KR20060109484A

KR20060109484A - 다중 대역 ｏｆｄｍ 트랜시버의 인터리빙 회로

Info

Publication number: KR20060109484A
Application number: KR1020067011203A
Authority: KR
Inventors: 요씨 에리크; 아사프 구레비츠
Original assignee: 인피니온 테크놀로지스 아게
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-10-20
Also published as: KR100797768B1; EP1690396A1; US20050152327A1; WO2005055544A1; US7376117B2

Abstract

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 변조된 심볼들을 전송하는 초광대역 무선 개인 접속 통신망의 다중대역 OFDM 트랜시버를 위한 인터리빙 회로(interleaving circuit)가 개시되어 있는데, 여기에서 각각의 OFDM 심볼은 소정 개수(N_CBPS)의 인코딩된 비트들(encoded bits)로 이루어지고, 상기 인터리빙 회로는, 인코딩된 비트들의 입력 비트스트림(input bitstream)을 수신하고 다른 OFDM 심볼들에 걸쳐서 상기 입력 비트스트림의 인접한 비트들을 치환하는 심볼 인터리빙 유니트; 상기 심볼 인터리빙 유니트에 의해서 치환된 비트들을 수신하고 결합된 데이터 부-반송파들(sub-carriers)에 걸쳐서 각각의 OFDM 심볼의 인접한 비트들을 치환하는 인트라-심볼 톤 인터리빙(intra-symbol tone interleaving); 및 인접한 OFDM 심볼들 사이에서 변하는 시프트 값(K)에 의존하여 각각의 OFDM 심볼의 N_CBPS비트들을 주기적으로 변경시키는 인트라-심볼 사이클릭 시프트 유니트(intra-symbol cyclic shift unit);를 포함한다.

인터리빙 회로, 다중대역 OFDM 트랜시버, 비트스트림, 심볼 인터리빙 유니트, 인트라-심볼 톤 인터리빙, 인트라-심볼 사이클릭 시프트 유니트

Description

다중 대역 ＯＦＤＭ 트랜시버의 인터리빙 회로{Interleaving Circuit for a Multiband OFDM Transceiver}

본 발명은 초광대역 무선 개인 접속 통신망의 다중 대역 OFDM 트랜시버의 인터리빙 회로에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 무선 시스템에서 데이터의 전송을 나타낸 도면이다. 동일한 무선 지역 통신망(WLAN)에 속하는 몇몇 트랜시버들은 시분할방식에 의해 동일한 데이터 전송 채널을 사용한다. 어느 특정한 시간대에 단지 하나의 트랜시버가 전송한다. 따라서, 각각의 트랜시버로부터의 송신들이 갑자기 집중된다. 수신 트랜시버가 데이터 전송 집중을 확인하고 전달된 정보 데이터를 추출하도록 지원하기 위하여, 송신 트랜시버는 데이터 전송 집중의 데이터 일부에 선행하는 소정의 전조신호(preamble signal)를 전송한다. 데이터 전송 집중을 수신하는 트랜시버는 전조신호를 확인하여 데이터 전송 집중을 확인하는 전조신호 탐지 유니트를 포함한다. 트랜시버는, 데이터 전송을 측정하기 위한 전조신호, 데이터 정보 추출에 필요한 채널 반응과 캐리어 그리고 타이밍 오프셋들과 같은 채널 매개변수들을 또 한 사용한다.

통상적으로 몇몇 통신망들은 동일한 데이터 전송 매체를 공유한다. 특별하게 배열된 무선 통신망들은 동일한 주파수 스펙트럼을 이용한다.

도 2는 종래 기술에 따라 배열된 2개의 무선 통신망들을 나타낸 도면이다.

무선 지역 통신망(WLAN)은 개인용 컴퓨터와 디지털 데이터를 운반하기 위한 다른 장치들 사이의 새로운 형태의 통신을 나타낸다. 무선 통신망은 통신 매체로서 케이블에 의존하지 않는 것이다. 빌딩 내에서 데이터 통신 장치들을 위한 꼬인 쌍의 동축 또는 광학 섬유들, 단단한 배선들은 설치가 곤란하고 유지 및 교체에 있어서 비용이 많이든다. 이러한 결점들을 해소하기 위해서, 무선 통신망들은 수 MHz 내지 수 테라헤르쯔(terahertz) 범위의 광대역 주파수 범위를 포괄하는 신호들을 사용하여 공기중으로 데이터를 전송한다. 주파수에 따라서, 무선 통신망들은 라디오 무선 통신망들, 마이크로웨이브 무선 통신망들 및 적외선 무선 통신망들을 포함한다.

무선 네크워크들은 빌딩 내의 장치들 또는 휴대용이나 이동식 장치들을 통신망에 연결하기 위해서 주로 사용된다. 또한, 회의나 사업상 미팅에서 이동식 장치들을 데이터 베이스와 애드 혹 네트워크들(ad hoc networks)에 접촉시키기 위해 사용되기도 한다.

무선 지역 통신망(WLAN) 및 무선 개인 지역 통신망(WPAN)은 비교적 짧은 범위에 걸쳐서 정보를 전달하는데 사용된다. 무선 개인 지역 통신망(WPAN)은 IEEE 802.15.3 standard로 한정된다.

많은 상황 및 시나리오들에 있어서 몇몇의 무선 지역 통신망들(WLANs)은 동일한 지역에서 서로 동시에 작동된다. 통상적인 상황은, 많은 사무 공간들이 같은 회사의 다른 분야들, 즉 조사 분야, 회계 분야, 마케팅 분야와 같은 분야에 속하는 큰 사무실을 들 수 있다. 이 상황에서, 각각의 분할된 분야의 컴퓨터들은 별도의 무선 지역 통신망들(WLANs)에 의해서 연결된다. 몇몇 트랜시버들을 포함하는 무선 지역 통신망(WLAN)은 피코넷(Piconet)으로서 언급된다.

도 2는 동일한 지역에서 작동하는 2개의 무선 지역 통신망(WLANs)이 있는 통상적인 시나리오를 보여준다.

도시된 바와 같이, 제 1 전송 트랜시버(A2)는 무선 지역 통신망(WLANA)의 데이터 전송 채널 상에서 제 1의 무선 지역 통신망(WLANA)의 수신 트랜시버(A4)로 데이터를 전송한다. 또한, 제 2의 무선 지역 통신망(WLANB)의 전송 트랜시버(B3)는 이러한 무선 지역 통신망의 데이터 전송 채널 상에서 동일한 무선 지역 통신망(WLANB)의 수신 트랜시버(B1)로 데이터를 전송한다. 트랜시버들 사이의 데이터 교환은 반양방향 통신(half duplex)으로 수행된다. 즉, 트랜시버는 데이터 링크를 통해서 동일한 무선 지역 통신망의 다른 트랜시버로 송신하거나 이로부터 데이터를 수신할 수 있다. 데이터는 데이터 패킷들(data packets)을 경유하여 교환된다.

각각의 피코넷(WLANi)은 각각의 데이터 전송 채널을 갖는다. 즉, 데이터 전송 채널은 대응하는 피코넷(WLANi)의 모든 트랜시버들에 의해서 사용된다.

대부분의 경우에 있어서, 무선 지역 통신망(WLAN)에 유용한 주파수 자원들은 조절에 의해서 제한된다. 일반적으로 일정한 주파수 대역이 무선 통신망들에 할당 된다. 이러한 주파수 대역에서 각각의 트랜시버는 다만 특정한 평균 전력 스펙트럴 밀도(PSD)를 방출하여야 한다.

몇몇 무선 지역 통신망들을 작동시키기 위하여 몇가지 제안들이 동시에 이루어져 왔다.

종래 기술에 따른 주파수 분할 다중(FDM) 장치들에 있어서, 할당된 주파수 대역은 몇몇의 부-주파수(sub-frequency) 대역으로 분할된다. FDM 장치들에 있어서, 각각의 데이터 전송 채널 및 각각의 피코넷은 각기 다른 주파수 부-대역(sub-band)을 사용한다. 그러므로, 각기 다른 피코넷들(WLANs)에서 데이터 전송은 장애없이 동시에 수행될 수 있다.

그러나, FDM 장치들의 단점은 소정의 피코넷이 전체 할당 주파수 대역을 사용할 수 있는 경우에 비해서 각각의 피코넷에 대한 유용한 용량이 감소한다는 점이다.

채널 용량은 다음의 식으로 주어진다.

각각의 피코넷의 용량은 할당된 주파수 부-대역 대신에 전체 주파수 대역을 사용할 수 있는 경우에 더 크다. FDM 장치들에서 용량의 감소는 처리량 감소를 초래한다. 결과적으로, 특정의 송신기-수신기 거리에 대한 달성가능한 데이터 비트 비율이 FDM 장치들에서 감소하게 된다.

종래 기술에 따른 CDMA-DSSS(코드분할다중접속 - 직접시퀀스확산스펙트럼) 장치에서, 직접시퀀스확산스펙트럼은 변조 기법으로서 사용된다. DSSS에 있어서, 많은 짧은 데이터 심볼들의 시퀀스가 각각의 정보 심볼에 대하여 전송된다. 몇몇 데이터 전송 채널들이나 피코넷들을 지원하기 위해서, 그들 사이에서 낮은 교차 상관(correlation)을 갖는 각기 다른 데이터 시퀀스들이 각기 다른 데이터 전송 채널들에 대하여 사용된다.

CDMA-DSSS 장치에 있어서, 각각의 채널은 최대의 가능한 처리량이 달성될 때까지 전체 주파수 대역을 사용할 수 있다. 만일 몇몇 피코넷들이 동일 지역에서 작동하면, 단일 피코넷의 전송은 다른 피코넷들에 의해서 추가적인 노이즈로서 간주된다.

CDMA-DSSS 장치의 결점은 소위 near-far 문제가 존재한다는 것이다. 단일 피코넷에 있는 트랜시버가 전송하는 경우, 이 전송은 다른 피코넷들에 의해서 추가적인 노이즈로서 탐지될 것이다. 추가적인 노이즈의 수준은 간섭자(interferer)의 신호의 수신된 전력 수준과 확산되는 시퀀스 사이의 교차 상관에 비례한다. 예를 들어 만일 피코넷(A)의 간섭 트랜시버가 피코넷(B)의 전송 리시버 보다 가깝게 피코넷(B)의 수신 트랜시버에 근접하면, 피코넷(B)의 수신 리시버가 보이는 추가 노이즈 수준이 리시버에 대한 달성가능한 비트 비율에서 상당한 감소를 초래하고, 그 결과 심지어 데이터 전송 채널의 완벽한 차단이 일어날 수 있다.

몇몇 무선 지역 통신망들(WLANs)을 동시에 작동하기 위한 종래 기술에 따른 또다른 제안으로는 CDMA-FH(코드분할다중접속 - 주파수 호핑)-System을 사용하는 것이다. 이러한 CDMA-FH-System에 있어서, 원래의 주파수 대역은 몇몇의 부-주파수 대역으로 분할된다. 소정의 전송 트랜시버는 일정한 시간 간격에 대하여 일정한 주파수 부-대역을 사용하고 그다음 주파수 대역으로 이동한다. 언제 다음 주파수로 전환되고 어떻게 부-주파수 대역으로 전환되는지에 대한 정보를 전송 및 수신 트랜시버가 얻도록 하기 위해서, 소정의 주파수 호핑 시퀀스는 부-주파수 대역들의 오더(order)를 제어한다.

종래의 CDMA-FH-System에 있어서, 각기 다른 데이터 전송 채널들은 각기 다른 주파수 호핑 시퀀스로 할당된다.

도 3A는 종래 기술의 데이터 전송 채널들에 따른 CDMA-FH-System을 나타낸 도면이다. 4개의 데이터 전송 채널들을 갖는 CDMA-FH-System은 동일한 지역에서 4개의 피코넷들 또는 무선 지역 통신망들(WLANs)을 동시에 작동시킬 수 있다. 도시된 실시 예에서, 소정의 트랜시버는 242ns의 전송 시간 동안에 일정한 주파수 대역을 사용하며, 70ns의 소정의 보호 시간 동안에 아이들(idle) 상태로 유지되고, 다음의 전송 시간 간격 등 내에서 다음 주파수 대역을 사용한다.

주파수 호핑 시퀀스는 소정의 데이터 전송 채널(A,B,C,D)에 대하여 고정된다. 주어진 예에 있어서, 데이터 전송 채널(A)은 주파수 호핑 시퀀스 abc를 가지며, 데이터 전송 채널(B)은 주파수 호핑 시퀀스 acb를 가지며, 데이터 전송 채널(C)은 주파수 호핑 시퀀스 aabbcc를 가지며, 데이터 전송 채널(D)은 주파수 호핑 시퀀스 aaccbb를 갖는다.

충돌은 2개의 트랜시버들이 동일 시간동안에 동일한 주파수 대역을 사용하는 상황이다. 예를 들면, 데이터 채널(A)와 데이터 채널(B) 사이의 충돌은 제 1의 전송 시간간격 동안에 채널 A, B가 주파수 fa를 사용하는 경우에 발생하며, 제 4의 전송 시간 간격동안에 두 채널 A, B가 다시 주파수 fa를 사용하는 경우에 발생한다. 추가적인 충돌로는 예를 들어 데이터 채널(B)와 데이터 채널(D) 사이의 충돌을 들 수 있는데, 이는 제 1의 전송 시간간격 동안에 채널 B, D가 주파수 a를 사용하는 경우에 발생하며, 제 6의 전송 시간 간격동안에 두 채널 B, D가 주파수 fb를 사용하는 경우에 발생한다.

2개의 트랜시버들의 주파수 호핑 오더가 다르면, 각기 다른 무선 지역 통신망들에 속하는 2개의 트랜시버들이 동시에 전송할 수 있다. 두 트랜시버들은 동일한 반송파 주파수(carrier frequency)를 동시에 사용할 수 있다.

하나의 가능한 CDMA-FH 해법은 OFDM을 기초로하고, 소위 다중대역 OFDM으로 일컬어진다. 이 경우에 있어서, 트랜시버는 단일 대역에서 단일 OFDM을 전송하고, 다음의 OFDM 심볼을 전송하기 위해서 다음 주파수 대역에 도달한다. 도 3A는 각각의 채널에 대한 6개의 OFDM 심볼들을 나타낸다.

도 3A에 도시된 바와 같이, 다중대역 OFDM 트랜시버는 시간 주파수 인터리빙(TFI) 모드 대역-호핑을 수행하는데, 이때 각각의 주파수 대역에서 OFDM 심볼이 전송된다. 대역 호핑 시퀀스는 메모리에 저장된 TFC 코드(시간 주파수 코드)에 의해서 한정된다. 다르게 배열된 통신망들은 각기 다른 TFC 코드들을 사용한다. 이것은 각기 다른 통신망들의 동시 전송을 가능하게 한다. OFDM 심볼들은 배열된 통신망 충돌로부터 제공된다. 공통의 시나리오들에서, 충돌 수준은 효율적인 통신을 가 능하게 한다. 몇몇 경우에 있어서, 충돌 상황은 심각하고, 통신은 효율적으로 이루어지지 않는다. 각기 다른 통신망들 전송 사이의 몇몇 충돌을 극복하기 위해서, 무선 통신망들 사이의 주파수 도메인 분리(FDM으로서 알려짐)가 실행될 수 있다. 이것은 일정한 주파수 대역(고정된 주파수 대역)을 사용하는 TFC 코드들을 추가함으로써 달성된다. 따라서, 종래 기술에 따른 다중대역 OFDM 트랜시버는 시간 주파수 인터리빙 모드(TFI 모드)와 고정된 주파수 인터리빙 모드(FFI 모드) 사이에서 전환될 수 있다. 도 3B 내지 도 7에는 4개 채널들은 TFI 타입이고 3개 채널들은 FFI 타입인 7개 채널들(7 TFC)이 도시되어 있다.

도 3B에 잘 도시된 바와 같이, 트랜시버는 TFI 모드에서 3개의 주파수 대역들을 점유하며, 각각의 주파수 대역은 소정의 주파수 대역폭을 갖는다.

전개된 다중대역 OFDM 표준에 따르면, 하나의 OFDM 심볼의 기간은 312.5nSec이다. 즉, 2개의 전송들 사이에서 데이터 길이는 242.5nSec(528Msps에서 128개 샘플들)이고 침묵 시간은 70nSec(528Msps에서 37개 샘플들)이다.

결과적으로, OFDM 심볼 비율 RS=3.2MHz=1/312.5nSec이다. 3개의 주파수 대역들을 사용하는 경우, 7개의 가능한 시간 주파수 코드들(TFC)이 존재한다. 첫번째 4개의 TFC 코드들은 트랜시버가 TFI 모드인 경우에 주파수 대역 호핑 시퀀스를 한정한다. 트랜시버가 FFI 모드로 전환되는 경우, 트랜시버는 고정된 주파수 대역에서 신호를 전송한다. 다음의 표와 도 3B에 나타낸 바와 같이, 제 5의 TFC 코드는 트랜시버가 제 1 주파수 대역에서 신호를 전송하는 것을 나타내며, 제 6의 TFC 코드는 트랜시버가 제 2 주파수 대역에서 신호를 전송하는 것을 나타내며, 제 7의 TFC 코 드는 트랜시버가 제 3 주파수 대역에서 신호를 전송하는 것을 나타낸다.

다음의 TFC 코드는 다음 표에서 나타낸 바와 같이 3개의 주파수 대역들을 갖는다.

표 1:

TFC 인덱스	코드	타입
1	[1,2,3]	TFI
2	[1,3,2]	TFI
3	[1,1,2,2,3,3]	TFI
4	[1,1,3,3,2,2]	TFI
5	[1]	FFI
6	[2]	FFI
7	[3]	FFI

표에서 TFC 인덱스 1∼7은 도 3B의 채널 A∼G에 대응한다.

전송의 단일 버스트(burst)는 소위 PLCP 프레임이다. 도 4에는 다중대역 OFDM트랜시버에 의해서 사용되는 PLPC 프레임의 데이터 포맷이 도시되어 있다. 각각의 프레임은 전조(preamble), 헤더(header) 및 유료부하(payload) 데이터 구간으로 구성된다. PLPC 헤더는 초당 39.4Mbit의 일정한 데이터 비율로 전송되는 반면, 유료부하 데이터는 OFDM 트랜시버의 선택된 작동 모드에 따라서 초당 53.3Mbit 내지 480Mbit 사이에서 변하는 각기 다른 데이터 비율로 전송된다. 도 4에 도시된 PLCP 프레임은 다수의 OFDM 심볼들로 구성되고, 여기에서 소정 개수(N_CBPS)의 각각의 OFDM 심볼은 인코딩된 데이터 비트들로 구성된다. 각각의 OFDM 심볼은 선택된 데이터 비율에 따라서 예를 들어 100 또는 200의 인코딩된 데이터 비트들을 포함한다. 도 3B에 잘 도시된 바와 같이, 각각의 OFDM 심볼은 소정의 주파수 호핑 패턴에 다라서 각기 다른 주파수 대역들(f_a, f_b, f_c) 내에서 전송된다. 예를 들면, 3개의 주 파수 대역들(f_a, f_b, f_c)은 OFDM 트랜시버에 의해서 채용되고, 그래서 도 3B에 도시된 바와 같이 7개의 각기 다른 주파수 호핑 패턴들이 대응하는 수의 데이터 전송 채널들(A,B,C,D,E,F,G)을 거쳐서 제공될 수 있다. OFDM 트랜시버에 의해서 채용된 각각의 주파수 대역들(f_a, f_b, f_c)은 중앙 주파수를 포함하는데, 소정 개수의 부-반송파들(sub-carriers)이나 톤들(tones)이 중앙 주파수 근처에서 제공된다. 주파수는 예를 들어 파일럿 부-반송파들, 보호 부-반송파들 및 데이터 부-반송파들로 구성된 122개의 부-반송파들을 포함한다. 각각의 부-반송파는 그것의 인접한 부-반송파에 대하여 동등한 거리만큼 이격되고, 분리가능하게 변조될 수 있다.

데이터 전송의 성능을 향상시키기 위해서, 인터리빙이 OFDM 트랜시버에 의해서 채용된다.

종래 기술에 따른 OFDM 트랜시버에 있어서, 2개의 스테이지들(stages)을 포함하는 비트 인터리빙 회로에 의해서 변조 전에 인코딩된 비트스트림이 인터리브된다. 종래의 비트 인터리빙 유니트는 심볼 인터리빙 유니트와 톤 인터리빙 유니트를 포함한다.

심볼 인터리빙 유니트는 부-주파수 대역들(f_a, f_b, f_c)에 걸쳐서 주파수 다양성을 개발하도록 각기 다른 OFDM 심볼들에 걸쳐서 수신 비트스트림의 비트들을 변경시킨다. 종래 기술에 따른 비트 인터리빙 회로의 톤 인터리빙 스테이지는 톤을 가로지르는 주파수 다양성을 개발하도록 OFDM 심볼들 내에서 각기 다른 데이터 톤들(데이터 부-반송파들)에 걸쳐서 심볼 인터리빙 스테이지에 의해서 수신된 비트들 을 변경시킨다. 그래서, 좁은 대역 장애 신호들 및 주파수 선택 채널들에 대한 보다 강건함이 제공된다.

그러나, 종래의 다중대역 OFDM 트랜시버에 채용되는 바와 같이 종래 기술에 다른 인터리빙 회로는 몇가지 결점들을 갖고 있다.

몇몇의 경우에 있어서, OFDM 시퀀스 내에서 동일한 인덱스를 갖는 2개의 각기 다른 OFDM 심볼들로부터 얻어지는 톤들의 질들, 즉 부-반송파들 사이에는 상관성이 존재한다.

그러한 상관성이 존재하는 제 1의 경우에 있어서, FFI 모드에 나타난 바와 같이, 즉 도 3B에 도시된 채널 E, F, G과 TFC 인덱스 5,6,7 및 상기 테이블에서, 주파수 대역 호핑이 수행되지 않는다.

도 3B에 도시된 채널 C, D에서와 같은 제 2의 경우에 있어서, 2개의 인접한 OFDM 심볼들이 동일한 주파수 대역에 전송된다. 예를 들면, 제 1의 2개 OFDM 심볼들이 도 3B에 도시된 바와 같은 주파수 대역(f_a)에 전송된다. 다음의 2개 OFDM 심볼들은 도 3B에 도시된 주파수 대역(f_b)에 전송된다. 그러한 주파수 대역 내에서 부-반송파들이나 톤들의 질은 서로 상관관계가 있어서 인터리빙의 질이 저하된다.

TFI 모드에 있어서 주파수 대역은 도 3B에 도시된 채널 A, 채널 B와 같이 각각의 OFDM 심볼에 따라서 변한다. 하나의 주파수 대역 내에서 동일한 톤들이나 부-반송파들이 동일한 방식으로 기초대역에서 저하될 수 있기 때문에, 하나의 OFDM 심볼 내에서 각기 다른 톤들 사이에 상관성이 존재할 것이다. OFDM 심볼은 예를 들어 122 부-반송파들을 포함하는 주파수 대역 내에 전송된다. 주파수 대역의 가장자리에 위치된 톤들이나 부-반송파들은 불완전한 필터링으로 인하여, 동일한 주파수 대역의 중앙 주파수에 밀접하게 위치된 톤들 보다 곤란을 겪을 것이다. 주파수 대역의 가장자리에 위치된 부-반송파들이나 톤들은 기초대역 전송 내에서 오조정된 필터들에 의해 제거될 것이다. 다른 가능성은 제로(0)-IF 변환이 사용되는 경우이고 그래서 DF 오프셋은 주파수 대역 내에서 near-DC 톤들에 영향을 끼친다.

종래 기술에 따른 비트 인터리버 회로를 사용하는 종래의 인터리빙은 상기한 모든 경우들에 대하여 적합하지 않으므로, 단지 심볼 인터리빙 스테이지와 톤 인터리빙 스테이지를 갖는 종래의 비트 인터리빙 회로를 채용한 OFDM 트랜시버의 데이터 전송의 수행은 저하된다.

본 발명의 목적은 다중대역 OFDM 트랜시버를 위한 인터리빙 회로 및 데이터 전송의 수행을 개선하는 그에 상응하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 이러한 목적은 청구범위 제 1 항의 특징들을 갖는 인터리빙 회로에 의해서 달성된다.

본 발명은 OFDM 변조 심볼들을 전송하는 초광대역 무선 개인 접속 통신망의 다중대역 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 트랜시버를 위한 인터리빙 회로를 제공하는데, 이때 각각의 OFDM 심볼은 소정 개수(N_CBPS)의 인코딩된 비트들(encoded bits)로 이루어지고,

상기 인터리빙 회로는,

(a) 인코딩된 비트들의 입력 비트스트림(input bitstream)을 수신하고 다른 OFDM 심볼들을 가로지르는 상기 입력 비트스트림의 인접한 비트들을 치환하는 심볼 인터리빙 유니트;

(b) 상기 심볼 인터리빙 유니트에 의해서 치환된 비트들을 수신하고 상관되지 않은 데이터 부-반송파들을 가로지르는 각각의 OFDM 심볼의 인접한 비트들을 치환하는 인트라-심볼(intra-symbol) 톤 인터리빙; 및

(c) 인접한 OFDM 심볼들 사이에서 변하는 시프트 값(K)에 의존하여 각각의 OFDM 심볼의 N_CBPS비트들을 주기적으로 운반하는 인트라-심볼 사이클릭 시프트 유니트(cyclic shift unit);를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 각각의 OFDM 심볼은 상기 인터리빙 회로에 의해서 주파수 확산 유니트로 보내지고, 상기 주파수 확산 유니트는 주파수 도메인에서 적당한 주파수 확산 요소(FSF)를 이용하여 데이터 비율에 의존하여 상기 OFDM 심볼을 보낸다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 주파수 확산 유니트는 OFDM 변조기에 연결되고, 상기 OFDM 변조기는 DCM 변조나 QPSK 변조에서 상기 데이터 비율에 의존하여 상기 주파수 대역의 각각의 부-반송파에 대하여 수행된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 OFDM 변조기는 시간 확산 유니트에 연결되고, 상기 시간 확산 유니트는 상기 OFDM 트랜시버의 작동 모드에 의존하여 시간 확산 요소(SF)를 사용하여 시간 도메인에서 상기 OFDM 심볼들을 보낸다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 시간 확산 유니트는 송신기에 연결되고, 상기 송신기는 대응하는 패턴 주기성(P)을 포함하는 소정의 주파수 호핑 패턴에 따른 각기 다른 주파수 대역(fa,fb,fc)에서 각각의 인터리브 OFDM 심볼을 전송한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 주파수 대역의 수는 3개이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 주파수 호핑 패턴 주기성(P_max) 세트의 적어도 공통 배수는 6이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 각각의 주파수 대역은 중앙 주파수 및 소정 개수의 부-반송파들을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 각각의 주파수 대역의 부-반송파들은 파일럿 부-반송파들, 보호 부-반송파들 및 데이터 부-반송파들을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 각각의 주파수 대역 내의 부-반송파들의 수는 122이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 각각의 주파수 대역 내의 부-반송파들의 수는 100이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 심볼 인터리빙 유니트에 의해 출력된 출력 비트들 S(i)와 상기 심볼 인터리빙 유니트에 인가된 입력 비트들 U(i) 사이의 입력-출력 관계는 다음의 식,

(1)

로 주어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 톤 인터리빙 유니트에 의해 출력된 출력 비트들 T(i)와 상기 톤 인터리빙 유니트에 인가된 입력 비트들 S(i) 사이의 입력-출력 관계는 다음의 식,

(2)

로 주어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 사이클릭 시프트 유니트에 의해 출력된 출력 비트들 V(i)와 상기 사이클릭 시프트 유니트에 인가된 입력 비트들 T(i) 사이의 입력-출력 관계는 다음의 식,

(3)

로 주어지는데, 여기에서 K는 OFDM 심볼 인덱스 b에 의존하는 시프트 값이며, 이때 b는 다음 식으로 정의된다.

b = Mod{floor(i/N_CBPS), M}

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 사이클릭 시프트 유니트에 의해서 채용된 상기 시프트 값 K는 다음의 식,

(4)

에 의해 주어지고, 여기에서 P_max는 주파수 호핑 패턴 주기들의 세트의 적어도 공통 배수이고, TSF는 시간 확산 유니트의 시간 확산 요소이다.

본 발명에 따른 다중대역 OFDM 트랜시버용 인터리빙 회로의 바람직한 실시 예들이 첨부 도면들을 참조하여 설명된다.

도 1은 종래 기술에 따른 데이터 전송 무선 시스템을 나타낸 도면;

도 2는 종래 기술에 따른 2개의 배열된 무선 통신망들을 나타낸 도면;

도 3A는 종래 기술에 따른 OFDM 트랜시버의 TFI 주파수 호핑 패턴을 나타낸 도면;

도 3B는 TFI 모드와 FFI 모드를 포함하는 종래 기술에 따른 OFDM 트랜시버의 주파수 호핑 패턴을 나타낸 도면;

도 4는 종래의 OFDM 트랜시버에 의해서 채용된 PLCP 프레임의 데이터 구조를 나타낸 도면;

도 5는 본 발명에 따른 인터리빙 회로를 포함하는 트랜시버의 블록 다이어그램;

도 6은 본 발명에 따른 인터리빙 회로의 블록 다이어그램;

도 7은 본 발명에 따른 인터리빙 회로 내에서 심볼 인터리빙 유니트의 바람직한 실시 예의 블록 다이어그램;

도 8은 본 발명에 따른 인터리빙 회로 내에서 톤 인터리빙 유니트의 바람직한 실시 예의 블록 다이어그램;

도 9는 본 발명에 따른 인터리빙 회로 내에서 사이클릭 시프트 유니트의 바람직한 실시 예의 블록 다이어그램;

도 10은 본 발명에 따른 OFDM 트랜시버 내에서 채용된 디인터리빙(deinterleaving) 유니트의 블록 다이어그램;

도 11은 도 10에 도시된 바와 같은 디인터리빙 회로에 제공된 사이클릭 디시프트 유니트의 블록 다이어그램;

도 12은 도 10에 도시된 바와 같은 디인터리빙 회로에 제공된 톤 디인터리빙 유니트의 바람직한 실시 예의 블록 다이어그램; 그리고

도 13은 도 10에 도시된 바와 같은 디인터리빙 회로에 제공된 심볼 디인터리빙 유니트의 블록 다이어그램이다.

도 5에 잘 도시된 바와 같이, OFDM 트랜시버(1)는 하이어 커뮤니케이션 레이어 블록(higher communication layer block)(4)에 모두 연결된 송신기(1)와 트랜시버(3)를 포함한다.

하이어 커뮤니케이션 레이어 블록(4)은 라인(5)을 거쳐서 송신기(2)로 비트스트림(bitstream)을 인가하고, 수신기(3)로부터 라인(6)을 거쳐서 비트스트림을 수신한다. 하이어 커뮤니케이션 레이어로부터 인가되는 비트스트림은 송신기(2) 내에서 PHY 헤더(header)를 정보 유료부하(payload)에 가산하는 헤더 발생기(header generator)(2-1)에 의해 수신된다. PHY 헤더 내에서, 데이터 비율은 미리설정된다. 헤더 발생기(2-1)는 수신된 데이터 스트림을 인코딩하는 에러 보정 인코더(2-2)에 연결된다. 모든 데이터 비트들은 회선 코드에 의해서 에러 보정 인코더에 의해 인코딩된다. 추가적으로, PLCP 프레임의 PLCP 헤더는 Reed Solomon 코드를 사용하여 인코딩된다. 에러 보정 인코더(2-2)는 그것의 출력 측을 통해서 본 발명에 따른 인터리빙 회로(2-3)에 연결된다.

본 발명에 따른 인터리빙 회로(2-3)가 도 6에 블록 다이어그램으로 도시되어 있다. 비트 인터리빙 회로(2-3)는 데이터 전송의 성능을 증가시키기 위해서, 수신된 비트스트림을 인터리브한다. 여기에서, 인터리브된 비트스트림은 송신기(2) 내에서 주파수 확산 유니트(2-4)로 인가된다. 주파수 확산 유니트(2-4)는 데이터 비율에 따라 설정되는 주파수 확산 요소(FSF)에 따라 주파수 도메인에서 수신 비트들 을 확산시킨다.

주파수 확산 유니트(2-4)는, 송신기(3) 내에서, 데이터 비율에 따라서 주파수 대역의 각각의 부-반송파로 QPSK 변조 또는 DCM 변조를 수행하는 OFDM 심볼 변조기(2-5)에 연결된다.

OFDM 심볼 변조기(2-5)의 출력은, 데이터 비율에 따라서 시간 확산 요소를(TSF)를 사용하여 시간 도메인 내에서 OFDM 심볼들을 확산하는 송신기(2)의 시간 확산 유니트(2-6)에 연결된다.

계속해서 데이터 스트림은 송신기(2)의 주파수 호핑 송신기(2-7)로 제공되고, 상기 주파수 호핑 송신기들은 도 3B에 도시된 바와 같이 대응하는 패턴 주기성(P)을 포함하는 소정의 주파수 호핑 패턴에 따라서 다르거나 혹은 같은 주파수 대역(f_a, f_b, f_c)으로 각각의 인터리브되고 확산된 OFDM 심볼을 전송한다. 주파수 호핑 패턴은 OFDM 트랜시버(1)의 선택된 데이터 전송 채널에 의해서 결정된다.

OFDM 트랜시버(1)는 송신기(2)에 대하여 대칭적으로 구성된 수신기(3)를 더 포함한다. 따라서, 수신기(3)는 도 5에 도시된 바와 같이 주파수 호핑 수신기(2-1), OFDM 심볼 디-모듈레이터(3-2), 주파수 비확산 유니트(3-3), 시간 비확산 유니트(3-4), 디인터리빙 회로(3-5), 에러 보정 디코더(3-6) 및 헤더 발생기(3-7)를 포함한다.

디-인터리빙(De-Interleaving) 회로(3-5)는 도 10에 블록 다이어그램으로 도시되어 있다. 에러 보정 디코더(3-6)는 바람직한 실시 예에 있어서 Viterbi 디코더 이다. PLCP 헤더 구간 내에서 Viterbi 디코더는 Reed Solomon 디코더 다음에 위치한다. 수신기(3)에 있어서, 에러 보정 층의 Viterbi 기지 디코더(3-6)의 성능은 수신된 스트림의 인접한 비트들 사이에서 질-상관관계(quality-correlation)에 의존한다. 예를 들면, 만일 코드 비트들(coded bits)의 시퀀스가 낮은 신호 대 노이즈 비율 SNR을 가지면, 디코딩 실패로 종결된다. 이것을 피하기 위해서 전송 트랜시버의 비트 인터리빙 회로(2-3)는 OFDM 심볼 변조기로 제공되기 전에 인코딩된 비트스트림을 인터리브한다. 대향하는 디인터리빙 동작은 데이터 스트림이 에러 보정 디코더, 즉 Viterbi 디코더(3-6)로 입력되기 전에 수신 트랜시버의 디인터리빙 회로(3-5)에 의해서 수행된다.

PLCP 헤더를 인터리빙 하기 위해서 데이터 비율이 미리설정된다. 이에 비해서, 유료부하 데이터 비트들을 인터리빙하는 경우에 데이터 비율은 일정하지 않고 인터리빙 회로(2-3)는 하이어 커뮤니케이션 레이어 블록(4)으로부터 제어 라인(7)을 거쳐서 데이터 비율 조절 신호를 수신한다.

도 6에는 본 발명에 따른 인터리빙 회로(2-3)의 블록 다이어그램이 도시되어 있다.

인터리빙 회로(2-3)는 인코딩된 비트들이 인가되는 데이터 입력(8)을 포함한다. 본 발명에 따른 인터리빙 회로(2-3)는 3개의 인터리빙 스테이지, 즉, 일렬로 연결된 심볼 인터리빙 유니트(9), 톤 인터리빙 유니트(10) 및 사이클릭 시프트 유니트(11)를 포함한다. 사이클릭 시프트 유니트(11)의 출력은 인터리빙 회로(2-3)의 데이터 출력(12)을 형성한다. 인터리빙 회로(2-3)는 유료부하 데이터를 인터리빙하 기 위하여 필요한 선택된 데이터 비율을 하이어 커뮤니케이션 레이어 블록(4)으로부터 제어 입력(13)을 거쳐서 수신한다.

OFDM 심볼 변조기(2-5)의 매개변수들, 주파수 확산 유니트(2-4) 및 시간 확산 유니트(2-6)는 데이터 비율에 따라서 조정된다.

다음의 표는 송신기(2)에 대한 데이터 비율 의존 매개변수들을 보여준다. 여기에서, 제 1 열은 초당 39.4의 데이터 비율로 PLCP 프레임 내에서 헤더의 전송을 나타낸다. 이러한 경우에 QPSK 변조가 적용된다. 주파수 확산 유니트(2-4)에 의해서 적용된 주파수 도메인 내에서 주파수 확산 요소(FSF)는 결합(conjugate) 대칭 입력이 IFFT에 제공되는 경우에 2가 된다. 시간 확산 유니트(2-6)에 의해서 적용된 시간 확산 요소(TSF)는 또한 2가 된다.

다음의 표에서 나머지 8개의 열들은 초당 53.3Mbit 내지 초당 480Mbit 범위의 각기 다른 데이터 비율을 갖는 8개의 다른 모드들에 대한 매개변수들을 보여준다. 선택된 모드 100 또는 200에 의존하여, 인코딩된 비트들이 각각의 OFDM 심볼에 대하여 제공된다. 전체적인 확산 이득은 주파수 확산 요소(FSF) 및 시간 확산 요소(TSF)의 곱으로 주어진다.

표 2

모드	데이터 비율(Mb/s)	변조	코딩 비율(R)	IFFT에 대한 결합 대칭 입력	시간 확산 요소(TSF)	전체 확산 이득	OFDM 심볼 당 코드 비트들(N_CBPS)
1	39.4	OPSK	17/69(CC+RS)	예	2	4	100
2	53.3	OPSK	1/3	예	2	4	100
3	80	OPSK	1/2	예	2	4	100
4	106.7	OPSK	1/3	아니오	2	2	200
5	160	OPSK	1/2	아니오	2	2	200
6	200	OPSK	5/8	아니오	2	2	200
7	320	DCM	1/2	아니오	1(확산없음)	1	200
8	400	DCM	5/8	아니오	1(확산없음)	1	200
9	480	DCM	1/2	아니오	1(확산없음)	1	200

도 6에 도시된 바와 같이 인터리빙 회로(2-3)의 심볼 인터리빙 유니트(9)는 에러 보정 인코더(2-2)로부터 인코딩된 비트들의 입력 비트스트림을 수신하고, 다른 OFDM 심볼들에 걸쳐서 이 입력 비트스트림의 인접한 비트들을 변경시킨다. 다른 OFDM 심볼들에 걸쳐서 이 비트들을 변경시킴으로써, 다른 부-주파수 대역들(f_a, f_b, f_c)을 포괄하는 주파수 다양성은 데이터 전송의 성능을 증가시키도록 이용된다. 추가적으로, 시간 다양성은 다른 TFC를 이용하여 동시에 작동하는 통신망들과 같이 일시적인 노이즈들 하에서 성능을 증가시킨다.

도 7은 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 인터리빙 회로(2-3) 내에서 심볼 인터리빙 유니트(9)의 바람직한 실시 예를 나타낸다. 심볼 인터리빙 유니트(9)는 디멀티플렉서(demultiplexer)(9A)와 멀티플렉서(9B)를 포함하며, 디멀티플렉서(9A)의 각 출력과 멀티플렉서(9B)의 각 입력 사이에는 메모리(9C-1)가 제공된다. 심볼 인터리빙 유니트(9) 내에 제공된 메모리들(9C-1)의 수는 주파수 호핑 패턴 주기성(P_max) 세트의 적어도 공통 배수에 대응한다.

도 3B에 도시된 예에 있어서, 주파수 호핑 패턴 주기성(P_max) 세트의 적어도 공통 배수는 6이다. 왜냐하면, 적어도 매 6번째 OFDM 심볼이 동일 주파수 대역(f_i) 내에서 전송되기 때문이다.

디멀티플렉서(9A)와 멀티플렉서(9B) 사이에 제공된 FIFO 심볼들의 수는 P_max, 즉, 주파수 호핑 패턴 주기성 세트의 적어도 공통 배수로 주어진다. P_max의 외부에서 메모리들(M)이사용되는데, 여기에서 M은 P_max/TSF, 즉, 시간 확산 유니트(2-6)에 의해서 사용된 시간 확산 요소에 의해 분할된 주파수 호핑 패턴 주기성 세트의 적어도 공통 배수로 주어진다. M의 선택은 데이터 비율을 기초로 한다. 6 OFDM 심볼들(P_max=6)의 주기성의 적어도 공통 배수에 대하여, M은 만일 시간 확산이 이루어지지 않은 경우(TSF=1) 6이 되도록 선택되고, 만일 시간 확산이 이루어지는 경우(TSF=2) 3이 되도록 선택된다. 디멀티플렉서(9A)에 의해서 수신된 모든 비트에 대하여, 멀티플렉서는 다음의 출력으로 전환시키고, 그래서 각각의 비트는 다음 메모리(9c_i+1)에 저장된다. 메모리(9c_i+1)는 FIFO 레지스터들에 의해서 바람직한 실시 예에서 형성되고, 각각은 N_CBPS 비트들의 저장 용량성을 갖는다. 모든 N_CBPS 비트들에 대하여 멀티플렉서(9B)는 다음 입력으로 전환시키고, 그래서 N_CBPS의 블록은 각각의 FIFO 레지스터(9c-i)로부터 획득된다. 심볼 인터리빙 유니트(9)는 각각 N_CBPS 비트들을 갖는 블록들로 구성된 비트스트림을 출력한다. 본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 메모리들(9c-i)은 간단한 메모리 및 그에 대응하는 어드레싱 유니 트(addressing unit)에 의해서 실행된다. N_CBPS은 OFDM 심볼 당 코드 비트들의 수이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 각각의 메모리(9c-i)는 적어도 최대 N_CBPS 비트들, 즉 바람직한 실시 예에서 200비트들의 저장 용량성을 포함한다. 심볼 인터리빙 유니트(9)는 M*N_CBPS=(P_max/TSF)*N_CBPS 코드 비트들 가운데 인터리브한다. 여기에서, 주파수 확산이 활성화되는 경우 N_CBPS=100이고, 주파수 확산이 수행되지 않은 경우 N_CBPS=200이다.

인코딩된 비트들은 공기를 통해서 전송된 M*TSF OFDM 심볼들에 대응하는 M*N_CBPS 코드 비트들의 블록들 내로 함께 그룹화된다. 코드 비트들의 각 그룹은 크기 M*N_CBPS의 블록 인터리버를 사용하여 보내진다.

심볼 인터리빙 유니트(9)로 인가된 입력 데이터 시퀀스 U(i)는 상기 심볼 인터리빙 유니트(9)에 의해서 출력된 출력 비트 시퀀스 S(i)를 제공한다.

심볼 인터리빙 유니트(9)의 입력-출력 관계식은 다음과 같다.

(1)

여기에서 함수 Floor()는 그것의 주장 값 보다 작거나 같은 최대 정수값으로 복귀한다. 함수 Mod()는 N_CBPS에 의해서 i의 분할후에 나머지로 복귀한다. 만일 심볼 블록 인터리빙 유니트(9)의 입력에서 유용한 코드 비트들의 수가 M*N_CBPS코드 비트들 보다 작은 값에 대응하면, 인코더의 출력은 M*N_CBPS비트들로 부연한다.

심볼 인터리빙 유니트(9)의 출력은 도 6에 도시된 바와 같이 인터리빙 회로(2-3)의 톤 인터리빙 유니트(9)로 전달된다.

도 8에는 본 발명에 따른 톤 인터리빙 유니트(10)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 심볼 인터리빙 유니트(9)의 출력 비트스트림은 N_CBPS비트들의 블록들 내로 함께 그룹화되고, 메모리 크기 N_TINT*10의 규칙적인 블록 인터리버를 사용하여 치환된다. 여기에서, N_TINT=N_CBPS/10이다.

톤 인터리빙 유니트(10)는 심볼 인터리빙 유니트(9)로부터 입력 비트스트림 S(i)를 수신하고, 출력 비트스트림 T(i)을 사이클릭 시프트 유니트(11)로 출력한다.

톤 인터리빙 유니트(10)에 의해 출력된 출력 비트스트림 T(i)과 톤 인터리빙 유니트(10)에 인가된 입력 비트스트림 S(i) 사이의 입력-출력 관계는 다음의 식으로 주어진다.

(2)

여기에서 함수 Mod()는 N_TINT에 의해서 i의 분할후에 나머지로 복귀하고, i=0,1,...,N_CBPS-1이다.

수 N_CBPS는 선택된 데이터 비율에 의존하고, 주파수 확산이 활성화되는 경우N_CBPS=100이고, 주파수 확산이 수행되지 않는 경우 N_CBPS=200이다.

톤 인터리빙 유니트(10)의 출력 비트스트림 T(i)은 인터리빙 회로(2-3)의 제 3 스테이지, 즉 도 6에 도시된 바와 같이 사이클릭 시프트 유니트(11)에 인가된다.

도 9에는 본 발명에 따른 인터리빙 회로(2-3)의 제 3 스테이지를 형성하는 사이클릭 시프트 유니트(11)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 사이클릭 시프트 유니트(11)는 심볼 카운터(11a)를 포함한다. 매 N_CBPS 비트들 당 카운터 모듈러스 M의 증분을 갖는다. 심볼 카운터(11a)의 모듈러스 M의 출력은 OFDM 심볼 인덱스 b이다. 이는 사이클릭 시프트 유니트(11)의 판독 어드레싱 유니트(11b)에 인가된다. OFDM 심볼 인덱스(b)는 0,1,2,...과 M-1 사이의 값들을 갖는다. 판독 어드레싱 유니트(11b)는 사이클릭 시프트 유니트(11) 내에서 심볼 메모리(11c)를 어드레스한다.

N_CBPS 비트들의 매 그룹, 즉 매 OFDM 심볼에 대하여, 어드레싱 유니트(11b)는 마지막 N_CBPS-K로 시작하는 N_CBPS 비트들을 판독하고, 제 1 K 비트들을 출력한다. 여기에서, K는 OFDM 심볼 인덱스(b)로부터 의존하는 시프트 값이다.

사이클릭 시프트 유니트(11)가 제 1 OFDM 심볼을 수신하는 경우, 사이클릭 시프트 0*K를 수행한다. 그러면, 사이클릭 시프트 유니트(11)는 제 2 OFDM 심볼을 취하고, 그것을 1*K 비트들로 변경시킨다. 마지막 단계에서, 사이클릭 시프트 유니트(11)는 제 3 OFDM 심볼을 판독하고, 그것을 2*K으로 변경시킨다. 마지막으로, 사이클릭 시프트 유니트(11)는 M-Ch OFDM 심볼에서 판독하고, 그것을 (M-1)*K 비트들로 변경시킨다.

제 1 실시 예에 있어서, 사이클릭 시프트 유니트(11)는 비트들을 우측으로 이동시킨다. 본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 사이클릭 시프트 유니트(11)는 비트들을 좌측으로 이동시킨다.

상기 사이클릭 시프트 유니트에 의해 출력된 출력 비트들 V(i)과 상기 사이클릭 시프트 유니트에 인가된 입력 비트들 T(i) 사이의 입력-출력 관계는 다음의 식,

(3)

로 주어지는데, 여기에서 K는 11A에서 심볼 카운터에 의해 발생된 OFDM 심볼 인덱스 b에 의존하는 시프트 값이다.

사이클릭 시프트 유니트(11)에 의해서 채용된 시프트 값 K는 다음의 식,

에 의해 주어지고, 여기에서 b는 OFDM 심볼 인덱스를 구성하고 0,1,2,...,M-1이다.

수 M은 다음의 식: M=P_max/TSF에 의해서 주어진다.

P_max는 주파수 호핑 패턴 주기성 세트의 적어도 공통 배수이고, TSF는 선택된 데이터 비율에 대응하여 시간 확산 유니트(2-6)에 의해서 채용된 시간 확산 요소이다.

시프트 값 K의 상기 선택은 코드 비트스트림에서 인접한 비트들이 주파수 활용 대칭이 적용되지 않는 경우에 서로로부터 멀어지는 주파수 1/M인 것을 가능하게 만든다. 몇몇 동작 모드들이나 데이터 비율들은 주파수 도메인 확산를 채용하는데, 이는 OFDM 심볼 내에서 주파수 도메인에서 결합 대칭을 사용하여 달성된다. 사이클릭 시프트 유니트(11)에 의해서 수행된 사이클릭 시프트 인터리빙은, 코드 비트스트림에서의 인접한 비트들이, 주파수 확산이 수행되지 않는 경우에 서로로부터 멀어지는 1/M 주파수 대역이고 주파수 확산이 적용되는 경우에 1/(2M) 주파수 대역인 것을 가능하게 만든다.

3개의 스테이지들을 포함하는 본 발명에 따른 비트 인터리빙 회로(2-3)는 인코딩된 비트스트림들에서 인접한 비트들이 인접한 OFDM 심볼들에서 다른 톤들 상에 로딩되게 만든다. 비트 인터리빙 회로(2-3)의 수행 장점은 동시에 작동하는 통신망들이 서로에 대하여 근접하게 위치되는 경우에 나타난다. 그러한 상황에서, OFDM 심볼들중 일부가 충돌하고, 잔여 OFDM 심볼에 대하여 본 발명에 따른 비트 인터리빙 회로의 장점은 시간 확산에 의해서 도입된 여분이 손실되기 때문에 상당하다.

시간 확산은 변조기에 의해서 감소된 IFFT 비율을 필요로 한다. 이것은 트랜시버의 감소된 전력 소비를 가능하게 하고 심지어는 시간 확산에 개입되지 않은 고 처리 모드들이 사용되지 않는 경우에 실리콘 크기의 감소를 가능하게 한다. 본 발명에 따른 비트 인터리빙 회로에 의해서 달성된 개선된 성능은 동일한 감소된 IFFT 동작 비율을 유지하는 동안에 시간 확산이 적용되고 낮은 전력 소비가 유지되는 경우에 달성된다.

도 5에 도시된 바와 같은 OFDM 트랜시버(1)는 그것의 수용 측에 디인터리빙 회로(3-5)를 포함하며, 이 회로는 본 발명에 따른 인터리빙 회로(2-3)에 대칭적으로 형성된다. 디-인터리빙 회로(3-5)는 또한 3개의 스테이지들을 포함한다. 즉, 일렬로 연결된 사이클릭 디시프트(deshift) 유니트(15), 톤 디인터리빙 유니트(16) 및 심볼 디인터리빙 유니트(17)를 포함한다. 사이클릭의 바람직한 실시 예에서 디시프팅 유니트(15)가 도 11에 도시되어 있다. 도 12에는 톤 디인터리빙 유니트(16)의 바람직한 실시예가 도시되어 있고, 도 13에는 심볼 디인터리빙 유니트(17)의 바 람직한 실시 예가 도시되어 있다.

디인터리빙 회로(3-5)는 트랜시버(1)의 전송 측에 있는 인터리빙 회로(2-3)에 대하여 거울과 같이 대칭되는 블록이다. 이들의 주된 차이는 비트스트림 인터리빙 대신에 디인터리빙이 비 이진수에 적용된다는 것이다. 각각의 수는 수신된 비트의 부드러운 묘사이고, 미터법에 따라 기재된다. 미터법의 해법은 통상적으로 1진수 보다 높으므로 이진수는 아니다. 각기 다른 실시 예들에 대하여 각기 다른 해법들이 선택될 수 있다. 해법의 선택은 실리콘 크기와 한쪽에서는 전력 소비이고 다른 쪽에서는 성능인 것 사이에서 교환된다. 바람직한 실시 예에서 미터법의 해법은 4 내지 5 비트들이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 변조된 심볼들을 전송하는 초광대역 무선 개인 접속 통신망의 다중대역 OFDM 트랜시버를 위한 인터리빙 회로(interleaving circuit)로서,

각각의 OFDM 심볼은 소정 개수(N_CBPS)의 인코딩된 비트들(encoded bits)로 이루어지고,

상기 인터리빙 회로는,

(a) 인코딩된 비트들의 입력 비트스트림(input bitstream)을 수신하고 다른 OFDM 심볼들에 걸쳐서 상기 입력 비트스트림의 인접한 비트들을 치환하는 심볼 인터리빙 유니트;

(b) 상기 심볼 인터리빙 유니트에 의해서 치환된 비트들을 수신하고 결합된 데이터 부-반송파들(sub-carriers)에 걸쳐서 각각의 OFDM 심볼의 인접한 비트들을 치환하는 인트라-심볼 톤 인터리빙(intra-symbol tone interleaving); 및

(c) 인접한 OFDM 심볼들 사이에서 변하는 시프트 값(K)에 의존하여 각각의 OFDM 심볼의 N_CBPS비트들을 주기적으로 변경시키는 인트라-심볼 사이클릭 시프트 유니트(intra-symbol cyclic shift unit);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 1 항에 있어서, 각각의 OFDM 심볼은 상기 인터리빙 회로에 의해서 주파수 확산 유니트로 보내지고, 상기 주파수 확산 유니트는 주파수 도메인에서 적당한 주파수 확산 요소(FSF)를 이용하여 데이터 비율에 의존하여 상기 OFDM 심볼을 확산 시키는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 2 항에 있어서, 상기 주파수 확산 유니트는 OFDM 변조기에 연결되고, 상기 OFDM 변조기는 DCM 변조나 QPSK 변조에서 상기 데이터 비율에 의존하여 상기 주파수 대역의 각각의 부-반송파에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 3 항에 있어서, 상기 OFDM 변조기는 시간 확산 유니트에 연결되고, 상기 시간 확산 유니트는 상기 OFDM 트랜시버의 작동 모드에 의존하여 시간 확산 요소(SF)를 사용하여 시간 도메인에서 상기 OFDM 심볼들을 확산 시키는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 4 항에 있어서, 상기 시간 확산 유니트는 송신기에 연결되고, 상기 송신기는 대응하는 패턴 주기성(P)을 포함하는 소정의 주파수 호핑 패턴에 따른 각기 다른 주파수 대역에서 각각의 인터리브 OFDM 심볼을 전송하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 5 항에 있어서, 상기 주파수 대역의 수는 3인 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 5 항에 있어서, 상기 주파수 호핑 패턴 주기성(P_max) 세트의 적어도 공통 배수가 6인 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 5 항에 있어서, 각각의 주파수 대역은 중앙 주파수 및 소정 개수의 부-반송파들을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 8 항에 있어서, 각각의 주파수 대역의 부-반송파들은 파일럿(pilot) 부-반송파들, 가드(guard) 부-반송파들 및 데이터 부-반송파들을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 8 항에 있어서, 각각의 주파수 대역 내의 부-반송파들의 수는 122인 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 9 항에 있어서, 각각의 주파수 대역 내의 부-반송파들의 수는 100인 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 심볼 인터리빙 유니트에 의해 출력된 출력 비트들 S(i)과 상기 심볼 인터리빙 유니트에 인가된 입력 비트들 U(i) 사이의 입력-출력 관계는 다음의 식,

(1)

로 주어지는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 톤 인터리빙 유니트에 의해 출력된 출력 비트들 T(i)과 상기 톤 인터리빙 유니트에 인가된 입력 비트들 S(i) 사이의 입력-출력 관계는 다음의 식,

(2)

로 주어지는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 사이클릭 시프트 유니트에 의해 출력된 출력 비트들 V(i)과 상기 사이클릭 시프트 유니트에 인가된 입력 비트들 T(i) 사이의 입력-출력 관계는 다음의 식,

(3)

에 의해서 주어지는데, 여기에서 K는 OFDM 심볼 인덱스 b에 의존하는 시프트 값인 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
제 14 항에 있어서, 상기 사이클릭 시프트 유니트에 의해서 채용된 상기 시프트 값 K는 다음의 식,

로 주어지고, 여기에서 P_max는 주파수 호핑 패턴 주기들 세트의 적어도 공통 배수이고, TSF는 시간 확산 유니트의 시간 확산 요소이며, 여기에서,

인 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.
OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 변조된 심볼들을 전송하는 초광대역 무선 개인 접속 통신망의 다중대역 OFDM 트랜시버 내에서 인코딩된 비트들을 인터리빙(interleaving)하기 위한 방법으로서,

(a) 인코딩된 비트들의 입력 비트스트림을 수신하고 다른 OFDM 심볼들에 걸쳐서 상기 입력 비트스트림의 인접한 비트들을 치환하는 단계;

(b) 상관성이 없는(uncorrelated) 데이터 부-반송파들에 걸쳐서 각각의 OFDM 심볼의 인접한 비트들을 치환하는 단계; 그리고

(c) 인접한 OFDM 심볼들 사이에서 변하는 시프트 값(K)에 의존하여 각각의 OFDM 심볼의 N_CBPS비트들을 주기적으로 교환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 회로.