 하기의 표 3, 표 4 및 표 5에 나타낸다. 먼저, 표 3은 QPSK 매핑의 일실시예를 나타내고 표 4는 16QAM 매핑의 일실시예를 나타내며, 표 5는 64QAM 매핑의 일실시예를 나타낸다.

또한, 상기 매핑된 데이터는 인페이즈 성분과 쿼드러쳐 성분으로 나뉘어지는데, 각각 송신되는 파워를 규준화하기 위해 규준화 팩터를 맵핑된 데이터에 곱하며그 값의 일실시예를 하기 표 6에 나타낸다.

입력비트 b0	인페이즈 성분	입력 비트 b1	쿼드러쳐 성분
0	-1	0	-1
1	1	1	1

입력비트 b0b1	인페이즈 성분	입력 비트b2b3	쿼드러쳐 성분
00	-3	00	-3
01	-1	01	-1
11	1	11	1
10	3	10	3

입력비트 b0b1b2	인페이즈 성분	입력비트b3b4b5	쿼드러쳐 성분
000	-7	000	-7
001	-5	001	-5
011	-3	011	-3
010	-1	010	-1
110	1	110	1
111	3	111	3
101	5	101	5
100	7	100	7

맵핑	KMOD
QPSK	1/sqrt(2)
16QAM	1/sqrt(10)
64QAM	1/sqrt(42)

이렇게 맵핑된 데이터는 IFFT블럭(205)의 10개의 서브캐리어 주파수에 할당되며 파일럿 신호는 상기 IFFT블럭(205)의 3번째와 -3번째 서브캐리어 주파수에 할당된다. 상기 IFFT블럭(205)을 거친 데이터는 16개의 인페이즈 성분과 쿼드러쳐성분으로 나오는데 16개의 값 중에서 마지막 4개 값을 복사하여 IFFT블럭(205)을 거친 데이터 앞에다 복사함으로써 보호구간을 삽입한다(206). 따라서 하나의 OFDM 심벌간격은 4 마이크로 초가 되며 OFDM 심벌 당 샘플개수는 20개이다.

OFDM 변조제어부(200)는 상기 OFDM 변조부(2)에서 가변의 데이터 송신에 필요한 블록들을 제어한다. 상기 OFDM 변조제어부(200)는 상기 링크 매니저(1)에게 데이터를 받기 위한 제어신호(tx_ready)를 전달한다. 상기 제어신호 tx_ready는 '1' 과 '0'의 값을 가지는데, 상기 링크 매니저(1)는 제어신호 tx_ready가 '1'인 동안에만 상기 OFDM 변조부(2)에 데이터를 보낸다. 상기 OFDM 변조제어부(200)는 데이터 속도에 따라 OFDM 심벌당 데이터 비트수 동안만 tx_ready가 '1'의 값을 갖도록 생성한다. 또한 상기 OFDM 변조제어부(200)는 데이터 속도에 관한 정보를 매퍼(204)와 인터리버(203)에 알려줌으로써 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 변조부(2)가 동작되도록 한다. 따라서, 상기 OFDM 변조제어부(200)는 상기 링크 매니저(1)에서 설정된 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 변조부(2)의 동작을 제어함으로써 상기 가변의 데이터 속도를 갖는 데이터를 OFDM 변조하도록 하고 이에 따라 고속의 가변 데이터 속도를 지원하는 것이 가능하다.

이하에서는 도 1에 도시한 OFDM 복조부(3)에 대하여 설명한다.

수신된 OFDM 신호는 RF부(4)를 통과한 후 OFDM 복조부(3)의 동기부(301)에 입력된다. 상기 동기부(301)를 통과한 데이터는 FFT블럭(302)을 거친 후, 후단의등화기(303)를 통과한다. 상기 등화기(303)를 통과한 데이터는 데이터 속도에 따라 디매퍼(305)에서 디맵핑이 되고 디인터리버(306)에 의해 디인터리빙된다. 상기 디인터리버(306)를 거친 데이터는 비터비 복호기(307)를 통과한 후 역혼화기(308)에 입력된다. 역혼화된 데이터는 상기 링크 매니저(1)로 전송된다. 상기 과정들을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

상기 RF부(4)의 독립적인 오실레이터 때문에 주파수 옵셋이 발생하므로 수신된 OFDM 신호의 주파수 옵셋을 보상해주어야 한다. OFDM 복조부(3)의 동기부(301)의 구성은 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 동기부(301)의 구성은 주파수 옵셋을 보상하는 주파수 옵셋 보상부(402)와 OFDM 심벌동기를 획득하는 OFDM 심벌동기 획득부(401)를 가진다.

상기와 같이 주파수 옵셋이 보상된 데이터는 상기 고속 푸리에 변환(FFT)블럭(302)에서 보호구간을 제거한 후 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 수행하게 된다. 이렇게 FFT된 데이터는 등화기(303)로 입력된다. 상기 등화기(303)는 각 서브캐리어의 주파수에 해당하는 채널을 추정한다. 상기와 같이 추정된 채널값을 이용하여 상기 등화기(303)의 입력신호에 곱함으로써 채널을 보상한다. 상기 등화기(303)를 거친 데이터는 디매퍼(305)로 보내지며 파일롯 심볼은 파일롯 파워 추정부(304)로 보내진다. 파일롯 파워 추정부(304)는 수신된 파일롯 심볼의 파워를 계산하여 현재 무선 채널의 환경을 추정하며 이를 바탕으로 접속상태(link quality)를 판단한다. 상기 디매퍼(305)에서 디맵핑된 데이터는 디인터리버(306)로 입력된다. 상기 디맵퍼(305)와 상기 디인터리버(306)는 수신된 데이터 속도에 따라동작된다. 상기 디인터리버(306)를 통과한 데이터는 비터비 복호기(307)로 입력된다. 상기 비터비 복호기(307)의 구성은 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 비터비 복호기(307)는 채널상의 오류를 검출하고 정정해주는 역할을 하며 경성판정과 연성판정으로 구성되며, 그 구성은 BM(Branch Metric)부(502), ACS(Add Compare Select)부(503), TB(Trace Back)부(505), 메모리부(504), LIFO(Last In First Out)부(506), 제어부(501)로 구성된다. 상기 비터비 복호기(307)를 거친 데이터는 역혼화기(308)를 거친다. 상기 역혼화기(308)의 생성다항식의 일실시예는 상기 수학식 1과 같다.

OFDM 복조제어부(300)는 상기 OFDM 복조부(3)를 제어하며 상기 동기부(301)로부터 OFDM 심벌의 시작을 알려주는 시작신호(rx_start)를 입력받아 FFT블럭(302)에 알려준다. 상기 FFT블럭(302)은 시작신호 rx_start를 입력받아 보호구간의 4개 샘플값을 제외한 나머지 16개 샘플값을 가지고 FFT를 수행한다. 또한, 상기 OFDM 복조제어부(300)는 데이터 속도에 따라 동작되는 디매퍼(305)와 디인터리버(306)를 제어한다. 그리고 상기 OFDM 복조제어부(300)는 수신된 OFDM 신호의 데이터 속도가 OFDM 변조부(2)에서 사용된 데이터 속도에 해당되지 않을 경우 상기 OFDM 복조부(3)의 전력소모를 줄이기 위해 상기 OFDM 복조부(3) 중에서 동기부(301)를 제외한 나머지 블록의 동작을 중지시키는 제어신호를 상기 링크 매니저(1)에게 알려주는 역할을 한다. 상기 동기부(301)는 다음 패킷의 검출을 위해 항상 동작되어야 한다.

상기 역혼화기(308)에 의해 역혼화된 데이터는 OFDM 복조제어부(300)에 입력되며 상기 OFDM 복조제어부(300)는 데이터 속도에 따라 OFDM 심벌당 데이터 비트수동안만 '1'인 값을 갖도록 하는 제어신호(rx_ready)를 생성한다. OFDM 복조 제어부(300)는 제어신호 rx_ready와 데이터 비트를 함께 상기 링크 매니저(1)로 전송하며, 상기 링크 매니저(1)는 제어신호 rx_ready가 '1'인 동안에만 상기 OFDM 복조 제어부(300)로부터 비트를 입력받는다. 따라서, 상기 OFDM 복조제어부(300)는 수신된 OFDM 신호의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 복조부(3)의 동작을 제어하여 가변의 데이터 속도를 갖는 데이터를 복조하고 이에 따라 고속의 가변 데이터 속도를 지원하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 동적 대역폭 할당방식의 개념도의 일실시예를 도시한 것이다. 도 6(a)는 블루투스에서 7개의 슬레이브 단말기의 대역폭 할당을 도시한 것이고 도 6(b)는 3개의 슬레이브 단말기의 대역폭 할당을 도시한 것이다. 이하에서 이를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 블루투스에서는 두 개 이상의 단말들이 피코네트(Piconet)라 불리는 WPAN(Wireless Personal Area Network)을 형성한다. 하나의 피코네트에는 하나의 마스터(master) 단말기과 일곱 개의 슬레이브(slave) 단말기로 구성되며 상기 마스터 단말기는 각 슬레이브 단말기들에게 AM_ADDR(Active Member Address)라는 고유주소를 할당한다. 따라서 마스터 단말기의 링크 매니저는 피코네트를 형성하는 각 슬레이브 단말기의 수를 파악할 수 있으며, 피코네트를 형성하고 있는 슬레이브 단말기의 수가 증가할 경우는 마스터 단말기의 링크 매니저는 상기 슬레이브 단말기들의 대역폭을 줄임으로써 모든 슬레이브 단말기들이 데이터 송수신을 할 수 있도록 하며, 슬레이브 단말기들의 수가 감소할 경우는 남아있는 슬레이브 단말기들의 대역폭을 늘림으로써 고속의 데이터 송수신을 할 수 있는 동적 대역폭 할당방식을 지원한다. 이와 같이 슬레이브 단말기 수의 증감에 따라 남아있는 슬레이브 단말기의 대역폭을 동적으로 할당함으로써 고속의 데이터 송신이 가능하다.

도 7은 본 발명에 따른 동적 서브캐리어 수 할당방식의 개념도에 대한 일실시예를 도시한 것이다. 도 7(a)는 접속상태가 좋은 경우의 동적 서브캐리어 수 할당을 도시한 것이고 도 7(b)는 접속상태가 나쁜 경우의 동적 서브캐리어 수 할당을 도시한 것이다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 슬레이브 단말기들이 피코네트를 형성한 상태에서 각 슬레이브 단말기들로부터 수신된 파일롯 심볼의 파워크기는 등화기(303)로부터 얻을 수 있다. 상기 등화기(303)로부터 추출된 파일롯 심볼의 파워크기를 이용하여 각 슬레이브 단말기간의 접속상태(link quality)를 판단한 다음, 그 정보를 슬레이브 단말기들에 다시 보냄으로써 슬레이브 단말기들의 파워를 제어하며, 상기 슬레이브 단말기의 접속상태에 따라 OFDM의 서브캐리어의 수를 바꿔줌으로써 가변의 데이터를 송수신할 수 있는 동적 서브캐리어 수 할당 방식을 지원한다. 도 7(a)와 같이 접속상태가 좋은 경우에는 서브캐리어 수를 많이 할당하고 도 7(b)와 같이 접속상태가 나쁜 경우에는 널(null)이 발생하는 서브캐리어를 제외시켜 적은 수의 서브캐리어가 할당함으로써 가변의 데이터를 전송할 수 있도록 동적 서브캐리어 수를 할당한다.

상기에서 설명한 상세한 설명 및 도면의 내용은 본 발명의 실시예에 대한 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위에서 치환, 변경 또는 수정이 가능하며 본 발명의 권리범위는 첨부한 청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 블루투스 시스템에서 고속의 가변 데이터 속도를 지원할 수 있으며, 향후 고속의 데이터 속도를 요구하는 블루투스 시스템에 적용이 가능하다.

또한, 블루투스 시스템에서 피코네트를 형성하는 슬레이브 단말들의 수가 증감함에 따라 상기 슬레이브 단말들의 대역폭을 동적으로 할당함으로써 고속의 데이터 송수신이 가능하며 상기 슬레이브 단말들의 접속상태를 파악하여 OFDM의 서브캐리어 수를 동적으로 할당함으로써 가변의 데이터 송수신이 가능하다.

Claims

고속의 가변 데이터 속도로 데이터를 송수신하는 블루투스 시스템에서의 직교 주파수 분할 다중(OFDM)을 이용한 기저 대역 변복조장치에 있어서,

링크 매니저로부터 가변의 데이터 속도(data rate)로 전송되는 데이터를 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식으로 변조하는 OFDM 변조부;

상기 링크 매니저에서 지정된 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 변조부를 제어하고 라디오 주파수(RF)의 출력파워를 제어하는 OFDM 변조제어부;

라디오 주파수로 수신된 OFDM 신호로부터 가변의 데이터 속도를 추출하고 상기 가변의 데이터 속도로 수신된 데이터를 OFDM 방식으로 복조하여 상기 링크매니저로 전송하는 OFDM 복조부; 및

상기 추출된 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 복조부를 제어하고 상기 데이터 속도를 상기 OFDM 변조부에서 사용된 데이터 속도와 비교하여 상기 OFDM 복조부의 전력소모를 줄이는 OFDM 복조제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 OFDM 변조부는,

상기 링크 매니저로부터 전송받은 데이터가 동일한 값이 연속적으로 출력되는 것을 방지하는 혼화기;

채널에 의해 발생되는 상기 혼화기에 의해 혼화된 데이터의 에러를 정정하기위해 채널 코딩(coding)을 수행하는 길쌈부호기;

상기 채널에 의해 발생되는 버스트 에러를 랜덤에러로 변환하는 인터리버;

상기 인터리버로부터 출력되는 데이터의 입력 비트에 대응하는 인페이즈 성분과 쿼드러쳐 성분으로 매핑하는 매퍼;

상기 매핑된 데이터를 복수개의 서브캐리어 주파수에 할당하는 IFFT블럭; 및

복수개의 인페이즈 성분과 쿼드리쳐 성분 중 일부를 복사하고 이를 상기 할당된 데이터에 삽입하여 보호구간을 삽입하는 보호구간 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.
제 2항에 있어서, 상기 매퍼 및 상기 인터리버는,

상기 지정된 가변의 데이터 속도에 따라 매칭 및 인터리빙을 수행하는 것을 특징으로 하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.
제 1항에 있어서, 상기 OFDM 변조제어부는,

상기 링크 매니저에게 데이터를 받기 위한 제어신호를 전달하여 데이터를 전송받고 상기 데이터의 전송속도에 관한 정보를 상기 OFDM 변조부로 전달하여 가변의 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 변조부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.
제 1항에 있어서, 상기 OFDM 복조부는,

상기 수신된 OFDM 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 동기부;

상기 옵셋이 보상된 데이터의 보호구간을 제거하여 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 수행하는 FFT블럭;

상기 FFT블럭으로부터 출력된 데이터를 수신하고 각 서브캐리어의 주파수에 해당하는 채널을 추정하고 상기 추정된 채널값을 이용하여 채널을 보상하며 파일롯 심볼을 출력하는 등화기;

상기 파일롯 심볼의 파워를 계산하여 현재의 무선 채널 환경을 추정하며 이를 이용하여 접속상태(link quality)를 판단하는 파일롯 파워 추정부;

상기 등화기로부터 출력된 데이터의 인페이즈 성분과 쿼드리쳐 성분을 입력비트로 디매핑하는 디매퍼;

상기 채널에 의해 발생되는 랜덤 에러를 버스트 에러를 변환하는 디인터리버;

상기 디인터리빙된 데이터에 대한 채널상의 오류를 검출 및 정정하는 비터비 복호기; 및

상기 비터비 복호기로부터 출력되는 데이터를 수신하여 역혼화를 수행하는 역혼화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.
제 5항에 있어서, 상기 동기부는,

상기 수신된 OFDM 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 주파수 옵셋 보상부; 및

OFDM 심벌 동기를 획득하는 OFDM 심벌동기 획득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.
제 1항에 있어서, 상기 OFDM 복조제어부는,

수신된 데이터 속도를 나타내는 정보를 저장하여 상기 OFDM 복조부로 전달하고 상기 수신된 데이터 속도에 따라 상기 OFDM 변조부의 동작을 제어하며 상기 수신된 데이터 속도가 상기 송신된 데이터 속도와 다를 경우 OFDM 변조부의 전력소모를 줄이는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.
제 1항에 있어서,

피코네트를 형성하는 마스터 단말의 링크 매니저는 슬레이브 단말기들 수의 증감에 따라 각 슬레이브 단말기들에게 대역폭을 동적으로 할당하여 가변의 데이터 속도를 지원하는 것을 특징으로 하는 블루투스 시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.
제 1항에 있어서,

피코네트를 형성하는 슬레이브 단말기의 접속상태에 따라 상기 슬레이브 단말기들의 파워를 제어하며 OFDM의 서브캐리어의 수를 바꾸어 가변의 데이터를 송수신 가능한 동적 서브캐리어 수 할당 방식을 지원하는 것을 특징으로 하는 블루투스시스템에서의 OFDM 변복조를 이용한 기저대역 변복조장치.