KR20090127081A - 다중 반송파 시스템을 위한 새로운 프레임 및 트레이닝 패턴 구조 - Google Patents

다중 반송파 시스템을 위한 새로운 프레임 및 트레이닝 패턴 구조 Download PDF

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KR20090127081A
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사무엘 어생뱅 어텅시리
안토니오 알라콘 곤잘레스
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신하기 위한 송신 장치(54)에 관한 것으로서, 각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴(training pattern) 및 적어도 두 개의 데이터 패턴(data pattern)을 포함하고, 상기 송신 장치는,
파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑(mapping)하도록 적응된 파일럿 매핑 수단(55)과, 데이터를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하도록 적응된 데이터 매핑 수단(58, 58', 58")과, 시간 영역 송신 신호를 생성하기 위하여 상기 트레이닝 패턴들 및 상기 데이터 패턴들을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환시키도록 적응된 변환 수단(60)과, 상기 시간 영역 송신 신호를 송신하도록 적응된 송신 수단(61)을 포함한다.
본 발명은 또한 다중 반송파 시스템을 위한 상응하는 송신 방법 및 프레임 패턴에 관한 것이다.
송신 장치, 트레이닝 패턴, 데이터 패턴, 매핑, 파일럿 신호, 튜닝

Description

다중 반송파 시스템을 위한 새로운 프레임 및 트레이닝 패턴 구조{NEW FRAME AND TRAINING PATTERN STRUCTURE FOR MULTI-CARRIER SYSTEMS}
본 발명은 다중 반송파 시스템을 위한 새로운 프레임 및 트레이닝 패턴(training pattern) 구조에 관한 것이다.
본 발명은 주로 콘텐츠 데이터, 시그널링 데이터, 파일럿 신호 등이 다수의 주파수 반송파상으로 매핑(mapping)되어 주어진 전체 또는 완전한 전송 대역폭으로 송신되는, 예를 들면 케이블 기반 또는 지상 디지털 방송 시스템과 같은 방송 시스템에 관한 것이다(이로 제한되진 않음). 수신기는 전형적으로 각 수신기에 필요하거나 또는 원하는 콘텐츠 데이터만을 수신하기 위하여 완전한 전송 대역폭 중 부분 채널(전체 전송 대역폭의 일부)로 튜닝(tunning)한다(때때로 세그먼트화 수신으로 불림). 예를 들면, ISDB-T 표준에서, 전체 채널 대역폭은 (주파수 반송파의 수와 동일한) 동일 길이의 13 고정 세그먼트로 분할된다.
따라서 본 발명의 목적은 수신기를 전체 전송 대역폭의 임의 필요 부분으로 유연하게(flexibly) 튜닝할 수 있는, 다중 반송파 시스템을 위한 신호 구조뿐만 아니라 송신 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
전술한 목적은 청구항 1에 따른 송신 장치에 의해 성취된다. 본 발명에 따른 송신 장치는 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신하는 데 적응되고, 각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴(training pattern) 및 적어도 두 개의 데이터 패턴(data pattern)을 포함하고, 상기 송신 장치는, 파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑(mapping)하도록 적응된 파일럿 매핑 수단과, 데이터를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하도록 적응된 데이터 매핑 수단과, 시간 영역 송신 신호를 생성하기 위하여 상기 트레이닝 패턴들 및 상기 데이터 패턴들을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환시키도록 적응된 변환 수단과, 상기 시간 영역 송신 신호를 송신하도록 적응된 송신 수단을 포함한다.
전술한 목적은 청구항 11에 따른 송신 방법에 의해 또한 성취된다. 본 발명에 따른 송신 방법은 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신하는 데 적응되고, 각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 및 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고, 상기 송신 방법은, 파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑 하는 단계와, 데이터를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하는 단계와, 시간 영역 송신 신호를 생성하기 위하여 상기 데이터 패턴들을 시간 영역으로 변환하는 단계와, 상기 시간 영역 송신 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
전술한 목적은 청구항 12에 따른 프레임 패턴에 의해 또한 성취된다. 본 발명의 프레임 패턴은 다중 반송파 시스템에 대하여 적응되고, 상기 프레임 패턴은, 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 및 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고, 파일럿 신호들의 동일한 시퀀스는 상기 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑되고, 데이터는 상기 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑된다.
본 발명의 목적은 또한 전송 대역폭의 임의 필요 부분으로의 유연한 튜닝을 허용하는 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신 및 수신하기 위한 방법 및 시스템뿐만 아니라 수신 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
전술한 목적은 청구항 13에 따른 수신 장치에 의해 성취된다. 본 발명에 따른 수신 장치는 전송 대역폭에서의 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 수신하는 데 적응되고, 각 프레임은, 주파수 반송파상에 매핑되는 파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 각각 갖고 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴과, 주파수 반송파상에 매핑되는 데이터를 갖는 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이 를 갖고, 상기 수신 장치는, 상기 전송 대역폭의 선택 부분으로 튜닝되어 이를 수신하도록 적응된 수신 수단 - 상기 전송 대역폭의 선택 부분은 최소한 상기 트레이닝 패턴들 중 하나의 길이를 갖고, 수신되는 적어도 하나의 데이터 패턴을 커버함 - 과, 상기 전송 대역폭의 선택 부분에서 수신된 상기 파일럿 신호들을 기반으로 상관관계(correlation)를 수행하도록 적응된 상관관계 수단을 포함한다.
전술한 목적은 청구항 23에 따른 수신 방법에 의해 또한 성취된다. 본 발명의 수신 방법은 전송 대역폭에서의 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 송신된 신호들을 수신하는 데 적응되고, 각 프레임은, 주파수 반송파상에 매핑되는 파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 각각 갖고 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴과, 주파수 반송파상에 매핑되는 데이터를 갖는 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 갖고, 상기 수신 방법은, 상기 전송 대역폭의 선택 부분을 수신하는 단계 - 상기 전송 대역폭의 선택 부분은 최소한 상기 트레이닝 패턴들 중 하나의 길이를 갖고, 수신되는 적어도 하나의 데이터 패턴을 포함함 - 와, 상기 전송 대역폭의 선택 부분에서 수신된 상기 파일럿 신호들을 기반으로 상관관계를 수행하는 단계를 포함한다.
전술한 목적은 청구항 24에 따라 신호들을 송신 및 수신하기 위한 시스템에 의해 또한 성취되고, 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신하기 위한 송신 장치를 포함하고, 각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴(training pattern) 및 적어도 두 개의 데이터 패 턴(data pattern)을 포함하고, 상기 송신 장치는,
파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑(mapping)하도록 적응된 파일럿 매핑 수단과,
데이터를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하도록 적응된 데이터 매핑 수단과,
시간 영역 송신 신호를 생성하기 위하여 상기 트레이닝 패턴들 및 상기 데이터 패턴들을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환시키도록 적응된 변환 수단과,
상기 시간 영역 송신 신호를 송신하도록 적응된 송신 수단
을 포함하고,
상기 시스템은 상기 송신 장치로부터 상기 시간 영역 송신 신호를 수신하는데 적응된 본 발명에 따른 수신 장치를 더 포함한다.
전술한 목적은 송신 방법을 포함하는 청구항 25에 따른 신호들을 송신 및 수신하기 위한 방법에 의해 또한 성취되고, 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신하기 위한 송신 방법을 포함하고, 각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 및 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고, 상기 송신 방법은,
파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송 파상에 매핑하는 단계와,
데이터를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하는 단계와,
시간 영역 송신 신호를 생성하기 위하여 상기 트레이닝 패턴들 및 상기 데이터 패턴들을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환하는 단계와,
상기 시간 영역 송신 신호를 송신하는 단계
를 포함하고,
상기 방법은 상기 시간 영역 송신 신호를 수신하도록 적응된 본 발명에 따른 수신 방법을 더 포함한다.
따라서 본 발명은 시간 영역뿐만 아니라 주파수 영역에서 프레임 구조 또는 프레임 패턴을 사용하는 다중 반송파 시스템을 제안한다. 주파수 영역에서, 각 프레임은 제각기 주파수 반송파상에 동일 파일럿 신호를 운송하고 제각기 동일 길이(또는 대역폭)를 가지는 (프리앰블 패턴(preamble patterns)으로 불릴 수 있는) 적어도 두 개의 동일한 트레이닝 패턴을 포함한다. 시간 영역으로의 변환 후, 결과적인 시간 영역 신호에서, 각 프레임은 각 프리앰블(또는 트레이닝) 심볼뿐만 아니라 데이터 심볼을 포함한다. 각 프레임 패턴은 주파수 방향으로 완전한 또는 전체 전송 대역폭을 커버함으로써, 전체 전송 대역폭이 각 동일 트레이닝 패턴에 의해 동일하게 분할된다. 그 뒤, 각 프레임의 데이터 패턴은 시간상 트레이닝 패턴을 뒤따른다. 수신 장치가 튜닝될 수 있는 전송 대역폭의 일부가 한 트레이닝 패턴의 최소 길이를 갖는 경우, 수신 장치는 전송 대역폭의 임의 원하는 부분으로 자유롭 고 유연하게 튜닝될 수 있다. 이로써, 수신 장치는 항상 완전한 트레이닝 패턴의 파일럿 신호를 수신할 수 있어, 시간 동기화를 제공하기 위하여, 즉 동기화 시점 또는 다음 프레임의 시작을 정의하기 위하여 수신 파일럿 신호의 상관관계, 그리고/또는 주파수 오프셋 계산 및/또는 채널 추정이 수신 장치에서 가능하다.
유리하게도, 적어도 소정의 데이터 패턴의 길이는 서로 다르며, 각 데이터 패턴의 길이는 각 트레이닝 패턴의 길이보다 작거나 또는 동일하다. 이 대신, 모든 데이터 패턴의 길이가 동일하고 각 트레이닝 패턴의 길이보다 작거나 또는 동일하다. 이로써, 수신 장치는 유연하고 비제한된 방식으로 전송 대역폭의 임의 원하는 부분으로 튜닝될 수 있고, 여기서 전체 트레이닝 패턴의 파일럿 신호가 수신될 수 있으므로 상관관계 및 따라서 시간 동기화가 항상 가능하므로, 수신 장치는 임의 원하는 데이터 패턴을 수신할 수 있다.
더 유리하게도, 송신 장치에서 데이터 패턴의 길이는 동적으로 조정된다. 따라서 본 발명에 의해 제안되는 프레임 구조를 가진 다중 반송파 시스템은, 데이터 패턴의 길이, 따라서 데이터 패턴당 데이터량을 예를 들면 프레임으로부터 프레임으로, 또는 임의 다른 요구되는 방식으로 동적으로 변경시킬 수 있어 데이터 콘텐츠의 상당히 유연한 송신을 가능하게 한다. 이 대신, 데이터 패턴의 길이는 고정되거나 또는 영구적일 수 있다.
더 유리하게도, 적어도 두 개의 데이터 패턴이 시간 차원에서 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴을 후속하고, 여기서 각 프레임은 시간 차원에서 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴을 잇는 추가 데이터 패턴을 포함하고, 상기 추가 데이터 패턴의 각각은 상기 이전의 적어도 두 개의 데이터 패턴 중 대응하는 한 데이터 패턴과 동일 길이를 제각기 가진다. 환언하면, 각 프레임에서 데이터 패턴의 구조는 적어도 두 개의 데이터 패턴이 전체 전송 대역폭을 커버하도록 주파수 차원에서 서로 옆에 정렬되는 방식으로 유리하게 설정된다. 그러면, 추가 데이터 패턴은 동일 프레임에 정렬되지만 시간 방향으로 적어도 두 개의 데이터 패턴을 후속함으로써, 각 추가 또는 후속 데이터 패턴은 이전 데이터 패턴과 (주파수 차원 또는 방향으로) 동일 길이를 가진다. 따라서 수신 장치가 전송 대역폭의 특정 부분으로 튜닝된다면, 프레임당 적어도 두 개의 데이터 패턴이 수신되고, 상기 데이터 패턴의 각각은 동일 길이를 가지지만 시간 차원에서 서로 후속된다.
더 유리하게도, 각 프레임은 적어도 두 개의 시그널링 패턴을 포함하고, 이로써 시그널링 데이터는 프레임에서 각 시그널링 패턴의 주파수 반송파상에 매핑된다. 각 시그널링 패턴은 이로써 주파수 차원에서 동일 길이를 가질 수 있다. 예를 들면 프레임에서 모든 시그널링 패턴은 그의 주파수 반송파상으로 매핑된 동일 시그널링 데이터를 가질 수 있다. 이 대신, 프레임에서 모든 시그널링 패턴의 시그널링 데이터는 프레임에서 시그널링 패턴의 위치를 포함할 수 있는데, 이 경우 프레임에서 모든 시그널링 패턴은 각 프레임에서 최소한 소정의 각 시그널링 패턴에 대해 상이한 위치 정보를 제외하고 그의 주파수 반송파상으로 매핑된 동일 시그널링 데이터를 가진다. 따라서 수신 장치가 전체 전송 대역폭의 일부만을 수신할 지라도, 여전히 전체 시그널링 데이터를 수신할 수 있다. 이로써, 각 시그널링 패턴의 길이가 트레이닝 패턴의 길이와 동일한 경우, 그리고 시그널링 패턴이 주파수 방향으로 트레이닝 패턴과 정렬되는 경우에 더 유리하다. 그러나 특정 애플리케이션에서, 각 시그널링 패턴의 길이가 상기 트레이닝 패턴의 각각의 길이보다 작은 경우에 유리할 수 있다. 이로써, 각 시그널링 패턴의 길이가 상기 각 트레이닝 패턴의 길이의 반인 경우에 특히 유리할 수 있다.
더 유리하게는, 시그널링 데이터는 오류 검출 및/또는 오류 코딩을 이용하여 각 시그널링 패턴의 주파수 반송파상에 매핑된다. 이로써, 수신 장치가 전체 시그널링 패턴을 수신할 수 없을지라도, 수신 장치는 여전히 시그널링 패턴에 포함된 전체 시그널링 정보를 얻을 수 있다.
유리하게도, 자기 상관관계(auto-correlation)가 전송 대역폭의 선택 부분에서 수신된 파일럿 신호를 기반으로 수행된다. 수신기가 전송 대역폭의 임의 원하는 부분으로 유연하게 튜닝될 수 있지만, 본 발명에 의해 제안된 새로운 프레임 구조로 인하여 전체 트레이닝 패턴의 파일럿 신호를 항상 수신할 수 있다. 수신기가 튜닝되는 전송 대역폭의 선택 부분이 (주파수 방향으로) 트레이닝 패턴 중의 하나와 완전히 그리고 정확히 매칭되지 않을지라도, 수신기는 이러한 경우에 (주파수 방향) 선행 트레이닝 패턴의 마지막 부분과 (주파수 방향) 후속 트레이닝 패턴의 첫 부분을 수신할 것이다. 각 트레이닝 패턴이 동일하므로, 수신기는 수신된 파일럿 신호의 재배치 또는 다른 처리가 없을지라도 문제없이 원하는 시간 동기화를 얻기 위하여 자기 상관관계를 수행할 수 있다. 이 대신, 수신 장치가 각 프레임에서 트레이닝 패턴 구조로부터 그의 (주파수 차원) 오프셋을 아는 경우, 원래의 파일럿 신호 시퀀스에서 수신 파일럿 신호를 재배열할 수 있고, 이 경우에 교차 상관관계 는 전송 대역폭의 선택 부분에 수신된 트레이닝 패턴의 수신(재배열) 버전과 트레이닝 패턴의 저장 버전을 비교함으로써 수행될 수 있다. 소정 애플리케이션에서, 교차 상관관계의 결과로 자기 상관관계와 비교되는 바와 같이 시간 동기화를 보다 더 정확히 결정할 수 있다.
더 유리하게도, 각 프레임이 (트레이닝 및 데이터 패턴에 부가적으로) 적어도 두 개의 시그널링 패턴을 포함하는 경우, 여기서 각 시그널링 패턴은 주파수 반송파상으로 매핑되는 시그널링 데이터를 포함하고, 본 발명의 수신기는 전송 대역폭의 수신된 선택 부분으로부터 원래 시그널링 패턴을 재구성하는 데 적합하다. 이로써, 각 시그널링 패턴은 주파수 차원에서 동일 길이를 가질 수 있다. 예를 들면 프레임에서 모든 시그널링 패턴은 이로써 그의 주파수 반송파상으로 매핑되는 동일 시그널링 데이터를 가질 수 있다. 이 대신, 프레임에서 각 시그널링 패턴의 시그널링 데이터는 프레임에서 시그널링 패턴의 위치를 포함할 수 있고, 이 경우, 프레임에서 모든 시그널링 패턴은 각 프레임에서 최소한 일부 각 시그널링 패턴에 대해 상이한 위치 정보를 제외하고 그의 주파수 반송파상으로 매핑되는 동일 시그널링 데이터를 가진다. 예를 들면, 수신기가 튜닝되는 전송 대역폭의 일부가 (주파수 차원에서) 시그널링 패턴 구조와 일치하지 않는 경우, 수신기는 원래 시그널링 패턴으로부터 그의 오프셋을 알 수 있고, 따라서 수신된 시그널링 신호를 재배열하고, 모든 필요한 시그널링 데이터를 정확히 식별하고 더 사용할 수 있도록 원래 시퀀스 또는 순서로 그들을 데려갈 수 있다. 이 대신, 수신기는 원래 시그널링 패턴을 재구성하기 위하여 수신된 시그널링 신호에 오류 검출 및/또는 정정 디코딩 을 수행할 가능성을 포함할 수 있다. 이로써, 송신 시그널링 패턴은 시그널링 패턴의 일부가 수신될 수 있을지라도, 수신기로 하여금 원래 시그널링을 재구성할 수 있게 하는 추가 오류 코딩, 리던던시 등을 포함할 수 있다.
유리하게도, 수신기는 전송 대역폭의 선택 부분에서 시그널링 패턴의 최적화된 수신을 할 수 있도록 상기 전송 대역폭의 선택 부분으로 튜닝 및 이를 수신하는데 적합하다. 특히 프레임에서 데이터 패턴 및 시그널링 패턴의 주파수 차원 구조가 일치하지 않는다면, 그리고 수신기에서 수신할 전송 대역폭의 선택 부분이 수신할 데이터 패턴(들)보다 (주파수 차원에서) 크다면, 예를 들어 전체 원하는 데이터 패턴을 여전히 수신하는 동안 한 전체 시그널링 패턴의 최대 부분을 수신하도록 튜닝을 조정함으로써, 시그널링 패턴의 최상의 수신이 가능하도록 튜닝을 최적화할 수 있다.
통상, 수신할 적어도 하나의 데이터 패턴이 전송 대역폭의 선택 부분과 관련하여 센터링되도록 전송 대역폭의 선택 부분을 수신하기 위하여 수신기를 튜닝하는 것이 유리할 수 있다.
더 유리하게도, 수신기는 이전 프레임의 시그널링 패턴에 수신된 시그널링 정보를 기반으로 상기 전송 대역폭의 선택 부분을 수신하도록 튜닝될 수 있다.
본 발명은 송신 장치가 전체 전송 대역폭에서 데이터를 송신하는 데 적합하고 수신 장치는 상기 전체 전송 대역폭의 일부만을 선택적으로 수신하는 데 적합한, 임의 종류의 다중 반송파 시스템에 적용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 시스템의 비제한 예는 유선 또는 무선(예를 들면 케이블 기반, 지상 등) 디지 털 비디오 방송 시스템과 같은 기존 또는 장래 단방향 또는 양방향 방송 시스템일 수 있다. 그러나 다중 반송파 시스템의 비제한 예는 OFDM(orthogonal frequency division multiplex) 시스템이지만, 데이터, 파일럿 신호 등이 다수의 주파수 반송파상에 매핑되는 임의 다른 적당한 시스템이 사용될 수 있다. 이로써, 주파수 반송파는 등거리일 수 있고, 각각 동일한 길이(대역폭)을 가질 수 있다. 그러나 본 발명은 또한 주파수 반송파가 등거리가 아니고, 그리고/또는 각각 동일 길이를 가지지 않는 다중 반송파 시스템에 사용될 수 있다. 또한 본 발명은 송신측에 적용되는 전체 전송 대역폭도 아니고 수신측이 튜닝되는 전송 대역폭의 선택 부분도 아닌 임의 종류의 특정 주파수로 제한되지 않는다는 것을 알아야 한다. 그러나 일부 애플리케이션에서, 수신측 상의 수신 대역폭, 즉 수신기가 튜닝될 수 있고, 기존(디지털 비디오 방송 또는 다른) 시스템의 수신 장치의 대역폭에 대응하는 전송 대역폭 부분에 대한 대역폭을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 수신 대역폭의 비제한 예는 8 MHz일 수 있는데, 즉 수신측은 전체 전송 대역폭으로부터 원하는 임의 8MHz 대역폭으로 튜닝될 수 있다. 여기서 전체 전송 대역폭은 8 MHz의 배수, 예를 들면 8 MHz, 16 MHz, 24 MHz, 32 MHz 등일 수 있으므로, 전체 전송 대역폭의 세그먼트화, 즉 각 트레이닝 패턴의 길이는 8 MHz일 수 있다. 그러나 다른 세그먼트화가 가능한데, 예를 들면 6 MHz의 각 트레이닝 패턴의 길이(이로 제한되지 않음)가 가능하다.
통상, 수신기 대역폭을 위한 8 MHz의 비제한 예의 경우, 본 발명의 프레임 구조에 사용되는 각 트레이닝 패턴의 길이가 또한 8 MHz이다(또는 이보다 적다).
본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 바람직한 실시예에 대한 설명에서 보다 상세히 기술된다.
도 1은 전체 전송 대역폭(1)의 개략적인 표현을 도시하는 것으로, 본 발명에 따른 송신 장치, 예를 들면 도 16에 도시된 송신 장치(54)는 본 발명에 따라 다중 반송파 시스템에서 신호를 송신한다. 도 1은 전송 대역폭(1)의 선택 부분(2)으로 튜닝되고 이를 선택적으로 수신하는 데 적합한, 본 발명의 수신 장치(3)의 블록도를 개략적으로 더 도시한다. 이로써, 수신 장치(3)는 전송 대역폭(1)의 원하는 부분(2)으로 튜닝되고 이를 선택적으로 수신하는 데 적합한 튜너(4)를 포함할 뿐만 아니라, 복조, 채널 디코딩 등과 같은, 각 통신 시스템에 따라 수신 신호의 필요한 처리를 더 수행하는 처리 수단(5)을 더 포함한다. 본 발명에 따른 수신 장치의 보다 복잡한 예는 도 17의 개략적 블록도에 도시되는데, 여기서 예를 들어 안테나, 안테나 패턴, 무선 또는 케이블 기반 수신 인터페이스, 또는 각 송신 시스템 또는 통신 시스템에서 신호를 수신하는 데 적합한 임의 다른 적당한 인터페이스일 수 있는 수신 인터페이스(64)를 구비한 수신 장치(63)를 도시한다. 수신 장치(63)의 수신 인터페이스(64)는 도 1에 도시된 튜닝 수단(4)과 같은 튜닝 수단을 포함할 뿐만 아니라 수신 신호를 중간 주파수 또는 기저대역으로 다운 변환하는 데 적합한 다운 변환 수단과 같은, 각 송신 또는 통신 시스템에 따라 필요한 처리 요소를 구비한 수신 수단(65)으로 연결된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 다중 반송파 시스템을 위한 새롭고 특정한 프 레임 구조를 제공함으로써 수신기에서 전송 대역폭(1)의 원하는 부분(2)을 유연하며 변경가능한 수신을 가능하게 한다. 도 2는 본 발명의 송신 장치(54)가 상이한 세그먼트 또는 부분(6, 7, 8, 9, 10)에서 비디오 데이터, 오디오 데이터 또는 임의 다른 종류의 데이터와 같은 데이터 콘텐츠를 송신하는 데 적합한 전체 전송 대역폭(1)의 개략적 표현을 도시한다. 예를 들면 부분(6, 7, 8, 9, 10)은 상이한 종류의 데이터, 상이한 소스로부터의 데이터, 상이한 수신자를 향한 데이터 등을 송신하기 위하여 송신 장치(54)에 의해 사용될 수 있다. 부분(6, 9)은 예를 들면 최대 대역폭, 즉 대응하는 수신 장치(63)에 수신될 수 있는 최대 대역폭을 가진다. 부분(7, 8, 10)은 보다 작은 대역폭을 가진다. 본 발명은 이제 전체 전송 대역폭(1)에 프레임 구조 또는 패턴을 적용할 것을 제안하고, 여기서 각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 및 다수의 데이터 패턴을 포함한다. 프레임의 각 트레이닝 패턴은 동일 길이 및 동일 파일럿 신호를 가질 것이다. 환언하면, 전체 전송 대역폭(1)은 트레이닝 패턴을 위해 동일 부분으로 분할되고, 여기서 수신기가 튜닝될 수 있는 최대 대역폭, 예를 들면 도 2에서 부분(6, 9)을 위해 도시된 대역폭이 각 트레이닝 패턴의 길이와 동일하거나 또는 이보다 커야만 한다. 이로써, 전체 트레이닝 패턴을 적절히 수신함으로써, 본 발명에 따른 수신 장치(63)는 송신 장치(54)를 정확히 동기화시킬 수 있고, 유연하고 비제한적 방식으로 원하는 데이터를 튜닝 및 수신할 수 있다. 또한 주파수 오프셋 계산 및/또는 채널 추정은 이러한 수신 트레이닝 패턴을 기반으로 수신 장치(63)에서 가능하다. 전송 대역폭에서 다양한 데이터 부분의 길이는 보다 상세히 후술되는 바와 같이 각 프레임에서 트레이닝 패턴의 길이(주파수 반송파의 수)를 초과할 수 없다는 점은 더욱 분명해진다.
도 3은 본 발명에 따라 프레임(11, 11', 11'')의 시간 영역 구조의 개략적인 표현을 도시한다. 각 프레임(11, 11', 11'')은 프리앰블 심볼(또는 트레이닝 심볼)(12, 12', 12''), 하나 이상의 시그널링 심볼(13, 13'), 그리고 몇몇 데이터 심볼(14, 14')을 포함한다. 여기서, 시간 영역에서 프리앰블 심볼 또는 트레이닝 심볼은 데이터 심볼을 선행하는 시그널링 심볼을 선행한다. 각 프레임(11, 11', 11'')은 다수의 데이터 심볼을 가질 수 있고, 여기서 시스템은 각 프레임(11, 11', 11'')에서 데이터 심볼의 수가 변하는 것이 가능하다. 프리앰블 심볼은 시간 동기화, 그리고 결국엔 채널 추정 및/또는 주파수 오프셋 계산과 같은 추가 작업을 수행하기 위하여 수신 장치(63)에 사용된다. 시그널링 심볼(13, 13')은 시그널링 정보, 예를 들면 L1 시그널링 데이터로 제한되지 않는 바와 같이, 수신 신호를 디코딩하기 위하여 수신 장치(63)에 필요한 모든 물리층 정보를 포함한다. 시그널링 데이터는 다양한 데이터 패턴, 즉 예를 들면 주파수 반송파상에 위치되는 서비스, 데이터 스트림, 변조, 오류 정정 설정 등으로의 데이터 콘텐츠의 할당을 포함할 수 있으므로, 수신 장치(63)는 튜닝될 수 있는 전체 전송 대역폭의 부분에 대한 정보를 얻을 수 있다. 또한 수신 장치(63)가 트레이닝 패턴 및/또는 시그널링 패턴의 수신을 최적화하는 방식으로 송신 주파수의 원하는 부분으로의 튜닝을 최적화할 수 있도록, 시그널링 심볼은 프리앰블 또는 트레이닝 패턴으로부터의 각 데이터 패턴의 오프셋을 나타내는 시그널링 데이터를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 프레임 구조의 사용은 데이터 스트림을 논리 블록으로 분할함으로써 프레임 구조의 변동이 프레임으로부터 프레임으로 시그널링될 수 있다는 이점을 더 가지고, 여기서 선행 프레임은 후속 프레임들 또는 후속 프레임들 중 하나의 변경된 프레임 구조를 시그널링 한다. 예를 들면 프레임 구조는 오류를 만들지 않으면서 변조 파라미터의 무난한 변경을 허용한다.
도 4의 (a), 도 4의 (b), 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 본 발명에 사용될 수 있는 프리앰블 구조의 비제한 예를 도시한다. 그러나 다른 가능한 프리앰블 구조가 또한 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 도 4의 (a)는 (도시된 예 2048 반송파에서) 다수의 주파수 반송파(16)가 제각기 파일럿 신호를 운송하는 프리앰블 또는 트레이닝 패턴(15)의 주파수 영역 표현을 도시한다. 환언하면, 트레이닝 패턴(15)의 모든 주파수 반송파는 파일럿 신호를 운송한다. 도 4의 (b)는 시간 영역으로 변환 후 도 4의 (a)의 트레이닝 패턴을 도시한다. 시간 영역 트레이닝 심볼은 단일 반복에서 (도시된 예 2048 샘플에서) 다수의 시간 영역 샘플(17)을 포함한다. 환언하면, 시간 영역 트레이닝 심볼은 시간 영역 샘플에서 임의 반복을 가지지 않는다. 도 5의 (a)는 (도시된 예 512 반송파에서) 다수의 주파수 반송파를 포함하는 주파수 영역 프리앰블 패턴(18)의 비제한 예를 더 도시한다. 도시된 예에서, 단지 네 번째 부반송파마다 파일럿 신호(19)를 운송하고, 모든 다른 부반송파(20)는 파일럿 신호를 운송하지 않는다. 시간 영역으로의 변환 후, 도 5의 (b)에 도시된 시간 영역 프리앰블 또는 트레이닝 심볼(21)은 4 반복(22)을 보여주며, 각 반복(22)은 동일한 샘플(23)(동일 값 및 번호)을 가진다. 도시된 예에서, 시간 영역 트레이닝 심볼은 2048 시간 샘플의 길이를 가지고 각 반복(22)은 512 샘플을 포함한다. 일반적인 규칙은 시간 영역에서 반복의 수가 주파수 영역에서 파일럿 신호의 반복율에 대응한다는 것이다. 주파수 영역에서 파일럿 신호의 거리가 높을수록, 시간 영역에서 반복의 수가 증가한다. 시간 영역 프리앰블 또는 트레이닝 심볼에서 반복은 종종 "단축된(shortened)" 트레이닝 심볼로 불린다. 따라서 도 5의 (b)의 예에서, 시간 영역 심볼은 단축된 4 트레이닝 심볼을 포함한다. 소정 애플리케이션에서, 시간 영역에서 신호 패턴과 같은 의사 잡음(pseudo noise)을 얻기 위하여 의사 잡음 파일럿 신호를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 또한 소위 CAZAC(constant amplitude zero auto correlation) 시퀀스가 파일럿 신호를 위해 사용될 수 있거나, 혹은 임의 다른 적당한 시퀀스가 결과적으로 신호 패턴과 같은 의사 잡음을 일으키고, 시간 영역뿐만 아니라 주파수에서도 양호한 상관관계 속성을 가진다. 이러한 시퀀스는 본 발명의 수신 장치(63)에서 시간 동기화를 허용한다. 여기에 부가적으로, 이러한 시퀀스는 나이퀴스트(Nyquist) 기준이 주파수 차원에서 실행되는 경우 수신 장치(63)에서 신뢰할만한 채널 추정을 가능하게 한다. 또한 이러한 시퀀스는 수신 장치(63)에서 주파수 오프셋 계산 및/또는 채널 추정을 가능하게 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 송신 장치(54)의 전체 전송 대역폭을 위한 주파수 영역 프레임 구조 또는 프레임 패턴을 제안하고, 여기서 동일 트레이닝 패턴은 주파수 방향으로 서로 바로 인접한 전체 전송 대역폭에 걸쳐 반복된다. 도 6은 전체 전송 대역폭(24)에서 동일 및 인접한 트레이닝 패턴열(25, 26, 27, 28)을 개 략적으로 가시화한다. 환언하면, 파일럿 신호들의 동일한 시퀀스가 각 트레이닝 패턴(25, 26, 27, 28)의 주파수 반송파상으로 매핑됨으로써, 각 트레이닝 패턴은 (주파수 부반송파가 동일하고 동일 길이 또는 대역폭을 제각기 가진다고 가정시에) 동일한 수의 주파수 반송파를 가지고, 동일 길이(또는 대역폭)를 가진다. 유리하게도, 도 6에 도시된 바와 같이, 전체 전송 대역폭(24)은 동일 길이를 각각 가진 트레이닝 패턴(25, 26, 27, 28)으로 동일하게 분할된다. 트레이닝 패턴(25, 26, 27, 28)의 길이는, 수신 장치(63)가 동기화(그리고 채널 추정 및/또는 주파수 오프셋 계산)를 위한 전체 트레이닝 패턴을 항상 수신할 수 있도록 보장하기 위하여, 본 발명의 수신 장치(63)가 신호들을 수신하도록 튜닝될 수 있는 최소 튜닝 대역폭에 또한 대응한다.
따라서 본 발명은 도 17에 도시된 바와 같이 예를 들면 송신 장치(63)의 상관관계 수단(67)에서 수신된 파일럿 신호를 상관시킴으로써 신뢰할만한 동기화를 여전히 수행할 수 있는 동안 상당히 유연한 방식으로 전체 채널 대역폭(24) 내 임의 위치로 수신 장치(63)를 튜닝할 수 있다. 또한 본 발명은 동일한 파일럿 신호 시퀀스의 반복을 포함한 트레이닝 패턴을 가지며 동일 길이를 제각기 가지는 인접한 부블록 또는 세그먼트로 전체 송신 주파수 대역폭(24)을 분할할 것을 제안한다. 따라서 각 트레이닝 패턴의 길이는 유리하게도 수신 장치(63)가 튜닝될 수 있는 대역폭에 대응한다. 예를 들면 도 17에 도시된 바와 같이, 수신 장치(63)는 튜너를 구비한 수신 수단(65)에 신호를 수신하는 안테나, 유선 수신 인터페이스 등과 같은 수신 인터페이스(64)를 포함한다. 수신 장치(63)가 트레이닝 패턴 중의 하나와 매 칭 또는 일치하는 전송 대역폭의 일부로 튜닝된다면, 파일럿 신호열은 원래 순서대로 수신된다. 수신 장치(63)가 전송 대역폭의 임의 부분 또는 예를 들면 두 개의 트레이닝 패턴 사이에서 튜닝된다면, 트레이닝 패턴의 모든 파일럿 신호는 여전히 수신되지만, 원래 시퀀스는 아니다. 그러나 파일럿 시퀀스의 순환 행동으로 인하여, 특히 의사 잡음 시퀀스가 각 트레이닝 패턴에서 파일럿 신호를 위해 사용되는 경우 상당히 양호한 상관관계 속성이 여전히 존재하고, 본 발명의 수신 장치(63)의 상관관계 수단(67)은 자기 상관관계, 즉 수신 파일럿 신호와 그들 자신과의 상관관계를 수행할 때에 양호한 결과를 가져온다. 특히 케이블 시스템과 같은 유선 시스템에서, 자기 상관관계는 높은 신호 대 잡읍 비로 인해 양호한 결과가 기대된다. 또한 이러한 시퀀스는 수신 장치(63)에서 주파수 오프셋 계산 및/또는 채널 추정을 가능하게 한다.
도 7은 트레이닝 패턴의 세그먼트화 없이 다중 반송파 시스템을 위한 64 샘플 의사 잡음 시퀀스의 시뮬레이션 결과의 예를 도시하는데, 즉 전송 대역폭은 수신 대역폭과 동일하다. 상관관계 피크를 분명히 볼 수 있다. 도 8은 본 발명에 따른 시스템을 위한 시뮬레이션 결과의 다른 예를 도시하는데, 여기서 전체 전송 대역폭은 동일한 트레이닝 패턴을 포함하고, 수신기는 전송 대역폭의 일부로 튜닝된다. 도 8에 도시된 시뮬레이션에서, 수신기는 튜닝되었고, 동일하게 제1 세그먼트, 즉 전체 전송 대역폭의 제1 트레이닝 패턴과 동일하게 매칭되었다. 환언하면, 시뮬레이션은 수신기가 원래 시퀀스에서 트레이닝 패턴의 파일럿 신호를 수신하는 시뮬레이션의 자기 상관관계 결과를 보여준다. 또한 상관관계 피크를 분명히 볼 수 있다. 도 9는 이제 도 8의 시스템의 시뮬레이션 결과를 보여주는데, 여기서 수신기는 두 개의 트레이닝 패턴 사이의 위치로 튜닝됨으로써, 수신기는 원래 시퀀스에서 파일럿 신호를 수신하지 않았지만, 선행 트레이닝 패턴의 마지막 부분을 후속 트레이닝 패턴의 첫 부분 전에 수신하였다. 그러나 파일럿 시퀀스 및 트레이닝 패턴의 순환 행동으로 인하여, 도 9에 도시된 자기 상관관계 피크를 여전히 얻을 수 있다.
수신 장치(63)가 그의 튜닝 위치를 아는 경우, 즉 프레임의 시작으로부터 또는 각 트레이닝 패턴의 각 시작으로부터의 오프셋을 아는 경우, 선택적으로 제공된 재배열 수단(66)은 수신 파일럿 신호를 원래 시퀀스로 재배열하고 교차 상관관계 결과를 얻기 위하여 예상 트레이닝 패턴의 저장 버전과 비교하는 원리로 교차 상관관계를 수행할 수 있다. 이러한 교차 상관관계 결과는 일반적으로 잡음에 의한 영향이 적으므로 보다 나은 품질의 자기 상관관계 결과를 가질 것이다. 따라서 낮은 신호 대 잡음 비를 가진 시스템의 경우, 교차 상관관계가 보다 나은 선택이다.
도 10은 본 발명에 따른 프레임 구조 또는 패턴(29)의 주파수 영역 표현의 개략적 예를 도시한다. 프레임 구조(29)는 주파수 방향으로 전체 전송 대역폭(24)을 커버하고, 각 주파수 반송파상에 동일한 파일럿 신호 시퀀스를 각각 운송하고 동일 길이를 가진, 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴(30)을 포함한다. 도 4에 도시된 예에서, 전체 전송 대역폭(24)은 4 트레이닝 패턴(30)으로 재분할되지만, 보다 높거나 보다 낮은 임의의 다른 수의 트레이닝 패턴이 적당할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같은 본 발명의 송신 장치(54)에서, 파일럿 매핑 수단(55)은 각 트레이닝 패턴의 주파수 반송파상으로 파일럿 신호를 매핑하는 데 적합하다. 유리하게도, 의사 잡음 시퀀스 또는 CAZAC 시퀀스가 파일럿 신호를 위해 사용되지만, 양호한 의사 잡음 및/또는 상관관계 속성을 가진 임의 다른 시퀀스가 적당할 수 있다. 또한 파일럿 매핑 수단(55)은 도 4와 관련하여 설명한 바와 같이 트레이닝 패턴에서 모든 주파수 반송파상으로 파일럿 신호를 매핑하는 데 적합할 수 있다. 이 대신, 파일럿 매핑 수단(55)은 도 5와 관련하여 설명한 예에서와 같이 파일럿 신호를 모든 m 번째(1보다 큰 자연수인 m) 반송파상으로 매핑하는 데 적합할 수 있다. 모든 트레이닝 패턴(30)의 길이 또는 대역폭(39)은 수신 장치(63)의 튜너가 튜닝될 수 있는 대역폭(38)과 동일하다. 그러나 수신 장치(63)의 튜너가 튜닝될 수 있는 전송 대역폭의 일부는 트레이닝 패턴(30)의 길이보다 클 수 있다. 수신 장치(63)에서의 상관관계 수단(67)에서 수행되는 상관관계 외에도, 수신된 파일럿은, 수신된 데이터 신호에서의 데이터의 디매핑(de-mapping)을 정정가능하게 하는 필요한 채널 추정 정보를 디매핑 수단(70)에 제공하는 채널 추정 수단(69)에서 프레임에서의 주파수 반송파를 위한 채널 추정을 위해 (변환 수단(68)에서 주파수 영역으로의 변환 후에) 더 사용될 수 있다. 또한 수신된 파일럿은 도 17에 도시되지 않은 대응 수단에서 주파수 오프셋 계산을 위해 수신 장치(63)에 사용될 수 있다.
프레임 구조 또는 패턴(29)은 시간 방향으로 트레이닝 패턴(30)을 후속하며 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 시그널링 패턴(31)을 더 포함한다. 각 시그널링 패턴(31)은 각 선행한 트레이닝 패턴(30)과 동일한 길이 및 대역폭을 가지고, 주파수 방향에서 각 시그널링 패턴(31)의 시작 및 종료부는 각 (시간 방향) 선행 트레이닝 패턴(30)의 시작 및 종료부와 동일하므로, 시그널링 패턴(31)의 주파수 구조는 트레이닝 패턴(30)의 주파수 구조와 동일하다. 환언하면, 시그널링 패턴(31)은 트레이닝 패턴(30)으로 정렬된다. 도 16에 도시된 본 발명의 송신 장치(54)는 각 시그널링 패턴(31)의 주파수 반송파상으로 시그널링 데이터를 매핑하는 데 적합한 시그널링 데이터 매핑 수단(57)을 포함한다. 여기서, 각 시그널링 패턴(31)은 예를 들면 프레임 내 시그널링 패턴(31)의 위치를 포함한다. 예를 들면 각 프레임에서 각 시그널링 패턴(31)은, 프레임에서 각 시그널링 패턴(31)에서 서로 다른 프레임에서의 각 시그널링 패턴의 위치를 제외하고는 동일한 시그널링 데이터를 가지고 운송한다. 시그널링 데이터는 예를 들면 수신 신호를 디코딩하기 위해 수신 장치(63)에 필요한 모든 물리층 정보를 담고 있는 L1 시그널링 데이터이다. 그러나 임의 다른 적당한 시그널링 데이터가 시그널링 패턴(31)에 포함될 수 있다. 시그널링 패턴은 예를 들면 수신 장치(63)의 튜너가 원하는 데이터 세그먼트를 수신하기 위하여 각 위치로 튜닝될 수 있도록 원하는 데이터 세그먼트가 위치한 곳을 알기 위하여 각 데이터 세그먼트(32, 33, 34, 35, 36)의 위치를 포함할 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 튜너를 가진 수신 수단(65) 후의 수신 장치(63)는 수신된 시간 영역 신호를 주파수 영역으로 변환하기 위한 변환 수단(68)을 포함하고, 여기서 (재구성 수단 71에서 선택적 재구성 후에) 시그널링 데이터가 디매핑 수단(72)에서 디매핑되고, 그 후에 평가 수단(73)에서 평가된다. 평가 수단(73)은 수신한 시그널링 데이터로부터 필요하고 필수적인 시그널링 정보를 추출하는 데 적 합하다. 필요하다면, 추가 시그널링 패턴이 시간 방향으로 바로 후속한 시그널링 패턴(31)에 제공될 수 있다.
프레임 구조 또는 패턴(29)은 주파수 방향으로 전체 주파수 대역폭(24)과 시간 방향으로 시그널링 패턴(31)에 걸쳐 연장되는 적어도 두 개의 데이터 세그먼트를 더 포함한다. 시그널링 패턴(31)이 위치한 타임 슬롯에 바로 후속한 타임 슬롯에서, 프레임 구조(29)는 데이터가 매핑되는 상이한 길이, 즉 상이한 수의 각 주파수 반송파를 가진 몇몇 데이터 세그먼트(32, 33, 34, 35, 36, 37)를 도시한다. 프레임 구조(29)는 후속한 타임 슬롯에서 추가 데이터 세그먼트를 더 포함하고, 여기서, 추가 데이터 패턴은 각 선행한 데이터 패턴과 같은 동일한 길이 및 수를 제각기 가진다. 예를 들면 데이터 패턴(32', 32'', 32''')은 첫 데이터 패턴(32)과 동일 길이를 가진다. 데이터 패턴(33', 33'', 33''')은 데이터 세그먼트(33)와 동일 길이를 가진다. 환언하면, 추가 데이터 패턴은 시그널링 패턴(31) 후에 첫 타임 슬롯에서 몇몇 데이터 패턴(32, 33, 34, 35, 36, 37)과 동일한 주파수 차원 구조를 가진다. 따라서 예를 들어 수신 장치(63)가 데이터 패턴(35)을 수신하기 위하여 전송 대역폭의 부분(38)으로 튜닝된다면, 데이터 패턴(35)과 동일 길이를 가진 모든 시간 방향 후속 데이터 패턴(35', 35'',35''')이 적절히 수신될 수 있다.
도 16에서 브랜치 데이터 1, 데이터 2, 데이터 3에 의해 시각화된 바와 같이, 본 발명에 의해 제안된 프레임 구조 또는 패턴(29)의 유연하고 가변적인 데이터 패턴 구조는 예를 들면 상이한 종류의 데이터 및/또는 상이한 소스로부터의 데이터를 가진 다양한 상이한 데이터 스트림의 매핑에 의해 도 16에 도시된 본 발명 의 송신 장치(54)에서 구현될 수 있다. 그 후, 각 데이터는 각 데이터 매핑 수단(58, 58', 58'')에 의해 각 데이터 패턴에서 주파수 반송파상으로 매핑된다. 언급한 바와 같이, 다양한 데이터 패턴의 적어도 일부는 상이한 길이, 즉 주파수 반송파가 등거리이고 동일 대역폭을 각각 가지는 경우 상이한 수의 주파수 반송파를 가질 수 있다. 이 대신, 주파수 방향으로 데이터 패턴의 수는 트레이닝 패턴의 수와 동일할 수 있고, 여기서 각 데이터 패턴의 길이(또는 대역폭)는 각 트레이닝 패턴의 길이와 동일할 수 있고, 서로 정렬될 수 있다(동일 주파수 방향 구조를 가진다). 이 대신, 각 데이터 패턴은 동일 길이를 가질 수 있고, 데이터 패턴의 수는 여전히 동일 주파수 구조와 정렬을 가지면서, 트레이닝 패턴의 수의 배수일 수 있다. 따라서 예를 들면 2, 3, 4 또는 그 이상의 데이터 패턴은 각 트레이닝 패턴과 정렬된다. 통상, 데이터 패턴의 길이는 데이터 패턴이 수신 장치(63)에 수신될 수 있도록 효과적인 수신기 대역폭보다 작거나 또는 최대로 동일할 필요가 있다. 또한 송신 장치(54)는 데이터 패턴 구조, 즉 길이 및/또는 데이터 패턴의 수를 동적으로 변경시키는 데 적합할 수 있다. 이 대신, 데이터 패턴의 구조가 고정 또는 영구적일 수 있다.
더욱이, 데이터 패턴이 수신 측에서 정밀한 채널 추정을 가능하게 하기 위하여 소정 주파수 반송파상에 매핑된 파일럿 신호를 유리하게 포함할 수 있다. 여기서, 파일럿 신호는 정규 또는 비정규 패턴에 의존하는 데이터를 가진 반송파들 중에 분산될 수 있다.
송신 장치(54)에서, 파일럿 매핑 수단으로부터 파일럿을 가진 주파수 반송 파, 시그널링 매핑 수단(57)으로부터 시그널링 데이터를 가진 주파수 반송파, 그리고 다양한 매핑 수단(58, 58', 58'')으로부터 데이터를 가진 주파수 반송파는 프레임 형성 수단(59)에서 본 발명에 따라 프레임 패턴 또는 구조(29)로 결합된다.
통상, 본 발명의 프레임 구조는 고정되거나 영구적일 수 있는데, 즉 시간 방향으로 각 프레임의 확장뿐만 아니라 전체 대역폭이 고정될 수 있고 항상 동일할 수 있다. 이 대신, 프레임 구조는 또한 유연한, 즉 시간 방향으로 각 프레임의 확장 및/또는 전체 대역폭이 원하는 애플리케이션에 따라 때때로 유연하게 변할 수 있다. 예를 들면 데이터 패턴을 가진 타임 슬롯의 수는 유연하게 변경될 수 있다. 이로써, 시그널링 패턴의 시그널링 데이터에서 변경은 수신 장치로 시그널링될 수 있다.
도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 수신 장치(63)가 튜닝되는 부분(38)은 트레이닝 패턴(30)과 시그널링 패턴(31)의 주파수 구조와 매핑하지 않는다. 그러나 전술한 바와 같이, 트레이닝 패턴(30)에서 파일럿 신호 시퀀스의 순환 특성으로 인하여, 수신 장치(63)의 상관관계 수단(67)은 여전히 자기 (또는 교차) 상관관계를 수행할 수 있다. 또한 도 10에 도시된 이 상황에서, 수신 장치(63)는 재구성 수단(71)에서 행해진 시그널링 패턴(31)의 원래 시그널링 시퀀스로 수신 시그널링 반송파를 재배열시킬 수 있도록 프레임 패턴(29)의 주파수 구조와 관련하여 부분(38)의 오프셋에 대하여 알아야 한다. 이것은 시그널링 패턴(31)이 트레이닝 패턴(30)과 동일한 길이 및 주파수 구조를 가진다는 사실로 인한 것이다.
수신 장치(63)의 시동 위상 또는 초기화 위상 동안, 수신 장치(63)는 전체 전송 대역폭의 임의 주파수 부분으로 튜닝될 수 있다. 케이블 방송 시스템의 비제한 예에서, 트레이닝 패턴(30)은 예를 들면 8 MHz를 가질 수 있다. 따라서 시동 단계 동안, 수신 장치(63)는 수신 트레이닝 패턴(30)으로부터 원래 또는 재배열된 시퀀스에서 전체 시그널링 패턴(31)뿐만 아니라 원래 또는 재배열 시퀀스에서 전체 트레이닝 패턴(30)을 수신할 수 있다. 수신 장치(63)는 시간 동기화를 얻기 위하여 상관관계 수단(67)에서 상관관계를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 채널 추정 수단(69)에서 채널 추정(주로 코어스(coarse) 채널 추정)과, 변환 수단(68)에서 수신된 시간 영역 신호를 주파수 영역으로 변환 후 주파수 오프셋 계산을 수행할 수 있다. 수신 장치(63)의 평가 수단(73)에서, 수신된 시그널링 데이터를 평가하는데, 예를 들면 도 10에 도시된 부분(38)과 같이 각 원하는 주파수 위치로 수신기를 자유롭고 유연하게 튜닝할 수 있도록 프레임에서 수신된 시그널링 패턴의 위치를 구한다. 트레이닝 패턴(30) 및 시그널링 패턴(31)의 주파수 구조와 반드시 매칭하지는 않을 새로운 튜닝 위치에서, 수신 장치(63)는 순환 특성으로 인하여 트레이닝 패턴(30)의 파일럿 신호를 기반으로 한 동기화, 채널 추정 및 주파수 오프셋을 여전히 수행할 수 있다. 그러나 시그널링 패턴(31)의 시그널링 데이터를 적절하게 평가할 수 있도록, 기술한 바와 같이 재구성 수단(71)에서 수행되는 재정렬을 해야한다. 도 11은 개략적 예에서 이 재배열을 보여준다. 이전 시그널링 패턴의 마지막 부분(31')은 후속한 시그널링 패턴의 첫 부분(31'') 전에 수신되는데, 여기서 이것은 시그널링 데이터의 원래 시퀀스를 재구성하기 위하여 재구성 수단(71)이 부분(31'') 다음에 부분(31')을 배치한 후이고, 재정렬된 시그널링 패턴이 디매핑 수 단(72)에서 주파수 반송파로부터 시그널링 데이터의 대응하는 디매핑 후에 평가 수단(73)에서 평가된 후이다. 각 시그널링 패턴(31)의 콘텐츠가 동일하므로, 이 재정렬이 가능하다는 것을 알 것이다.
때때로, 수신 장치는 수신기가 튜닝되는 완전한 수신 대역폭에 걸쳐 플랫(flat) 주파수 응답을 제공하지 않는다. 또한 송신 시스템은 항상 수신 대역폭 윈도의 경계부에서 감쇠 증가와 직면한다. 도 12는 전형적인 필터형 대역폭의 개략적 표현을 도시한다. 필터가 직사각형이 아니므로, 예를 들면 8 MHz 대역폭 대신 수신 장치는 단지 효과적으로 7MHz를 수신할 수 있다는 것을 알 수 있다. 결과적으로 수신 장치(63)가 시그널링 패턴(31)이 수신 장치(63)의 수신 대역폭과 동일한 대역폭 및 길이를 가지는 경우 도 11과 관련하여 설명한 바와 같이 시그널링 데이터의 재정렬을 수행할 수 없을 수도 있으므로, 일부 신호가 손실되고, 수신 대역폭의 경계부에서 수신될 수 없다. 이 문제 및 다른 문제를 극복하기 위하여, 그리고 수신 장치(63)가 원래 시퀀스에서 하나의 완전한 시그널링 패턴을 수신할 수 있고 수신된 시그널링 신호를 재정렬 또는 재배열할 필요가 없도록 보장하기 위하여, 본 발명은 대안으로 또는 부가적으로 트레이닝 패턴(30)과 비교하여 감소된 길이를 가진 시그널링 패턴(31)을 사용할 것을 제안한다. 도 13에 도시된 예에서, 정확히 트레이닝 패턴(30) 길이의 절반을 가지지만, 트레이닝 패턴(30)과 동일한 주파수 구조를 여전히 사용하는 시그널링 패턴(31)을 사용할 것을 제안한다. 환언하면, 각 두(즉 쌍) 절반 길이 시그널링 패턴(31a)이 도 13에 도시된 바와 같이 트레이닝 패턴(30) 중 각 하나와 매칭되고 정렬된다. 이로써, 각 시그널링 패턴 쌍(31)은 각 프레임에서 시그널링 패턴(31a)의 위치를 포함한 동일 시그널링 데이터를 가진다. 그러나 이들 다른 쌍에서 시그널링 패턴의 다른 쌍과 관련하여, 그들은 프레임 내에서 각각 다른 위치를 가지므로, 시그널링 데이터는 위치 정보를 제외하고 동일하다. 여기서, 앞에서와 같이 동일한 양의 시그널링 데이터가 송신될 수 있도록 보장하기 위하여, 시그널링 패턴(31a)에 후속하며 데이터 패턴(32, 34, 35, 36, 37) 이전의 타임 슬롯에서 부가적인 절반 길이 시그널링 패턴(31b)을 추가할 필요가 있을 수 있다. 부가적인 시그널링 패턴(31b)은 시그널링 패턴(31a)과 동일한 시간 및 주파수 배열/정렬을 가지지만, 시그널링 패턴(31a)에 포함된 시그널링 정보와 같이 상이한 추가적인 시그널링 정보를 포함한다. 이런 식으로, 수신 장치(63)는 재구성 또는 재배열이 필요하지 않도록 원래 시퀀스에서 시그널링 패턴(31a, 31b)을 완전히 수신할 수 있을 것이다. 이 경우, 수신 장치(63)에서 재구성 수단(71)은 생략될 수 있다. 또한 모든 필요한 시그널링 데이터가 절반 길이로 송신될 수 있고 추가 시그널링 패턴(31b)이 필요하지 않는 경우 절반 길이 시그널링 패턴(31a)을 가진 하나의 타임 슬롯만을 제공할 수 있다. 이 대신, 절반보다 더 긴 길이 시그널링 패턴은 시그널링 패턴(31b) 후의 후속된 타임 슬롯에 사용될 수 있다.
통상 전술한 바와 같이, 트레이닝 패턴, 데이터 패턴 및/또는 시그널링 패턴의 길이(또는 대역폭)는 예를 들면 수신 장치(63)의 효과적인 수신 대역폭에 예를 들면 수신 대역통과 필터의 출력 대역폭에 적합할 수 있는데, 즉 이보다 작거나 또는 최대로 동일할 수 있다는 데에 통상 (본 발명의 모든 실시예에 대해) 주목해야 한다.
또한 본 발명에 기술된 프레임 구조의 트레이닝 패턴, 시그널링 패턴 및/또는 데이터 패턴은 추가적인 가드 대역(guard band), 즉 각 패턴 또는 프레임의 시작부 및/또는 종료부에서 미사용 반송파를 포함할 수 있다. 예를 들면 각 트레이닝 패턴은 각 패턴의 시작부 및 종료부에 가드 대역을 포함할 수 있다. 이 대신, 소정 애플리케이션에서, 단지 각 프레임에서 첫 트레이닝 패턴, 도 10의 예에서 위치(39)에서 트레이닝 패턴은 패턴의 시작부에서만 가드 대역을 포함할 수 있고, 각 프레임에서 마지막 트레이닝 패턴은 패턴의 종료부에서만 가드 대역을 포함할 수 있다. 이 대신, 소정 애플리케이션에서, 각 프레임에서 단지 첫 트레이닝 패턴, 도 10의 예에서 위치(39)에서 트레이닝 패턴은 패턴의 종료부뿐만 아니라 시작부에 가드 대역을 포함할 수 있고, 각 프레임에서 마지막 트레이닝 패턴은 패턴의 종료부뿐만 아니라 시작부에서 가드 대역을 포함할 수 있다. 소정 또는 모든 트레이닝 패턴에 포함된 가드 대역의 길이는 예를 들면 수신 장치가 대처할 수 있는 최대 주파수 오프셋보다 작거나 또는 최대 동일할 수 있다. 각 트레이닝 패턴을 위한 8 MHz 대역폭의 언급한 예에서, 가드 대역은 예를 들면 250 내지 500 kHz의 길이 또는 임의 다른 적당한 길이를 가질 수 있다. 또한 트레이닝 패턴에 포함된 가드 대역의 각 길이는 도 12와 관련하여 설명한 바와 같이 필터 특성으로 인하여 수신 장치에 수신되지 않는 반송파의 최소 길이일 수 있다. 또한 시그널링 패턴이 가드 대역을 가진 경우, 트레이닝 패턴에 포함된 가드 대역의 각 길이는 각 시그널링 패턴 가드 대역의 최소 길이일 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 각 시그널링 패턴은 각 패턴의 시작부 및 종료부에서 미사용 반송파를 가진 가드 대역을 포함할 수 있다. 여기서, 시그널링 패턴에 포함된 각 가드 대역의 길이는 도 12와 관련하여 기술된 바와 같이 필터 특성으로 인하여 수신 장치에 수신되지 않는 최소 반송파 길이일 수 있으므로, 각 시그널링 패턴에서 시그널링 데이터의 길이는 유효한 수신기 대역폭과 동일하다(또는 이보다 작을 수 있다).
부가적으로 또는 대안으로, 각 데이터 패턴은 각 패턴의 시작부 및 종료부에 미사용 반송파를 가진 가드 대역을 포함할 수 있다. 여기서, 가드 대역의 길이는 예를 들면 시그널링 패턴이 가드 대역을 포함한다면 시그널링 패턴의 가드 대역의 길이와 동일할 수 있다. 이 대신, 소정 애플리케이션에서, 주파수 방향으로 각 프레임에서 단지 각 첫 데이터 패턴, 도 10 및 도 13의 예에서 데이터 패턴(32, 32', 32'', 32''')은 데이터 패턴의 시작부에만 가드 대역을 포함할 수 있고, 주파수 방향으로 각 프레임에서 마지막 데이터 패턴, 도 10 및 도 13의 예에서 데이터 패턴(37, 37', 37'', 37''')은 데이터 패턴의 종료부에서 가드 대역을 포함할 수 있다. 이로써, 데이터 반송파의 가드 대역의 길이는 시그널링 패턴의 가드 대역의 길이와 동일할 수 있다(또는 이와 상이할 수 있다).
대안으로 또는 부가적으로, 시그널링 패턴(31)의 부분이 수신 장치(63)에 수신되지 못할 수 있는 문제를 극복하기 위하여, 송신 장치(54)는 시그널링 매핑 수단(57)에 의해 시그널링 패턴의 주파수 반송파상으로 매핑되는 시그널링 데이터로 소정 종류의 오류 코딩, 반복 코딩과 같은 리던던시(redundancy) 등을 추가하는 데 적합한 오류 코딩 수단(56)을 선택적으로 포함할 수 있다. 수신 장치(63)가 예를 들면 재구성 수단(71)에 의해 원래 시그널링 패턴을 재구성하기 위하여 소정 종류의 오류 검출 및/또는 정정을 수행할 수 있으므로, 도 10에 도시된 바와 같이, 추가적인 오류 코딩은 송신 장치(54)로 하여금 트레이닝 패턴(30)과 동일 길이에서 시그널링 패턴(31)을 사용할 수 있게 한다.
시그널링 패턴 및 수신 장치(63)의 보다 나은 수신을 보장하기 위하여, 본 발명은 수신 장치(63)의 튜닝 위치를 최적화할 것을 더 제안한다. 도 10 및 도 13에 도시된 예에서, 수신기는 수신할 데이터 패턴의 주파수 대역폭 주위로 부분(38)을 센터링(centering)함으로써 전송 대역폭의 부분(38)으로 튜닝된다. 이 대신, 수신 장치(63)는 원하는 데이터 패턴을 여전히 충분히 수신하는 동안 시그널링 패턴(31)의 최대 부분을 수신하기 위하여 부분(38)을 배치함으로써 시그널링 패턴(31)의 수신을 최적화하도록 튜닝될 수 있다. 이 대신, 본 발명은 각 데이터 패턴의 길이가 소정 퍼센트, 예를 들면 10% 보다 많이 각 프리앰블 패턴(30) 및 시그널링 패턴(31)의 길이와 다르지 않도록 제안한다. 이 해결 방안의 예는 도 14에서 알 수 있다. 데이터 패턴(42, 43, 44, 45) 사이의 경계부는 10%와 같은(이로 제한되지 않는) 소정 퍼센트보다 많이 (주파수 방향으로) 프리앰블 패턴(30)과 시그널링 패턴(31) 사이의 경계부로부터 벗어나지 않는다. 그 후, 이 작은 퍼센트는 시그널링 패턴(31)에서 전술한 추가 오류 코딩에 의해 정정될 수 있다.
도 15는 본 발명에 따라 예를 들면 프레임(47)의 시간 영역 표현을 도시한다. 송신 장치(54)에서, 프레임 패턴 또는 구조가 프레임 형성 수단(59)에서 생성 된 후, 주파수 영역 프레임 패턴은 변환 수단(60)에 의해 시간 영역으로 변환된다. 결과적인 시간 영역 프레임의 예는 이제 도 15에 도시된다. 프레임(47)은 파일럿 매핑 수단(55)에 의해 매 m 번째 주파수 반송파(2보다 크거나 동일한 자연수인 m)상으로만 파일럿 신호를 매핑한 결관인 다수의 단축된 트레이닝 심볼(48)에 이어, 가드 구간(49), 시그널링 심볼(50), 다른 가드 구간(51), 그리고 가드 구간(53)에 의해 각각 분리되는 다수의 데이터 심볼(52)을 포함한다. 도 13과 관련하여 설명한 바와 같이, 각 두 시그널링 패턴(31a, 31b)이 존재하는 경우, 프레임(47)은 가드 구간에 의해 분리되는 두 시그널링 심볼을 포함한다. 가드 구간은 예를 들면 각 심볼의 유용 부분의 순환 확장일 수 있다. 동기화 신뢰성은 통상 마지막 트레이닝 심볼을 변환함으로써, 즉 (모든 동일 위상을 가진) 선행한 트레이닝 심볼에 대하여 마지막 트레이닝 심볼의 위상을 변환함으로써 향상될 수 있다. 그러면, 시간 영역 프레임은 예를 들면 신호를 원하는 송신 주파수로 업변환함으로써, 사용된 다중 반송파 시스템에 따라 시간 영역 신호를 처리하는 송신 수단(61)으로 전달된다. 그 후, 송신 신호는 안테나 등과 같은 무선 인터페이스 또는 유선 인터페이스일 수 있는 송신 인터페이스(62)를 통해 전송된다.
프레임(47)에서 단축된 트레이닝 심볼(48)의 수는 원하는 구현 및 사용되는 송신 시스템에 의존한다. 비제한 예에서와 같이, 단축된 트레이닝 심볼(48)의 수는 상관관계 복잡도 및 동기화 신뢰도 사이의 양호한 절충인 8일 수 있다.
도 15는 각 다수의 프레임이 수퍼 프레임으로 결합될 수 있다는 것을 더 보여준다. 수퍼 프레임 당 프레임의 수, 즉 시간 방향으로 각 수퍼 프레임의 길이는 고정되거나 변할 수 있다. 여기서, 수퍼 프레임이 동적으로 설정될 수 있는 최대 길이가 있을 수 있다. 또한 이것은 수퍼 프레임에서 각 프레임을 위한 시그널링 패턴에서 시그널링 데이터가 동일한 경우, 그리고 시그널링 데이터의 변동이 수퍼 프레임에서 수퍼 프레임으로만 발생되는 경우에 유리할 수 있다. 환언하면, 변조, 코딩, 데이터 패턴의 수 등은 수퍼 프레임의 각 프레임에서 동일하지만, 후속된 수퍼 프레임에서 상이할 수 있다. 예를 들면, 방송 시스템에서 수퍼 프레임의 길이는 시그널링 데이터가 종종 변하지 않을 수 있으므로 보다 길 수 있고, 대화형 시스템에서, 송신 및 수신 파라미터의 최적화가 수신기로부터 송신기로의 피드백을 기반으로 행해질 수 있으로, 수퍼 프레임 길이가 보다 짧을 수 있다.
송신 장치(54)의 요소 및 기능성, 도 16에 도시된 블록도는 전에 설명하였다. 송신 장치(54)의 실제 구현은 각 시스템에서 송신 장치의 실제 동작을 위해 필요한 부가적인 요소 및 기능성을 포함할 것이라는 것을 알아야 한다. 도 16에서는 본 발명의 설명 및 이해를 위해 필요한 요소 및 수단만을 도시하였다. 동일한 것은 도 17에 도시된 블록도인 수신 장치(63)이다. 도 17은 본 발명의 이해를 위해 필요한 요소 및 기능성만을 도시했다. 추가 요소는 수신 장치(63)의 실제 동작을 위해 필요할 것이다. 송신 장치(54)뿐만 아니라 수신 장치(63)의 요소 및 기능성은 본 발명에 의해 청구되고 기술되는 기능성을 수행하는 데 적합한 임의 종류의 디바이스, 장치, 시스템 등에 구현될 수 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명은 또한 전술한 실시예에 대한 대안으로서 적어도 하나의 데이터 패턴이 다른 데이터 패턴(들)의 길이와 상이한 길이를 가지는 다수의(둘 이상) 데이 터 패턴을 가지는 프레임 구조(그리고 전술한 바와 같이 대응적으로 적합한 송신 및 수신 장치 및 방법)에 관한 것이다. 가변 길이를 가진 이 데이터 패턴 구조는 전술한 바와 같이 동일 길이 및 콘텐츠를 가진 트레이닝 패턴 시퀀스와 결합하거나, 또는 적어도 하나의 트레이닝 패턴이 다른 트레이닝 패턴과 상이한 길이 및/또는 콘텐츠를 가진, 즉 가변 트레이닝 패턴 길이를 가진 트레이닝 패턴 시퀀스와 결합될 수 있다. 두 경우에, 수신 장치(63)는 전술한 바와 같이 프레임 구조에 포함된 시그널링 데이터 패턴에 포함된 시그널링 데이터에 의해, 또는 개별 시그널링 데이터 채널에 의해 송신될 수 있는, 가변 데이터 패턴 길이에 대한 소정 정보를 필요로 할 것이다. 후자의 경우, 이것은 모든 또는 필요한 프레임에서 첫 트레이닝 패턴 및 시그널링 패턴을 수신함으로써 수신 장치로 하여금 가변 데이터 패턴에 대한 정보를 항상 얻을 수 있도록, 각 프레임에서 제1 트레이닝 패턴 및 제1 시그널링 패턴은 항상 동일 길이를 가지는 경우에 가능한 구현이다. 물론 다른 구현도 가능하다. 이와 달리, 트레이닝 패턴, 데이터 패턴 및 시그널링 패턴과 관련된 상기 설명의 나머지 부분뿐만 아니라 송신 장치(54) 및 수신 장치(63)에서 가능한 구현도 여전히 적용될 수 있다.
도 1은 선택 부분이 수신기에 선택적으로 유연하게 수신될 수 있는 전체 전송 대역폭의 개략도.
도 2는 전체 전송 대역폭의 세그먼트화에 대한 예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따라 프레임 구조의 개략적인 시간 영역 표현을 도시하는 도면.
도 4의 (a)는 트레이닝 패턴의 주파수 영역 예를 도시하는 도면.
도 4(b)는 도 4의 (a)의 트레이닝 패턴의 시간 영역 표현을 도시하는 도면.
도 5의 (a)는 트레이닝 패턴의 다른 예의 주파수 영역 표현을 도시하는 도면.
도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 트레이닝 패턴의 시간 영역 표현을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따라 반복적 트레이닝 패턴을 가진 전체 전송 대역폭의 개략적 주파수 영역 표현을 도시하는 도면.
도 7은 전송 대역폭이 수신 대역폭과 동일한 다중 반송파 시스템의 자기 상관관계의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명에 따라 수신 대역폭이 트레이닝 패턴과 일치하는 자기 상관관계의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명에 따라 수신 대역폭이 트레이닝 패턴과 일치하지 않는 경우에 자기 상관관계의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명에 따라 프레임 구조 또는 패턴의 개략적인 예를 도시하는 도면.
도 11은 시그널링 패턴의 재구성의 설명을 가진 도 10의 프레임 구조의 일부를 도시하는 도면.
도 12는 수신기 필터 특성의 개략적 예를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명에 따라 패턴의 프레임 구조의 다른 예를 도시하는 도면.
도 14는 본 발명에 따라 프레임 구조 또는 패턴의 또 다른 예를 도시하는 도면.
도 15는 시간 차원에서 본 발명의 프레임 구조의 예를 개략적으로 도시하는 도면.
도 16은 본 발명에 따라 송신 장치의 예를 도시하는 개략적 블록도.
도 17은 본 발명에 따라 수신 장치의 예를 도시하는 개략적 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
54: 송신 장치
55: 파일럿 매핑 수단
56: 오류 코딩 수단
57: 시그널링 데이터 매핑 수단
58, 58', 58": 데이터 매핑 수단
59: 프레임 형성 수단
60: 변환 수단
61: 송신 수단
62: 송신 인터페이스

Claims (25)

  1. 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신하기 위한 송신 장치로서,
    각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴(training pattern) 및 적어도 두 개의 데이터 패턴(data pattern)을 포함하고,
    상기 송신 장치는,
    파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑(mapping)하도록 적응된 파일럿 매핑 수단과,
    데이터를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하도록 적응된 데이터 매핑 수단과,
    시간 영역 송신 신호를 생성하기 위하여 상기 트레이닝 패턴들 및 상기 데이터 패턴들을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환시키도록 적응된 변환 수단과,
    상기 시간 영역 송신 신호를 송신하도록 적응된 송신 수단
    을 포함하는 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 패턴들의 적어도 일부의 길이는 서로 다르고, 상기 데이터 패턴 들 각각의 길이는 상기 트레이닝 패턴들 각각의 길이보다 작거나 동일한 송신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    모든 상기 데이터 패턴들의 길이는 동일하고 상기 트레이닝 패턴들 각각의 길이보다 작거나 동일한 송신 장치.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 데이터 패턴들의 길이는 동적으로 조정되는 송신 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 데이터 패턴은 시간 차원에서 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴을 후속하고(succeed), 상기 각 프레임은 상기 시간 차원에서 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴을 후속하는 추가 데이터 패턴들을 포함하고, 상기 추가 데이터 패턴들 각각은 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴 중 대응하는 하나와 동일한 길이를 각각 갖는 송신 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서,
    상기 각 프레임은 적어도 두 개의 시그널링 패턴(signalling pattern)을 포함하고, 상기 송신 장치는 시그널링 데이터를 프레임에서의 각 시그널링 패턴의 주 파수 반송파상에 매핑하도록 적응된 시그널링 데이터 매핑 수단을 포함하는 송신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 각 시그널링 패턴의 길이는 상기 트레이닝 패턴들의 길이와 동일한 송신 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 각 시그널링 패턴의 길이는 상기 트레이닝 패턴들 각각의 길이보다 작은 송신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각 시그널링 패턴의 길이는 상기 트레이닝 패턴들 각각의 길이의 절반인 송신 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 한 항에 있어서,
    상기 시그널링 데이터 매핑 수단은 오류 정정 코딩을 이용하여 상기 시그널링 데이터를 상기 각 시그널링 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하도록 적응되는 송신 장치.
  11. 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신하기 위한 송신 방법으로서,
    각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 및 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고,
    파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑하는 단계와,
    데이터를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하는 단계와,
    시간 영역 송신 신호를 생성하기 위하여 상기 트레이닝 패턴들 및 상기 데이터 패턴들을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환하는 단계와,
    상기 시간 영역 송신 신호를 송신하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
  12. 다중 반송파 시스템을 위한 프레임 패턴으로서,
    주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 및 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고,
    파일럿 신호들의 동일한 시퀀스는 상기 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑되고,
    데이터는 상기 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑되는 프레임 패턴.
  13. 전송 대역폭에서의 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 수신하기 위한 수신 장치로서,
    각 프레임은, 주파수 반송파상에 매핑되는 파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 각각 갖고 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴과, 주파수 반송파상에 매핑되는 데이터를 갖는 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 갖고,
    상기 수신 장치(63)는,
    상기 전송 대역폭의 선택 부분으로 튜닝되어 이를 수신하도록 적응된 수신 수단(65) - 상기 전송 대역폭의 선택 부분은 최소한 상기 트레이닝 패턴들 중 하나의 길이를 갖고, 수신되는 적어도 하나의 데이터 패턴을 커버함 - 과,
    상기 전송 대역폭의 선택 부분에서 수신된 상기 파일럿 신호들을 기반으로 상관관계(correlation)를 수행하도록 적응된 상관관계 수단(67)
    을 포함하는 수신 장치(63).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 상관관계 수단(67)은 상기 전송 대역폭의 선택 부분에서 수신된 상기 파일럿 신호들을 기반으로 자기 상관관계(auto-correlation)를 수행하도록 적응되 는 수신 장치(63).
  15. 제13항에 있어서,
    상기 상관관계 수단(67)은 트레이닝 패턴의 저장 버전과 상기 전송 대역폭의 선택 부분에서 수신된 상기 트레이닝 패턴의 수신 버전 간의 비교를 기반으로 교차 상관관계(cross-correlation)를 수행하도록 적응되는 수신 장치(63).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 수신 수단(65)이 튜닝되는 상기 전송 대역폭의 선택 부분이 상기 트레이닝 패턴 구조와 매칭하지 않는 경우, 상기 수신된 파일럿 신호들을 원래 시퀀스로 재정렬하도록 적응된 파일럿 재정렬 수단(66)을 포함하는 수신 장치(63).
  17. 제13항 내지 제16항 중 한 항에 있어서,
    상기 각 프레임은 적어도 두 개의 시그널링 패턴을 포함하고, 각 시그널링 패턴은 주파수 반송파상에 매핑되는 시그널링 데이터를 포함하고, 상기 수신 장치(63)는 상기 전송 대역폭의 상기 수신된 선택 부분으로부터 원래 시그널링 패턴을 재구성하도록 적응된 재구성 수단(71)을 포함하는 수신 장치(63).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 수신 수단이 튜닝되는 상기 전송 대역폭의 선택 부분이 상기 시그널링 패턴 구조와 매칭하지 않는 경우, 상기 재구성 수단(71)은 상기 수신된 시그널링 신호들을 상기 원래 시그널링 패턴으로 재정렬하도록 적응되는 수신 장치(63).
  19. 제17항에 있어서,
    상기 재구성 수단(71)은 상기 원래 시그널링 패턴을 재구성하기 위하여 상기 수신된 시그널링 신호들에 오류 정정 디코딩을 수행하도록 적응되는 수신 장치(63).
  20. 제17항 내지 제19항 중 한 항에 있어서,
    상기 수신 수단(65)은, 수신되는 상기 전송 대역폭의 선택 부분에서 시그널링 패턴의 최적화된 수신이 가능하도록 상기 전송 대역폭의 선택 부분으로 튜닝되어 이를 수신하도록 적응되는 수신 장치(63).
  21. 제13항 내지 제19항 중 한 항에 있어서,
    상기 수신 수단(65)은, 수신되는 상기 적어도 하나의 데이터 패턴이 수신되는 상기 전송 대역폭의 선택 부분과 관련하여 센터링되도록(centred) 상기 전송 대역폭의 선택 부분으로 튜닝되어 이를 수신하도록 적응되는 수신 장치(63).
  22. 제13항 내지 제21항 중 한 항에 있어서,
    상기 수신 수단(65)은, 이전 프레임의 시그널링 패턴에서 수신된 시그널링 정보를 기반으로 상기 전송 대역폭의 선택 부분으로 튜닝되어 이를 수신하도록 적응되는 수신 장치(63).
  23. 전송 대역폭에서의 프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 송신된 신호들을 수신하기 위한 수신 방법으로서,
    각 프레임은, 주파수 반송파상에 매핑되는 파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 각각 갖고 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴과, 주파수 반송파상에 매핑되는 데이터를 갖는 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 갖고,
    상기 전송 대역폭의 선택 부분을 수신하는 단계 - 상기 전송 대역폭의 선택 부분은 최소한 상기 트레이닝 패턴들 중 하나의 길이를 갖고, 수신되는 적어도 하나의 데이터 패턴을 커버함 - 와,
    상기 전송 대역폭의 선택 부분에서 수신된 상기 파일럿 신호들을 기반으로 상관관계를 수행하는 단계
    를 포함하는 수신 방법.
  24. 신호들을 송신 및 수신하기 위한 시스템으로서,
    제1항 내지 제10항 중 한 항에 따른 송신기와, 상기 송신 장치로부터 상기 시간 영역 송신 신호를 수신하도록 적응된 제13항 내지 제22항 중 한 항에 따른 수신 장치를 포함하는 시스템.
  25. 신호들을 송신 및 수신하기 위한 방법으로서,
    프레임 구조를 기반으로 다중 반송파 시스템에서 신호들을 송신하기 위한 송신 방법을 포함하고,
    각 프레임은 주파수 방향으로 서로 인접한 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 및 적어도 두 개의 데이터 패턴을 포함하고,
    상기 송신 방법은,
    파일럿 신호들의 동일한 시퀀스를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 트레이닝 패턴 각각 - 상기 트레이닝 패턴 각각은 동일한 길이를 가짐 - 의 주파수 반송파상에 매핑하는 단계와,
    데이터를 프레임에서의 상기 적어도 두 개의 데이터 패턴의 주파수 반송파상에 매핑하는 단계와,
    시간 영역 송신 신호를 생성하기 위하여 상기 트레이닝 패턴들 및 상기 데이터 패턴들을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환하는 단계와,
    상기 시간 영역 송신 신호를 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 방법은 상기 시간 영역 송신 신호를 수신하도록 적응된 제23항에 따른 수신 방법을 더 포함하는, 신호들을 송신 및 수신하기 위한 방법.
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