KR20090119002A - 직교 변조 회전 트레이닝 시퀀스 - Google Patents

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Abstract

회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 회전 트레이닝 신호는 직교 변조 전송기에서 생성된다. 회전 트레이닝 신호는 동위상(I) 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보 및 직교위상(Q) 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 포함한다. 회전 트레이닝 신호는 I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 초기에 전송하고 후속해서 Q 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 전송함으로써 생성될 수 있다. I 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보는 기준 위상(예컨대, 0° 또는 180°)을 갖는 제 1 심볼을 포함할 수 있다. 이어서, Q 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보는 기준 위상으로부터 ±90인 위상을 갖는 제 2 심볼을 포함할 것이다.

Description

직교 변조 회전 트레이닝 시퀀스{QUADRATURE MODULATION ROTATING TRAINING SEQUENCE}
본 발명은 일반적으로 통신들의 변조에 관한 것으로, 더 특별하게는, 수신기 채널 추정들의 트레이닝에 사용하기 위한 직교 변조 회전 트레이닝 신호를 생성하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
도 1은 종래의 수신기 프론트엔드(종래기술)에 대한 개략적인 블록도이다. 종래의 무선 통신 수신기는 방사 신호(radiated signal)를 전도 신호(conducted signal)로 변환하는 안테나를 구비한다. 어느 정도의 초기 필터링 이후에, 그 전도 신호는 증폭된다. 충분한 전력 레벨이 제공된다면, 신호의 반송파 주파수는 그 신호를 국부 발신기 신호와 혼합함으로써 변환될 수 있다(하향변환). 수신되는 신호는 직교 변조되기 때문에, 그 신호는 결합되기 이전에 개별적인 I 및 Q 경로들을 통해 복조된다. 주파수 변환 이후에, 아날로그 신호는 기저대역 처리를 위해서 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 사용하여 디지털 신호로 변환될 수 있다. 그 처리는 고속 푸리에 변환(FFT)을 포함할 수 있다.
예정된 신호의 복원 및 채널 추정들에 유해하게 영향을 주는, 수신기에서 발생될 수 있는 여러 에러들이 존재한다. 에러들은 혼합기들, 필터들, 및 커패시터 들과 같은 수동 컴포넌트들로부터 발생될 수 있다. 에러들은 만약 그 에러들이 I 및 Q 경로들 간에 불균형을 야기한다면 심각해질 수 있다. 채널을 추정하고 그에 따라 이러한 에러들 중 일부를 제거(zero-out)하기 위한 노력에 있어서, 통신 시스템들은 반복되거나 미리 결정되는 데이터 심볼일 수 있는 트레이닝 시퀀스를 포함하는 메시지 포맷을 사용할 수 있다. 예컨대 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템을 사용함으로써, 동일한 IQ 성상도 포인트(constellation point)가 각각의 부반송파를 위해 반복적으로 전송될 수 있다.
휴대용 배터리-동작 장치들에서 전력을 절감하기 위한 노력에 있어서, 일부 OFDM 시스템들은 트레이닝을 위한 단일 변조 심볼만을 사용한다. 예컨대, 성상도에서의 고유 방향(예컨대, I 경로)이 스티뮬레이팅되는 반면에, 다른 방향(예컨대, Q 방향)은 스티뮬레이팅되지 않는다. 동일한 타입의 비지향성 트레이닝이 파일럿 톤들과 또한 사용될 수 있다. 주시 : 단일 변조 채널을 ±1을 통해 스크램블링하는 것은 성상도 포인트를 회전시키지 않고, 직교 채널에 대한 어떠한 스티뮬레이션도 제공하지 않는다.
큰 대역폭 시스템들에서 주로 발생하는 직교 경로 불균형이 존재하는 경우에, 위에서 설명된 전력-절감 트레이닝 시퀀스는 편향적인(biased) 채널 추정을 유도다. 편향적인 채널 추정은 IQ 성상도를 한 방향(즉, I 경로)으로 잘 정렬시킬 수 있지만, 직교 방향에 있어서는 직교 불균형을 제공할 수 있다. 임의의 불균형이 두 채널들에 동등하게 분산되는 것이 바람직하다.
도 2는 수신기 측에서의 직교 불균형을 나타내는 개략적인 블록도이다(종래 기술). 비록 도시되지는 않았지만, 전송기 측 불균형도 유사하다. Q 경로가 기준이라고 가정하자. 임핑잉 파형(impinging waveform)은
Figure 112009061870229-PCT00001
이고, 여기서
Figure 112009061870229-PCT00002
는 채널의 위상이다. Q 경로는 -sin(wt)를 통해서 하향변환된다. I 경로는
Figure 112009061870229-PCT00003
를 통해서 하향변환된다.
Figure 112009061870229-PCT00004
및
Figure 112009061870229-PCT00005
는 하드웨어 불균형들인데, 각각 위상 에러 및 진폭 에러이다. 저역 통과 필터들(HI 및 HQ)은 각각의 경로에 대해 상이하다. 그 필터들은 추가적인 진폭 및 위상 왜곡을 발생시킨다. 그러나, 이러한 추가적인 왜곡들은
Figure 112009061870229-PCT00006
및
Figure 112009061870229-PCT00007
내에서 럼핑된다(lumped). 주시 : 이러한 두 필터들은 실질적이며, +w 및 -w 모두에 동일한 방식으로 영향을 준다.
그 에러들이 작다고 가정하면 다음과 같다:
Figure 112009061870229-PCT00008
우측의 첫 번째 성분(cos(wt))은 약간 스케일링된 이상적인 I 경로이다. 두 번째 성분(
Figure 112009061870229-PCT00009
)은 Q 경로로부터의 작은 누설이다. 임핑잉 파형의 하향변환 이후에는 다음과 같다:
I 경로에서 :
Figure 112009061870229-PCT00010
Q 경로에서 :
Figure 112009061870229-PCT00011
에러들은 직교 변조 성상도에서 심볼 위치들의 잘못된 해석을 초래하고, 이는 부정확하게 복조된 데이터를 초래한다.
무선 통신 수신기들은 혼합기들, 증폭기들, 및 필터들과 연관된 하드웨어 컴포넌트들에서의 톨러런스(tolerance)의 부재에 의해 에러들이 야기되는 경향이 있다. 직교 복조기들에 있어서, 이러한 에러들은 I 및 Q 경로들 간의 불균형을 또한 초래할 수 있다.
수신기 채널 에러들을 교정하기 위해서 트레이닝 신호가 사용될 수 있다. 그러나, I 및 Q 경로들 모두를 스티뮬레이팅하지 않은 트레이닝 신호는 두 경로들 간의 불균형 문제를 해결하지 못한다.
따라서, 직교 변조된 회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 방법이 제공된다. 회전 트레이닝 신호가 직교 변조 전송기에 의해서 생성된다. 그 회전 트레이닝 신호는 동위상(I) 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보뿐만 아니라 직교위상(Q) 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 시퀀스도 포함한다. 직교 변조된 통신 데이터가 트레이닝 신호와 동시에 생성되거나 또는 그 트레이닝 신호에 이어서 생성된다. 그 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 통신 데이터가 전송된다.
예컨대, 그 회전 트레이닝 신호는 I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 초기에 전송하고 그에 이어서 Q 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 전송함으로써 생성될 수 있다. 더 명확하게는, I 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보는 기준 위상(예컨대, 0°또는 180°)을 갖는 제 1 심볼을 포함할 수 있다. 이어서, Q 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보는 기준 위상으로부터 ±90인 위상을 갖는 제 2 심볼을 포함할 것이다.
위에서 설명된 방법, 회전 트레이닝 신호를 생성하기 위한 시스템, 및 본 발명의 다른 변형들에 대한 추가적인 상세한 설명이 아래에서 제공된다.
도 1은 종래의 수신기 프론트엔드에 대한 개략적인 블록도이다(종래기술).
도 2는 수신기 측에서의 직교 불균형을 나타내는 개략도이다(종래기술).
도 3은 회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 시스템을 갖는 무선 통신 장치의 개략적인 블록도이다.
도 4의 (A) 내지 (D)는 직교 변조된 통신 데이터를 갖는 트레이닝 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 5A 및 도 5B는 직교 성상도에서 나타내는 바와 같은 회전 트레이닝 심볼들을 나타내는 개략도이다.
도 6은 회전 트레이닝 신호를 갖는 메시지를 전달하기 위한 예시적인 프레임워크를 나타내는 개략도이다.
도 7은 직교 변조 회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 처리 장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 8은 도 2의 임핑잉 파형의 2개의 상이한 위상들(
Figure 112009061870229-PCT00012
)에 대한 이상적인 성상도 및 불균형 성상도을 나타내는 개략도이다.
도 9는 임핑잉 파형 상에서 위상의 함수로서 위상 불균형을 나타내는 그래프이다.
도 10은 통신 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이 다.
여러 실시예들이 도면들을 참조하여 이제 설명된다. 이후의 설명에서는, 설명을 위해서, 수많은 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해서 기술된다. 그러나, 이러한 실시예(들)가 이러한 특정 세부사항들이 없이도 실행될 수 있다는 것이 자명할 수 있다. 다른 경우들에 있어서는, 널리 공지된 구조들 및 장치들이 이러한 실시예들에 대한 설명을 용이하게 하기 위해서 블록도 형태로 도시되어 있다.
본 출원에서 사용되는 바와 같이, "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등의 용어들은 컴퓨터-관련 엔터티, 즉, 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 결합, 소프트웨어, 또는 실행 소프트웨어 중 어느 하나를 지칭하도록 의도된다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서 상에서 실행되는 처리, 프로세서, 객체, 실행가능한 것, 실행 스레드(thread of execution), 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이러한 것들로 제한되는 것은 아니다. 예로서, 컴퓨팅 장치 상에서 실행되는 애플리케이션 및 그 컴퓨팅 장치 모두는 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들이 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 존재할 수 있고, 컴포넌트가 하나의 컴퓨터 상으로 국한될 수 있거나 및/또는 2개 이상의 컴퓨터들 간에 분포될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체들로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 이를테면 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템의 다른 컴포넌트 와 상호작용하거나 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터)에 따라 국부 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.
여러 실시예들이 다수의 컴포넌트들, 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템들을 통해 제공될 수 있다. 여러 시스템들이 추가적인 컴포넌트들, 모듈들 등을 포함할 수 있거나 및/또는 도면들과 관련하여 설명된 컴포넌트들, 모듈들 등 모두를 포함하지는 않을 수 있다. 이러한 해결법들의 결합이 또한 사용될 수 있다.
도 3은 회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 시스템을 갖는 무선 통신 장치(300)의 개략적인 블록도이다. 시스템(302)은 정보를 받기 위한 라인들(306a 및 306b) 상의 입력, 동위상(I) 변조 경로(308), 직교위상(Q) 변조 경로(310), 및 그 I 및 Q 경로들(308 및 310)로부터의 신호들을 각각 결합하기 위한 결합기(312)를 포함한다. 비록 RF 전송기가 본 발명을 설명하기 위해 일예로서 사용되지만, 본 발명은 직교 변조된 정보를 전달할 수 있는 임의의 통신 매체(예컨대, 무선, 유선, 광)에 적용될 수 있다는 점을 알아야 한다. I 및 Q 경로들은 I 및 Q 채널들로서 대안적으로 지칭될 수 있다. 결합된 신호들은 라인을 통해 증폭기(320)에 제공되고, 마지막으로는 안테나(322)에 제공되는데, 그 안테나(322)에서 그 신호들이 방사된다. 전송기(304)는 회전 트레이닝 신호를 갖는 메시지를 전송하기 위해서 인에이블될 수 있다. 직교 균형 트레이닝 신호(quadrature balanced training signal), 균형 트레이닝 신호, 균형 트레이닝 시퀀스, 또는 비편향 트레이닝 신호로도 지칭될 수 있는 회전 트레이닝 신호가 I 변조 경로(308)를 통해 전송되는 트 레이닝 정보 및 Q 변조 경로(310)를 통해 전송되는 트레이닝 정보를 포함한다. 전송기(304)는 또한 직교 변조된(미리 결정되지 않은) 통신 데이터를 전송한다. 일양상에 있어서, 그 직교 변조된 통신 데이터는 회전 트레이닝 신호를 전송하기 위해서 후속적으로 전송된다. 다른 예에 있어서, 트레이닝 신호는 파일럿 신호들의 형태로 통신 데이터와 동시에 전송된다. 시스템은 트레이닝 신호와 직교 변조된 통신 데이터 간의 임의의 특별한 시간적인 관계로 제한되지 않는다.
도 4의 (A) 내지 (D)는 직교 변조된 통신 데이터를 갖는 트레이닝 신호를 나타내는 개략도이다. 도 3 및 도 4의 (A)를 함께 고려하면, 일양상에 있어서, 전송기(304)는 I 변조 경로(308)를 통해 트레이닝 정보를 초기에 전송하고 그에 이어서 Q 변조 경로(310)를 통해 트레이닝 정보를 전송함으로써 회전 트레이닝 신호를 전송한다. 즉, 그 트레이닝 신호는 I 변조 경로(308)를 통해서만 전송되는 심볼 또는 반복되는 일련의 심볼들과 같은 정보 및 그에 이어서 Q 변조 경로(310)를 통해서만 전송되는 심볼 또는 반복되는 일련의 심볼들의 전송을 포함한다. 대안적이지만 도시되지 않은 트레이닝 정보가 Q 변조 경로(310)를 통해 초기에 전송되고 이어서 I 변조 경로(208)를 통해 전송될 수 있다.
단일 심볼들이 I 및 Q 경로들을 통해서 번갈아 전송되는 경우에는, 전송기가 미리 결정된 트레이닝 정보를 갖는 회전 트레이닝 신호를 I 및 Q 변조 경로들을 통해서 전송하는 것이 가장 가능하다. 예컨대, 제 1 심볼은 항상 (1,0)일 수 있고, 제 2 심볼은 항상 (0,1)일 수 있다.
I 변조 경로를 통해서(만) 회전 트레이닝 신호를 초기에 전송하는 위에서 설 명된 회전 트레이닝 신호는 I 변조 경로(308)를 활성시키고(energizing) Q 변조 경로(310)는 활성시키지 않음으로써 달성될 수 있다. 이어서, 전송기는 I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 전송하는 것에 이어서 Q 변조 경로(310)를 활성시킴으로써 Q 변조 경로를 통해 회전 트레이닝 신호를 전송한다.
도 5A 및 도 5B는 직교 성상도에서의 표현으로 회전 트레이닝 심볼들을 나타낸다. 도 3, 도 4의 (A), 및 도 5A를 고려하면, 전송기(304)는 기준 위상을 가진 제 1 심볼을 I 변조 경로(308)를 통해 전송하고 또한 (기준 위상＋90°) 또는 (기준 위상－90°) 중 어느 하나인 위상을 가진 제 2 심볼을 Q 변조 경로(310)를 통해 전송함으로써 회전 트레이닝 신호를 생성한다. 예컨대, 제 1 심볼의 기준 위상은 0°일 수 있고, 이 경우에 제 2 심볼의 위상은 90°(도시된 바와 같이) 또는 -90°(미도시)일 수도 있다.
그러나, 위에서 설명된 바와 같이, 심볼 회전을 획득하기 위해서 변조 경로들(308/310)을 통한 심볼들의 전송을 간단히 번갈아 하는 것은 불필요하다. 예컨대, 제 1 심볼은 (단지) I(또는 Q) 변조 경로를 통해서만 전송될 수 있고, 전송기는 I 및 Q 변조 경로들 모두를 통해 동시적으로 트레이닝 정보를 전송할 수 있으며, I 및 Q 변조된 신호들을 결합하여 제 2 심볼을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 전송기는 I 및 Q 변조 경로들 모두를 통해 트레이닝 정보를 동시에 전송할 수 있고, I 및 Q 변조된 신호를 결합하여 제 1 심볼을 제공할 수 있는데 반해, 제 2 심볼은 단지 Q(또는 I) 변조 경로를 사용해서만 획득된다.
트레이닝 심볼들은 직교 변조와 통상적으로 연관되는 바와 같이, I 및 Q 성 분들 모두를 각각 갖는 심볼들을 제공함으로써 또한 회전될 수 있는데, 도 4의 (B)를 참조하라. 즉, 전송기(304)는 I 및 Q 변조 경로들(308/310) 모두를 통해 트레이닝 정보를 동시에 전송할 수 있고, I 및 Q 변조된 신호들을 결합하여 제 1 심볼을 라인(318)을 통해 제공할 수 있다. 예컨대, 제 1 심볼은 성상도에서 45°에 있는 위치를 점유할 수 있는데, 도 5B를 참조하라. 마찬가지로, 전송기는 I 및 Q 변조 경로들(308/310) 모두를 통해 트레이닝 정보를 동시에 전송할 것이고, I 및 Q 변조된 신호들을 결합하여 제 2 심볼을 제공할 것이다. 예컨대, 제 2 심볼은 -45°의 위치로 회전될 수 있는데, 이는 제 1 심볼(45°)에 직교적이다.
따라서, 일양상에 있어서, 회전 트레이닝 심볼은 90°의 위상 차이를 갖는 두 개의 심볼들로 이루어진 시퀀스를 최소한 포함한다. 그러나, 시스템은 단지 두 개의 심볼들만을 사용하는 시스템으로 제한되지는 않는다. 일반적으로, 심볼들의 절반이 I 변조 경로를 사용하여 생성될 수 있고 나머지 절반이 Q 변조 경로를 사용하여 생성될 수 있도록 하기 위해서, 짝수 개의 심볼들이 바람직하다. 그러나, 두 개의 심볼들보다 더 긴 시퀀스들에서는, 모든 심볼 간에 90° 회전이 수행될 필요가 없다. 즉, 심볼들 간에 어떠한 특정 차수(order)의 위상도 존재하지 않는다. 일양상에 있어서, 심볼들의 절반은 다른 절반과 평균적으로 90°만큼 차이가 난다. 예컨대, UWB(Ultra Wideband) 시스템은 통신 데이터 또는 비콘 신호의 전송에 앞서 전송되는 6개의 심볼들을 사용한다. 그러므로, 3개의 연속적인 심볼들이 I 변조 경로 상에서 생성될 수 있고, 이어서 3개의 연속적인 심볼들이 Q 변조 경로 상에서 생성될 수 있다. 이러한 처리를 사용함으로써, Q 채널은 슬립 모드로 돌아가기 이 전에 단지 3개의 심볼들에 대해서 잠시 활성될 필요가 있다.
도 6은 회전 트레이닝 신호를 갖는 메시지를 전달하기 위한 예시적인 프레임 네트워크를 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 6을 고려하면, 일양상에 있어서, 전송기(304)는 OSI 모델에 따라 동작된다. 이러한 통상 7-계층 모델에 있어서, 전송기는 물리(PHY) 계층과 연관된다. 도시된 바와 같이, 전송기(304)는 프리엠블(602), 헤더(604), 및 페이로드(606)를 포함하는 물리 계층(PHY) 신호(600)를 전송한다. 전송기는 PHY 헤더(604)를 통해 회전 트레이닝 신호를 전송하고, PHY 페이로드(606)를 통해 직교 변조된 통신 데이터를 전송한다.
많은 통신 시스템들이 비교적 느린 직교 변조 통신 데이터 레이트들로 비콘 정보를 전송하는 반면에, (미리 결정되지 않은)정보의 전송을 위해서는 더 높은 데이터 레이트들을 예약한다. IEEE 802.11 프로토콜들에 따라 동작하는 네트워크들이 이러한 시스템들의 예이다. 많은 무선 통신 장치들이 배터리로 동작하기 때문에, 이러한 유닛들은 자신들이 실질적으로 정보를 전송하고 있지 않을 때는 "슬립" 모드에서 동작하는 것이 바람직하다. 예컨대, 주 유닛들 또는 액세스 포인트들은 슬립핑 유닛이 응답할 때까지 비교적 간단하고 낮은 데이터 레이트의 비콘 신호들을 브로드캐스팅할 수 있다.
파일럿 신호들은 트레이닝 신호들의 특별한 경우로 간주될 수 있다. 비록 트레이닝 신호들이 통상 모든 부반송파(통신 대역폭 내의 모든 N개의 주파수들)를 사용하여 데이터보다 먼저 전송되지만, 파일럿 톤들은 직교 변조된 통신 데이터와 함께 (예약된)주파수들의 서브세트를 통해 전송된다. UWB와 같은 OFDM을 사용하는 시스템에서, 이러한 예약된 세트는 파일럿 톤들로 형성된다. 즉, 파일럿 톤들은 P개의 주파수들과 연관되고, 데이터는 나머지 N-P개의 주파수들과 연관된다.
트레이닝 신호들 및 파일럿 신호들은 전송되는 데이터의 정보 컨텐트가 통상적으로 수신기로 하여금 채널 측정들을 교정하고 수행할 수 있도록 하는 미리 결정되거나 혹은 "공지된" 데이터라는 점에서 유사하다. 통신(미리 결정되지 않은) 데이터를 수신할 때는, 3개의 비공지된 것들, 즉, 데이터 자체, 채널, 및 잡음이 존재한다. 수신기는 잡음을 교정할 수 없는데, 그 이유는 그 잡음이 랜덤하게 변하기 때문이다. 채널은 지연 및 다중경로와 일반적으로 연관되는 측정이다. 비교적 짧은 시간 기간들 동안에, 트레이닝 또는 파일럿 신호들과 같은 미리 결정된 데이터가 사용되는 경우에는 다중경로로 인해 발생하는 에러들이 측정될 수 있다. 일단 채널이 공지되면, 이러한 측정은 수신된 통신(미리 결정되지 않은) 데이터에서 에러들을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 일부 시스템들은 데이터 디코딩이 시작하기 이전에 채널을 측정하기 위해서 트레이닝 신호를 제공한다.
그러나, 채널은 예컨대 전송기나 수신기가 공간에서 이동하거나 또는 클록들이 드리프트할 때 변할 수 있다. 그로 인해서, 많은 시스템들이 채널에서의 느린 변화들을 추적하기 위해 "비공지된" 데이터와 함께 더 많은 "공지된" 데이터를 전송하는데 기여한다. 본 시스템을 설명하기 위해서, 파일럿 신호들이 더 일반적인 부류의 트레이닝 신호들로 이루어진 서브세트라는 것이 가정될 것이다. 즉, 여기서 사용되는 바와 같이, 트레이닝 신호들은 초기 트레이닝 시퀀스들뿐만 아니라 UWB 또는 802.11 시스템에서 파일럿 톤들로 지칭되는 추적 트레이닝 시퀀스 양쪽 모두를 지칭한다. 달리 설명하면, "초기 트레이닝" 및 "추적 트레이닝" 또는 "파일럿 톤들"이 모든 타입들의 트레이닝 신호들이다.
일양상에 있어서, 전송기(304)는 회전 트레이닝 신호에 이어서, 직교 변조된 통신 데이터가 비콘 데이터 레이트로 전송되는 비콘 신호인 경우에 메시지를 전송한다. 즉, 많은 통신 시스템들에 의해서 사용되는 비콘 신호들은 회전 트레이닝 신호를 통해 전송될 수 있다. 게다가, 전송기(304)는, 대안적으로 혹은 추가적으로, 회전 트레이닝 신호에 이어서, 비콘 데이터 레이트보다 더 큰 통신 데이터 레이트로 직교 변조된 통신 데이터를 가진 메시지를 전송할 수 있다.
일양상에 있어서, 전송기는 회전 및 비회전 트레이닝 신호들과 메시지들의 결합을 전송할 수 있다. 예컨대, 전송기(304)는 불균형 메시지에 이어서, 균형 메시지를 포함하는 멀티-버스트 메시지들을 전송할 수 있다. 간략성을 위해서, "균형 메시지"란 문구는 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 통신 데이터 양쪽 모두를 포함하는 메시지를 설명하기 위해 사용된다. 불균형 메시지는 트레이닝 정보가 예컨대 I 변조 경로를 통해서는 전송되지만 Q 변조 경로를 통해서는 전송되지 않는 경우에 비회전 트레이닝 신호를 포함하는 메시지이다. 이러한 양상에 있어서, 불균형 메시지는 또한 (회전 트레이닝 신호를 갖는)균형 메시지가 그 불균형 메시지에 이어서 전송된다는 것을 나타내는, 예컨대 헤더에 삽입된 메시지 포맷 신호를 포함한다. 불균형 메시지는 직교 변조된 통신 데이터를 포함하고, 이는 페이로드를 통해서 메시지 포맷 신호에 이어 전송될 수 있다. 그러나, 시스템은 트레이닝 신호, 메시지 포맷 신호, 및 직교 변조된 데이터 간의 임의의 특정한 시간 관계로 제한되지 않는다. 예컨대, 불균형 메시지는 비콘 신호이거나 또는 초기 트레이닝 메시지일 수 있다. 대안적으로, 불균형 메시지가 균형 메시지에 이어 전송될 수 있거나, 불균형 메시지들이 균형 메시지들과 함께 산재될 수 있다.
도 4의 (C)를 고려하면, IEEE 802.11 및 UWB를 따르는 시스템들과 같은 많은 통신 시스템들이 동시적으로 전송되는 다수의 부반송파들을 사용한다. 이러한 양상에 있어서, 회전 트레이닝 신호는 파일럿 신호들의 형태로 가능할 수 있다. 예컨대, P개의 회전 파일럿 심볼들이 (N-P)개의 직교 변조된 통신 데이터 심볼들과 생성될 수 있다. 각각의 회전 파일럿 심볼은 심볼마다 90°만큼 다른 트레이닝 심볼을 포함한다. 따라서, 균형 메시지는, 회전 트레이닝 신호와 함께, N개의 심볼들을 동시에 전송함으로써 전송된다. 다른 양상에 있어서는, P보다 적은 수의 회전 파일럿 심볼들이 사용되는데, 그 이유는 그 파일럿 심볼들 중 일부가 비회전 심볼들이기 때문이다.
도 4의 (D)를 고려하면, 다중-반송파 시스템의 다른 양상에 있어서, 회전 트레이닝 신호는 i개의 부반송파들에 대해서 I 변조 경로를 통해서는 전송되지만 Q 변조 경로를 통해서는 전송되지 않는 트레이닝 정보를 사용하여 다수의 부반송파들에 대해 동시적으로 생성되는 심볼들을 포함한다. 게다가, 트레이닝 신호는 j개의 부반송파들에 대해서 Q 변조 경로를 통해서는 전송되지만 I 변조 경로를 통해서는 전송되지 않는 트레이닝 정보를 사용한다. 이어서, 트레이닝 정보의 생성에 이어서 i 및 j 개의 부반송파들에 대해 IQ 변조된 통신 데이터가 생성된다. 일양상에 있어서, i개의 부반송파들로 이루어진 서브세트는 "쌍으로 이루어진 부반송파들" 또는 "쌍으로 이루어진 톤들"을 포함하는데, 이는 주파수 -f 및 주파수 +f에서의 톤들의 쌍이다. 마찬가지로, 서브세트 j의 톤들도 쌍으로 이루어질 수 있다. -f 및 +f에서의 톤들을 쌍으로 하는 것은 I 채널 트레이닝, Q 채널 트레이닝, 및 회전 트레이닝을 획득하는데 도움을 준다.
만약 임의의 특정 부반송파를 통한 트레이닝 심볼들의 시퀀스가 90°만큼 회전하지 않는다면, 이러한 시스템은 회전 트레이닝 신호를 생성할 때 여전히 고려될 수 있는데, 그 이유는 채널 추정 평균 기술이 인접하는 부반송파들을 평균하기 위해 수신기에서 사용될 수 있기 때문이다. 이어서, 인접하는 비회전 I 및 Q 트레이닝 심볼들을 사용함으로 인한 전체적인 효과는 회전 트레이닝 신호이다. 일양상에 있어서, 트레이닝 신호는 홀수 부반송파들이 I 변조 경로(채널 X)를 통해 전송되는 비회전 트레이닝 심볼들을 사용하고 짝수 부반송파들이 Q 변조 경로(채널 X+90°)를 사용하도록 설계된다.
본 발명의 다른 양상에 있어서, 도 3의 무선 통신 장치(300)는 I 및 Q 변조 경로들을 사용하여 트레이닝 신호를 회전시키기 위한 수단(308/310), 및 직교 변조된 통신 데이터를 생성하기 위한 수단(308/310)을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 위에서와 같이, 트레이닝 신호가 통신 데이터와 동시에 전송되는 파일럿 심볼들일 수 있거나, 그 통신 데이터가 회전 트레이닝 신호에 이어서 전송될 수 있다. 게다가, 장치(300)는 RF 통신으로 전송하기 위한 수단(320/322)을 포함한다.
마찬가지로, 불균형 메시지가 생성될 수 있고, 직교 변조 수단(308/310)이 다음과 같은 것들을 생성하기 위해 사용된다: I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레 이닝 정보는 갖지만 Q 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보는 갖지 않는 비회전 트레이닝 신호; 균형 메시지(회전 트레이닝 신호를 가짐)가 불균형 메시지에 이어서 전송될 것임을 나타내는 메시지 포맷 신호; 및 직교 변조 통신 데이터.
도 7은 직교 변조 회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 처리 장치를 나타내는 개략적인 블록도이다. 처리 장치(700)는 정보를 받기 위한 라인(704) 상의 입력 및 I 제어 신호들을 받기 위한 라인(706) 상의 입력을 갖는 I 경로 변조 모듈(702)을 포함한다. I 경로 변조 모듈(702)은 I 변조된 정보를 제공하기 위한 라인(708) 상의 출력을 구비한다. Q 경로 변조 모듈(710)은 정보를 받기 위한 라인(712) 상의 입력 및 Q 제어 신호들을 받기 위한 라인(714) 상의 입력을 구비한다. Q 경로 변조 모듈(710)은 Q 변조된 정보를 제공하기 위한 라인(716) 상의 출력을 구비한다.
결합기 모듈(718)은 I 및 Q 변조된 정보를 각각 받기 위한 라인들(708 및 716) 상의 입력들, 및 직교 변조된 RF 신호를 제공하기 위한 라인(720) 상의 출력을 구비한다. 제어기 모듈(722)은 I 및 Q 제어 신호들을 각각 제공하기 위한 라인들(706 및 714) 상의 출력들을 구비한다. 제어기 모듈(722)은 직교 변조된 통신 데이터뿐만 아니라, I 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보 및 Q 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보를 포함하는 회전 트레이닝 신호를 갖는 메시지를 생성하기 위해서 I 및 Q 제어 신호들을 사용한다. 위에 설명된 모듈들에 의해서 수행되는 기능들은 도 3의 장치에 의해서 수행되는 기능들과 유사하기 때문에 간략성을 위해서 반복하여 설명되지 않을 것이다.
기능 설명
위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 회전 트레이닝 신호는 전력을 절감하기 위한 노력에 있어 트레이닝을 위해 I 변조 경로만을 사용하는 종래의 시스템들을 변경하기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 트레이닝 시퀀스의 제 2 부분 동안에 Q 변조 경로를 순간적으로 인에이블시킴으로써 변경될 수 있다. 이러한 솔루션은 단지 약간의 더 많은 전력을 사용하고, 반면에 트레이닝 시퀀스 동안에 I 및 Q 채널들 모두를 시뮬레이팅한다.
대안적으로, 비회전 트레이닝 신호를 갖는 불균형 메시지는 비콘을 위해 사용될 수 있는 반면에, 균형 메시지들은 회전 트레이닝 신호들과 함께 높은 데이터 레이트들을 위해 사용된다. 이러한 솔루션은 수신기가 회전 트레이닝 신호 메시지들을 높은 데이터 레이트과 연관시키고 불균형 메시지들을 비콘들과 연관시키도록 프로그래밍되어야 하는 것을 필요로할 수 있다. 수신기가 수신될 트레이닝 신호의 타입을 "추측(guess)"해야할 필요성을 제거하기 위해서, 후속될 트레이닝 시퀀스의 타입을 수신기에게 알리기 위한 정보가 프리엠블에 삽입될 수 있다.
다른 변형에 있어서는, 종래의 불균형 메시지가 멀티-버스트 전송에서 제 1 버스트로서 사용될 수 있다. 멀티-버스트 전송을 통해, 수신기는 후속하는 버스트에서 나타날 트레이닝 시퀀스의 타입을 각각의 버스트에서 쉽게 알 수 있다. 이어서, 통상적으로, 제 1 버스트는 불균형 메시지일 수 있고, 모든 후속하는 버스트들은 균형 메시지들일 수 있다. 이러한 메시지들은 예컨대 전송기 및 수신기 양쪽 모두에 의해 제공되는 경우에만 선택적으로 인에이블되어 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명은 기존 장치들과의 역호환성을 이룰 수 있다.
역호환적이지 않은 다른 솔루션은 비콘의 트레이닝 시퀀스를 포함하는 모든 트레이닝 시퀀스들을 변경하여 트레이닝 시퀀스가 항상 균형적이도록 하는 것이다. 이러한 변형에 있어서, 수신기는 두 가지의 상이한 타입들의 트레이닝 신호들에 대해 동작할 필요가 없다.
예로서, 균형 메시지를 회전 트레이닝 신호들과 더함으로써 종래의 UWB-OFDM 시스템에서 획득될 수 있는 개선들 하에서 분석이 제공된다. 통상적으로, 트레이닝 시퀀스는 반복되는 OFDM 심볼이다. 이는 각각의 부반송파에 대해서 동일한 성상도 포인트가 반복적으로 전송된다는 것을 의미한다. 성상도에서의 고유 방향(예컨대, I 경로)은 스티뮬레이팅되는 반면에 다른 방향(예컨대, Q 경로)은 스티뮬레이팅되지 않는다. 이러한 시스템과 연관된 에러들은 위의 배경기술에서 제시되었다.
도 8은 도 2의 임핑잉 파형의 2개의 상이한 위상들
Figure 112009061870229-PCT00013
에 대한 이상적인 성상도 및 불균형 성상도을 나타내는 도면이다. 위상 불균형은
Figure 112009061870229-PCT00014
=10°이다(진폭 불균형을 갖지 않음). 주시 : 그 불균형은 각도들이 0° 및 90°일 때 가장 강하지만, 각도가 45° 및 135°일 때는 거의 존재하지 않는다. 그 이유는 불균형 자체가 임핑잉 파의 위상이 I 및 Q 경로들 사이의 중간에 있을 때 대략 45°를 보상하기 때문이다. 임핑잉 파형의 각도는 데이터 및 채널 양쪽 모두에 의존적이고, 0°와 360° 사이의 임의의 값을 취할 수 있다.
예컨대 모든 트레이닝 심볼들이 I 방향(
Figure 112009061870229-PCT00015
=0)으로 정렬되도록 하는 각도를 임핑잉 파형이 갖는다고 가정하면, 그 I 방향은 0°의 에러로 정확히 추정될 것이다. 그러나, Q 방향은 10°만큼 벗어날 것이다. 평균적으로 가우시안 잡음(AWGN) 동안에는, 이는 Q 방향에 놓인 성상도 포인트들에 대한 과도한 에러들을 초래한다. 만약 다른 한편으로 임핑잉 파형이
Figure 112009061870229-PCT00016
=45°의 각도(I 및 Q 사이의 중간)를 갖는다면, 불균형은 거의 존재하지 않는다.
도 9는 임핑잉 파형 상에서 위상의 함수로서 위상 불균형을 나타내는 그래프이다. 도면 상의 실선은 반복되는 트레이닝 시퀀스의 경우에 위상 불균형을 나타낸다. 점선은 회전 트레이닝 시퀀스의 경우를 나타낸다. AWGN에 있어서 그리고 10-5인 BER의 비코딩된 QPSK의 경우에, 0°와 10° 사이에서 변하는 불균형(임핑잉 파형의 위상에 의존함)에 대한 손실은 0dB와 1.5dB 사이에 있다.
AWGN에서 TDMA(Time Division Multiple Access) 또는 CDMA(Code Division Multiple Access)와 같은 시간 도메인 변조의 더 간단한 문제에 대해 분석이 시작할 수 있다. 트레이닝 시퀀스가 I 축(I 채널) 상에 놓인 모든 심볼들을 갖는 것으로 가정된다. AWGN 채널을 통한 전송 이후에, 그 축은 직교 2D 평면에서 방향 X에 대해 회전할 수 있다(채널 위상에 의존함). 방향 X로 정렬되는 모든 트레이닝 심볼들을 가짐으로써, 방향 X가 적절히 추정되고, 그 방향 내의 임의의 데이터 심볼이 적절한 축 상에 놓인다(회전 이후에). 그러나, 직교 방향 Y 내의 심볼들은 이상적인 위치로부터
Figure 112009061870229-PCT00017
ｏ만큼 벗어날 것이다. 그들은 상당히 더 많은 에러들을 초 래할 것이다.
모든 트레이닝 심볼들이 X 축 상에 놓이기 때문에, 채널 추정은 H=각도(X)이다.
X 방향에서의 에러는 각도(X)-H=0이다.
Y 방향에서의 에러는 각도(Y)-90°-H=
Figure 112009061870229-PCT00018
이다.
이러한 분석은 I 및 Q 채널들이 동일하게 시뮬레이팅되도록 하기 위해서 트레이닝 시퀀스가 일정하게 회전한다고 가정한다. 이 경우에, 평균 채널은 더 이상은 X 방향으로만 정렬되지 않는 위상을 갖는다. 그것은 또한 시간의 절반 동안에 Y 방향으로 정렬될 것이다.
채널 추정은 이제 H=[각도(X)+각도(Y)-90°]/2이다.
X 방향에서의 에러는 각도(X)-H=
Figure 112009061870229-PCT00019
이다.
Y 방향에서의 에러는 각도(Y)-90°-H=
Figure 112009061870229-PCT00020
/2이다.
도면에서 점선 곡선은 각각의 방향에서 위상 불균형을 나타낸다. 그 점선 곡선은 본질적으로 실선 곡선의 0.5배이다.
각각의 방향(X 및 Y)은 이제 직교 불균형 버든(quadrature imbalance burden)의 절반을 공유한다. 손실은 각각의 축 상에서 5° 최대 불균형에 상응하는 0dB 내지 0.5dB이다. 이득은 0dB와 1dB 사이에서 변한다. 주시 : LOS 채널(AWGN)의 존재 시에, 대부분의 반송파들은 동일한 위상에 정렬될 수 있고, 반복 되는 트레이닝 시퀀스 경우에 1.5dB만큼 감소될 수 있다. 동일한 시나리오에서, 그 감소는 회전 트레이닝 시퀀스에 대해 단지 0.5dB인데, 이는 1 dB 이득이다. 그러나, 위상 잡음 및/또는 잔여 주파수 오프셋이 임핑잉 파형의 위상을 변경하기 때문에, 위상 불균형이 0°와 10° 사이에서 변한다. 에러들은 부분적으로 평활된다(smoothed). 높은 데이터 레이트들의 경우에, 다이버시티는 부반송파들에 규칙적으로 영향을 주는(hit) 과도한 에러를 보상하기에 충분하지 않을 수 있다. 높은 데이터 레이트들에 대한 효과는 더욱 중요하다.
회전 트레이닝 시퀀스의 구현은 수신기나 전송기에서 임의의 더 큰 하드웨어 복잡성을 반드시 의미하지는 않는다. 수신기에서는, 누적 이전의 90°만큼의 회전이 I 및 Q 채널들을 교환하고 그들 중 하나를 부호-반전시킴으로써 수행된다. 이러한 동작은 시간 도메인에서 이루어지거나(모든 주파수들이 동일한 방식으로 회전되는 경우) 또는 더욱 일반적인 경우인 푸리에 도메인에서 이루어질 수 있다.
2003 IEEE 공보 "Compensation of IQ imbalance in OFDM system"(Jan Tubbax 등)의 기수법(notation)을 사용하면, 저자는 I 및 Q 채널 사이의 중간에서 불균형을 참조함으로써, I 채널 상에서
Figure 112009061870229-PCT00021
및
Figure 112009061870229-PCT00022
의 불균형을 갖기보다는 오히려
Figure 112009061870229-PCT00023
및
Figure 112009061870229-PCT00024
의 불균형이 I 및 Q 채널 각각에서 획득된다.
임의의 채널 및 잡음의 존재하지 않는 경우에 직교 불균형 왜곡 수신 신호는 아래의 식에 의해서 전송 신호를 통해 표현될 수 있고:
Figure 112009061870229-PCT00025
여기서, x는 복소 전송 신호이고, x*는 복소공액이고, y는 복소 수신 신호이며,
Figure 112009061870229-PCT00026
및
Figure 112009061870229-PCT00027
는 직교 불균형 왜곡을 특징짓는 복소량들(complex quantities)이다. 이들은 아래와 같이 제공된다:
Figure 112009061870229-PCT00028
이들이 각각 1 및 0일 때, 수신 신호는 전송 신호와 동일하다.
AWGN에서 시간 도메인 변조 경우가 이러한 더욱 형식적인 설명을 사용하여 다시 논의될 것이다. 잡음은 존재하지 않지만 계수(c)를 갖는 AWGN 채널이 존재하는 경우에, 불균형 이전의 수신 신호는 cx이고, 불균형 이후의 수신 신호는 다음과 같다:
Figure 112009061870229-PCT00029
편향 트레이닝 시퀀스
만약 심볼들 ±u를 구성하는 트레이닝 시퀀스, 즉, 2D 평면에서 u의 고유 방향으로 항상 정렬되는 트레이닝 시퀀스가 전송된다면, 다음과 같은 두 가지의 가능한 수신 심볼들이 획득된다:
Figure 112009061870229-PCT00030
간략성을 위해서 그러나 일반성의 손실없이, 벡터 u가 채널을 추정하기 위해 유니터리 벡터라고 가정하면, +u* 및 -u*의 디지털 회전해제(digital de-rotation)가 채 널 추정
Figure 112009061870229-PCT00031
을 획득하기 위해서 각각 적용된다.
덧셈 연산자의 좌측 상에서, 채널(또는 대략)이 획득되고, 우측 상에서 잡음 또는 편향(bias)이 발생한다. 이러한 잡음은 더욱더 많은 트레이닝 심볼들이 평균될 때 사라지고, 그것은 단지 백색 잡음이 사라질 때 남는다. 따라서, 채널의 추정은 심볼(u)과만 정렬되는 트레이닝 시퀀스가 전송되는 경우에 편향된다.
데이터(x)의 전송이 시작될 때, 예컨대 비터비 디코더로 들어가는 메트릭(metric)이 채널(채널의 매치 필터)의 복소공액을 수신 신호에 곱함으로써 획득된다.
따라서,
Figure 112009061870229-PCT00032
이다.
그리고, 제 2 차수의 양들 중 일부를 제거한 이후에는
Figure 112009061870229-PCT00033
이다.
위의 메트릭 공식에서 제 1 성분은 이상적으로는 본래 성상도 포인트를 곱하는 채널 에너지에 비례하는 양의 실수 스칼라이다. 그러나 그 공식의 제 2 및 제 2 성분들은 편향에 의해서 생성되는 불필요한 잡음이다. 그들의 잡음 분산이 다음과 동일하다:
Figure 112009061870229-PCT00034
그리고, 다른 잡음 소스가 존재하지 않는 경우에 신호-대-잡음 비율(SNR)은 다음과 같다:
Figure 112009061870229-PCT00035
이러한 잡음은 백색 가우시안 잡음의 분포를 갖지 않지만, 여러 심볼들이 상이한 독립 채널들(ci)(CDMA에서의 다중-경로들, 또는 인터리빙 등)로부터 도달하는 경우에는, 그 심볼들이 결합된 이후에, 백색 가우시안 잡음으로의 느린 수렴(convergence)이 획득된다. 이러한 SNR은 대략 10 내지 20dB일 수 있다. 낮은 SNR들로 실행되는 데이터 레이트들의 경우에, 이러한 추가적인 잡음은 문제되지 않을 수 있다. 그러나, 높은 SNR들에서 실행되는 높은 데이터 레이트의 경우에는, 이러한 추가적인 잡음은 상당한 악영향을 준다.
비편향 트레이닝 시퀀스
만약 u의 고유 방향으로 정렬된 전체 트레이닝 시퀀스를 전송하기보다는 오히려 심볼들의 절반이 v로 표기된 직교 u의 직교 방향으로 정렬되어 전송된다면, 채널 추정의 평균이 다음과 같이 획득된다:
Figure 112009061870229-PCT00036
우측 편향은 이러한 두 개의 유니터리 벡터들이 직교할 때
Figure 112009061870229-PCT00037
이기 때문에 사라진다. 이제, 메트릭은 다음과 같다:
Figure 112009061870229-PCT00038
직교 불균형 잡음의 절반이 사라진다. (잡음이 존재하지 않는 경우에) SNR은 3dB 만큼 향상된다:
Figure 112009061870229-PCT00039
OFDM
OFDM에서는, 전체 OFDM 심볼이 심볼들의 벡터로서 간주되어야 하는 점을 제외하고는 수신 심볼에 대한 공식이 거의 변하지 않고:
Figure 112009061870229-PCT00040
여기서, 벡터들은 굵은 글자로 표시되고, (·) 연산은 두 벡터들 간의 엘리먼트별 곱(element-wise product)이다. 채널(c)은 채널의 푸리에 도메인 버전이다. 이러한 수학식은 다음과 같이 표현될 수 있고:
Figure 112009061870229-PCT00041
여기서, 인덱스(m)는 부반송파들에 걸쳐 반영되는(mirrored) 벡터를 나타낸다. 단지 주파수(+f)에서 수신 심볼에 대한 기여자들(contributors)은 대칭적인 주파수들(+f 및 -f)에서의 채널들 및 심볼들이다. 그 두 개의 대칭적인 부반송파들(+f 및 -f)은 분리될 수 있고, 부반송파(+f)에 대한 수신 심볼이 다음과 같이 표현될 수 있으며:
Figure 112009061870229-PCT00042
여기서, 인덱스(m)는 주파수(-f)에서의 채널 또는 심볼을 나타낸다. 이러한 공식 과 TDMA 또는 CDMA의 경우의 공식 간의 주요한 차이점은 상이한 주파수, 즉, 주파수(-f)에서 채널 및 신호에 의해 왜곡이 이제 생성된다는 점이다. 이는 대칭적인 주파수가 훨씬 더 강한 채널 또는 훨씬 더 강한 신호를 갖는 경우에는 특정 수신 심볼에 상당한 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 이러한 사항들은 OFDM에서 더욱 문제가 될 수 있다.
편향 트레이닝 시퀀스
주파수(+f)에서 전송되는 파일럿 톤은 u이고, 주파수(-f)에서 전송되는 파일럿 톤은 um이라고 가정하면, 편향 트레이닝 시퀀스는 파일럿 톤들을 적절히 회전시키지 못하고, 그로인해 채널 추정에서 편향을 발생시킨다:
Figure 112009061870229-PCT00043
이어서, 주파수(+f)에서 수신되는 메트릭은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009061870229-PCT00044
위의 공식에서 4번째(잡음) 항은 더 이상 무시될 수 없는데, 그 이유는 채널
Figure 112009061870229-PCT00045
이 매우 강할 수 있기 때문이다. 그 잡음 항들은 이제 주파수(-f)에서 채널의 강도에 의존하며, 중요할 수 있다. 주파수(-f)는 비터비 디코더를 혼동시킬 수 있는 간섭자로서 동작하는데, 그 비터비 디코더는 많은 간섭을 갖는 약한 메트릭을 양호한 메트릭으로 종종 해석할 수 있다.
비편향 트레이닝 시퀀스
비편향 트레이닝 시퀀스의 경우에, 채널 추정은
Figure 112009061870229-PCT00046
이고, 2개의 잡음 항들은 아래의 메트릭을 얻기 위해 수학식으로부터 제거된다:
Figure 112009061870229-PCT00047
향상이 명확하다. 그러나, 실질적인 채널 모델에서의 시뮬레이션이 없이 UWB-OFDM에서 초당 480메가바이트들(Mbps) 데이터 레이트에 대한 이점을 평가하는 것은 어렵다. 이러한 높은 데이터 레이트들의 경우에는 장치들이 LOS 또는 거의 LOS를 갖는 것으로 예상되고 따라서 주파수들(+f 및 -f)에서 채널의 편차들이 너무 큰 것으로 예상되지 않는다는 것을 주시하자. 그러나, 채널 강도에서 3dB 또는 그 이상의 차이가 매우 가능하다.
전송기의 직교 불균형
직교 불균형은 또한 전송기에서 나타나고, 왜곡에 더해진다. 만약
Figure 112009061870229-PCT00048
및
Figure 112009061870229-PCT00049
가 전송기 측에서의 불균형 계수들로서 나타난다면, 전송기의 출력은 다음과 같이 표현될 수 있고:
Figure 112009061870229-PCT00050
수신기는 채널(c) 및 왜곡() 이후에 다음을 획득한다:
Figure 112009061870229-PCT00052
위의 분석은 TDMA/CDMA에 적용되지만, c*가 cm *로 대체되고, x*가 xm *(즉, 주파수(-f)에서의 값들)로 대체되는 경우에는 OFDM에도 적용된다.
전송기 및 수신기 양쪽 모두에서 직교 불균형의 문제는 앞서 설명된 것과 동일하게 남지만 채널의 함수인 불균형 계수들에 대한 상이한 값들을 갖는다. 만약 제 2차수 양들이 무시되고, cm *가 c보다 과도하게 강하거나 약하지 않다면, 다음과 같다:
Figure 112009061870229-PCT00053
왜곡으로부터의 잡음이 증가된다. 비편향 트레이닝 시퀀스를 사용하는 것은 위에서 설명된 바와 같이 메트릭들 상에서 잡음에 기여하는 항들 중 일부를 제거하는데 도움을 준다.
비편향 트레이닝 시퀀스를 전송하는 것은 I 경로를 사용하여 트레이닝 시퀀스의 제 1 부분을 전송하고 Q 경로를 통해 제 2 부분을 전송함으로써 종래의 UWB 시스템에서 달성될 수 있다. 비록 비편향 트레이닝 신호(비회전 트레이닝 신호)가 Q 채널을 턴오프시킴으로써 전력을 절감하기 위해서 비콘화를 위해 사용되더라도, 프리엠블에 삽입되는 특정 신호는 트레이닝 시퀀스의 타입을 수신기에 알릴 수 있다. 대안적으로, 수신기는 전송되는 트레이닝 시퀀스를 자동적으로 검출할 수 있다. 이는 전송이 동일하거나 90°만큼 회전되었는지를 결정하기 위해서 조금 강한 부반송파들에서 찾기에 충분하기 때문에 어려운 작업이 아니다.
초기에 설명된 바와 같이, 파일럿 톤들은 특수한 경우의 트레이닝 시퀀스들인 것으로 고려되는데, 그 이유는 많은 종래의 시스템들이 복소 평면에서 고유 방향으로 전송되는 파일럿들을 사용하기 때문이다. 파일럿 톤들이 추적될 때, 편향이 그 방향을 따라 일정하게 발생된다. 모든 OFMD 심볼을 90°만큼 변경하거나 또는 동일한 OFDM 심볼 내에서 일부 쌍의 부반송파들(±f)을 다른 쌍의 부반송파들(상이한 주파수 상의)에 대해 90°만큼 회전시킴으로써 더 양호한 파일럿들이 획득된다. 파일럿 톤들의 이러한 변화는 간단하고, 거의 제로의 비용을 갖는다. 전송기들 및 수신기들 간의 클록들이 드리프트할 때, 파일럿 톤들은 불균형 트레이닝 신호가 사용될 때 초기 편향 트레이닝 시퀀스를 통해 발생되는 편향의 일부를 보상하는 잠재성을 갖는다. 즉, 단지 회전 파일럿 시퀀스들을 생성하는 동시에 편향(비회전) 트레이닝 시퀀스를 유지하는 것은 대부분의 환경들에서 편향을 감소시킨다.
균형 트레이닝 시퀀스를 통해서나 혹은 균형 트레이닝 시퀀스없이 직교 불균형의 효과를 측정하기 위해서 시뮬레이션들이 실행되었다. 진폭에 있어서 10%(0.4dB) 및 위상에 있어서 10°의 TX 측에서의 불균형의 경우에, 그리고 수신기 측에서의 동일한 양의 불균형의 경우에, 가장 높은 데이터 레이트(480Mbps)에 대한 이득은 거의 1dB이다. 더 높은 SNR에 대한 필요성을 초래하는 더 많은 타입들의 손실이 발생되는 경우에는 더욱더 큰 이득들이 예상될 수 있다. SNR이 더 높을수록, 균형 트레이닝 시퀀스를 사용하여 획득될 수 있는 이득을 더 크다.
도 10은 통신 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이 다. 비록 방법은 명확성을 위해서 번호가 매겨진 단계들의 시퀀스로 도시되어 있지만, 그 번호가 단계들의 순서를 반드시 나타내는 것을 아니다. 이러한 단계들 중 일부는 생략될 수 있거나, 병렬로 수행될 수 있거나, 엄격한 시퀀스 순서를 유지할 필요없이 수행될 수 있다. 그 방법은 단계(1000)에서 시작한다.
단계(1002)에서는 직교 변조 전송기에서 회전 트레이닝 신호가 생성된다. 통상적으로, 미리 결정되거나 혹은 공지된 정보가 트레이닝 신호로서 전송된다. 단계(1002a)에서는 I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보가 전송되고, 단계(1002b)에서는 Q 변조 경로를 통해 트레이닝 정보가 전송된다. 단계(1004)에서는 직교 변조된 통신 데이터가 생성된다. 단계(1004)가 단계(1002)에 이어서 수행될 수 있거나 또는 단계(1002)의 수행과 동시적일 수 있다. 일양상에 있어서, 단계(1004)에서는 비콘 데이터 레이트로 비콘 신호가 생성된다. 대안적으로, 단계(1004)에서는 비콘 데이터 레이트보다 큰 통신 데이터 레이트로 정보가 생성된다. 단계(1006)에서는 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 통신 데이터가 전송된다. 통상적으로, 심볼들 또는 정보의 생성 및 전송은 거의 동시에 발생한다.
일양상에 있어서, 단계(1006)에서 회전 트레이닝 신호를 전송하는 것은 초기에 I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 전송하는 것과 후속해서 Q 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 전송하는 것을 포함한다. 예컨대, 초기에 I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 생성하는 것(단계 1002a)은 I 변조 경로를 활성시키는 것(energizing)을 포함할 수 있지만 Q 변조 경로를 활성시키는 것은 포함하지 않는다. 이어서, I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 생성하는 것에 후속해서 Q 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 생성하는 것은 Q 변조 경로를 활성시키는 것을 포함한다. 대안적으로, 그 트레이닝 정보는 정반대의 순서로 전송될 수 있다. 더 명확하게는, 단계(1002a)에서 I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 생성하는 것은 기준 위상을 갖는 제 1 심볼을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 단계(1002b)에서 Q 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 생성하는 것은 +90°의 기준 위상 또는 -90°의 기준 위상의 위상을 갖는 제 2 심볼을 생성하는 것을 포함한다.
다른 양상에 있어서, 단계(1002b)에서는 후속하는 부단계들(미도시)을 사용하여 Q 변조 경로를 통해 트레이닝 정보가 생성된다. 단계(1002b1)에서는 I 및 Q 변조 경로를 통해 트레이닝 정보가 동시에 생성되고, 단계(1002b2)에서는 I 및 Q 변조된 신호들이 결합되어 제 2 심볼을 제공한다. 대안적으로 혹은 추가적으로, I 변조 경로를 통해 트레이닝 정보를 생성하는 것은 부단계들(미도시)을 포함할 수 있다. 단계(1002a1)에서는 I 및 Q 변조 경로들 모두를 통해 트레이닝 정보가 동시에 생성되고, 단계(1002a2)에서는 I 및 Q 변조된 신호들이 결합되어 제 1 심볼을 제공한다.
다른 양상에 있어서, 전송 단계(단계 1006)는 부단계들을 포함한다. 단계(1006a)에서는 프리엠블, 헤더, 및 페이로드를 포함하는 물리 계층(PHY) 신호를 구성한다. 이러한 구성은 통상적으로 상응하는 MAC 포맷으로 전송될 정보를 수신하는 것에 대한 응답으로서 발생한다는 것을 주시하자. 단계(1006b)에서는 PHY 헤더를 통해 회전 트레이닝 신호가 전송되고, 단계(1006c)에서는 PHY 페이로드를 통해 IQ 변조된 통신 데이터가 전송된다.
다른 양상에 있어서, 단계(1001a)에서는 불균형 메시지를 갖는 다중-버스트 전송이 전송되고(단계 1001b), 이어서 회전 트레이닝 신호가 전송된다(단계 1006). 비균형, 즉, 불균형 메시지는 I 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보(단계 1001b1)는 갖지만 Q 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보(단계 1001b2)는 갖지 않는 비회전 트레이닝 신호를 포함한다. 불균형 메시지는 회전 트레이닝 신호가 그 불균형 메시지에 후속해서 전송된다는 것을 나타내는 생성된 메시지 포맷 신호(단계 1001b3)를 포함한다. 직교 변조된 통신 데이터가 단계(1001b4)에서 생성된다. 다른 양상에 있어서, 단계(1002)에서 회전 트레이닝 신호를 생성하는 것은 P개의 회전 파일럿 심볼들을 생성하는 것을 포함하고, 단계(1004)에서 직교 변조된 통신 데이터를 생성하는 것은 (N-P)개의 통신 데이터 심볼들을 생성하는 것을 포함한다. 이어서, 단계(1006)에서의 전송은 N개의 심볼들을 동시에 전송하는 것을 포함한다.
다른 변형에 있어서, 단계(1002)에서 회전 트레이닝 신호를 생성하는 것은 다수의 부반송파들에 대한 심볼들을 동시에 생성하는 것을 포함한다. 더 명확하게는, 단계(1002a)에서는 i개의 부반송파들에 대해 Q 변조 경로가 아닌 I 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보를 사용한다. 단계(1002b)에서는 j개의 부반송파들에 대해 I 변조 경로가 아닌 Q 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보를 사용한다. 이어서, 단계(1004)에서 직교 변조된 통신 데이터를 생성하는 것은 트레이닝 정보의 생성에 후속해서 i 및 j 부반송파들에 대한 직교 변조된 통신 데이터를 생성하는 것을 포함한다. 일양상에 있어서, 각각의 i 부반송파는 j 부반송파에 인 접한다.
더욱 형식으로는, 부반송파(i)에 의해 추정되는 채널은 다음과 같다:
Figure 112009061870229-PCT00054
(1)
거의 동일한 채널이 다음과 같이 90°회전된 파일럿을 갖는 인접한 부반송파(j)에 의해서 추정된다:
Figure 112009061870229-PCT00055
(2)
주시 : 수학식에서 복소수들 j에 대한 심볼은 서브세트 j와 혼동되지 않아야 한다. 이어서, 부반송파들에 걸친 평균화 이후에, 즉, (1) 및 (2)의 결과들을 평균화한 이후에, 편향을 자동적으로 제거된다.
위에서 설명된 흐름도는 직교 변조 회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 명령들을 저장하고 있는 기계-판독가능 매체의 표현으로 해석될 수도 있다. 회전 트레이닝 신호를 전송하기 위한 명령들은 위에서 설명된 바와 같이 단계들(1000 내지 1006)에 상응할 것이다.
무선 통신 장치 전송기에서 직교 변조된 회전 트레이닝 신호들의 전송을 가능하게 하기 위한 시스템들, 방법들, 장치들, 및 프로세서들이 제공되었다. 특정 통신 프로토콜들 및 포맷들의 예들이 본 발명을 설명하기 위해 제공되었다. 그러나, 본 발명이 단지 이러한 예들로 제한되지는 않는다. 본 발명의 다른 변형들 및 실시예들을 당업자들에게 발생할 것이다.

Claims (38)

  1. 통신 트레이닝 시퀀스(communication training sequence)를 전송하기 위한 방법으로서,
    직교 변조 전송기에서 회전 트레이닝 신호를 생성하는 단계 - 상기 트레이닝 신호는 동위상(I) 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보 및 직교위상(Q) 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 포함함 -;
    직교 변조된 통신 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 통신 데이터를 전송하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 회전 트레이닝 신호를 전송하는 단계는,
    상기 I 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 초기에 전송하는 단계; 및
    상기 Q 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 후속해서 전송하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 직교 변조된 통신 데이터를 생성하는 단계는 비콘 데이터 레이트(beacon data rate)로 생성된 비콘 신호 및 상기 비콘 데이터 레이트보 다 큰 통신 데이터 레이트로 생성된 통신 데이터로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 데이터를 생성하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 트레이닝 신호를 생성하는 단계는 다수의 부반송파들에 대한 심볼들을 동시에 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 생성 단계는,
    i개의 부반송파들에 대해, 상기 Q 변조 경로가 아닌 상기 I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 사용하고;
    j개의 부반송파들에 대해, 상기 I 변조 경로가 아닌 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 사용함으로써 이루어지고,
    여기서, 상기 직교 변조된 통신 데이터를 생성하는 단계는 상기 트레이닝 정보의 생성에 후속해서 상기 i개의 부반송파들 및 상기 j개의 부반송파들에 대한 직교 변조된 통신 데이터를 생성하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 I 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 생성하는 단계는 기준 위상을 갖는 제 1 심볼을 생성하는 단계를 포함하고;
    상기 Q 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 생성하는 단계는 상기 기준 위상＋90° 및 상기 기준 위상－90°로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 위상을 갖는 제 2 심볼을 생성하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 Q 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 생성하는 단계는,
    상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로 양쪽 모두를 통해서 트레이닝 정보를 동시에 생성하는 단계; 및
    상기 제 2 심볼을 제공하기 위해서 I 및 Q 변조된 신호들을 결합하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 I 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 생성하는 단계는,
    상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로 양쪽 모두를 통해서 트레이닝 정보를 동시에 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 심볼을 제공하기 위해서 I 및 Q 변조된 신호들을 결합하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 통신 데이터를 전송하는 단계는,
    프리엠블, 헤더, 및 페이로드를 포함하는 물리 계층(PHY) 신호를 구성하는 단계;
    상기 PHY 헤더를 통해서 상기 회전 트레이닝 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 PHY 페이로드를 통해서 상기 직교 변조된 통신 데이터를 전송하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 I 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 초기에 생성하는 단계는,
    상기 I 변조 경로를 활성시키는(energizing) 단계; 및
    상기 Q 변조 경로를 활성시키지 않는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 I 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 생성하는 단계에 후속해서 상기 Q 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 생성하는 단계는 상기 Q 변조 경로를 활성시키는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 회전 트레이닝 신호를 생성하는 단계는 미리 결정된 트레이닝 정보를 상기 I 변조 경로를 통해서 전송하는 단계, 및 미리 결정된 트레이닝 정보를 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    불균형 메시지(unbalanced message)를 갖는 멀티-버스트 전송을 전송한 이후에 상기 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 통신 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 불균형 메시지는,
    상기 I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보는 갖지만 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보는 갖지 않는 비회전 트레이닝 신호;
    회전 트레이닝 신호가 상기 불균형 메시지에 후속하여 전송된다는 것을 나타내는 메시지 포맷 신호; 및
    직교 변조된 통신 데이터를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 트레이닝 신호를 생성하는 단계는 P개의 회전 파일럿 심볼들을 생성하는 단계를 포함하고;
    상기 직교 변조된 통신 데이터를 생성하는 단계는 (N-P)개의 통신 데이터 심 볼들을 생성하는 단계를 포함하며;
    상기 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 통신 데이터를 전송하는 단계는 N개의 심볼들을 동시에 전송하는 단계를 포함하는,
    통신 트레이닝 시퀀스 전송 방법.
  13. 직교 변조된 회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 처리 장치로서,
    정보를 받기 위한 입력, I 제어 신호들을 받기 위한 입력, 및 I 변조된 정보를 제공하기 위한 출력을 구비하는 동위상(I) 경로 변조 모듈;
    정보를 받기 위한 입력, Q 제어 신호들을 받기 위한 입력, 및 Q 변조된 정보를 제공하기 위한 출력을 구비하는 직교위상(Q) 경로 변조 모듈;
    상기 I 변조된 정보 및 상기 Q 변조된 정보를 받기 위한 입력들, 및 직교 변조된 신호를 제공하기 위한 출력을 구비하는 결합기 모듈; 및
    상기 I 제어 신호들 및 상기 Q 제어 신호들을 제공하기 위한 출력들을 구비하는 제어기 모듈을 포함하고,
    상기 제어기 모듈은 상기 I 제어 신호들 및 상기 Q 제어 신호들을 사용하여,
    I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보 및 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 포함하는 회전 트레이닝 신호, 및
    직교 변조된 통신 데이터를 생성하는,
    처리 장치.
  14. 직교 변조된 회전 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위한 통신 시스템으로서,
    정보를 받기 위한 입력, 동위상(I) 변조 경로, 직교위상(Q) 변조 경로, 및 상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로로부터의 신호들을 결합하기 위한 결합기를 구비하는 전송기를 포함하고,
    상기 전송기는 상기 I 변조 경로를 통해 전송되는 트레이닝 정보 및 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 포함하는 회전 트레이닝 신호를 전송하며,
    상기 전송기는 직교 변조된 통신 데이터 및 상기 회전 트레이닝 신호를 전송하는,
    통신 시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 전송기는 상기 I 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 초기에 전송하고 상기 Q 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 후속해서 전송함으로써 상기 회전 트레이닝 신호를 전송하는,
    통신 시스템.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 전송기는 비콘 레이터 레이트로 생성된 비콘 신호 및 상기 비콘 데이터 레이트보다 큰 레이트로 생성된 통신 데이터로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 데이터로서 직교 변조된 통신 데이터를 전송하는,
    통신 시스템.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 전송기는 다수의 부반송파들에 대한 심볼들을 동시에 생성함으로써 회전 트레이닝 신호를 생성하고,
    상기 생성은,
    i개의 부반송파들에 대해, 상기 Q 변조 경로가 아닌 상기 I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 사용하고;
    j개의 부반송파들에 대해, 상기 I 변조 경로가 아닌 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 사용함으로써 이루어지고,
    여기서, 상기 전송기는 상기 트레이닝 정보의 생성에 후속해서 상기 i개의 부반송파들 및 상기 j개의 부반송파들에 대한 직교 변조된 통신 데이터를 생성하는,
    통신 시스템.
  18. 제 14항에 있어서, 상기 전송기는 상기 I 변조 경로를 통해서 기준 위상을 갖는 제 1 심볼을 전송하고 또한 상기 Q 변조 경로를 통해서 상기 기준 위상＋90°및 상기 기준 위상－90°으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 위상을 갖는 제 2 심볼을 전송함으로써 상기 회전 트레이닝 신호를 전송하는,
    통신 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 전송기는 상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로 양쪽 모두를 통해서 트레이닝 정보를 동시에 전송하고, 상기 제 2 심볼을 제공하기 위해 I 변조된 신호 및 Q 변조된 신호를 결합하는,
    통신 시스템.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 전송기는 상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로 양쪽 모두를 통해서 상기 트레이닝 정보를 동시에 전송하고, 상기 제 1 심볼을 제공하기 위해서 I 변조된 신호 및 Q 변조된 신호를 결합하는,
    통신 시스템.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 전송기는 프리엠블, 헤더, 및 페이로드를 포함하는 물리 계층(PHY) 신호를 전송하고, 상기 회전 트레이닝 신호를 상기 PHY 헤더를 통해서 전송하고, 상기 직교 변조된 통신 데이터를 상기 PHY 페이로드를 통해서 전송하는,
    통신 시스템.
  22. 제 15항에 있어서,
    상기 전송기는 상기 I 변조 경로를 활성시키고 상기 Q 변조 경로를 활성시키지 않음으로써 상기 I 변조 경로를 통해서 상기 회전 트레이닝 신호를 초기에 전송하고,
    상기 전송기는 상기 I 변조 경로를 통해서 트레이닝 정보를 전송하는 것에 후속해서, 상기 Q 변조 경로를 활성시킴으로써 상기 Q 변조 경로를 통해서 상기 회전 트레이닝 신호를 전송하는,
    통신 시스템.
  23. 제 14항에 있어서, 상기 전송기는 미리 결정된 트레이닝 정보를 갖는 회전 트레이닝 신호를 상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송하는,
    통신 시스템.
  24. 제 14항에 있어서,
    상기 전송기는 상기 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 데이터를 포함하는 멀티-버스트 메시지들, 및 불균형 메시지를 전송하고,
    상기 불균형 메시지는,
    상기 I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보는 갖지만 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보는 갖지 않는 비회전 트레이닝 신호;
    회전 트레이닝 신호가 상기 불균형 메시지에 후속하여 전송된다는 것을 나타내는 메시지 포맷 신호; 및
    직교 변조된 통신 데이터를 포함하는,
    통신 시스템.
  25. 제 14항에 있어서, 상기 전송기는 P개의 회전 파일럿 심볼들, 및 (N-P)개의 통신 데이터 심볼들을 갖는 직교 변조된 통신 데이터를 생성하고, N개의 심볼들을 동시에 전송하는,
    통신 시스템.
  26. 회전 트레이닝 신호를 전송하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능 매체로서, 상기 명령들은,
    직교 변조 전송기에서 회전 트레이닝 신호를 생성하기 위한 명령 - 상기 회전 트레이닝 신호는 동위상(I) 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보 및 직교위상(Q) 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 포함함 -;
    직교 변조된 통신 데이터를 생성하기 위한 명령; 및
    상기 회전 트레이닝 신호 및 직교 변조된 통신 데이터를 전송하기 위한 명령을 포함하는,
    기계-판독가능 매체.
  27. 회전 트레이닝 신호를 전송하기 위한 통신 장치로서,
    동위상(I) 변조 경로 및 직교위상(Q) 변조 경로를 사용하여 트레이닝 신호를 회전시키기 위한 수단;
    직교 변조된 통신 데이터를 생성하기 위한 수단; 및
    전송하기 위한 수단을 포함하는,
    통신 장치.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 회전 트레이닝 신호는 상기 I 변조 경로를 통해서 초기에 전송되고, 상기 Q 변조 경로를 통해서 후속해서 전송되는,
    통신 장치.
  29. 제 27항에 있어서, 상기 직교 변조된 통신 데이터는 비콘 데이터 레이트로 생성된 비콘 신호 및 상기 비콘 데이터 레이트보다 큰 레이트로 생성된 통신 데이터로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 데이터로서 전송되는,
    통신 장치.
  30. 제 27항에 있어서, 상기 회전 트레이닝 신호는 다수의 부반송파들에 대해 동시에 생성된 심볼들을 포함하고,
    상기 생성은,
    i개의 부반송파들에 대해, 상기 Q 변조 경로가 아닌 상기 I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 사용하고;
    j개의 부반송파들에 대해, 상기 I 변조 경로가 아닌 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보를 사용함으로써 이루어지고,
    여기서, 직교 변조된 통신 데이터는 상기 트레이닝 정보의 생성에 후속해서 상기 i개의 부반송파들 및 상기 j개의 부반송파들에 대해 생성되는,
    통신 장치.
  31. 제 27항에 있어서,
    상기 I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보는 기준 위상을 갖는 제 1 심볼을 포함하고;
    상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보는 상기 기준 위상＋90° 및 상기 기준 위상－90°로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위상을 갖는 제 2 심볼을 포함하는,
    통신 장치.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 트레이닝 정보는 상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로 양쪽 모두를 통해서 동시에 전송되고, 상기 제 2 심볼을 제공하기 위해서 결합되는,
    통신 장치.
  33. 제 29항에 있어서, 상기 트레이닝 정보는 상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로 양쪽 모두를 통해서 동시에 전송되고, 제 1 심볼을 제공하기 위해서 결합되는,
    통신 장치.
  34. 제 27항에 있어서,
    상기 회전 트레이닝 신호는 물리 계층(PHY) 메시지 헤더를 통해 전송되고;
    IQ 변조된 통신 데이터가 PHY 메시지 페이로드를 통해 전송되는,
    통신 장치.
  35. 제 28항에 있어서,
    트레이닝 정보가 활성된 I 변조 경로는 사용하고 활성된 Q 변조 경로는 사용하지 않는 상기 I 변조 경로를 통해서 초기에 전송되고,
    상기 트레이닝 정보는 활성된 Q 변조 경로를 사용하는 상기 Q 변조 경로를 통해서 후속해서 전송되는,
    통신 장치.
  36. 제 27항에 있어서, 상기 회전 트레이닝 신호는 상기 I 변조 경로 및 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 미리 결정된 트레이닝 정보를 포함하는,
    통신 장치.
  37. 제 27항에 있어서,
    불균형 메시지를 생성하기 위한 수단을 더 포함하고,
    상기 불균형 메시지 생성 수단은,
    상기 I 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보는 갖지만 상기 Q 변조 경로를 통해서 전송되는 트레이닝 정보는 갖지 않는 비회전 트레이닝 신호를 생성하기 위한 수단;
    회전 트레이닝 신호가 상기 불균형 메시지에 후속해서 전송된다는 것을 나타내는 메시지 포맷 신호를 생성하기 위한 수단; 및
    직교 변조 통신 데이터를 생성하기 위한 수단을 포함하는,
    통신 장치.
  38. 제 27항에 있어서,
    P개의 회전 파일럿 심볼들이 (N-P)개의 직교 변조된 통신 데이터 심볼들과 함께 생성되고,
    N개의 심볼들이 동시에 전송되는,
    통신 장치.
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