KR20080059589A - 코딩된 직교 주파수 분할 다중화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

가드 톤을 경유하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치가 설명된다. 정보 비트는 콘볼루션 인코더(101)에 의해 코딩되고, 천공기(102)로부터의 천공된 비트 일부는 비트 선택기(105)로 선택되어 천공된 데이터가 인터리브기(천공된 데이터에 대한 106 내지 103)에 의해 인터리브하는 것을 겪게 된다. (104, 107, 108) 뒤에 나오는 OFDM 프로세스는 인터리브된 선택된 천공된 비트를 가드 톤으로 맵핑하고 인터리브된 천공된 데이터는 데이터 서브-캐리어로 맵핑한다.

Description

코딩된 직교 주파수 분할 다중화 방법 및 장치{CODED ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 코딩된 직교 주파수 분할 다중화 방법과 장치에 관한 것이다.

초 광대역(UWB: Ultra wideband) 통신은 큰 대역폭을 점유하는 신호의 송신을 수반한다. UWB 시스템에서는, 변조된 신호가 기저 대역 펄스(캐리어가 없는 송신)로 송신되거나 특정 캐리어 주파수로 상향 주파수 변환된다(혼합된다). 많은 UWB 응용은 레이더(radar)와 군사 통신으로 제한돼 왔다. 하지만, 높은 데이터-속도, 짧은 범위의 통신에서의 UWB 기술의 사용에 대한 잠재성 때문에, 연방 통신 위원회(FCC: Federal Communications Commission)는 인가받지 않은 디바이스에 대해서는 3.1㎓ 내지 10.6㎓의 주파수 대역을 제공하였다.

UWB 통신 시스템은 참조된 송신 범위에 걸쳐 짧게 지속되는 데이터의 펄스를 송신한다. 알 수 있는 것처럼, 시간 영역에서의 펄스의 비교적 짧은 지속 기간 때문에, 주파수 성분의 개수는 매우 크다. 이는 비교적 넓은 대역폭 신호와 상관한다. 따라서, 적절히 설계된 UWB 시스템은 비교적 짧은 시간에 상당한 양의 데이터의 송신을 제공하여, UWB 시스템을 높은 데이터 속도의 응용에 대해 더 매력적이 되게 한다.

UWB 시스템에서 정보를 송수신하기 위한 한 가지 기술은 코딩된 직교 주파수 분할 다중화(COFDM: coded orthogonal frequency division multiplexing)라고 알려져 있다. COFDM 시스템에서는, 주파수 대역이 4개의 서브-캐리어(sub-carrier)의 세트로 나누어진다. 이들은 데이터 서브-캐리어, 파일롯(pilot) 서브-캐리어, 가드 톤(guard tone) 및 NULL 톤이다. 데이터 서브-캐리어의 개수는 시스템의 데이터 속도를 결정하고, 나머지 3개 세트의 서브-캐리어는 오버헤드로 고려되며, 시스템의 적당한 동작을 위해 사용된다.

파일롯 서브-캐리어는 캐리어 위상 오프셋(carrier phase offset)을 추정하고 정정하기 위해 사용된다. 대역 가장자리에 있는 가드 톤은 보통 송신기/수신기 필터 사양을 관대하게 하기 위해 명시된다.

코딩은 시스템 성능을 개선하기 위해 OFDM 시스템과 사용된다. 이 시스템은 사용자 요구 사항 및/또는 채널 상황에 기초한 상이한 데이터 속도 사이에서 스위칭할 수 있다. 예컨대, 속도가 1/3인 콘볼루션 코딩 방식에서는, 각 정보 비트가 3개의 코딩된 비트로 변환된다. 리던던시(redundancy)는 송신된 정보 비트가 수신기에서 수신되는 것을 보장하는 방책을 제공한다. 이를 통해, 시스템의 처리량이 개선된다.

알 수 있는 것처럼, 코딩에 의해 제공된 리던던시는 송신되는 더 적은 개수의 정보 비트를 초래하여, 데이터 속도를 떨어뜨린다. 그러므로, 데이터의 송수신에 있어서의 정확도와 처리량 사이에 트레이드-오프(trade-off)가 존재한다. 데이터 서브-캐리어 송신 효율을 증가시키려는 노력으로, 상이한 코딩 속도를 달성하기 위해 미리 결정된 패턴에 따라 몇몇 코딩된 비트가 제거된다. 이는 종종 천공(puncturing)이라고 부르며, 제거된 비트는 천공된 비트라고 알려져 있다. 물론, 알려진 시스템에서, 이러한 리던던시를 제거하는 것은 정보 비트가 수신될 가능성을 떨어뜨릴 수 있다. 이와 같이, 통신 시스템의 신뢰성은 타협될 수 있다.

전술한 단점 중 적어도 일부를 극복하는 COFDM의 방법 및 장치에 대한 필요성이 존재한다.

예시적인 일 실시예에서, 데이터를 송신하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 정보 비트를 복수의 코딩된 비트로 코딩하는 단계, 선택된 개수의 코딩된 비트를 천공하고(puncturing), 데이터 경로로부터 상기 선택된 개수의 비트를 제거하는 단계, 제거된 선택된 개수의 코딩된 비트 중 적어도 하나를 각각의 가드 톤(guard tone)으로 맵핑하는(mapping) 단계, 및 상기 가드 톤을 송신하는 단계를 포함한다.

또 다른 예시적인 실시예에서는, 데이터를 송신하도록 적응된 장치가 복수의 코딩된 비트로 정보 비트를 코딩하도록 적응된 코더(coder)를 포함한다. 이 장치는 또한 복수의 코딩된 비트를 수신하고 데이터 경로로부터 선택된 개수의 코딩된 비트를 제거하도록 적응된 천공기(puncturer)와, 선택된 개수의 코딩된 비트의 그룹을 선택하도록 적응된 비트 선택기를 포함한다. 또한, 이 장치는 비트 그룹의 각 비트를 각각의 가드 톤으로 맵핑하도록 적응된 맵핑 디바이스를 포함한다.

본 발명은 첨부 도면과 같이 읽을 때 다음 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 실제로는 동일한 참조 번호가 동일한 요소를 가리킨다.

도 1은 예시적인 일 실시예에 따른 COFDM 송신기의 단순화된 개략도.

도 2는 예시적인 일 실시예에 따른 COFDM 수신기의 단순화된 개략도.

도 3은 예시적인 일 실시예에 따른 구멍 뚫기 메커니즘의 개념도.

도 4는 예시적인 일 실시예에 따른 구멍이 뚫린 비트와 선택된 비트의 표 형태의 표시.

도 5는 예시적인 일 실시예에 따른 구멍 뚫기 메커니즘의 개념도.

도 6은 예시적인 일 실시예에 따른 구멍 뚫기 메커니즘의 개념도.

도 7a와 도 7b는 알려진 COFDM 시스템과 예시적인 일 실시예에 따른 COFDM 시스템에 대한 BER 대 E_b/N_b와, PER 대 E_b/N_b의 그래프식 표현.

도 8은 알려진 COFDM 시스템과 예시적인 일 실시예에 따른 COFDM 시스템에 대한 평균적인 PER 대 E_b/N_b의 그래프식 표현.

도 9는 알려진 COFDM 시스템과 예시적인 일 실시예에 따른 COFDM 시스템에 대한 평균적인 PER 대 E_b/N_b의 그래프식 표현.

다음 상세한 설명에서, 제한이 아닌 설명의 목적으로, 본 발명의 가르침을 철저한 이해를 제공하도록, 특정 세부 내용을 개시하는 예시적인 실시예가 전개된다. 하지만, 본 발명의 이득을 가지는 당업자라면 본 명세서에서 개시된 특정 세부 사항으로부터 벗어나는 다른 실시예도 예측됨이 분명해질 것이다. 게다가, 잘 알려 진 디바이스, 방법, 시스템 및 프로토콜의 설명은 예시적인 실시예의 설명을 모호하게 하지 않도록 생략될 수 있다. 그렇지만, 당업자의 이해 범위 내에 있는 그러한 디바이스, 방법 및 시스템과 프로토콜은 예시적인 실시예에 따라 사용될 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예에 따라 데이터를 송신하기 위한 OFDM 장치의 단순화된 개략도이다. 특정 실시예에서, 이 OFDM 장치는 MBOA UWB 무선 시스템과 같은 UWB 무선 시스템의 한 구성 성분이다. 하지만, 이 예시적인 실시예와 연관되어 설명된 장치 및 방법은, 다른 COFDM 시스템과 같은 다른 통신 시스템에서 사용하는 것이 예측된다.

본 명세서에서 더 완전히 설명되는 것처럼, 데이터의 코딩은 시스템 성능을 개선하기 위해, OFDM 시스템과 함께 사용된다. 코딩된 비트는 상이한 코딩 속도를 달성하기 위해 미리 결정된 패턴에 따라 천공된다. 이 시스템은 사용자 요구 사항 및/또는 채널 상황에 기초한 상이한 데이터 속도 중에서 스위칭할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 가드 톤은 백워드(backward) 양립 가능한(compatible) 방식으로 일부 버려진 코딩된 데이터를 운반한다. 본 명세서에서 설명된 것처럼, 이러한 예시적인 실시예의 시스템은 작은 전이 폭을 가지는 필터로 설계된다. 이는 시스템 성능을 개선하기 위해 버려진 비트의 일부를 운반하는 카드 톤의 사용을 허용한다. 특히, 그러한 필터를 사용하지 않는 레거시(legacy) 시스템은 천공된 비트를 운반하는 가드 톤을 버릴 수 있고, 비록 가드 톤으로부터의 데이터의 이득이 없을지라도 여전히 수신된 신호를 디코드할 수 있다.

이어지는 설명에서, 송신기와 수신기의 일부 구성 성분은 MBOA Physical(PHY) 층 사양(Layer Specification) 버전 1.0에 따라 정의된다. 이들 알려진 구성 성분의 세부 내용은 본 명세서에서 발견되고, 그것의 개시는 본 명세서에 참조로 특별히 통합되어 있다. 하지만, 이들 구성 성분의 몇몇 양상은 예시적인 실시예에 따라 수정될 수 있다. 게다가, 예시적인 실시예에 따른 데이터의 송수신을 실현하기 위해 추가 구성 성분이 사용된다.

이 장치는, 예시적으로 속도 1/3 콘볼루션 코드인 콘볼루션 코더(101)를 포함한다. 정보 비트는 코더(101)에 의해 수신되고 선택된 알려진 콘볼루션 코딩 기술에 따라 코딩된다. 코딩된 비트는 상이한 코드 속도를 발생시키기 위해 사용된 천공기(102)에 입력된다. 이를 위해, 코더는 수신기(도 1에서는 도시되지 않음)에서 데이터의 정확도를 보장하기 위한 노력으로 상당한 리던던시를 제공한다. 하지만, 이러한 리던던시는 데이터 속도의 감소를 가져온다. 이와 같이, 천공기(102)는 데이터 속도를 개선하기 위한 노력으로 다른 비트가 보내지는 것을 고려하여 미리 정의된 패턴에 따라 코딩된 비트의 일부를 제거한다. 천공기(102)로부터 천공된 코딩된 데이터는 이후 인터리버(interleaver)(103)에 입력된다. 이 인터리버(103)는 서브-캐리어를 통해 데이터를 인터리브함으로써 버스트(burst) 에러로부터 데이터 에러를 완화시키는데 유용하다. 인터리브된 데이터는 스프레더/맵퍼(spreader/mapper)(104)에 입력되고, 이 스프레더/맵퍼(104)는 데이터를 데이터 서브-캐리어 상으로 맵핑한다. 예시적으로, 데이터를 수신기에 운반하는 100개의 서브-캐리어가 존재한다.

천공기(102)에서 버려지는 천공된 비트는 비트 선택기(105)에 입력된다. 본 명세서에서 더 상세히 설명되는 것처럼, 비트 선택기(105)는 버려진 천공된 비트의 미리 결정된 세트(본 명세서에서는 복구된 비트로 부른다)를 선택하고, 그것들을 인터리버(106)에 제공하며, 이 인터리버(106)는 비트를 인터리버(103)의 방식과 유사한 방식으로 인터리브한다. 이후, 그 비트는 별자리 맵핑(constellational mapping)과, 원한다면 알려진 듀얼(dual) 캐리어 스프레딩(spreading) 기술을 사용하는 스프레드(spread)에 의해 맵핑된 스프레더/맵퍼(spreader/mapper)(104)로 송신된다. 일 실시예에서, 직교 위상 편이 변조(QPSK)가 사용되고 따라서 2개의 비트가 각 가드 톤으로 맵핑된다. 이 실시예에서는, 10개의 가드 톤이 존재하여, 20개의 복구된 비트가 그 가드 톤으로 송신될 수 있고, 이들은 수신기에서의 데이터 재구성을 위해 디코딩된다. 인터리버(103)의 출력은 100개의 데이터 서브-캐리어로 맵핑되고, 인터리버(106)의 출력은 10개의 가드 톤으로 맵핑된다. 이후 스프레더/맵퍼(104)의 출력이 파일럿 톤 삽입 블록(107)에 입력되고, 이 파일럿 톤 삽입 블록(107)에서 110개의 서브-캐리어가 파일럿 캐리어와 결합된다.

명료하게, 알려진 MBOA 송신기에서는, 파일럿 및 가드 톤 삽입 장치가 사용된다. 이 장치는 파일럿과 가드 톤을 100개의 데이터 서브-캐리어에 추가한다. 본 실시예에서, 가드 톤이 또한 데이터 서브-캐리어로서 사용되므로, 파일럿 톤만이 삽입될 필요가 있다. 이는 파일럿 톤 삽입 블록(107)에서 행해진다. 또한, NULL 캐리어가 블록(107)에서 제공된다. 이후 그 결과 어레이는 송신을 위한 OFDM 신호를 발생시키기 위해, 역 고속 푸리에 변환(IFFT: inverse fast Fourier transform)에 의해 처리된다.

인터리버(106)의 출력은 스프레더/맵퍼(104)에 포함된 변조기에서 QPSK 변조를 사용하여 변조된다. 대안적으로, 이 변조는 당업자에게 잘 알려진 별자리 맵핑 디바이스에 의해 실행될 수 있다. 변조기로부터의 복소수의 스트림(d)은 이후 10개의 복소수(g_{n ,k} = d_{n +10×k})의 그룹으로 나누어지고, 여기서 k는 기호 개수, n은 가드 톤 개수이다.

특정 실시예에서, 스프레더/맵퍼(105)에서의 가드 톤으로의 복구된 비트의 맵핑은 함수인 W(n)에 의해 정의된다. 비트를 기호로 맵핑하는 것과는 별개로, 본 예시적인 실시예의 스프레더/맵퍼(104)는 또한 그 기호들을 어레이에서의 특정 지수에 맵핑한다. 함수인 W(n)은 이 맵핑을 결정한다.

그 함수는 0부터 10까지의 지수로부터 논리 주파수 오프셋 지수인 {-61, -60,...,-57}과 {57, 58,...,61}로 맵핑한다.

수신기에 송신되는 OFDM 기호인 r_{data ,k}(t)는 다음과 같이 정의된다.

여기서, N_SD는 데이터 서브-캐리어의 개수이고, Δ_F는 서브-캐리어 이격이며, T_CP는 접두부(prefix)의 지속 기간이다. 위 식에서의 첫 번째 항은 파일럿 서브-캐 리어로부터의 기여(contribution)이다. 파일럿 서브-캐리어는 n = {±5, ±15, ±25, ±35, ±45, ±55}에 대해 정의되고, n의 모든 다른 값에 대해서는 0이다. 두 번째 항은 데이터 서브-캐리어로부터의 기여이고, 세 번째 항은 가드 톤으로부터의 기여이다.

도 2는 예시적인 일 실시예에 따른 수신기의 단순화된 개략 블록도이다. 주목된 것처럼, 수신기의 많은 구성 성분이 MBOA PHY 층 사양으로부터 알려져 있고, 그 자체로 이 예시적인 실시예의 설명을 모호하게 하지 않기 위해 많은 세부 내용이 생략된다. OFDM 기호는 고속 푸리에 변환(FFT)(201)에서 수신되고, 이는 예시적으로는 128개의 포인트 변환기이다. FFT(201)로부터의 출력은 디-스프레더(de-spreader)(202) 및 디-맵퍼(de-mapper) 블록(202)에 입력된다. 디-스프레더/디-맵퍼(202)는 데이터, 파일럿 및 가드 서브-캐리어를 분리하고, MBOA PHY 층 사양에 따라 데이터를 다시 조직한다. 게다가, 디-스프레더/디-맵퍼는 또한 데이터 비트에 대한 소프트 메트릭(soft metric)을 발생시킨다.

블록(202)은 데이터 서브-캐리어로부터 유도된 소프트 메트릭을 주(main) 디-인터리버(de-interleaver)(203)에 보내고, 가드 톤으로부터 유도된 소프트 메트릭을 디-인터리버(204)에 보낸다. 알 수 있는 바와 같이, 디-인터리버(204)는 대응하는 인터리버{예컨대, 인터리버(105)}가 송신기에서 사용될 때에만 사용된다.

디-인터리버(203)로부터의 출력은 주(main) 디-천공기(de-puncturer)(205)에 입력되고, 그 세부 내용은 참조된 MBOA PHY 층 사향에서 제공된다. 주 디-천공기(205)는 각각의 OFDM 기호에서 20개의 천공된 비트 위치에 대한 디-천공기(206) 의 출력을 선택하고, 다른 천공된 위치에 대해서는 0{널 비트(null bit)}을 삽입한다. 이를 위해, 비트 선택기(105)는 가드 톤에 포함시키기 위해 모든 천공된 비트를 송신하지 않는다. 그러므로, 널 비트는 코딩된 비트를 적절히 디코드하기 위해 삽입되어야 한다. 디-천공기(206)에 의해 삽입된 널 비트의 개수는 송신 속도에 의존한다. 데이터 속도가 커질수록, 천공된 비트의 개수가 커지고, 디-천공기(206)에 의해 입력될 필요가 있는 널 비트의 개수가 커진다. 특정 실시예에서, 디-천공기(205)는 '제로(zero)' 블록(207)에 연결되고, 디-천공기(205)는 가드 톤에 있는각 비트에 대해 널 비트를 삽입할 것이다. 이는 가드 톤에서 제거된 비트를 포함하도록 적응되지 않는 송신기에 대해 수신기가 역 호환 가능하게(backward compatible) 한다. 디-천공기(206)의 기능에 대한 더 자세한 내용은 아래의 도 3 내지 도 6의 설명과 연계하여 제공된다.

디지털 통신 시스템에서, 필터는 대역외(out-of-band) 신호 성분을 제거하기 위해 사용된다. 필터 복잡도를 줄이기 위해, 알려진 시스템에서는 필터가 대역 통과(pass-band)로부터 대역 저지(stop-band)까지의 더 큰 전이 폭으로 종종 명시된다. 이는 대역 가장자리에서의 가드 서브-캐리어의 감쇠를 초래한다. 그러므로, 알려진 시스템에서는 신뢰성 있는 데이터가 이들 서브-캐리어에서 운반될 수 없다. 예시적인 실시예의 시스템에서는, 송신기와 수신기가 가드 서브-캐리어가 코딩된 비트를 운반하는 것을 허용하는 작은 전이 폭{샤프 필터(sharp filter)}으로 필터를 통합한다. 명료하게, 샤프 필터(미도시)는 IFTT(108)의 출력을 수신한다. 필터링(filtering) 후, 송신이 완료된다. 수신기에서, 필터는 FET(201)에 결합되고, FFT(201) 전에 수신된 신호를 필터링한다.

하지만, 예시적인 실시예의 송신기는 고급(high end) 주파수 필터링 능력을 가지지 않는 수신기와 연계하여 사용되는데, 즉 가드 톤은 널 비트로서 제공된다. 이를 통해 레거시 호환성이 보전된다.

이제 MBOA 시스템에서의 예시적인 실시예의 적응을 예시하기 위한 몇 가지 예가 제공된다. 이들 예는 단지 이러한 예시적인 실시예를 예시하기 위해 의도된 것이고, 결코 제한하는 것은 아니다.

알려진 MBOA 시스템에서, 200Mbps 모드와 400Mbps 모드는 5/8의 코딩 속도를 사용한다. 이들 모드에 있어서, OFDM 기호당 코딩된 비트의 개수는 200과 같다. 도 3은 이들 모드에 대한 천공 및 디-천공(de-puncturing) 메커니즘을 도시한다. 도 3의 메커니즘은 도 1의 송신기와 도 2의 수신기와 관련하여 검토할 때 가장 잘 이해된다. 도 1을 참조하면, 인코더(101)는 5비트를 가지는 소스 데이터 블록(301)에서 동작하고 15비트의 인코드된 데이터(302)를 만들어낸다. 천공기(102)는 인코드된 데이터에 관해 동작하고, 8비트를 가지는 데이터 블록(303)을 출력하는데, 이때 빗금친 비트가 제거된다. 그러므로, 1개의 OFDM 기호에 대응하는 200배의 코딩된 비트를 발생시키기 위해서는, 천공기가 200/8=25개의 블록을 처리해야 한다. 이 코드에서 천공으로 인해 버려진 비트의 개수는 각 기호에 대해 7*25=175이다. 비트 선택기(105)는 175개의 버려진 비트로부터 20비트를 선택할 수 있고, 그것들을 10개의 가드 톤에 맵핑한다.

IFFT(108)는 데이터 서브-캐리어에 출력 데이터 블록(303)의 비트를 송신하 고, 이러한 데이터 서브-캐리어는 수신기에서 수신된다. 디-천공기(205)에서의 처리 후, 널 비트(빗금친)가 데이터 재구성을 위해 삽입되어 재구성된 비트(305)가 생긴다. 이후, 디코더(208)는 데이터를 디코드하여, 디코드된 데이터(305)가 제공된다.

천공기로부터 175개의 비트(25개의 블록에 대응하는) 중 20개의 비트만이 가드 톤에서의 송신을 위해 선택될 수 있기 때문에, 많아야 1개의 비트만이 각 블록으로부터 선택될 수 있다. 도 4는 가드 톤으로 맵핑되는 제거된 비트를 선택하기 위해, 비트 선택기에 의해 사용될 수 있는 패턴을 도시한다. 어떠한 비트도 블록 번호 4, 9, 13, 18, 및 22에서 선택되지 않음을 주목하라. 이 패턴은 25개의 블록마다 또는 OFDM 기호마다 반복된다. 수신기에서, 가드 톤으로부터의 데이터는 가드 톤으로 송신되는 비트에 대한 널 비트 대신 주 디-천공기에서 사용된다. 도 4의 패턴은 단지 예시적인 것이고, 다른 패턴이 선택될 수 있음이 주목된다.

480Mbps 모드에서 송신하는 MBOA 시스템에서는 3/4의 코딩 속도가 사용된다. 이 모드에서, OFDM 기호당 코딩된 비트의 개수는 200과 같다. 도 5는 예시적인 일 실시예에 따른 이러한 데이터 속도에 대한 천공 및 디-천공 메커니즘의 대표적인 도면이다. 이 모드에서는 소스 데이터(501)의 3비트가 콘볼루션 코딩기(101)에 의해 인코드되고, 9비트 블록(502)을 제공한다. 천공기(102)는 데이터 블록(502)에 대해 동작하고, 4개의 비트를 포함하는 출력 데이터 블록(503)을 만들어낸다. 그러므로, 1개의 OFDM 기호에 대응하는 200개의 코딩된 비트를 발생시키기 위해서는, 천공기가 200/4=50개의 블록을 처리해야 한다. 이 모드에서 천공으로 인해 버려진 비트의 개수는 기호당 5*50=250이다. 데이터 블록(503)은 전술한 바와 같이, 송신, 수신, 디인터리브, 디-천공 및 디코드된다. 재구성된 데이터 블록(504)을 제공하기 위해 널 비트가 삽입되고, 디코드된 데이터 블록(505)이 디코더(208)로부터 출력된다.

예시적인 실시예에 따라, 가드 톤은 천공 처리를 통해 제거되는 코딩된 비트의 일부를 송신한다. 10개의 가드 톤이 있는 예시적인 실시예의 MBOA 시스템에서는, 20개의 비트가 250개의 버려진 비트로부터 선택될 수 있고, 10개의 가드 톤으로 맵핑될 수 있다. 현재의 송신 모드에서 20개의 비트를 송신하기 위한 예시적인 순서는 도 6과 연계하여 현재 설명되고, 도 6은 예시적인 일 실시예에 따른 천공 메커니즘을 도시한다.

5개의 블록에 대응하는 15개의 정보 비트(601)가 45개의 코딩된 비트(602)를 제공하기 위해 속도가 3/4인 코딩기에 의해 인코드된다. 45개의 코딩된 비트 중, 20개의 비트(603)가 데이터 서브-캐리어에서 송신된다. 비트(602) 중에서, 2개의 비트(604)(A₁₃, B₁₄)가 가드 서브-캐리어에서 송신을 위해 선택된다. 이 처리를 10번 반복함으로써, 각 OFDM 기호에서 100개의 데이터 서브-캐리어와 10개의 가드 서브-캐리어에서 송신되기 위해 각각 200개의 비트와 20개의 비트가 발생된다. 수신기에서, 가드 톤으로부터의 데이터는 2개의 비트(A₁₃, B₁₄)에 대한 널 비트 대신 주 디-천공기에서 사용된다. 이 패턴은 단지 예시적인 것이고, 다른 패턴이 가드 톤에서 송신될 비트를 선택하기 위해 사용될 수 있음이 강조된다.

앞서 주목된 것처럼, 이러한 예시적인 실시예의 장치와 방법은 UWB 무선 시스템에서의 데이터 송신의 신뢰도를 개선하기 위한 노력으로 코딩된 데이터의 송신을 위해 정상적으로는 사용되지 않는 가드 톤을 사용한다. 도 7 내지 도 9는 이러한 예시적인 실시예의 방법 및 장치를 사용하여 실현된 몇몇 성능 개선예를 예시한다.

도 7은 표준 200Mbps 모드와 예시적인 일 실시예에 따른 200Mbps 모드 COFDM 통신의 성능의 그래프 표현이다. 이 예시적인 실시예의 방법은 표준 시스템에 비해 약 0.5㏈의 이득을 제공한다는 점을 관찰할 수 있다. 명료하게, 0.4㏈의 증가는 에너지의 증가로 인한 것이고, 0.1㏈는 코딩으로 인한 것이다.

유사하게, 도 8은 알려진 200Mbps 모드의 성능과 다중경로 채널(CM1)에서의 예시적인 일 실시예의 200Mbps의 성능의 그래픽 비교이다. 이 경우에도, 예시적인 일 실시예의 통신 시스템은 약 0.5㏈의 이득을 제공한다.

도 9는 본래의 480Mbps의 성능과 다중 경로 채널(CM1)에서의 예시적인 일 실시예의 480Mbps 모드의 성능의 그래픽 비교이다. 480Mbps 모드에 있어서는, 천공된 코딩된 데이터를 운반하기 위해 가드 톤이 사용될 때 약 1.4㏈의 이득이 존재한다.

본 개시물에 비추어, 본 명세서에서 설명된 다양한 방법과 디바이스는 하드웨어와 소프트웨어로 구현될 수 있다. 또한, 다양한 방법과 파라미터가 어떤 제한적인 의미가 아니고 예로서만 포함된다. 본 개시물에 비추어, 당업자라면 본 발명의 고유한 기술과 필요로 하는 설비를, 첨부된 청구항의 범위 내로 유지되면서 그러한 기술을 실행하도록, 결정하는데 있어서 본 발명의 가르침을 구현할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 UWB 통신 시스템에서 정보를 송수신하는 것에 이용 가능하다.

Claims (20)

1. 데이터를 송신하는 방법으로서,

   정보 비트를 복수의 코딩된 비트로 코딩하는 단계,

   선택된 개수의 상기 코딩된 비트를 천공하고(puncturing), 데이터 경로로부터 상기 선택된 개수의 비트를 제거하는 단계,

   제거된 상기 코딩된 비트 중 적어도 하나를 각각의 가드 톤(guard tone)으로 맵핑하는(mapping) 단계, 및

   상기 가드 톤을 송신하는 단계를

   포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 코딩은 콘볼루션(convolutional) 코딩인, 데이터를 송신하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 버려지지 않는 코딩된 비트를 데이터 서브-캐리어(sub-carrier)로 맵핑하고 상기 가드 톤과 함께 상기 데이터 서브-캐리어를 송신하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 가드 톤을 수신하고, 적어도 하나의 상기 제거된 코딩된 비트를 디코딩하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 가드 톤을 수신하고, 적어도 하나의 제거된 코딩된 비트를 디코딩하지 않는 단계를 더 포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 코딩된 직교 주파수 분할 다중화(COFDM: coded orthogonal frequency division multiplexing)에 의해 복수의 정보 비트를 다중화하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
7. 제 4항에 있어서, 상기 디코딩된 비트를 사용하여 수신된 데이터를 재구성하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
8. 제 1항에 있어서, 송신 전에, 선택된 개수의 코딩된 비트를 직교 위상 편이 변조(QPSK: quadrature phase shift keying)에 의해 변조하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
9. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 제거된 코딩된 비트를 송신 전에 인터리브하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
10. 제 4항에 있어서, 적어도 하나의 제거된 코딩된 비트를 수신 후 디인터리브(deinterleave)하는 단계를 더 포함하는, 데이터를 송신하는 방법.
11. 데이터를 송신하도록 적응된 장치로서,

    정보 비트를 복수의 코딩된 비트로 코딩하도록 적응된 코더(coder)와,

    복수의 코딩된 비트를 수신하고, 데이터 경로로부터 선택된 개수의 코딩된 비트를 제거하도록 적응된 천공기(puncturer)와,

    선택된 개수의 코딩된 비트의 그룹을 선택하도록 적응된 비트 선택기와,

    상기 비트의 그룹으로부터의 각 비트 또는 복수의 비트를 각각의 가드 톤으로 맵핑하도록 적응된 맵핑 디바이스를

    포함하는, 데이터를 송신하도록 적응된 장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 코더는 콘볼루션 코더인, 데이터를 송신하도록 적응된 장치.
13. 제 11항에 있어서, 상기 장치는 무선 디바이스인, 데이터를 송신하도록 적응된 장치.
14. 제 11항에 있어서, 상기 맵핑 디바이스는 송신을 위해, 제거되지 않은 각 비트 또는 복수의 비트를 데이터 서브-캐리어 상으로 맵핑하도록 적응되는, 데이터를 송신하도록 적응된 장치.
15. 제 14항에 있어서, 데이터 서브 캐리어로부터의 비트 및 가드 톤으로부터의 비트를 수신하도록 적응된 수신기를 더 포함하는, 데이터를 송신하도록 적응된 장치.
16. 제 14항에 있어서, 데이터 서브-캐리어로부터의 비트는 수신하고 가드 톤으로부터의 비트는 수신하지 않도록 적응된 수신기를 더 포함하는, 데이터를 송신하도록 적응된 장치.
17. 제 14항에 있어서, 상기 수신기는 수신기 성능을 개선하기 위해, 각각의 가드 톤으로부터의 비트를 디코딩하는 디코더를 더 포함하는, 데이터를 송신하도록 적응된 장치.
18. 무선 통신 시스템으로서,

    정보 비트를 복수의 코딩된 비트로 코딩하도록 적응된 코더와,

    상기 복수의 코딩된 비트를 수신하고 데이터 경로로부터 선택된 개수의 상기 코딩된 비트를 제거하도록 적응된 천공기와,

    상기 선택된 개수의 코딩된 비트의 그룹을 선택하도록 적응된 비트 선택기와,

    비트의 그룹으로부터 각 비트 또는 복수의 비트를 각각의 가드 톤으로 맵핑하도록 적응된 맵핑 디바이스를 포함하는 송신기와,

    데이터 서브-캐리어로부터의 비트와 가드 톤으로부터의 비트를 수신하도록 적응된 수신기를 포함하고,

    상기 수신기는 가드 톤으로부터의 비트 중 적어도 하나를 선택하고, 또 다른 역천공기(depuncturer)에 적어도 하나의 비트를 제공하는 역 천공기를 포함하는, 무선 통신 시스템.
19. 제 18항에 있어서, 상기 무선 시스템은 코딩된 직교 주파수 분할 다중화(COFDM) 시스템인, 무선 통신 시스템.
20. 제 18항에 있어서, 상기 수신기는 콘볼루션(convolutional) 디코더를 더 포함하는, 무선 통신 시스템.

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