KR20130028898A - 다중 레벨 변조 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20130028898A KR1020127022251A KR20127022251A KR20130028898A KR 20130028898 A KR20130028898 A KR 20130028898A KR 1020127022251 A KR1020127022251 A KR 1020127022251A KR 20127022251 A KR20127022251 A KR 20127022251A KR 20130028898 A KR20130028898 A KR 20130028898A
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사무엘 아샌뱅 아텅시리
로더 스테델마이어
스벤 무하마드
조그 로버트
오비오마 치도지 도널드 오키히
메튜 폴 아톨 테일러
젠 조엘너
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소니 주식회사
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Abstract

OFDM 심볼을 이용하여 데이터를 통신하는 송신기가 제공되고, OFDM 심볼은 반송될 데이터에 따라 변조되도록 주파수 도메인에 형성된 복수의 부반송파 심볼을 포함한다. 송신기는 동작중에 제1 입력상에서, 송신을 위하여 제1 통신 채널에 따라 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하고, 제2 입력상에서, 송신을 위하여 지역 통신 채널에 따라 지역 서비스 삽입 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하며, 및 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼 또는 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼 - 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼에 대한 OFDM 심볼의 부반송파 신호의 변조는 제1 변조 방식에 따라 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨, 및 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터 심볼에 대한 OFDM 심볼의 부반송파 신호의 변조는 제2 변조 방식에 따라 지역 서비스 삽입 파이프 및 제1 통신 채널로부터 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨 - 중 어느 하나에 대해 OFDM 심볼의 부반송파 신호를 변조하도록 구성된 변조기를 포함한다. 송신을 위해 OFDM 심볼로 무선 주파수 반송파 신호를 변조하도록 구성된 무선 주파수 변조기를 포함한다. 제2 변조 방식은 제1 변조 방식의 대응하는 값에 대하여 복소 평면에 배치된 값을 제2 변조 심볼에 제공하고, 제2 변조 방식으로부터의 변조 심볼이 존재할 때에, 제2 변조 방식의 제2 변조 심볼들 중 하나의 검출은 지역 서비스 삽입 파이프 및/또는 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공할 것이고 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공하는 제1 변조 방식으로부터 제1 변조 심볼의 검출을 허락할 것이고, 따라서 복수의 변조층을 변조기에 제공하는 효과를 가진다. 따라서, 단일 주파수 네트워크는, 지리적 영역 내의 일 이상의 기지국들의 부분집합이 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터를 송신하도록 구성되고, 복수의 기지국들의 다른 일부는 제1 데이터 파이프만으로부터의 데이터를 송신하도록 구성되며 형성될 수 있다.

Description

송신기 및 송신 방법{TRANSMITTER AND METHOD OF TRANSMITTING}
본 발명은 데이터가 복수의 서로 다른 데이터 파이프로부터 제공되는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexed; OFDM) 심볼을 통해 데이터를 송신하는 송신기에 관한 것이다.
본 발명의 실시형태는 지리적 영역 전체에 배치된 복수의 기지국을 포함하는 통신 시스템을 사용하여 송신된 OFDM 심볼을 사용하여 통신되는 데이터를 수신할 때의 응용예(application)를 개시한다. 일부 실시형태에서, 통신 시스템은 비디오, 오디오 또는 데이터를 방송하도록 구성된다.
OFDM은 변조 기술(modulation technique)로서, 예를 들어, 제1 및 제2 세대 디지털 비디오 방송 지상파 표준(DVB-T/T2)에 따라 동작하도록 설계된 것들과 같은 통신 시스템에서 매우 적합한 것으로 알려져 있으며, 롱텀 에볼루션(Long Term Evolution; LTE)이라고도 알려진 4세대 모바일 통신 시스템에도 제안되어 있다. OFDM은 병렬로 변조되는 K 협대역 부반송파(narrow band sub-carriers)(여기서, K는 정수)를 구비하는 것으로 일반적으로 기술될 수 있고, 각각의 부반송파는 QAM 변조 심볼 또는 QPSK 변조 심볼과 같은 변조된 데이터 심볼을 전달한다. 부반송파의 변조는 주파수 도메인에서 형성되고, 송신을 위해 시간 도메인으로 변환된다. 데이터 심볼이 부반송파 상에서 병렬로 전달되므로, 변조된 동일한 심볼들은 무선 채널의 상관 시간(coherence time)보다 더 길 수 있는 확장된 기간동안 각 부반송파 상에서 전달될 수 있다. 부반송파들은 병렬로 동시에 변조되어, 이들의 결합으로 변조된 반송파가 OFDM 심볼을 형성한다. 그러므로, OFDM 심볼은 복수의 부반송파를 포함하고, 그 각각은 다른 변조 심볼에 따라 동시에 변조되어 있다.
차세대 휴대용(NGH) 텔레비전 시스템에서는, 지리적 영역 전체에 배치된 기지국으로부터 텔레비전 신호를 송신하기 위해 OFDM을 사용하도록 제안되어 왔다. 일부 예에서, NGH 시스템은 복수의 기지국들이 동일한 반송파 주파수 상에서 동시에 OFDM 심볼을 전달하여 소위 단일 주파수 네트워크를 형성하는 네트워크를 형성할 것이다. OFDM의 일부 특성의 결과, 수신기는 2 이상의 서로 다른 기지국들로부터 OFDM 신호를 수신할 수 있고, 그 이후에 이들 OFDM 신호는 수신기 내에서 결합되어 통신된 데이터의 무결성(integrity)을 향상시킬 수 있다.
단일 주파수 네트워크는 통신된 데이터의 동작(operation) 및 향상된 무결성의 관점에서 이점이 있음과 동시에, 지리적 영역의 일부 특정 지역에 대한 데이터가 통신되도록 요구되면 불이익도 겪는다. 예를 들어, 영국에서는, 국영 기관(national carrier)인 BBC는 전국 네트워크에 걸쳐 텔레비전 뉴스를 방송하지만, 특정 시점에서는, 전국 네트워크 내의 지방과 구체적으로 관련된 지역 뉴스 프로그램이 송신되는 "지역 뉴스"로 전환하는 것은 잘 알려져 있다. 그러나, 영국은 다중 주파수(multi-frequency) DVB-T 시스템을 운영하므로, 다른 지역은 다른 주파수로 DVB-T 텔레비전 신호를 송신하고 따라서 텔레비전 수상기는 다른 지역으로부터의 방해 없이 그 지역에 대한 적절한 반송파 주파수로 단순히 튜닝(tune)되기 때문에 어떠한 지역 뉴스 또는 지역 콘텐츠의 삽입은 사소한 문제이다. 그러나, 단일 주파수 네트워크에 지역적으로 데이터를 삽입하기 위한 구성(arrangement)을 제공하는 것은 기술적 문제를 나타낸다.
단일 주파수 OFDM 네트워크 내의 계층적(hierarchical) 또는 다층 변조(multi-layer) 방식을 제공하는 알려진 기술은 US 2008/0159186에 개시되어 있다. 계층적 변조 방식은 서로 다른 데이터 소스 또는 파이프로부터 동시에 데이터를 통신하기 위해 사용될 수 있는 복수의 변조층을 제공한다.
본 발명에 따르면, OFDM 심볼을 이용하여 데이터를 통신하는 송신기가 제공되고, OFDM 심볼은 반송해야할 데이터에 따라 변조되도록 주파수 도메인에 형성된 복수의 부반송파 심볼을 포함하고, 송신기는 동작중에
제1 입력상에서, 송신을 위하여 제1 통신 채널에 따라 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하고,
제2 입력상에서, 송신을 위하여 지역 통신 채널에 따라 지역 서비스 삽입 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하며, 및
제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼 또는 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼 - 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼에 대한 OFDM 심볼의 부반송파 신호의 변조는 제1 변조 방식에 따라 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨, 및 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터 심볼에 대한 OFDM 심볼의 부반송파 신호의 변조는 제2 변조 방식에 따라 지역 서비스 삽입 파이프 및 제1 통신 채널로부터 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨 - 중 어느 하나에 대해 OFDM 심볼의 부반송파 신호를 변조하도록 구성된 변조기; 및
송신을 위해 OFDM 심볼로 무선 주파수 반송파 신호를 변조하도록 구성된 무선 주파수 변조기를 포함하며, 여기서,
제1 변조 방식은, 고차 변조 방식(higher order modulation scheme)인 제2 변조 방식보다 복소 평면(complex plane)에서 개수가 더 적은 성상점(constellation points)으로부터의 값을 제1 변조 심볼에 제공하는 저차 변조 방식(lower order modulation scheme)이고, 제2 변조 방식은 제1 변조 방식의 대응하는 값에 대하여 복소 평면에 배치된 값을 제2 변조 심볼에 제공하고, 제2 변조 방식으로부터의 변조 심볼이 존재할 때에, 제2 변조 방식의 제2 변조 심볼들 중 하나의 검출은 지역 서비스 삽입 파이프 및/또는 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공할 것이고 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 제공하는 제1 변조 방식으로부터 제1 변조 심볼의 검출을 허락할 것이고, 따라서 복수의 변조층(modulation layers)을 변조기에 제공하는 효과를 가진다.
2008년 7월 3일에 공개된 US 2008/0159186에 개시된 장치에 따르면, 단일 반송파 주파수 OFDM 네트워크는 복수의 서로 다른 변조 "층"을 형성하기 위해 2개의 관련된 변조 방식을 사용함으로써 서로 다른 파이프로부터 동시에 데이터를 통신하기 위한 시설(facility)을 구비한다. 이후에 간략히 설명될 바와 같이, 제1 변조 방식은 제1 데이터 파이프로부터의 데이터를 통신하기 위해 선택되고, 제1 변조 방식과 관련된 제2 변조 방식은 제1 및 제2 통신 파이프에 따른 데이터를 통신하기 위해 선택된다. 제2 변조 방식은 제1 변조 방식보다 복소 평면에서 증가된 개수의 성상점을 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 따르면, 통신 시스템은, 통신 네트워크를 형성하는 복수의 기지국중에서 일 이상의 기지국을 선택하여 제2 변조 방식에 따라 변조된 부반송파를 가지는 OFDM 심볼을 송신하도록 구성된다. 따라서, 제2 변조 방식은 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 전달하는데 사용된다. 제1 변조 방식에 대한 제2 변조 방식의 구성으로 인해, 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼은 동일한 무선 주파수 반송파 상에서 송신될 때에도 수신될 수 있는데, 왜냐하면 제1 변조 방식으로부터의 성상점의 검출은 제2 변조 방식보다 더 낮은 신호대 노이즈 비율(signal to noise ratio)을 요구할 것이기 때문이다. 이는 제1 변조 방식이 제2 변조 방식의 복소 평면에서의 성상점의 부분집합을 형성하기 때문인데, 성상점의 부분집합은 제2 변조 방식의 더욱 대략적인(coarse) 버전으로 간주될 수 있어서, 복소 평면의 제1 변조 심볼들의 성상점들 간의 구별은 제1 데이터 파이프로부터의 데이터를 더욱 쉽게 복구할 수 있게 한다. 또한, 다른 기지국들이 지역 서비스 삽입 파이프 데이터를 통신하고 있지 않을 수 있기 때문에, 이러한 다른 기지국들이 배치된 지형적 영역 내에서 수신기는 제1 데이터 파이프로부터의 데이터를 여전히 검출할 수 있을 것이다. 이는 제2 변조 방식을 이용하여 공통 무선 주파수 반송파 상의 이웃하는 기지국으로부터 송신된 OFDM 신호가 제1 변조 방식에 따른 OFDM 심볼을 검출하는 검출기에 대해 노이즈로 단순히 나타날 것이기 때문이다. 따라서, 단일 주파수 네트워크에 지역 콘텐츠를 삽입하는 효과적이고 효율적인 방법이 제공된다.
일부 예시에서, 송신기는 변조된 부반송파 신호를 OFDM 심볼로 형성하기 위한 스케쥴러(scheduler) 및 시분할 다중화 프레임에 따른 송신을 위해 OFDM 심볼을 구성하는 프레이밍부(framing unit)를 포함할 수 있다. 또한, 스케쥴러 및 프레이밍부는 일부 시분할 다중화 프레임에서만 제2 변조 방식을 이용하여 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 OFDM 심볼을 송신하도록 구성된다. 특히, 다른 예시에서는, 통신 네트워크의 기지국은 클러스터로 형성될 수 있고, 각 클러스터는 미리 정해진 개수의 기지국들을 포함하고, 클러스터의 각 기지국은 대응하는 개수의 시분할 다중화 프레임 중 하나에 할당되어 있으며 기지국의 송신기는 해당(that) 기지국에만 할당된 시분할 다중화 프레임에서 제2 변조 방식을 이용하여 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 OFDM 심볼을 송신하도록 구성된다. 그 결과, 공통 무선 주파수 반송파 상의 제2 변조 방식을 이용한 OFDM 심볼을, 제1 변조 방식을 이용해 변조된 OFDM 심볼로부터의 데이터 심볼을 검출하고 복구시키는 수신기로 송신함으로써 발생된 일정량의 "간섭(interference)"은 각 클러스터의 기지국들의 개수에 비례하여 감소될 것이다. "간섭"이라는 단어는, 본원에서 제2 변조 방식에 따라 변조된 부반송파를 가진 OFDM 심볼이 제1 변조 방식에 따라 변조된 부반송파를 가진 OFDM 심볼에 의해 반송된 데이터 심볼을 검출하는 수신기의 노이즈 레벨을 증가시킬 것이라는 점에서 사용되는데, 왜냐하면 상술한 바와 같이 계층 변조 구성(layerd modulation arrangement)의 특성이 수신기의 노이즈를 증가시킬 것이기 때문이다.
본 발명의 다양한 추가적 양태 및 특징은 첨부된 청구항 내에서 정의되고, 송신 방법을 포함한다.
본 발명의 실시형태는 동일한 부분에 같은 수치 지정(numerical designation)을 이용하여 언급되는 첨부된 도면을 참조하여 오직 예시로써 기술될 것이다.
도 1은, NGH(Next Generation Hand-held) TV 방송 시스템의 일부를 형성할 수 있는, 예를 들어, 비디오 신호를 방송하기 위한 단일 주파수 네트워크를 형성하는 복수의 기지국을 나타내는 개략도.
도 2는 선행 기술에 따른 예시적인 송신기의 개략적인 블록도.
도 3a는 QPSK의 제1 변조 방식에 대한 신호 성상점의 예시를 제공하는 복소 평면의 개략도; 및 도 3b는 선행 기술에 따른 16QAM의 제2 변조 방식에 대한 신호 성상점의 예시를 제공하는 복소 평면의 개략도.
도 4는 SISO 또는 MISO를 지원하는 본 발명에 따른 도 1에 나타난 일 이상의 기지국들에서 사용되는 송신기 일부의 개략적인 블록도.
도 5는 도 4에 도시된 송신기 일부를 형성하는 예시적인 변조기의 개략적인 블록도.
도 6은 16QAM의 제1 변조 방식 및 64QAM의 제2 변조 방식을 각각 사용하는 두개의 셀 A 및 B를 형성하는 2개의 이웃하는 기지국의 예시도.
도 7은 도 6의 2개의 기지국 A와 B 사이의 3개의 서로 다른 위치 X, Y, Z에서 모바일 장치에 의해 수신되는 성상점에 대한 효과를 나타내는 개략도.
도 8은 64QAM의 제2 변조 방식에 겹쳐서 놓인 16QAM의 제1 변조 방식에 대한 복소 평면에서의 성상점의 예시도.
도 9a는 본 기술에 따른 4개의 기지국이 서비스하는 4개 셀의 클러스터의 예시도; 도 9b는 시분할 다중화 프레임 구조의 예시를 제공하는 시간에 대한 주파수 플롯(a plot of frequency)의 그래프도; 및 도 9c는 본 기술에 따른 셀 클러스터의 패턴의 예시도.
도 10은 16QAM의 제1 변조 방식 및 64QAM의 제2 변조 방식을 각각 사용하는 셀 A 및 B를 형성하는 2개의 이웃하는 기지국, 및 제1 변조 방식 및 제2 변조 방식 모두로부터의 신호(채널 임펄스 응답 hn(t)를 천이하는(transiting) 셀 B로부터의 신호 및 채널 임펄스 응답 h1(t)를 천이하는 셀 A로부터의 신호)가 존재할 때 지역 서비스 삽입 데이터를 복구하도록 구성될 수 있는 모바일 수신기의 예시도.
도 11a는 QPSK의 제1 변조 방식에 대해 신호 성상점의 예시를 제공하는 복소 평면의 개략도; 및 도 11b는 수신(reception)이 노이즈 없이 완벽한 채널 추정인, 16QAM의 제2 변조 방식에 대한 신호 성상점의 예시를 제공하는 복소 평면의 개략도.
도 12a는 제2 변조 방식에 직면하여 수신될 때 QPSK의 제1 변조 방식에 대한 신호 성상점의 예시를 제공하는 복소 평면의 개략도(각 셀로부터의 신호는 서로 다른 채널 임펄스 응답의 채널들을 통해 천이함); 도 12b는 완벽한 채널 추정으로 통상적인 이퀄라이저를 이용하여 이퀄라이징한 후의 동일한 신호의 대응하는 도시를 제공함.
도 13a는 Sest(z)[(H1(z)+Hn(z)]을 뺀 후의 신호 성상점의 예시를 제공하는 복소 평면의 개략도이고, 도 13b는 지역 서비스 삽입 채널 H1(z)가 정확히 알려진 완벽한 채널 추정을 가정하여, 도 13a에 나타난 신호를 H1(z)로 나눈 결과.
도 14a는 전국 방송 신호를 반송하는 OFDM 심볼의 협대역 반송파의 예시; 도 14b는 전국 신호 및 지역 서비스 삽입 신호를 모두 반송하는 OFDM 심볼의 협대역 반송판의 예시; 및 도 14c는 지역 서비스 삽입 신호를 반송하는 OFDM 심볼의 협대역 반송파의 예시이나, 본 기술에 따라 지역 파일럿(local pilots)을 포함하도록 적응됨.
도 15는 MIMO를 지원하는 본 기술에 따른 일 이상의 기지국에서 사용되는 송신기의 개략적인 블록도.
도 16은, 1/2, 3/5, 2/3 및 3/4의 오류 정정 인코딩 비율(error correction encoding rate), 16QAM의 제1 변조 방식, 64QAM의 제2 변조 방식의, 예를 들어, LDPC(low density parity check) 코딩된 OFDM 송신기-수신기 체인의 신호대 노이즈 비율에 대한 비트 에러율(bit error rate)의 그래프도로서, 수신기는 셀 A의 커버리지 영역 내에 위치되고, 여기서, 도 6에 나타난 예시도에 의해 도시된 바와 같이 기지국 A로부터 99%의 신호 파워 기지국 B로부터 1%의 신호 파워로 OFDM 심볼을 수신하도록 여겨지며, 기지국 B로부터의 신호는 기지국 A로부터의 신호의 4.375us 후에 수신기에 도달됨.
도 17은, 1/2, 3/5, 2/3 및 3/4의 오류 정정 인코딩 비율, 16QAM의 제1 변조 방식, 64QAM의 제2 변조 방식의, 예를 들어, LDPC 코딩된 OFDM 송신기-수신기 체인의 신호대 노이즈 비율에 대한 비트 에러율(bit error rate)의 그래프도로서, 수신기는 셀 A의 커버리지 영역 내에 위치되고, 여기서, 도 6에 나타난 예시도에 의해 도시된 바와 같이 기지국 A로부터 80%의 신호 파워 기지국 B로부터 20%의 신호 파워로 OFDM 심볼을 수신하도록 여겨지며, 기지국 B로부터의 신호는 기지국 A로부터의 신호의 2.2㎲ 후에 수신기에 도달됨.
도 18은, 1/2, 3/5, 2/3 및 3/4의 오류 정정 인코딩 비율, 16QAM의 제1 변조 방식, 64QAM의 제2 변조 방식의, 예를 들어, LDPC 코딩된 OFDM 송신기-수신기 체인의 신호대 노이즈 비율에 대한 비트 에러율(bit error rate)의 그래프도로서, 수신기는 셀 A의 커버리지 영역 내에 위치되고, 여기서, 도 6에 나타난 예시도에 의해 도시된 바와 같이 기지국 A로부터 99%의 신호 파워 기지국 B로부터 1%의 신호 파워로 OFDM 심볼을 수신하도록 여겨지며, 두 개의 셀로부터의 신호의 도달 시간 사이의 지연은 제로(0)임.
도 19는, 1/2, 3/5, 2/3 및 3/4의 오류 정정 인코딩 비율, 16QAM의 제1 변조 방식, 64QAM의 제2 변조 방식의, 예를 들어, LDPC 코딩된 OFDM 송신기-수신기 체인의 신호대 노이즈 비율에 대한 비트 에러율(bit error rate)의 그래프도로서, 수신기는 셀 A의 커버리지 영역 내에 위치되고, 여기서, 도 6에 나타난 예시도에 의해 도시된 바와 같이 기지국 A로부터 60%의 신호 파워 기지국 B로부터 40%의 신호 파워로 OFDM 심볼을 수신하도록 여겨지며, 두 개의 셀로부터의 신호의 도달 시간 사이의 지연은 제로(0)임.
도 20은, 1/2, 3/5, 2/3 및 3/4의 오류 정정 인코딩 비율, 16QAM의 제1 변조 방식, 64QAM의 제2 변조 방식의, 예를 들어, LDPC 코딩된 OFDM 송신기-수신기 체인의 신호대 노이즈 비율에 대한 비트 에러율(bit error rate)의 그래프도로서, 수신기는 셀 A의 커버리지 영역 내에 위치되고, 여기서, 도 6에 나타난 예시도에 의해 도시된 바와 같이 기지국 A로부터 50%의 신호 파워 기지국 B로부터 50%의 신호 파워로 OFDM 심볼을 수신하도록 여겨지며, 두 개의 셀로부터의 신호의 도달 시간 사이의 지연은 제로(0)임.
도 21은, 1/2, 3/5 및 2/3의 오류 정정 인코딩 비율, 16QAM의 제1 변조 방식, 64QAM의 제2 변조 방식의, 예를 들어, LDPC 코딩된 OFDM 송신기-수신기 체인의 신호대 노이즈 비율에 대한 비트 에러율(bit error rate)의 그래프도로서, 수신기는 셀 B의 커버리지 영역 내에 위치되고, 여기서, 도 6에 나타난 예시도에 의해 도시된 바와 같이 기지국 A로부터 10%의 신호 파워 기지국 B로부터 90%의 신호 파워로 OFDM 심볼을 수신하도록 여겨지며, 기지국 B로부터의 신호는 기지국 A로부터의 신호의 2.2㎲ 후에 수신기에 도달됨.
도 22는 본 기술의 실시형태에 따른 수신기의 개략적 블록도.
도 23은 도 22에 도시된 수신기에 나타난 PLP(Physical Layer Pipe) 프로세서의 개략적인 블록도.
도 24는 본 발명의 추가 예시적 실시형태에 따라 적응되는 수신기를 나타내는 개략적 블록도.
도 25는 제1 및 제2 변조 방식으로부터의 컴포넌트(components)를 포함한 단일 주파수 신호를 이퀄라이징 하기 위해 필요한 프로세스의 예시적 동작을 나타내는 흐름도.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태는, 일 응용예에서는, 단일 주파수 네트워크 내에서 지역 콘텐츠를 전송할 수 있으면서도 네트워크의 다른 부분들은 여전히 주 방송 신호(primary broadcast signal)를 수신하게 하는 장치를 제공하도록 추구한다. 일례는 지역 콘텐츠가 전국 방송 텔레비전 프로그램과 동시에 방송될 필요가 있을 때이다.
도 1은, 송신 안테나(1)를 통해 통상적으로 변조된 OFDM 신호에 따라 신호를 송신하는 기지국 BS의 네트워크 예시도를 제공한다. 기지국 BS는 일례로 국가 경계(national boundary)일 수 있는 경계(2) 내의 지리적 영역 전체에 배치된다. 상술한 바와 같이, 단일 주파수 네트워크 구성에서 기지국 BS는 동일 주파수로 동일한 시간에 동일한 OFDM 신호를 모두 방송한다. 모바일 장치 M은 임의의 기지국으로부터 OFDM 신호를 수신할 수 있다. 더 구체적으로는, 모바일 장치 M은, 신호가 경계(2)에 의해 확인된 영역 내의 모든 기지국들로부터 동시에 방송되기 때문에, 다른 기지국으로부터 동일한 신호를 수신할 수도 있다. 이러한 소위 송신 다이버시티 구성(transmit diversity arrangement)은 단일 주파수 OFDM 네트워크의 전형이다. OFDM 심볼로부터 데이터를 복구하는 수신기에서의 OFDM 신호의 검출의 일부로서, 서로 다른 소스들로부터 각 심볼마다 수신된, 송신된 OFDM 심볼로부터의 에너지는 검출 프로세스에서 결합된다. 따라서, 서로 다른 기지국들로부터 동일한 신호를 송신하는 것은, 수신된 OFDM 심볼의 임의의 컴포넌트 또는 그 OFDM 심볼의 에코가 네트워크 전개(network deployment)가 허락된 모든 보호 구간 주기(total guard interval period) 내에 있다면, OFDM 심볼에 의해 통신된 데이터를 정확히 복구할 가능성을 증가시킬 수 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 일부 실시예에서, 기지국 BS는 기지국들의 동작을 제어할 수 있는 일 이상의 기지국 제어기 BSC에 의해 제어될 수 있다. 일부 예에서, 기지국 제어기 BSC는 지리적 영역과 관련된 네트워크의 일부 내에서 일 이상의 기지국들을 제어할 수 있다. 다른 예에서, 기지국 제어기 BSC는 지역 콘텐츠의 송신이 시분할 다중화 프레임에 대해 구성되도록 일 이상의 기지국의 클러스터를 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 경계(2)에 의해 확인되는 영역은 기지국들의 네트워크가 전국 네트워크가 되도록 국가 경계에 대응할 수 있다. 이와 같이, 일례에서, 전국적으로 방송되는 텔레비전 신호는 도 1에 도시된 기지국 BS로부터 각각 송신된다. 그러나, 본 기술의 실시형태는 도 1에 도시된 기지국들의 일부로부터만 지역적으로 방송되는 신호를 송신하기 위한 구성을 제공함에 관련된 기술적 과제를 해결하는 것을 목표로 한다. 이러한 구성의 일례는 특정 지역과 관련된 지역 방송 뉴스 또는 교통 뉴스가 기지국의 일부로부터만 방송되는 경우가 있을 수 있다. 다중 주파수 네트워크에서 이는 사소한 것인데, 왜냐하면 지역 방송에 관한 신호는 서로 다른 주파수 상에서 서로 다른 송신기로부터 송신될 수 있고, 따라서 다른 기지국으로부터 방송된 것과 독립적으로 검출된다. 그러나, 단일 주파수 네트워크에서는, 일부 기지국에 대해서만 콘텐츠의 지역 서비스 삽입을 허가하는 기술이 제공되어야만 한다.
상술한 바와 같이, 선행 문헌 US 2008/0159186에서는 2개의 변조 방식을 결합하여 복수의 데이터 소스 각각에 대한 변조 층을 형성하는 기술을 개시한다. 이러한 구성을 구현하는 송신기가 도 2에 도시된다. 도 2에서, 데이터는 제1 데이터 파이프(4) 및 제2 데이터 파이프(6)에서 변조기(8)로 공급되고, 변조기(8)는 데이터를 부반송파 상에서 변조하여 OFDM 심볼을 형성한다. 변조는 제1 데이터 파이프(4)로부터의 데이터가, 제1 및 제2 데이터 파이프(4, 6) 모두로부터의 데이터의 검출과 분리하여 검출될 수 있는 방법으로 수행된다. OFDM 심볼 형성기(10)는 이후에 변조기(8)의 출력에 제공된 주파수 도메인에서 OFDM을 형성하고, OFDM 변조기/송신기의 통상적인 동작에 따른 역퓨리에 변환(inverse Fourier transform)을 수행함으로써 주파수 도메인 OFDM 심볼을 시간 도메인으로 변환한다. 시간 도메인 OFDM 심볼은 이후에, OFDM 신호가 안테나(14)로부터 송신될 수 있도록 OFDM 심볼을 무선 주파수 반송파 신호로 상향(up) 변환하는 무선 주파수 변조기(12)로 공급된다.
US 2008/0159186에 개시된 기술은 도 3a 및 도 3b에 도시된다. 도 3a 및 도 3b는 동위상(in-phase) I 및 직교위상(quadrature-phase) Q 성분을 포함하는 복소 평면에서 신호 성상점의 예시를 제공한다. 도 3a에 도시된 신호 성상점의 예는 QPSK에 대한 것이고, 반면에 도 3b에 도시된 예는 16QAM에 대한 것이다. 다중 층 변조를 얻기 위해 알려진 기술에 따라서, 2개의 소스로부터의 데이터는 제2 변조 방식의 신호 성상점 상에서 변조된다. 제2 변조 방식의 신호 성상점은 변조 방식에 이용가능한 변조 심볼 값들을 나타낸다. 도 3a에 도시된 제1 변조 방식의 경우, QPSK에 대한 신호 성상점은 작은원 "o"(20)으로 제공된다. 이와 같이, 소스 데이터 파이프(6)로부터 제공되는 소스 B로부터의 비트는 도 3a에 도시된 신호 성상점으로 매핑되어, 각각의 가능한 변조 심볼 값은, 예를 들어, 그레이 코딩(Grey coding)을 이용하여 통상적인 방법으로 소스 b0b1로부터의 2개의 비트를 나타낸다.
도 3b에 도시된 제2 변조 방식은 16QAM이고, 이는 "x"로 표시되는 16개의 가능한 신호 성상점(22)을 제공한다. b0b1로 나타나는 제1 데이터 파이프(6)로부터의 데이터에 의한 신호의 변조에 더불어, 도 3b에 도시된 4개의 사분면 각각으로부터의 성상점들 중 하나의 선택은 값 a0a1에 대한 제2 소스 데이터 파이프(4)로 부터의 2개의 비트에 대한 4개의 가능한 값들 중 하나를 확인하기도 한다. 따라서, 도 3b에 도시된 신호점들 중 하나의 검출은 a0a1에 대한 값을 확인할 뿐만 아니라, 신호점이 검출되는 4 사분면 중 어떤 것에 기초하여 b0b1에 대한 값을 확인한다. 따라서, 다중층 변조 방식이 만들어질 수 있다.
송신기
본 기술의 실시형태는, 이웃하는 영역에서의 기지국이 전국 방송 신호를 여전히 검출하게 하면서 지역 콘텐츠에 대한 지역 방송 서비스를 제공하도록 US 2008/0159186에 따른 다중 층 변조 기술을 이용하는 구성을 제공한다.
도 1에 도시된 기지국 중 하나에 지역 콘텐츠를 삽입하기 위해 사용될 수 있는 본 기술을 실시하는 송신기가 도 4에 도시된다. 도 4에서, 복수의 n개의 물리계층 데이터 파이프(Physical Layer Data Pipes; PLP)(30)는 스케쥴러(34)에 송신하기 위한 데이터를 공급하도록 구성된다. 시그널링 데이터 프로세싱 파이프(36)도 제공된다. 각각의 파이프 내에서, 데이터는, LDPC(Low Density Parity Check) 코드에 따라 데이터를 인코딩하도록 구성된 전방 오류 정정 인코더(forward error correction encoder)(40)에서 입력(38)으로부터의 특정 채널에 대한 데이터가 수신된다. 인코딩된 데이터 심볼은 이후에 인코더(40)에 의해 사용되는 LDPC 코드의 성능을 향상하도록 인코딩된 데이터 심볼을 인터리브(interleave)하는 인터리버(42)로 공급된다.
이후에, 스케쥴러(34)는 각각의 데이터 파이프(30)는 물론 시그널링 프로세싱 파이프(36)로부터의 각각의 변조 심볼을, OFDM 심볼로 매핑하기 위해 데이터 프레임으로 결합한다. 스케쥴링된 데이터는 주파수 인터리버(54), 지역 파일럿 생성기(180), 변조기(182), 선택적 MISO 처리부(184) 및 파일럿 생성기(56)를 포함하는 데이터 슬라이스 프로세싱부(50, 51, 52)로 제공된다. 데이터 슬라이스 프로세서는 이러한 방법으로 주어진 PLP에 대한 데이터를 구성하여, 오직 OFDM 심볼의 특정 부반송파만을 가질 것이다. 이후에, 데이터 슬라이스 프로세서(50, 51, 52)로부터의 데이터 출력은 TDMA 프레이밍부(58)로 공급된다. TDMA 프레이밍부(58)의 출력은 OFDM 변조기(70)에 공급되고, OFDM 변조기(70)는 시간 도메인에서 OFDM 심볼을 생성하고, 이후에 RF 변조기(72)에 의해 무선 주파수 반송파 신호 상에서 변조되며 송신을 위해 안테나(74)로 공급된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태는, 지역 콘텐츠가 도 1에 도시된 네트워크에 의해 커버되는 전국 영역과 연관된 지역 영역 내의 일 이상의 기지국으로부터 방송되게 하는 기술을 제공한다. 이를 위하여, 도 4에 도시된 송신기도 주파수 인터리버(54) 및 지역 파일럿 생성기(180)를 포함하는 지역 서비스 삽입 데이터 슬라이스 프로세서(80)를 포함한다. 그러나, 또한, 본 기술에 따르면, 데이터 슬라이스 프로세서(50)에 도시된 변조기(44)는 지역 서비스 삽입 데이터 슬라이스 프로세서(80)로부터 데이터를 수신하기 위한 제2 입력을 가진다. 본 기술에 따르면, 변조기(44)는 지역 서비스 삽입 데이터를 제2 변조 방식에 따라 관련된 신호 성상점의 집합 상에서 변조한다. 지역 콘텐츠는 물론 주 데이터에 대해 사용되는 제2 변조 방식의 신호 성상점은, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명될 바와 같이, n개의 PLP 파이프로부터 주 데이터를 단지 통신하기 위해 사용되는 제1 변조 방식의 성상점과 관련된다.
도 4에 나타난 바와 같이, 변조기(44)는 데이터 슬라이스 프로세서(50)로부터 데이터를 수신하는 제1 입력(82) 및 지역 서비스 삽입 데이터 슬라이스 프로세서(80)로부터 데이터를 수신하는 제2 입력(84)을 가진다. 이하의 설명에서 데이터 슬라이스 프로세서(50)로부터의 데이터는 제1 또는 주 데이터 파이프로서 불릴 것이다. 일례에서, 제1 데이터 슬라이스 프로세서(50)로부터의 데이터는 도 1의 네트워크 전체에 걸쳐 통신되었을 전국 방송 채널을 포함한다.
도 5에서 변조기(44)가 더 자세히 도시된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 지역 서비스 삽입 파이프(80)로부터의 데이터는 제2 입력(84)에서 제1 데이터 워드 형성기(90)로 공급된다. 제1 데이터 파이프로부터의 데이터는 제1 입력(82)에서 제2 데이터 워드 형성기(92)로 공급된다. 제1 데이터 파이프로부터의 데이터가 데이터 워드 형성기(92)에 수신되면 이 데이터는 비트 y0y1y2y3의 4개의 그룹을 형성하여 심볼 선택기(94) 내에서 16QAM 변조 심볼의 16개의 가능한 값들 중 하나로 매핑되도록 구성된다. 마찬가지로, 데이터 워드 형성기(90)는 제1 데이터 파이프(32)로부터의 데이터를 4개의 비트 y0y1y2y3를 포함하는 데이터 워드로 형성한다. 그러나, 데이터 워드 형성기(90)는 또한 지역 서비스 삽입 파이프(80)로부터 데이터 심볼을 수신하여, 제1 데이터 파이프(82)로부터의 심볼 스트림으로부터 4개 비트 y0y1y2y3와 지역 서비스 삽입 파이프(80)로부터 2개 비트 h1h2인 6비트 데이터 워드 y0y1y2y3h0h1를 형성하도록 지역 서비스 삽입 데이터 파이프(84)로부터의 비트 중 2비트를 제1 데이터 파이프(82)로부터의 데이터 비트에 덧붙임으로써, 64QAM의 64개의 가능한 변조 심볼 값들(26=64) 중 하나를 선택하기 위한 6개의 비트 워드를 형성한다.
심볼 선택기(96)는 6개의 비트 워드 y0y1y2y3h0h1를 수신하고, 64QAM 변조 방식의 64개의 가능한 값들 중 선택된 워드의 값에 따라 출력(96.1)에서 일련의 64QAM 심볼을 형성하도록 구성된다. 심볼 선택기(94, 96)로부터의 각각의 출력은, 이후에, 제어 입력(100) 상에서 지역 서비스 삽입 파이프(90)로부터 수신된 지역 콘텐츠를 언제 제공하여 기지국으로부터 방송되게 할지에 관한 지시(indication)도 수신하는 스위치부(98)로 공급된다. 지역 서비스 삽입 데이터가 기지국으로부터 방송되기로 되어있으면, 스위치(98)는 64QAM 심볼 선택기(96)로부터의 출력(96.1)을 선택하도록 구성된다. 그렇지 않으면, 스위치는 16QAM 심볼 선택기(94)로부터의 출력(94.1)을 선택하도록 구성된다. 그러므로, 변조기(44)로부터 변조 심볼이 출력되어 출력 채널(102)을 통해 OFDM 심볼 상에서의 송신된다.
일부 예에서, 제어 입력(100)은 언제 지역 콘텐츠가 지역 서비스 삽입 데이터 슬라이스 프로세서(80)로부터 송신되는지 나타내는 제어 신호를 제공할 수 있다. 제어 입력(100)에 제공된 제어 신호는 기지국 내의 송신기가 연결되어 있는 기지국 제어기로부터 생성될 수 있다.
다른 예에서, 시그널링 데이터 프로세싱 파이프(36)는 L1 시그널링 데이터를 통해 언제 지역 서비스 삽입 파이프(80)가 지역 데이터를 송신하는지 또는 송신할지의 지시를 통신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 수신기는 L1 시그널링 데이터를 검출하여 복구할 수 있고, 언제 지역 콘텐츠가 송신되는지 혹은 송신될지 또는 그 여부를 결정할 수 있다. 이와 달리, 수신기에는, 수신기를 사전 프로그래밍하는 것과 같은 일부 다른 수단에 의해서 지역 콘텐츠 데이터를 송신해야 할 시기의 스케쥴을 제공하는 데이터가 제공될 수 있다.
기지국의 전개(Deployment of Base Stations)
도 6은, 제1 기지국 BS(110)가 셀 A 내의 제1 데이터 파이프(32)로부터 데이터를 송신할 수 있고, 반면에 이웃하는 기지국 BS(112)는 제2 셀 B 내의 데이터를 송신하며, 송신되는 데이터는 제1 데이터 파이프(32)로부터의 데이터뿐 아니라 지역 서비스 삽입 파이프(80)로부터의 지역 서비스 삽입 데이터를 포함하는, 도 1 내에서 제공될 수 있는 구성의 예시를 제공한다. 따라서, 셀 A로의 기지국(110)은 부반송파를 16QAM을 이용하여 변조시켜 OFDM 심볼을 송신하고, 반면에 셀 B의 기지국(112)은 64QAM으로 부반송파를 변조함으로써 OFDM 심볼을 송신하고 있다. 따라서, 비트 오더링(bit ordering)을 표시한 도 6에 나타난 바와 같이, 마지막 2개 비트 h0h1은 64QAM에 따라 신호 성상점의 미세한 세부 사항을 선택하는데 사용되는 반면에, 비트 y0y1y2y3는 복소 평면 내에서 대략적인 격자(coarser grid)에서 16QAM 심볼 중 하나를 선택하는데 이용된다.
이미 설명된 바와 같이, 셀 A 및 B 내의 기지국(110, 112) 모두, 동일 주파수로 동시에 OFDM 심볼을 송신할 것이다. 그래서, 모바일 단말기의 수신기는 결합된 OFDM 신호(a combined OFDM signal)를 수신할 것인데, 부분적으로, 마치 다중 경로 환경에서 서로 다른 경로들을 통해 수신되는 것과 같다. 그러나, 셀 A 내의 기지국(110)으로부터 송신된 OFDM 신호는 제1 변조 방식 16QAM을 이용하여 변조된 OFDM 신호를 포함하고, 반면에 셀 B 내의 기지국(112)으로부터 송신된 OFDM 심볼은 제2 변조 방식 64QAM을 이용하여 변조될 것이다. 모바일 단말기 내의 수신기에서, OFDM 심볼이 제1 변조 방식 및 제2 변조 방식으로 수신되게 되는 총 파워의 비율은 셀 A 및 셀 B 내의 송신기 각각에 대한 모바일 장치 M의 근접도에 의존할 것이다. 또한, 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터 심볼을 정확하게 복구할 가능성은, 제2 및 제1 변조 방식으로 각각 변조된 OFDM 심볼이 존재하는 경우에는, 수신기가 셀 A로부터 송신된 제1 변조 방식 16QAM에 따른 OFDM 심볼 또는 셀 B로부터 송신된 64QAM에 따른 OFDM 심볼을 검출할 수 있는 정도에 의존할 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 가능한 모의 신호 성상값의 3개의 플롯(120, 122, 124)은 예를 들어 도 8에서 도시된 16QAM 및 64QAM의 예로서 도시된다. 제1 좌측 플롯(120)은, 셀 A 및 셀 B의 기지국(110, 112)에서의 송신기가 16QAM 및 64QAM 변조 방식으로 각각 변조된 부반송파로 OFDM 심볼을 송신할 때 수신된 변조 심볼 값의 복소 평면에서의 플롯을 제공하는데, 왜냐하면 셀 B는 지역 서비스 삽입 데이터를 송신하고 있기 때문이다. 제1 플롯(120)은, 수신된 신호 파워의 80%가 셀 A로부터 나오고 수신된 신호 파워의 20%가 셀 B로부터 나온다고 가정한 위치 X에 있는 모바일 장치에 대응한다. 도 7에서 나타나는 바와 같이, 플롯(120)은 16QAM 수신된 신호에 따라 이산 신호점을 제공하되, 64QAM 변조 심볼을 송신하는 셀 B로부터 나오는 20% 파워에 의해 생성된 가능한 점들의 확산(spread) 결과로 노이즈가 명백히 증가한다.
이에 상응하여, 중간 플롯(122)은, 수신기가 위치 Y에 있으며 수신된 파워의 60%가 셀 A로부터 나오고 수신된 파워의 40%가 셀 B로부터 나온다고 가정한 복소 평면에서 신호 값들의 플롯을 제공한다. 알 수 있는 바와 같이, 신호 성상 플롯은 16QAM 심볼의 가능한 값들 각각과의 연관에 대응하는 클러스터로 그룹화되나, 이산 성상점은 64QAM 변조 방식에 따라 형성된다. 따라서, 신호대 노이즈 비율이 충분히 크면, 위치 Y에있는 수신기는 64QAM 신호점 중 하나를 검출할 수 있고, 그러므로 삽입된 지역 데이터를 복구할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이에 상응하여, 우측 플롯(124)은, 예를 들어, 신호 파워중 단지 10%가 셀 A로부터 나오고 신호 파워중 90%가 셀 B로부터 나온다고 가정한 위치 Z의 경우(case)를 도시한다. 그러므로, 플롯(124)에 도시된 바와 같이, 분명히 64QAM 신호 성상점의 각각은 데이터의 검출 및 복구에 이용 가능하고, 이 데이터는 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 데이터 파이프 모두에 대해 생성된다. 따라서, 수신기의 위치에 따라, 모바일 단말기는 셀 B의 내부 혹은 주위에 있는 지역적으로 송신된 데이터 및 제1 데이터 파이프로부터 송신된 데이터(예를 들어, 전국 방송)를 복구할 수 있는 반면에, 셀 A에서 수신기는 제1 데이터 파이프로부터의 데이터를 여전히 복구할 수 있을 것이라는 것을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로, 64QAM 신호의 제2 변조 방식 및 제1 변조 방식 16QAM에 의해 제공된 계층 변조(layered modulation)를 이용하는 효과는, 지역적으로 방송되는 데이터가 이웃하는 셀로부터 송신될 때 전국적으로 방송되는 데이터의 수신을 방해하지 않을 것이다.
TDMA 지역 서비스 삽입
본 기술의 일부 실시형태가 이용할 수 있는 추가의 개선(enhancement)은, 고차(2차) 변조 방식을 이용하여 송신된 지역 콘텐츠가 다른 셀에서 다른 시간에 송신하려는 취지로 클러스터의 이웃하는 셀들 사이에 지역 서비스 송신을 위한 능력(capacity)을 배분시키는 것이다. 이 기술은 도 9a, 9b 및 9c를 참조하여 도시된다.
도 9a에서, 4개의 셀들의 클러스터가 도시된다. 이들은, 서로 다른 명암으로 도시되며, 각각 Tx1, Tx2, Tx3, Tx4로 이름붙여진다. 이처럼, 도 9a는 4개의 셀의 클러스터를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 예를 들어, 전국 방송 채널일 수 있는 제1 데이터 파이프로부터의 데이터를 수신하는 것에 더불어, 상술한 바와 같이 고차 계층 변조 기술과 결합하여 지역 데이터 삽입 파이프를 이용하여 지역 방송(regional broadcast)을 제공할 수도 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 제2 또는 고차 변조 기술이 사용되면, 그 결과는 제1 또는 저차 변조 방식을 이용한 전국 방송인 제1 통신 채널로부터 데이터를 수신하는 수신기에 대한 신호대 노이즈 비율을 감소시키는 노이즈 또는 간섭을 도입하게 될 것이다. 더 구체적으로는, 예를 들어, 제1 데이터 파이프로부터의 전국 방송 신호가 QPSK를 이용해 변조되며 결합된 제1 통신 채널 및 지역 서비스 삽입 채널이 16QAM의 제2 또는 고차 변조 방식상으로 변조되면, 16QAM 방송은 QPSK 변조 방식으로 변조된 OFDM 심볼을 수신하려 하는 수신기의 노이즈를 증가하여 나타낼 것이다.
제1/저차 변조 방식(QPSK)에 대하여 제2/고차 변조 방식(16QAM)에 의해 발생되는 간섭의 양을 감소시키기 위해, OFDM 신호를 방송하는 셀은 도 9a에 도시된 바와 같이 클러스터링(clustered)된다. 또한, 도 9a에 도시된 4개의 셀 클러스터 내의 송신기들은 프레임 단위로 턴온되어 제1 데이터 통신 파이프 및 그들의 지역 서비스 삽입 파이프로부터 데이터 심볼을 제공하는 고차 16QAM 변조 신호를 방송한다. 이러한 구성이 도 9b에 도시된다.
도 9b에서 4개의 물리계층 프레임(physical layer frame)으로 구성된 TDMA 프레임이 도시된다. 물리계층 프레임은 프레임 1, 프레임 2, 프레임 3, 프레임 4로 이름 붙여진다. 각 물리계층 프레임 내에, OFDM 신호는 다양한 PLP로부터의 데이터를 전달한다. 상술한 바와 같이, QPSK를 이용한 제1 데이터 파이프에 대한 데이터의 송신과 동시에, 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터를 반송하는 OFDM 심볼 또한, 예를 들어, 16QAM을 이용하여 송신된다. 그러나, 16QAM 변조에 의해 일어나는 간섭을 감소시키기 위해서는, 4개 셀의 클러스터 내의 송신기 Tx1, Tx2, Tx3, Tx4 중 오직 하나만 TDMA 프레임의 각 물리계층 프레임 동안 고차 16QAM 변조된 부반송파로 OFDM 심볼을 송신하게 된다. 따라서, 물리계층 프레임 1에서는, Tx1 만이 결합된 제1 데이터 파이프 및 그 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터를 제공하기 위해 16QAM으로 변조된 부반송파로 OFDM 심볼을 송신하고, 한편 프레임 2에서는 송신기 Tx2 만이 16QAM으로 OFDM 심볼을 송신하고, 그 이후에는 프레임 3의 Tx3 및 프레임 4의 Tx4가 송신한다. 이후에, 다음 TDMA 프레임에 대해 패턴이 반복된다. 각 케이스에서, 모든 다른 송신기들은 오직 제1 데이터 파이프를 반송하는데 사용되는 QPSK 또는 성상으로 변조된 OFDM 심볼을 송신하고 있다.
4개의 송신기 Tx1, Tx2, Tx3, Tx4 각각 사이에서 지역 서비스 삽입 데이터의 송신을 시분할하는 결과로서, 지역 데이터율(local data rate)은 효율적으로 제1 데이터 파이프의 시간의 4분의 1이다. 따라서, 각 셀은 4번째 물리계층 프레임마다 지역 서비스 삽입 콘텐츠를 송신한다. 그러나, 이에 상응하여, 고차 변조 방식이 매 4번째 프레임마다 한번 씩 하나의 셀로부터만 송신되므로, 제1/저차 변조 방식(QPSK)를 수신하기 원하는 4개의 셀의 커버리지 영역에 위치한 수신기들이 직면하게 되는 유효 간섭은 대응하여 감소된다. 따라서, 도 9c에 도시된 셀들의 패턴에서, 지역 서비스 삽입 데이터에 의해 발생하고 수신기에 대해 노이즈 증가로서 나타내었을 간섭이 4개의 셀의 클러스터 전체에 분산된다. 그러므로, 지역 서비스 삽입 데이터에 의해 발생하는 상대적인 간섭 또는 증가하는 노이즈는 감소된다. 이는 다중 주파수 네트워크에서 주파수 재사용과 동일한 것으로 고려될 수 있다. 도 9a, 9b, 9c에 도시된 예에 대해, 이하의 테이블은 제1 변조 방식(16QAM) 및 제2 변조 방식(64QAM) 각각에 따른 OFDM 심볼의 송신을 나타낸다.
프레임 1 프레임 2 프레임 3 프레임 4
Tx1 64QAM 16QAM 16QAM 16QAM
Tx2 16QAM 64QAM 16QAM 16QAM
Tx3 16QAM 16QAM 64QAM 16QAM
Tx4 16QAM 16QAM 16QAM 64QAM
테이블은 OFDM 심볼의 변조를 나타내며, 여기서, 지역 서비스 삽입 데이터가 64QAM의 제2/고차 변조 방식을 사용하여 변조되고, 제1/저차 변조 방식은 제1/전국 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 반송하기 위한 16QAM이다.
알 수 있는 바와 같이, 4개의 기지국들의 클러스터 사이에 4개의 TDMA 프레임의 클러스터에 대한 지역 콘텐츠의 송신을 할당하는 결과는, 수신기가 전형적인 경우일 하나의 기지국으로부터만 OFDM 반송 신호를 수신할 수 있으면, 1/4만큼 지역 콘텐츠 서비스의 대역폭을 감소할 수 있다. 지역 콘텐츠를 각 클러스터의 기지국의 송신기에 할당하는 것은, 예를 들어, 시그널링 데이터 파이프에 의해 제공되는 시그널링 데이터를 통해 제공될 수 있다.
상술된 예시에서, 셀들은 4개의 그룹들로 클러스터링화 되지만, 어떠한 숫자도 사용될 수 있다는 것은 잘 알 수 있는 것이다. 유리하기로는, 셀들은 지역 서비스 삽입 서비스가 가능한 기저대역 대역폭(비트율)양과, 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 저차 변조 방식을 이용한 제1 데이터 파이프로부터 데이터의 수신에 대해 삽입 채널 모두로부터의 데이터를 반송하는 고차 변조 방식의 송신에 의해 발생되는 신호대 노이즈 비율의 감소량 사이의 균형잡힌 트레이드 오프(balanced trade-off)를 제공하기 위해 4개의 클러스터로 그룹화한다. 그래서, 도 9c에 도시된 셀 구조를 이용하여, 4개 셀의 서로 다른 그룹 및 주파수 재사용의 등가 구성을 나타내도록 전역에 반복되는 셀 클러스터링 구성에 대해, 매 4번째 물리계층 프레임마다 지역 콘텐츠를 송신 할 수 있다.
본 기술에 따르면, 도 4에 도시된 기지국들 내의 송신기는 이전에 예시된 TDMA 프레임 구조를 구현하도록 적응될 수 있다. 일 실시예에서, 변조된 부반송파 신호를 OFDM 심볼로 형성하는 스케쥴러(34) 및 프레이밍부(58)는 도 9b에 도시된 시분할 프레임에 따라 OFDM 심볼의 송신을 스케쥴링하도록 구성될 수 있다. 스케쥴러(34) 및 프레이밍부(58)는 상술한 테이블에 도시된 바와 같은 제2 변조 방식을 사용하여 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 OFDM 심볼을 송신하도록 구성된다.
결합된 지역 서비스 삽입 및 전국 방송 신호의 이퀄라이제이션
본 기술의 또 다른 양태를 이제 도 10 내지 15를 참조하여 기술할 것이다. 상술된 바와 같이, 지역 서비스 삽입 채널로부터의 데이터는 16QAM과 같은 고차 변조 방식을 이용하여 전국 방송 채널로부터의 데이터와 함께 송신되며, 반면에 전국 방송 채널로부터의 데이터는 QPSK와 같은 저차 변조 방식을 이용하여 송신된다. 16QAM 변조 방식에 의한 전국 방송 채널로부터의 데이터와 함께 전달되는 지역 서비스 삽입 데이터를 검출할 수 있는 모바일 수신기는, 전국 방송 채널만으로부터의 데이터를 전달하는 QPSK 신호의 존재 시에 16QAM 신호를 검출할 필요가 있을 수 있다. 전국 방송 채널 및 지역 방송 채널로부터의 데이터를 전달하는 16QAM 변조 방식 및 전국 방송 채널을 전달하는 QPSK 변조 방식은 도 3a 및 도 3b에 나타나고, 상술되었다. 이하의 기술에서, 전국 방송 채널 및 지역 서비스 삽입 채널에 따른 데이터를 전달하는 고차 변조 방식은 지역 서비스 삽입 채널 또는 데이터로서 언급될 것이고, 전국 방송 채널은 전국 방송 채널, 데이터 또는 신호로 언급될 것이다.
본 기술의 실시형태에 의해 해결되는 추가의 부수적인 문제는, 예를 들어, 16QAM 신호인 지역 서비스 삽입 신호 및 QPSK 신호인 전국 방송 신호의 결합인, 수신기에서 수신된 신호를 이퀄라이즈할 수 있는 수신기를 제공하는 것이다. 그러므로, 전국 방송 신호와 지역 서비스 삽입 신호의 결합, 즉 16QAM과 QPSK 신호의 결합인 신호를 이퀄라이징 하는 것이 본 기술의 추가적 양태에 의해 해결된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 모바일 수신기 M은 지역 서비스 삽입 신호(112)를 송신하는 기지국 및 전국 방송 신호(110)를 송신하는 기지국으로부터 대략적으로 등거리(equi-distant)인 위치에 위치한다. 따라서, 모바일 수신기 M에 의해 수신되는 신호는, 지역 서비스 삽입 기지국(112)과 모바일 수신기 M 사이에서 채널 hl(t)로 컨볼루션되는 지역 서비스 삽입 신호 s(t)+d(t)와 전국 방송 기지국(110) 및 모바일 수신기 M으로부터 채널 hn(t)로 컨볼루션되는 전국 방송 신호 s(t)의 결합으로 이루어진다. 따라서, 수신된 신호 r(t)는 이하의 등식으로 표현된다(심볼 '*'은 컨볼루션을 나타냄):
r(t)=hn(t)*s(t)+hl(t)*[s(t)+d(t)]
=s(t)*[hn(t)+hl(t)]+d(t)*hl(t)
수신된 신호가 주파수 도메인으로 변환되는 FFT 이후에, FFT의 출력에서 형성되는 신호는:
R(z)=S(z)[Hn(z)+Hl(z)]+D(z)Hl(z)
그러므로, 신호 성상은 도 11a에 도시된 전국 방송 신호 및 도 11b에 도시된 지역 삽입 신호에 대해 복소 평면에서 표시될 수 있으며, 전국 방송 신호는 도 11a에 나타난 바와 같이 QPSK이고 지역 서비스 삽입 신호는 도 11b에 도시된 바와 같이 16QAM이다. 따라서, 도 11a의 전국 방송 신호는 도 11b에 도시된 16QAM의 고차 변조 방식에 대하여 저차 변조 방식을 제공한다. 그러나, 도 11a 및 도 11b의 성상점에 의해 도시된 신호의 표현은 노이즈가 없고, 더욱이, 어떠한 다른 신호들 역시 존재하지도 않는다.
도 12a 및 도 12b는 모바일 수신기 M이 전국 방송 신호 s(t) 및 지역 방송 신호 s(t)+d(t)가 모두 존재할 때의 신호를 수신하고 채널 응답 Hn(z)과 Hl(z)가 동일하지 않은, 복소 평면에서의 신호 성상의 대응하는 표시를 제공한다. 도 12a에서, 상술한 바와 같은, 결합된 신호에 대한 신호 콘솔레이션 R(Z)는 전국 방송 신호와 지역 방송 신호의 결합이다. 도 12b는 전국 방송 신호(110)의 기지국으로부터의 채널과 지역 삽입 기지국(112)의 채널의 결합인 [Hn(z)+Hl(z)]로 수신 신호 R(z)를 나누어 C(z)를 얻는 것을 나타낸다. 도 12b의 다이어그램은 완전한 채널 추정(perfect channel estimation) 및 노이즈 없음을 가정한다. 도 12b로부터 알 수 있는 바와 같이, 지역 방송 신호의 특정 변조 심볼의 오검출(false detection)을 일으키는데는 단지 적은 양의 노이즈만 필요로 될 것이다. 결합된 채널로 R(z)을 나누면, 이퀄라이징된 신호 C(z)를 형성한다:
Figure pct00001
Figure pct00002
그러나, 우리는 Hn(z)와 Hl(z)를 각각 알지 못하고, 그래서 이하는 계산될 수 없다:
Figure pct00003
본 기술에 따르면, 전국 방송 신호로부터 지역 삽입 신호를 복구하기 위해서는, 전국 기지국(110)으로부터의 채널 Hn(z) 및 지역 서비스 삽입 기지국(112)으로부터의 채널 Hl(z)을 각각 결정할 필요가 있다. 전국 방송 채널 Hn(z) 및 지역 삽입 채널 Hl(z)를 알고 있으면, 항 D(z)를 계산할 수 있게 된다. 따라서, 우선 저차 변조 방식을 이용한 전국 방송 신호를 검출하여 수신된 신호로부터 검출된 신호를 빼면, 전국 방송 기지국으로부터의 채널 Hn(z) 및 지역 서비스 삽입 신호 기지국으로부터의 채널 Hl(z)을 알게되어 지역 신호 D(z)를 복구할 수 있다. 따라서, 본 기술에 따르면, 항 Hl(z)D(z)/[Hn(z)+Hl(z)]는 노이즈로 간주하고, 전국 방송 데이터는 S(z)을 슬레이싱 함으로써 전국 방송 신호
Figure pct00004
의 추정치를 얻음으로써 복구된다. 따라서, 전국 방송 기지국으로부터의 채널 Hn(z) 및 지역 서비스 삽입 신호 기지국으로부터의 채널 Hl(z)을 계산하고, 전국 방송 신호의 추정치로 이들의 합을 컨볼루션(주파수 도메인에서 곱셈에 의해) 함으로써, 수신된 신호로부터 이러한 결합을 감산하여 지역 서비스 삽입 기지국으로부터의 채널로 컨볼루션된 지역 서비스 삽입 신호의 추정치를 형성할 수 있다.
그러므로, 지역 서비스 삽입 신호를 검출하기 위해, 아래의 단계가 요구된다:
1. S(z)를 슬라이싱할 때
Figure pct00005
를 노이즈로서 고려함으로써 S(z)을
Figure pct00006
로 추정한다;
2. 이퀄라이저는 결합된 채널로서 이미 [Hn(z)+Hl(z)]을 계산한다;
3.
Figure pct00007
를 계산한다; 이는 도 13a의 복소 평면 다이어그램에 도시된 바와 같은 복소 신호를 제공한다;
4. D(z)의 일부가 지역 서비스 삽입 신호에 제공된 부가적인 파일럿으로부터 알려지면, Hl(z)를 추정하여 를 얻을 수 있다.
5.
Figure pct00009
6.
Figure pct00010
에 대해 주파수 방향으로 보간(interpolation)을 행하여 Hl(z)을 형성한다. 따라서,
7.
Figure pct00011
따라서, 지역 서비스 삽입 기지국으로부터의 채널
Figure pct00012
을 삭제시킴으로써, 도 13b에 도시된 신호 성상도가 형성되고, 이로부터, 지역 서비스 삽입 데이터
Figure pct00013
가 복구될 수 있다.
상술한 바로부터 잘 이해될 바와 같이, 지역 서비스 삽입 신호
Figure pct00014
를 복구하기 위해서는, 전국 방송 기지국으로부터의 채널Hn(z)과 분리된 지역 서비스 삽입 기지국으로부터의 지역 서비스 삽입 채널 Hl(z)을 추정할 필요가 있다.
추가의 실시형태에서, 계산된
Figure pct00015
를 이용하여 이하를 계산함으로써
Figure pct00016
의 더 나은 추정치를 얻을 수 있다.
R(z)-D(z)Hl(z) = S(z)[Hn(z)+Hl(z)]
그 이후에, 각 변을 [Hn(z)+Hl(z)]로 나누고
Figure pct00017
에 대해 슬라이싱 한다. 이러한 종류의 f 반복을 수 회 계속하여
Figure pct00018
추정치의 계속적 향상을 얻을 수 있다.
본 기술에 따르면, 지역 서비스 삽입 기지국으로부터의 채널Hl(z)은, 지역 서비스 삽입 변조 심볼을 송신하는 선택된 부반송파 상에 지역 서비스 삽입 파일럿 심볼을 포함함으로써 추정된다. 이러한 구성은 도 14a, 14b 및 14c에서 도시된다.
도 14a에서, 전국 방송 신호 S(t)에 따라 데이터를 전달하도록 지정된 복수의 부반송파 및 통상적인 구성에 따라 파일럿 심볼 Ps를 송신하도록 전용된 복수의 부반송파를 나타내는, 주파수 도메인에서의 OFDM 심볼의 예시적 표현은 제공된다. 도 14b는 지역 서비스 삽입 심볼이 계층적 변조 방식을 사용하여 전국 방송 심볼의 상부에 도입되는 OFDM 심볼의 예시를 제공한다. 그러나, 지역 서비스 삽입 심볼이 방송되는 채널을 추정하기 위해, 지역 서비스 삽입에 따른 데이터를 반송하는 부반송파의 일부를 선택하고, 이 심볼들을 파일럿 심볼 Pd로 작용할 알려진 심볼로 대체할 필요가 있다. 이러한 구성이 도 14c에 도시된다. 따라서, 지역 서비스 삽입 파일럿 Pd는 고차 변조 심볼을 가진 부반송파 상에 송신되었을 심볼을 대신해서 송신될 수 있고, 고차 변조 심볼은 지역 서비스 삽입 데이터를 반송하도록 구성되었을 것이지만 알려진 심볼들로 대체될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 이들 부반송파는 파일럿 Pd로 작용할 수 있는 알려진 고차 변조 심볼을 전달할 수 있다. 그러나, 알 수 있는 바와 같이, 지역 서비스 삽입 신호 파일럿 Pd를 송신하기 위해서는, 지역 서비스 삽입 데이터의 통상적인 송신에 필요한 주파수 인터리빙을 수용할 필요가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 기술에 따르면, 각 데이터 슬라이스 프로세서(50, 51)의 주파수 인터리버(54)의 출력에서, 지역 서비스 삽입 데이터를 포함하는 데이터 슬라이스 프로세서(50, 51)는, 도 4에 도시된 변조기에 의해 형성된 계층적 변조 심볼을 생성하기 이전에 지역 서비스 삽입 파일럿 Pd를 삽입하기 위한 블록(182)을 포함한다. 변조기(182)는 사용되는 계층적 변조 방식에 따라 데이터 심볼을 변조 심볼로 매핑하도록 구성된다. 선택적으로, 다중 입력 신호 출력(multiple input signal output; MISO) 방식이 이용되면, 파일럿에 대한 추가의 프로세싱은 MISO 블록(184)에의해 도시된 바와 같이 수행된다. 파일럿 심볼은 MISO 블록(184)을 나와 메인 파일럿 삽입부(56)를 통해 분리된 파일럿 부반송파 상에 삽입되며, 이어서 프레이밍부(58)가 OFDM 블록(70)과 함께 주파수 도메인에서 OFDM 심볼을 형성한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 신호 삽입 데이터 슬라이서 프로세서의 분기(branch)에서의 주파수 인터리버(54)의 출력에서, 주파수 인터리버(54) 이후에 생성된 지역 서비스 삽입 데이터는 지역 파일럿 삽입 블록(180)으로 공급되고, 지역 파일럿 삽입 블록(180)에서 지역 서비스 삽입을 위한 데이터 심볼은 펑츄어링(puncturing)에 의해 또는, 예를 들어, 파일럿의 지역 서비스 삽입을 반송하기 위해 사용될 변조 심볼이 데이터 셀 사이에 비어있거나 지역 서비스 삽입 파일럿을 수용하게 하기 위해 이동되는 경우 파일럿 심볼로 대체된다. 이해될 바와 같이, 지역 서비스 삽입 파일럿 Pd는 미리 지정되어서, 지역 서비스 삽입 파일럿용으로 예약될 수 있거나 데이터가 지역 서비스 삽입 파일럿을 수용하도록 이동될 수 있다. 따라서, 도 14c에 도시된 대부분의 구성은 QAM 변조기(182)의 출력에서 생성된다.
도 15는, 도 15가 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 송신 방식을 이용하는 예를 제공하는 것을 제외하고, 도 4에 도시된 개략적 블록 다이어그램과 대응하는 개략적 블록 다이어그램을 제공한다. 그러나, MIMO 방식의 구성으로 인한 문제(complication)는, 계층적 변조 구조의 일부분으로서 형성된 지역 서비스 삽입 파일럿 Pd가 주파수 인터리버(192)에 앞서 삽입되어야만 한다는 것이다. 이는 MIMO 방식의 경우, 송신될 OFDM 신호의 각 버전에 대한 파일럿이 서로에 대해 적응되고 따라서 각 버전이 각 버전마다 각각 형성되어야만 하기 때문이다. 이는 전국 방송 변조 심볼 및 지역 서비스 삽입 심볼에도 모두 적용된다. 따라서, 주파수 인터리버(54)의 출력에서 지역 서비스 삽입 파일럿을 결합하는 것은 가능하지 않다.
본 기술에 따르면, 지역 서비스 삽입 파일럿이 주파수 인터리버(54) 전의 신호에서 형성되는 구성을 수용하기 위해서는, 지역 서비스 삽입 파일럿을 주파수 인터리버(54)에 의해 수행된 인터리빙의 역을 수행하는 주파수 디인터리버(192)에 공급되는 블록(190) 내의 계층적 변조된 데이터를 전달하는 부반송파에 대해 배열한다. 따라서, 지역 서비스 삽입 파일럿 Pd를 포함하는 파일럿 부반송파는 원하는 위치에 배열되고, 주파수 디인터리버는 지역 서비스 삽입 데이터가 지역 서비스 삽입 데이터 블록(194)에 의해 적용되기 이전에 이 변조 심볼들을 디인터리브한다. QAM 변조기(182)의 출력에서, 변조 심볼이 형성되어 MIMO 블록(184)으로 공급된다. 주파수 인터리버(54)는 이후에 주파수 디인터리버(192)에 의해 수행된 디인터리버 매핑의 역인 매핑을 수행하여, 주파수 인터리버(54)의 출력에서 지역 서비스 삽입 파일럿은 지역 서비스 삽입 파일럿용으로 지정된 부반송파 상에서 원하는 위치에 다시 한번 있는다. 따라서, OFDM 심볼은 그들의 원하는 위치에서 지역 서비스 삽입 파일럿 Pd와 함께 형성된다. 이후에, 전국 방송 신호에 대한 주 파일럿 Ps는, 프레이밍부(58) 및 OFDM부(70)가 통상적인 구성에 따라 OFDM 심볼을 형성하기 이전에 주 파일럿 삽입 블록(56)을 통해 관련된 부반송파 위치에 추가된다.
따라서, 본 기술에 따르면, 지역 서비스 삽입 파일럿들 Pd는, 우선 그들이 원하는 위치에 배열되도록 하고 나서, 디인터리버를 이용한 인터리빙의 역을 형성함으로써, 원하는 위치에 배열시킴으로써, 이들 파일럿의 인터리빙시에 이들은 다시 한번 원하는 위치에 배열되어진다.
지역 서비스 삽입 데이터 또는 전국 방송 데이터를 복구하도록 구성된 수신된 아키텍쳐에 대해 도 24를 참조하여 아래에 기술된다.
결과
각종 결과가 도 16 내지 21에 제공되며, 예를 들면, 송신기-수신기 체인은 서로 다른 순방향 오류 정정 인코딩율 1/2, 3/5, 2/3 및 3/4 및 16QAM의 제1 변조 방식, 64QAM의 제2 변조 방식으로 동작한다. 도 16, 17, 18, 19, 20 및 21은 셀 A 및 셀 B로부터의 서로 다른 파워 비율에 대한 예를 제공한다. 도 16에 있어서, 셀 A로부터 수신된 신호의 파워 비율은 99%이고 B로부터는 1%이다. 셀 A와 셀 B로부터의 도달시간 간의 상대 지연은 4.375us이다. 도 16에 있어서, 파워의 80%는 셀 A로부터 나오고 셀 B로부터는 20%가 나오며, 셀 B로부터의 도달시간은 2.2㎲ 지연을 가진다. 도 17은 셀 A로부터 99% 파워 및 셀 B로부터 1% 파워를 나타내고 상대 도달시간의 지연은 0㎲이다. 도 18은 셀 A로부터 60% 파워 및 셀 B로부터 40% 파워를 나타내고 0㎲ 상대 지연을 가지며, 도 19는 기지국 A로부터 50% 파워 및 셀 B로부터 50% 파워를 나타내고 0㎲ 상대 지연을 갖는다. 마지막으로, 도 20은 파워의 10%가 셀 A로부터 나오고, 90%가 셀 B로부터 나오며, 셀 B로부터의 신호 도달 2.2㎲이후에 수신기에 셀 A로부터의 신호가 도달하는 상황의 결과를 나타낸다. 도 21의 예로부터 볼 수 있듯이, 3/5, 2/3 비율 코드를 디코딩하기에는 신호대 노이즈 비율이 불충분하다. 필요한 SNR은 64QAM을 디코딩하기에 충분해야만 한다. 플롯의 각각에 대해서, 이웃하는 동일한 셀에서의 송신기가 이 예에서는 고차 변조 방식 64QAM으로 지역 서비스 삽입 데이터를 송신하지 않은 상황에 대응할 것인 신호대 노이즈 비율 값이 도시된다. 필요한 경우에는 플롯의 일부는 "◇"로 표시함으로써 10-7 비트 오류율(bit error rate)로 1/2, 3/5, 2/3 및 3/4의 각각의 부호화율(coding rate)에 대한 점을 포함한다. 각각의 경우에 도시된 바와 같이, 동일한 비트 오류율 값에 도달하기 위해 요구되는 신호대 노이즈 비율이 증가한다. 그러나, 방식의 수행은 여전히 용인되는 것 같이 보인다.
수신기
도 1에 도시된 네트워크의 임의의 기지국에 의해 방송되는 신호를 수신하기 위한 모바일 장치의 일부를 형성할 수 있는 수신기가 기술될 것이다. 일례에서, 도 4에 도시된 임의의 송신된 PLP 파이프를 수신하기 위한 수신기에 대한 아키텍쳐가 도 22에 제공된다. 도 22에서, 수신기 안테나(174)는 시간 도메인 기저대 신호의 복조 및 아날로그-디지털 변환을 위해 무선 주파수 튜너(175)에 공급되는 OFDM 신호를 반송하는 방송 무선 주파수 신호를 검출한다. 프레임 복구 프로세서(158)는 시분할 다중화 물리계층 프레임 경계 및 OFDM 심볼 경계를 복구하고, OFDM 검출기(150)에 물리계층 프레임의 각각에 대한 심볼의 각각을 공급한다. 이후에, OFDM 검출기(150)는 주파수 도메인의 OFDM 심볼로부터 전국 방송 데이터 및 지역 서비스 삽입 데이터를 복구한다. 복구된 전국 방송 데이터 및 지역 서비스 삽입 데이터는 이후에 디스케쥴러(de-scheduler)(134)에 공급되어, 여기서 이 심볼들의 각각이 다중화된 각각의 PLP 프로세싱 파이프로 분할된다. 따라서, 디스케쥴러는 PLP 프로세싱 파이프(129, 130, 136)에 각각 공급되는 복수의 데이터 스트림을 형성하기 위해 도 4에 도시된 스케쥴러(134)에 의해 적용된 다중화의 역을 행한다. 전형적인 수신기는, 각 PLP가 전체 방송 서비스를 반송할 수 있을 때 오직 단일 PLP 프로세싱 파이프를 가졌을 것이고, 이 PLP 프로세싱 파이프가 임의의 전국 방송 PLP 또는 임의의 지역 서비스 삽입 PLP로부터의 데이터를 처리한다. 도 22에 도시된 PLP 프로세싱 파이프의 일부를 형성하는 프로세싱 요소가 도 23에 도시되어 있다.
도 23에서, 제1 예인 PLP 프로세싱 파이프(130)는 도 4의 QAM 변조기(44), 인터리버(42), 및 FEC 인코더(40)의 동작을 실질적으로 역으로 하기 위해 구성된 QAM 복조기(144), 디인터리버(142), 및 순방향 오류 정정 디코더(140)를 포함하도록 도시되어있다. 선택적으로, PLP 프로세싱 파이프(130)는 다중 입력 다중 출력 또는 다중 입력 신호 출력 프로세싱을 수행하기 위한 MISO/MIMO 검출기(46)를 포함할 수도 있다. 그러므로, 동작중에, 변조 심볼이 입력(200)에서 수신되어, MISO/MIMO 프로세서(146)로 공급되는데, MISO/MIMO 프로세서(146)의 역할은 송신기에서 사용된 시공간 코드(space-time code)를 디코드함으로써, 일련의 변조 심볼들을 신호 심볼 스트림으로 생성하여 이들을 QAM 복조기(144)에 공급하는 것이다. QAM 복조기는 사용된 QAM 변조 방식에서의 성상점 중 하나를 검출하고, 각 검출된 점에 대해 그 점에 대응하는 데이터 워드를 복구한다. 따라서, QAM 복조기(144)의 출력은 복수의 OFDM 심볼로부터 또는 OFDM 심볼 내로부터 데이터 스트림을 디인터리빙 하기 위한 디인터리버(142)에 공급되는 데이터 심볼 스트림이다.
도 4에 도시된 송신기에서 데이터 심볼은, 예를 들어, 저밀도 패리티 체크 코드(low density parity check code)를 사용하여 인코딩되었으므로, FEC 디코더(140)에서 심볼을 디코딩하여 출력(202)에서 PLP에 대한 기저대 데이터 스트림을 형성한다.
일부 실시형태에서의 본 기술에 따르면, 디스케쥴러(150)는 제2 변조 방식으로 변조되고 물리계층 프레임 중 하나 상에서 송신된 OFDM 심볼을 복구하기 위해 상술한 기지국의 클러스터에 따라 TDMA 프레임을 적용하도록 구성된다. 따라서, 셀 클러스터를 위해 준비된 신호 송신에 따라, 수신기는 기지국내의 송신기에 의해 적용되는 프레임 타이밍에 따라 제2 변조 방식으로 변조된 부반송파로 OFDM 심볼의 복구의 시기를 맞춘다. 어떤 물리계층 프레임이 주어진 PLP에 대해 계층 변조를 반송하는 지에 대한 정보는, 수신기가 임의의 페이로드 반송 PLP 전에 수신기가 먼저 수신하여 디코드하는 시그널링 PLP에서 반송된다.
수신된 단일 주파수 신호 이퀄라이징
도 24는 도 22에 도시된 OFDM 검출기(150)의 개략적인 블록 다이어그램을 보여준다. 이는 SISO, MISO 또는 MIMO 방식으로 사용될 수 있다. 도 24에서, 고속 퓨리에 변환 FFT 블록(290)은 수신된 신호를 시간 도메인으로부터 주파수 도메인으로 변환한다. 이후에, 전국 방송 신호 이퀄라이저(292)는 주파수 도메인 OFDM 심볼을 수신하고, 결합된 지역 서비스 삽입 채널 및 전국 방송 채널은 물론 수신된 전국 방송 데이터의 추정치를 형성한다. 단일 주파수 네트워크 이퀄라이저(292)를 구성하는 블록을 확장된 영역(294)에 도시한다. 확장된 영역(294)에 도시된 바와 같이, 단일 주파수 네트워크 이퀄라이저는 파일럿을 수신된 주파수 도메인 신호로부터 분리하는 파일럿 분리기(296)를 포함한다. 주파수 도메인 신호는 파일럿 분리기(296)의 출력(298)에서 디바이더부(divider unit)(300)로 공급된다. 분리기(296)의 제2 출력(302)으로부터의 파일럿 부반송파가 복조되고 시간 보간부(time interpolation unit)(304)에 의해 시간적으로 보간되고, 주파수 보간부(308)에 의해 주파수적으로 보간되어 디바이더(300)의 입력(310)에서 결합된 전국 방송 채널 및 지역 서비스 삽입 채널의 추정치를 형성하여 디바이더의 출력이 전국 방송 신호 S(z)(312)의 신호 표시를 나타내는 신호를 형성한다.
수신기 체인에 나타난 바와 같이, 이후에 디매퍼(de-mapper)(314)는 실수 및 허수 평면에 대해 시그널링하는 변조를 슬라이싱한 수신된 변조 신호를 해석하여 전국 방송 신호
Figure pct00019
의 추정치를 검출한다. 이후에, 전국 방송 신호 S(z)를 나타탄타내는 신호(312)는 주파수 디인터리버(316)로 공급되고, 이후에 전국 방송 신호의 일반적인 데이터 복구를 위해 상술한 디스케쥴러(134)로 공급된다.
수신기 아키텍쳐의 하축부 상에서, 검출된 결합된 지역 서비스 삽입 채널 및 전국 방송 채널은 출력(311) 상에서 지역 이퀄라이저(320)의 제1 입력으로 공급된다.
전국 방송 심볼
Figure pct00020
의 추정치(315)가 결합된 지역 서비스 삽입 채널 및 전국 방송 채널(310)의 추정치를 제2 입력상에서 수신하는 곱셈기(multiplier)(322)로 공급한다. 이후에, 감산부(324)는, 수신된 신호에서 결합된 지역 서비스 삽입 및 전국 방송 채널과 전국 방송 심볼의 추정치를 곱한 값을 감산하여 지역 이퀄라이저(320)로 공급되는 지역 서비스 삽입 심볼의 추정치를 형성한다. 지역 이퀄라이저(320)의 내부 구조는 전국 방송 신호 이퀄라이저의 내부 구조와 유사하다. 지역 서비스 삽입 파일럿 분리기(326)의 출력에서, 파일럿 신호는 출력(328) 상에서 파일럿 복조기(330)로 공급되고, 이후에 시간 보간부(332)로 공급되며, 다음에 주파수 보간부(334)로 공급되고 여기서 지역 서비스 삽입 심볼을 전달하는 채널의 추정치가 된다. 지역 서비스 삽입 데이터의 추정치는 입력(336)상에서 디바이더(338)에 공급되며, 디버이더(338), 파일럿 분리기(326)로부터 추가의 입력(340)상에서 지역 서비스 삽입 심볼을 수신하고, 출력(342)에서 지역 서비스 삽입 데이터 심볼의 추정치를 형성한다. 이후에, 디매퍼(344) 및 주파수 디인터리버(346)는 디스케쥴러(134)로 공급되는 지역적으로 삽입된 데이터를 나타내는 데이터의 추정치를 형성한다. 이후에, 지역적으로 삽입된 데이터의 데이터 복구는 도 23에 도시된 데이터 파이프에 관해 나타낸 것에 대응한다.
알려질 바와 같이, 본 기술의 추가적 양태는, 전국 방송 데이터의 제1 추정치를 제공하되, 이 추정치는 지역 서비스 삽입 심볼 결정에 따라 개량되어 더 개량된 전국 방송 심볼의 추정치를 형성하며, 또한 이 개량된 추정치를 이용하여 지역 서비스 삽입 심볼의 개량전 추정치에 대해 계산할 수 있다. 따라서, 터보-복조의 형태의 반복적인 피드백 구성을 형성하여 수신된 신호의 추정치에 대한 추가의 개량을 제공할 수 있다.
동작 요약
요약하자면, 지역 서비스 삽입 심볼로부터 지역 데이터를 복구하기 위한 도 24에 도시된 수신기의 동작은 아래에 요약된 도 25에 도시된 흐름도에 의해 나타난다:
S2: 항
Figure pct00021
를 노이즈로 간주함하고, 실수 및 허수 평면에 대해 복구된 신호를 슬라이싱 함으로써 전국 방송 심볼
Figure pct00022
의 추정치를 형성하여 전국 방송 데이터의 추정치를 형성한다.
S4: 주 파일럿 부반송파 Ps를 이용하여 전국 방송 기지국 및 지역 서비스 삽입 기지국으로부터의 채널을 송신하는 결합된 채널의 추정치를 형성하여, 결합된 전국 방송 및 지역 서비스 삽입 채널로 컨볼루션하여 재생성된 전국 방송 신호를 나타내는 항
Figure pct00023
의 추정치를 계산한다.
S6: 지역 채널로 컨볼루션된 지역 서비스 삽입 심볼의 추정치는 수신된 신호에서 단계 S4로부터 생성된 항을 감산함으로써 형성된다.
Figure pct00024
S8: 지역 서비스 삽입 파일럿을 이용하여 지역 서비스 삽입을 기지국으로부터 수신기로 전달한 채널
Figure pct00025
의 추정치를 결정한다.
S10: 이후에, 지역 채널의 추정치로 복구된 항을 나눔으로써 생성된 심볼로부터 지역 서비스 삽입 데이터를 추정한다.
Figure pct00026
첨부된 청구항에 정의됨으로써 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상술한 본 발명에 대한 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상술한 것들 이외의 다른 변조 방식이 사용될 수 있으며, 수신기에는 적절한 조정(adjustments)이 행해진다. 또한, 수신된 심볼 추정치를 개선시키기 위해 수차례 상술한 바와 같이 복조 프로세스가 반복될 수 있다. 또한, 수신기는 DVB-Hand-held 표준에 따라 정의된 것들 외에 OFDM 변조를 이용하는 다양한 시스템에서 사용될 수 있다.
본 출원의 내용은 본 명세서에 참조로써 원용된 영국 특허 출원 GB1003236.5, GB1017563.6, GB1003237.3, 및 GB1017564.4로부터 조약 우선권 주장을 한다.
이하의 실시예는 본 출원의 추가 예시적 양태 및 특징을 제공한다:
1. 통신 시스템으로서,
복수의 기지국들을 포함하며, 상기 복수의 기지국은 상기 기지국들에 의해 제공되는 무선 커버리지 영역 내의 모바일 장치와 무선 통신을 위한 시설을 제공하기 위해 지리적 영역 전체에 배치되며, 상기 기지국 각각은
공통 무선 주파수 신호 상에서 OFDM 심볼을 통해 데이터를 송신하는 송신기를 포함하고, 상기 OFDM 심볼은 주파수 도메인에서 형성되고, 통신해야 할 상기 데이터에 따라 변조되는 복수의 부반송파 심볼을 포함하고, 상기 송신기는 동작 중에
제1 입력상에서, 송신을 위하여 제1 통신 채널에 따라 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하고,
제2 입력상에서, 송신을 위하여 지역 통신 채널에 따라 지역 서비스 삽입 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하며, 및
상기 제1 데이터 파이프로부터의 상기 데이터 심볼 또는 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 상기 데이터 심볼 - 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼에 대한 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호의 변조는 제1 변조 방식에 따라 상기 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨, 및 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 상기 데이터 심볼에 대한 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호의 변조는 제2 변조 방식에 따라 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및 상기 제1 통신 채널로부터 상기 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨 - 중 어느 하나에 대해 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호를 변조하도록 구성된 변조기, 및
송신을 위해 상기 OFDM 심볼로 무선 주파수 반송파 신호를 변조하도록 구성된 무선 주파수 변조기를 포함하며,
상기 제1 변조 방식은, 고차 변조 방식(higher order modulation scheme)인 상기 제2 변조 방식보다 복소 평면에서 개수가 더 적은 성상점(constellation points)으로부터의 값을 제1 변조 심볼에 제공하는 저차 변조 방식(lower order modulation scheme)이고, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 대응하는 값에 대하여 상기 복소 평면에 배치된 값을 제2 변조 심볼에 제공하고, 상기 제2 변조 방식으로부터의 변조 심볼이 존재할 때에, 상기 제2 변조 방식의 상기 제2 변조 심볼들 중 하나의 검출은 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및/또는 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 제공할 것이고 상기 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공하는 상기 제1 변조 방식으로부터 제1 변조 심볼의 상기 검출을 허락할 것이고, 이에 따라 복수의 변조층(modulation layers)을 상기 변조기에 제공하고,
일 이상의 기지국의 제2 부분집합이 상기 제1 데이터 파이프만으로부터 데이터를 송신하도록 구성되면, 상기 지리적 영역 내의 일 이상의 상기 기지국의 제1 부분집합은 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프로부터의 데이터를 송신하도록 구성되고, 상기 제1 부분집합 및 상기 제2 부분집합의 상기 기지국들은 상기 공통 무선 주파수 반송파 신호 상에서 송신되도록 구성되는, 통신 시스템.
2. 제1 실시예에 있어서, 상기 송신기는 변조된 상기 부반송파 신호를 상기 OFDM 심볼로 형성하기 위한 스케쥴러(scheduler) 및 시분할 다중화 프레임에 따라 송신하도록 상기 OFDM 심볼을 구성하는 프레이밍부(framing unit)를 포함하고, 상기 스케쥴러 및 프레이밍부는 일부 시분할 다중화 프레임에서만 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 OFDM 심볼을 송신하도록 구성되는, 통신 시스템.
3. 제2 실시예에 있어서, 상기 기지국은 클러스터로 형성되고, 각 클러스터는 미리 정해진 개수의 상기 기지국들을 포함하고, 상기 클러스터의 각 기지국은 대응하는 개수의 시분할 다중화 프레임 중 하나에 할당되며, 상기 기지국의 송신기는 해당 기지국에만 할당된 상기 시분할 다중화 프레임에서 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 송신하도록 구성되는, 통신 시스템.
4. 제3 실시예에 있어서, 상기 클러스터 내의 상기 미리 정해진 개수의 기지국들은 상기 지역 삽입 파이프에 할당된 기저대 대역폭, 및 상기 제1 변조 방식에 따라 변조된 부반송파의 OFDM 심볼로부터 데이터를 검출하고 복구하는 모바일 장치의 수신기에서 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼의 송신에 의해 발생되는 노이즈의 증가에 따라 결정되는, 통신 시스템.
5. 제2,3,4중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 제1 데이터 파이프는 오류 정정 인코더 및 인터리버를 포함하고, 상기 오류 정정 인코더는 오류 정정 코드에 따라 상기 데이터 심볼을 인코딩하도록 구성되고, 상기 인터리버는 복수의 상기 OFDM 심볼 상에서 서로에 근접한 인코딩된 데이터 심볼을 통신하도록 구성되고, 이에 따라 상기 제2 변조 방식을 사용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼의 송신에 의해 생성된 노이즈가 수신기에서의 상기 인코딩된 데이터 심볼의 복구, 디인터리빙 및 오류 정정 디코딩 후에 감소되는, 통신 시스템.
6. 제2 내지 5 중 어느 하나의 실시예에 있어서, 각 클러스터 내의 기지국의 개수는 4개인, 통신 시스템.
7. 제1 내지 6 중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 N-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 M-QAM이며, 여기서 N<M이고 M/N은 2 이상인, 통신 시스템.
8. 제1 내지 7 중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 통신 시스템은 디지털 비디오 방송 핸드헬드 표준에 따라 동작하도록 구성된, 통신 시스템.
9. 복수의 기지국들을 포함하며, 상기 복수의 기지국은 상기 기지국들에 의해 제공되는 무선 커버리지 영역 내의 모바일 장치와 무선 통신을 위한 시설을 제공하기 위해 지리적 영역 전체에 배치된 상기 복수의 기지국을 이용한 통신 방법으로서, 상기 방법은
공통 무선 주파수 신호 상에서 상기 기지국 각각으로부터 OFDM 심볼을 통해 데이터를 송신하는 단계 - 상기 OFDM 심볼은 주파수 도메인에서 형성되고, 통신해야 할 상기 데이터에 따라 변조되는 복수의 부반송파 심볼을 포함하고, - 상기 송신하는 단계는
송신을 위하여 제1 통신 채널에 따라 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하는 단계,
송신을 위하여 지역 통신 채널에 따라 지역 서비스 삽입 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하는 단계,
상기 제1 데이터 파이프로부터의 상기 데이터 심볼 또는 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 상기 데이터 심볼 - 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼에 대한 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호의 변조는 제1 변조 방식에 따라 상기 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨, 및 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 상기 데이터 심볼에 대한 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호의 변조는 제2 변조 방식에 따라 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및 상기 제1 통신 채널로부터 상기 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨 - 중 어느 하나에 대해 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호를 변조하는 단계, 및
송신을 위해 상기 OFDM 심볼로 무선 주파수 반송파 신호를 변조하는 단계, 및
상기 복수의 기지국중 하나 이상의 제2 부분집합이 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터만을 송신하도록 구성되어 있으면, 상기 지리적 영역 내의 일 이상의 상기 기지국의 제1 부분집합을 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프로부터의 데이터를 송신하도록 구성하고, 상기 제1 부분집합 및 상기 제2 부분집합의 기지국들을 상기 공통 무선 주파수 반송파 신호 상에서 송신되도록 구성하는 단계를 포함하며,
상기 제1 변조 방식은, 고차 변조 방식(higher order modulation scheme)인 상기 제2 변조 방식보다 복소 평면에서 개수가 더 적은 성상점(constellation points)으로부터의 값을 제1 변조 심볼에 제공하는 저차 변조 방식(lower order modulation scheme)이고, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 대응하는 값에 대하여 상기 복소 평면에 배치된 값을 제2 변조 심볼에 제공하고, 상기 제2 변조 방식으로부터의 변조 심볼이 존재할 때에, 상기 제2 변조 방식의 상기 제2 변조 심볼들 중 하나의 검출은 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및/또는 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 제공할 것이고 상기 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공하는 상기 제1 변조 방식으로부터 제1 변조 심볼의 상기 검출을 허락할 것이고, 따라서 복수의 변조층(modulation layers)을 상기 변조기에 제공하는, 통신 방법.
10. 제9 실시예에 있어서, 상기 방법은,
변조된 상기 부반송파 신호를 상기 OFDM 심볼로 형성하는 단계,
시분할 다중화 프레임에 따라 송신하도록 상기 OFDM 심볼을 구성하는 단계, 및
일부 시분할 다중화 프레임에서만 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 송신하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
11. 제10 실시예에 있어서, 상기 기지국은 클러스터로 형성되고, 각 클러스터는 미리 정해진 개수의 상기 기지국들을 포함하고, 상기 클러스터의 각 기지국은 대응하는 개수의 시분할 다중화 프레임 중 하나에 할당되며, 상기 기지국의 송신기는 해당 기지국에만 할당된 상기 시분할 다중화 프레임에서 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 송신하도록 구성되는, 통신 방법.
12. 제9 또는 10 실시예에 있어서, 상기 통신 시스템은 디지털 비디오 방송 핸드헬드 표준에 따라 동작하도록 구성된, 통신 방법.
13. OFDM 심볼로부터 데이터 심볼을 수신하고 복구하기 위한 수신기로서,
상기 OFDM 심볼은 주파수 도메인에서 형성되고 전달되는 데이터 심볼에 따라 변조되는 복수의 부반송파 심볼을 포함하고, 상기 데이터 심볼은 제1 데이터 파이프, 또는 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프로부터 상기 OFDM 심볼 상에서의 송신을 위해 수신되고, 상기 데이터 심볼이 상기 제1 데이터 파이프로부터 수신되면, 상기 데이터 심볼은 제1 변조 방식을 이용하여 상기 OFDM 심볼의 부반송파상에서 변조되고, 또는 상기 데이터 심볼이 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프로부터 수신되면, 상기 데이터 심볼은 제2 변조 방식을 이용하여 상기 OFDM 심볼의 부반송파 상에서 변조되고, 상기 수신기는,
동작 중에 상기 OFDM 심볼을 나타내는 무선 주파수 신호를 검출하고, 상기 OFDM 심볼을 나타내는 기저대 신호를 형성하도로록 구성된 튜너,
동작 중에 상기 기저대 OFDM 심볼의 부반송파로부터 변조 심볼을 복구하도록 구성된 OFDM 검출기, 및
복조기를 포함하며, 상기 복조기는 동작중에
상기 변조 심볼을 수신하고,
제어 신호에 의존하여, 상기 변조 심볼로부터 상기 제1 데이터 파이프에 대한 데이터 심볼의 출력 스트림을 제1 출력 상에서 생성하거나, 또는 상기 변조 심볼로부터 상기 제1 데이터 파이프에 대한 데이터 심볼의 출력 스트림을 상기 제1 출력 상에서 및 상기 지역 삽입 파이프에 대한 데이터 심볼의 출력 스트림을 제2 출력 상에서 생성하도록 구성되며,
상기 제1 변조 방식은, 고차 변조 방식(higher order modulation scheme)인 상기 제2 변조 방식보다 복소 평면에서 개수가 더 적은 성상점(constellation points)으로부터의 값을 제1 변조 심볼에 제공하는 저차 변조 방식(lower order modulation scheme)이고, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 대응하는 값에 대하여 상기 복소 평면에 배치된 값을 제2 변조 심볼에 제공하고, 상기 제2 변조 방식으로부터의 변조 심볼이 존재할 때에, 상기 제2 변조 방식의 상기 제2 변조 심볼들 중 하나의 검출은 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및/또는 상기 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공할 것이고 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 제공하는 상기 제1 변조 방식으로부터 제1 변조 심볼의 상기 검출을 허락할 것이고, 이에 따라 복수의 변조층(modulation layers)을 상기 변조기에 제공하고,
상기 복조기는 동작 중에, 상기 제1 변조 방식에 따라 성상점을 확인하고, 확인된 상기 성상점에 대응하는 상기 제1 데이터 파이프에 대한 상기 데이터 심볼을 생성함으로써 상기 제1 데이터 파이프에 대한 상기 데이터 심볼을 생성하기 위해, 및/또는
상기 제2 변조 방식에 따라 성상점을 확인하고, 확인된 상기 성상점에 대응하는 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프에 대한 데이터 심볼을 생성함으로써 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프에 대한 데이터 심볼을 생성하도록 구성되며,
상기 제어 신호는 상기 지역 삽입 파이프로부터의 데이터 심볼이 수신된 상기 OFDM 심볼에서 송신된 것을 복조기에 대해 나타내는, 수신기.
14. 제13 실시예에 있어서, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 상기 복소 평면에서의 각 성상점에 대해 상기 복소 평면에서 2 이상의 성상점을 제공하는, 수신기.
15. 제13 또는 14 실시예에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 N-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 M-QAM이며, 여기서 N<M이고 M/N은 2 이상인, 수신기.
16. 제13,14 또는 15중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 M-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 4M-QAM이고, 상기 제1 및 제2 변조 방식 모두에 사용되는 위상회전(phase rotation)은 M-QAM에 최적인, 수신기.
17. 제13 내지 16중 어느 하나의 실시예에 있어서, 언제 상기 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터를 상기 제2 변조 방식을 이용하여 통신할지를 나타내는 데이터를 포함하는 시그널링 데이터를 제공하는 시그널링 데이터 파이프를 통해 상기 제어 신호가 전달되는, 수신기.
18. 제13 내지 17중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 제2 변조 방식으로 변조된 부반송파를 가진 OFDM 심볼은 시분할 다중화 프레임에 따라 송신되고, 상기 수신기는 동작 중 상기 시분할 다중화 프레임에 대해 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 수신하도록 구성된, 수신기.
19. 제18 실시예에 있어서, 상기 수신기는 기지국의 클러스터의 각 기지국에 할당된 상기 시분할 다중화 프레임에서 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 수신하도록 구성된, 수신기.
20. 제13 내지 19중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 수신기는 디지털 비디오 방송 핸드헬드 표준에 따라 전달된 상기 OFDM 심볼로부터 데이터 심볼을 수신하도록 구성된, 수신기.
21. OFDM 심볼로부터 데이터 심볼을 수신하고 복구하기 위한 방법으로서,
상기 OFDM 심볼은 주파수 도메인에서 형성되고 전달되는 데이터 심볼에 따라 변조되는 복수의 부반송파 심볼을 포함하고, 상기 데이터 심볼은 제1 데이터 파이프, 또는 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프로부터 상기 OFDM 심볼 상에서의 송신을 위해 수신되고, 상기 데이터 심볼이 상기 제1 데이터 파이프로부터 수신되면, 상기 데이터 심볼은 제1 변조 방식을 이용하여 상기 OFDM 심볼의 부반송파상에서 변조되고, 또는 상기 데이터 심볼이 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프로부터 수신되면, 상기 데이터 심볼은 제2 변조 방식을 이용하여 상기 OFDM 심볼의 부반송파 상에서 변조되고, 상기 방법은,
상기 OFDM 심볼을 나타내는 무선 주파수 신호를 검출하고, 상기 OFDM 심볼을 나타내는 기저대 신호를 형성하는 단계,
상기 기저대 OFDM 심볼의 부반송파로부터 변조 심볼을 복구하는 단계, 및
제어 신호에 의존하여, 상기 변조 심볼로부터 상기 제1 데이터 파이프에 대한 데이터 심볼의 출력 스트림을 제1 출력 상에서 생성하거나, 또는 상기 변조 심볼로부터 상기 제1 데이터 파이프에 대한 데이터 심볼의 출력 스트림을 상기 제1 출력 상에서 및 상기 지역 삽입 파이프에 대한 데이터 심볼의 출력 스트림을 제2 출력 상에서 생성함으로써 상기 변조 심볼을 복조하는 단계를 포함하고,
상기 제1 변조 방식은, 고차 변조 방식(higher order modulation scheme)인 상기 제2 변조 방식보다 복소 평면에서 개수가 더 적은 성상점(constellation points)으로부터의 값을 제1 변조 심볼에 제공하는 저차 변조 방식(lower order modulation scheme)이고, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 대응하는 값에 대하여 상기 복소 평면에 배치된 값을 제2 변조 심볼에 제공하고, 상기 제2 변조 방식으로부터의 변조 심볼이 존재할 때에, 상기 제2 변조 방식의 상기 제2 변조 심볼들 중 하나의 검출은 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및/또는 상기 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공할 것이고 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 제공하는 상기 제1 변조 방식으로부터 제1 변조 심볼의 상기 검출을 허락할 것이고, 이에 따라 복수의 변조층(modulation layers)을 상기 변조기에 제공하고,
상기 복조하는 단계는, 상기 제1 변조 방식에 따라 성상점을 확인하고, 확인된 상기 성상점에 대응하는 상기 제1 데이터 파이프에 대한 상기 데이터 심볼을 생성함으로써 상기 제1 데이터 파이프에 대한 상기 데이터 심볼을 생성하고/하거나,
상기 제2 변조 방식에 따라 성상점을 확인하고, 확인된 상기 성상점에 대응하는 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프에 대한 데이터 심볼을 생성함으로써 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프에 대한 데이터 심볼을 생성함으로써 구성되며,
상기 제어 신호는 상기 지역 삽입 파이프로부터의 데이터 심볼이 수신된 상기 OFDM 심볼에서 송신된 것을 상기 복조기에 대해 나타내는, 방법.
22. 제21 실시예에 있어서, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 상기 복소 평면에서의 각 성상점에 대해 상기 복소 평면에서 2 이상의 성상점을 제공하는, 방법.
23. 제21 또는 22 실시예에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 N-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 M-QAM이며, 여기서 N<M이고 M/N은 2 이상인, 방법.
24. 제21,22 또는 23중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 M-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 4M-QAM이고, 상기 제1 및 제2 변조 방식 모두에 사용되는 위상회전은 M-QAM에 최적인, 방법.
25. 제21 내지 24중 어느 하나의 실시예에 있어서, 언제 상기 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터를 상기 제2 변조 방식을 이용하여 통신할지를 나타내는 데이터를 포함하는 시그널링 데이터를 제공하는 시그널링 데이터 파이프를 통해 상기 제어 신호가 전달되는, 방법.
26. 제21 내지 25중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 수신기는 디지털 비디오 방송 핸드헬드 표준에 따라 전달된 상기 OFDM 심볼로부터 데이터 심볼을 수신하도록 구성된, 방법.
27. 제21 내지 26중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 제2 변조 방식으로 변조된 부반송파를 가진 상기 OFDM 심볼은 시분할 다중화 프레임에 따라 송신되고, 상기 방법은 상기 시분할 다중화 프레임에 대해 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 삽입 파이프로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
28. 제27 실시예에 있어서, 상기 시분할 다중화 프레임에서 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 수신하는 단계는 상기 시분할 다중화 프레임이 할당된 기지국의 클러스터의 각 기지국에 대해 마련되는, 방법.

Claims (18)

  1. OFDM 심볼을 이용하여 데이터를 통신하는 송신기로서, 상기 OFDM 심볼은 반송해야할 상기 데이터에 따라 변조되도록 주파수 도메인에 형성된 복수의 부반송파 심볼을 포함하고, 상기 송신기는 동작중에
    제1 입력상에서, 송신을 위하여 제1 통신 채널에 따라 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하고,
    제2 입력상에서, 송신을 위하여 지역 통신 채널에 따라 지역 서비스 삽입 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하며, 및
    상기 제1 데이터 파이프로부터의 상기 데이터 심볼 또는 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 상기 데이터 심볼 - 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼에 대한 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호의 변조는 제1 변조 방식에 따라 상기 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨, 및 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 상기 데이터 심볼에 대한 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호의 변조는 제2 변조 방식에 따라 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및 상기 제1 통신 채널로부터 상기 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨 - 중 어느 하나에 대해 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호를 변조하도록 구성된 변조기; 및
    송신을 위해 상기 OFDM 심볼로 무선 주파수 반송파 신호를 변조하도록 구성된 무선 주파수 변조기를 포함하며, 여기서
    상기 제1 변조 방식은, 고차 변조 방식(higher order modulation scheme)인 상기 제2 변조 방식보다 복소 평면에서 개수가 더 적은 성상점(constellation points)으로부터의 값을 제1 변조 심볼에 제공하는 저차 변조 방식(lower order modulation scheme)이고, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 대응하는 값에 대하여 상기 복소 평면에 배치된 값을 제2 변조 심볼에 제공하고, 상기 제2 변조 방식으로부터의 변조 심볼이 존재할 때에, 상기 제2 변조 방식의 상기 제2 변조 심볼들 중 하나의 검출은 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및/또는 상기 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공할 것이고 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 제공하는 상기 제1 변조 방식으로부터 제1 변조 심볼의 검출을 허락할 것이고, 이에 따라 복수의 변조층(modulation layers)을 상기 변조기에 제공하는 효과를 가지는, 송신기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 M-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 4M-QAM인, 송신기.
  3. 제1항에 있어서,
    언제 상기 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터를 상기 제2 변조 방식을 이용하여 통신할지 나타내는 데이터를 포함하는 시그널링 데이터를 제공하는 시그널링 데이터 파이프를 포함하고, 상기 변조기 및 상기 무선 주파수 변조기는 상기 시그널링 파이프로부터의 상기 데이터를 송신하도록 구성된, 송신기.
  4. 제1 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 복소 평면의 각 성상점에 대해 상기 복소 평면에 2 이상의 성상점을 제공하는, 송신기.
  5. 제1 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 N-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 M-QAM이며, 여기서 N<M이고 M/N은 2 이상인, 송신기.
  6. 제1 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송신기는 동작 중에 시분할 다중화 프레임에 따라 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 제2 변조 방식으로 변조된 상기 부반송파로 상기 OFDM 심볼을 송신하도록 구성된, 송신기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 송신기는 기지국의 클러스터의 각 기지국에 할당된, 시분할 다중화 프레임에서 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 송신하도록 구성된, 송신기.
  8. 제1 내지 7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송신기는 디지털 비디오 방송 핸드헬드 표준(Digital Video Broadcast Hand-held standard)에 따라 상기 OFDM 심볼로부터의 데이터 심볼을 송신하도록 구성된, 송신기.
  9. OFDM 심볼을 이용하여 데이터를 송신하는 방법으로서, 상기 OFDM 심볼은 반송해야할 상기 데이터에 따라 변조되도록 주파수 도메인에 형성된 복수의 부반송파 심볼을 포함하고, 상기 방법은
    송신을 위하여 제1 통신 채널에 따라 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하는 단계,
    송신을 위하여 지역 통신 채널에 따라 지역 서비스 삽입 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 수신하는 단계, 및
    상기 제1 데이터 파이프로부터의 상기 데이터 심볼 또는 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 상기 데이터 심볼 - 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼에 대한 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호의 변조는 제1 변조 방식에 따라 상기 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨, 및 상기 제1 데이터 파이프 및 상기 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 상기 데이터 심볼에 대한 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호의 변조는 제2 변조 방식에 따라 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및 상기 제1 통신 채널로부터 상기 데이터 심볼을 매핑함으로써 수행됨 - 중 어느 하나에 대해 상기 OFDM 심볼의 상기 부반송파 신호를 변조하는 단계; 및
    송신을 위해 상기 OFDM 심볼로 무선 주파수 반송파 신호를 변조하는 단계를 포함하며, 여기서
    상기 제1 변조 방식은, 고차 변조 방식(higher order modulation scheme)인 상기 제2 변조 방식보다 복소 평면에서 개수가 더 적은 성상점(constellation points)으로부터의 값을 제1 변조 심볼에 제공하는 저차 변조 방식(lower order modulation scheme)이고, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 대응하는 값에 대하여 상기 복소 평면에 배치된 값을 제2 변조 심볼에 제공하고, 상기 제2 변조 방식으로부터의 변조 심볼이 존재할 때에, 상기 제2 변조 방식의 상기 제2 변조 심볼들 중 하나의 검출은 상기 지역 서비스 삽입 파이프 및/또는 상기 제1 데이터 파이프로부터 데이터 심볼을 제공할 것이고 상기 제1 데이터 파이프로부터의 데이터 심볼을 제공하는 상기 제1 변조 방식으로부터 제1 변조 심볼의 상기 검출을 허락할 것이고, 이에 따라 복수의 변조층(modulation layers)을 상기 변조기에 제공하는, OFDM 심볼을 이용한 데이터 송신 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 M-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 4M-QAM인, OFDM 심볼을 이용한 데이터 송신 방법.
  11. 제9 또는 10항에 있어서,
    언제 상기 지역 서비스 삽입 파이프로부터의 데이터가 상기 제2 변조 방식을 이용하여 통신할지 나타내는 시그널링 데이터 파이프로부터 시그널링 데이터를 수신하는 단계,
    상기 시그널링 파이프로부터의 상기 시그널링 데이터를 송신하는 단계,
    를 포함하는, OFDM 심볼을 이용한 데이터 송신 방법.
  12. 제9,10 또는 11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2 변조 방식은 상기 제1 변조 방식의 상기 복소 평면의 각 성상점에 대해 상기 복소 평면에서 2 이상의 성상점을 제공하는, OFDM 심볼을 이용한 데이터 송신 방법.
  13. 제9 내지 12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 변조 방식은 N-QAM이고, 상기 제2 변조 방식은 M-QAM이며, 여기서 N<M이고 M/N은 2 이상인, OFDM 심볼을 이용한 데이터 송신 방법.
  14. 제9 내지 13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 시분할 다중화 프레임에 따라 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 데이터 파이프로부터의 상기 데이터 심볼을 반송하는 상기 제2 변조 방식으로 변조된 상기 부반송파로 상기 OFDM 심볼을 송신하는 단계를 포함하는, OFDM 심볼을 이용한 데이터 송신 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 송신은, 기지국의 클러스터의 각 기지국에 할당된, 시분할 다중화 프레임에서 상기 제2 변조 방식을 이용하여 상기 제1 데이터 파이프 및 지역 서비스 삽입 파이프 모두로부터의 데이터 심볼을 반송하는 상기 OFDM 심볼을 송신하는 단계를 포함하는, OFDM 심볼을 이용한 데이터 송신 방법.
  16. 제9 내지 15항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송신기는 디지털 비디오 방송 핸드헬드 표준에 따라 상기 OFDM 심볼로부터 데이터 심볼을 송신하도록 구성된, OFDM 심볼을 이용한 데이터 송신 방법.
  17. 첨부된 도면의 1 및 4 내지 25를 참조하여 이전에 주로 기술된 송신기.
  18. 첨부된 도면의 1 및 4 내지 25를 참조하여 이전에 주로 기술된 송신 방법.
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