KR20070014169A

KR20070014169A - 다중-입력-다중-출력 ｏｆｄｍ 무선 근거리 네트워크를구현하기 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20070014169A
Application number: KR1020067023529A
Authority: KR
Inventors: 모니샤 고시; 쉬에메이 우양
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2007-01-31
Also published as: WO2005112323A2; JP2007537651A; US20070248174A1; WO2005112323A3; EP1751903A2

Abstract

MIMO 통신 시스템을 구현하기 위한 방법 및 관련 시스템은 개시된다. 이 시스템은 데이터 패킷의 대응하는 입력 데이터 스트림을 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 인코딩하는 적어도 하나의 인코더(120a,120b); 대응하는 인코딩된 입력 데이터 스트림의 비트를 인터리빙하기 위한 적어도 하나의 인터리버(interleaver)(124a,124b), 대응하는 인코딩된 입력 데이터 스트림의 인터리빙된 비트를 맵핑하기 위한 적어도 하나의 맵퍼(128a,128b), 대응하는 인코딩된 비트 스트림의 맵핑된 인터리빙된 비트의 변환을 결정하기 위한 적어도 하나의 역 FFT(132a,132b), 대응하는 인코딩된 비트 스트림의 변환되고 맵핑되고 인터리빙된 비트의 순환 접두부(cyclic prefix)를 결정하기 위한 적어도 하나의 순환 접두부 유닛(136a,136b), 대응하는 인코딩된 비트 스트림의 펄스를 형성하기 위한 적어도 하나의 펄스 형성기(140a,140b) 및 복수의 입력 데이터 스트림으로 데이터 스트림을 분할하기 위한 수단을 포함하며, 상기 입력 데이터 스트림은 대응하는 통신 채널과 연관된다. 더욱이, 상기 방법은 데이터 전송 상에 최소의 오버헤드를 부과하는 교육 시퀀스(700)를 제공한다.

Description

다중-입력-다중-출력 ＯＦＤＭ 무선 근거리 네트워크를 구현하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING MULTIPLE-IN-MULTIPLE-OUT OFDM WIRELESS LOCAL AREA NETWORK}

본 출원은 그 내용이 본 명세서에 참고로 병합된, 2004년 3월 13일, 미국 특허 및 상표청에 출원된, 제60/570,637호인, "무선 LAN 애플리케이션에 대한 MIMO OFDM 시스템"이라는 제목의 잠정 특허 출원의 이익을, 35 USC 제119조 (e)에 따라 청구한다.

본 발명은 무선 통신 그리고, 더 구체적으로, MIMO 통신 시스템을 교육하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

서버, 라우터, 액세스 포인트 및 클라이언트 디바이스의 무선 네트워킹은 기존 네트워크를 생성하고 확장하기 위한 사용자의 능력을 상당히 확대시켜 왔다. 사실, 무선 네트워크는 클라이언트가, 노트북 또는 랩톱 컴퓨터, PDA 및 휴대폰과 같은 디바이스를 이 네트워크와 일반적으로 연관되지 않은 멀리 떨어진 장소로부터 사무실 및 가정용 네트워크로 접속하도록 해왔다. 핫스폿(hotspot)이라고 하는, 이러한 먼 장소는, 클라이언트가 그 지역의 커피로부터 자신의 네트워크로의 액세스할 수 있게 한다.

무선 통신 급증을 촉진하고 다른 디바이스들 간의 호환성을 제공하기 위해, IEEE 802.11a/b/g와 같은, 통신 프로토콜은 확립되어왔다.

IEEE 802.11a는 코딩된 직교 주파수 분할 다중화(COFDM; Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)로 전력을 공급받은 중요한 무선 근거리 네트워크(WLAN)이다. IEEE 802.11a 시스템은 6Mbps 내지 54 Mbps의 전송 데이터 속도를 달성할 수 있다. 현재 802.11a 시스템은 5GHz 반송파 주파수 대역에서 채널로서 20MHz 대역을 사용한다. 전체 채널은 64개의 하위-채널로 분할되며 이들 중 48개는 정보 데이터를 전송하는데 사용되는 반면, 나머지 12개의 하위-반송파는 스펙트럼 형성을 위한 대역 에지에서 사용된다. 802.11a 시스템 하위-반송파 사용 및 시스템 파라미터의 세부 내용은 종래 기술에 잘 알려져 있다.

그러나, 이들 프로토콜은 데이터의 전송을 위해 주로 설계되고, 전송된 데이터의 양의 제한으로 인해, 실시간 비디오 전송에 오직 최저한도로 적합하다. 시의적절하게 비디오 데이터를 전송하는데 실패하면 예를 들어, 사용할 수 없는 이미지를 동작 렌더링하는데 오류를 야기시킬 수 있다.

OFDM 시스템에서, 주파수 대역은 각각이 데이터가 변조된 하위-반송파 주파수와 연관된, 반송파 주파수라고 하는 주파수 하위-채널로 분할된다. 일반적으로, 각 하위-채널은 페이딩 및 다중경로 효과와 같은 다른 상태를 경험할 수 있으며, 이는 또한 시간에 따라 변화한다. 결론적으로, 각 서브-채널 주파수 당 전송된 비트 수는 변할 수 있다.

핫스폿, 가정 오락용 네트워크 및 기업 통신과 같은, 애플리케이션용 고용량 무선 통신을 충족시키려면, 더 높은 전송 속도가 필요하다. IEEE 802.11n WG(Working Group)라고 하는 새로운 그룹은, MAC 층에서 100Mbps 처리량을 제공할수 있는 표준 상에서 작동하도록 형성되어 왔다.

무선 근거리 네트워크(WLAN)의 채널 특성을 고려하면, 단지 신호 성군(signal constellation)의 서열을 증가시키고 합리적인 SNR 범위 내에서 디코딩함으로써 단일한 안테나 시스템으로 데이터 속도를 증가시키는 것은 매우 어렵다. 더 높은 전송 데이터 속도를 얻기 위한 한가지 단순한 방법은 더 큰 채널 대역폭을 사용하는 것이다. 이러한 솔루션은 시판이 간편하며, 저렴하고 빠르다. 그러나, 스펙트럼 효율성은 극적으로 증가될 수 없다. 802.11a-기반 시스템 상의 추가적인 작업은 표준 위원회가 설정한 3 비트/초/Hz 목표에 도달하기 위해 필요하다.

풍부하게 확산된 환경에서 더 높은 데이터 속도를 획득하기 위한 다른 방법은 BLAST 시스템과 같은, 공간 다중화이다. 802.11a-기반 2x2 공간 다중화 MIMO(SP-MIMO) 시스템의 다른 구성은 시스템의 성능과 복잡성을 위한 최상의 솔루션을 찾기 위해 조사되어왔다.

MIMO 시스템에서 직면한 한 가지 복잡성은 각 채널의 교육에 대한 필요성이다. 이는 수신 시스템이 비트 스트림 상의 대응하는 채널 내의 전송 매체의 효과를 평가할 수 있는 일련의 알려진 비트의 전송을 필요로 한다. 교육 시퀀스가 전송 상의 오버헤드이며 사용자 정보를 포함하지 않으므로, 비트 스트림 내에 이들을 포함시키는 것은 전송의 유효 속도를 감소시킨다.

따라서, MIMO 시스템이 데이터 전송 상의 최소 오버헤드를 부과하는 대응하 는 채널 특성을 결정하도록 하는 교육 시퀀스 및 MIMO 시스템에 대한 산업상의 필요성이 존재한다.

MIMO 통신을 구현하기 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 시스템은 데이터 패킷의 대응하는 입력 데이터 스트림을 리드-솔로몬-인코딩하기 위한 적어도 하나의 인코더; 대응하는 인코딩된 입력 데이터 스트림의 비트를 인터리빙하기 위한 적어도 하나의 인터리버; 대응하는 인코딩된 입력 데이터 스트림의 상기 인터리빙된 비트를 맵핑하기 위한 적어도 하나의 맵퍼; 대응하는 인코딩된 비트 스트림의 상기 맵핑되고 인터리빙된 비트의 변환을 결정하기 위한 적어도 하나의 역 FFT; 대응하는 인코딩된 비트 스트림의 변환되고, 맵핑되고 인터리빙된 비트의 순환 접두부를 결정하기 위한 적어도 하나의 순환 접두부 유닛 및 대응하는 인코딩된 비트 스트림의 펄스를 형성하기 위한 적어도 하나의 펄스 형성기 및 각각이 대응하는 통신 채널과 연관된, 복수의 입력 데이터 스트림으로 데이터 스트림을 분할하기 위한 수단을 포함한다. 더욱이, 상기 방법은 데이터 전송 상의 최소 오버헤드를 부과하는 교육 시퀀스를 개시한다.

도 1은 종래의 무선 LAN 통신 시스템을 도시한 도면.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 원리에 따른 MIMO 무선 LAN 통신 시스템의 예시적인 실시예를 도시한 도면.

도 6은 MIMO 시스템 교차-결합의 일례를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 원리에 따른 예시적인 MIMO 교육 시퀀스를 도시한 도면.

도 8은 본 명세서에 도시된 처리를 실행하기 위한 시스템을 도시한 도면.

이들 도면들은 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 것이며 본 발명의 제한을 한정하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다. 본 명세서의 도면에 도시되고 첨부한 상세한 설명에 설명된 실시예들은 예시적인 실시예로 사용되어야 하며 본 발명을 실행하기 위한 방법으로만 해석되어서는 안된다. 또한, 적절한 경우 참조 문자으로 보충될 수 있는 동일한 참조 번호는, 유사한 요소를 식별하는데 사용되어 왔다.

도 1은 전송부(110)와 수신부(150)를 구비한 종래의 무선 통신 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 전송부(110)는 데이터(115)를 전송 오류 정정(FEC; Forward Error Correction) 인코더(120)에 제공하며, 이러한 인코더(120)는 전송 중에 발생할 수 있는 오류를 정정하기 위한 방법으로 데이터(115)를 인코딩한다. 일 양상에서, FEC는 잘 알려진 리드-솔로본 코딩 방식을 포함할 수 있다. 인코딩된 데이터는 이후 비트 인터리버(124)로 인가되며 인터리빙된 비트는 맵퍼(128)로 맵핑된다. 인코딩되고 인터리빙된 비트 스트림은 IFFT 132로 역 고속 푸리에 변환되며(Inverse Fast Fourier Transformed) 데이터 비트의 순환 시프트는 순환 접두부(cyclic prefix)(136)으로 적용된다. 비트 스트림은 이후 펄스 형성기(140)로 적용되며 전송 매체를 거쳐 안테나(144)를 통해 전송된다.

수신 시스템(150)은 안테나(151)에서 전송된 비트 스트림을 수신하며 출 력(176)을 생성하기 위해 수신된 데이터를 펄스 형성기(152), 샘플러(156), FFT(160), 디맵퍼(164), 디-비트(de-bit) 인터리버(168) 및 FEC 디코더(172)에 인가함으로써 전송 프로세스를 역전시킨다.

도 2는 전송부(210)와 수신부(250)를 포함하는, 본 발명의 원리에 따른, 2-채널 MIMO 시스템(200)의 일 양상을 도시한다. 이러한 경우, 데이터 스트림(115)은 제 1 채널과 제 2 채널 사이에서 분할된다. 일 양상에서, 데이터 스트림(115)은 홀수 비트(또는 바이트)가 제 1 채널로 인가되고 짝수 비트(또는 바이트)가 제 2 채널로 인가되도록 분할될 수 있다. 이러한 도시된 경우에서, 제 1 및 제 2 채널의 성분은 문자 "a" 및 "b"로 표시되며 도 1에 대해 설명된 것과 같다. 따라서, 이들 성분들은 다시 상세하게 설명될 필요가 없다. 도 1에 대해 설명된 프로세스와 유사하게 작동하는, 수신부(250)는 데이터(176)를 생성하기 위해 독립적으로-전송되고 인코딩된 데이터 비트 스트림을 수신하고 디코딩하는데, 즉 복구한다. 이러한 경우, 2x2 MMSE/ZF 필터(255)이다. MMSE/ZF 필터링은 MIMO 신호를 디코딩하는 표준 방법이므로 종래 기술에서 잘 알려져 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 복구된 비트 스트림은 오류-정정 코드가 제거된 후 결합된다.

도 3은 본 발명의 원리에 따른, 2-채널 MIMO 시스템의 제 2 양상을 도시한다. 본 발명의 이러한 양상에서, 데이터는 우선 인코더(120)에서 FEC 인코딩되며, 인코딩된 데이터는 도 2에 대해 설명한 것처럼 전송 채널 간에 분할된다. 수신 시스템은 도 2에 대해 설명한 것처럼 프로세스 내에서 비트 스트림을 회복한다. 그러나, 이러한 경우, 복구된 비트 스트림은 디코더(172)에서 FEC를 제거하기 전에 결 합된다.

도 4는 본 발명의 원리에 따른 2-채널 MIMO 시스템(400)의 다른 양상을 도시한다. 이 시스템에서, 데이터(115)는 FEC-인코딩되며 도 2에 대해 설명된 것처럼 전송 채널 사이에서 비트 스트림을 분할시키기 전에 비트-인터리버(410)에서 FEC-인코딩되고, 인터리빙된다. 이러한 경우, 수신부는 도 2에 대해 설명된 것과 유사하게 작동한다. 그러나, 비트 인터리버(420)는 모든 안테나에 대해 공동으로 비트 스트림을 비트-인터리빙하도록 작동한다. 이 작동은 도 3에 도시된 인터리빙과는 다르며, 이는 도 3에 도시된 비트 인터리버가 각 안테나에 대해 인터리빙을 수행하기 때문이다.

도 5는 본 발명의 원리에 따른 2-채널 MIMO 시스템(500)의 또 다른 양상을 도시한다. 이러한 도시된 실시예에서, 데이터(115)는 인코더(120)에 의해 인코딩되며, 인터리버(410)에 의해 인터리빙되며, 전송 채널 간에 데이터를 분할하기 전에 맵퍼(128)에 의해 맵핑된다. 유사하게, 수신된 데이터는 도 4에 대해 설명된 것과 유사한 방법으로 복구된다. 그러나, 이러한 경우, 복구된 비트 스트림은 디맵퍼(164)에 의해 디맵핑되기 전에 결합된다.

종래의 무선 통신 시스템은 간섭을 회피함으로써 전송을 개선하기 위해 최대 64개의 주파수 반송파로 작동한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 128개의 주파수 반송파가 사용된다. 이러한 양상에서, OFDM 심벌은 이후 96개의 블록으로 그룹화될 수 있으며, DC에서 2개의 인접한 제로 반송파, 대역에지 보호를 위해 22개의 반송파 및 8개의 파일롯 반송파를 구비한다. IFFT(132)에 대한 128개의 블록 입력 은 다음과 같이 형성될 수 있다:

0,0,s₁,s₂....s₅₂,0,0,...0,s₅₃,s₅₄....s₁₀₄,0

여기에서, s_1...s₁₀₄는 96개의 데이터 + 8개의 파일롯 OFDM 심벌을 포함한다.

한가지 바람직한 실시예에서, 신호 전송은 FFT 도메인에서 다음과 같이 나타날 수 있다:

반송파 수: [1,2,3...10,11,12...28,29,30...46,47,48...53,54... 76,77...82, 83,84...100,101,102...118,119,120...127,128]

값 [0,0 d₁...d₈ p₁ d...d₂₅ p₂ d₂₆...d₄₂ p₃ d₄₃...d₄₈0... 0 d₄₉...d₅₄ p₄ d₅₅...d₇₁ p₅ d₇₂...d₈₈ p₆ d₈₉...d₉₆ 0]

d_i는 데이터 심벌을 나타내며;

p_j는 파일럿 심벌을 나타내며;

반송파 수는 반송파 주파수를 확인한다.

따라서 전송 상의 개선은 3 내지 53의 반송파 주파수로 전송된 더 많은 데이터 심벌이 있고 77-127의 반송파 주파수는 전송을 위해 이용되므로 달성된다. 더욱이, 54과 76의 반송파 주파수는, 이 128의 FFT 표시에서, 교육 심벌만을 위해 보유된다.

도 6은 도 2 내지 도 5에 도시된 것과 유사한, 2-채널 MIMO 시스템(600)의 블록도를 도시하며, 수신 시스템(620)은 대응하는 채널로부터 신호를 수신할 수 있 지만 또한 전송으로서 교번하는 채널들은 동일한 주파수 대역 내에서 발생한다. 따라서, 채널(1)과 연관된 수신 안테나(622)는 채널(1 및 2) 각각과 연관된, 전송 안테나(612 및 614)로부터 신호를 수신할 수 있고, 채널(2)과 연관된 수신 안테나(624)는 또한 전송 안테나(612 및 614)로부터 신호를 수신할 수 있다. 수신 신호의 이러한 교차-결합(cross-coupling)은 수신 시스템(620)에 의해 복구된 심벌의 오류를 발생시킨다. 야기된 교차-결합 오류를 해결하는 한 가지 조치는 야기된 오류를 판정하고 평가하는 것이다. 페이딩, 다중경로 및 간섭이 다른 원인에 의해 야기된 오류의 평가는 종래 기술에 잘 알려져 있다. 종래의 무선 통신 시스템에서, 교육 시퀀스라고 하는 알려진 시퀀스는 예를 들어, 페이딩 및 다중 경로와 같은, 채널 특성을 평가하기 위해 충분한 정보를 수신 시스템에 제공하는데 사용되어 왔다. 그러나, 이들 시퀀스들은 교차-결합 간섭으로부터 채널 특성을 판정하고 이를 차단시키기에 충분히 길어야만 한다. 전송에 이러한 충분히 긴 교육 시퀀스를 포함시키는 것은 효과적인 비트 전송율을 감소시킨다.

도 7은 본 발명의 원리에 따른 2-채널 MIMO 통신 시스템을 위한 예시적인 교육 시퀀스(700)를 도시한다. 이러한 예시적인 시퀀스(700)에서, a_i로 표시된, 심벌은, 제 1 채널 및 제 2 채널 상에서 교번하는 반송파 주파수 상에서 전송되며 예컨대, 제 1 및 제 2 채널 사이의 단일한, 인접, 주파수 반송파에 의해 오프셋된다. 도시된 것처럼, 심벌(a₁,a₂,...a_n)은 제 1 채널 상에서 홀수 주파수 상에서 전송되며 동일한 심벌(a₁,a₂,...a_n)은 제 2 채널 상에서 짝수 주파수 상에서 전송된다. 이 러한 예시적인 사례에서, 128개의 반송파 주파수는 전송기와 수신 시스템 사이에서 통신하는데 사용된다. 51개의 심벌 또는 톤이 시퀀스에서 사용되므로, 심벌(a₁,a₂,...a_n)은 (3 내지 53)의 반송파 주파수 상에서 그리고 제 1 채널에서의 76 내지 126의 반송파 주파수 상에서 그리고 제 2 채널에서 4 내지 54 그리고 77 내지 127의 반송파 상에서 전송된다. 따라서, 반송파(54 및 76)는 교육 톤을 위해 보유되지만 어떠한 데이터에 대해서도 보유되지 않는다. 도시된 시퀀스는 데이터 한 블록이 2 채널의 채널 특성을 평가할 수 있도록 하므로 유리하다. 2개 이상의 채널들이 MIMO 통신 시스템에서 사용될 때 당업자의 지식 내에서 유사한 교육 시퀀스를 구성하는 것도 좋다.

당업자는 도시된 예시적인 교육 시퀀스가 다른 수의 전송 주파수를 사용하여 시스템에 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예컨대, IEEE 802.11a/b/g 시스템에서, 64개의 반송파 주파수는 사용되며, 따라서, 사용된 심벌의 수는 특정 반송파 주파수로 교육 톤의 원하는 차단을 제공하기 위해 변경될 수 있다. 64개 내지 128개로 반송파 주파수를 증가시키려면 채널 간의 위상 잡음이 상당히 감소되어야 한다. 따라서, 비록 본 발명은 바람직한 128개의 주파수 시스템에 관해 기술되지만, 본 발명은 또한 반송파 주파수의 더 낮은 수(예, 64,32 등) 또는 더 높은 수(예, 256,512 등)를 가진 시스템에 적용가능할 것이다.

본 발명의 다른 양상은 다음으로 표시되는 생성 다항식을 사용하여 GF(256)에 대한 리드-솔로몬(220,200) 20 바이트-오류 정정 코드를 채용한다.

이러한 생성 다항식은 ATSC HDTV 표준에 사용된 것과 같다. 이 코드는 220개의 바이트 코드워드 당 최대 10 바이트 오류를 정정한다. 일 양상에서, 패킷 크기는 코드워드 크기의 정수배로 한정되어서는 안된다. RS 인코더는 200 바이트의 블록 단위로 데이터를 인코딩하기 시작하고 임의의 잔여 바이트(예, 200 이하)는 동일한 수의 패리티 바이트(20)를 가진 단축형 RS 코드워드로 인코딩된다. 일 양상에서, 패킷들은 RS 패리티 비트로 채워질 수 있다. 예컨대, 128-FFT를 사용하여, 앞서 설명한 2x2 시스템 상에서 전송된 100 바이트 패킷을, GF(2⁸)(220,200) RS에 대해 10 바이트를 사용하여 3/4 64 QAM 변조의 비율로 인코딩하려면 패드 비트로서 8 바이트를 필요로 한다. 이러한 경우, 8 패리티 바이트는 8 "패드 비트"로 사용될 수 있으며; (108,100) 코드를 야기한다. RS 코드의 단축 및 천공(puncturing)은 종래 기술에 잘 알려져 있으며 상세히 설명될 필요가 없다.

도 8은 본 발명의 원리를 구현하기 위해 사용될 수 있는 시스템(800)의 예시적인 실시예를 도시한다. 시스템(800)은 하나 이상의 입력/출력 디바이스(802), 프로세서(803) 및 메모리(804)를 포함할 수 있다. I/O 디바이스(802)는 하나 이상의 소스(801)로부터 정보를 액세스하거나 수신할 수 있다. 소스(801)는, 텔레비전 시스템, 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, PDA, 휴대폰 또는 본 명세서에 도시된 처리를 실행하기 위한 정보를 수신하기에 적합한 기타 디바이스와 같은 디바이스일 수 있다. 디바이스(801)는, 예를 들어, 무선 광역 네트워크, 무선 도심 네트워크, 무선 근거 리 네트워크, 지상파 방송 시스템(라디오, TV), 위성 네트워크, 휴대폰, 또는 무선 전화 네트워크뿐만 아니라, 이들 및 다른 유형의 네트워크의 부분 및 결합을 통한, 하나 이상의 네트워크 연결(850)에 대한 액세스를 요청할 수 있다.

입력/출력 디바이스(802), 프로세서(803) 및 메모리(804)는 통신 매체(825)를 통해 통신할 수 있다. 통신 매체(825)는, 예를 들어, 버스, 통신 네트워크, 회로, 회로 카드 또는 다른 장치의 하나 이상의 내부 연결뿐만 아니라, 이들 및 다른 통신 매체의 부분 및 결합을 나타낼 수 있다. 클라이언트 디바이스(801)로부터의 입력 데이터 요청은 메모리(804)에 저장될 수 있고 프로세서(803)에 의해 실행될 수 있는 하나 이상의 프로그램에 따라서 처리된다. 프로세서(803)는, 일반-목적 또는 특수-목적 컴퓨팅 시스템과 같은, 임의의 수단일 수 있거나, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 서버, 핸드헬드 컴퓨터, 전용 로직 회로 또는 집적회로와 같은, 하드웨어 구성일 수 있다. 프로세서(803)는 또한 프로그램가능한 어레이 로직(PAL; Programmable Array Logic), 주문형 집적 회로(ASIC) 등일 수 있으며, 이는 소프트웨어 명령 또는 알려진 입력에 응답하여 알려진 출력을 제공하는 코드를 포함하기 위해 프로그래밍된 하드웨어일 수 있다. 일 양상에서, 하드웨어 회로는, 본 발명을 구현하기 위해 소프트웨어 대신에 또는 이와 결합하여 사용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 요소들은 코딩된 논리 작동을 사용하여 도시된 작동을 수행하도록 작동하는 분리된 하드웨어 요소로서 또는 하드웨어-실행가능한 코드를 실행함으로써 구현될 수 있다.

일 양상에서, 본 발명의 원리는 프로세서(803)에 의해 실행된 컴퓨터-판독가 능한 코드에 의해 구현될 수 있다. 코드는 메모리(804)에 저장될 수 있거나, 메모리 매체(883), I/O 디바이스(885) 또는 플로피 디스크, CD-ROM 또는 DVD와 같은 자기, 광학 매체(887)로부터 판독/다운로딩될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 기능을 수행하도록 작동하는 하나 이상의 소프트웨어 프로그램에 따라 처리 이후에 I/O 디바이스(802)에 의해 수신된 디바이스(801)로부터 정보 항목은 또한 디스플레이(880), 기록 디바이스(890) 또는 제 2 처리 시스템(895)으로서 표시된 하나 이상의 출력 디바이스로 네트워크(880)를 통해 전송될 수 있다.

당업자가 인식하는 것처럼, 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템이라는 용어는 예컨대, 적어도 하나의 처리 유닛에 전기적으로 연결되고 이와 통신하는 주변 기기와 같은, 하나 이상의 메모리 유닛 및 다른 디바이스와 통신하는 하나 이상의 처리 유닛을 나타낼 수 있다. 게다가, 디바이스들은, 예를 들어, ISA 버스, 마이크로채널 버스, PCI 버스, PCMCIA 버스 등과 같은 내부 버스, 또는 회로, 회로 카드 또는 다른 디바이스의 하나 이상의 내부 연결뿐만 아니라, 이들 및 다른 통신 매체 또는 외부 네트워크(예, 인터넷 및 인트라넷)의 부분 및 결합을 통해 하나 이상의 처리 유닛으로 전자적으로 연결될 수 있다.

현재 IEEE 802.11a/g 표준에서, 64-포인트 FFT는 전송된 신호를 형성하는데 사용된다. 이러한 경우, 다중경로에 대해 보호하기 위해 삽입된, 순환 접두부는 16개의 샘플 길이이며, 따라서 25%의 오버헤드를 유도한다. 이러한 큰 오버헤드는, 사용자가 MIMO 시스템을 이용할 것이었다고 해도, 사용자 데이터 속도를 제한한다. 게다가, MIMO 시스템에 대한 채널 평가는 주파수 인터리빙된 교육 시퀀스로서 사용된 64-포인트 FFT가 각 안테나의 채널 평가를 위한 오직 적은 수의 주파수 비트만을 허용할 때 어려움을 겪는다. 따라서, 본 발명은 비트당 더 큰 수의 엔트리를 허용하고 순환 접두부로 인한 오버헤드를 더 감소시키는 128-포인트 FFT 시스템을 이용하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 설명된 채널 평가를 위해 사용된 주파수 인터리빙된 교육 시퀀스와 관련하여, 64-포인트 FFT 시스템에 비해 매우 작은 성능 손실이 있다.

바람직한 실시예에 응용된 것처럼 본 발명의 기본적으로 새로운 특성들이 도시되고, 설명되고 주지되는 동안, 당업자는 본 발명의 정신을 이탈하지 않고 기술된 장치, 개시된 디바이스의 형태 및 세부 내용 및 그들의 장치의 다양한 생략 및 대체 및 변경을 할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명이 2-채널 MIMO에 대해 설명되는 동안, 당업자는 도시된 개념을 더 많은 채널을 가진 시스템으로 확장할 수 있다. 동일한 결과를 달성하기 위해 거의 같은 방법으로 거의 동일한 기능을 실행하는 요소들의 모든 결합들은 본 발명의 범위 내에 있다는 것이 명시적으로 의도된다. 하나의 기술된 실시예로부터 다른 실시예로의 요소의 대체는 또한 완전히 의도되며 고려된다.

본 발명은 무선 통신 그리고, 더 구체적으로, MIMO 통신 시스템을 교육하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로서, MIMO 무선 통신 시스템 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치 등 에 이용가능하다.

Claims

다중-입력-다중-출력(MIMO) 무선 통신 시스템(200) 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법으로서,

복수의 데이터 심벌 및 교육 심벌로부터 선택된 심벌을 제 1 채널의 선택된 반송파 주파수 상에 전송하는 단계; 및

상기 제 1 채널의 선택된 반송파 주파수로부터 오프셋된 제 2 채널의 선택된 반송파 주파수 상에 상기 심벌을 전송하는 단계

를 포함하는, 다중-입력-다중-출력 무선 통신 시스템 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 교육 심벌은 미리 결정된, 다중-입력-다중-출력 무선 통신 시스템 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 채널 반송파 주파수(700.51a) 중 선택된 하나 상에 전송된 상기 심벌은 인접한 제 2 채널 반송파 주파수(700.52b) 상에 전송되는, 다중-입력-다중-출력 무선 통신 시스템 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법.
제 1항에 있어서, 소정의 수의 인접한 제 1 채널 반송파 주파수(700.1a, 700.1b)는 어떠한 심벌도 전송하지 않는, 다중-입력-다중-출력 무선 통신 시스템 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 심벌은 교체하는 제 1채널 반송파 주파수(700.76a, 700.78a) 상에 전송되는, 다중-입력-다중-출력 무선 통신 시스템 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법.
제 1항에 있어서, 적어도 2개의 채널 주파수는 상기 교육 심벌에 대해 보유되며 데이터 심벌 전송에 대해 사용되지 않는, 다중-입력-다중-출력 무선 통신 시스템 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 적어도 2개의 채널 주파수는 스펙트럼 대역에지(bandedge)(700.1a, 700.1b)에 거의 인접하여 위치한, 다중-입력-다중-출력 무선 통신 시스템 내에 교육 시퀀스를 제공하는 방법.
MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치로서, 상기 시스템은:

메모리와 통신하는 프로세서를 포함하며,

상기 프로세서는:

제 1 채널의 선택된 반송파 주파수 상에 복수의 데이터 심벌과 교육 심벌로부터 선택된 심벌을 전송하고;

상기 제 1 채널의 선택된 반송파 주파수로부터 오프셋된 상기 제 2 채널의 선택된 반송파 주파수 상에 상기 심벌을 전송하기 위한 코드를 실행하는, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 8항에 있어서, 상기 교육 심벌은 미리 결정된, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 8항에 있어서, 상기 제 1 채널 반송파 주파수의 선택된 하나 상에 전송된 심벌은 인접한 제 2 채널 반송파 주파수 상에서 전송된, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 8항에 있어서, 다수의 반송파 주파수는 32, 64, 128, 256 및 512로 구성된 그룹에서 선택된, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 8항에 있어서, 소정의 수의 상기 제 1 채널 반송파 주파수의 인접한 것들은 어떠한 데이터 심벌도 전송하지 않는, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 8항에 있어서, 상기 심벌들은 교번하는 제 1 채널 반송파 주파수 상에 전 송된, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 8항에 있어서,

상기 프로세서와 통신하는 입력/출력 디바이스를 더 포함하는, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 8항에 있어서, 전송 유닛을 더 포함하는, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 8항에 있어서, 적어도 2개의 제 1 채널 반송파 주파수는 교육 심벌을 위해 보유되며 데이터 심벌 전송을 위해 사용되지 않는, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
제 16항에 있어서, 상기 적어도 2개의 제 1 채널 반송파 주파수는 스펙트럼 대역에지에 거의 인접하여 배치되는, MIMO 무선 통신 시스템 내의 교육 시퀀스를 전송하기 위한 장치.
복수의 데이터 패킷 내의 복수의 통신 채널(144a,144b)을 통해 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템(210)으로서, 상기 시스템은:

데이터 패킷의 대응하는 입력 데이터 스트림을 인코딩하는 리드-솔로 몬(Reed-Solomon)을 위한 적어도 하나의 인코더(120a,120b);

대응하는 인코딩된 입력 데이터 스트림의 인터리빙 비트를 위한 적어도 하나의 인터리버(interleaver)(124a,124b);

대응하는 인코딩된 입력 데이터 스트림의 상기 인터리빙된 비트를 맵핑하기 위한 적어도 하나의 맵퍼(128a,128b);

대응하는 인코딩된 비트 스트림의 상기 맵핑된 인터리빙된 비트의 변환을 결정하기 위한 적어도 하나의 역 FFT(132a,132b);

대응하는 인코딩된 비트 스트림의 상기 변환되고 맵핑되고 인터리빙된 비트의 적어도 하나의 순환 접두부를 결정하는 적어도 하나의 순환 접두부 유닛(136a,136b); 및

대응하는 인코딩된 비트 스트림의 펄스의 형태를 만들기 위한 적어도 하나의 펄스 형성기(140a,140b)

를 포함하는, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
제 18항에 있어서, 대응하는 통신 채널과 연관된 복수의 입력 데이터 스트림으로 상기 데이터 스트림(115)을 분할하는 수단을 더 포함하는, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
제 19항에 있어서, 상기 분할 수단은 인코더, 인터리버, 맵퍼, 역 FFT, 주기 앞자리 및 펄스 형성기로 구성된 그룹에서 선택된 요소 이전에 놓여지는, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
제 20항에 있어서, 상기 복수의 통신 채널 각각은 32,64,128,256 및 512로 구성된 그룹에서 선택된 다수의 반송파 주파수 상에서 작동하는, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
제 18항에 있어서,

프로세서 수단으로서,

복수의 데이터 심벌 및 교육 심벌로부터 선택된 심벌을 제 1 채널(700.1.1-700.1.128) 상의 선택된 반송파 주파수 상에 전송하며;

상기 제 1 채널의 선택된 반송파 주파수로부터 오프셋된 상기 후속 채널의 선택된 반송파 주파수 상에 상기 심벌을 전송하기 위한, 프로세서 수단을 더 포함하는, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
제 22항에 있어서, 상기 후속 채널 반송파 주파수는 상기 제 1 채널의 선택된 반송파 주파수에 인접한 주파수인, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
제 22항에 있어서, 소정의 수의 상기 제 1 채널의 반송파 주파수들 중 인접한 하나는 어떠한 데이터 심벌도 전송하지 않는, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
제 22항에 있어서, 상기 심벌은 상기 제 1 채널의 반송파 주파수(700.1.n, 700.1.n+2)의 교번하는 주파수 상으로 전송되는, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
제 18항에 있어서, 채워지지 않은 데이터 패킷들은 리드-솔로몬 패리티 비트로 채워지는, 데이터 스트림을 전송하기 위한 MIMO 무선 통신 전송 시스템.
MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 코드는:

복수의 데이터 심벌 및 교육 심벌로부터 선택된 심벌을 제 1 채널의 선택된 반송파 주파수 상에 전송하며;

상기 제 1 채널의 선택된 반송파 주파수로부터 오프셋된 상기 제 2 채널의 선택된 반송파 주파수 상에 상기 심벌을 전송하기 위한, MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 27항에 있어서, 상기 교육 심벌은 미리 결정된, MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 27항에 있어서, 상기 코드는 추가적으로:

상기 제 1 채널의 반송파 주파수 중 선택된 하나 상에 심벌을 전송하고;

인접한 제 2 채널의 반송파 주파수 상에 상기 심벌을 전송하기 위한 코드인, MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 27항에 있어서, 다수의 반송파 주파수들은 32,64,128,256 및 512로 구성된 그룹에서 선택된, MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 27항에 있어서, 상기 코드는 추가적으로:

소정의 수의 상기 제 1 채널의 반송파 주파수들 중 인접한 하나 상에서 어떠한 데이터 시스템도 전송하지 않는 코드인, MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 27항에 있어서, 상기 코드는 추가적으로:

교번하는 제 1 채널의 반송파 주파수 상에서 상기 심벌을 전송하는 코드인, MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 27항에 있어서, 상기 코드는 추가적으로:

교육 심벌을 위한 적어도 2개의 제 1 채널 반송파 주파수를 보유하며 데이터 심벌전송을 위해 사용되지 않는 코드인, MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
제 33항에 있어서, 상기 적어도 2개의 제 1 채널 반송파 주파수는 스펙트럼 대역에지에 거의 근처에 배치되는, MIMO 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.