KR20050066990A - 초광대역 통신을 위한 패킷 구조 및 이를 채용한송수신장치 및 방법 - Google Patents

초광대역 통신을 위한 패킷 구조 및 이를 채용한송수신장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050066990A
KR20050066990A KR1020040091565A KR20040091565A KR20050066990A KR 20050066990 A KR20050066990 A KR 20050066990A KR 1020040091565 A KR1020040091565 A KR 1020040091565A KR 20040091565 A KR20040091565 A KR 20040091565A KR 20050066990 A KR20050066990 A KR 20050066990A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
preamble
channel estimation
frame payload
estimation sequence
modulation
Prior art date
Application number
KR1020040091565A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100628310B1 (ko
Inventor
김병조
현석봉
김선희
이후성
박성수
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Publication of KR20050066990A publication Critical patent/KR20050066990A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100628310B1 publication Critical patent/KR100628310B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators
    • H04L27/264—Pulse-shaped multi-carrier, i.e. not using rectangular window
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2692—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with preamble design, i.e. with negotiation of the synchronisation sequence with transmitter or sequence linked to the algorithm used at the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2695—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

본원발명의 패킷구조는 초광대역 통신을 위한 것으로서, PLCP 프리앰블과 프레임 페이로드를 포함한다. PLCP 프리앰블은 프리앰블, 싱크워드 및 채널추정시퀀스가 순차적으로 배열되어 구성된다. PLCP 프리앰블 중 채널추정시퀀스와 프레임 페이로드는 OFDM 변조된 심볼로 구성되고, PLCP 프리앰블 및 싱크워드는 OFDM 변조가 아닌 다른 변조 방식, 예컨대 BPSK 변조, QPSK 변조, DBPSK 변조 또는 DQPSK 변조에 의해 변조된 심볼로 구성된다.

Description

초광대역 통신을 위한 패킷 구조 및 이를 채용한 송수신장치 및 방법{Packet structure for ultra wide band communication, and apparatus and method for sending/receiving the packet}
본 발명은 초광대역 통신을 위한 패킷구조 및 이를 채용한 송수신장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 초광대역(UWB; Ultra Wide Band) 무선기술이 수백 Mbps 내지 1 Gbps급의 초고속 멀티미디어 데이터의 무선전송 성능과 고유한 위치인식(location awareness) 능력이 부각되면서 무선통신, 이미징, 센서 분야에서 매우 유망한 기술로 크게 주목받고 있다. 종래의 초광대역 무선기술은 반송파(carrier wave)를 사용하지 않는 캐리어-프리(carrier-free) 형태 대신에 일정한 주기로 여기(excited)되며 수십 피코초에서 수 나노초의 매우 짧은 폭을 갖는 펄스파를 이용하는 것이었다. 최근에는 국제표준을 정하는 과정에서 초광대역 신호의 스펙트럼 형태, 즉 대역폭과 중심주파수 등을 조절할 수 있는 반송파 기반의 초광대역(carrier-based UWB) 기술이 개발되고 있다.
즉 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서는 2002년부터 500Mbps급의 초고속 무선 개인영역네트워크(WPAN)용 물리계층(physical layer)에 대해 IEEE 802.15.3a라 불리는 국제표준 제정을 추진했으며, 이 과정에서 다양한 초광대역 통신기술이 제안된 바 있다. 종래의 초광대역 기술이 반송파 없는 펄스파 전송방법에 기반하였던 것에 비하여 최근에 개발되고 있는 기술은 대부분 신호 스펙트럼을 보다 엄밀하게 관리하기 위하여 반송파를 사용하는 방식이다. 특히 고속 무선 개인영역네트워크용으로 직접 시퀀스 부호분할 다중접속방식(DS-CDMA; Direct Sequence Code Division Multiple Access)과 다중대역(multi-band) 주파수도약 직교주파수 분할다중화(FH-OFDM; Frequency-Hopping Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식이 주로 활용되고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 초광대역 통신을 위한 송수신장치를 나타내 보인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 초광대역 통신을 위한 송수신장치는, 호스트 또는 주변기기에 연결되는 라디오컨트롤러 및 미디어억세스컨트롤러(MAC; Media Access Controller)(102)와, 송신라인을 구성하는 엔코더/변조기(106) 및 초광대역 펄스발생기(108)와, 수신라인을 구성하는 초광대역 수신기 및 코리레이터(correlator)(114) 및 디코더/복조기/동기화기(116)와, 그리고 송신라인과 수신라인을 스위칭하기 위한 스위치 또는 듀플렉서(duplexer)(110)와, 그리고 클락/타이밍 발생기(104)를 포함하여 구성된다.
도 2는 FH-OFDM 방식을 이용한 종래의 초광대역 통신용 송수신장치를 나타내 보인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 송신라인에는 입력데이타를 혼화하는 스크램블러(scrambler)(202)와, 혼화된 데이터를 엔코딩하는 채널엔코더(204)와, 데이타레이트(data rate)를 조절하는 펑쳐러(puncturer)(206)와, 데이터 배열을 바꾸는 비트 인터리버(Bit interleaver)(208)와, 변조를 수행하여 비트 단위의 데이터를 심볼로 전환시키는 변조기(210)와, OFDM 변조를 수행하는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)(212)와, 디지털 형태에서 아날로그 형태로 신호를 변화시키는 디지털/아날로그 변환기(DAC)(214)와, 입력된 신호에 캐리어신호를 곱하는 곱셈기(216)가 순차적으로 배치된다.
다음에 수신라인에는 수신된 신호를 저잡음증폭하는 저잡음증폭기(LNA)(226)와, I신호 및 Q신호로 분리된 신호를 각각 캐리어신호와 곱하는 곱셈기(228, 230)와, 캐리어신호와 곱해진 I신호 및 Q신호를 필터링하여 아날로그 형태에서 디지털 형태로 변화시키는 로우패스필터(LPF)(232, 234), VGA(236, 238) 및 아날로그/디지털 변환기(ADC)(240, 242)와, OFDM 복조를 수행하는 FFT(Fast Fourier Transform)(244)와, 신호왜곡 보상을 위한 FEQ(246)와, 데이터 배열을 복원하는 디인터리버(de-interleaver)(248)와, 채널을 디코딩하는 비타비 디코더(Viterbi decoder)(250)와, 그리고 혼화된 데이터를 다시 복원하는 디스크램블러(de-scrambler)(252)가 순차적으로 배치된다. 도면에 나타내지는 않았지만 FEQ(246)와 디인터리버(248) 사이에는 심볼단위의 신호를 비트단위의 신호로 전환시키는 복조기(미도시)가 배치된다.
이 외에도 시간/주파수를 생성하는 시간/주파수 코드(220)와, 시간/주파수 코드(220)에 의해 만들어진 시간/주파수에 대응하는 발진신호, 즉 캐리어신호를 발생시키는 국부발진기(LO; Local Oscillator)(218)가 송신라인과 수신라인에 공통으로 배치된다. 국부발진기(218)로부터 발생되는 캐리어신호는 송신라인의 곱셈기(216)에 입력되거나 또는 수신라인의 곱셈기(228, 230)에 입력된다.
도 3은 도 2의 초광대역 통신용 송수신장치에서 채용하는 종래의 패킷 구조를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 4는 도 3의 패킷 구조 중 PLCP 프리앰블을 보다 상세하게 나타내 보인 도면이다.
먼저 도 3을 참조하면, 종래의 패킷은, PLCP 프리앰블(Physical Layer Convergence Procedure Preamble)(310), PHY 헤더(Physical header)(320), MAC 헤더(Media Access Controll header)(330), HCS(Header Check Sequence)(340), 테일비트(Tail Bits)(350), 프레임 페이로드(Frame Payload)(360), FCS(Frame Check Sequence)(370), 테일비트(380) 및 패드비트(Pad Bits)(390)가 전송순서를 따라 순차적으로 배열되는 구조를 갖는다. 상기 PHY 헤더(320)는 데이타 전송속도 정보를 나타내는 3비트의 RATE(321)와, 여분으로 배치되는 1비트의 Reserved(322)와, 프레임 길이 정보를 나타내는 12비트의 LENGTH(323)와, 그리고 스크램블 방식 정보를 나타내는 2비트의 Scrambler Init(324)가 순차적으로 배열되는 구조를 갖는다.
다음에 도 4를 참조하면, 도 3의 PLCP 프리앰블(310)은, 다시 패킷동기시퀀스(Packet Sync. Sequence)(311), 프레임동기시퀀스(Frame Sync. Sequence)(312) 및 채널추정시퀀스(Channel Est Sequence)(313)가 순차적으로 배열된 구조를 갖는다. 패킷동기시퀀스(311)의 경우 21개의 OFDM 심볼들(311-0, 311-1, …, 311-20)로 이루어지고, 프레임동기시퀀스(312)의 경우 3개의 OFDM 심볼들(312-1, 312-2, 312-3)로 이루어지고, 그리고 채널추정시퀀스(313)는 6개의 OFDM 심볼들(313-0, 313-1, …, 313-5)로 이루어진다.
그런데 이와 같이 모든 기저대역 패킷을 OFDM 변조하여 송수신하는 FH-OFDM 초광대역 전송방식에서는 PLCP 프리앰블이 길어 오버헤드(overhaed)가 크다는 단점이 있다. 이와 같이 오버헤드가 크면 그만큼의 실제 전송속도에 저하를 가져오고, 패킷 포착 및 동기 포착 시간이 상대적으로 길어지는 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 오버헤드를 감소키셔 빠른 동기포착 및 향상된 전송속도를 제공하는 초광대역 통신을 위한 패킷구조를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 패킷구조를 채용한 송수신장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 패킷구조를 채용한 송수신방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초광대역 통신을 위한 패킷구조는, 초광대역 통신을 위한 패킷 구조에 있어서, 프리앰블, 싱크워드 및 채널추정시퀀스가 순차적으로 배열되어 구성되는 PLCP 프리앰블 및 프레임 페이로드를 포함하고, 상기 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드는 OFDM 변조된 심볼로 구성되고, 상기 프리앰블 및 싱크워드는 OFDM 변조가 아닌 다른 변조 방식에 의해 변조된 심볼로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 프리앰블 및 싱크워드는, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 심볼, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 심볼, DBPSK(Diffential Binary Phase Shift Keying) 심볼 및 DQPSK(Differntial Quadrature Phase Shift Keying) 심볼 중 적어도 어느 하나의 심볼로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 채널추정시퀀스와 프레임 페이로드 사이에서 순차적으로 배치되는 PHY 헤더, MAC 헤더, HCS 및 테일비트와 상기 프레임 페이로드에 이어 순차적으로 배치되는 FCS, 테일비트 및 패드 비트를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 프리앰블은 심볼의 시작 타이밍을 검출하고, 동시에 패킷의 존재유무를 확인하기 위한 정보들을 포함하며, 상기 싱크워드는 헤더의 시작점을 알수 있도록 해주는 정보들을 포함며, 그리고 상기 채널추정시퀀스는 채널 상태를 예측하여 채널 왜곡을 보상할 수 있도록 하는 정보들을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 송수신장치는, 프리앰블, 싱크워드 및 채널추정시퀀스가 순차적으로 배열되어 구성되는 PLCP 프리앰블 및 프레임 페이로드를 포함하는 패킷구조를 채용하는 송수신장치에 있어서, 입력데이터를 구성하는 상기 프리앰블 및 싱크워드에 대한 변조를 수행하는 변조기; 상기 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드에 의한 OFDM 변조를 수행하는 IFFT; 상기 변조기로부터의 출력에 대해 펄스신호를 곱하고, 상기 IFFT로부터의 출력에 대해 캐리어신호를 곱하는 곱셈기; 및 상기 펄스신호 및 캐리어신호를 생성하여 상기 곱셈기에 공급하는 펄스발생기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 수신된 신호 중 캐리어신호 없이 전송되는 상기 프리앰블 및 싱크워드를 검출하는 패킷검출기를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 송수신방법은, 프리앰블, 싱크워드 및 채널추정시퀀스가 순차적으로 배열되어 구성되는 PLCP 프리앰블 및 프레임 페이로드를 포함하는 패킷구조를 채용하는 송수신방법에 있어서, 상기 프리앰블 및 싱크워드에 대해서는 OFDM 변조 외의 다른 변조를 수행하는 단계; 상기 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드에 대해서는 OFDM 변조를 수행하는 단계; 상기 OFDM 변조 외의 다른 변조가 이루어진 상기 프리앰블 및 싱크워드에 대해 펄스신호를 곱하는 단계; 상기 OFDM 변조된 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드에 대해 캐리어신호를 곱하는 단계; 및 상기 펄스신호가 곱해진 프리앰블 및 싱크워드와, 상기 캐리어신호가 곱해진 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드를 안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 안테나를 통해 수신되는 신호 중 상기 프리앰블 및 싱크워드를 검출하여 복조하는 단계; 및 상기 안테나를 통해 수신되는 신호 중 상기 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드를 OFDM 복조하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.
도 5는 본 발명에 따른 초광대역 통신을 위한 패킷 구조를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 6은 도 5의 패킷 구조의 프리앰블 형식의 일 예를 나타내 보인 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 초광대역 통신을 위한 패킷 구조는 프리앰블(511), 싱크워드(512) 및 채널추정시퀀스(513)가 순차적으로 배열되어 구성되는 PLCP 프리앰블(510)을 포함한다. 이 PLCP 프리앰블(510)에 이어서 PHY 헤더(520), MAC 헤더(530), HCS(540), 테일비트(550), 프레임 페이로드(560), FCS(570), 테일비트(580) 및 패드 비트(590)가 순차적으로 배열된다. 여기서 PLCP 프리앰블(510)을 구성하는 프리앰블(511) 및 싱크워드(512)는 OFDM 변조방식이 아닌 다른 변조방식을 거친 심볼들로 구성된다. 예컨대 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 심볼, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 심볼, DBPSK(Diffential Binary Phase Shift Keying) 심볼 또는 DQPSK(Differntial Quadrature Phase Shift Keying) 심볼로 구성될 수 있다.
PLCP 프리앰블(510)을 구성하는 프리앰블(511)은, 심볼의 시작 타이밍을 검출하고, 동시에 패킷의 존재유무를 확인하기 위한 정보들을 포함한다. 이와 같은 프리앰블(511)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 9개의 BPSK 심볼들(511-1, …, 511-9)로 구성할 수 있다. 각각의 BPSK 심볼(511-1, …, 511-9)은 8비트 데이터, 예컨대 "00001111"과 같은 데이터로 이루어진다. 싱크워드(512)는, 뒤에 배열되는 헤더의 시작점을 알수 있도록 해주는 정보들을 포함한다. 이와 같은 싱크워드(512)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 1개의 BPSK 심볼(512-1)로 구성할 수 있는데, 이 BPSK 심볼(512-1)은 16비트 데이타, 예컨대 "0000001001110101"과 같은 데이터로 이루어진다. 채널추정시퀀스(513)는, 채널통과 전의 상태와 채널통과 후의 상태를 비교함으로써 채널 상태를 예측할 수 있도록 하고, 그에 따른 채널 왜곡을 보상할 수 있도록 하는 정보들을 포함한다. 이와 같은 싱크워드(513)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 6개의 OFDM 심볼들(513-1, 513-2, 513-3, …, 513-6)로 구성할 수 있다.
도 7은 도 5의 패킷 구조를 채용한 초광대역 통신용 송수신장치를 나타내 보인 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 초광대역 통신용 송수신장치는, 호스트 또는 주변기기와의 데이터 전송을 통해 송신라인으로 입력데이터를 전송하거나 또는 수신라인으로부터 출력데이터를 전송받는 라디오컨트롤러 및 MAC(Media Access Controller)(702)를 포함한다. 라디오컨트롤러 및 MAC(702)로부터의 입력데이터를 처리하여 안테나(726)를 통해 송신하기 위한 송신라인에는, 스크램블러(scrambler)(704), 채널엔코더(706), 펑쳐러(puncturer)(708), 비트 인터리버(Bit interleaver)(710), 변조기(712), 펄스 새이퍼(Pulse shaper)(714), IFFT(716), DAC(718) 및 곱셈기(720)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 송신라인을 통해 전송되는 패킷은 스위치/필터(724)와 안테나(726)를 통해 송신된다. 안테나(726)와 스위치/필터(724)를 통해 입력되는 패킷은 저잡음증폭기(LNA)(728), LPF(734, 736), VGA(738, 740), ADC(742, 744), 패킷검출기/타이밍동기화기(746), FFT(748), 디인터리버(De-interleaver)(750), 비터비디코더(Viterbi decoder)(754) 및 디스크램블러(De-scrambler)(756)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 수신라인을 통해 처리된 출력데이터는 라디오 컨트롤러 및 MAC(702)를 거쳐 호스트 또는 주변기기로 전송된다. 이 외에 송신라인 및 수신라인에 공급하기 위한 펄스를 발생시키는 멀티모드/멀티밴드 펄스발생기(722)도 포함한다.
구체적으로 먼저 송신라인에서, 스크램블러(704)는, 라디오 컨트롤러 및 MAC(702)로부터 전송되는 입력데이타를 혼화하여 출력한다. 혼화방식에 대한 정보는 패킷구조내의 PHY 헤더(도 5의 520) 내에 저장된다. 채널엔코더(706)는, 스크램블러(704)에 의해 혼화된 데이터의 채널을 엔코딩하여 출력한다. 펑쳐러(708)는, 채널엔코더(706)로부터 입력된 데이터의 데이터레이트(data rate)를 조절한 후에 출력한다. 비트 인터리버(710)는, 펑쳐러(708)에 의해 데이터레이트가 조절된 데이터의 배열순서를 변경하여 출력시킨다.
변조기(712)는, 비트 인터리버(710)에 의해 배열순서가 변경된 데이터에 대한 변조를 수행하여 비트 단위의 데이터를 심볼로 전환시켜 출력한다. 상기 변조기(712)에서 수행하는 변조방식으로는, BPSK 변조, QPSK 변조, DBPSK 변조 또는 DQPSK 변조가 있다. 따라서 상기 변조기(712)에서 패킷구조 내의 프리앰블(도 5의 511) 및 싱크워드(도 5의 512)에 대한 변조를 수행한다. 펄스새이퍼(714)는, 변조기(712)에 의해 BPSK 변조, QPSK 변조, DBPSK 변조 또는 DQPSK 변조된 패킷구조 내의 프리앰블(도 5의 511) 및 싱크워드(도 5의 512)의 형태를 부드럽게 필터링하여 곱셈기(720)로 입력시킨다.
IFFT(716)는 펄스새이퍼(714)로 전송된 프리앰블(도 5의 511) 및 싱크워드(도 5의 512)를 제외한 패킷구조의 나머지 부분, 즉 프리앰블(도 5의 510)의 채널추정시퀀스(도 5의 513), PHY 헤더(도 5의 520), MAC 헤더(도 5의 530), HCS(도 5의 540), 테일비트(도 5의 550), 프레임 페이로드(도 5의 560), FCS(도 5의 570), 테일비트(도 5의 580) 및 패드비트(도 5의 590)에 대한 OFDM 변조를 수행하여 출력시킨다. 이 단계에서 파이로트(pilot)가 삽입되고, 수신단에서의 수신을 용이하게 하기 위한 사이클릭 프레픽스(CP; Cyclic Prefix)와 멀티패스에 따른 신호지연에 의해 발생한 신호왜곡을 방지하기 위한 가드 인터널(GD; Guard Internal)이 더해진다. DAC(718)는 IFFT(716)에 의해 OFDM 변조된 심볼을 디지털 형태에서 아날로그 형태로 전환하여 출력하여 곱셈기(720)로 입력시킨다.
곱셈기(720)는 펄스새이퍼(714)를 통해 입력되는 프리앰블(도 5의 511)과 싱크워드(도 5의 512)를 멀티모드/멀티밴드 펄스발생기(722)로부터 입력되는 펄스신호와 곱한 후에 출력시킨다. 이 펄스신호는 캐리어신호와 비교하여 매우 짧은 폭을 갖는 펄스파로 이루어진다. 멀티모드/멀티밴드 펄스발생기(722)는 라디오컨트롤러 및 MAC(702)의 제어를 받아 소정 주파수의 펄스신호를 발생시킨다. 또한 상기 곱셈기(720)는 IFFT(716) 및 DAC(718)를 통해 입력되는 OFDM 변조된 패킷구조, 즉 프리앰블(도 5의 510)의 채널추정시퀀스(도 5의 513), PHY 헤더(도 5의 520), MAC 헤더(도 5의 530), HCS(도 5의 540), 테일비트(도 5의 550), 프레임 페이로드(도 5의 560), FCS(도 5의 570), 테일비트(도 5의 580) 및 패드비트(도 5의 590)를 멀티모드/멀티밴드 펄스발생기(722)로부터 입력되는 캐리어신호와 곱한 후에 출력시킨다. 이와 같이 곱셈기(720)에 의해 캐리어신호와 곱해진 패킷구조는 스위치/필터(724)를 거쳐 안테나(726)를 통해 송신된다.
다음에 수신라인에서, LNA(728)는 안테나(726)에 의해 수신되어 스위치/필터(724)를 통해 입력되는 패킷구조의 신호를 저잡음증폭하여 출력시킨다. 곱셈기(730, 732)는 I신호 및 Q신호로 분리된 신호를 각각 캐리어신호와 곱한 후에 출력시킨다. LPF(734, 736), VGA(738, 740) 및 ADC(743, 744)는 각각 캐리어신호와 곱해진 I신호 및 Q신호를 필터링하여 아날로그 형태에서 디지털 형태로 변화시켜 출력시킨다. 이 출력신호는 패킷검출기/타이밍 동기화기(746) 및 FFT(748)에 동시에 입력된다. 패킷검출기/타이밍 동기화기(746)는 입력되는 패킷구조중 캐리어신호 없이 전송되는 프리앰블(도 5의 511) 및 싱크워드(도 5의 512)를 검출하여 FFT(748)로 입력시키는데, 이때 검출방법으로는 자기상관(auto-correlation)기법을 사용할 수 있다. 이 외에도 패킷구조의 타이밍을 동기화하는 기능도 수행한다. FFT(748)는 ADC(742, 744)로부터 입력되는 패킷구조에 대한 OFDM 복조를 수행한다. 이 단계에서 신호동기가 이루어질 있으며, 통상적으로 사이클릭 프레픽스(CP)도 제거된다. FEQ(750)는 FFT(748)로부터 입력되는 신호의 왜곡을 보상하여 출력시킨다. 통상적으로 이 단계에서 파이로트(pilot)도 제거된다. 이후 도면에 나타내지는 않았지만 신호에 대한 복조가 이루어진 후에, 디인터리버(752)에서 복조된 신호를 구성하는 데이터의 배열을 원래 형태로 복원하여 출력한다. 비터비 디코더(754)는, 디인터리버(752)로부터 입력되는 신호의 채널을 디코딩하는 출력한다. 그리고 디스크램블러(756)는 비터비 디코더(754)로부터 전송되는 신호의 데이터를 혼화전의 상태로 다시 복원하여 출력데이터를 발생시킨다. 이 출력데이터는 라디오컨트롤러 및 MAC(702)를 통해 호스트 또는 주변기기로 전송된다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본원발명에 따른 초광대역 통신을 위한 패킷 구조 및 이를 채용한 송수신장치 및 방법에 따르면, 프리앰블, 동기워드와 페이로드에 각각 다른 변조방법과 펄스형성방법을 적용하므로, 기존의 패킷구조에서 보다 줄어든 패킷 오버헤드로 인한 향상된 전송속도를 제공할 수 있다. 또한 기존의 다중대역 임펄스방식보다 패킷포착 및 동기포착시간을 줄일 수 있다는 이점도 제공한다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.
도 1은 종래의 초광대역 통신을 위한 송수신장치를 나타내 보인 블록도이다.
도 2는 종래의 패킷구조를 채용한 초광대역 통신용 송수신장치를 나타내 보인 블록도이다.
도 3은 도 2의 초광대역 통신용 송수신장치에서 채용하는 종래의 패킷 구조를 나타내 보인 도면이다.
도 4는 도 3의 패킷 구조 중 PLCP 프리앰블을 보다 상세하게 나타내 보인 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 초광대역 통신을 위한 패킷 구조를 나타내 보인 도면이다.
도 6은 도 5의 패킷 구조의 프리앰블 형식의 일 예를 나타내 보인 도면이다.
도 7은 도 5의 패킷 구조를 채용한 초광대역 통신용 송수신장치를 나타내 보인 블록도이다.

Claims (8)

  1. 초광대역 통신을 위한 패킷 구조에 있어서,
    프리앰블, 싱크워드 및 채널추정시퀀스가 순차적으로 배열되어 구성되는 PLCP 프리앰블 및 프레임 페이로드를 포함하고, 상기 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드는 OFDM 변조된 심볼로 구성되고, 상기 프리앰블 및 싱크워드는 OFDM 변조가 아닌 다른 변조 방식에 의해 변조된 심볼로 구성되는 것을 특징으로 하는 패킷 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리앰블 및 싱크워드는, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 심볼, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 심볼, DBPSK(Diffential Binary Phase Shift Keying) 심볼 및 DQPSK(Differntial Quadrature Phase Shift Keying) 심볼 중 적어도 어느 하나의 심볼로 구성되는 것을 특징으로 하는 패킷 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 채널추정시퀀스와 프레임 페이로드 사이에서 순차적으로 배치되는 PHY 헤더, MAC 헤더, HCS 및 테일비트와 상기 프레임 페이로드에 이어 순차적으로 배치되는 FCS, 테일비트 및 패드 비트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 패킷 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리앰블은 심볼의 시작 타이밍을 검출하고, 동시에 패킷의 존재유무를 확인하기 위한 정보들을 포함하고, 상기 싱크워드는 헤더의 시작점을 알수 있도록 해주는 정보들을 포함며, 그리고 상기 채널추정시퀀스는 채널 상태를 예측하여 채널 왜곡을 보상할 수 있도록 하는 정보들을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 구조.
  5. 프리앰블, 싱크워드 및 채널추정시퀀스가 순차적으로 배열되어 구성되는 PLCP 프리앰블 및 프레임 페이로드를 포함하는 패킷구조를 채용하는 송수신장치에 있어서,
    입력데이터를 구성하는 상기 프리앰블 및 싱크워드에 대한 변조를 수행하는 변조기;
    상기 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드에 의한 OFDM 변조를 수행하는 IFFT;
    상기 변조기로부터의 출력에 대해 펄스신호를 곱하고, 상기 IFFT로부터의 출력에 대해 캐리어신호를 곱하는 곱셈기; 및
    상기 펄스신호 및 캐리어신호를 생성하여 상기 곱셈기에 공급하는 펄스발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 송수신장치.
  6. 제5항에 있어서,
    수신된 신호 중 캐리어신호 없이 전송되는 상기 프리앰블 및 싱크워드를 검출하는 패킷검출기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 송수신장치.
  7. 프리앰블, 싱크워드 및 채널추정시퀀스가 순차적으로 배열되어 구성되는 PLCP 프리앰블 및 프레임 페이로드를 포함하는 패킷구조를 채용하는 송수신방법에 있어서,
    상기 프리앰블 및 싱크워드에 대해서는 OFDM 변조 외의 다른 변조를 수행하는 단계;
    상기 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드에 대해서는 OFDM 변조를 수행하는 단계;
    상기 OFDM 변조 외의 다른 변조가 이루어진 상기 프리앰블 및 싱크워드에 대해 펄스신호를 곱하는 단계;
    상기 OFDM 변조된 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드에 대해 캐리어신호를 곱하는 단계; 및
    상기 펄스신호가 곱해진 프리앰블 및 싱크워드와, 상기 캐리어신호가 곱해진 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드를 안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 안테나를 통해 수신되는 신호 중 상기 프리앰블 및 싱크워드를 검출하여 복조하는 단계; 및
    상기 안테나를 통해 수신되는 신호 중 상기 채널추정시퀀스 및 프레임 페이로드를 OFDM 복조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신 방법.
KR1020040091565A 2003-12-26 2004-11-10 초광대역 통신을 위한 패킷 구조 및 이를 채용한송수신장치 및 방법 KR100628310B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030097761 2003-12-26
KR20030097761 2003-12-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050066990A true KR20050066990A (ko) 2005-06-30
KR100628310B1 KR100628310B1 (ko) 2006-09-27

Family

ID=37257963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040091565A KR100628310B1 (ko) 2003-12-26 2004-11-10 초광대역 통신을 위한 패킷 구조 및 이를 채용한송수신장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100628310B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100762662B1 (ko) * 2006-06-30 2007-10-01 삼성전자주식회사 무압축 오디오/비디오 데이터를 전송하기 위한오디오/비디오 데이터 동기화 장치
KR100900977B1 (ko) * 2008-01-03 2009-06-04 삼성전자주식회사 데이터 패킷의 프리엠블(ｐｒｅａｍｂｌｅ) 생성 방법 및그 장치
KR100942061B1 (ko) * 2005-09-27 2010-02-11 레노보(베이징)리미티드 표시신호 무선전송방법과 그 장치 및 표시기기
RU2475983C2 (ru) * 2008-01-29 2013-02-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Устройство и способ для передачи и приема преамбул в системе цифровой широковещательной передачи видео
US9479367B2 (en) 2008-01-29 2016-10-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting and receiving preambles in a digital video broadcasting system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9419658B2 (en) 2014-12-23 2016-08-16 Infineon Technologies Ag Digital modulator non-linearity correction

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100942061B1 (ko) * 2005-09-27 2010-02-11 레노보(베이징)리미티드 표시신호 무선전송방법과 그 장치 및 표시기기
KR100762662B1 (ko) * 2006-06-30 2007-10-01 삼성전자주식회사 무압축 오디오/비디오 데이터를 전송하기 위한오디오/비디오 데이터 동기화 장치
US8040946B2 (en) 2006-06-30 2011-10-18 Samsung Electronics Co., Ltd Audio/video data synchronization apparatus for transmitting uncompressed audio/video data
KR100900977B1 (ko) * 2008-01-03 2009-06-04 삼성전자주식회사 데이터 패킷의 프리엠블(ｐｒｅａｍｂｌｅ) 생성 방법 및그 장치
US8160103B2 (en) 2008-01-03 2012-04-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for generating preamble of data packet
RU2475983C2 (ru) * 2008-01-29 2013-02-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Устройство и способ для передачи и приема преамбул в системе цифровой широковещательной передачи видео
US9479367B2 (en) 2008-01-29 2016-10-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting and receiving preambles in a digital video broadcasting system

Also Published As

Publication number Publication date
KR100628310B1 (ko) 2006-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7733939B2 (en) Low-rate long-range mode for OFDM wireless LAN
US7885174B2 (en) Common signalling mode for use with multiple wireless formats
EP1622290B1 (en) Method and apparatus for wide bandwidth mixed-mode wireless communications
JP5315546B2 (ja) 方法およびシステム
EP2294772B1 (en) Physical layer frame format for wideband wireless communications systems
US7515627B2 (en) System and method for ultra-wideband (UWB) communication transceiver
KR101110418B1 (ko) 다중-대역 ｏｆｄｍ 시스템에 있어서 데이터 톤들의 가드톤들상으로의 맵핑
TWI429207B (zh) 基地台之變換域多用戶偵測及干擾抑制裝置
US20090279588A1 (en) Wireless communication apparatus and a reception method involving frequency hopping
EP1754313B1 (en) A transmitter and receiver for ultra-wideband ofdm signals employing a low-complexity cdma layer for bandwidth expansion
JP4633054B2 (ja) 直交周波数分割多重変調を使用して超広帯域信号を通信する方法および送信機
EP2090051B1 (en) Method and apparatus for generating data packets for transmission in an ofdm communication system
US20050232139A1 (en) Dual length block codes for multi-band OFDM
KR100628310B1 (ko) 초광대역 통신을 위한 패킷 구조 및 이를 채용한송수신장치 및 방법
Nguyen et al. A scheme of dual carrier modulation with soft-decoding for MB-OFDM MIMO systems
JP4588430B2 (ja) 直交周波数分割多重変調を使用して超広帯域信号を通信する方法および受信機
JP5241854B2 (ja) ホッピング方式のウルトラワイドバンド無線
US20100226414A1 (en) System and a Method for Wireless Transmission and Reception of Concatenated Impulse Radio Ultra-Wideband Data Bursts
Valdes‐Garcia et al. Modulation Techniques and System Architectures for Multi‐Gb/s 60 GHz Radios

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee