KR20090079260A - Ｏｆｄｍａ 무선 통신 시스템들에서의 프리앰블 검출 및 동기화 - Google Patents

Ｏｆｄｍａ 무선 통신 시스템들에서의 프리앰블 검출 및 동기화 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 프리앰블 검출 및 동기화에 대한 기술이다. 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관은 시간-영역 상관 및 주파수-영역 상관 중 하나를 사용하여 상관 윈도우에서 계산된다. 심볼들의 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 수신된다. 심볼은 심볼 상관으로부터 검증된다. 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나이다.

Description

ＯＦＤＭＡ 무선 통신 시스템들에서의 프리앰블 검출 및 동기화{PREAMBLE DETECTION AND SYNCHRONIZATION IN OFDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}
본원은 2006년 11월 7일 출원된 일련 번호 제60/857,528호, "Preamble detection and synchronization in OFDMA wireless communication systems"의 미국 가출원에 기초한 우선권을 청구한다.
본 발명의 실시예들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신 시스템들에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 OFDMA 시스템에서의 프리앰블 검출 및 동기화에 관한 것이다.
여러 다양한 통신 전송 기술들 가운데, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)은 심볼간 간섭(inter-symbol interference)에 대한 저항성 및 높은 스펙트럼 효율성 때문에 가장 촉망받는 후보로서 간주되어 왔다.
OFDMA는 동일 채널 상의 다중 액세스들을 허용하는 다수-사용자 OFDM이다. OFDMA 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서, 프레임 구조는 기지국(BS)과 이동 가입자국(MSS)으로부터 구성된다. 기지국들은 다운링크(DL) 무선 신호들을 통해 이들이 서비스하는 이동 가입자국들로 정보를 전송한다. 이동국들(MS) 또는 가입자국들(SS)은 업링크(UL) 무선 신호들을 통해 이들이 서비스하는 기지국들로 정보를 전송한다. OFDMA는 사용자들 간에 서브캐리어들을 분배하여, 모든 활성 사용자들이 단일 채널 내에서 동시에 송수신할 수 있도록 한다.
현재의 정의된 WiMAX 표준, IEEE 802.16E에 기초하여, 다운링크 전송의 제 1 심볼은 프리앰블이다. 이것은 이동국들에 의한 첫 동기화에 사용된다. 프레임들을 송수신하기 위하여, 기지국 및 이동국은 상호 동기화를 획득하여야 한다. 상호 동기화를 획득하기 위하여, MS는 BS로부터 전송된 프리앰블의 시작 위치를 검출하여야 한다.
프리앰블 동기화를 위한 기존 기술들은 다수의 결점들을 갖는다. 하나의 기본적인 프리앰블 검출 방식은 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)와 OFDM 심볼의 마지막 부분 간의 상관(correlation)에 기초한다. 사이클릭 프리픽스 내부의 심볼들은 OFDM 심볼의 마지막 부분으로부터 복사된다. 사이클릭 프리픽스의 위치는 수신된 시퀀스와 그것의 지연된 버전 간의 상관을 계산함으로써 추정될 수 있다. 프리앰블의 신호 전력이 통상의 OFDM 데이터 심볼의 전력보다 비교적 높다는 것은 프리앰블로부터의 CP 상관이 더 높은 상관 출력을 가짐을 의미하는데, 프리앰블의 신호 전력이 통상의 OFDM 데이터 심볼의 전력보다 비교적 높을지라도 통상의 OFDM 데이터로부터의 프리앰블을 구별하는 것은 여전히 어렵다.
이러한 이슈에 대한 한 가지 가능한 해결책은 검출된 CP가 프리앰블로부터 온 것인지 또는 데이터 심볼로부터 온 것인지 여부를 검증하는 것이다. 한 가지 검증(verification) 절차가 WiMAX 표준에 대해 적용된다. WiMAX 표준에서, 상이한 기지국들 및 상이한 섹터들로부터의 프리앰블에 사용되는 114개의 의사-잡 음(pseudo-noise; PN) 시퀀스들이 존재한다. 검증은 수신된 시퀀스와 모든 이용가능한 PN 시퀀스들과의 교차-상관(cross-correlation)를 계산함으로써 수행될 수 있다. 이러한 기술은 교차-상관을 수행함에 있어 높은 계산 비용을 요구한다. 부가하여, 사이클릭 프리픽스에 기초한 주파수 오프셋 추정은 변조된 시퀀스가 하나의 서브캐리어로부터 또 다른 서브캐리어로 이동(shift)하게 하는 정수(integer) 주파수 오프셋을 제거할 수 없다. 이것은 추가로 전체 계산들을 현저히 증가시킨다.
또 다른 기술은 시간 영역에서 공액 대칭(conjugate symmetry)에 기초하여 검출을 수행하는 것이다. 이러한 기술은 각각의 위치의 검증을 위해 다수의 복소수 곱셈(complex multiplication)을 요구한다.
또 다른 기술은 프리앰블의 반복 속성에 기초한다. WiMAX 표준에서, 프리앰블 시퀀스는 각각의 3번째 서브캐리어 상에서 균일하게 변조된다. 하나의 블록으로부터의 신호들은 나머지 두 개 블록들 중 하나로부터의 신호들과 상관된다. 비록 이러한 방식이 단일 셀 환경에서 효율적일 수 있지만, 다수-셀 환경에서는 효과적이지 않은데, 그 이유는 상이한 기지국들로부터의 프리앰블들이 상이한 서브캐리어 세트들 상에서 변조되기 때문이다.
본 발명의 실시예는 프리앰블 검출 및 동기화를 위한 기술이다. 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관은 시간-영역 상관(time-domain correlation) 및 주파수-영역 상관(frequency-domain correlation) 중 하나를 사용하여 상관 윈도우(correlation window)에서 계산된다. 심볼들의 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 수신된다. 심볼은 심볼 상관으로부터 검증된다. 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나이다.
본 발명의 실시예들은 이하의 설명 및 본 발명의 실시예들을 도시하기 위해 사용된 첨부 도면들을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 도시하는 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리앰블 검출기/동기화기를 예시하는 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간-영역 및 주파수-영역 상관들을 도시하는 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수-영역 상관기(correlator)를 도시하는 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 검증기(verifier)를 도시하는 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 프리앰블을 검출하고 동기화하는 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 7A는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간-영역 상관을 사용하여 심볼 상관을 계산하는 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 7B는 본 발명의 일 실시예에 따라 주파수-영역 상관을 사용하여 심볼 상관을 계산하는 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 심볼을 검증하는 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 프리앰블 검출 및 동기화를 수행하는 프로세싱 서브시스템을 예시하는 다이어그램이다.
본 발명의 일 실시예는 프리앰블 검출 및 동기화를 위한 기술이다. 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관은 시간-영역 상관 및 주파수-영역 상관 중 하나를 사용하여 상관 윈도우(correlation window)에서 계산된다. 심볼들의 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 수신된다. 심볼은 심볼 상관으로부터 검증된다. 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나이다.
이하의 설명에서, 다수의 특정 세부사항들이 기술된다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이러한 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있음이 이해된다. 다른 경우들에, 잘 알려진 회로들, 구조들 및 기술들은 본 설명의 이해를 모호하지 않도록 하기 위하여 도시되지 않았다.
본 발명의 일 실시예는 보통 흐름도, 흐름 다이어그램, 구조 다이어그램 또는 블록 다이어그램으로 도시된 프로세스로서 기술될 수 있다. 비록 흐름도는 순차적 프로세스로서 동작들을 기술할 수 있지만, 다수의 동작들이 병렬적으로 또는 동시에 수행될 수 있다. 부가하여, 동작들의 순서가 재배열될 수 있다. 프로세스는 그것의 동작들이 완료될 때 종료된다. 프로세스는 방법, 프로그램, 절차, 제조 또는 제작 방법 등에 대응할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 OFDMA 무선 통신 시스템에서 시간 동기화 획득 방법을 포함한다. 본 방법은 2개의 단계들을 포함하고: 제 1 단계는 사이클릭 프리픽스 상관에 기초하여 OFDM 심볼 개략적 경계 검출(OFDM symbol coarse boundary detection)을 위해 사용되고; 제 2 단계는 현재의 심볼이 OFDM 프리앰블 심볼인지 OFDM 데이터 심볼인지 여부를 검증하기 위해 사용된다. 제 2 단계는 또한 미세 심볼 경계(fine symbol boundary)를 추정하기 위해 사용될 수 있다. 검증 절차는 이진 위상 시프트 키잉(Binary Phase Shift Keying; BPSK) 변조된 OFDM 프리앰블의 공액 대칭에 기초한다. 상기 절차에 대하여 2개의 대안적인 접근법들: 시간 영역 프로세싱 방식 및 주파수 영역 프로세싱 방식이 존재한다. 현재 심볼이 BPSK 변조된 OFDM 심볼인지 여부를 결정하기 위하여, 상관 출력의 최대값 및 다수 개의 최대 상관 출력들의 합 양자 모두는 미리 설정된 그들의 임계치들과 비교된다. 더욱이, 제 2 단계는 BPSK 변조된 OFDM 심볼들의 신호 검출 및 심볼 경계 추정에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(100)을 도시하는 다이어그램이다. 상기 시스템(100)은 기지국(BS)(110) 및 N개의 이동국(MS)들(1401 내지 140N)을 포함한다. 상기 시스템(100)은 상기 컴포넌트들보다 더 많은 개수 또는 더 적은 개수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
BS(100)는 무선 주파수(RF) 전송을 통하여 무선 통신 모드로 N개의 MS들(1401 내지 140N)과 통신하기 위하여 고정 또는 이동 위치에 설치된 국(station) 이다. 무선 통신은 마이크로웨이브 액세스를 위한 전 세계 상호운용성(Worldwide Interoperability for Microwave Access; WiMAX) 표준을 충족시킬 수 있다. 상기 위치는 인구 밀도가 희박하거나 밀집된 영역에 있을 수 있거나, 이동식 사용을 위한 것일 수 있다. BS(110)는 BS 프로세싱 유닛(120) 및 BS 송신기/수신기(130)를 포함한다.
BS 프로세싱 유닛(120)은 BS 동작들을 위한 필수적인 컴포넌트들을 포함한다. BS 프로세싱 유닛(120)은 상기 유닛의 여러 다양한 컴포넌트들, 예를 들어, 아날로그-대-디지털 컨버터(ADC), 디지털-대-아날로그 컨버터(DAC) 및 다른 논리 회로들; 여러 기능들을 수행하거나 프로그램들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들, 예를 들어, 디지털 신호 프로세서(DSP); 자동 이득 제어(AGC), 자동 주파수 제어(AFC) 및 채널 인코딩/디코딩 모듈들 또는 회로들 등에 클록 소스들 또는 신호들을 제공하기 위하여 오실레이터를 포함할 수 있다. BS 프로세싱 유닛(120)은 N개의 MS들(1401 내지 140N)로의 전송을 위한 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 BS 심볼 생성기(125)를 포함한다.
BS 송신기/수신기(130)는 RF 신호들을 송수신하기 위하여 송신 유닛 및 수신 유닛을 포함할 수 있다. BS 송신기/수신기(130)는 고 전력 안테나를 포함할 수 있다. 안테나는 타입 또는 지대 및 목적하는 커버리지 영역에 따라 지붕, 탑 또는 언덕 꼭대기에 설치될 수 있다.
N개의 MS들(1401 내지 140N)은 핸드셋, 휴대폰, 개인 정보 단말기(PDA), 노 트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터 또는 무선 통신 네트워크에서 MS 기능을 수행할 수 있는 임의 장치와 같은 임의의 MS 장치를 포함할 수 있다. N개의 MS들(1401 내지 140N) 각각은 BS(110)에 의해 제공되는 이동 통신 서비스들을 위해 가입할 수 있다. N개의 MS들(1401 내지 140N) 각각은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 BS(110)로부터 심볼들의 시퀀스를 운반하는 무선 신호를 수신하는 무선 주파수(RF) 수신기, 프리앰블 심볼들을 검출하고 프레임들을 동기화하는 프리앰블 검출기 및 동기화기(145i)(i=1,..., N), CP를 제거하는 사이클릭 프리픽스(CP) 제거기, FFT를 계산하는 고속 푸리에 변환(FFT) 프로세서, 채널 이퀄라이저, 채널 추정기(channel estimator), 디코더, 디-인터리버, 및 수신 기능들을 수행하는 다른 회로들 또는 모듈들을 포함할 수 있다. N개의 MS들(1401 내지 140N) 각각은 또한 채널 코더 및 인터리버, 이진 위상 시프트 키잉(BPSK) 매퍼(mapper), 역 FFT(IFFT) 프로세서, 사이클릭 프리픽스 및 윈도우잉 프로세싱 유닛과 RF 송신기, 그리고 송신 기능들을 수행하는 다른 회로들 또는 모듈들을 포함할 수 있다.
BS(110) 및 N개의 MS들(1401 내지 140N)은 미리 정의된 통신 프로토콜 또는 표준 하에서 서로 통신한다. 일 실시예에서, 통신 표준은 미국 전기전자 학회(Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE) 802.16e 표준 또는 유럽전기통신표준협회(European Telecommunications Standards Institute; ETSI) 고성능 무선 메트로폴리탄 영역 네트워크(HiperMAN) 1.3.2 표준이다. MS 프리앰블 검출기/동기화기(145i)는 프레임 동기화를 위한 프리앰블의 효율적인 검출을 제공한다. BS(110) 및 N개의 MS들(1401 내지 140N)은 전형적인 WiMAX 시스템에서 매체 액세스 제어(Medium Access Control; MAC) 및 물리적 계층(Physical layer; PHY) 특징들을 포함할 수 있다. WiMAX 시스템은 다경로 환경들을 위한 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA)를 사용한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리앰블 검출기/동기화기(145i)를 도시하는 다이어그램이다. 간결함을 위하여, 아래 첨자 "i"는 생략될 수 있다. 프리앰블 검출기/동기화기(145)는 상관기(210) 및 검증기(240)를 포함한다. 프리앰블 검출기/동기화기(145)는 상기 컴포넌트들보다 더 많은 개수 또는 더 적은 개수를 포함할 수 있다. 부가하여, 그것은 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어나 이들의 임의 결합에 의해 구현될 수 있다.
상관기(210)는 시간-영역 상관기(220) 및 주파수-영역 상관기(230) 중 하나를 사용하여 상관 윈도우(L)에서의 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관을 계산한다. 심볼들의 시퀀스는 OFDMA 무선 통신에서 수신된다. 심볼들의 시퀀스는 송신 장치(예를 들어, BS(110))에 의해 생성된 임의의 심볼들을 나타낼 수 있다. 심볼들은 프리앰블에 사용된 사이클릭 프리픽스(CP)를 형성할 수 있거나, 통신 메시지의 일부인 데이터 심볼들을 나타낼 수 있다.
시간-영역 상관기(220)는 검증 윈도우(K) 내에서 공액 대칭 시퀀스를 사용하여 시간 영역에서 심볼 상관을 계산한다. 검증 윈도우는 상관 윈도우보다 더 작 고, 즉, 검증 윈도우의 길이는 상관 윈도우(L)의 길이보다 더 짧다. 검증 윈도우(K)는 최소 인덱스 -KW 및 최대 인덱스 KW에 의해 표현될 수 있고, 여기서 윈도우 길이 K = 2KW + 1이다. 예를 들어, KW = 3이면, 검증 윈도우(K)는 -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3의 인덱스들을 갖는다.
주파수-영역 상관기(230)는 상관을 순환 컨볼루션(circular convolution)으로 변환함으로써 주파수 영역에서 심볼 상관을 계산한다. 순환 컨볼루션은 시간 영역 또는 주파수 영역에서 계산될 수 있다. 주파수 영역 컨볼루션은 푸리에 변환(FT)의 고속 계산을 위한 고속 푸리에 변환(FFT)의 이용가능성으로 인하여 더 효율적이다. 더욱이, FFT 계산은 전형적으로 MS(140)의 수신기에서 이미 이용가능하다. 따라서, 어떠한 부가적인 하드웨어나 소프트웨어도 FFT 계산에 필요하지 않을 수 있다.
검증기(240)는 심볼 상관으로부터 나온 심볼을 검증하기 위하여 상관기(210)에 결합된다. 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나이다. 만약 심볼이 프리앰블 심볼이라면, 프레임 동기화가 달성될 수 있다.
그 다음, 검출된 심볼은 프리앰블 심볼이든 데이터 심볼이든 포스트 프로세싱 유닛(post processing unit)(250)에 의해 프로세싱될 수 있다. 포스트 프로세싱 유닛(250)은 CP 제거, FFT를 사용한 데이터 복구, 채널 이퀄라이제이션, 채널 추정, 디코딩, 디-인터리빙 등과 같은 수신기 작업들을 수행하기 위하여 MS(140) 내 수신기의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 시간-영역 및 주파수-영역 상관들(320 및 330)을 예시하는 다이어그램이다. 상관들은 심볼들(310)의 수신된 시퀀스에 대해 수행된다.
시퀀스 x(n)가 주어진 경우, 시퀀스 x(n)의 상관이 이하에 따라 계산된다:
Figure 112009034577515-PCT00001
(1)
여기서, x(n)은 시간 영역에서 수신된 시퀀스이고, NFFT는 FFT 계산에 있어서 지점들의 개수이다.
시간 영역에서 공액 대칭은 이하와 같이 기술될 수 있다:
Figure 112009034577515-PCT00002
(2)
여기서, y*는 y의 켤레 복소수(complex conjugate)이다.
이것으로부터, 공액 대칭에 기초한 프리앰블 검출은 이하와 같이 모델링될 수 있다:
Figure 112009034577515-PCT00003
(3)
여기서, L은 상관 윈도우의 길이 또는 크기이고, 이것은 NFFT/2보다 작다.
시간-영역 상관에서, n0가 CP-기반 검출로부터 획득된 심볼들의 시퀀스의 유용 부분(useful part)의 시작 위치라고 가정하면, 식(3)은 이하와 같이 변형될 수 있다:
Figure 112009034577515-PCT00004
(4)
여기서, k = -KW, ..., KW이고, K = 2KW + 1은 검증 윈도우의 길이이다.
따라서 시간-영역 상관은 단지 전체 L개의 공액 대칭 상관들 대신에 (2KW + 1)개의 공액 대칭 상관을 계산한다. 따라서, 계산들의 횟수는 표준 기술보다 적다.
시간-영역 상관은 식(4)를 사용하여 심볼 상관을 계산한다. 이러한 계산은 도 3에 도시된 시간-영역 상관(320)에 의해 도면으로 예시될 수 있다. 시간-영역 상관(320)에서, 수신된 시퀀스 및 그것의 공액 대칭은 양자 모두 반대 방향들로 이동된다.
주파수-영역 상관에서, 식(4)에 주어진 상관은 이하와 같이 순환 컨볼루션으로 변환될 수 있다. 식(4)는 2개의 시퀀스들(S1 및 S2)의 상관으로서 간주될 수 있다. 각각의 상이한 k의 값에 대하여, k의 부호에 기초하여, 시퀀스(S1)는 좌측 또는 우측으로 이동될 수 있는 반면, S2는 우측 또는 좌측으로 이동될 수 있다. 그러나 상이한 시퀀스 내 대부분의 엘리먼트들은 k가 L보다 훨씬 더 작을 때 동일하다. 이러한 관찰에 기초하여, 식(4)는 이하와 같이 근사화될 수 있다:
Figure 112009034577515-PCT00005
(5)
여기서, 〈〉L은 모듈로(modulo) L을 나타낸다.
식(5)로부터, 시퀀스(S1)는 k의 상이한 값에 대하여 고정되는 반면, 시퀀스(S2)는 k의 값에 기초하여 순환적으로 이동됨을 알 수 있다. 이것은 주파수-영역 상관(330)에 의해 도식적으로 예시될 수 있다.
식(5)는 2개의 시퀀스들의 순환 컨볼루션으로서 간주될 수 있다. 일반성의 손실없이, n0는 단순화를 위하여 제로로 간주될 수 있다. 시퀀스들(S1 및 S2)은 이하와 같이 재기록될 수 있다:
Figure 112009034577515-PCT00006
(6a)
Figure 112009034577515-PCT00007
(6b)
Figure 112009034577515-PCT00008
(6c)
여기서, RCS는 S1 및 S2의 컨볼루션이다. 그 다음,
Figure 112009034577515-PCT00009
(7)
이다.
S1은 심볼들의 시퀀스 x(n) = [x(1) x(2) ...., x(NFFT-1), x(NFFT)]에서의 제 1 시퀀스이다. S2는 제2 시퀀스 S'2 = [x(NFFT-L), x(NFFT-(L+1))...., x(NFFT-1), x(NFFT)]의 재배열(re-order)된 시퀀스이다. 비록 주파수-영역 상관은 2개의 FFT 및 하나의 IFFT를 사용하지만, 그것은 MS(140) 내 수신기에 대한 부가적인 계산 노력을 도입하지 않는데, 그 이유는 FFT 및 IFFT 연산(operation)들이 이미 OFDM 트랜시버에서 구현되기 때문이다.
부가하여, 주파수-영역 상관은 계산 복잡도를 증가시키지 않으면서 검증 윈도우 크기를 증가시킨다. 시간-영역 상관에서, 계산 복잡도는 KW의 검증 윈도우 크기에 비례한다. 주파수 영역 상관에서, 검증 윈도우 크기는 L/4만큼의 크기일 수 있다.
부가하여, 주파수-영역 상관 기술은 비교적 낮은 복잡도 비용에서 프로세싱 이득을 증가시킨다. 프로세싱 이득은 L의 상관 윈도우 크기에 비례한다. 윈도우 크기가 L로부터 2L로 증가될 때, 시간 영역 프로세싱 알고리즘은 부가적인 (2KW + 1)L개의 복소수 곱셈들을 요구하는 반면, 주파수 영역 상관 기술은 단지 부가적인 L개의 복소수 곱셈을 요구한다. 앞서 논의한 바와 같이, FFT/IFFT와 관련된 부가적인 연산들은 무시될 수 있는데, 그 이유는 그것들이 수신기에 대하여 새로운 하드웨어를 도입하지 않기 때문이다.
더욱이, 본 발명의 실시예에서의 상관 기술들은 부가의 비용없이 정확한 심볼 경계 추정을 제공한다. 통상적인 경계 추정은 사이클릭 프리픽스에 기초하고, 여기서 상관 함수는 트라이앵글(triangle)이다. 경계는 트라이앵글 피크(triangle peak)의 위치에 기초하여 추정된다. 상이한 간섭들 때문에, 경계 추정은 그다지 정확하지 않다. 반면, 공액 대칭에 기초한 상관은 델타 함수이고, 이것은 타이밍 측량(timing metric)이 올바른 심볼 타이밍 위치에서 다른 위치들에서보다 훨씬 더 높은 피크 값을 가짐을 의미한다. 따라서, CP-기반 방식보다 훨씬 더 정확한 경계 측정을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2에 도시된 주파수-영역 상관기(230)를 예시하는 다이어그램이다. 주파수-영역 상관기(230)는 콘벌버(convolver)(410) 및 역 FT 모듈(460)을 포함한다. 주파수-영역 상관기(230)는 위 컴포넌트들보다 더 많은 개수 또는 더 적은 개수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
주파수-영역 콘벌버(410)는 심볼들의 시퀀스의 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산한다. 주파수-영역 콘벌버(410)는 제 1 FT 모듈(420), 재배열 및 켤레 복소수 연산기(re-ordering and complex conjugate operator)(430), 제 2 FT 모듈(440), 켤레 복소수 연산기(445) 및 곱셈기(450)를 포함한다. 제 1 FT 모듈(420)은 상관 윈도우의 길이 L을 갖는 심볼들의 시퀀스에서 제 1 시퀀스(S1)의 제 1 FT 시퀀스를 계산한다. 재배열 및 켤레 복소수 연산기(430)는 심볼들의 시퀀스의 제 2 시퀀스(S'2)에 대해 재배열 및 켤레 복소수 연산을 수행한다. 재배열 및 켤레 복소수 연산기(430)는 식(6b) 및 식(7)에서 보이는 바와 같이 인덱스를 대칭 인덱스로 매 핑하는 인덱스 매퍼를 포함할 수 있다. 제 2 FT 모듈(440)은 상관 윈도우의 길이 L을 갖는, 재배열되고 켤레 복소수로 된(complex conjugated) 제 2 시퀀스의 제 2 FT 시퀀스를 계산한다. 켤레 복소수 연산기(445)는 제 2 FT 모듈(440)의 출력에 대해 켤레 복소수 연산을 수행한다. 곱셈기(450)는 주파수-영역 순환 컨볼루션을 제공하기 위하여 제 1 FT 시퀀스 및 켤레 복소수로 된 제 2 FT 시퀀스를 곱한다.
역 푸리에 변환(FT) 모듈(460)은 심볼 상관을 제공하기 위하여 순환 컨벌루션의 역 푸리에 변환(FT)을 계산하도록 콘벌버(410)와 결합된다. 전형적으로, 제 1 및 제 2 FT 모듈들은 FT 계산들을 수행하기 위하여 FFT를 채택한다. 역 FT 모듈(460)은 역 FT 계산을 수행하기 위하여 IFFT를 채택한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2에 도시된 검증기(240)를 예시하는 다이어그램이다. 검증기(240)는 피크 검출기(510), 합산기(520), 제 1 및 제 2 비교기들(530 및 540) 및 검출기(550)를 포함한다. 검증기(240)는 상기 컴포넌트들보다 더 많은 개수 또는 더 적은 개수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
피크 검출기(510)는 최대 위치(maximum position) k0(515)에서 심볼 상관의 최대값을 결정한다. 피크 검출기(510)는 또한 심볼 상관에서 K개의 가장 큰 값(the largest value)들을 결정하고, 여기서, K는 미리 결정된 양의 정수이다. 따라서 피크 검출기(510)는 두 가지 기능들을 수행하기 위해 사용될 수 있는데, 한 가지 기능은 최대값(maximum value)을 결정하는 것이고 한 가지 기능은 최대값을 포함하는 K개의 가장 큰 값들을 결정하는 것이다. 합산기(520)는 심볼 상관의 K개 의 가장 큰 값들의 합을 계산한다. K개의 가장 큰 값들은 최대 위치 kO(515)에서 최대값을 갖는다. 제 1 비교기(530)는 최대값을 제 1 임계치 TH1(535)와 비교한다. 제 2 비교기(540)는 합을 제 2 임계치 TH2(545)와 비교한다.
검출기(550)는 최대값이 제 1 임계치 TH1를 초과하는 경우 최대 위치에서 프리앰블 심볼로서 심볼을 검출할 수 있다. k0 ≤ L/2일 때, 프리앰블 유용 부분(preamble useful part)의 시작 위치에 대응하는 인덱스는 CP-기반 검출에 기초한, 검출된 심볼 경계의 우측 상에 있거나, 인덱스는
Figure 112009034577515-PCT00010
이다. k0 > L/2일 때, 프리앰블 유용 부분의 시작 위치에 대응하는 인덱스는 CP-기반 검출에 기초한, 검출된 심볼 경계의 좌측 상에 있거나, 인덱스는
Figure 112009034577515-PCT00011
이다. 검출기(550)는 또한 합이 제 2 임계치 TH2를 초과하는 경우 프리앰블 심볼로서 심볼을 검출할 수도 있다. 시작 위치는 제 1 임계치 경우와 같이 k0에 기초하여 계산된다.
최대값이 제 1 임계치 TH1(535)를 초과하지 않고 합이 제 2 임계치 TH2(545)를 초과하지 않는 경우, 검출기(550)는 심볼을 데이터 심볼로서 검출할 수 있거나, 검증 실패를 선언할 수 있다. 비교기들(530 및 540) 중 적어도 하나가 최 대값이 TH1보다 크거나 합이 TH2보다 큼을 지시하는 경우, 검출기(550)는 심볼이 프리앰블 심볼로서 검출됨을 선언하는 논리 회로일 수 있다. 만약 비교기들(530 및 540) 양자 모두 어떠한 임계치들도 초과되지 않음을 지시한다면, 그것은 검증이 실패하거나 프리앰블 심볼이 검출되지 않음을 선언한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 프리앰블을 검출하고 동기화하는 프로세스(600)를 예시하는 흐름도이다.
시작부터, 프로세스(600)는 시간-영역 상관 및 주파수-영역 상관 중 하나를 사용하여 상관 윈도우 L에서 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관을 계산한다(블록 610). 심볼들의 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 수신된다. 다음, 프로세스(600)는 심볼 상관으로부터 심볼을 검증하고(블록 620), 그 다음 종료된다. 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나이다. 검증은 시퀀스에 프리앰블 심볼이 존재하는지 여부를 검증하기 위한 것이다. 어떠한 프리앰블도 검출되지 않는다면, 검증은 실패 결과를 생성하고 프로세스는 다음 검출 시간을 기다린다.
도 7A는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간-영역 상관을 사용하여 심볼 상관을 계산하기 위해 도 6에 도시된 프로세스(610)를 예시하는 흐름도이다. 프로세스(610)는 검증 윈도우 K 내에서 공액 대칭 시퀀스를 사용하여 심볼 상관을 계산한다. 검증 윈도우 K는 상관 윈도우 L보다 더 작다.
시작 시, 프로세스(610)는 인덱스 k를 -KW로 개시한다(블록 710). 다음, 프 로세스(610)는 식(4)를 사용하여 심볼 상관 RCS(k)을 계산한다(블록 715). 그 다음, 프로세스(610)는 인덱스 k를 업데이트하고, 예를 들어, k = k + 1을 설정한다(블록 720). 다음, 프로세스(610)는 k가 가장 큰 인덱스 KW를 초과하는지 여부를 결정한다(블록 725). k가 가장 큰 인덱스 KW를 초과하지 않는다면, 프로세스(610)는 심볼 상관을 계속하여 계산하기 위하여 블록(715)으로 반환된다. 그렇지 않으면, 프로세스(610)는 종료된다.
도 7B는 본 발명의 일 실시예에 따라 주파수-영역 상관을 사용하여 심볼 상관을 계산하기 위하여 도 6에 도시된 프로세스(610)를 예시하는 흐름도이다.
시작 시, 프로세스(610)는 심볼들의 시퀀스의 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산한다(블록 730). 다음, 프로세스(610)는 심볼 상관을 제공하기 위하여 순환 컨볼루션의 역 푸리에 변환(FT)을 계산하고(블록 760), 그 다음 종료된다.
프로세스(730)는 이하와 같이 수행될 수 있다. 먼저, 프로세스(730)는 상관 윈도우의 길이 L을 갖는 심볼들의 시퀀스에서 제 1 시퀀스의 제 1 FT 시퀀스를 계산한다(블록 735). 제 1 시퀀스는 식(6a)에 도시된 시퀀스(S1)이다. 다음, 프로세스(730)는 심볼들의 시퀀스에서 제 2 시퀀스의 재배열되고 켤레 복소수로 된를 결정한다(블록 740). 제 2 시퀀스는 S'2 시퀀스이다. 이것은 재배열된 제 2 시퀀스에 대하여 제 2 시퀀스 상의 재배열 인덱스 매핑 및 켤레 복소수 연산을 수행하는 것을 수반할 수 있다. 재배열된 제 2 시퀀스는 식(6b)에서의 시퀀스 S2이다. 그 다음, 프로세스(730)는 상관 윈도우의 길이 L을 갖는, 재배열되고 켤레 복소수 로 된 제 2 시퀀스의 제 2 FT 시퀀스를 계산한다(블록 745). 다음, 프로세스(730)는 제 2 FT 시퀀스 상에서 켤레 복소수 연산을 수행한다(블록 750). 그 다음, 프로세스(730)는 주파수-영역 순환 컨볼루션을 제공하기 위하여 제 1 FT 시퀀스 및 켤레 복소수로 된 제 2 FT 시퀀스를 곱하고(블록 750), 그 다음 종료된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 심볼을 검증하는 도 6에 도시된 프로세스(620)를 예시하는 흐름도이다.
시작 시, 프로세스(620)는 최대 위치 k0에서 심볼 상관의 최대값 Cmax를 결정한다(블록 810). 다음, 프로세스(620)는 중심 위치 kC 둘레의 위치들에서 심볼 상관의 값들의 합 S를 계산한다(블록 820). 그 다음, 프로세스(620)는 최대값을 제 1 임계치 TH1과 비교한다(블록 830). 그 다음, 프로세스(620)는 합을 제 2 임계치 TH2와 비교한다(블록 840). 블록들(830 및 840)의 순서는 중요하지 않다.
그 다음, 프로세스(620)는 최대값 Cmax가 제 1 임계치 TH1보다 큰지 또는 합 S가 제 2 임계치 TH2보다 큰지 여부를 결정한다(블록 850). 그러하다면, 프로세스(620)는 심볼을 최대 위치 k0에 있는 프리앰블 심볼로서 결정하거나(Cmax가 제 1 임계치 TH1보다 큰 경우) 중심 위치에 있는 프리앰블 심볼로서 결정하고(합 S가 제 2 임계치 TH2보다 큰 경우), 그 다음 종료된다. 그렇지 않으면, 즉, 최대값 Cmax이 제 1 임계치를 초과하지 않고 합 S가 제 2 임계치를 초과하지 않는다면, 프로세 스(620)는 심볼을 데이터 심볼로서 결정하거나 검증 실패를 선언한다. 그 다음 프로세스(620)는 종료된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 프리앰블 검출 및 동기화(145i)를 구현하는 프로세싱 유닛(900)을 예시하는 다이어그램이다. 프로세싱 유닛(900)은 프로세서(910), 메모리 제어기(MC)(920), 주 메모리(930), 입력/출력 제어기(IOC)(940), 인터커넥트(945), 대용량 저장 인터페이스(950), 입력/출력(I/O) 장치들(9471 내지 947K) 및 네트워크 인터페이스 카드(NIC)(960)를 포함한다. 프로세싱 유닛(900)은 상기 컴포넌트들보다 더 많은 수 또는 더 적은 수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
프로세서(910)는 임의의 구조 타입의 중앙 처리 유닛, 예컨대, 하이퍼 스레딩(hyper threading), 보안(security), 네트워크, 디지털 매체 기술들, 싱글-코어 프로세서들, 멀티-코어 프로세서들, 임베디드 프로세서들, 모바일 프로세서들, 마이크로-컨트롤러들, 디지털 신호 프로세서들, 수퍼스칼라 컴퓨터들, 벡터 프로세서들, 단일 명령 다수 데이터(single instruction multiple data; SIMD) 컴퓨터들, 복잡 명령 세트 컴퓨터(complex instruction set computer; CISC)들, 감소 명령 세트 컴퓨터들(reduced instruction set computers; RISC), 긴 명령어 워드(very long instruction word; VLIW) 또는 하이브리드 구조를 사용하는 프로세서들을 나타낸다.
MC(920)는 주 메모리(930) 및 IOC(940)와 같은 메모리 및 입력/출력 장치들 의 제어 및 구성을 제공한다. MC(920)는 그래픽, 매체, 분리된 실행 모드(isolated execution mode), 호스트-대-주변기기 버스 인터페이스(host-to-peripheral bus interface), 메모리 제어, 전력 관리 등과 같은 다수의 기능들을 통합하는 칩세트 내로 집적될 수 있다. MC(920) 또는 MC(920) 내의 메모리 제어기 기능은 프로세서 유닛(910)에 통합될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 프로세서 유닛(910) 외부의 또는 내부의 메모리 제어기는 프로세서 유닛(910) 내 모든 코어들 또는 프로세서들을 위해 작동할 수 있다. 다른 실시예들에서, 그것은 프로세서 유닛(910) 내 상이한 코어들 또는 프로세서들을 위해 별개로 작동할 수 있는 상이한 부분들을 포함할 수 있다.
주 메모리(930)는 시스템 코드 및 데이터를 저장한다. 주 메모리(930)는 전형적으로 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 또는 리프레스될 필요없는 메모리들을 포함하는 임의의 다른 타입들의 메모리들로 구현된다. 주 메모리(930)는 DRAM들과 같은 메모리 장치들의 다수 채널들을 포함할 수 있다. DRAM들은 초 당 8.5 기가바이트(GB/s)의 대역폭을 가진 더블 데이터 레이트(Double Data Rate; DDR2) 장치들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(930)는 프리앰블 검출/동기화 모듈(935)을 포함할 수 있다. 프리앰블 검출/동기화 모듈(935)은 전술한 모든 또는 소정의 기능들을 수행할 수 있다.
IOC(940)는 I/O 기능들을 지원하도록 설계된 다수의 기능들을 갖는다. IOC(940)는 또한 I/O 기능들을 수행하기 위하여 칩세트 내로 함께 통합되거나, MC(920)와 별개일 수 있다. IOC(940)는 다수의 인터페이스 및 I/O 기능부들, 예컨 대, 주변 컴포넌트 상호연결(peripheral component interconnect; PCI) 버스 인터페이스, 프로세서 인터페이스, 인터럽트 제어기, 다이렉트 메모리 액세스(DMA) 제어기, 전력 관리 논리, 타이머, 시스템 관리 버스(SMBus), 범용 직렬 버스(USB) 인터페이스, 대용량 저장 인터페이스, LPC(low pin count) 인터페이스, 무선 인터커넥트, 다이렉스 미디어 인터페이스(DMI) 등을 포함할 수 있다.
인터커넥트(945)는 주변 장치들에 대한 인터페이스를 제공한다. 인터커넥트(945)는 포인트-투-포인트이거나 다수의 장치들에 연결될 수 있다. 명확성을 위하여, 모든 인터커넥트들이 도시되지는 않는다. 인터커넥트(945)가 주변 컴포넌트 인터커넥트(PCI), PCI 익스프레스, 범용 직렬 버스(USB), 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(Small Computer System Interface; SCSI), 직렬 SCSI 및 다이렉스 미디어 인터페이스(DMI) 등과 같은 임의의 인터커넥트 또는 버스를 포함할 수 있음이 고려된다.
대용량 저장 인터페이스(950)는 코드, 프로그램들, 파일들, 데이터 및 애플리케이션들과 같은 아카이브 정보를 저장하는 대용량 저장 장치들과 인터페이스한다. 대용량 저장 인터페이스는 SCSI, 직렬 SCSI, ATA(Advanced Technology Attachment)(병렬 및/또는 직렬), IDE(Integrated Drive Electronics), 향상된 IDE, ATA 패킷 인터페이스(ATAPI) 등을 포함할 수 있다. 대용량 저장 장치는 RAID(Redundant Array of Inexpensive Disk)들, NAS(Network Attached Storage), 디지털 테이프들, 광학 저장 등과 같은 고용량 고속 저장 어레이들을 포함할 수 있다.
대용량 저장 장치는 컴팩트 디스크(CD) 판독-전용 메모리(ROM)(952), 디지털 비디오/다목적 디스크(DVD)(953), 플로피 드라이브(954), 하드 드라이브(955), 테이프 드라이브(956) 및 임의의 다른 자기 또는 광학 저장 장치들을 포함할 수 있다. 대용량 저장 장치는 기계-액세스가능 매체를 판독하는 메커니즘을 제공한다.
I/O 장치들(9471 내지 947K)은 I/O 기능들을 수행하기 위하여 임의의 I/O 장치들을 포함할 수 있다. I/O 장치들(9471 내지 947K)의 예들은 입력 장치들(예를 들어, 키보드, 마우스, 트랙볼, 포인팅 장치)을 위한 제어기, 미디어 카드(예를 들어, 오디오, 비디오, 그래픽) 및 임의 다른 주변 제어기들을 포함한다.
NIC(960)는 프로세싱 유닛(230)에 대한 네트워크 연결성을 제공한다. NIC(960)는 통신 트랜잭션(communication transaction)들의 프로세싱의 일부로서 인터럽트들을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, NIC(960)는 32-비트 및 64-비트 주변 컴포넌트 인터커넥트(PCI) 버스 표준들 모두와 호환가능하다. 그것은 전형적으로 PCI 로컬 버스 수정안 2.2, PCI-X 로컬 버스 수정안 1.0 또는 PCI-익스프레스 표준들에 순응한다. 프로세싱 시스템에서 하나보다 많은 수의 NIC(960)가 존재할 수도 있다. 전형적으로, NIC(960)는 표준 이더넷 최소 및 최대 프레임 크기들(64 내지 6518 바이트들), 프레임 포맷, 및 미국 전기전자 학회(IEEE) 802.2 로컬 링크 제어(LLC) 사양들을 지원한다. 그것은 또한 풀-듀플렉스(full-duplex) 기가비트 이더넷 인터페이스, 프레임-기반 흐름 제어 및 유선 이더넷의 물리적 계층 및 데이터 링크 계층을 정의하는 다른 표준들을 지원할 수 있다. 그것은 IEEE 802.3ab에 의해 정의된 구리 기가비트 이더넷 또는 IEEE 802.3z에 의해 정의된 광섬유 기가비트 이더넷을 지원할 수 있다.
NIC(960)는 또한 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SCSI) 호스트 어댑터 또는 파이버 채널(FC) 호스트 어댑터와 같은 호스트 버스 어댑터(HBA)일 수 있다. SCSI 호스트 어댑터는 보드 상에 SCSI 트랜잭션들을 실행할 하드웨어 및 펌웨어, 또는 SCSI 장치로부터 부팅되거나 SCSI 호스트 어댑터를 구성할 어댑터 기본 입출력 시스템(Basic Input/Output System; BIOS)을 포함할 수 있다. FC 호스트 어댑터는 파이버 채널 버스에 인터페이스하기 위하여 사용될 수도 있다. FC 호스트 어댑터는 1 Gbps 파이버 채널 저장 영역 네트워크(Storage Area Network; SAN)들과의 자동 속도 협상(auto speed negotiation)으로 고속(예를 들어, 2 Gbps)으로 동작할 수 있다. 그것은 대역내 FC(in-band FC) 또는 대역외 인터넷 프로토콜(out-of-band IP) 지원을 가진 로컬 및 원격 HBA들의 발견, 리포팅 및 관리를 제공하기 위하여 적절한 펌웨어 또는 소프트웨어에 의해 지원될 수 있다. 그것은 프레임 레벨 멀티플렉싱과 아웃 오브 오더(out of order) 프레임 리어셈블리, 패브릭 지지(fabric support)를 위한 온-보드 콘텍스트 캐시(on-board context cache), 및 하드웨어 패리티 및 CRC(cyclic redundancy code) 지원을 갖는 종단간(end-to-end) 데이터 보호를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 엘리먼트들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 용어 "하드웨어"는 일반적으로 전자, 전자기, 광학, 전자-광학, 기계적, 전자-기계 부품들 등과 같은 물리적 구조를 갖는 엘리먼 트를 지칭한다. 하드웨어 구현은 회로들, 장치들, 프로세서들, 주문형 집적 회로(ASIC)들, 프로그래밍 가능 논리 장치(PLD)들, 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA)들, 또는 임의의 전자 장치들을 포함할 수 있다. 용어 "소프트웨어"는 일반적으로 논리 구조, 방법, 프로시저, 프로그램, 루틴, 프로세스, 알고리즘, 공식, 함수, 표현 등을 지칭한다. 용어 "펌웨어"는 일반적으로 하드웨어 구조(예를 들어, 플래시 메모리, ROM, EPROM)에 구현되거나 실시되는 논리 구조, 방법, 프로시저, 프로그램, 루틴, 프로세스, 알고리즘, 공식, 함수, 표현 등을 지칭한다. 펌웨어 예들은 마이크로코드, 기록 가능 제어 기억장치, 마이크로-프로그래밍된 구조를 포함할 수 있다. 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 때, 본 발명의 일 실시예의 엘리먼트들은 본질적으로 필수적인 작업들을 수행할 코드 세그먼트들이다. 소프트웨어/펌웨어는 본 발명의 일 실시예에 기술된 동작들을 수행할 실제 코드 또는 동작들을 에뮬레이팅하거나 시뮬레이팅하는 코드를 포함할 수 있다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 또는 기계 액세스가능 매체에 저장되거나 전송 매체 상에서 반송파(carrier wave)에 구현된 컴퓨터 데이터 신호 또는 캐리어에 의해 변조된 신호에 의해 전송될 수 있다. "프로세서 판독가능 또는 액세스가능 매체" 또는 "기계 판독가능 또는 액세스가능 매체"는 정보를 저장, 전송 또는 전달할 수 있는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 프로세서 판독가능 또는 기계 판독가능 매체의 예들은 전자 회로, 반도체 메모리 장치, 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 소거가능 프로그래밍가능 ROM(EPROM), 플로피 디스켓, 컴팩트 디스크(CD) ROM, 광학 디스크, 하드 디스크, 광섬유 매체, 무선 주파수(RF) 링크 등을 포함할 수 있 다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 네트워크 채널들, 광 섬유들, 공기, 전자기, RF 링크들 등과 같은 전송 매체 상에서 전파할 수 있는 임의의 신호를 포함할 수 있다. 코드 세그먼트들은 인터넷, 인트라넷 등과 같은 컴퓨터 네트워크들을 경유하여 다운로드될 수 있다. 기계 액세스가능 매체는 제조 물품으로 구현될 수 있다. 기계 액세스가능 매체는 기계에 의해 액세스될 때 기계로 하여금 전술된 동작들 또는 작동들을 수행하게 하는 정보 또는 데이터를 포함할 수 있다. 기계 액세스 가능 매체는 또한 그 내부에 삽입된 프로그램 코드를 포함할 수 있다. 프로그램 코드는 전술한 동작들 또는 작동들을 수행할 기계 판독가능 코드를 포함할 수 있다. 여기서, 용어 "정보" 또는 "데이터"는 기계-판독가능 목적을 위하여 인코딩된 임의 타입의 정보를 지칭한다. 따라서, 그것은 프로그램, 코드, 데이터, 파일 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 전부 또는 일부는 특정 특징들, 기능들에 따른 애플리케이션들에 따라 여러 수단들에 의해 구현될 수 있다. 이러한 수단들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어 또는 이들의 결합을 포함할 수 있다. 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 엘리먼트는 서로 결합된 여러 모듈들을 가질 수 있다. 하드웨어 모듈은 기계적, 전기적, 광학, 전자기 또는 물리적 연결들에 의해 또 다른 모듈에 결합된다. 소프트웨어 모듈은 기능, 프로시저, 방법, 서브프로그램 또는 서브루틴 호출, 점프, 링크, 파라미터, 변수 및 인자 전달(argument passing), 함수 반환 등에 의해 또 다른 모듈에 결합된다. 소프트웨어 모듈은 변수들, 파라미터들, 인자들, 포인터들 등을 수신 및/또는 결과들, 업데이트된 변수들, 포인터들, 등을 생성 또는 전달하도록 또 다른 모듈에 결합된다. 펌웨어 모듈은 전술한 방법들을 결합하는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의 결합에 의해 또 다른 모듈에 결합된다. 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 모듈은 또 다른 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 모듈 중 어느 하나에 결합될 수 있다. 모듈은 또한 플랫폼 상에서 실행하고 있는 운영 시스템과 상호작용하는 소프트웨어 드라이버 또는 인터페이스일 수 있다. 모듈은 또한 하드웨어 장치로, 그리고 하드웨어 장치로부터 데이터를 구성, 설정, 초기화, 전송 및 수신하는 하드웨어 드라이버일 수 있다. 장치는 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 모듈들의 임의 결합을 포함할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 관점에서 기술된 반면, 당업자는 본 발명이 전술한 실시예들에 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내의 수정예 및 변경예로 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 그리하여 본 설명은 제한 대신에 예시로서 간주되어야 한다.

Claims (27)

  1. 시간-영역 상관 및 주파수-영역 상관 중 하나를 사용하여 상관 윈도우에서 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관을 계산하는 단계 - 상기 심볼들의 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 수신됨 -; 및
    상기 심볼 상관으로부터 심볼을 검증하는 단계 - 상기 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나임 -;
    를 포함하는,
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시간-영역 상관을 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하는 단계는:
    검증 윈도우 내 공액 대칭 시퀀스(conjugate symmetry sequence)를 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하는 단계
    를 포함하고, 상기 검증 윈도우는 상기 상관 윈도우보다 더 작은,
    방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주파수-영역 상관을 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하는 단계는:
    상기 심볼들의 시퀀스의 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산하는 단계; 및
    상기 심볼 상관을 제공하기 위하여 상기 순환 컨볼루션의 역 푸리에 변환(FT)을 계산하는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산하는 단계는:
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 심볼들의 시퀀스 내 제 1 시퀀스의 제 1 FT 시퀀스를 계산하는 단계;
    상기 심볼들의 시퀀스 내 제 2 시퀀스에 대하여 재배열 및 켤레 복소수 연산을 수행하는 단계;
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 재배열되고 켤레 복소수로 된 제 2 시퀀스(the re-ordered and complex conjugated second sequence)의 제 2 FT 시퀀스를 계산하는 단계;
    상기 제 2 FT 시퀀스에 대하여 켤레 복소수 연산을 수행하는 단계; 및
    상기 주파수-영역 순환 컨벌루션을 제공하기 위하여 상기 제 1 FT 시퀀스 및 상기 켤레 복소수로 된 제 2 FT 시퀀스를 곱하는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 심볼 검증 단계는:
    최대 위치에서 상기 심볼 상관의 최대값을 결정하는 단계;
    상기 심볼 상관의 K개의 가장 큰 값들의 합을 계산하는 단계 - 상기 K개의 가장 큰 값들은 상기 최대 위치에서 상기 최대값을 가짐 -;
    상기 최대값을 제 1 임계치와 비교하는 단계;
    상기 합을 제 2 임계치와 비교하는 단계;
    상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하거나 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하는 경우, 상기 심볼을 상기 최대 위치에 있는 상기 프리앰블 심볼로서 결정하는 단계;
    상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하지 않고 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 심볼을 상기 데이터 심볼로서 결정하는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 FT 시퀀스들 중 하나를 계산하는 단계는 고속 푸리에 변환(FFT)을 사용하여 상기 제 1 및 제 2 시퀀스들 중 하나를 계산하는 단계를 포함하는,
    방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 역 FT를 계산하는 단계는:
    역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 사용하여 상기 역 FT를 계산하는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  8. 시간-영역 상관기 및 주파수-영역 상관기 중 하나를 사용하여 상관 윈도우에서 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관을 계산하는 상관기 - 상기 심볼들의 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 수신됨 -; 및
    상기 심볼 상관으로부터 심볼을 검증하기 위해 상기 상관기에 결합된 검증기 - 상기 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나임 -;
    를 포함하는,
    장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시간-영역 상관기는 검증 윈도우 내 공액 대칭 시퀀스를 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하고, 상기 검증 윈도우는 상기 상관 윈도우보다 더 작은,
    장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 주파수-영역 상관기는:
    상기 심볼들의 시퀀스의 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산하는 주파수-영역 콘벌버(convolver); 및
    상기 심볼 상관을 제공하기 위하여 상기 순환 컨볼루션의 역 푸리에 변환(FT)을 계산하도록 상기 콘벌버에 결합된 역 푸리에 변환(FT) 모듈;
    을 포함하는,
    장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 콘벌버는:
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 심볼들의 시퀀스 내 제 1 시퀀스의 제 1 FT 시퀀스를 계산하는 제 1 FT 모듈;
    상기 심볼들의 시퀀스 내 제 2 시퀀스에 대하여 재배열 및 켤레 복소수 연산을 수행하는 제 1 켤레 복소수 연산기(operator);
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 재배열되고 켤레 복소수로 된 제 2 시퀀스의 제 2 FT 시퀀스를 계산하는 제 2 FT 모듈;
    상기 제 2 FT 시퀀스에 대하여 켤레 복소수 연산을 수행하는 제 2 켤레 복소수 연산기; 및
    상기 주파수-영역 순환 컨벌루션을 제공하기 위하여 상기 제 1 FT 시퀀스 및 상기 켤레 복소수로 된 제 2 FT 시퀀스를 곱하는 곱셈기;
    를 포함하는,
    장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 검증기는:
    최대 위치에서 상기 심볼 상관의 최대값을 결정하는 피크 검출기;
    상기 심볼 상관의 K개의 가장 큰 값들의 합을 계산하는 합산기 - 상기 K개의 가장 큰 값들은 상기 최대 위치에서 상기 최대값을 가짐 -;
    상기 최대값을 제 1 임계치와 비교하는 제 1 비교기;
    상기 합을 제 2 임계치와 비교하는 제 2 비교기;
    상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하는 경우 또는 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하는 경우, 상기 심볼을 상기 최대 위치에 있는 상기 프리앰블 심볼로서 검출하고, 상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하지 않고 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 심볼을 상기 데이터 심볼로서 검출하는 검출기;
    를 포함하는,
    장치.
  13. 시간-영역 상관 및 주파수-영역 상관 중 하나를 사용하여 상관 윈도우에서 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관을 계산하는 동작 - 상기 심볼들의 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 수신됨 -; 및
    상기 심볼 상관으로부터 심볼을 검증하는 동작 - 상기 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나임 -;
    을 포함하는 동작들을, 기계에 의해 액세스될 때, 상기 기계로 하여금 수행하게 하는 데이터를 포함하는 기계-액세스가능 매체를 포함하는,
    제조물(article of manufacture).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기계로 하여금 상기 시간-영역 상관을 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하는 동작을 수행하게 하는 상기 데이터는 상기 기계에 의해 액세스될 때 상기 기계로 하여금 검증 윈도우 내 공액 대칭 시퀀스를 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하는 동작을 포함하는 동작들을 수행하게 하는 데이터를 포함하고, 상기 검증 윈도우는 상기 상관 윈도우보다 더 작은,
    제조물.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기계로 하여금 상기 주파수-영역 상관을 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하는 동작을 수행하게 하는 상기 데이터는 상기 기계에 의해 액세스될 때 상기 기계로 하여금,
    상기 심볼들의 시퀀스의 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산하는 동작; 및
    상기 심볼 상관을 제공하기 위하여 상기 순환 컨볼루션의 역 푸리에 변환(FT)을 계산하는 동작;
    을 포함하는 동작들을 수행하게 하는 데이터를 포함하는,
    제조물.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기계로 하여금 상기 주파수-영역 순환 컨벌루션을 계산하는 동작을 수행하게 하는 상기 데이터는 상기 기계에 의해 액세스될 때 상기 기계로 하여금,
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 심볼들의 시퀀스 내 제 1 시퀀스의 제 1 FT 시퀀스를 계산하는 동작;
    상기 심볼들의 시퀀스 내 제 2 시퀀스에 대하여 재배열 및 켤레 복소수 연산을 수행하는 동작;
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 재배열되고 켤레 복소수로 된 제 2 시퀀스의 제 2 FT 시퀀스를 계산하는 동작;
    상기 제 2 FT 시퀀스에 대하여 켤레 복소수 연산을 수행하는 동작; 및
    상기 주파수-영역 순환 컨벌루션을 제공하기 위하여 상기 제 1 FT 시퀀스 및 상기 켤레 복소수로 된 제 2 FT 시퀀스를 곱하는 동작;
    을 포함하는 동작들을 수행하게 하는 데이터를 포함하는,
    제조물.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 기계로 하여금 상기 심볼을 검증하는 동작을 수행하게 하는 상기 데이터는 상기 기계에 의해 액세스될 때 상기 기계로 하여금,
    최대 위치에서 상기 심볼 상관의 최대값을 결정하는 동작;
    상기 심볼 상관의 K개의 가장 큰 값들의 합을 계산하는 동작 - 상기 K개의 가장 큰 값들은 상기 최대 위치에서 상기 최대값을 가짐 -;
    상기 최대값을 제 1 임계치와 비교하는 동작;
    상기 합을 제 2 임계치와 비교하는 동작;
    상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하거나 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하는 경우, 상기 심볼을 상기 최대 위치에 있는 상기 프리앰블 심볼로서 결정하는 동작;
    상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하지 않고 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 심볼을 상기 데이터 심볼로서 결정하는 동작;
    을 포함하는 동작들을 수행하게 하는 데이터를 포함하는,
    제조물.
  18. 시간-영역 상관 및 주파수-영역 상관 중 하나를 사용하여 상관 윈도우에서 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관을 계산하기 위한 수단 - 상기 심볼들의 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 수신됨 -; 및
    상기 심볼 상관으로부터 심볼을 검증하기 위한 수단 - 상기 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나임 -;
    을 포함하는,
    장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 시간-영역 상관을 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하기 위한 수단은:
    검증 윈도우 내 공액 대칭 시퀀스를 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하는 수단
    을 포함하고, 상기 검증 윈도우는 상기 상관 윈도우보다 더 작은,
    장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 주파수-영역 상관을 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하기 위한 수단은:
    상기 심볼들의 시퀀스의 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산하기 위한 수단; 및
    상기 심볼 상관을 제공하기 위하여 상기 순환 컨볼루션의 역 푸리에 변환(FT)을 계산하기 위한 수단;
    을 포함하는,
    장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산하기 위한 수단은:
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 심볼들의 시퀀스 내 제 1 시퀀스의 제 1 FT 시퀀스를 계산하기 위한 수단;
    상기 심볼들의 시퀀스 내 제 2 시퀀스에 대하여 재배열 및 켤레 복소수 연산을 수행하기 위한 수단;
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 재배열되고 켤레 복소수로 된 제 2 시퀀스의 제 2 FT 시퀀스를 계산하기 위한 수단;
    상기 제 2 FT 시퀀스에 대하여 켤레 복소수 연산을 수행하기 위한 수단; 및
    상기 주파수-영역 순환 컨벌루션을 제공하기 위하여 상기 제 1 FT 시퀀스 및 상기 켤레 복소수로 된 제 2 FT 시퀀스를 곱하기 위한 수단;
    을 포함하는,
    장치.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 심볼을 검증하기 위한 수단은:
    최대 위치에서 상기 심볼 상관의 최대값을 결정하기 위한 수단;
    상기 심볼 상관의 K개의 가장 큰 값들의 합을 계산하기 위한 수단 - 상기 K개의 가장 큰 값들은 상기 최대 위치에서 상기 최대값을 가짐 -;
    상기 최대값을 제 1 임계치와 비교하기 위한 수단;
    상기 합을 제 2 임계치와 비교하기 위한 수단;
    상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하거나 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하는 경우, 상기 심볼을 상기 최대 위치에 있는 상기 프리앰블 심볼로서 결정하기 위한 수단;
    상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하지 않고 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 심볼을 상기 데이터 심볼로서 결정하기 위한 수단;
    을 포함하는,
    장치.
  23. 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 무선 통신에서 기지국(BS)으로부터 심볼들의 시퀀스를 반송하는 무선 신호를 수신하는 무선 주파수(RF) 수신기; 및
    상기 RF 수신기에 결합된 프리앰블 검출기 및 동기화기;
    를 포함하고, 상기 프리앰블 검출기 및 동기화기는:
    시간-영역 상관기 및 주파수-영역 상관기 중 하나를 사용하여 상관 윈도우에서 심볼들의 시퀀스의 심볼 상관을 계산하는 상관기; 및
    상기 심볼 상관으로부터 심볼을 검증하기 위해 상기 상관기에 결합된 검증기 - 상기 심볼은 프리앰블 심볼 및 데이터 심볼 중 하나임 -;
    를 포함하는,
    이동국(MS).
  24. 제23항에 있어서,
    상기 시간-영역 상관기는 검증 윈도우 내 공액 대칭 시퀀스를 사용하여 상기 심볼 상관을 계산하고, 상기 검증 윈도우는 상기 상관 윈도우보다 더 작은,
    이동국(MS).
  25. 제23항에 있어서,
    상기 주파수-영역 상관기는:
    상기 심볼들의 시퀀스의 주파수-영역 순환 컨볼루션을 계산하는 주파수-영역 콘벌버; 및
    상기 심볼 상관을 제공하기 위하여 상기 순환 컨볼루션의 역 푸리에 변환(FT)을 계산하도록 상기 콘벌버에 결합된 역 푸리에 변환(FT) 모듈;
    을 포함하는,
    이동국(MS).
  26. 제25항에 있어서,
    상기 콘벌버는:
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 심볼들의 시퀀스 내 제 1 시퀀스의 제 1 FT 시퀀스를 계산하는 제 1 FT 모듈;
    상기 심볼들의 시퀀스 내 제 2 시퀀스에 대하여 재배열 및 켤레 복소수 연산 을 수행하는 제 1 켤레 복소수 연산기;
    상기 상관 윈도우의 길이를 갖는 상기 재배열되고 켤레 복소수로 된 제 2 시퀀스의 제 2 FT 시퀀스를 계산하는 제 2 FT 모듈;
    상기 제 2 FT 시퀀스에 대하여 켤레 복소수 연산을 수행하는 제 2 켤레 복소수 연산기; 및
    상기 주파수-영역 순환 컨벌루션을 제공하기 위하여 상기 제 1 FT 시퀀스 및 상기 켤레 복소수로 된 제 2 FT 시퀀스를 곱하는 곱셈기;
    를 포함하는,
    이동국(MS).
  27. 제23항에 있어서,
    상기 검증기는:
    최대 위치에서 상기 심볼 상관의 최대값을 결정하는 피크 검출기;
    상기 심볼 상관의 K개의 가장 큰 값들의 합을 계산하는 합산기 - 상기 K개의 가장 큰 값들은 상기 최대 위치에서 상기 최대값을 가짐 -;
    상기 최대값을 제 1 임계치와 비교하는 제 1 비교기;
    상기 합을 제 2 임계치와 비교하는 제 2 비교기;
    상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하는 경우 또는 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하는 경우, 상기 심볼을 상기 최대 위치에 있는 상기 프리앰블 심볼로서 검출하고, 상기 최대값이 상기 제 1 임계치를 초과하지 않고 상기 합이 상기 제 2 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 심볼을 상기 데이터 심볼로서 검출하는 검출기;
    를 포함하는,
    이동국(MS).
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