KR20090117931A - 사이클로스테이셔너리티를 사용하여 다수-캐리어 신호를 감지하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

사이클로스테이셔너리티를 사용하여 다수-캐리어 신호를 감지하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

WRAN(Wireless Regional Area Network) 종단은 다수의 채널 중 하나의 채널을 통해 무선 네트워크와 통신하기 위한 송수신기와, 다수의 채널 중 DVB-T 신호가 검출되지 않은 채널들을 포함하는 지원된 채널 목록을 형성하는데 사용하기 위한 DVB-T(Digital Video Broadcast-Terrestrial) 신호 검출기를 포함한다. WRAN 종단은 수신된 신호를 처리하여 2개의 데이터 세그먼트를 제공하고, DVB-T 신호에 관한 8개의 송신 모드 각각에서 2개의 데이터 세그먼트의 자기상관의 평균을 결정한다. 이후 WRAN 종단은 가장 큰 평균 자기상관 값의 함수로서 DVB-T 신호가 존재하는지를 결정한다.

Description

사이클로스테이셔너리티를 사용하여 다수-캐리어 신호를 감지하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SENSING A MULTI-CARRIER SIGNAL USING CYCLOSTATIONARITY}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템들에 관한 것으로, 더 구체적으로는 지상파(terrestrial) 방송, 셀룰러(cellular), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 위성 등과 같은 무선 시스템들에 관한 것이다.
WRAN(Wireless Regional Area Network) 시스템은 IEEE 802.22 표준 그룹에서 연구되고 있다. WRAN 시스템은 비간섭(non-interfering)을 기초로 하여, 주요 목표로 도시 및 도시 외곽 영역에 서비스를 제공하는 광대역 액세스 기술들의 성능 레벨과 유사한 성능 레벨들로 지방 또는 원격 영역들과 낮은 인구 밀도의 서비스가 충분하지 못한 시장들을 다루기 위해, TV 스펙트럼에서 미사용 텔레비전(TV) 방송 채널들을 사용하도록 의도된다. 또한, WRAN 시스템은 스펙트럼이 이용 가능한 인구 밀도가 높은 영역을 지원하기 위해 크기 조정도 할 수 있다. WRAN 시스템의 한 가지 목적이 TV 방송들과 간섭하지 않는 것이므로, 중요한 절차는 WRAN(WRAN 영역)의 서비스 제공을 받는 영역에 존재하는 허가 받은 TV 신호들을 튼튼하게 그리고 정확하게 감지하는 것이다.
미국에서는, TV 스펙트럼이 현재 NTSC(National Television Systems Committee) 방송 신호와 공존하는 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 방송 신호를 포함한다. ATSC 방송 신호들은 또한 디지털 TV(DTV) 신호들이라 한다. 현재, NTSC 송신은 2009년 중단되고, 2009년에는 TV 스펙트럼이 ATSC 방송 신호들만을 포함하게 된다. 하지만 세계의 일부 지역에서는, ATSC-기반의 송신 대신, DVB(Digital, Video Broadcasting)-기반의 송신이 사용될 수 있다. 예컨대, DTV 신호들은 DVB-T(Terrestrial){예컨대, ETSI EN 300 744 V1.4.1(2001-01), Digital Video Broadcasing(DVB); Framing structure , channel coding and modulation for digital terrestrial television을 보라}를 사용하여 송신될 수 있다. DVB-T는 다수-캐리어 송신의 형태를 사용하는데, 즉 DVB-T는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)에 기초한다.
위에서 주목된 것처럼, WRAN 시스템의 한 가지 목표가 특별한 WRAN 영역에 존재하는 TV 신호들과 간섭하지 않는 것이기 때문에, WRAN 시스템에서 매우 낮은 신호대 잡음비(SNR) 환경에서 DVB-T 방송{인가받은(licensed) 신호들}을 검출할 수 있는 것이 중요하다. 서브캐리어 간격(spacing)으로서 Fs /N(㎐)를 구비한 N개의 서브캐리어를 포함하는 OFDM 신호에 있어서, 시간 영역에서의 그것의 심벌은 샘플 레이트가 Fs(㎐)인 샘플들로 표현될 수 있다. OFDM 송신에서 알려진 것처럼, 각각의 OFDM 심벌은 ISI(inter-symbol-interference)의 영향을 완화시키기 위해 순환 접두 부(CP: cyclic prefix)를 포함한다. OFDM 심벌(10)의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. OFDM 심벌(10)은 2개의 부분, 즉 심벌(12)과 CP(11)를 포함한다. 심벌(12)은 N개의 샘플을 포함한다. CP(11)는 간단히 각 심벌로부터 마지막 L개의 샘플{도 1의 부분(13)}을 복사하는 것과, 그 마지막 L개의 샘플을 심벌의 앞에 동일한 순서로 첨부하는 것으로 이루어진다. 이 점에서, OFDM 시스템에서 사용된 서브캐리어들과 CP의 길이는 특별한 채널 상태에 따라 동적으로 변할 수 있다. 특히, 도 2의 표 1에 도시된 것처럼, DVB-T 신호는 8개의 송신 모드 중 임의의 모드에 따라 송신될 수 있고, 각 송신 모드는 상이한 개수(N)의 서브캐리어와 CP 길이 비(α), 즉 심벌 길이(N)에 대한 CP 길이의 비를 가진다. 예컨대, 송신 모드 1에서는 서브캐리어들의 개수(N)가 2048과 같고, CP의 길이 비는 1/4인데, 즉 CP는 L=1/4(2048)=512개의 샘플로 이루어진다.
비록 DVB-T 신호가 8개의 송신 모드 중 임의의 송신 모드에 따라 송신될 수 있지만, 복잡한 장치 또는 알고리즘에 의존하지 않고 DVB-T 신호의 송신 모드와 존재를 효율적으로 검출하는 것이 여전히 가능하다. 특히, 그리고 본 발명의 원리들에 따르면, 수신기는 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트를 제공하고, 수신된 신호가 적어도 그 신호의 타입과 연관된 복수의 송신 모드와, 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트의 함수로서의 신호의 타입인지를 결정한다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 수신기는 WRAN 종단이고, 신호의 타입은 8개의 가능한 송신 모드를 가지는 DVB-T 신호이다. WRAN 종단은 2개의 데이터 세그먼트를 제공하기 위해 수신된 신호를 처리하고, 8개의 송신 모드의 각각의 송신 모드에서 2개의 데이터 세그먼트의 자기상관의 평균을 결정한다. 이후 WRAN 종단은 DVB-T 신호가 가장 큰 평균 자기상관 값의 함수로서 존재하는지를 결정한다. 예컨대, WRAN 종단은 가장 큰 평균 자기상관 값과 임계값을 비교한다. 가장 큰 평균 자기상관 값이 임계값보다 크다면, 수신된 신호는 DVB-T 신호이다. 본 발명의 창의적인 개념이 또한 DVB-H 신호에 적용될 수 있다는 점을 주목하라.
본 발명의 일 특징에 따르면, WRAN 종단은 또한 가장 큰 평균 자기상관 값의 함수로서 수신된 신호의 송신 모드를 결정한다.
위의 내용에 비추어, 그리고 상세한 설명을 읽음으로써 분명해지는 것처럼, 다른 실시예들과 특징들이 또한 가능하고 이들은 본 발명의 원리들 내에 있다.
도 1은 OFDM 심벌을 도시하는 도면.
도 2는 DVB-T 신호에 관한 상이한 가능한 송신 모드를 열거하는 표 1을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 원리들에 따른 예시적인 WRAN 시스템을 도시하는 도면.
도 4는 도 3의 WRAN 시스템에서 사용하기 위한 본 발명의 원리들에 따른 예시적인 흐름도.
도 5는 본 발명의 원리들에 따른 또 다른 예시적인 흐름도.
도 6은 본 발명의 원리들에 따른 예시적인 데이터 세그먼트들을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 원리들에 따른 또 다른 예시적인 흐름도.
도 8과 도 9는 본 발명의 원리들에 따른 예시적인 신호 검출기들을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 원리들에 따른 또 다른 예시적인 흐름도.
도 11은 본 발명의 원리들에 따른 예시적인 송신 모드 검출기를 도시하는 도면.
본 발명의 개념 외에, 도면에 도시된 요소들은 공지되어 있고, 상세히 설명되지 않는다. 또한, 텔레비전 방송, 수신기, 및 비디오 인코딩에 친숙해 있다고 가정되고, 그러한 내용은 본 명세서에서는 상세히 설명되지 않는다. 예컨대, 본 발명의 개념 외에 NTSC(National Television Systems Committee), PAL(Phase Alternating Lines), SECAM(SEquential Couleur Avec Memoire), ATSC(Advanced Television Systems Committee)와 같은 TV 표준들에 관한 현재의 그리고 제안된 권고안(recommendation)들과, IEEE 802.16, 802.11h 등과 같은 네트워킹과의 친숙성이 가정된다. DVB-T 방송 신호들에 대한 추가 정보는, 예컨대 ETSI EN 300 744 V1.4.1(2001-01), Digital Video Broadcasting(DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television.에서 찾을 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 개념 외에, 8-VSB(eight-level vestigial sideband), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), OFDM(orthogonal frequency division multiplexing), 또는 코딩된 OFDM(COFDM) 또는 DMT(discrete multitone)과 같은 송신 개념과, RF(radio-frequency) 프론트-엔드(front-end)와 같은 수신기 성분들, 또는 저잡음 블록, 튜너, 복조기, 상관기, 누설 적분기(leak integrator), 및 제곱기(squarer)와 같은 수신기 섹션이 가정된다. 유사하게, 본 발명의 개념 외에, 운송 비트 스트림들을 발생시키기 위한 포맷팅 및 인코딩 방법들{MPEG(Moving Picture Expert Grout)-2 시스템 표준(ISO/IEC 13818-1)과 같은}이 공지되어 있고, 본 명세서에서는 설명되지 않는다. 다음이 주목되어야 하는데, 본 발명의 개념은 종래의 프로그래밍 기술들을 사용하여 구현될 수 있으며, 따라서 이 기술은 본 명세서에서 설명되지 않는다. 마지막으로, 도면의 동일한 번호들은 유사한 요소들을 나타낸다.
앞에서 주목된 것처럼, WRAN 시스템은 스펙트럼에서 미사용 방송 채널들을 사용한다. 이러한 점에서, WRAN 시스템은 그것에 의한 사용을 위해 실제로 이용 가능한 스펙트럼의 부분을 결정하기 위해, 이들 방송 채널 중 어느 것이 실제로 WRAN 영역에서 사용중인지(또는 점유중인지)를 결정하기 위해 "채널 감지(channel sensing)"를 수행한다. 이 예에서는, 각각의 방송 채널이 대응하는 DVB-T 방송 신호와 연관될 수 있다고 가정된다. 비록 DVB-T 신호가 8개의 송신 모드 중 임의의 송신 모드에 따라 송신될 수 있을지라도, 복잡한 장치 또는 알고리즘에 의존하지 않고 DVB-T 신호의 송신 모드와 존재를 효율적으로 검출하는 것이 여전히 가능하다. 특히, 본 발명의 원리들에 따르면, 수신기는 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트를 제공하고, 그 수신된 신호가 신호의 타입과 연관된 적어도 복수의 송신 모드와 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트의 함수로서의 신호의 타입, 예컨대 DVB-T 신호인지를 결정한다.
이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 원리들을 통합하는 예시적인 WRAN 시스템(200)이 도시되어 있다. WRAN 시스템(200)은 지리적 영역(WRAN 영역)(도 3에는 도시되지 않음)으로서의 역할을 한다. WRAN 시스템은 하나 이상의 CPE(customer premise equipment)(250)와 통신하는 적어도 하나의 기지국(BS)(205)을 포함한다. CPE(250)는 정지형이다. CPE(250)와 BS(205)는 모두 무선 종단을 나타낸다. CPE(250)는 프로세서-기반의 시스템이고, 프로세서(290)에 의해 표현된 연관된 메모리와 하나 이상의 프로세서, 및 도 3에 점선으로 된 상자의 형태로 도시된 메모리(295)를 포함한다. 이러한 상황에서, 컴퓨터 프로그램들, 즉 소프트웨어가 프로세서(290)에 의한 실행을 위해 메모리(295)에 저장된다. 프로세서(290)는 하나 이상의 저장된 프로그램 제어 프로세서를 나타내고, 이들은 송수신기 기능 전용일 필요는 없는데, 예컨대 프로세서(290)는 또한 CPE(250)의 다른 기능들을 제어할 수 있다. 메모리(295)는 RAM(random-access memory), ROM(read-only memory) 등과 같은 임의의 저장 디바이스를 나타내고, 이들은 CPE(250)의 내부 및/또는 외부에 있을 수 있으며, 필요에 따라 휘발성 및/또는 비휘발성이다. 안테나(210,255)를 통해 BS(205)와 CPE(250) 사이 통신의 물리적인 층은, 송수신기(285)를 통한 예시적으로 OFDM-기반의 것이고 화살표(211)로 나타나 있다. WRAN 네트워크에 들어가기 위해, CPE(250)는 먼저 BS(205)와 "연결(associate)"하려고 시도한다. 이 시도 동안, CPE(250)는 제어 채널(도시되지 않음)을 통해 BS(205)로 CPE(250)의 능력에 대한 정보를 송수신기(285)를 통해 송신한다. 보고된 능력은, 예컨대 최소 및 최대 송신 전력과, 송신 및 수신을 위한 지원된 또는 이용 가능한 채널 목록을 포함한다. 이러한 점에 관해서는, CPE(250)가 어느 TV 채널들이 WRAN 영역에서 사용중이지 않은지를 결정하기 위해 본 발명의 원리들에 따른 "채널 감지"를 수행한다. WRAN 통신들에서 사용하기 위한 그 결과 이용 가능한 채널 목록이 이후 BS(205)에 제공된다. 이 BS(205)는 CPE(250)가 BS(205)와의 연결을 허용하는지를 결정하기 위해 전술한 보고된 정보를 사용한다.
이제 본 발명의 원리들에 따른 채널 감지를 수행하는데 사용하기 위한 예시적인 흐름도가 도시되어 있는 도 4를 참조한다. 도 4의 흐름도는 모든 채널을 통해 또는 CPE(250)가 가능한 사용을 위해 선택되는 채널들을 통해서만 CPE(250)에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게, 채널에서 점유 신호들을 검출하기 위해, CPE(250)는 검출 기간 동안 그 채널에서의 송신을 중단해야 한다. 이 점에 관해서는, BS(205)가 제어 메시지(도시되지 않음)를 CPE(250)에 보냄으로써 조용한 구간을 스케줄링할 수 있다. 단계(305)에서는, CPE(250)가 채널을 선택한다. 이 예에서, 채널은 WRAN 영역에 존재하는 다수의 방송 채널 중 하나인 것으로 가정된다. 단계(310)에서, CPE(250)는 점유 신호의 존재를 확인하기 위해 선택된 채널을 스캐닝한다. 특히, CPE(250)는 수신된 신호가 그 신호의 타입과 연관된 적어도 복수의 송신 모드 와, 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트(아래에 더 설명됨)의 함수로서의 신호의 타입(예컨대, DVB-T 신호)인지를 결정한다. 어떠한 점유 신호도 검출되지 않는다면, 단계(315)에서 CPE(250)는 선택된 채널을 이용 가능한 채널 목록(주파수 사용 맵이라고도 함)에서 WRAN 시스템에 의해 사용하기 위해 이용 가능한 것으로 표시한다. 하지만, 점유 신호가 검출되면, 단계(320)에서 CPE(250)는 WRAN 시스템에 의해 사용하기 위해 이용 가능하지 않은 것으로 선택된 채널을 표시한다. 본 명세서에서 사용된 것처럼, 주파수 사용 지도는 간단히, 예컨대 도 3의 메모리(295)에 저장된 데이터 구조이고, 이 메모리(295)는 하나 이상의 채널 또는 그러한 채널의 부분들을 도 3의 WRAN 시스템에서 사용하기에 이용 가능하거나 가능하지 않은 것으로 식별한다. 채널을 이용 가능하거나 이용 가능하지 않은 것으로 표시하는 것은 여러 방식으로 행해질 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 예컨대, 이용 가능한 채널 목록은 오직 이용 가능한 채널을 열거할 수 있어, 다른 채널들은 이용 가능하지 않은 것으로 효과적으로 표시한다. 유사하게, 이용 가능한 채널 목록은 오직 이용 가능하지 않은 채널들을 표시할 수 있어, 다른 채널들을 이용 가능한 것으로 효과적으로 표시한다.
도 4의 단계(310)를 수행하기 위한 예시적인 흐름도가 도 5에 도시되어 있다. DVB-T 신호는 타이밍 지터(jitter)와 주파수 왜곡에 의해 영향을 받는 사이클로스테이셔너리(cyclostaionary) 신호의 형태이다. 도 1로부터 관찰될 수 있는 것처럼, OFDM 심벌의 심벌 길이(M)는
Figure 112009053087387-PCT00001
이고, 여기서 N은 서브캐리어의 개수, L은 순환 접두부(CP)의 길이이다. 특히, Mi;i=1,2,...,8을 DVB-T에 관한 대응하는 8개의 송신 모드의 8개의 가능한 심벌 길이라고 표시하고, 또한
Figure 112009053087387-PCT00002
를 수신된 신호의 자기상관 함수라고 표시하며, 이는 OFDM 심벌 길이가 Mi라고 가정한다. 이후,
Figure 112009053087387-PCT00003
의 추정치, 즉
Figure 112009053087387-PCT00004
는
Figure 112009053087387-PCT00005
에 의해 수신기에서 계산될 수 있고, 여기서 n=0,1,...,Mi-1이다. 수학식 2는 수신된 신호인 r[m]의 자기상관을 나타내고, 여기서 r[m]은 상이한 샘플 인덱스인 m에서의 수신된 OFDM 신호의 샘플들이다. 수학식 2에서, i는 송신 모드 인덱스로서, i=1,...,8이고,
Figure 112009053087387-PCT00006
은 수신된 샘플들의 복소 공액(complex conjugate)을 나타낸다. 또한, Ai는 대응하는 송신 모드(i)에 관한 평가된 샘플 자기상관을 계산하기 위해 사용된 OFDM 심벌들의 개수이다. 이제, 다음 파라미터(Ti)가 정의된다.
Figure 112009053087387-PCT00007
여기서
Figure 112009053087387-PCT00008
와
Figure 112009053087387-PCT00009
는 2개의 독립적인 수신된 데이터 세그먼트(r1,r2)로부 터의 2개의 평가된 샘플 자기상관 함수이다.
Figure 112009053087387-PCT00010
는 수학식 2로서 정의되고,
Figure 112009053087387-PCT00011
는
Figure 112009053087387-PCT00012
로서 정의되며, 여기서 P는
Figure 112009053087387-PCT00013
와
Figure 112009053087387-PCT00014
가 2개의 독립적인 데이터 세그먼트에 의해 평가되는 것을 보장하기에 충분히 큰 Mi의 배수이다. 즉, 수신기는 OFDM 심벌의 길이에 대한 자기상관의 평균을 결정한다. 위 수학식에서의 샘플들의 개수는 OFDM 심벌의 길이와 같지만, 더 많은 샘플이 사용될 수 있다. 수학식 3으로부터 Mi는 수학식 3에 관한 값이 다른 송신 모드들에서 수학식 3에 관한 값들과 비교시 더 큰 올바른 송신 모드를 나타낸다. 그러므로, 그리고 본 발명의 원리들에 따르면, DVB-T 신호에 관한 스펙트럼 감지를 수행하기 위해 다음 시험 통계(test statistic)가 사용된다.
Figure 112009053087387-PCT00015
그러므로, 수신기는 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트를 제공하고, 그 수신된 신호가 신호의 타입과 연관된 적어도 복수의 송신 모드와 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트의 함수로서의 신호의 타입(예컨대, DVB-T 신호)인지를 결정한다. 이제 도 5의 흐름도를 더 상세히 참조하면, 단계(360)에서 CPE(250)는 선택된 채널에서 수신된 신호로부터 2개의 독립적인 수신된 데이터 세그먼트(r1,r2)를 제공한다. 이는 도 6에 예시적으로 도시되어 있다. 비록 도 6이 수신된 데이터 세그먼트(r1,r2)가 동일한 시간 지속 기간을 가지고 연속적이라고 예시하지만 본 발명의 개념은 그것에 제한되지 않는다. 도 5를 참조하면, 단계(365)에서 CPE(250)는 2개의 수신된 데이터 세그먼트에 관한 모든 8개의 DVB-T 송신 모드에 대해 수학식 3을 평가한다. 단계(370)에서는, CPE(250)가 최대값(수학식 4), 즉 TCS를 결정하고, TCS의 값을 임계값과 비교하며, 이러한 임계값은 실험적으로 결정될 수 있다. TCS의 값이 임계값보다 크다면, DVB-T 방송 신호가 존재한다고 가정된다. 하지만, TCS의 값이 임계값보다 크지 않다면, DVB-T 방송 신호가 존재하지 않는다고 가정된다.
비록 본 발명의 개념에 필수적이지는 않지만, 후속하는 관찰의 관점에서 계산들이 더 간단하게 될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 도 2의 표 1을 다시 간략하게 참조하면, 2048개의 서브캐리어(송신 모드 1,2,3,4)를 가지는 송신 모드가 8192개의 서브캐리어(송신 모드 5,6,7,8)를 가지는 송신 모드보다도 작은 크기의 OFDM 심벌들을 가지는 것이 주목되어야 한다. 이와 같이, 주어진 처리 간격 동안, 8192개의 서브캐리어를 가지는 송신 모드보다 2048개의 서브캐리어를 가지는 송신 모드에 관해 더 많은 OFDM 심벌이 처리됨이 또한 주목되어야 한다. 이러한 점에서, 위 수학식들에서의 계산을 더 간단하게 하기 위해, 송신 모드가 2048개의 서브캐리 어(i=1,2,3,4에 관해)를 가질 때 Ai에 관해 선택된 OFDM 심벌들의 개수는, 송신 모드가 8192개의 서브캐리어(i=5,6,7,8에 관해)를 가질 때 Ai에 관해 선택된 OFDM 심벌들의 개수의 2배, 심지어 4배가 될 수 있다.
본 발명의 개념을 스펙트럼 감지에 적용하는 것 외에, 본 발명의 개념은 수신된 DVB-T 신호의 송신 모드를 결정하는데 적용 가능하다. 예컨대, TCS와 연관된 i의 값은 검출된 DVB-T 신호에 관한 송신 모드를 가리키는데 사용될 수 있다. 하지만, 한 신호가 P에서 주기적이라면, 그 신호는 4P에서도 주기적이라는 것이 주목되어야 한다. 예컨대, 송신 모드가 1/4의 CP 길이 비를 지닌 2048개의 서브캐리어라면, 주기적인 2개의
Figure 112009053087387-PCT00016
가 존재하게 된다. 하나는 1/4의 CP 길이 비를 지닌 2048개의 서브캐리어를 가지는 송신 모드이고, 나머지 하나는 1/4의 CP 길이 비를 지닌 8192개의 서브캐리어를 가지는 송신 모드이다. 따라서, 수학식 3으로부터 Ti의 연관된 값들은 주기적인 송신 모드 동안 함께 근접해 있을 수 있다. 또한, 이들 주기적인 송신 모드의 경우, 8192개의 서브캐리어를 가지는 송신 모드에 관한 |Ti|의 값은 심지어 실제 송신 모드가 2048개의 서브캐리어를 가지더라도 더 클 수 있다. 이와 같이, 도 7의 흐름도는 본 발명의 원리들에 따른 송신 모드 검출을 위한 예시적인 방법을 나타낸다. 단계(405)에서, CPU(250)는 TCS와 연관된 i의 값을 결정한다{도 5의 단계(370)}. i의 이 값은 검출된 DVB-T 신호에 관한 가능한 송신 모드를 나타낸다. 단계(410)에서는, CPU(250)가 가능한 송신 모드가 8192개의 서브캐리어를 가지 는 송신 모드들 중 하나인지를 결정한다(예컨대, 도 2의 표 1로부터의 5,6,7,8인 i의 값들). 가능한 송신 모드가 2048개의 서브캐리어를 가진다면(예컨대, 도 2의 표 1로부터의 1,2,3,4인 i의 값들), i의 값은 실제 송신 모드를 결정하기 위해 사용된다. 가능한 송신 모드가 8192개의 캐리어를 가진다면, 다음 비(ratio), 즉 비교가 단계(420)에서 추가로 결정된다.
Figure 112009053087387-PCT00017
여기서, Tj는 2048개의 서브캐리어를 가지는 대응하는 주기적 송신 모드에 관한 Ti의 값을 나타낸다. 예컨대, 가능한 송신 모드인 i가 6이라면, j=2이다. 단계(425)에서, CPU(250)는 비의 값이 임계값, 예컨대 0.5보다 큰지를 결정한다. 비의 값이 0.5보다 크지 않다면, i의 값이 실제 송신 모드(8192개의 서브캐리어를 가지게 될)를 결정하기 위해 사용된다. 하지만, 비의 값이 0.5보다 크다면, j의 값이 실제 송신 모드(2048개의 서브캐리어를 가지게 될)를 결정하기 위해 사용된다. 그러므로, WRAN 수신기는 또한 가장 큰 평균 자기상관 값(TCS)의 함수로서 수신된 신호의 모드를 결정한다.
도 8을 간략히 참조하면, CPE(250)에서 사용하기 위한 수신기(500)의 예시적인 부분이 도시되어 있다{예컨대, 송수신기(285)의 부분으로서}. 본 발명의 개념과 관련된 수신기(500)의 부분만이 도시되어 있다. 도 8에 도시된 요소들은 일반적으 로 도 5의 흐름도에 관한 단계들의 설명에 대응한다. 이와 같이, 도 8에 도시된 요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 이 점에 관해, 수신기(500)는 프로세서-기반의 시스템이고, 도 8에서 점선으로 된 상자의 형태로 도시된 프로세서(590)와 메모리(595)에 의해 나타난 것과 같이 하나 이상의 프로세서 및 연관된 메모리를 포함한다. 프로세서(590)와 메모리(595)는 도 3의 프로세서(290) 및 메모리(295)에 추가된 것이거나 도 3의 프로세서(290) 및 메모리(295)와 동일한 것일 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 수신기(500)는 튜너(505), 버퍼(515-1)와 버퍼(515-2)로 나타난 것과 같은 적어도 2개의 버퍼, 송신 모드들에 대한 평균 자기상관을 계산하기 위한 요소(525) 및 임계값 비교기(530)를 포함한다. 간단하게 하기 위해, AGC(automatic gain control) 요소, 처리가 디지털 영역에서 이루어진다면 ADC(analog-to-digital converter), 및 추가 필터링과 같은 일부 요소들은 도 8에 도시되어 있지 않다. 본 발명의 개념 외에, 이들 요소는 당업자에게 바로 분명해진다. 또한, 당업자라면 처리 중 일부가 필요하다면 복잡한 신호 경로들을 수반할 수 있다는 것을 인지하게 된다.
전술한 흐름도의 상황에서, 각각의 선택된 채널에 관해{튜너(505)를 통해 선택된}, 수신된 신호(504)가 존재할 수 있다. 버퍼(515-1)는 수신된 신호인 r1[n]의 1개의 데이터 세그먼트를 저장하고, 버퍼(515-2)는 수신된 신호인 r2[n]의 또 다른 데이터 세그먼트를 저장한다. 전술한 바와 같이, 이들 수신된 데이터 세그먼트들은 독립적이다(또한 앞서 설명된 도 6을 보라). 요소(525)는 위 수학식 3에 따라 송신 모드들에 대한 평균 자기상관을 계산한다. 임계 비교기(530)는 Ti에 관한 가장 큰 값(TCS)과 임계값을 비교하여, 신호의 타입이 존재하는지를 결정하고, 그 결과들을 신호(531)를 통해 제공한다.
전술한 송신 모드 검출에 관해, 도 8에 도시된 장치는 도 9에 도시된 것처럼 추가로 수정될 수 있다. 도 9에서, 송신 모드 검출기 요소(535)에는 도 7의 흐름도에 따라 TCS의 값을 추가로 처리하기 위해 추가되었다. 이와 같이, 신호(526)는 수학식 5에 의해 나타난 비를 형성하기 위한 다른 송신 모드들에 관한 Ti 값들을 제공한다. 그 결과 송신 모드는 신호(536)를 통해 제공된다.
비록 도 7과 도 9의 전술한 방법과 장치가 수신된 OFDM-기반의 신호의 송신 모드를 결정하기 위해 사용될 수 있지만, 송신 모드를 결정하기 위해 OFDM 심벌의 순환 접두부를 사용하는 것도 가능하다. 예컨대, DVB-T 송신의 상황에서, 다음의 CP 자기상관 함수가 8개의 송신 모드에 대해 정의된다.
Figure 112009053087387-PCT00018
여기서, 다시 Ai는 상관을 위해 누적된 OFDM 심벌들의 개수이고, n=0,1,...Mi-1이다. 또한, Li는 i번째 송신 모드에 관한 CP의 길이이고, Ni는 i번째 송신 모드에 관한 서브캐리어들의 개수이며, Mi는 i번째 송신 모드에 관한 OFDM 심벌 길이이다. 즉, 수학식 6은 각 송신 모드에 관한 순환 접두부의 길이에 대한 자 기상관의 평균을 구한다. 전술한 바와 같이, 그 계산들은, 예컨대 송신 모드가 2048개의 서브캐리어(i=1,2,3,4에 관한)를 가질 때의 Ai에 관한 OFDM 심벌들의 개수가, 송신 모드가 8192개의 서브캐리어(i=5,6,7,8에 관한)를 가질 때의 Ai에 관해 선택된 심벌들의 개수의 2배, 심지어 4배가 되게 선택함으로써 간단하게 될 수 있다. 수학식 6으로부터 Ri[n]의 절대값은 올바른 송신 모드에 관해 최대임을 관찰할 수 있다. 그러므로, CP로부터 OFDM-기반의 신호의 송신 모드를 결정하는데 사용하기 위한 시험 통계는,
Figure 112009053087387-PCT00019
가 최대값을 가지는 i의 값이다. 이러한 최대값은 본 명세서에서 TCP로 부른다, 즉
Figure 112009053087387-PCT00020
즉, 결정된 송신 모드(i)는
Figure 112009053087387-PCT00021
이다.
도 10에는 순환 접두부로부터 송신 모드를 결정하는데 사용하기 위한 예시적인 흐름도가 도시되어 있다. 단계(610)에서, CPE(250)는 수신된 신호에 관한 모든 8개의 DVB-T 송신 모드들에 대해서 수학식 6을 평가한다. 단계(615)에서, CPE(250)는 최대값(수학식 7), 즉 TCP를 결정하고, DVB-T 신호(수학식 8)의 송신 모드를 식 별한다.
도 11을 간략히 참조하면, CPE(250)에서 사용하기 위한 수신기(700)의 예시적인 부분이, (예컨대 송수신기(285)의 일부로서) 도시되어 있다. 본 발명의 개념에 관련된 수신기(700)의 부분만이 도시되어 있다. 도 11에 도시된 요소들은 일반적으로 도 10의 흐름도에 관한 단계들의 설명에 대응한다. 이와 같이, 도 11에 도시된 요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 이 점에서, 수신기(700)는 프로세서-기반의 시스템이고, 도 11에서 점선으로 된 상자의 형태로 도시되어 있는 프로세서(790)와 메모리(795)에 의해 나타난 것처럼 하나 이상의 프로세서 및 연관된 메모리를 포함한다. 프로세서(790)와 메모리(795)는 도 3의 프로세서(290) 및 메모리(295)에 추가된 것이거나 도 3의 프로세서(290) 및 메모리(295)와 동일한 것일 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 수신기(700)는 튜너(705), 송신 모드들에 대한 CP 자기상관을 계산하기 위한 요소(725) 및 가장 큰 CP 자기상관과 연관된 송신 모드를 식별하기 위한 요소(730)를 포함한다. 간단하게 하기 위해, AGC(automatic gain control) 요소, 처리가 디지털 영역에서 이루어진다면 ADC(analog-to-digital converter), 및 추가 필터링과 같은 일부 요소들은 도 11에 도시되어 있지 않다. 본 발명의 개념 외에, 이들 요소는 당업자에게 바로 분명해진다. 또한, 당업자라면 처리 중 일부가 필요하다면 복잡한 신호 경로들을 수반할 수 있다는 것을 인지하게 된다.
도 10의 흐름도 상황에서, 각각의 선택된 채널{튜너(705)를 통해 선택된}에 관한 수신된 신호(704)가 존재할 수 있다. 요소(725)는 수신된 신호로부터 위 수학 식 6에 따라 송신 모드들에 대한 CP 자기상관을 계산한다. 마지막으로, 요소(730)는 수학식 7과 수학식 8에 따라 가장 큰 CP 자기상관과 연관된 송신 모드를 식별하고, 그 결과들을 신호(731)를 통해 제공한다.
전술한 바와 같이, DVB-T 신호의 사이클로스테이셔너리 특성들을 사용하여 높은 신뢰도로 낮은 신호대잡음 환경에서 DVB-T 신호들의 존재를 검출하는 것이 가능하다. 하지만, 본 발명의 개념은 그것에 제한되지 않고, 사이클로스테이셔너리 특성들을 가지는 임의의 신호를 검출하는 것에도 적용 가능하다. 또한 본 발명의 개념은 신호의 존재를 검출하기 위해 다른 기술들과 조합될 수 있다. 또한 비록 본 발명의 개념이 도 3의 CPE(250)의 상황에서 설명되었지만 본 발명은 그것에 제한되지 않고, 예컨대 채널 감지를 수행할 수 있는 BS(205)의 수신기에 적용한다는 점이 또한 주목되어야 한다. 나아가, 본 발명의 개념은 WRAN 시스템에 국한되지 않고, 채널, 또는 스펙트럼 감지를 수행하는 임의의 수신기에 적용될 수 있다.
위의 내용에 비추어, 전술한 내용은 단지 본 발명의 원리들을 예시하는 것이고, 따라서 비록 본 명세서에서 명백히 도시되지 않지만, 당업자라면 본 발명의 원리들을 구현하고 본 발명의 취지와 범주 내에 있는 많은 대안적인 장치들을 고안할 수 있게 되리라는 것을 알게 된다. 예컨대, 비록 분리된 기능 요소들의 상황에서 예시되지만, 이들 기능 요소들은 하나 이상의 집적 회로(IC)에서 구현될 수 있다. 유사하게, 비록 분리된 요소로서 도시되지만, 요소들 중 임의의 것 또는 요소들 전부(예컨대, 도 8, 도 9, 및 도 11의)는, 예컨대 도 4, 도 5, 도 7 및 도 10에 도시된 하나 이상의 단계에 대응하는 연관된 소프트웨어를 실행하는 디지털 신호 프로 세서와 같은 저장된 프로그램-제어된 프로세서에서 구현될 수 있다. 나아가, 본 발명의 원리들은 위성, Wi-Fi, 셀룰러 등과 같은 다른 타입의 통신 시스템들에 적용 가능하다. 실제로, 본 발명의 개념은 또한 정지 수신기 또는 이동 수신기에 적용 가능하다. 그러므로, 이러한 예시적인 실시예들에 다수의 수정이 가해질 수 있고, 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 취지와 범주로부터 벗어나지 않으면서 다른 장치가 고안될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 지상파 방송, 셀룰러, Wi-Fi, 위성 등과 같은 무선 통신 시스템 분야에 이용 가능하다.

Claims (26)

  1. 수신기에서 사용하기 위한 방법으로서,
    선택된 채널에서 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트를 제공하는 단계와,
    수신된 신호가 수신된 신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트와 신호의 타입과 연관된 적어도 복수의 송신 모드의 함수로서의 신호의 타입인지를 결정하는 단계를
    포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    적어도 2개의 데이터 세그먼트는 연속적이지 않은, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    데이터 세그먼트 중 적어도 하나의 시간 지속 기간은 상이한, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는 수신된 신호의 송신 모드를 결정하는 단계를 포함하 는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는
    복수의 송신 모드의 각각의 송신 모드에 관해, 적어도 2개의 데이터 세그먼트에 관한 평균 자기상관 값을 결정하는 단계와,
    가장 큰 평균 자기상관 값의 함수로서의 신호의 타입이 존재하는지를 결정하는 단계를
    포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    각각의 한 단계에 관한 결정은 적어도 2개의 데이터 세그먼트에 관한 송신 모드에 관한 파라미터(Ti)를 결정하고, 여기서
    Figure 112009053087387-PCT00022
    인, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    신호의 타입이 존재하는지를 결정하는 단계는
    Figure 112009053087387-PCT00023
    를 임계값과 비교하는 단계를 포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방 법.
  8. 제 5항에 있어서,
    신호의 타입이 존재하는지를 결정하는 단계는 가장 큰 평균 자기상관 값을 임계값과 비교하는 단계를 포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    결정하는 단계는
    복수의 송신 모드의 각각의 송신 모드에 관해, 적어도 2개의 데이터 세그먼트에 관한 평균 자기상관 값을 결정하는 단계와,
    가장 큰 평균 자기상관 값과 연관된 복수의 송신 모드 중 하나의 송신 모드의 함수로서 수신된 신호의 송신 모드를 결정하는 단계를
    포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    복수의 송신 모드 중 적어도 일부는 주기적으로 관련되고,
    수신된 신호 단계의 송신 모드를 결정하는 단계는, 수신된 신호의 송신 모드로서 가장 큰 평균 자기상관 값과 연관된 송신 모드나 주기적으로 관련된 송신 모드를 선택하는 단계를 포함하며,
    선택하는 단계는 주기적으로 관련된 송신 모드와 연관된 평균 자기상관 값과 가장 큰 평균 자기상관 값 사이의 비교의 함수로서 수행되는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 비교는 비(ratio)이고, 상기 선택하는 단계는
    상기 비가 일정한 값보다 크다면, 수신된 신호의 송신 모드로서 주기적으로 관련된 송신 모드를 선택하는 단계와,
    그 외의 경우에는 수신된 신호의 송신 모드로서 가장 큰 평균 자기상관 값과 연관된 복수의 송신 모드 중 하나를 선택하는 단계를
    포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    신호의 타입은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexed) 신호인, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    신호의 타입은 DVB(Digital Video Broadcasting) 신호인, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    신호의 타입이 존재하지 않는다면 선택된 채널이 사용하기에 이용 가능하다는 것을 나타내기 위해 이용 가능한 채널 목록을 표시하는(marking) 단계를 더 포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  15. 장치로서,
    선택된 채널로부터 신호를 제공하기 위한 튜너(tuner)와,
    상기 신호가 그 신호를 나타내는 신호의 타입과 적어도 2개의 데이터 세그먼트와 연관된 적어도 복수의 송신 모드의 함수로서의 신호의 타입인지를 결정하는데 사용하기 위한 프로세서를
    포함하는, 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    신호를 나타내는 적어도 2개의 데이터 세그먼트를 저장하기 위한 복수의 버퍼를 더 포함하는, 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 데이터 세그먼트는 연속적이지 않은, 장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    데이터 세그먼트 중 적어도 하나의 시간 지속 기간은 상이한, 장치.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는 신호의 송신 모드를 결정하는, 장치.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는
    (a) 복수의 송신 모드의 각각의 송신 모드에 관해, 적어도 2개의 데이터 세그먼트에 관한 평균 자기상관 값을 결정하고,
    (b) 가장 큰 평균 자기상관 값의 함수로서의 신호의 타입이 존재하는지를 결정하는, 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 프로세서는 가장 큰 평균 자기상관 값과 임계값을 비교함으로써 신호의 타입이 존재하는지를 결정하는, 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 프로세서는 가장 큰 평균 자기상관 값과 연관된 복수의 송신 모드 중 하나의 송신 모드의 함수로서 신호의 송신 모드를 결정하는, 장치.
  23. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는
    (a) 적어도 2개의 데이터 세그먼트에 관한 각각의 송신 모드에 관해, 파라미터(Ti),
    Figure 112009053087387-PCT00024
    를 결정하고,
    (b)
    Figure 112009053087387-PCT00025
    와 임계값을 비교함으로써 신호의 타입이 존재하는지를 결정하는, 장치.
  24. 제 15항에 있어서,
    신호의 타입은 OFDM 신호인, 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    신호의 타입은 DVB 신호인, 장치.
  26. 제 15항에 있어서,
    신호의 타입이 존재하지 않는다면, 선택된 채널이 사용하기에 이용 가능하다는 것을 나타내기 위해 이용 가능한 채널 목록을 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는, 장치.
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