KR20180112788A - 브로드캐스트 송신 네트워크에서의 송신기 식별자의 시그널링 및 검출 - Google Patents

Abstract

ATSC 3.0에 대해, 프레임은 알려진 보편적인 OFDM 파라미터들을 가지는 부트스트랩 OFDM 심볼들을 포함하며, 상이한 OFDM 특징들을 가질 수 있는 프리앰블 및 페이로드 데이터가 그에 후속한다. ATSC의 맥락에서, 본 출원은 송신기 식별자(TxID)를 이 프레임 구조 내부에 삽입하는 것을 제안한다. SFN 네트워크에서, 이러한 TxID는 수신기가 안테나 배향을 적응시키는 것을 가능하게 하거나, 노드들 사이의 네트워크 동기화를 향상시킬 수 있거나, 또한 수신기 위치를 유도하기 위해 사용될 수 있다. 상기 TxID 삽입에 대해 두 개의 옵션이 제안된다: 첫 번째 옵션은 종래의 시그널링 정보 대신 TxID를 전달하는 추가적인 제5 부트스트랩 심볼을 이용하는 것이다. 두 번째 옵션은 프리앰블 직전 또는 직후 추가적인 OFDM 심볼을 이용하는 것이며, PN 시퀀스가 TxID에 의해 고유하게 결정되는 골드 시퀀스에 의해 대체된다는 점을 제외하면, 상기 추가적인 OFDM 심볼은 부트스트랩 심볼과 유사하게 발생된다. 수신기에서, TxID 검출은 시간 도메인 또는 주파수 도메인 코드 상관 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다.

Description

브로드캐스트 송신 네트워크에서의 송신기 식별자의 시그널링 및 검출

관련 출원에 대한 상호참조

본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 통합되는, 2016년 2월 12일 출원된 영국 특허출원 제1602587호로부터의 파리 조약 우선권을 주장한다.

본 개시는 직교 주파수 분할 다중화된(Orthogonal Frequency Division Multiplexed)(OFDM) 심볼들을 사용하여 페이로드 데이터(payload data)를 송신 및 수신하는 송신기들, 수신기들 및 방법들에 관련된다.

데이터가 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 사용하여 통신되는 무선 통신 시스템들의 많은 예가 있다. 예를 들어, 디지털 비디오 브로드캐스팅(DVB) 표준들에 따라 동작하도록 되어 있는 텔레비전 시스템들은 지상 및 케이블 송신들을 위해 OFDM을 사용한다. OFDM은 일반적으로, 병렬로 변조된 K개의 협대역 서브 캐리어(sub-carrier)(K는 정수임)들을 제공하며, 각각의 서브 캐리어는 예를 들어 직교 진폭 변조된(QAM) 심볼 또는 직교 위상 시프트 키잉(Quaternary Phase-Shift Keying)(QPSK) 심볼과 같은 변조된 데이터 심볼과 통신하는 것으로 기술될 수 있다. 서브 캐리어들의 변조는 주파수 도메인에서 형성되고 송신을 위해 시간 도메인으로 변환된다. 데이터 심볼들이 서브 캐리어들 상에서 병렬로 통신되기 때문에, 동일한 변조된 심볼들은 연장된 기간 동안 각각의 서브 캐리어 상에서 통신될 수 있다. 서브 캐리어들은 동시에 병렬로 변조되어, 변조된 캐리어들이 조합되어 OFDM 심볼을 형성한다. 따라서, OFDM 심볼은 각각이 상이한 변조 심볼들로 동시에 변조된 복수의 서브 캐리어들을 포함한다. 송신 중에, OFDM 심볼의 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)로 채워진 가드 인터벌(guard interval)은 각각의 OFDM 심볼에 선행한다. 존재할 때, 가드 인터벌은 다중경로 전파로부터 일어날 수 있는 송신된 신호의 임의의 에코들을 흡수하도록 치수화된다.

텔레비전 신호들의 수신 및 복구를 향상시키기 위해 텔레비전 신호들의 송신기를 식별하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 네트워크 계획 및 최적화를 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 수신기에 대해 효율적으로 송신기를 식별하는 것은 기술적인 문제를 표현할 수 있다.

페이로드 데이터를 송신하기 위한 송신기 및 수신된 신호의 송신기를 검출하기 위한 수신기를 포함하여, 본 개시의 다양한 추가적 양상 및 실시양태들이 첨부된 청구범위에서 제공된다.

하나의 예시적 실시양태에 따르면, 송신기는 직교 주파수 분할 다중화된(OFDM) 심볼들을 사용하여 페이로드 데이터를 송신하도록 구성된다. 송신기는 송신될 페이로드 데이터를 수신하고 또한 수신기에서 페이로드 데이터를 검출 및 복구하는 데 사용하기 위한 시그널링 정보를 수신하고, 송신을 위한 각각의 프레임들에 대해 프리앰블로서의 시그널링 정보를 이용하여 페이로드 데이터를 프레임들로 형성하도록 구성된 프레임 빌더(frame builder) 회로를 포함한다. 변조기 회로는 시그널링 정보를 이용하여 하나 이상의 제1 OFDM 심볼을 변조하여 각각의 프레임의 프리앰블을 형성하고, 페이로드 데이터를 이용하여 하나 이상의 제2 OFDM 심볼을 변조하여 각각의 프레임의 포스트 프리앰블 파형을 형성하도록 구성된다. 송신 회로는 프리앰블로서의 하나 이상의 제1 OFDM 심볼 및 포스트 프리앰블 파형으로서의 제2 OFDM 심볼들을 송신하도록 구성된다. 송신기는 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 제공하도록 구성된 시그니처 시퀀스(signature sequence) 회로 -송신기 식별자 시그니처 시퀀스는 수신기에 송신기를 식별하는 식별자들의 미리 결정된 집합 중의 하나의 식별자를 표현하기 위한 시그니처 시퀀스들의 집합 중의 하나인 시그니처 시퀀스임-, 및 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 프리앰블의 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상 또는 송신기 식별자를 운반하도록 전용된 프리앰블의 하나 이상의 추가적 OFDM 심볼들과 결합하도록 구성된 결합기를 포함한다.

따라서, 본 발명의 기술의 예시적 실시양태들에 따라, 수신기가 신호를 송신한 송신기를 식별할 수 있도록 하는 텔레비전 신호와 같은 신호를 송신할 수 있다. 송신기는 프리앰블의 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상 또는 프리앰블의 하나 이상의 추가적 OFDM 심볼들을 송신기 시그니처 시퀀스와 결합하도록 구성된다. 본 발명의 기술의 예시적 실시양태들에 따라, 수신기는 프리앰블의 하나 이상의 제1 OFDM 심볼들 또는 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 운반하도록 전용된 하나 이상의 추가적 OFDM 심볼들을 식별하고, 송신기 식별자 시그니처 시퀀스로부터 수신된 신호의 송신기를 식별하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 기술의 예시적 실시양태들에 따라, 수신기는 프리앰블의 제1 OFDM 심볼들 중 하나 또는 부트스트랩 OFDM 심볼들 중 하나에서 송신된 시그니처 시퀀스를 검출함으로써 신호를 송신한 송신기의 식별자를 검출하도록 구성될 수 있다.

본 개시는 본 출원인의 동시 계류중인 특허 출원들 PCT/GB2014/050869, GB1305805.2, PCT/GB2014/050868, GB1305797.1, GB1305799.7, 14/226937, PCT/GB2014/050870, GB1305795.5, PCT/GB2014/050954, GB1312048.0, GB103121570, PCT/GB2014/051679, GB13170706.9, PCT/EP2014/061467, GB1403392.2, GB1405037.1, GB103121568 및 PCT/GB2014/051922, GB1420117.2에 의해 뒷받침되고 전체 내용들은 본 명세서에 참조로서 통합된다.

본 개시의 다양한 추가적인 양상들 및 특징들이 페이로드 데이터를 송신하는 방법, 수신기, 및 페이로드 데이터를 검출 및 복구하는 방법을 포함하는 첨부된 청구범위에서 정의된다.

본 개시의 실시양태들은 오직 예시로서만 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이며, 도면들에서 유사한 부분들에는 대응하는 참조 부호가 제공된다.
도 1은 브로드캐스트 송신 네트워크의 배열을 도시하는 개략도를 제공한다.
도 2는 도 1의 송신 네트워크를 통하여 브로드캐스트 데이터를 송신하기 위한 예시적 송신 체인을 도시하는 개략적인 블록도를 제공한다.
도 3은 가드 인터벌을 포함하는 시간 도메인에서 OFDM 심볼들의 개략적인 도면을 제공한다.
도 4는 OFDM을 사용하여 도 1의 브로드캐스트 송신 네트워크에 의해 브로드캐스트되는 데이터를 수신하기 위한 전형적인 수신기의 개략적인 블록을 제공한다.
도 5는 시그널링 정보를 운반하는 프리앰블에 의해 분리된 브로드캐스트 데이터 및 페이로드 데이터의 송신을 위한 송신 프레임들의 시퀀스의 개략적인 도면을 제공한다.
도 6은 복수의 OFDM 심볼들이 포함된 이른바 "부트스트랩" 신호 또는 파형을 포함하는, 도 5에 도시된 송신 프레임들 중 하나의 프리앰블의 개략적인 표현을 제공한다.
도 7은 복수의 부트스트랩, OFDM 심볼들을 포함하는 부트스트랩 신호를 송신하기 위한, 도 2에 도시된 송신기의 일부의 개략적인 블록도를 제공한다.
도 8은 주파수 도메인에서 부트스트랩 OFDM 심볼의 개략적인 표현을 제공한다.
도 9는 시간 도메인 심볼 시퀀스를 사이클릭 시프트함으로써 부트스트랩 OFDM 심볼들 중 하나 이상에서 전송되는 시그널링 정보를 임프린팅하는 송신기의 동작을 표현하는 도시적인 흐름도이다.
도 10은 부트스트랩 OFDM 심볼들의 제1 부트스트랩 OFDM 심볼의 시간 도메인 구조의 개략적인 표현을 제공한다.
도 11은 하나 이상의 다른 부트스트랩 OFDM 심볼들의 제2 시간 도메인 구조의 개략적인 표현을 제공한다.
도 12는 송신된 텔레비전 신호가 부트스트랩 신호의 일부를 형성하는 부트스트랩 OFDM 심볼에 의해 운반되는 송신기 식별자(TxID)의 표시를 포함하는, 본 발명의 기술의 예시적 실시양태의 개략적인 블록도이다.
도 13a는 송신된 텔레비전 신호가 신호 프레임의 프리앰블의 제1 OFDM 심볼에 의해 운반되는 시그니처 시퀀스에 의해 표현된 것과 같은 송신기 식별자(TxID)의 표시를 포함하는, 본 발명의 기술의 예시적 실시양태의 개략적인 블록도이고; 또한 도 13b는 송신된 텔레비전 신호가 신호 프레임의 프리앰블의 최종 OFDM 심볼에 의해 운반되는 시그니처 시퀀스에 의해 표현된 것과 같은 송신기 식별자(TxID)의 표시를 포함하는, 본 발명의 기술의 예시적 실시양태의 개략적인 블록도이다.
도 14는 텔레비전 신호를 송신하는 송신기의 부분들을 표현하는 개략적인 블록도이고, 송신기 식별자를 표현하는 시그니처 시퀀스를 운반하는 OFDM 심볼의 발생을 도시한다.
도 15는 송신기 식별자를 운반하기 위해 사용되는 시그니처 시퀀스의 일부를 형성하는 출력 시퀀스를 갖는 골드 시퀀스 발생기를 표현하는 개략적인 블록도이다.
도 16은 본 발명의 기술에 따라 시그널링 정보를 복구하기 위한 결합된 부트스트랩 신호 프로세서를 포함하고, 제1 부트스트랩 OFDM 심볼을 검출하기 위한 예시적 수신기의 개략적인 블록도이다.
도 17은 본 발명의 기술에 따라 송신기 식별자를 검출하기 위해 부트스트랩 심볼에 의해 운반된 시그널링의 표현으로서 부트스트랩 심볼에 적용된 사이클릭 시프트를 추정하도록 구성된 도 16에 도시된 부트스트랩 프로세서/디코더(decoder)의 부분들의 개략적인 블록도이다.
도 18은 샘플 숫자에 대한 진폭의 그래픽 플롯의 표현으로서, 피크 샘플의 샘플 숫자는 송신되는 시그널링에 따라 송신기에서 부트스트랩 심볼에 적용된 사이클릭 시프트를 표현하기 위한 것이다.
도 19는 샘플 숫자에 대한 진폭의 그래픽 플롯의 제2 예의 표현으로서, 각각의 피크 샘플의 샘플 숫자는, 중첩하는 송신기들 각각에 의해 부트스트랩 신호에서 송신된 송신기 식별자에 따라 송신기에서 부트스트랩 심볼에 대해 두 개의 중첩된 신호들의 전력에 기여하는 송신기들 각각에 의해 인가되는 사이클릭 시프트에 의해 표현되는 송신기 식별자를 표현하기 위한 것이다.
도 20은 시간 도메인에서 프리앰블 신호의 하나 이상의 OFDM 심볼들에 의해 운반되는 시그니처 시퀀스에 의해 표현되는 송신기 식별자를 검출하기 위한 수신기의 일부의 개략적인 블록도이다.
도 21은 주파수 도메인에서 프리앰블 신호의 하나 이상의 OFDM 심볼들에 의해 운반되는 시그니처 시퀀스에 의해 표현되는 송신기 식별자를 검출하기 위한 수신기의 부분의 개략적인 블록도이다.

텔레비전 브로드캐스트 시스템의 예시적 도시가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에서 브로드캐스트 송신기들(1)은 헤드 엔드(head-end) 또는 텔레비전 소스 스테이션(television source station)(2)에 접속되도록 도시되어 있다. 브로드캐스트 송신기들(1)은 브로드캐스트 네트워크의 커버리지 영역(coverage area) 내부의 텔레비전 소스 스테이션(2)으로부터 신호들을 송신한다. 도 1에 도시된 텔레비전 브로드캐스트 네트워크는 이른바 다중 주파수 네트워크로서 동작할 수 있는데, 여기서 각각의 텔레비전 브로드캐스트 송신기(1)는 자신의 신호를 다른 이웃한 텔레비전 브로드캐스트 송신기들(1)과 상이한 주파수 상에서 송신한다. 도 1에 도시된 텔레비전 브로드캐스트 네트워크는 또한 이른바 단일 주파수 네트워크로서 동작할 수 있는데, 여기서 각각의 텔레비전 브로드캐스트 송신기들(1)은 오디오/비디오 데이터를 동시에 전달하는 무선 신호들을 송신하여 이것들이 브로드캐스트 네트워크의 커버리지 영역 내부의 모바일 디바이스들(6)뿐만 아니라 텔레비전 수신기들(4)에 의해서도 수신될 수 있게 한다. 도 1에 도시된 예에서 브로드캐스트 송신기들(1)에 의해 송신된 신호들은, 이 신호들이 상이한 기지국(base station)들(1)로부터 송신되더라도 텔레비전 수신기에 의해 결합될 수 있는, 브로드캐스트 스테이션들(2) 각각으로부터의 동일한 신호들을 송신하기 위한 배열을 제공할 수 있는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 사용하여 송신된다. 상이한 브로드캐스트 송신기들(1)에 의해 송신된 신호들 사이의 전파 시간(propagation time)이 OFDM 심볼들 각각의 송신에 선행하는 가드 인터벌보다 짧거나 그것을 실질적으로 초과하지 않도록, 브로드캐스트 송신기들(1)의 간격이 제공되고, 그러면 수신기 디바이스(4, 6)는 상이한 브로드캐스트 송신기들(1)로부터 송신된 신호들을 결합하는 방식으로 OFDM 심볼들을 수신하고 OFDM 심볼로들부터의 데이터를 복구할 수 있다. 이러한 방식으로 OFDM을 이용하는 브로드캐스트 네트워크들을 위한 표준들의 예들은 DVB-T, DVB-T2, ISDB-T 및 ATSC3.0을 포함한다.

텔레비전 수신기들은 텔레비전 이미지들을 위한 통합된 디스플레이를 포함하거나 포함하지 않을 수 있고, 복수의 튜너(tuner) 및 복조기를 포함하는 레코더 디바이스일 수 있다. 안테나는(안테나들은) 텔레비전 수신기 디바이스들에 내재될 수 있다. 결합 또는 내재된 안테나는(안테나들은) 텔레비전 신호들뿐만 아니라 상이한 신호들의 수신을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 본 개시의 실시양태들은 상이한 환경들에서 상이한 유형의 디바이스들에 대해 텔레비전 프로그램들을 표현하는 오디오/비디오 데이터의 수신을 용이하게 하도록 구성된다.

인식될 바와 같이, 이동 중인 모바일 디바이스로 텔레비전 신호들을 수신하는 것은 더 어려울 수 있는데, 왜냐하면 무선 수신 조건들이 고정된 안테나로부터 오는 입력을 갖는 종래의 텔레비전 수신기의 그것과 상당히 다를 것이기 때문이다.

본 발명의 기술의 실시양태들은 수신기에서 수신된 텔레비전 신호로부터, 텔레비전 신호를 송신한 브로드캐스트 송신기를 식별하기 위한 배열을 제공할 수 있다. 도 1에 의해 표현되는 예시적 텔레비전 네트워크에 대해 설명된 바와 같이, 최신의 텔레비전 네트워크들은 커버리지 및 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 최대화하기 위해 단일 주파수 네트워크(SFN)들을 배치한다. SFN에서 모든 브로드캐스트 송신기들(1)은 동일한 송신 주파수를 사용하여 동일한 프로그램들을 송신한다. 네트워크의 커버리지 영역 내부의 임의의 위치에서의 수신 신호 전력은 이와 같이 전형적으로 하나보다 많은 브로드캐스트 송신기(1)에 의해 기여된다. 하나보다 많은 브로드캐스트 송신기들(1)에 의해 전력이 기여되는 영역들에 위치된 수신기들(4)은 다른 브로드캐스트 송신기들의 기여를 다중경로(multipath)로서 본다. OFDM의 경우 이러한 다중경로는 공간 다이버시티(spatial diversity)로서 이용되어 커버리지를 향상시킬 수 있는데, 이는 이른바 SFN 결합 이득이다.

이러한 네트워크들에서, 어느 브로드캐스트 송신기들(1)이 DTTV 시스템의 커버리지 영역 내부의 특정 위치에서 관측된 전력속 밀도(power flux density)에 기여하는지를 정확히 식별할 수 있는 능력을 가지는 것은 종종 필요하다. 본 발명의 기술의 실시양태들은 텔레비전 신호가 브로드캐스트 송신기에서 텔레비전 신호를 송신한 송신 기지국의 식별자를 포함할 수 있는 시그널링 정보를 포함하도록 적응되는 배열을 제공할 수 있다. 송신기 식별 정보 또는 TxID는 간헐적으로만 필요하므로, 그것의 존재는 수신기들(4)에 어떻게든 시그널링(signalled)되어야만 한다. 그것이 필요하지 않은 경우, 송신 전력 및/또는 용량과 같은 네트워크 자원들을 보존하기 위해 꺼지게 된다.

송신기들을 식별할 수 있는 능력은 다양한 이유들로 중요하다:

- 수신 안테나들은 가장 안정적인 신호를 함께 제공하는 브로드캐스트 송신기들(1)을 향하여 배향될 수 있다. 예를 들어, SFN 네트워크들 내의 수신기들은 때때로 수신기 및 가드 인터벌이 대처할 수 있는 것보다 상당히 긴 다중경로 지연 확산을 함께 나타내는 원거리 브로드캐스트 송신기들과, 근거리 브로드캐스트 송신기들 사이의 자체 간섭(self-interference)으로 인해 어려움을 겪을 수 있다. 만일 이러한 브로드캐스트 송신기들이 식별된다면, 수신 안테나는 그러한 과도한 지연 확산들의 효과를 최소화하도록 배향될 수 있다.

- SFN 브로드캐스트 송신기들은 시간 및 주파수 모두에서 서로에 대해 정확하게 동기화되어야 한다. 시간 또는 주파수 동기화 중 어느 하나에서의 드리프트(drift)로 인해 어려움을 겪는 브로드캐스트 송신기는 네트워크 내부의 간섭을 야기할 것이다. 문제가 되는 브로드캐스트 송신기를 빠르게 식별할 수 있는 능력은 드리프트를 정정하는 필수적인 전조이다.

- 네트워크 설계에서, 네트워크 운영자는 대부분 특정 방향으로 브로드캐스트 송신기의 에너지를 가리키기를 원할 수 있다. 이것은 브로드캐스트 송신기 안테나 요소들의 페이징(phasing)에 의해 이루어진다. 이러한 페이징 동안, 송신기 식별은 특정 브로드캐스트 송신기로부터의 전력이 보이지 않아야 하는 위치에서 과도하게 보이지 않도록 보장하기 위해 사용된다.

- 수신기가 자신이 신호를 수신하는 모든 브로드캐스트 송신기들을 식별할 수 있는 것을 고려하면, 수신기는 브로드캐스트 송신기 위치들의 데이터베이스로 TxID들을 교차 참조(cross reference)하여 브로드캐스트 송신기들의 정확한 좌표를 알아낼 수 있다. 만약 수신기가 신호가 송신기로부터 방출된 시간 또한 알고 있다면, 각 브로드캐스트 송신기로부터의 신호의 도착 시간을 유도할 수 있기 때문에 자신과 각 송신 기지국 사이의 전파 시간을 추정할 수 있다. 전파 시간 추정치들 및 3개 이상의 송신 기지국의 좌표로, 수신기는 삼각 측량을 사용하여 그 위치의 양호한 추정치를 유도할 수 있다. 이 능력은 특히 모바일 수신기들에 특히 유용할 것이다.

또한, 송신기 식별은 다중 주파수 네트워크(MFN)에서도 유사한 목적들을 위해 유용하다.

본 발명의 기술의 예시적 실시양태는 다음 예들을 따라 시그널링 정보로서의 송신기 식별자(TxID)를 송신하기 위한 배열을 제공할 수 있다:

- 제5 부트스트랩 심볼이 TxID를 운반하기 위해 추가된다. 모든 송신기들이 TxID 시그널링을 위해 이 심볼을 사용할 것이기 때문에, 본 발명의 기술의 실시양태들은 TxID들을 검출하기 위한 특별한 수신기 알고리즘들을 포함할 수 있다.

- 특별히 설계된 OFDM 심볼은 골드 시퀀스 = 변조된 자도프-추 (Zadoff-chu) 시퀀스와 같은 시그니처 시퀀스를 운반하며, 사용된 시퀀스의 선택은 브로드캐스트 송신기의 TxID를 시그널링한다. 이는 또한 수신기에 채널 임펄스 응답 및 각각의 브로드캐스트 송신기로부터 신호의 수신기 도착 시간(ToA)을 제공할 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명의 기술의 다른 실시양태들은 TxID 심볼을 위치시키기 위한 수신기에서의 배열을 제공할 수 있다.

다음 섹션들은 예시적 실시양태들이 적용될 수 있는, 텔레비전 신호를 송신 및 수신하기 위한 송신기 및 수신기 배열을 기술한다.

송신기

오디오/비디오 소스들로부터 데이터를 송신하기 위한 텔레비전 브로드캐스트 송신기들(1)의 부분을 형성하는 송신기의 예시적 블록도가 도 2에 도시된다. 도 2에서 오디오/비디오 소스들(20)은 텔레비전 프로그램들을 나타내는 오디오/비디오 데이터를 발생시킨다. 오디오/비디오 데이터는 순방향 에러 정정(forward error correction)을 적용하여 데이터를 인코딩하는 인코딩/인터리버(interleaver) 블록(22)에 의한 순방향 에러 정정 인코딩을 사용하여 인코딩되고, 다음으로 그 데이터는 인코딩된 데이터를 OFDM 심볼들을 변조하기 위해 사용되는 변조 심볼들 상으로 매핑(map)하는 변조 유닛(24)에 공급된다. 별개의 하부 암(arm) 상에 도시된 것과 같이, 예를 들어 오디오/비디오 데이터의 코딩(coding) 및 변조의 포맷을 표시하기 위한 물리적 계층 시그널링을 제공하는 시그널링 정보는 물리적 계층 시그널링 유닛(30)에 의해 발생되고, 인코딩 유닛(32)에 의해 인코딩된 이후, 다음으로 물리적 계층 시그널링 정보는 오디오/비디오 데이터에서와 같이 변조 유닛(24)에 의해 변조된다.

프레임 빌더(26)는 물리적 계층 시그널링 정보와 함께 송신될 데이터를 송신을 위한 프레임으로 형성하도록 되어 있다. 프레임은 물리적 계층 시그널링이 송신되는 프리앰블을 가지는 시분할된 섹션, 및 오디오/비디오 소스들(20)에 의해 발생된 오디오/비디오 데이터를 송신하는 하나 이상의 데이터 송신 섹션들을 포함한다. 인터리버(34)는 OFDM 심볼 빌더(36) 및 OFDM 변조기(38)에 의해 송신을 위한 심볼들로 형성된 데이터를 인터리빙(interleave)할 수 있다. OFDM 심볼 빌더(36)는 파일럿 및 내장된 데이터 발생기(pilot and embedded data generator)(40)에 의해 발생되고 송신을 위해 OFDM 심볼 빌더(36)에 공급되는 파일럿 신호들을 수신한다. OFDM 변조기(38)의 출력은 가드 인터벌을 삽입하는 가드 삽입 유닛(42)에 전달되고, 결과적인 신호는 디지털/아날로그 컨버터(44)로 공급되고, 그 다음 안테나(48)에 의해 송신되기 전에 RF 프론트 엔드(46)에 공급된다.

종래의 배열에서와 같이 OFDM은 송신될 데이터 심볼들이 서브 캐리어들에 매핑되는 주파수 도메인에서 심볼들을 발생시키도록 되어 있으며, 이후 그 서브 캐리어들은 OFDM 변조기(38)의 일부를 포함할 수 있는 역 푸리에 변환을 사용하여 시간 도메인으로 변환된다. 그러므로 송신될 데이터는 주파수 도메인에서 형성되고 시간 도메인에서 송신된다. 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 시간 도메인 심볼은 기간 Tu초의 유용한 부분 및 기간 Tg초의 가드 인터벌로 발생된다. 가드 인터벌은 시간 도메인에서 기간 Tg로 심볼의 유용한 부분의 일부를 복사함으로써 발생되고, 여기서 복사된 부분은 심볼의 끝 부분으로부터 온 것일 수 있다. 시간 도메인 심볼의 유용한 부분을 가드 인터벌과 상관시킴으로써, 수신기는 OFDM 심볼의 유용한 부분의 시작을 검출하도록 될 수 있고, 그러한 시작은 고속 푸리에 변환이 시간 도메인 심볼 샘플들을 송신된 데이터가 복구될 수 있는 주파수 도메인으로 변환하도록 트리거하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 수신기는 도 4에 도시되어 있다.

도 4에서 수신기 안테나(50)는 가드 인터벌이 가드 인터벌 제거 유닛(56)에 의해 제거되기 전에 튜너(52)를 통하여 전달되고 아날로그/디지털 변환기(54)를 사용하여 디지털 신호로 변환되는 RF 신호를 검출하도록 되어 있다. 시간 도메인 샘플들을 주파수 도메인으로 변환하기 위해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하기 위한 최적 위치를 검출한 후, FFT 유닛(58)은 채널 추정 및 정정 유닛(60)에 공급되는 주파수 도메인 샘플들을 형성하기 위해 시간 도메인 샘플들을 변환한다. 채널 추정 및 정정 유닛(60)은 예를 들어 OFDM 심볼들 내에 내장된 파일럿 서브 캐리어들을 사용함으로써 등화(equalization)에 사용되는 송신 채널을 추정한다. 파일럿 서브 캐리어들을 제외한 후, 모든 데이터 베어링(data-bearing) 서브 캐리어들은 OFDM 심볼의 서브 캐리어들로부터 데이터 비트들을 추출하는 디매퍼(de-mapper) 유닛(62)에 공급된다. 그 다음, 이 데이터 비트들은 서브 캐리어 심볼들을 디인터리빙(de-interleave)하는 디인터리버(de-interleaver)(64)에 공급된다. 이제 데이터 비트들은 디인터리빙을 수행하여 에러 정정 디코더가 종래의 동작에 따라 에러들을 정정할 수 있도록 하는 비트 디인터리버(66)에 공급된다.

프레이밍(framing) 구조

도 5는 도 1 내지 도 4를 참조하여 함께 기술된 시스템들 내에서 송신 및 수신될 수 있는 프레임의 프레이밍 구조의 개략도를 도시한다. 도 5는 일부는 모바일 수신을 목표로 하는 반면, 나머지는 고정된 루프-탑(roof-top) 안테나 수신을 목표로 하는 상이한 물리적 계층 프레임들(100, 102, 112)을 도시한다.

그러므로, 도 5에 도시된 프레이밍 구조는 상이한 파라미터들을 사용하여 변조되고 인코딩된 페이로드 데이터를 각각 포함할 수 있는 프레임들에 의해 특징화된다. 상이한 유형의 수신기들에 대해 상이한 프레임들이 제공될 수 있기 때문에, 이것은 예를 들어 상이한 변조 기법들을 사용하여 변조될 수 있는, 심볼 당 상이한 수의 서브 캐리어들을 가지는 상이한 OFDM 심볼 유형들을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 그러나 프레임 각각은 페이로드 데이터를 운반하는 하나 이상의 OFDM 심볼에 대해 상이하게 변조되어 있을 수 있는 시그널링 정보를 운반하는 적어도 하나의 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 또한 프레임 각각에 대해, 시그널링 OFDM 심볼은 페이로드 데이터를 운반하는 OFDM 심볼(들)과는 다른 유형일 수 있다. 시그널링 정보는 페이로드 데이터가 복조되고 디코딩될 수 있게 하기 위해 복구되도록 요구된다.

부트스트랩 신호

[1]에서 설명된 바와 같이, 부트스트랩 신호는 ATSC 파형 내부로 보편적인 엔트리 포인트(entry point)를 제공한다. 부트스트랩 신호는 샘플링 비율, 신호 대역폭, 서브 캐리어 간격 및 시간 도메인 구조가 수신기들에서 선험적으로 알려지는 알려진 구성을 가지고 있다. 도 6은 도 5에 도시된 프레임들을 운반하는 데이터에 대하여, 부트스트랩 신호를 포함하는 ATSC 3.0 물리적 계층 프레임의 채택된 프레임 구조의 형태의 개략적인 표현을 제공한다. 프레임은 5초 길이의 기간을 가질 수 있고, 다음과 같이 구성된다:

- 매우 견고한 방식으로 기본 시스템 취득 시그널링을 운반하는 4개의 짧은 OFDM 심볼로 구성된 부트스트랩. 최종 부트스트랩 심볼의 위상은 이것이 최종 부트스트랩 심볼이라는 표시로서 반전된다.

- 하나 이상의 OFDM 심볼로 이루어지고 프레임의 모든 서브 프레임들에 대한 포스트 프리앰블 파형 파라미터들 및 페이로드 액세스 파라미터들을 포함하는 물리적 계층(L1) 시그널링을 운반하는 프리앰블.

- 포스트 프리앰블 파형은 시그널링된 복수의 서브 프레임을 포함한다. 각 서브 프레임은 물리적 계층 파이프들 또는 PLP들로 분할된 서비스들을 포함하는 페이로드를 운반한다. 각 서브 프레임은 특정한 FFT 크기, 가드 인터벌 및 산재된 파일럿 패턴의 시그널링된 복수의 OFDM 심볼로 구성된다. FFT 크기들은 서브 프레임들 사이에 상이할 수 있다.

부트스트랩은 프레임의 제1 프리앰블 심볼의 구조에 관한 것을 포함하는 시그널링을 운반한다. 이 제1 프리앰블 심볼은 프리앰블 심볼들의 나머지에서 운반되는 시그널링 정보의 나머지의 구조에 대한 시그널링을 운반한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 프리앰블(104, 106, 108, 110)의 부분을 형성할 수 있는 부트스트랩 신호(600)는 데이터 베어링 프레임(100, 102, 112)에 선행한다. 위에서 나타난 바와 같이, 부트스트랩 신호는 서비스 발견(discovery), 개략(coarse) 시간 동기화, 주파수 오프셋 추정 및 초기 채널 추정을 가능하게 하기 위해 각 프레임의 시작에 위치된 동기화 심볼(601)로 시작하는 네 개 이상의 OFDM 심볼(601, 602, 603, 604)을 포함한다. 나머지 다른 부트스트랩 OFDM 심볼들(602, 603, 604)은 수신된 신호가 프레임의 나머지 부분에 대해 디코딩되는 것을 허용하는 통신 파라미터들을 제공하기에 충분한 제어 시그널링을 포함한다. 그러므로 부트스트랩 신호(600)는 시그널링 정보를 운반하여, 수신기가 데이터 베어링 프레임을 구성하고 있는 파라미터들을 발견(discover)하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 수신기는 이 데이터를 검출하고 복구할 수 있게 된다. 곧 설명될 바와 같이, 본 발명의 기술의 예시적 실시양태에 따라, 일례에서 시그널링 정보는 TxID의 표시를 제공할 수 있다.

부트스트랩 신호 인코딩

부트스트랩 신호(600)를 송신하도록 구성된 도 2에 도시된 송신기의 부분의 개략적인 블록도가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에서 시그니처 시퀀스 발생기(700)는 서브 캐리어 매핑 및 제로 패딩(zero padding) 유닛(702)에 의해 부트스트랩 심볼(600)을 형성하는 OFDM 심볼의 서브 캐리어들 상으로 매핑된 시그니처 시퀀스를 발생시키도록 되어 있다. 그 다음, 주파수 도메인 신호는 역 푸리에 변환(704)에 의해 시간 도메인으로 변환된다. 부트스트랩 신호로 송신될 시그널링 정보는 제1 입력(705) 상에서 사이클릭 시프트 유닛(706)에 공급된다. 사이클릭 시프트 유닛(706)은 또한 제2 입력(707) 상에서 부트스트랩 심볼을 나타내는 시간 도메인 OFDM을 수신한다. 아래 설명될 바와 같이, 시그널링 정보에 따른 부트스트랩 OFDM 심볼의 사이클릭 시프트의 크기는 시간 도메인에서의 부트스트랩 OFDM 심볼에 적용되고, 하나의 예시적 실시양태에서 브로드캐스트 송신기의 TxID는 이 사이클릭 시프트의 크기를 결정한다. 그러므로 부트스트랩 심볼은 그것에 적용된 사이클릭 시프트의 크기를 통하여 시그널링 정보를 운반한다. 그 다음, 사이클릭 시프트된 부트스트랩 OFDM 심볼은 가드 인터벌 삽입 유닛(708)에 공급되고, 가드 인터벌 삽입 유닛은 부트스트랩 심볼을 형성하는 OFDM 심볼이 송신기 유닛(709)에 의해 송신될 형태로 가드 인터벌을 부트스트랩 OFDM 심볼에 추가한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 의사(pseudo) 랜덤 시퀀스 발생기(710) 및 자도프-추 시퀀스 발생기(712)를 포함하는 시그니처 시퀀스 발생기(700)는 시그니처 시퀀스를 발생시킨다. 이 두 개의 시퀀스는 결합된 시퀀스들이 서브 캐리어 매핑 및 제로 패딩 유닛(702)에 의해 OFDM 심볼의 서브 캐리어들 상으로 매핑되기 전에 승산기(714)에 의해 함께 곱해진다. 도 7에 도시된 바와 같이 의사 랜덤 숫자 발생기(710)에 대한 시드 값은 제1 입력(720) 상에서 공급되고 또한 제2 입력(722)은 자도프-추 시퀀스 발생기(712)의 루트(root)의 표시를 제공한다.

시그니처 시퀀스를 형성하기 위해 의사 랜덤 바이폴라 시퀀스에 의해 변조된 자도프-추(ZC) 시퀀스를 대칭적인 방식으로 OFDM 심볼 상으로 매핑하는 것은 도 8에 도시되어 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 주파수 도메인에서, 부트스트랩 신호는 대칭적인 자도프-추(ZC) 시퀀스의 두 개의 절반부(810)를 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 자도프-추 시퀀스 내의 각 심볼은 능동 캐리어(812)를 변조하도록 배열된다. 이에 대응하여 PN 시퀀스는 라인들(814)에 의해 도시된 것과 같이 서브 캐리어들을 변조하도록 배열된다. 부트스트랩 심볼의 다른 서브 캐리어들은 사용되지 않으므로, 예를 들어 부트스트랩 신호(820, 822)의 어느 한 끝에 도시된 바와 같이 0으로 설정된다.

도 8에 도시된 바와 같이 ZC 시퀀스 및 PN 시퀀스는 OFDM 심볼의 중앙 DC 서브 캐리어에 대해 반사 대칭을 생성하는 방식으로 OFDM 서브 캐리어들에 매핑된다. 부트스트랩의 n번째 심볼

에 대한 서브 캐리어 값들은 이하의 수학식에서와 같이 계산될 수 있고, 여기서

이고,

는 부트스트랩 심볼의 수이고, p(k)는 PN-시퀀스의 요소들이다. PN 시퀀스는 각각의 심볼로 진행해야 하는 한편, 그것의 루트 q에 의해 결정되는 ZC 시퀀스는 각 심볼에 대해 동일할 수 있다.

마지막 부트스트랩 심볼은 특정한 심볼에 대한 서브 캐리어 값들의 위상이 반전(즉, 180˚ 회전)된다. 이는 부트스트랩 신호의 명확한 끝의 표시를 제공한다. 이는 추가의 부트스트랩 OFDM 심볼들이 있는 경우에 제공되며, 이 경우에 수신기는 최종 부트스트랩 OFDM 심볼의 명확한 표시를 제공받는다. 즉, 임의의 수의 부트스트랩 OFDM 심볼들이 사용될 수 있다. 따라서, 수신기들은 위상 반전을 검출할 수 있으므로 부트스트랩 신호의 끝을 검출할 수 있다.

일례에서, 시그널링 정보는 시간 도메인에서 심볼의 데이터 결정된(data-determined) 사이클릭 시프트를 수행함으로써 부트스트랩 신호에서 전달될 수 있다. 이는 도 7에 도시된 사이클릭 시프트 블록들에 의해 수행된다. 시그널링 비트들을 전달하기 위한 프로세스는 도 9에 요약되어 있다.

도 9에서 시그니처 시퀀스는 단계(S900)에서 주파수 도메인에서 시퀀스 발생기(700)에 의해 형성된다. 단계(S902)에서 IFFT 모듈(704)에 의해 역 푸리에 변환이 수행되어 주파수 도메인 신호를 시간 도메인으로 변환한다. 그러므로 단계(S904)에서 시퀀스는 시간 도메인에서 형성된다. 단계(S906)에 도시된 바와 같이 시그널링 비트들이 형성되고, 그 후 단계(S908)에서 이전의 부트스트랩 심볼의 사이클릭 시프트에 대한 사이클릭 시프트 값으로서 해석되며, 단계(S910)에서 상대적 시프트 값이 절대적 시프트 값으로 변환된다. 일 실시양태에서, 제1 부트스트랩 심볼은 사이클릭 시프트되지 않는데, 즉, 그것의 상대적 사이클릭 시프트의 크기가 0이다. 그 다음으로, 화살표(S912)에 의해 도시된 바와 같이 단계(S904)에서 형성된 시간 도메인 시퀀스는 단계(S910)에서 결정된 절대적 사이클릭 시프트를 따라서 시프트된다. 마지막으로, 단계(S914)에서 송신될 시간 도메인 시퀀스가 생성된다.

시간 도메인 구조

각각의 부트스트랩 OFDM 심볼들(601, 602, 603, 604)은 A, B 및 C로 지칭되는 세 부분이 포함되는 것으로 해석될 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 일반적으로 OFDM 심볼은 수신기에서 다중 경로 수신을 고려하기 위해 프리앰블로서의 시간 도메인에서의 OFDM의 섹션을 OFDM 심볼에 복사함으로써 발생된 가드 인터벌로 형성된다. 각각의 부트스트랩 심볼은 두 가지 방식 중 하나로 형성된다. 시간 도메인에서 부트스트랩 심볼들의 상이한 형성은 도 10 및 11에 도시되어 있다. 도 10 및 11 모두에 도시되어 있는 바와 같이, 가드 인터벌들이 추가되기 이전의 OFDM 심볼의 원본 형성인 심볼의 부분을 운반하는 데이터는 섹션 A로서 표현된다. 그러므로, 섹션 A는 위에 설명된 사이클릭 시프트를 갖거나 갖지 않는 주파수 도메인 구조의 IFFT로서 유도되어 부트스트랩 심볼에 의해 전달되는 시그널링 비트들을 표현한다. B와 C 부분들도 송신기에 의해 B의 샘플들에 도입된 서브 캐리어 간격과 동일한

의 주파수 시프트를 통해 A의 단부로부터 취해진 샘플들로 구성되며, 또한 이에 대응하여 수신기에서 제거된다. 각 부트스트랩 심볼은 일관되게 3072개의 샘플로 구성된다.

C-A-B 및 B-C-A로 지칭되는, 부트스트랩 심볼들의 시간 도메인 구조의 두 개의 변형이 있다. 부트스트랩 심볼 0으로 지칭되는 부트스트랩의 초기 심볼은 동기화 검출에 제공되고, 도 10에 도시된 C-A-B 구조를 이용하며, B 부분에

의 주파수 시프트를 인가한다. 나머지 부트스트랩 심볼들은 위에 설명된 것과 같이 부트스트랩 신호의 종료를 제공하는 위상 반전된 최종 부트스트랩 심볼을 포함하는 B-C-A 구조를 사용하며,

의 주파수 시프트를 B 부분에 적용한다.

부트스트랩 기반 TxID

본 발명의 기술의 예시적 실시양태에 따라, TxID를 운반하도록 구성된 추가적 부트스트랩 심볼이 도입된다. 예시적 실시양태에 따른 부트스트랩 신호의 예시적 구성이 도 12에 도시되어 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 추가적 부트스트랩 심볼(610)은 제4 부트스트랩(604)과 제1 프리앰블 심볼(620) 사이에 송신된다. 이 제5 부트스트랩 심볼(610)은 기존의 부트스트랩 심볼들(601, 602, 603, 604)과 동일한 ZC 및 PN-시퀀스들을 사용하여, 제2 및 제3 부트스트랩 심볼(602, 603)과 동일한 방법으로 구성된다. 그것의 존재는 제4 부트스트랩 심볼(604)의 위상을 재반전하고 이 제5 TxID 부트스트랩 심볼(610)의 위상을 반전시켜 그것이 현재 최종 부트스트랩 심볼임을 시그널링함으로써 시그널링된다.

256개 이하의 상이한 TxID를 식별할 필요가 있다고 가정하면, 이 TxID 부트스트랩 심볼은 송신기의 아이덴티티의 8비트 값까지 운반해야 한다. 이 시그널링 정보는 시그널링 정보가 일반적으로 다른 부트스트랩 심볼들[1](602, 603, 604)에 의해 운반되는 것과 동일한 방식으로 여분의 부트스트랩(610)에 의해 인코딩되고 운반된다.

또 다른 실시양태에서, 예를 들어 주어진 네트워크에서 256개보다 많은 TxID 값들을 시그널링할 필요가 있는 경우, 하나보다 많은 TxID 부트스트랩 심볼(610)이 추가될 수 있다. 이 예시적 실시양태에서, 모든 다른 TxID 부트스트랩 심볼들의 위상이 반전되지 않도록, 오직 최종 TxID 부트스트랩 심볼만이 TxID 부트스트랩 시그널링의 끝을 표시하기 위해 반전된 위상을 가질 것이다. 이 예시적 실시양태에서, 제1 TxID 부트스트랩 심볼(610)은 TxID의 8개의 최상위 비트를 운반할 것이고, 제2 TxID 부트스트랩 심볼은 TxID의 다음 8개의 최상위 비트를 운반할 것이며, 이는 같은 방법으로 계속된다. 그러므로, m개의 TxID 부트스트랩 심볼을 이용하면 각각의 TxID는 최대 8m 비트폭까지 가능하므로, 최대

개의 TxID가 시그널링될 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 각 TxID 부트스트랩 심볼은 8개 미만의 비트를 운반하도록 만들어질 수 있다.

특별한 또는 추가적인 OFDM 심볼 기반 TxID

또 다른 예시적 실시양태에 따라, OFDM 심볼은 도 13a 및 도 13b에 도시된 TxID를 전달하도록 구성되며, 이는 도 6에 도시되어 있는 ATSC 3.0에 대한 프레임 구조의 표현에 대응하지만, 이는 TxID를 전달하도록 전용되거나 또는 프레임들(100, 102, 112)로부터 페이로드 데이터를 검출하기 위한 시그널링 정보에 더하여 TxID를 운반하도록 되어 있을 수 있는 특별한 혹은 추가적인 OFDM 심볼(1301)을 포함하도록 적응된다. 도 13a에 도시된 예에 대해서, 이 OFDM 심볼(1301)은 프레임 구조의 프리앰블(104, 106, 108, 110)의 일부를 형성하는 OFDM 심볼들(620, 621, 624)의 마지막이다. 도 13b에 도시된 또 다른 실시양태에서, 특별한 또는 추가적인 OFDM 심볼들(1302)은 프레임들(100, 102, 112)을 검출하기 위한 시그널링 정보를 운반하는 OFDM 심볼들(620, 621, 624)의 첫 번째이거나 또는 TxID만을 운반하기 위해 전용될 수 있다.

도 14는 TxID의 일부를 형성하는 시그널링 정보를 운반하는 추가적 OFDM 심볼(1301, 1302)을 발생시키도록 적응된, 도 2에 도시된 송신기의 부분들을 형성하는 요소들의 도시적인 블록도를 제공한다. 도 14에 도시된 송신기는 실질적으로 도 7에 도시된 송신기의 부분들에 대응하므로, 대응되는 부분들은 동일한 참조 번호를 가진다. 도 14에 도시된 바와 같이, 시그니처 시퀀스는 자도프-추(ZC) 시퀀스(712), 승산기(1410) 및 골드 시퀀스 발생기(1412)에 의해 발생된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 시그니처 시퀀스는 골드 시퀀스 발생기(142)에 의해 발생된 바이폴라 골드 시퀀스 및 ZC 발생기(1412)에 의해 발생된 CAZAC 또는 자도프-추(ZC) 시퀀스로 승산기(1410)에 의해 형성된 내적(dot product)으로부터 발생된다. 결합된 시퀀스는 (ZC*GS) 시그니처 시퀀스로 지칭된다. TxID 발생기(1414)로부터 공급되는 특정 송신기에 대한 TxID는 골드 시퀀스의 선택으로 전달된다. TxID 발생기(1414)로부터 공급되는 선택 신호는 (ZC*GS) 시그니처 시퀀스를 발생시키는 데 사용되는 골드 시퀀스 발생기(1412)에서 골드 시퀀스를 선택한다. 그 다음, 시그니처 시퀀스는 OFDM 심볼(1301)을 변조하여 프리앰블의 최종 OFDM 심볼을 형성하는 데 사용된다. 그러므로, 이 OFDM 심볼은 TxID 발생기에 의해 선택된 특정 골드 시퀀스로부터의 TxID를 표현한다.

도 13a 및 도 13b에 의해 도시되는 바와 같이, TxID OFDM 심볼은 프레임에서 두 위치들 중 하나에 위치될 수 있다:

- 도 13b에서 도시된 방식으로 최종 프레임 시그널링 부트스트랩 심볼 바로 뒤. 이 경우, 그것의 존재는 최종 프레임 시그널링 부트스트랩 심볼(604)의 위상의 재반전에 의해 시그널링된다. 또한, 이 심볼의 파형 파라미터들은 부트스트랩 심볼들을 통해 시그널링된 제1 프리앰블 심볼 파형 구조와 동일하다.

- 도 13a에 도시된 것과 같이 최종 프리앰블 심볼(604) 바로 뒤. 이 경우, 그것의 존재 및 파형 구조는 프리앰블에 의해 운반된 L1 시그널링에서 시그널링된다.

위에 나타난 것과 같이, 일부 예들에서 TxID 또는 (ZC*GS) 시그니처 시퀀스는 적절한 주입 레벨 G로 프리앰블 심볼들(620, 621, 624) 중 하나에 중첩될 수 있고, 그에 의해 본 출원인의 동시 계류중인 특허 출원 번호 WO2014/155104에 개시된 것과 같이 TxID OFDM 심볼이 전력 비율 Q에 기여하는 한편 프리앰블 심볼이 (1-Q)에 기여하도록 할 수 있고, 여기서 Q<(1-Q)이고 Q는 0에 매우 가깝다.

TxID 심볼 파형 파라미터들(FFT 크기, 가드 인터벌 및 기저대역(baseband) 샘플링 비율)은 다른 프리앰블 심볼들(620, 621, 624)을 형성하는 것들과 유사하다. 그러므로, 다른 프리앰블 심볼들(620, 621, 624)과 같이, TxID 심볼은 임의의 FFT 크기(8K, 16K 및 32K), [4]의 표 7.1로부터의 임의의 허용된 수의 능동 캐리어들(NoC) 및 프리앰블 심볼들과 동일한 가드 인터벌 기간을 가질 수 있다. 일반적 실시양태에서, 바람직한 NoC들은 8K, 16K 및 32K의 FFT 크기들 각각에 대하여 {6529, 13057, 26113}의 가장 낮은 값들이다.

일 실시양태에서, 8K 심볼은 이것이 TxID를 운반하는 여분의 OFDM 심볼을 포함하는 것으로부터 일어난 페이로드 용량의 손실과 시그니처 시퀀스의 길이 사이의 균형 잡힌 선택을 제공하기 때문에 선택될 수 있다. 시그니처 시퀀스는 TxID 검출기에 넓은 동적 범위를 제공하기에 충분히 길어야 한다. TxID OFDM 심볼의 사용은 아래와 같은 장점들을 가진다:

- 그것의 구성에 사용된 긴 시퀀스(6529 칩 길이)는 검출기에 대해 넓은 동적 범위가 생기게 한다. 이는 검출기의 위치에서 신호가 매우 약한 송신기가 여전히 검출될 수 있음을 의미한다.

- 기본적인 ZC 시퀀스의 자기상관(autocorrelation) 특성들은 TxID 검출 성능을 향상시키지만, 또한 주어진 송신기로 인한 채널 임펄스 응답의 정확한 추정을 가능하게 한다.

- 이 TxID OFDM 심볼이 시간상으로 직교하는(예를 들어 전용된 추가적 OFDM 심볼들(1301, 1302)과 같은 다른 신호들 상에 중첩되지 않는) 실시양태들에서, 그것의 검출은 주파수 및 타이밍 오프셋들의 존재로 인해 아주 쉽게 이루어질 수 있다. 이는 정확한 주파수 오프셋 정정 등의 유무에 상관없이 주파수 또는 시간 도메인들 중 어느 하나에서 검출기의 기능에 유연성을 허용한다. 그것은 또한 이전 프레임 동기화를 필요로 하지 않고서, 독립된 TxID 검출기가 작동할 수 있다는 것을 따른다.

- (ZC * GS) 시그니처들의 교차-상관(cross-correlation) 특성들은 수신기에서 상이한 TxID들의 격리(isolation)를 향상시킨다.

위에 언급된 것과 같이, 각각의 TxID에 대한 (ZC*GS) 시그니처 시퀀스는 골드 시퀀스와 ZC 시퀀스 사이의 내적이다. 골드 시퀀스는 함께 XOR된 두 개의 의사 랜덤 이진 시퀀스들(PRBS)로 구성된다. PRBS 시퀀스들은 아래의 발생기 다항식들을 사용하여 발생된다. 발생기는 도 15에 도시된 피드백 시프트 레지스터 회로를 사용하여 구현될 수 있다.

도 15에 도시된 것과 같이, 상부 및 하부 PRBS 시퀀스 발생기들(1501, 1502) 각각은 복수의 시프트 레지스터 스테이지들(1504) 및 XOR 결합기들(1506) 및 최종 XOR 결합기(1508)를 포함한다. 'Bin2Bip' 블록(1510)은 최종 XOR 스테이지의 이진 출력을 바이폴라 시퀀스로 변환한다.

만약 각 TxID가 그것의 표현을 위해

비트를 요구한다면, 두 개의 시프트 레지스터 각각은 특정한 송신기 기지국의 TxID의 이진 버전으로 초기화된다. TxID 표현을 위한 비트의 수가

이면, 각 시프트 레지스터의 (

) 최하위 비트들이 0으로 초기화되는 반면,

최상위 비트들은 브로드캐스트 송신기의 TxID로 초기화된다. 그 다음, 레지스터들은 NoC번 클럭되고(clocked NoC times), 여기서 NoC는 TxID 심볼 또는 ZC 시퀀스의 길이에 대해 선택된 유용한 OFDM 서브 캐리어들의 수이다.

ZC 시퀀스

은 다음과 같이 정의된다:

q에 대한 값은 ZC 시퀀스의 루트로서 알려져 있고, NoC에 대한 값과 서로소(mutually prime)인 것이 바람직하다. 값 q=13은 모든 이상적인 NoC 값들과 서로소이다. 그러므로 q=13인 반면, 프리앰블 심볼들의 FFT 크기가 각각 8K, 16K 또는 32K 인지 여부에 따라 NoC는 {6529, 13057, 26113} 중 하나이다.

부트스트랩 기반 TxID의 검출

배경기술 설명의 방법으로서 프레임 시그널링 부트스트랩 심볼들의 검출 및 디코딩에 대한 방법들은 본 출원인의 동시 계류중인 특허 출원[2]에 기술되어 있다. 부트스트랩 신호(600)로부터 시그널링 정보를 일반적으로 검출하기 위한 단순화된 수신기는 도 16에 도시되어 있다. 도 16의 상단부는 C-A-B 상관기를 사용하는 제1 부트스트랩 심볼의 검출 및 검증을 도시한다. 검증 프로세스 중에, 서브-빈(sub-bin) 또는 파인 주파수 오프셋(FFO: fine frequency offset) 뿐만 아니라 정수 주파수 오프셋(IFO: integer frequency offset)이 또한 추정된다. 이 오프셋들은 합산되고, 들어오는 신호의 주파수 오프셋을 정정하는 수단으로서, 다음 부트스트랩 심볼들을 구성하는 들어오는 신호 샘플들과 곱해지는 사인파를 생성하는데 사용된다. 그 다음, 신호는 나머지 부트스트랩 심볼들 각각을 결국 처리하여, 부트스트랩 심볼이 운반하는 시그널링 값의 표현인 심볼의 사이클릭 시프트를 추정하는 블록에 전달된다.

부트스트랩 신호를 검출하기 위해 동작할 때 도 4에 도시된 수신기의 적용을 도시하는 개략적인 블록도가 도 16에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 안테나(50)에 의해 검출된 신호는 RF 튜너(52)로 공급되고 그 다음으로 A 대 D 변환기(54)로 공급된다. 그 다음, 디지털적으로 샘플링된 수신된 신호는 프리픽스(prefix) 제거 회로(1630) 이후 순방향 푸리에 변환 프로세서(58)에 공급된다. 또한, 디지털적으로 샘플링된 수신된 회로는 승산기(1602)에 공급된다. CAB 부트스트랩 검출기(1604)는 수신된 신호의 가장 유용한 부분을 식별하기 위해 채널(1608) 상에서 FFT 프로세서(58)로 공급되는 타이밍 트리거 신호를 발생시킨다. 타이밍 트리거 신호는 수신된 OFDM 부트스트랩 심볼의 에너지의 최대 크기를 가능한 한 포착하기 위해, FFT 프로세서(58)에 의해 주파수 도메인으로 변환되는 수신된 OFDM 심볼의 주기를 표시한다. 신호의 이 부분은 FFT 프로세서(58)에 의해 시간에서 주파수 도메인으로 변환되어, 부트스트랩 신호를 검증하고 시그널링 정보를 복구한다. 예를 들어 내용들이 참조에 의해 본 명세서에 통합되어 있는 본 출원인의 동시 계류중인 영국 특허 출원들 GB 1512949.7, GB 1512952.1, GB 1512953.9, GB 1510979.6 및 GB 1512955.4에서 설명된 바와 같이, CAB 부트스트랩 검출기(1604)는 부트스트랩 신호들(601) 중 첫 번째로부터 순방향 푸리에 변환을 수행하기 위해 채널(1607) 상에 트리거 신호를 발생시킨다. CAB 부트스트랩 검출기(1604)는 또한 채널(1607) 상에 파인 주파수 오프셋(FFO')의 제1 추정치를 발생시킨다. FFT 프로세서(58)의 출력은 수신된 신호의 주파수 도메인 버전을 부트스트랩 검증 프로세서(1610)로 제공한다.

도 16에 도시된 바와 같이, 부트스트랩 검증 프로세서(1610)는 제1 출력(1614) 상에, OFDM 심볼 서브 캐리어 간격보다 작은 주파수 시프트이고 부트스트랩 OFDM 심볼의 송신 중에 일어날 수 있는 파인 주파수 오프셋(FFO")의 더 정제된 제2 추정치를 발생시킨다. 제2 출력 채널(1616) 상에서 부트스트랩 검증 프로세서(1610)는 정수 주파수 오프셋(IFO)의 추정치를 발생시킨다.

도 16에 도시된 수신기는 또한 다음의 부트스트랩 심볼들로부터 시그널링 정보를 검출 및 복구하기 위한 부트스트랩 프로세서(1606)를 포함한다. 그러나 부트스트랩 프로세서(1606)로 입력하기 전에, 전체 주파수 오프셋은 승산기(1602)에 의해 부트스트랩 심볼들을 포함하는 신호 샘플들로부터 제거된다.

승산기(1602)는 제1 입력(1620) 상에서 A/D 변환기(54)로부터 수신된 샘플링된 신호를 수신하고, 제2 입력(1622) 상에서 톤(tone) 발생기(1626)에 의해 발생된 전체 주파수 오프셋의 네거티브(negative)와 동일한 주파수의 사인파의 샘플들을 수신한다. 전체 주파수 오프셋은 부트스트랩 검증 프로세서(1610)에 의해 추정된 파인 주파수 오프셋(FFO) 및 정수 주파수 오프셋(IFO) 중 적어도 하나로부터 가산기(1624)에 의해 형성된다. 이 전체 주파수 오프셋은 톤 발생기(1626)로 입력되어, 톤 발생기가 전체 주파수 오프셋의 네거티브와 동일한 주파수에서 사인파 톤을 발생시키게 한다. 부트스트랩 검증 프로세서(1610)는 주파수 도메인 서브 캐리어들을 PN 시퀀스로 변조된 ZC 시퀀스로부터 발생된 시그니처 시퀀스의 재발생된(re-generated) 버전과 상관시킴으로써 IFO를 발생시킨다. 그 다음, 상관관계 출력의 피크의 위치는 부트스트랩 신호의 주파수 대역 내부의 주파수 참조에 대한 복수의 서브 캐리어들의 주파수 도메인에서의 변위인 IFO를 추정하기 위해 사용된다. 그러므로 전체 주파수 오프셋은 부트스트랩 검증 프로세서(1610)에 의해 추정된 FFO로부터 승산기(1602) 및 톤 발생기(1626)에 의해 추정되고 또한 제거된다. 또한 CAB 검출기는 채널(1617) 상에서 FFO의 추정치도 제공한다. 이는 평균기(1613)에서 두 추정치의 평균을 취함으로써, CAB 부트스트랩 검출기(1604)로부터 출력된 제1 FFO 추정치(FFO')를 부트스트랩 검증 프로세서(1610)로부터 출력된 FFO의 제2 추정치(FFO")와 결합하는 것에 의해 형성된다.

전체 주파수 오프셋이 수신된 샘플링된 신호로부터 제거된 후, 수신된 신호의 유용한 부분은 FFT 프로세서(58) 및 부트스트랩 신호 프로세서(1606)에 공급된 수신된 샘플링된 신호 모두에 대해 CAB 검출기에 의해 발생된 동기화 및 타이밍 신호를 사용하여 프리픽스 제거기(1631)에 의해 격리된다.

또 다른 구현내용에 따르면, 부트스트랩 OFDM 심볼에 의해 운반되는 시그널링 정보는 부트스트랩 OFDM 심볼의 사이클릭 시프트로서 운반되는 송신기 식별자(TxID)를 포함할 수 있다.

다음 부트스트랩 심볼들의 디코딩 이전에 주파수 오프셋이 정정되기 때문에, TxID를 운반하는 부트스트랩 심볼의 디코딩은 상대적으로 주파수 오프셋들이 없는 신호에서 일어난다. 이는 검출기의 성능을 향상시킨다. SFN에서, 각각의 송신국(transmitting station)은 자신의 TxID로 임프린팅된 TxID 부트스트랩 심볼을 방출한다. 수신기에서, 수신기의 범위 내부의 모든 브로드캐스트 송신기들로부터의 신호들은 서로 중첩된다. 수신기는 많은 TxID들을 운반하는 TxID 부트스트랩 심볼, 즉 수신기 위치에 대해 충분히 가깝거나 유리한 전파 조건을 갖는 모든 송신 기지국들의 것들을 잠재적으로 참조할 수 있다. 도 17은 부트스트랩 심볼 n(n>0)에 의해 전달된 신호의 값을 인코딩하기 위해 사용되는 상대적 사이클릭 시프트를 검출하는 부트스트랩 신호 프로세서(1606)의 예시적 블록도를 도시한다.

도 17에 도시된 것과 같이, 프리픽스 제거기(1630)의 출력에서 프리픽스가 제거된, 수신된 샘플링된 신호는 지연 유닛(1701)에 의해 Nu 샘플만큼 지연된다. 병렬 브랜치(branch) 상에서, 수신된 샘플링된 신호는 FFT 프로세서(1702)로 공급된다. 주파수 도메인의 수신된 신호는 각각의 복소(complex) 샘플이 공액(conjugation) 유닛(1708)에 의해 공액된 후에 승산기(1706)의 제1 입력(1704)으로 공급된다. 승산기(1706)의 제2 입력(1710)은 제2 FFT 프로세서(1712)의 출력을 수신한다. 승산기(1706)는 그것의 출력에서 부트스트랩 심볼 n의 공액된 주파수 도메인 샘플들 및 부트스트랩 심볼 n-1(n=1, 2, …)의 주파수 도메인 샘플들의 내적을 형성한다. 제산기(divider)(1720)는 승산기(1706)로부터의 신호 출력을,

인 곱을 형성하는 회로(1724)에 의해 형성된 부트스트랩 심볼들 n 및 n-1(n=1, 2, …)을 형성하는 데 사용된 PN 시퀀스들의 내적으로 나눈다. 그 다음, 나눠진 신호는 IFFT 프로세서(1726)에 의해 시간 도메인으로 변환된다.

하나의 시그널링 부트스트랩 심볼은 관계된 부트스트랩 심볼 상에 사이클릭 시프트로서 인코딩된 값을 전형적으로 운반한다. 도 17에서, 이 사이클릭 시프트는 IFFT 프로세서(1726)의 출력에서 피크 샘플의 샘플 숫자를 검출하는 피크 검출기(1728)에 의해 검출된다. 도 18은 피크 샘플(1801)이 확실히 분명한 IFFT 출력의 전형적인 플롯을 도시한다.

비트 숫자

인 사이클릭 시프트 값을 표현하는 피크 샘플 숫자는 다음의 절차에서 송신된 값으로 디코딩될 수 있다:

-

- 부트스트랩 심볼에서 운반된 비트들의 수 n은 알려져 있다

-

을 비트 벡터

로 변환한다

- 바람직한 디코딩된 비트 벡터

- 다음의 수학을 이용하여 d로부터 b를 추출한다:

단일 주파수 네트워크(SFN)에서, 각각의 브로드캐스트 송신기는 TxID 부트스트랩 심볼 상의 별개의 신호로서 자신의 TxID를 인코딩한다. 그러나, SFN의 주어진 수신 위치에서 수신기로의 양호하게 전파를 향유하는 모든 브로드캐스트 송신기들로부터의 신호들은 결합할 것이다. 이는 상이한 송신기들로부터 수신기에 도착하는 TxID 부트스트랩 심볼들이 결합할 것임을 의미한다. 따라서 수신기에서의 TxID 부트스트랩 심볼은 많은 값들로 임프린팅된 것처럼 보일 것이다. 그러므로 도 17의 IFFT의 출력에서, 범위 내의 TxID 브로드캐스트 송신기들의 수만큼 많은 피크들을 참조하는 것이 가능할 것이다. 도 19는 TxID 부트스트랩 심볼을 송신하지만 두 개의 상이한 송신기 식별자를 가지는 두 개의 브로드캐스트 송신기들에 대해 두 개의 TxID들이 두 개의 피크 샘플들(1901, 1902)로부터 검출되는 샘플 IFFT 출력의 도시이다. 하나보다 많은 피크가 있기 때문에, 모든 실질적인 피크들은 선택되어야 하고, 그것들의 상대적 사이클릭 시프트들(그것들의 샘플 숫자들)은 관련 송신국의 실제 TxID들을 디코딩하기 위해 사용된다.

피크 검출기(1728)는 다양한 수단들을 사용하여 각각의 피크들(1901, 1902)을 선택할 수 있다. 일 실시양태에서, 피크 검출기는 클리핑 레벨 C가 계산되고 신호를 클리핑하는 데 사용되는 센터 클리퍼(centre-clipper)를 포함한다. 그러므로, IFFT 출력 신호 x(i)(i=0,1,2, .. 2047)로부터, 클리핑된 신호

는 다음과 같이 유도된다:

따라서, 센터 클리핑의 효과는 C 아래의 모든 샘플 진폭들을 0으로 설정함으로써 원본 신호의 중요한 피크들인 샘플들만을 유지하는 것이다. C가 신호의 잡음 레벨보다 위에 또는 진짜 피크들이 아닌 모든 샘플들의 진폭 레벨보다 위에 있도록 주의 깊게 선택된다면, 클리핑 후 피크 샘플들만이 0이 아니게 된다.

일 실시양태에서, C는 아래와 같이 계산된다:

즉, IFFT 출력 신호의 β 스케일된 제곱 평균 제곱근(RMS) 값이다. 스케일 팩터 β는 실험적으로 결정될 수 있고, 그것의 값은 검출기의 동적 범위, 즉 수신기에서 검출 가능한 가장 강한 전력 대 검출 가능한 가장 약한 신호를 결정한다.

또 다른 실시양태에서, IFFT 출력 신호의 가장 높은 피크 진폭

가 검출된다. 그 다음 C는

의 비율

로 계산된다. 그러므로:

비율

는 TxID 검출기에 요구되는 동적 범위에 따라 설정된다. 따라서 D dB의 동적 범위에 대해

로 설정된다.

TXID에 기반한 특별한 OFDM 심볼의 검출

위에 설명된 바와 같이, 하나의 예시적 실시양태에 따라 TxID는 주파수 도메인에서 시그니처 시퀀스에 의해 변조된 OFDM 심볼(1301)에 의해 전달될 수 있다. 일반적으로, ZC 시퀀스의 스펙트럼은 또한 ZC 시퀀스이며, 그 반대도 마찬가지이다. 이는 TxID OFDM 심볼이 시간 도메인 및 주파수 도메인 모두에서 검출될 수 있음을 의미한다. 도 20은 시간 도메인의 수신된 신호에서 TxID를 검출하도록 적응된 수신기의 예시적 도시를 제공하는 반면, 도 21은 주파수 도메인에서 TxID를 검출하도록 적응된 수신기의 예시적 도시를 제공한다.

도 20에서 도시된 바와 같이, 시간 도메인 검출을 수행하는 하나의 수신기의 예시적 실시양태에 따라, TxID OFDM 심볼(1301)은 임펄스 응답이 변조 시그니처 시퀀스의 IFFT에 매칭되는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터(2001)의 사용에 의해 검출될 수 있다. 수신된 신호 내의 모든 TxID를 찾기 위해, 필터 응답은 가능한 TxID 시그니처 시퀀스들 각각의 IFFT에 차례로 매칭될 것이다. 이들은 TxID 시간 시퀀스 순람표(Look UP Table)(2002)로부터 제공된다. 각 경우에서, 매칭 필터(2001)의 출력에서의 실질적인 피크들의 존재는 매칭 시그니처 시퀀스에 의해 표현된 TxID의 존재를 증명한다. 발견된 각각의 TxID에 대해, 필터(2001)의 출력은 또한 피크 프로세서(2004)를 사용하여 후처리(post-processed)될 수 있다. 피크 프로세서(2004)는 예를 들어 특정 송신기로부터 수신기로의 출력 채널(2006)에서 추정된 채널 임펄스 응답(CIR)을 함께 제공하는 상당한 피크들을 노출시키는 센터 클리퍼를 포함할 수 있다. 피크 프로세서(2004)는 또한 제2 출력 채널(2008)에서 포지티브 검출을 묘사하는 신호를 제공하고, 그것은 입력(2014)에서 제공되며 FIR 필터(2001)에 공급되어 포지티브 검출을 생성한 현재 선택된 시간 도메인 시퀀스의 수에 대응하는 TxID의 식별자를 래치(latch)하기 위해 게이트(2012)의 제어 입력(2010)에 적용된다. 그러므로 게이트(2012)는 출력(2016)에서 TxID의 표시를 형성한다.

주파수 도메인에서 OFDM 심볼(1301)로부터 TxID를 검출하도록 구성된 수신기의 예는 도 21에 도시되어 있다. 도 21에서 수신기는 FFT 프로세서(2102)에서 입력 채널(2101) 상에서 하향 변환되고(down converted) 샘플링된 디지털 신호를 수신한다. FFT 윈도우는 최종 부트스트랩 심볼 또는 프리앰블 심볼의 종료 이후 TxID OFDM 심볼 가드 인터벌의 샘플들을 계수하는 것과 같은 사전 동기화 프로세스들에 의해 결정된다. 수신된 신호는 FFT 프로세서(2102)에 의해 인가되는 순방향 푸리에 변환에 의해 주파수 도메인으로 변환되고 TxID 검증 블록(2104)에 공급된다. TxID 검증 블록(2104)은 수신된 심볼 스펙트럼을 모든 변조 시그니처 시퀀스들과 차례로 교차상관시키고 교차상관관계 피크를 검출함으로써 특정 TxID 변조 시그니처 시퀀스의 존재를 검출할 수 있다. 이를 위해, 수신기는 송신기에서 선택될 수 있는 가능한 TxID들 각각을 표현하는 각각의 가능한 시그니처 시퀀스들의 주파수 도메인 버전을 제공하는 TxID 주파수 도메인 순람표(2106)를 포함한다. 그러므로, TxID 검증 블록(2104)은 채널(2108)을 통해 주파수 도메인 시그니처 시퀀스들 각각을 차례로 수신한다. TxID 검증 블록(2104)은 각각의 주파수 도메인 시그니처 시퀀스를 주파수 도메인 수신된 신호와 교차상관시킨다. 일단 피크가 발견되면, TxID 검증 블록은 채널(2110) 상에서 검증 출력 신호를 발생시키고, 제2 출력 채널(2112) 상에서, 주파수 도메인에서 시그니처 시퀀스를 운반하는 OFDM 심볼의 수신된 신호 구성요소가 제산기 유닛(2114)으로 공급된다. 제산기 유닛(2114)의 출력에서 송신기로부터 수신기로의 채널 전달 함수의 표현이 형성되고, 그 다음 그것은 IFFT 프로세서(2116)에 의해 역 푸리에 변환을 수행하여 채널 임펄스 응답을 형성함으로써 시간 도메인으로 변환된다. 즉, 채널 임펄스 응답은 수신된 심볼 스펙트럼을 시그니처 시퀀스로 나눈 다음 결과의 IFFT를 취함으로써 추정된다 - 따라서:

R(k), Cm(k)가 송신국 m에 대한 수신된 TxID 심볼 및 TxID 시그니처 시퀀스의 각각의 스펙트럼이고, N은 TxID 심볼의 FFT 크기의 길이이다. 포지티브(positive) 검증 신호가 제어 입력(2110)에 제공되면, 선택 블록(2118)은 채널 임펄스 응답을 출력(2120)에 공급하기 위해 사용된다. 병렬적으로, 포지티브 검출 신호는 검출된 TxID를 표현하는 LUT 인덱스의 표시를 출력(2124)에 래치하는 게이트(2122)의 제어 입력으로 채널(2110)로부터 공급된다.

아래의 번호가 매겨진 단락들은 본 발명의 기술의 추가적인 예시적 양태들 및 특징들을 정의한다:

본 발명의 기술의 다양한 추가적 양태들 및 특징들은 첨부된 청구항들에 정의되고, 종속항들의 특징들의 다양한 조합들은 청구항 종속성을 위해 기재된 특정 조합들과 다르게 독립항들의 특징들과 함께 만들어질 수 있다. 또한 본 발명의 기술의 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에서 앞서 기술된 실시양태들에 대해 수정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실시양태들의 처리 요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 및 디지털 또는 아날로그 회로에서 구현될 수 있다. 또한, 특징이 특정 실시양태들과 관련하여 기술되는 것처럼 보일 수 있지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 기술된 실시양태들의 다양한 특징들이 본 발명의 기술에 따라 결합될 수 있음을 인식할 것이다.

[1] ATSC Candidate Standard: System Discovery and Signalling (Doc. A/321 Part 1), Document S32-231r4, 2015년 5월 6일

[2] EN 302 755 V1.3.1, Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2), 2012년 4월

[3] WO2014/155104

[4] ATSC Candidate Standard: Physical Layer Protocol (Doc. A/322 ), Advanced Television Systems Committee, 2016년 1월 18일

[5] WO2014/155063

[6] GB 1512949.7

[7] GB 1512952.1

[8] GB 1512953.9

[9] GB 1510979.6

[10] GB 1512955.4

Claims (21)

1. 직교 주파수 분할 다중화된(Orthogonal Frequency Division Multiplexed)(OFDM) 심볼들을 사용하여 페이로드 데이터(payload data)를 송신하기 위한 송신기로서,
   송신될 상기 페이로드 데이터를 수신하고 수신기에서 상기 페이로드 데이터를 검출 및 복구하는 데 사용하기 위한 시그널링 정보를 수신하고, 송신을 위한 상기 프레임들 각각에 대한 프리앰블로서 상기 시그널링 정보를 사용하여 상기 페이로드 데이터를 프레임들로 형성하도록 구성된 프레임 빌더(frame builder) 회로,
   상기 시그널링 정보를 사용하여 하나 이상의 제1 OFDM 심볼을 변조하여 각각의 프레임의 상기 프리앰블을 형성하고, 상기 페이로드 데이터를 사용하여 하나 이상의 제2 OFDM 심볼을 변조하여 각각의 프레임의 포스트 프리앰블 파형을 형성하도록 구성된 변조기 회로, 및
   프리앰블로서의 하나 이상의 제1 OFDM 심볼들 및 상기 포스트 프리앰블 파형으로서의 제2 OFDM 심볼들을 송신하기 위한 송신 회로
   를 포함하고, 상기 송신기는
   송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 제공하도록 구성된 시그니처 시퀀스 회로 - 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스는 수신기에 대해 상기 송신기를 식별하는 식별자들의 미리 결정된 집합 중의 하나의 식별자를 표현하는 시그니처 시퀀스들의 집합 중의 하나의 시그니처 시퀀스임 - , 및
   상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 상기 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상과 결합하도록 구성된 결합기 회로
   를 포함하는, 송신기.
2. 제1항에 있어서, 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스는 상기 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상에 중첩된, 송신기.
3. 제2항에 있어서, 상기 송신기는 상기 수신기에서 상기 프리앰블의 상기 제1 OFDM 심볼들로부터 제2 시그널링 정보를 검출 및 복구하는 데 사용하기 위해 제1 시그널링 정보를 운반하도록 구성된 하나 이상의 부트스트랩 OFDM 심볼을 포함하는 부트스트랩 신호를 형성하도록 구성된 부트스트랩 빌딩(building) 회로를 포함하고,
   상기 송신 회로는 상기 제2 OFDM 심볼들에 대한 상기 프리앰블의 상기 하나 이상의 제1 OFDM 심볼 이전에 상기 하나 이상의 부트스트랩 OFDM 심볼을 송신하도록 구성되고,
   중첩된 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 가지는 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상은 상기 부트스트랩 OFDM 심볼들 중 최종 부트스트랩 OFDM 심볼 바로 뒤에 오는, 송신기.
4. 제3항에 있어서, 중첩된 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 가지는 상기 하나 이상의 제1 OFDM 심볼은 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상의 시간적 제1 프리앰블 심볼(temporally first preamble symbol)이 중첩된 송신기 식별자 시그니처를 가질 때 최종 부트스트랩 심볼의 마지막의 위상의 재반전(re-inversion)에 의해 시그널링되는(signalled), 송신기.
5. 제1항에 있어서, 상기 결합기는 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 운반하는 상기 프리앰블의 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상에 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 주입 레벨 Q로 중첩하여, 상기 하나 이상의 제1 OFDM 심볼이 (1-Q)에 기여하는 동안 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 운반하는 상기 하나 이상의 제1 OFDM 심볼이 전력 비율 Q에 기여하게 하도록 구성되는, 송신기.
6. 제5항에 있어서, 상기 전력 비율 Q는 실질적으로 0에 가까운, 송신기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스는 상기 송신기를 식별하기 위한 골드 시퀀스(Gold sequence)를 선택함으로써 형성되는, 송신기.
8. 제7항에 있어서, 상기 골드 시퀀스는 두 개의 다항식에 의해 정의되는 두 개의 시프트 레지스터(shift register)에 의해 발생되고, 상기 시프트 레지스터들의 출력들은 함께 XOR되고, 송신기를 식별하는 이진 값으로 초기화되는, 송신기.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 골드 시퀀스들은 상기 하나 이상의 제1 OFDM 심볼 상에 중첩하기 위한 바이폴라 형태로 배열되는, 송신기.
10. 제2항에 있어서, 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스는 8K FFT OFDM 심볼 상에 중첩되는, 송신기.
11. 수신된 신호로부터 신호의 송신기의 아이덴티티(identity)를 검출하기 위한 수신기로서,
    상기 수신된 신호를 검출하도록 구성된 검출기 회로 - 상기 수신된 신호는 페이로드 데이터, 및 상기 페이로드 데이터를 검출 및 복구하는 데 사용하기 위한 시그널링 정보를 포함하고, 상기 시그널링 정보 및 상기 페이로드 데이터는 상기 수신된 신호에서 프레임들을 형성하고, 각각의 프레임에서의 상기 시그널링 정보는 하나 이상의 제1 직교 주파수 분할 다중화된(OFDM) 심볼에 의해 운반되고, 상기 페이로드 데이터는 하나 이상의 제2 OFDM 심볼에 의해 운반되며, 상기 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상은 상기 하나 이상의 제2 OFDM 심볼에 대해 프리앰블을 형성하고, 상기 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상은 중첩된 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 가짐 - ,
    상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 운반하는 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상을 식별하도록 구성된 컨트롤러 회로,
    상기 수신된 신호를 송신했을 수 있는 송신기의 식별자와 관련된 복수의 시그니처 시퀀스 각각을 제공하도록 구성된 데이터 저장소, 및
    상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스가 중첩된 상기 제1 OFDM 심볼들 중 식별된 하나 이상을 상기 데이터 저장소로부터의 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각과 비교하고, 상기 수신된 신호를 송신한 상기 송신기를 표시하는 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스가 식별될 수 있게 하는 상기 비교를 표현하는 출력 신호를 발생시키도록 구성된 시그니처 시퀀스 검출기 회로
    를 포함하는 수신기.
12. 제11항에 있어서,
    시그니처 시퀀스 매칭 필터(signature sequence matched filter) 회로 및 피크 프로세싱 회로를 포함하고, 상기 데이터 저장소는 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각의 시간 도메인 버전을 저장하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러 회로는 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상을 상기 데이터 저장소로부터의 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각과 상관시켜(correlate) 상관관계를 표현하는 상기 출력 신호를 형성하도록 상기 시그니처 시퀀스 매칭 필터 회로를 구성하도록 구성되며,
    상기 피크 프로세싱 회로는 상기 매칭 필터가 상기 송신기에 의해 송신되는 것과 동일한 송신기 식별자 시그니처 시퀀스로 구성될 때 상기 매칭 필터의 상기 출력에서 피크의 존재를 검출하도록 구성되는, 수신기.
13. 제11항에 있어서,
    푸리에 변환 회로 및 검증(validation) 회로를 포함하고, 상기 데이터 저장소는 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각의 주파수 도메인 버전을 저장하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러 회로는 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상을 상기 주파수 도메인으로 변환하도록 상기 푸리에 변환 회로를 제어하도록 구성되며,
    상기 검증 회로는 상기 하나 이상의 제1 OFDM 심볼을 상기 주파수 도메인에서 상기 데이터 저장소로부터의 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각과 상관시킴으로써 상기 출력 신호를 발생시켜 상기 송신기 식별자가 상기 출력 신호의 피크로부터 검출될 수 있게 하는 상기 출력 신호를 형성하도록 구성되는, 수신기.
14. 제13항에 있어서, 제산기(divider) 회로를 포함하고, 상기 컨트롤러 회로는 상기 제산기 회로에 대해 상기 주파수 도메인에서 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상을 표현하는 제2 출력 신호를 제공하도록 상기 검증 회로를 제어하도록 구성되고, 상기 제산기 회로는 상기 송신기 식별 시그니처 시퀀스를 수신하고, 상기 제1 OFDM 심볼 중 상기 하나 이상 중의 하나를 상기 검증 회로에 의해 식별된 상기 송신기 식별자 시퀀스로 나누어 상기 송신기로부터 상기 수신기로의 채널의 채널 전달 함수(channel transfer function)의 표현을 발생시키도록 구성되는, 수신기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제산기로부터의 상기 채널 전달 함수를 표현하는 신호를 수신하고 상기 수신된 신호에서 상기 채널의 효과를 제거하기 위해 상기 채널 전달 함수를 표현하는 상기 신호의 역 푸리에 변환으로부터의 채널 임펄스 응답(channel impulse response)의 표현을 발생시키도록 구성된 역 푸리에 변환 회로를 포함하는, 수신기.
16. 직교 주파수 분할 다중화된(OFDM) 심볼들을 사용하여 페이로드 데이터를 송신하는 방법으로서,
    송신될 페이로드 데이터를 수신하는 단계,
    수신기에서 상기 페이로드 데이터를 검출 및 복구하는 데 사용하기 위한 시그널링 정보를 수신하는 단계,
    송신을 위한 프레임들 각각에 대한 프리앰블로서 상기 시그널링 정보를 이용하여 상기 페이로드 데이터를 프레임들로 형성하는 단계,
    각각의 프레임의 상기 프리앰블을 형성하기 위해 상기 시그널링 정보를 이용하여 하나 이상의 제1 OFDM 심볼을 변조하는 단계,
    각각의 프레임의 포스트 프리앰블 파형을 형성하기 위해 상기 페이로드 데이터를 이용하여 하나 이상의 제2 OFDM 심볼을 변조하는 단계, 및
    프리앰블로서의 상기 하나 이상의 제1 OFDM 심볼 및 상기 포스트 프리앰블 파형으로서의 상기 제2 OFDM 심볼들을 송신하는 단계
    를 포함하고, 상기 송신하는 단계는
    송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 제공하는 단계 -상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스는 수신기에 대해 송신기를 식별하는 식별자들의 미리 결정된 집합 중의 하나의 식별자를 각각 표현하는 시그니처 시퀀스들의 집합 중의 하나의 시그니처 시퀀스임-, 및
    상기 송신기를 위한 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 상기 프리앰블의 상기 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상과 결합하는 단계
    를 포함하는, 방법.
17. 수신된 신호로부터 신호의 송신기를 검출하는 방법으로서,
    상기 수신된 신호를 검출하는 단계 -상기 수신된 신호는 페이로드 데이터, 및 상기 페이로드 데이터를 검출 및 복구하는 데 사용하기 위한 시그널링 정보를 포함하고, 상기 시그널링 정보 및 상기 페이로드 데이터는 상기 수신된 신호에서 프레임들을 형성하고, 각각의 프레임에서 상기 시그널링 정보는 하나 이상의 제1 직교 주파수 분할 다중화된(OFDM) 심볼에 의해 운반되고, 상기 페이로드 데이터는 하나 이상의 제2 OFDM 심볼에 의해 운반되며, 상기 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상은 상기 하나 이상의 제2 OFDM 심볼에 대해 프리앰블을 형성하고, 제1 OFDM 심볼들 중 하나 이상은 송신 전에 송신기 식별자 시그니처 시퀀스와 결합됨-
    상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스가 중첩되는 상기 제1 OFDM 심볼 중 상기 하나 이상을 식별하는 단계,
    상기 송신된 신호를 송신했을 수 있는 송신기의 식별자와 관련된 복수의 시그니처 시퀀스 각각을 제공하는 단계,
    상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스 상에 중첩된 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상을 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각과 비교하는 단계, 및
    상기 수신된 신호를 송신한 상기 송신기를 표시하는 송신기 식별자 시그니처 시퀀스가 식별될 수 있게 하는 비교를 표현하는 출력 신호를 발생시키는 단계
    를 포함하는 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각을 제공하는 단계는,
    상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각의 시간 도메인 버전을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스가 중첩된 것으로서 식별된 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상을 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각과 비교하는 단계는,
    상관관계를 표현하는 상기 출력 신호를 형성하기 위해 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상을 데이터 저장소로부터의 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각과 상관시키는 단계, 및
    상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스에 의해 생성된 상기 출력 신호에서의 피크로부터 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 검출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각을 제공하는 단계는,
    상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각의 주파수 도메인 버전을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스가 중첩된 것으로서 식별된 상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상을 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각과 비교하는 단계는,
    상기 제1 OFDM 심볼들 중 상기 하나 이상 또는 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스와 결합된 것으로서 식별된 하나의 심볼을 상기 주파수 도메인으로 변환하기 위해 순방향(forward) 푸리에 변환을 수행하는 단계, 및
    상기 송신기 식별자가 상기 출력 신호의 피크로부터 검출될 수 있게 하는 상기 출력 신호를 형성하기 위해, 상기 하나 이상의 제1 OFDM 심볼을 상기 주파수 도메인에서의 상기 데이터 저장소로부터의 상기 복수의 시그니처 시퀀스 각각과 상관시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
20. 컴퓨터 상에 로딩될 때 상기 컴퓨터가 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 하는 컴퓨터 실행가능 명령어들(computer executable instructions)을 제공하는 컴퓨터 프로그램.
21. 프리앰블 OFDM 심볼로부터 송신기 식별자 시그니처 시퀀스를 복구하고 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스로부터 식별된 송신기를 유도하도록 구성된 수신기로서, 상기 송신기 식별자 시그니처 시퀀스는 제1항의 송신기에 따라 송신되는, 수신기.
    
    

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