KR20100063821A

KR20100063821A - 확장 골레이 코드들의 생성 및 사용을 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20100063821A
Application number: KR1020107010301A
Authority: KR
Inventors: 이즈매일 라크키스
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-06-11
Also published as: CN101822110A; KR20120099478A; KR101384269B1; CN101822118A; KR20100061859A; US20090204874A9; US8856628B2; JP2011501531A; EP2215885A1; KR101078952B1; US20090097533A1; WO2009049226A1; TW200935770A; KR101161075B1; US20090100317A1; JP2011501524A; CN101822110B; JP2011501530A; WO2009049198A1; CN101821957B

Abstract

무선 디바이스는 확산을 위해 사용될 골레이 코드들을 할당하도록 구성되는 코드 할당 모듈, 신호를 생성하기 위해 데이터를 골레이 코드들로 확산하도록 구성되는 확산 모듈 ―여기서, 골레이 코드들은 데이터를 확산하기 위해 랜덤하게 사용됨―, 및 신호를 전송하도록 구성되는 송신기를 포함한다. 무선 디바이스는 준-전방향성 빔 패턴들의 세트를 통해 제1 비컨 신호를 전송하고, 제2 방향성 빔 패턴들을 통해 제2 비컨 신호를 전송할 수도 있다. 제1 비컨 신호는 제2 비컨 신호의 전송 레이트보다 더 높은 제1 전송 레이트를 갖는다. 0의 주기적 상호 상관을 갖는 확장 골레이 코드들은 골레이 코드 및 일 세트의 짧은 시퀀스들로부터 생성될 수도 있다. 무선 디바이스에 의해 전송된 데이터 블록은 골레이 코드들 및 데이터 부분들을 포함할 수도 있으며, 각각의 데이터 부분은 두 개의 골레이 코드들 사이에 있으며 각각의 골레이 코드는 두 개의 데이터 부분들 사이에 있다.

Description

확장 골레이 코드들의 생성 및 사용을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATION AND USAGE OF EXTENDED GOLAY CODES}

35 U.S.C.§119에 따른 우선권 주장

본 출원은 2007년 10월 10일 출원된 미국 가출원 No.60/998,278을 우선권으로 청구하며, 상기 가출원은 본 건의 양수인에게 양도되었으며, 본 명세서에 참조된다.

본 발명은 일반적으로 확산 스펙트럼 코딩의 생성에 관한 것이며, 특히 골레이(Golay) 코드의 생성 및 프로세싱에 관한 것이다.

관련된 기술의 일 양상에서, 단일 캐리어 및 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 변조 모두를 지원하는 물리 계층은 밀리미터파(예를 들어, 60 GHz) 통신에 사용될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 양상들은 57GHz-66GHz 스펙트럼에서의 밀리미터파 통신들(예를 들어, 미국의 경우 57GHz-64GHz이며, 일본의 경우 59GHz-66GHz)을 위해 구성될 수도 있다.

OFDM 및 단일 캐리어 모드들 모두는 단일 캐리어 공통 모드를 추가로 포함한다. 공통 모드는 상이한 디바이스들과 상이한 네트워크들 사이의 공존(co-existence) 및 상호운용(interoperability)을 용이하게 하기 위해 OFDM 및 단일 캐리어 송수신기들 모두에 의해 사용되는 기본 레이트(base rate) 모드이다. 공통 모드는 비커닝, 제어 정보의 전송에 이용될 수 있으며, 데이터 패킷들에 대한 기본 레이트로서 사용될 수도 있다. 공통 모드 데이터는 골레이 코드들에 의해 확산되며, π/2-BPSK 변조를 사용한다.

IEEE802.15.3c 네트워크에서의 단일 캐리어 송수신기는 적어도 하나의 골레이 코드 생성기를 사용하여 전송된 데이터 프레임의 모든 필드에 골레이 코드들을 제공하고 수신된 골레이 코딩된 신호의 정합 필터링(matched filtering)을 실행한다. 골레이에 의해 첫 번째로 생성되는 상보적(complementary) 코드들은, 하나의 시퀀스에서 어떤 정해진 간격을 갖는 동일한 엘리먼트들의 쌍들의 수가 다른 시퀀스들에서 동일한 간격을 갖는 동일하지 않은 엘리먼트들의 쌍들의 수와 동일하게 되도록, 동일한 길이를 갖는 유한한 시퀀스들의 세트이다. 본 명세서에 참조로 통합된 S. Z. Budisin, "Efficient pulse compressor for Golay complementary sequences," Electronic Letters, 27, no. 3, pp. 219-220, 31st Jan. 1991은 골레이 상보적 코드들은 물론 골레이 정합 필터를 생성하기 위한 송신기를 보여준다.

본 명세서에 기재된 양상들은 IEEE802.15.3c 프로토콜에 의해 정의된 바와 같이 밀리미터파 WPAN들을 사용하는 시스템들에 유리할 수도 있다. 그러나 다른 애플리케이션들이 유사한 장점들을 가질 수도 있는바, 본 발명은 이러한 시스템들에 한정되는 것을 의도하지 않는다.

본 발명의 일 양상에서, 송신기는 확산을 위해 사용될 골레이 코드들을 할당하고, 신호를 생성하기 위해 데이터를 골레이 코드들로 확산시키고 ―여기서 골레이 코드들은 데이터를 확산시키기 위해 랜덤하게 사용됨―, 신호를 전송하기 위해 구성된다.

본 발명의 다른 양상에서, 송신기는 일 세트의 준-전방향성 빔 패턴들을 통해 제1 비컨 신호를 전송하고, 일 세트의 방향성 빔 패턴들을 통해 제2 비컨 신호를 전송하도록 구성되며, 여기서 제1 비컨 신호의 전송과 관련된 제1 레이트는 제2 비컨 신호의 전송과 관련된 제2 레이트보다 더 높다.

다른 양상에서, 송신기 또는 수신기는 확장 골레이 코드를 이용하여 프리앰블을 생성한다. 확장 골레이 코드는 0의 주기적 상호 상관을 갖는 일 세트의 확장 골레이 코드들로부터 선택되며, 확장 골레이 코드들은 골레이 코드 및 일 세트의 짧은 시퀀스들로부터 생성된다.

또 다른 양상에서, 송신기는 골레이 코드들 및 데이터 부분들을 포함하는 제1 데이터 블록을 생성하는데, 각각의 데이터 부분은 두 개의 골레이 코드들 사이에 있고, 각각의 골레이 코드는 두 개의 데이터 부분들 사이에 있다.

비록 특정 양상들이 설명되었지만, 이러한 양상들의 많은 변경들 및 치환들이 본원 발명의 범위 내에 속한다. 바람직한 양상들의 일부 장점 및 이점들이 언급된 반면, 본원 발명의 범위는 특정 장점, 용도 또는 목적들에 한정되도록 의도되는 것은 아니다. 오히려, 본원 발명의 양상들은 상이한 무선 기술들, 시스템 구성들, 네트워크들 및 전송 프로토콜들에 광범위하게 적용가능하도록 의도되며, 이들 중 일부는 예로써 도면들에서 그리고 이하의 상세한 설명에서 서술된다. 상세한 설명 및 도면들은 제한이라기보다는 단지 본원 발명의 예시이며, 본원 발명의 범위는 첨부한 청구항들 및 그 등가물들에 의해 정의된다.

본 발명에 따른 양상들은 이하의 도면들을 참조하여 이해된다.
도1은 본 발명의 샘플 양상들에 따른 공통 모드 통신 신호에서의 패킷에 대한 프레임 구조의 도면이다.
도2는 두 쌍의 무선 송수신기들 사이의 통신 링크들을 나타낸다.
도3은 본 발명의 샘플 양상에 따른 무선 통신들을 구현하기 위한 방법을 나타낸다.
도4는 밀리미터파 시스템에서 통신을 위해 구성되는 장치의 블록도이다.
도5는 본 발명의 일부 양상들에 사용될 수도 있는 골레이 코드 생성기의 블록도이다.
도6은 본 발명의 샘플 양상에 따라 구성되고 컴퓨터 판독 가능 메모리 상에 상주하는 소프트웨어 컴포넌트들을 나타낸다.
도7은 본 발명의 샘플 양상에 따른 통신 방법을 위한 흐름도이다.
도8은 본 발명의 샘플 양상에 따라 구성되는 샘플 장치들의 블록도이다.
도9는 본 발명의 샘플 양상에 따라 구성되고 컴퓨터 판독 가능한 메모리에 상주하는 소프트웨어 컴포넌트들을 나타낸다.
도10은 낮은 상호 상관을 갖는 한 세트의 확장 골레이 코드들을 갖는 프리앰블을 생성하기 위한 샘플 방법을 나타낸 흐름도이다.
도11은 프리앰블들을 생성하도록 구성되는 샘플 장치들의 블록도이다.
도12는 본 발명의 샘플 양상에 따라 구성되고 컴퓨터 판독 가능 메모리 상에 상주하는 소프트웨어 컴포넌트들을 나타낸다.
도13은 전송을 위한 통신 신호를 생성하기 위한 샘플 방법을 나타낸 흐름도이다.
도14는 본 발명의 샘플 양상에 따라 신호를 생성하도록 구성되는 장치의 블록도이다.
도15는 서브 슬롯 구조의 샘플 포맷을 도시한다.
도16은 서브 슬롯 길이가 채널 지연에 의해 감소되는 서브 블록 구조의 샘플 포맷을 도시한다.
도17은 제1 블록에서 처음 N/2개의 서브 슬롯들 각각이 프리픽스로서 제 1 상보적 골레이 코드를 사용하는 샘플 블록 구조를 설명한다.
도18은 프레임에서 주기적인 구조로 인해 스펙트럼 선들의 존재를 감소시키도록 구성되는 본 발명의 샘플 양상에 따른 서브 블록 구조를 나타낸다.
도19는 본 발명의 다양한 양상들에서 사용될 수도 있는 서브 블록 구조를 나타낸다.
도20은 상보적 골레이 코드 a 가 짝수 번호의 서브 슬롯들 이전에 삽입되고, 상보적 골레이 코드 b 가 홀수 번호의 서브 슬롯들 이전에 삽입되고, 알려진 파일럿 칩들 또는 톤들이 서브 슬롯들의 일부 또는 모두에 삽입되는 서브 블록 구조를 나타낸다.

이하에서 다양한 양상들이 설명된다. 기재된 교지들이 다양한 형태로 실시될 수도 있으며, 기재된 임의의 특정 구조, 기능 또는 이 둘은 단지 전형적인 예시임이 명백할 것이다. 기재된 교지들에 기초하여, 당업자는 기재된 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 장치가 구현될 수도 있고 방법이 설명된 임의의 개수의 양상들의 세트를 이용하여 실행될 수도 있다. 또한, 이러한 장치가 구현될 수도 있고, 이러한 방법이 설명된 하나 이상의 양상들에 부가하여 또는 그 외의 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 실행될 수도 있다.

이하의 기재에서, 설명의 목적을 위해, 다양한 특정 세부 사항들이 본원 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나 설명되는 특정 양상들은 본원 발명을 임의의 특정 형태에 제한하려는 것은 아니며, 오히려 본원 발명은 모든 변경들, 등가물들 및 청구항들에 의해 정의된 바와 같이 본원 발명의 범위 내에 속하는 대안들을 커버하려는 것임을 이해해야 한다.

도1은 본 발명의 양상에 따른 공통 모드 통신 신호의 패킷에 대한 프레임 구조를 나타낸다. 공통 모드 신호는 칩 레벨 π/2-BPSK 변조를 이용하는 골레이 확산 코드들을 포함한다. 프리앰블은 길이 128을 갖는 골레이 코드(예를 들어, a₁₂₈로 표시된 골레이 코드)의 8 또는 30회 반복들을 포함한다. 본 명세서에 사용되듯이, 프리앰블은 파일럿 신호들(미도시)을 더 포함할 수도 있다. PLCP 헤더 및 PSDU(즉, 데이터 페이로드)는 (골레이 코드 a₆₄ 및 b₆₄와 같은) 길이 64의 골레이 코드 쌍으로 확산된 심벌들을 포함한다. 긴 프리앰블(즉, 골레이 코드의 30회 반복을 포함하는 프리앰블)은 전형적으로 디폴트 프리앰블로서 구현된다. 그러나 프리앰블은 암시적 또는 명시적인 디바이스 요청 시 짧은 프리앰블(즉, 골레이 코드의 8회 반복들을 포함하는 프리앰블)로 스위칭될 수도 있다.

제한적이지는 않지만, 예를 들어, 골레이 코드 반복 회수 및 골레이 코드 길이들을 포함하는 다양한 프레임 파라미터들이 본원 발명의 양상에 따라 적응될 수도 있다. 일 양상에서, 프리앰블에 이용되는 골레이 코드들이 길이 128 또는 길이 256 골레이 코드들로부터 선택될 수도 있다. 데이터 확산에 사용되는 골레이 코드들은 길이 64 또는 길이 128 골레이 코드들을 포함할 수도 있다.

본 발명의 양상들은 빔 포밍을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 도2는 두 쌍의 무선 송수신기들 사이의 통신 링크들을 나타낸다. 제1 통신 링크가 제1 무선 송수신기(210)와 제2 무선 송수신기(202) 사이에 제공된다. 제2 통신 링크는 제3 무선 송수신기(211)와 제4 무선 송수신기(212) 사이에 제공된다.

제1 무선 송수신기(201)는 제1 방향성 빔 패턴(221)을 생성하도록 구성되는 안테나 어레이(205)를 포함한다. 제2 무선 송수신기(202)는 실질적으로 제1 전방향성 빔 패턴(222)을 생성하는 단일 안테나(206)를 포함한다. 제3 무선 송수신기(211)는 안테나 어레이(215)를 포함하며, 제2 방향성 빔 패턴(231)을 생성하기 위해 사용된다. 제4 무선 송수신기(212)는 실질적으로 제2 전방향성 빔 패턴(232)을 생성하는 단일 안테나(216)를 포함한다.

일 양상에서, 무선 송수신기(201)는 자신의 방향성 빔 패턴(221)을 사용하여 HDTV 신호들을 제2 무선 송수신기(202)로 전송한다. 전송 동안, 제2 무선 송수신기(202)는 근본적으로 수신 모드에 있다. 그러나 제2 무선 송수신기(202)는 확인 응답 메시지(예를 들어, ACK 또는 NACK)를 전송하여 데이터 패킷들이 올바르게 수신되었는 지의 여부를 확인응답할 수도 있다. 마찬가지로, 제3 무선 송수신기(211)는 자신의 방향성 빔 패턴(215)을 통해 제4 무선 통신 송수신기(212)로 신호들을 전송하며, 제4 무선 통신 송수신기도 또한 확인 응답 메시지들을 리턴한다.

전형적으로, 통신 링크들의 쌍은 상이한 주파수 채널들을 사용하여 간섭을 방지한다. 그러나 제1 및 제3 무선 송수신기(201 및 211)는 방향성 빔 패턴들을 사용하기 때문에, 동일한 주파수 채널이 두 통신 링크들에 대해 사용될 수도 있다. 전방향성 송수신기들(202 및 212)은 공통 모드처럼 낮은 데이터 레이트 모드를 사용하여 확인 응답 메시지들 및 다른 정보를 리턴한다. 전방향성 송수신기들(202 및 212) 중 하나가 확인 응답 메시지를 동일한 주파수 대역에서 전송하고 동시에 다른 전방향성 송수신기(212 또는 202)가 수신 모드에 있을 때 간섭이 발생할 수도 있다. 전방향성 송수신기들(202 및 212) 사이의 간섭을 경감시키기 위해, 각각의 링크는 서로에 대해 낮은 상호 상관들을 갖는 다수의 골레이 코드 세트들로부터 선택된 일 세트의 골레이 코드들을 사용할 수도 있다.

본 발명의 일 양상에 따라, 6개의 골레이 상보적 코드 쌍들의 세트 중 임의의 쌍이 사용될 수도 있다. 6개의 골레이 코드 쌍들의 세트는 지연 벡터 D=[32, 8, 2, 16, 1, 4] 및 이하의 시드(seed) 벡터들을 사용하여 생성된다:

결과 골레이 상보적 코드들 사이의 주기적 상호 상관은 16 미만이며, 주기적 자기상관(autocorrelation) 함수는 메인(main) 상관 피크 주위에 0의 상관 구역(즉, 사이드 로브(side lobe)들이 없음)을 갖는다. 모든 6개의 코드들을 생성하기 위해 동일한 지연 벡터가 사용되고, 시드 벡터만이 구성가능하기 때문에, 상이한 골레이 상보적 코드 쌍들을 생성하도록 구성되는 코드 생성기들은 동일한 하드웨어 구성을 공유할 수도 있다. 입력 신호들은 디락(Dirac) 임펄스 신호를 포함할 수도 있다. 출력은 역순으로 복소 켤레(complex-conjugate) 골레이 쌍 코드들을 포함한다. 예를 들어, 코드 생성기는 길이 64의 마더 코드(mother code)들

인 골레이 상보적 코드 쌍들을 생성할 수도 있다. 공통 모드는 데이터 확산을 위해 길이 64 또는 128의 이러한 골레이 코드들을 사용할 수도 있다.

골레이 코드들이 완전한 비주기적 자기상관을 갖지 않는다는 것이 알려져 있다. 오히려, 골레이 코드의 자기상관은 메인 피크 및 명확한 위치들을 갖는 일부 사이드 로브들을 갖는다. 결론적으로, 골레이 정합 필터링 이후, 사이드 로브들은 다중 경로 채널의 경로들을 닮은 채널 왜곡들로 나타난다. 이러한 잘못된 경로들은 레이크 수신기로 하여금 사이드 로브들을 수신된 신호의 다중 경로 엘리먼트들로 오인하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 양상들은 자기상관 사이드 로브들의 위치들을 랜덤화하는 코드들을 사용하도록 구성될 수도 있다.

일 양상은 데이터 확산을 위해 (단일 코드 대신) 한 세트의 코드들을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 데이터 심벌들 각각은 상이한 확산 코드로 확산될 수도 있다. 인접한 데이터 심벌들이 상이한 확산 코드들을 사용하거나, 상이한 확산 코드가 다수의 인접한 심벌들 각각에 대해 사용될 수도 있다. 더욱이, 동일한 주파수 채널에서 상이한 통신 링크를 지원하는 디바이스들의 각각의 세트는 고유한 세트의 코드들을 사용할 수도 있다. 코드들의 각각의 세트는 골레이 코드의 순환적으로 시프팅된 버젼들로부터 유도될 수도 있다.

일 양상에서, 각각의 순환적으로 시프팅된 골레이 코드가 일정한 시프트를 사용함으로써 생성된다. 예를 들어, 제2 골레이 코드가 미리 결정된 양만큼 제1 골레이 코드를 순환적으로 시프팅함으로써 생성된다. 제3 골레이 코드가 미리 결정된 양만큼 제2 골레이 코드를 순환적으로 시프팅함으로써 생성된다. 모든 연속한 골레이 코드들이 또한 동일한 순환 시프트를 사용함으로써 생성된다. 다른 양상에서, 골레이 코드들 사이의 순환 시프트들은 상이한 양들을 포함할 수도 있다.

본 발명의 일 양상에서, 한 세트의 코드들이 동일한 지연 벡터로부터 상이한 시드 벡터를 이용하여 유도될 수도 있다. 이는 사용될 동일한 하드웨어로 하여금 상이한 시드 벡터들을 단순히 사용함으로써 상이한 골레이 코드들을 생성할 수 있게 한다. 이는 프로그램 가능한 시드 벡터들의 세트를 이용하여 동일한 지연 벡터로부터 생성된 골레이 코드들(또는 코드 쌍들)의 세트를 6개까지 제공할 수 있다. 이러한 경우, 시드 벡터는 확산될 각각의 데이터 심벌에 대해 변경될 수도 있다. 대안적으로, 리드 솔로몬 코드(Reed Solomon code)가 사용될 수도 있으며, 시드 벡터는 8개의 심벌들마다 변경될 수도 있다.

도3은 본 발명의 일 양상에 따른 공간 다중화 채널에서 무선 통신들을 구현하기 위한 방법을 나타낸다. 공간 다중화에서, 다수의 통신 링크들이 공통 주파수 채널에 할당된다. 골레이 코드 할당 단계(301)는 잠재적으로 간섭하는 다수의 통신 링크들 각각에 골레이 코드들의 고유한 세트를 할당한다. 할당 단계(301)는 간섭이 통신 링크들 사이에 발생할 것 같은 지를 결정하는 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 할당 단계(301)는 전방향성 빔 패턴들을 갖는 둘 이상의 송수신기들이 근접하고 있는 지를 결정하도록 구성될 수도 있다. 대안적으로, 할당 단계(301)는 링크들 사이의 동일 채널 간섭을 검출하도록 구성될 수도 있으며, 만일 간섭이 미리 결정된 임계치를 초과하면, 각각의 링크에는 골레이 코드들의 고유한 세트가 할당될 수도 있다.

할당된 코드들은 메모리에 저장된 골레이 코드들(즉, 미리 결정된 코드들) 또는 작동 중에 생성된 골레이 코드들을 포함할 수도 있다. 코드들을 생성하는 단계는 할당 단계(301)에 선행하거나 그 이후일 수도 있다. 일 양상에서, 할당된 코드들은 각각의 송수신기에 의해 생성된다. 예를 들어, 골레이 코드의 순환 시프트들이 다수의 확산 코드들을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 상보적 골레이 코드들이 사용될 수도 있다. 본 발명의 일부 양상들에서, 다수의 시드 벡터들이 고정된 지연 벡터를 갖는 골레이 코드 생성기에 사용될 수도 있다. 대안적으로, 골레이 코드 생성기는 다수의 지연 벡터들을 포함할 수도 있다. 앞서 기재된 코드 생성 기술들의 소정의 조합이 본 발명의 양상들에서 사용될 수도 있다.

확산 단계(302)는 선택된 확산 코드들을 이용하여 데이터를 확산한다. 예를 들어, 각각의 송수신기는 대응하는 규정된 세트의 확산 코드들로 자신의 데이터를 확산(302)하도록 구성될 수도 있다. 확산 단계(302)는 데이터를 랜덤하게 확산하기 위해 골레이 코드들을 사용하도록 추가로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 확산 단계(302)는 전송(303)될 확산 신호를 생성하기 위해 심벌들의 미리 결정된 세트 각각에 대해 또는 각각의 심벌에 대해 확산 코드를 변경하는 단계를 포함할 수도 있다. 이는 전송된 신호의 스펙트럼을 고르게 한다. 골레이 정합 필터 수신기에서, 확산은 자기상관 사이드 로브들의 위치들을 랜덤화할 수 있다.

골레이 코드 생성은 도5와 관련하여 설명되는 것처럼, 지연 엘리먼트들, 시드 벡터 삽입 엘리먼트들, 멀티플렉서들 및/또는 하나 이상의 결합기들의 조합을 사용하여 실행될 수도 있다. 골레이 코드 생성은 앞선 반복들로부터의 메모리를 사용하는 반복적인 프로세스이기 때문에, 수신기에서의 정합 필터링은 상이한 코드들을 갖는 인접한 심벌들이 상이한 정합 필터들에 의해 조정되도록 두 개 이상의 골레이 정합 필터들을 이용하여 실행될 수도 있다. 예를 들어, 두 개의 필터들이 사용되면, 제1 필터는 짝수 번호의 심벌들을 프로세싱하고 제2 필터는 홀수 번호의 심벌들을 프로세싱할 수도 있다.

도4는 밀리미터파 시스템에서 통신하도록 구성되는 장치의 블록도이다. 확산을 위해 사용될 골레이 코드들을 할당하기 위한 수단은 메모리에 저장된 미리 결정된 골레이 코드들을 선택하거나 또는 골레이 코드들을 동적으로 생성하도록 구성되는 골레이 코드 할당 모듈(401)을 포함할 수도 있다. 코드 할당 모듈(401)은 컴퓨터 프로세싱 엘리먼트 및 메모리를 포함할 수도 있으며, 여기서 컴퓨터 프로세싱 엘리먼트는 메모리에 저장된 하나 이상의 골레이 코드들을 선택하도록 구성된다. 컴퓨터 프로세싱 엘리먼트는 후보 골레이 코드들 사이에서 상호 상관 값들 또는 다른 관계들을 결정하는 것과 같은 계산을 실행하도록 구성가능할 수도 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 코드 할당 모듈(401)은 상이한 통신 링크들에 사용하기 위해 낮은 상호 상관을 갖는 골레이 코드들을 선택할 수도 있다. 예를 들어, 코드 할당 모듈(401)은 자신의 통신 링크에 대해 상이한 시스템들에 의해 사용되는 다른 통신 링크에 이용되는 골레이 코드들과 낮은 상호 상관을 갖는 하나 이상의 골레이 코드들을 선택할 수도 있다.

도5는 본 발명의 일부 양상들에 사용될 수도 있는 골레이 코드 생성기의 블록도이다. 골레이 코드 생성기는 지연 엘리먼트들(501-509), 적응가능한 시드 벡터 삽입 엘리먼트들(521-529)의 시퀀스, 시드 벡터가 곱해진 신호들과 지연된 신호들을 결합하도록 구성되는 제1 세트의 결합기들(511-519), 및 제2 세트의 결합기들(531-539)을 포함한다.

본 발명의 일 양상에 따라, 지연 엘리먼트들(501-509)의 시퀀스는 미리 결정된 세트의 고정된 지연들

을 제1 입력 신호에 제공하도록 구성된다. 적응가능한 시드 벡터 삽입 엘리먼트들(521-529)의 시퀀스는 제2 입력 신호를 다수의 상이한 시드 벡터들(

, 여기서, L은 골레이 코드 쌍들의 번호) 중 적어도 하나와 곱하기 위해 구성된다. 시드 벡터 삽입 엘리먼트들(521-529)은 프로그램 가능하고, 각각의 시드 벡터는 상이한 골레이 상보적 코드 쌍을 생성한다. 시드 벡터들은 이진 및 복소 심벌들의 임의의 결합을 포함할 수도 있다. 이진 코드들의 경우, W(k) = ±1 이다. 복소 코드들의 경우, W(k) = ±1 및 ±j이다. 코드 생성기가 다수의 골레이 상보적 코드 쌍들을 생성하도록 구성될 때에도, 지연 엘리먼트들(501-509)에 의해 제공되는 지연 프로파일(즉, 지연 벡터)은 고정될 수도 있다.

데이터를 골레이 코드로 확산시키기 위한 수단은 각각의 데이터 심벌을 선택된 골레이 코드들로 확산하여 확산된 신호를 생성하도록 구성되는 확산 모듈(402)을 포함할 수도 있다. 확산 모듈(402)은 랜덤하게 데이터를 확산시키는 방식으로 선택된 골레이 코드들을 사용하도록 구성된다. 예를 들어, 확산 모듈(402)은 골레이 코드들이 데이터를 확산시키기 위해 사용되는 순서를 랜덤화하도록 구성되는 랜덤화기(미도시)를 포함할 수도 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 확산 모듈(402)은 선택된 골레이 코드들이 데이터를 확산하는데 사용되기 전에 선택된 골레이 코드들을 순환적으로 시프팅하기 위한 순환 시프팅 모듈(미도시)을 포함할 수도 있다. 골레이 코드의 순환 시프트는 하나 이상의 엘리먼트들을 골레이 코드 벡터

의 끝에서 상기 벡터의 처음으로 이동시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 골레이 코드 벡터

의 하나의 엘리먼트의 순환적 시프트는

와 같이 표현될 수 있다. 본 발명의 대안적인 양상들은 상이한 순환 시프트들을 사용할 수도 있다.

확산 신호를 전송하기 위한 수단은 확산 데이터 신호를 상향 변환, 증폭 및 무선 통신 채널로의 결합을 위해 구성되는 송신기(403)를 포함할 수도 있다. 송신기(403)는 전형적으로 디지털-아날로그 변환기, 주파수 상향 변환기, 전력 증폭기, 및 전송을 무선 통신 채널로 결합하도록 구성되는 안테나를 포함한다.

본 명세서에 설명된 다양한 양상들은 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술들을 사용하는 제조물, 장치 및/또는 방법으로 구현될 수도 있다. 여기서 사용된 "제조물"이란 용어는 임의의 컴퓨터 판독 가능 디바이스, 캐리어 또는 매체로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 매체는 자기 저장 디바이스들, 광디스크들, DVD, 스마트카드 및 플래쉬 메모리 디바이스들을 포함할 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도6은 본 발명의 일 양상에 따라 구성되고 컴퓨터 판독 가능 메모리(600) 상에 상주하는 소프트웨어 컴포넌트들을 도시한다. 이러한 설명에서, "메모리"라는 용어는 데이터 저장소들, 알고리즘 저장소들 및 다른 정보 저장소들을 의미한다. 여기서 설명된 메모리 컴포넌트들은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 하나이거나, 휘발성 및 비휘발성 메모리 모두를 포함할 수도 있는 것으로 인식될 것이다. 예로써, 비휘발성 메모리는 ROM, 프로그램 가능한 ROM(PROM), 전기적으로 프로그램 가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 소거가능한 ROM(EEPROM) 또는 플래쉬 메모리를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로서 동작하는 RAM을 포함할 수 있다. 예로써, RAM은 동기 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 동기 DRAM(SDRAM), 2배 데이터 레이트 SDRAM(DDR SDRAM), 확장 SDRAM(ESDRAM) 동기링크 DRAM(SLDRAM), 및 다이렉트 램버스 RAM(DRRAM)과 같은 다양한 형태로 이용가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 부가적으로, 시스템들 및/또는 방법들의 기재된 메모리 컴포넌트들은 이러한 타입들의 메모리 및 다른 적절한 타입들의 메모리를 포함하도록 의도되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

골레이 코드 할당 소스 코드 세그먼트(601)는 확산을 위해 사용되는 골레이 코드들을 할당하도록 구성된다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 소스 코드 세그먼트(601)는 메모리에 저장되는 하나 이상의 골레이 코드들을 선택하도록 구성된다. 예를 들어, 소스 코드 세그먼트(601)는 후보 골레이 코드들 사이에서 상호 상관 값들을 결정하도록 구성가능할 수도 있다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 소스 코드 세그먼트(601)는 상이한 통신 링크들에서 사용하기 위해 낮은 상호 상관을 갖는 골레이 코드들을 선택할 수도 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 골레이 코드 할당 소스 코드 세그먼트(601)는 미리 결정된 세트의 고정된 지연들

을 제1 입력 신호에 제공하도록 구성가능할 수도 있다. 소스 코드 세그먼트(601)는 또한 제2 입력 신호를 다수의 상이한 시드 벡터(

, 여기서, L은 골레이 코드 쌍들의 번호)들 중 적어도 하나와 곱하도록 구성될 수도 있다. 소스 코드 세그먼트(601)는 상이한 시드 벡터들로 프로그래밍될 수도 있으며, 각각의 시드 벡터는 상이한 골레이 상보적 코드 쌍을 생성한다.

확산 소스 코드 세그먼트(602)는 확산 신호를 생성하기 위해 각각의 데이터 심볼을 선택된 골레이 코드로 확산시키도록 구성된다. 예를 들어, 확산 소스 코드 세그먼트(602)는 골레이 코드들이 데이터를 확산하기 위해 사용되는 순서를 랜덤화할 수도 있다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 확산 소스 코드 세그먼트(602)는 선택된 골레이 코드들이 데이터를 확산하기 위해 사용되기 전에 이들을 순환적으로 시프팅하도록 구성될 수도 있다.

본 발명의 양상들은, 일 세트의 준-전방향성 패턴들을 이용하여 제1 세트의 비컨 신호들이 전송되고, 그 다음 미리 결정된 수의 방향성 빔 패턴들을 통해 제2 세트의 비컨 신호들이 전송되는 빔 포밍을 제공할 수도 있다. 이러한 양상들은 상이한 빔 패턴들에 대해 상이한 확산 이득들을 제공한다. 예를 들어, 더 높은 확산 이득들이 방향성 비컨 패턴들보다는 준-전방향성 패턴들에 대해 선택될 수도 있다.

도7은 본 발명의 양상에 따른 통신 방법에 대한 흐름도이다. 제1 비컨 신호가 구성(701)되고 R개의 준-전방향성 빔 패턴들의 세트를 통해 전송(703)된다. R개의 준-전방향성 전송들의 세트는 공통 모드 전송들을 사용하는데, 이는 전형적으로 이용가능한 전송 모드들 중 가장 높은 확산 이득을 갖는다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 제1 비컨 신호를 전송하는 단계(703)는 R개의 준-전방향성 빔 패턴들의 세트를 통해 제1 비컨 신호를 동시에 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명의 대안적 양상에 따르면, 제1 비컨 신호를 전송하는 단계(703)는 R개의 준-전방향성 빔 패턴들의 세트를 통해 제1 비컨 신호를 순차적으로 전송하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 제1 비컨 신호는 R개의 상이한 방향들로 전송되는데, 여기서 각각의 방향은 R개의 준-전방향성 빔 패턴들 중 하나에 대응한다. R개의 준-전방향성 빔 패턴들 각각은 상이한 시간에 전송된다. 따라서, 제1 비컨 신호는 R개의 준-전방향성 빔 패턴들 각각을 통해 상이한 시간에 한 번 전송된다.

제1 비컨 신호는 프리앰블, 헤더 및 데이터 부분을 포함한다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 프리앰블은 길이 128 골레이 코드의 32회 반복들을 포함하며, 데이터는 하나 이상의 길이 64 골레이 코드들로 확산된다. 본 발명의 다른 양상들에서, 골레이 코드들은 상이한 길이들 및/또는 상이한 수의 반복들을 가질 수 있다. 제1 비컨의 헤더 또는 데이터 부분은 제2 비컨 신호에 대한 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 방향성 비컨 정보는 골레이 세트 번호 s(여기서 s는 0, 1, ..., S-1일 수 있음), 프리앰블에 사용되는 골레이 코드 길이, 프리앰블에 사용되는 반복들의 회수, 및 헤더 및 데이터 확산을 위한 골레이 코드 길이를 포함할 수도 있다.

제2 비컨 신호가 구성(702)되어 방향성 빔 패턴들의 세트를 통해 전송(704)된다. 방향성 빔 패턴은 안테나 어레이로부터 생성된 방향성 빔들 또는 섹터 안테나들에 의해 생성된 섹터 방향들을 포함할 수도 있다. 제2 비컨 신호는 다수의 방향성 비컨 신호들을 포함할 수도 있다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 방향성 비컨 신호들은 방향성 빔 패턴들의 세트를 통해 동시에 전송(704)된다. 대안적인 양상에 따르면, 방향성 비컨 신호들은 방향성 빔 패턴들의 세트를 통해 순차적으로 전송(704)된다. 예를 들어, 방향성 비컨 신호들은 Q개의 상이한 방향들로 전송되는데, 여기서 각각의 방향은 Q개의 방향성 빔 패턴들 중 하나에 대응한다. 각각의 방향성 비컨 신호는 Q 개의 방향성 빔 패턴들 중 하나를 통해 한 번 전송되며, 각각의 전송은 상이한 시간에 발생한다.

제2 비컨 신호는 제1 비컨 신호에 비해 프리앰블에서 더 짧은 골레이 코드들 및 더 적은 반복들을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 방향성 비컨들을 전송하는 디바이스가 6dB = 10log₁₀(4)의 안테나 이득을 갖는다면, 상기 디바이스는 단지 16회만 반복되는 프리앰블 동안 길이 64 골레이 코드를 사용할 수도 있고, 데이터는 길이 16 골레이 코드들로 확산될 수도 있다. 이는 공통 모드의 확산 이득의 1/4과 동일한 전체 확산 이득과 대등하다.

제1 비컨 신호의 구성(701) 및 제2 비컨 신호의 구성(702)은 일 세트의 길이들을 갖는 골레이 코드 세트들(예를 들어, 코드 길이들 M = 8, 16, 32, 64, 128, 256 및/또는 512)을 생성하는 것을 포함한다. 지연 벡터들 및 시드 벡터들은 코드 세트들을 생성하도록 선택될 수도 있다. 앞서 열거된 코드 길이들의 경우, 지연 벡터 및 시드 벡터 길이들은 N = 3, 4, 5, 6, 7, 8 및 9를 포함할 것이다. 각각의 코드 길이의 경우, 미국 특허 출원 11/599,725호에 기재된 것처럼 6개까지의 코드 세트들의 세트가 선택될 수도 있다.

각각의 코드 세트는 길이

의 고정 지연 벡터

및 모든 시드 벡터들

을 포함한다. 이진 시드 벡터들

의 개수는 2N이며, 복소 시드 벡터들(

또는

)의 개수는 4N이다. 이진 시드들은 준-전방향성 비컨들에서 공통 모드 시그널링을 위해 사용된다. 방향성 비컨들은 복소 시드 벡터들을 구현하도록 선택할 수도 있다.

제1 비컨 신호를 구성하는 단계(701)는 준-전방향성 전송들에 사용하기 위한 골레이 코드 세트들을 선택하는 단계를 포함하며, 제2 비컨 신호를 구성하는 단계(702)는 방향성 전송에 사용하기 위한 골레이 코드 세트들을 선택하는 단계를 포함한다. 코드들은 자신의 확산 이득들이 준-전방향성 빔들과 방향성 빔들 사이의 안테나 이득의 차들을 보상하도록 선택된다. 코드 세트 선택은 또한 동일한 확산 이득 기준을 갖는 데이터 전송들 및 프리앰블을 위한 코드 세트들의 선택을 포함한다.

일양상에서, 피코넷에서의 장치들은 준-전방향성 비컨들에 의해 공통 모드를 사용할 수도 있다. 공통 모드는 32회 반복들로 프리앰블에 대해 길이 128 코드를 포함할 수도 있다. 이러한 코드는 단지 하나의 이진 시드 벡터들(예를 들어, 길이 7의 하나의 고정 지연 벡터 및 길이 7의 하나의 고정 시드 벡터)을 사용하여 생성될 수도 있다. 6dB의 안테나 이득을 갖는 방향성 비컨의 경우, 프리앰블 코드 세트는 하나의 이진 또는 복소 시드 벡터를 이용하여 구현되고, 길이 64(길이 6의 하나의 고정 지연 벡터 및 길이 6의 하나의 고정 시드 벡터) 및 16회 반복들을 갖는데, 이는 공통 모드 프리앰블의 확산 이득의 1/4을 제공한다. 대안적으로, 방향성 비컨은 길이 128의 골레이 코드를 사용하고, 8회 반복들을 제공할 수도 있으며, 이는 또한 공통 모드 프리앰블의 확산 이득의 1/4를 제공한다.

도8은 본원 발명의 일 양상에 따라 구성된 장치의 블록도이다. 일 세트의 준-전방향성 빔 패턴들을 통해 제1 비컨 신호를 전송하기 위한 수단은 빔 패턴 생성기(803) 및 송신기(804)를 포함한다. 일 세트의?방향성 빔 패턴들을 통해 제2 비컨 신호를 전송하기 위한 수단은 또한 빔 패턴 생성기(803) 및 송신기(804)를 포함한다. 이러한 경우, 빔 패턴 생성기(803)는 송신기(804)의 일부인 안테나 어레이에 대한 빔 형성 웨이트들을 생성하도록 구성된다. 빔 형성 웨이트들은 준-전방향성 빔 패턴 웨이트들 및 방향성 빔 패턴 웨이트들을 모두 포함한다.

비컨 신호 생성기(802)는 골레이 코드 생성기(801)와 같은 골레이 코드들을 생성하기 위한 수단에 의해 생성된 골레이 코드들을 사용하여 다수의 준-전방향성 빔 패턴들을 통한 전송을 위해 제1 비컨 신호를 생성한다. 비컨 신호 생성기(802)는 또한 골레이 코드들을 사용하여 다수의 방향성 빔 패턴들을 통한 전송을 위해 제2 비컨 신호를 생성한다. 비컨 신호 생성기(802)는 자신의 전송 레이트가 제2 비컨 신호와 관련된 전송 레이트보다 높도록 제1 비컨 신호를 생성한다. 예를 들어, 제2 비컨 신호는 제1 비컨 신호보다 프리앰블에서 더 적은 반복들 및 더 짧은 골레이 코드들을 사용할 수도 있다.

도9는 컴퓨터 판독 가능 메모리(900)에 상주하고 본 발명의 일 양상에 따라 구성되는 소프트웨어 컴포넌트들을 도시한다. 제1 비컨 소스 코드 세그먼트(901)는 일 세트의 준-전방향성 빔 패턴들을 통한 전송을 위해 제1 비컨 신호를 구성하도록 구성된다. 제1 비컨 신호는 제1 전송 레이트를 제공하기 위해 하나 이상의 골레이 코드들로부터 구성된다. 제2 비컨 소스 코드 세그먼트(902)는 일 세트의 방향성 빔 패턴들을 통한 전송을 위해 제2 비컨 신호를 구성하도록 구성된다. 제2 비컨 신호는 제2 전송 레이트를 제공하기 위해 하나 이상의 골레이 코드들로부터 구성된다. 제2 비컨 신호는 제1 비컨 신호보다 프리앰블에서 더 적은 반복들 및 더 짧은 골레이 코드들을 사용할 수도 있다. 따라서, 제1 전송 레이트는 제2 전송 레이트보다 더 높을 것이다.

도10은 낮은 상호 상관을 갖는 일 세트의 확장 골레이 코드들을 갖는 프리앰블을 생성하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 일 양상에서, 향상된 상호 상관 특성들을 갖는 더 큰 세트의 골레이 코드들(즉, 확장 골레이 코드들)을 획득하기 위해, 일단의 골레이 코드들은 짧은 시퀀스와 골레이 코드들의 크로네커 곱(Kronecker product)을 이용함으로써 확장될 수도 있다. 예를 들어, 확장 골레이 코드들을 생성(1001)하기 위한 선택적 단계는 크론(kron) ([1 1 1 1], 골레이 64) 및 크론([1 -1 1 -1], 골레이 64) 함수를 사용하여 0의 주기적 상호 상관을 갖는 확장 골레이 코드들의 길이 256 시퀀스들을 생성할 수도 있다.

관련된 양상에서, 길이 64의 골레이 코드와 이하의 4개의 시퀀스들의 크로네커 곱은 0의 주기적 상호 상관들을 갖는 길이 256의 4개의 시퀀스들을 생성한다.

길이 64의 코드 세트(예를 들어, 길이 6의 하나의 고정 지연 벡터 및 길이 6의 하나 이상의 이진 시드 벡터들)이 준-전방향성인 경우에 데이터 확산을 위해 선택될 수도 있는 반면, 길이 16 코드 세트(길이 4의 하나의 고정 지연 벡터 및 길이 4의 다수의 이진 또는 복소 시드 벡터들)는 방향성인 경우에 사용될 수도 있다. 대안적으로, 길이 16의 코드 세트(길이 4의 하나의 고정 지연 벡터 및 길이 4의 모든 이진 또는 복소 시드 벡터들)가 준-전방향성에 대해 사용될 수도 있고, 길이 8의 코드 세트(길이 3의 하나의 고정 지연 벡터 및 길이 3의 모든 이진 또는 복소 시드 벡터들)가 방향성인 경우에 사용될 수도 있다.

0의 상호 상관을 갖는 확장 골레이 코드들이 상이한 프리앰블들에 대해 선택(1002)될 수도 있으며, 하나 이상의 프리앰블들이 선택된 코드들로부터 생성(1003)될 수도 있다.

도11은 프리앰블을 생성하도록 구성되는 장치의 블록도이다. 확장 골레이 코드를 획득하기 위한 수단은 임의적인 골레이 코드 선택기(1101), 임의적인 짧은 시퀀스 선택기(1102), 크로네커 연산기(1103), 및 확장 골레이 코드 선택기(1104)를 포함할 수도 있다. 골레이 코드 선택기(1101)는 하나 이상의 골레이 코드들을 생성하고 메모리로부터 하나 이상의 골레이 코드들을 선택하도록 구성될 수도 있다. 짧은 시퀀스 선택기(1102)는 하나 이상의 짧은 시퀀스들을 생성하고 메모리로부터 하나 이상의 짧은 시퀀스들을 선택하도록 구성될 수도 있다. 짧은 시퀀스들은 푸리에 변환 행렬의 행들 또는 하다마르(Hadamard) 행렬의 행들을 포함할 수도 있다.

크로네커 연산자(1103)는 선택된 골레이 코드들과 선택된 짧은 시퀀스들의 크로네커 곱을 수행하여 0의 주기적 상호 상관을 갖는 일 세트의 확장 골레이 코드들을 생성하도록 구성가능하다. 확장 골레이 코드 선택기(1104)는 확장 골레이 코드들의 세트로부터 확장 골레이 코드를 선택하여 선택된 확장 골레이 코드를 제공하도록 구성된다.

프리앰블을 생성하기 위한 수단은 프리앰블을 생성하기 위해 선택된 확장 골레이 코드를 사용하도록 구성가능한 프리앰블 생성기(1105)를 포함할 수 있다.

도12는 컴퓨터 판독 가능 메모리(1200)에 상주하고 본 발명의 양상에 따라 구성되는 소프트웨어 컴포넌트들을 나타낸다. 크로네커 연산기 소스 코드 세그먼트(1201)는 골레이 코드들의 입력 세트와 짧은 시퀀스들의 입력 세트의 크로네커 곱 연산을 수행하여 0의 주기적 상호 상관을 갖는 확장 골레이 코드들의 세트를 생성하도록 구성된다. 확장 골레이 소스 코드 세그먼트(1202)는 확장 골레이 코드들의 세트로부터 확장 골레이 코드를 선택하여 선택된 확장 골레이 코드를 제공하도록 구성된다. 프리앰블 생성 소스 코드 세그먼트(1203)는 프리앰블을 생성하기 위해 선택된 확장 골레이 코드를 이용하도록 구성가능하다.

본 발명의 일 양상에 따라, 골레이 코드들의 입력 세트는 컴퓨터 판독 가능 메모리(1200)에 상주하는 골레이 코드 생성 소스 코드 세그먼트(미도시)에 의해 생성될 수도 있고, 짧은 시퀀스들의 입력 세트는 컴퓨터 판독 가능 매체(1200)에 상주하는 짧은 시퀀스 생성 소스 코드 세그먼트(미도시)에 의해 생성될 수도 있다. 짧은 시퀀스 생성 소스 코드 세그먼트(미도시)는 푸리에 변환 행렬 또는 하다마르 행렬을 생성하도록 구성될 수도 있다.

본 발명의 다른 양상에서, 도13에 도시된 전송을 위한 통신 신호를 생성하기 위한 방법은 입력 골레이 코드들 및 데이터 부분들로부터 데이터 블록을 생성(1301)하는 단계―여기서 데이터 블록의 각각의 데이터 부분은 두 개의 골레이 코드들 사이에 있으며, 각각의 골레이 코드는 두 개의 데이터 부분들 사이에 있음―, 및 데이터 블록을 전송(1302)하는 단계를 포함한다. 데이터 페이로드는 동적으로 생성되거나 MAC 계층으로부터 획득된다. 페이로드는 스크램블링 및 인코딩된 다음, 데이터 블록들로 분할된다. 데이터 블록들은 데이터 부분들로 분할되고 골레이 코드들은 데이터 부분들 사이에 삽입된다. 본 명세서에 사용되듯이, 서브 블록은 골레이 코드 이전에 데이터 부분 또는 골레이 코드 이후에 데이터 부분을 포함할 수도 있다.

도15는 순환 프리픽스(1501) 및 서브 슬롯(1502)을 포함하는 서브 블록을 도시한다. 서브 슬롯은 골레이 코드 변조된 데이터 시퀀스를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 골레이 코드 변조된 데이터 시퀀스는

를 포함할 수도 있으며, 여기서, d₀, d₁, d₂ 및 d₃는 이진, 즉 ±1, 복소 또는 다중레벨일 수 있다. 따라서, 서브 블록은 데이터 부분(즉, 데이터 서브 슬롯)을 포함하며, 순환 프리픽스 및 순환 포스트픽스 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 256의 FFT 길이 및 16개 심벌들의 채널 지연을 가정하면, 256 길이 서브 슬롯(1502)의 맨 마지막 16개 심벌들은 전형적으로 복사되어 서브 슬롯(1502)의 전단부에 순환 프리픽스(1501)로서 첨부(append)된다. 이러한 복사는 컨볼루션이 순환하게 하기 위해 필수적이지만, 임의의 다른 방식으로 사용되지 않는다.

도16은 서브 슬롯 길이가 채널 지연에 의해 감소될 수도 있는 본원 발명의 대안적인 양상을 나타낸다. 본 명세서에 사용되듯이, 채널 지연이라는 용어는 중간(mean) 지연, 최대 지연, 제곱 평균 제곱근(rms) 지연 확산, 평균 rms 지연 확산 및 중간 지연 확산을 포함하는 채널 지연의 임의의 평가를 포함하는 것을 의미하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 서브 슬롯(1612.1) 길이는 256-16=240개 심벌들일 수도 있다. 길이 16의 골레이 시퀀스는 프리픽스(1611.1)로서 사용되며, 포스트픽스(1613)는 서브 슬롯들의 시퀀스의 최종 서브 슬롯(1612.N)에 첨부된다. 따라서, 서브 블록은 골레이 시퀀스 이후에 데이터 부분(즉, 서브 슬롯), 골레이 시퀀스 이전에 서브 블록 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 이러한 양상에서, 골레이 시퀀스는 모든 서브 슬롯들(1612.1-1612.N)에 대해 동일하다. 다른 양상들에서, 순환 프리픽스들에 사용되는 골레이 시퀀스들은 시퀀스 a와 시퀀스 b 사이에서 교대한다. 이러한 경우, 컨볼루션은 여전히 순환적이어서, 주파수 도메인에서의 등화가 여전히 제공된다. 그러나 순환 프리픽스(1611.1) 및 포스트픽스(1613)는 본 발명의 골레이 수신기 양상들을 사용하여 채널 및 타이밍 및 주파수 오프셋들을 추적하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 양상은 본원 발명의 범위를 벗어나지 않고, 대안적 FFT 길이들, 채널 지연 확산들 및/또는 골레이 코드 길이들에 적응될 수도 있음이 이해된다.

도17은 각각의 처음 N/2개의 서브 슬롯들(1722.1-1722.N/2) 각각이 제1 상보적 골레이 코드 a를 각각 프리픽스(1721.1-1721.N/2)로서 사용하는 본원 발명의 양상을 나타낸다. 다음 N/2개의 서브 슬롯들(1722.(N/2+1)-1722.N) 각각은 제2 상보적 골레이 코드 b를 각각 프리픽스(1721.(N/2-1)-1721.N)로서 사용한다. 더욱이, 서브 슬롯(1722.N/2)은 포스트픽스(1723)를 사용하고, 서브 슬롯(1722.N)은 포스트픽스(1724)를 사용한다.

도18은 프레임의 주기적인 구조로 인한 스펙트럼 라인들의 존재를 감소시키기 위해 구성된 본 발명의 양상에 따른 서브 블록 구조를 나타낸다. 프리픽스가 규칙적인 간격들로 발생하기 때문에, 각각의 간격에서 동일한 프리픽스가 사용되면, 전송은 주파수 도메인에서 적어도 하나의 강한 스펙트럼 라인을 갖는다. 본 발명의 양상들은 프레임의 주기적인 구조로부터 초래되는 스펙트럼 라인들을 감소 또는 축소시키기 위해 다수의 서브 슬롯들 각각에 대해 상이한 프리픽스를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 순환 프리픽스 생성기는 각각의 서브 슬롯에 대한 순환 프리픽스(1831.1-1831.3)에 사용되는 골레이 코드를 미리 결정된 수(C)의 칩들만큼 순환적으로 시프팅하도록 구성될 수도 있다. 도18은 골레이 코드가 각각의 연속한 서브 슬롯마다 C=1 개의 칩만큼 순환적으로 시프팅되는 경우를 나타낸다. 프리픽스의 마지막 15개의 칩들만이 다음 포스트픽스의 처음 15개의 칩들로 순환하기 때문에, 골레이 코드 길이를 포함하는 데이터 서브 슬롯 길이는 256+1이다.

각각의 서브 슬롯은 단일 캐리어 또는 OFDM 신호를 포함할 수도 있다. 그러나 서브 슬롯 길이는 각각의 모드마다 상이할 수도 있다. 더욱이, 서브 슬롯 길이는 채널 상태들 또는 다양한 대안적 파라미터들과 관련하여 변화할 수도 있다.

본 발명의 일 양상에서, 서브 슬롯 길이는 수신기의 병렬 프로세싱 인자의 배수(예를 들어, 4)로 세팅된다. 이러한 경우, 골레이 코드가 여전히 길이 16인 반면, 서브 슬롯 길이는 244일 수도 있다. 순환 시프트는 C=4로 선택되어, 순환 프리픽스 길이는 16-C=12가 되고, FFT 길이 256은 골레이 코드의 12회 반복된 칩들 및 각각의 서브 슬롯에 대해 수행된다.

도19는 본 발명의 양상들에 따라 사용될 수도 있는 서브 블록 구조를 나타낸다. 통합된 단일 캐리어 및 OFDM 서브 블록 구조가 제공되는데, 여기서 각각의 서브 슬롯은 단일 캐리어 신호 또는 OFDM 데이터 부분을 포함하고, 서브 슬롯 길이는 FFT 길이에 대응한다. 각각의 서브 슬롯은 타이밍 및 주파수 추적을 위해 사용될 수도 있는 것과 같이, 시간 도메인 및/또는 주파수 도메인 파일럿 심벌들을 가질 수도 있다. 시간 도메인 파일럿 심벌들은 전형적으로 단일 캐리어의 경우에 사용되며, 알려진 주파수 도메인 파일럿들은 OFDM 송신에 사용된다. 파일럿들은 스펙트럼 라인들을 최소화하기 위해 시간 또는 주파수에서 스크램블링될 수도 있다.

길이 L(예를 들어, L=16)의 알려진 골레이 코드

는 각각의 서브 슬롯에 앞서 삽입되며, 이는 타이밍, 주파수, 및 채널 추적에 사용될 수도 있다. 더욱이, 골레이 코드는 스펙트럼 라인들을 경감시키기 위해 앞서 설명된 바와 같이 순환적으로 시프팅될 수도 있다. 본 발명의 일부 양상들은 도19에 도시된 구조를 갖는 데이터를 전송하도록 구성된다. 그러나 서브 슬롯에 대응하는 수신된 신호(

)는 데이터와 채널 임펄스 응답 사이의 순환적 컨볼루션이 아니다.

서브 슬롯 1 이후의 골레이 코드에 대응하는 수신된 신호는

로서 표기된다. 아래와 같이 벡터

를 형성하는데, 여기서,

인 경우,

이고,

인 경우

이다. 구성된 신호

는 두 개의 성분들

및

를 가지며, 여기서,

(

)은 채널과 서브 슬롯에서 전송된 데이터 사이의 길이 N의 순환적 컨볼루션이며, 서브 슬롯 데이터는

으로 표기되며,

(

)는 채널과 알려진 골레이 코드 사이의 길이 L의 순환적 컨볼루션이다. 후자의 부분은

의 처음 L개의 샘플들에만 영향을 준다.

골레이 코드가 이미 알려져 있고 채널이 수신기에서 평가된 다음 z로부터의 처음 L개의 샘플들로부터 감산되기 때문에, 컨볼루션이 순환하게 하기 위해,

(

)가 계산될 수 있다. 결과 벡터는

(

)이며, 이는 순환 컨볼루션이다. 기술분야의 당업자는 순환 컨볼루션

(

)을 계산하기 위한 많은 알려진 고속 알고리즘들이 존재한다는 것을 이해할 것이다. 순환 컨볼루션은 주파수 도메인 등화를 포함하여, OFDM 등화 및 단일 캐리어 등화를 가능하게 한다.

도20은 상보적 골레이 코드 a가 짝수 번호의 서브 슬롯들 앞에 삽입되고 상보적 골레이 코드 b가 홀수 번호의 서브 슬롯들 앞에 삽입되고, 알려진 파일럿 칩들 또는 톤들이 서브 슬롯들의 일부 또는 전부에 삽입되는 본원 발명의 다른 양상을 나타낸다. 이러한 방식에서 상보적 골레이 코드들의 사용은 몇몇 장점을 제공한다. 예를 들어, 두 개의 시퀀스 a 및 b의 자기 상관의 합이 시간 도메인에서 디락 함수이고, 따라서 사이드 로브를 갖지 않기 때문에, 개선된 채널 추적이 달성될 수도 있다. 시간 도메인 디락 함수는 주파수 영역에서 평평하며, 결국 스펙트럼 라인을 생성하지 않는다.

항은 서브 슬롯에 대응하는 수신된 벡터를 의미하며,

은 서브 슬롯 이후의 골레이 코드에 대응하는 벡터이다. 벡터

은 다음 3개의 성분들을 갖는다:

이는 채널과 서브 슬롯에서 전송된 데이터 사이의 길이 N의 순환 컨볼루션이며,

이는 채널과 두 개의 골레이 코드의 평균 사이의 길이 L의 순환 컨볼루션이며,

이는 채널과 두 개의 골레이 코드들의 차 사이의 길이 L의 의사 순환 컨볼루션이다. 행렬은 의사 순환적이다.

컨볼루션이 순환적이게 하기 위해, 두 번째 항

및 세 번째 항

이 계산되어 z의 처음 L개의 항들로부터 감산될 수 있다. 제2 및 제3 항들은 알려진 양들을 포함함으로써, 이들은 쉽게 계산될 수 있다. 당업자는 순환 및 의사 순환 컨볼루션들을 계산하는 고속 알고리즘들의 유용성을 이해할 것이다.

결과 값은

이며, 이는 알려진 데이터와 추정된 채널 사이의 순환 컨볼루션이다. 이제 주파수 도메인 등화를 포함하여, 임의의 다양한 단일 캐리어 등화 방식들은 물론, 종래의 컨볼루션 OFDM 등화도 가능하다.

일 양상에서, 순환 프리픽스 및 순환 포스트픽스를 갖는 서브 슬롯 전송을 생성하기 위한 장치가 구성된다. 장치가 길이 N의 푸리에 변환을 사용하는 경우, M개의 심벌들을 포함하는 골레이 시퀀스를 생성하기 위한 골레이 시퀀스 생성기가 구성되며, 여기서 M < N 이다. 서브 슬롯 시퀀스 생성기는 N-M개 심벌들의 서브 슬롯 길이를 갖는 골레이 코드 변조 데이터 시퀀스를 생성하며, 순환 프리픽스 생성기는 순환 프리픽스(및 순환 포스트픽스)를 생성하기 위해 골레이 시퀀스를 사용하며, 여기서 순환 프리픽스 및 순환 포스트픽스 각각은 M개의 심벌들을 포함한다. 순환 프리픽스 생성기 및 골레이 시퀀스 생성기 중 적어도 하나는 순환 프리픽스에 사용되는 골레이를 변경시키기 위해 구성된다. 예를 들어, 골레이 코드는 각각의 순환 프리픽스에 대해 순환적으로 시프팅될 수도 있다. 대안적으로, 코드가 각각의 연속한 순환 프리픽스에 대해 변경하도록 상이한 골레이 코드들이 사용될 수도 있다.

도14는 본 발명의 양상에 따라 신호를 생성하기 위해 구성되는 장치의 블록도이다. 골레이 코드들 및 데이터 부분들을 포함하는 제1 데이터 블록을 생성하기 위한 수단은 골레이 코드들 및 데이터를 수신하기 위해 구성되는 데이터 블록 생성기(1401)를 포함할 수도 있다. 데이터 블록 생성기(1401)는 데이터 블록들을 생성하기 위해 구성되며, 여기서 각각의 데이터 부분은 두 개의 골레이 코드들 사이에 있으며, 각각의 골레이 코드는 두 개의 데이터 부분들 사이에 있다. 데이터 블록을 전송하기 위한 수단은 데이터 블록을 상향 변환, 증폭 및 무선 통신 채널로 결합하도록 구성되는 송신기(1402)를 포함할 수도 있다.

본 발명의 일 양상에서, 데이터 부분에 사용되는 골레이 코드들은 동일하다. 다른 양상에서, 골레이 코드들은 시드 골레이 코드의 순환 시프트들을 포함한다. 다른 양상에서, 골레이 코드들은 상보적 골레이 코드들을 포함한다. 서브 블록은 골레이 코드들 중 하나 및 데이터 부분들 중 하나, 또는 골레이 코드들 중 첫 번째 코드의 일부에 뒤이어 데이터 부분들 중 하나의 부분 및 이에 뒤이어 골레이 코드들 중 두 번째 코드의 일부분을 포함할 수도 있다. 각각의 서브 블록은 2의 거듭제곱 또는 2의 거듭제곱 + 1인 칩들의 수를 포함할 수도 있다. 일부 양상들에서, 데이터 부분은 2의 거듭제곱인 길이를 가질 수도 있다.

본 발명의 일 양상에서, 골레이 코드들 중 첫 번째 코드는 골레이 코드들 중 두 번째 코드 이전의 데이터 부분들 중 하나의 부분을 포함하는 서브 블록의 순환 프리픽스로서 작용한다. 서브 블록들은 골레이 코드들의 순환 프리픽스 및 순환 포스트픽스 부분들을 이용함으로써 복조될 수도 있다. 다른 양상에서, 골레이 코드들 중 첫 번째 코드는 데이터 부분들 중 하나의 부분 이전의 골레이 코드들 중 두 번째 코드를 포함하는 서브 블록의 순환 포스트픽스로서 작용한다. 골레이 코드 길이는 다양한 파라미터들과 관련하여 구성가능할 수도 있다. 예를 들어, 골레이 코드 길이는 다중경로 지연의 함수일 수도 있다.

도14에 도시된 장치는 제1 세트의 골레이 코드들을 사용하는 제1 데이터 블록, 및 제1 데이터 블록을 생성하기 위해 사용되는 골레이 코드들과 상이한 골레이 코드들을 이용하는 제2 데이터 블록을 생성하도록 구성될 수도 있다.

본 발명은 바람직한 양상들에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 더욱이, 당업자는 설명된 방법 및 장치가 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 다양한 이들의 조합에서의 구현들을 포함하는 다양한 방식들로 구현될 수도 있음을 이해할 것이다. 하드웨어의 예들은 ASIC들, 현장 프로그램가능한 게이트 어레이, 범용 컴퓨터들, DSP들, 및/또는 다른 회로들을 포함할 수도 있다. 본 발명의 소프트웨어 및/또는 펌웨어 구현은 자바, C, C++, Matlab™, Verilog, VHDL, 및/또는 프로세서 특정 머신 및 어셈블리 언어들의 임의의 조합을 통해 구현될 수도 있다.

당업자들은 개시된 양상들과 관련하여 설명된 다양한 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자적 하드웨어(예를 들어, 소스 코딩 또는 일부 다른 기술들을 이용하여 설계될 수도 있는, 디지털 구현, 아날로그 구현, 또는 이 둘의 결합), 명령들을 포함하는 설계 코드 또는 프로그램의 다양한 형태(편의상 "소프트웨어" 또는 "소프트웨어 모듈"로 지칭될 수도 있음), 또는 이 둘의 결합으로 구현될 수도 있음을 추가로 이해할 것이다. 이러한 하드웨어와 소프트웨어의 호환성을 설명하기 위해, 각종 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 및 단계들이 일반적으로 그 기능과 관련하여 앞서 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 소프트웨어로 구현되는지는 전체 시스템에 부과된 설계 제약들 및 특정 애플리케이션에 좌우된다. 당업자들은 설명한 기능을 특정 애플리케이션마다 다른 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현이 본 발명의 사상을 벗어나는 것으로 해석되지는 않는다.

본원에 개시된 구성들과 관련하여 설명한 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 회로들은 집적 회로("IC"), 액세스 단말, 또는 액세스 포인트에 의해 수행되거나 구현될 수도 있다. IC는 범용 컴퓨터, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍 가능 로직 컴포넌트, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트, 전기적 컴포넌트, 광 컴포넌트들, 기계적 컴포넌트들, 또는 설명된 기능들을 실행하도록 설계된 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있으며, IC 내에, IC 외부에, 또는 이 둘 모두에 상주하는 코드들 또는 명령들을 실행할 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안적으로 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 연산 장치들의 조합, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 구성으로서 구현될 수도 있다.

설명된 방법 및 시스템 양상들은 본 발명의 단지 특정 양상들을 설명한다. 명시적으로 설명되거나 도시되지는 않았지만, 본원 발명의 원리들을 실행하고 본원 발명의 범위에 포함되는 다양한 설비들을 당업자가 고안할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 열거된 모든 예들 및 조건적인 용어는 본원 발명의 원리를 이해하는데 있어서 독자를 돕기 위한 교수적인 목적으로만 의도된다. 이러한 설명 및 관련된 참조들은 특정하게 기재된 예들 및 조건들에 제한되지 않는 것으로 구성될 것이다. 더욱이, 원리들, 양상들 및 본 발명의 양상들은 물론 특정 예들을 나타내는 모든 문장들은 구조 및 기능 등가물을 포함하도록 의도된다. 부가적으로, 이러한 등가물들은 현재 알려진 등가들은 물론 앞으로 개발된 등가물들, 즉 구조와 무관하게 동일한 기능들을 실행하는 임의의 엘리먼트들 모두를 포함하는 것으로 의도된다.

블록도가 예시적인 회로, 알고리즘 및 본원 발명의 원리들을 이용하는 기능 단계들의 개념적인 관점을 나타내는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 마찬가지로, 임의의 차트, 흐름도, 신호도, 시스템도, 코드들 등이 컴퓨터 판독가능 매체에서 실질적으로 표현될 수도 있고, 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 도시되든 그렇지 않든, 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수도 있는 다양한 프로세스들을 나타내는 것이 이해될 것이다.

Claims

일 세트의 짧은 시퀀스들 및 골레이 코드로부터 생성된 일 세트의 확장 골레이 코드들로부터 선택되는 확장 골레이 코드를 획득하는 단계 ―상기 확장 골레이 코드들은 0의 주기적 상호 상관을 가짐―; 및
상기 확장 골레이 코드를 이용하여 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하는,
통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 확장 골레이 코드들은 상기 짧은 시퀀스들과 상기 골레이 코드의 크로네커(Kronecker) 곱을 수행함으로써 생성되는, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 짧은 시퀀스들 각각은 푸리에 변환 행렬 또는 하다마르(Hadamard) 행렬의 행을 포함하는, 통신 방법.
제3항에 있어서,
상기 푸리에 변환 행렬 또는 상기 하다마르 행렬은 4개의 행과 4개의 열을 갖는, 통신 방법.
일 세트의 짧은 시퀀스들 및 골레이 코드로부터 생성된 일 세트의 확장 골레이 코드들로부터 선택되는 확장 골레이 코드를 획득하기 위한 수단 ―상기 확장 골레이 코드들은 0의 주기적 상호 상관을 가짐―; 및
상기 확장 골레이 코드를 이용하여 프리앰블을 생성하기 위한 수단을 포함하는,
통신용 장치.
제5항에 있어서,
상기 확장 골레이 코드들은 상기 짧은 시퀀스들과 상기 골레이 코드의 크로네커(Kronecker) 곱을 수행함으로써 생성되는, 통신용 장치.
제5항에 있어서,
상기 짧은 시퀀스들 각각은 푸리에 변환 행렬 또는 하다마르(Hadamard) 행렬의 행을 포함하는, 통신용 장치.
제5항에 있어서,
상기 푸리에 변환 행렬 또는 상기 하다마르 행렬은 4개의 행과 4개의 열을 갖는, 통신용 장치.
인코딩된 명령들을 포함하는 기계 판독 가능 매체로서, 상기 명령들은,
일 세트의 짧은 시퀀스들 및 골레이 코드로부터 생성된 일 세트의 확장 골레이 코드들로부터 선택되는 확장 골레이 코드를 획득하기 위한 명령 ―상기 확장 골레이 코드들은 0의 주기적 상호 상관을 가짐―; 및
상기 확장 골레이 코드를 이용하여 프리앰블을 생성하기 위한 명령을 포함하는,
기계 판독 가능 매체.
일 세트의 짧은 시퀀스들 및 골레이 코드로부터 생성된 일 세트의 확장 골레이 코드들로부터 선택되는 확장 골레이 코드를 획득하도록 구성되는 제1 모듈 ―상기 확장 골레이 코드들은 0의 주기적 상호 상관을 가짐―; 및
상기 확장 골레이 코드를 이용하여 프리앰블을 생성하도록 구성되는 제2 모듈을 포함하는,
통신용 장치.