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KR100724500B1 - 전기 그리드를 이용한 멀티 유저 ｏｆｄｍ 디지털 전송시스템용 자동 이득 조정 시스템 - Google Patents

전기 그리드를 이용한 멀티 유저 ｏｆｄｍ 디지털 전송시스템용 자동 이득 조정 시스템 Download PDF

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KR100724500B1
KR100724500B1 KR1020037014977A KR20037014977A KR100724500B1 KR 100724500 B1 KR100724500 B1 KR 100724500B1 KR 1020037014977 A KR1020037014977 A KR 1020037014977A KR 20037014977 A KR20037014977 A KR 20037014977A KR 100724500 B1 KR100724500 B1 KR 100724500B1
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호르게비센떼 블라스꼬클라레뜨
후안카를로스 리베이로인수아
호세 에베드몰리나
살바도르 이란조몰리네로
알레잔드로 마타스보닐라
프란시스코하비에르 히메네즈마르쿠니아
닐스하칸 포우렌
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디세노 데 시스테마스 엔 실리시오, 에스.에이.
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Publication date
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Abstract

본 발명은 전기 그리드(grid)에 의해 양방향 통신을 하는 다수의 유저 장비 및 한개의 헤드엔드 장비를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 본질적으로, 송, 수신기 신호에 대한 캐리어 투 캐리어 처리(carrier-to-carrier), 및 상이한 피이스(piece) 장비의 송신 전력을 통한 제어를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 시스템은, 최대 수의 유저에게 도달하며, 최대 송신 전력을 달성하며, 매우 근접하고 매우 먼 유저로부터의 신호 도달을 승인하며, 오버플로우의 발생을 방지, 이용가능한 통신 범위에 걸쳐 최대 평균 전력을 도입하고, 수신시에 아날로그/디지털 변환수를 최소화시키기 위해 사용될 수 있다.
자동 이득 제어 시스템, 멀티유저 OFDM 디지털 전송 시스템

Description

전기 그리드를 이용한 멀티 유저 ＯＦＤＭ 디지털 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템{AUTOMATIC GAIN CONTROL SYSTEM FOR A MULTI-USER OFDM DIGITAL TRANSMISSION SYSTEM USING THE ELETRIC GRID}
본 발명은 전기 통신망을 통한 멀티 유저 디지털 OFDM 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템에 관한 것이다. 이 자동 이득 조정 시스템은 다음과 같은 동작을 수행한다:
- 시스템의 S/N 비에 있어서의 열화를 유발하는, 시스템 디바이스에 있어서의 오버플로우의 발생을 방지하는 것.
- 이 채널타입에 알맞은 통신을 위해 이용될 수 있는 범위에 있는 최대 평균 전력을 도입하는 것.
이 자동 이득 조정 시스템에 의해, 최대 송신용량이 달성되며, 주파수 및 시간의 재사용에 의해 최대수의 유저가 달성되며, 가깝고 멀리 떨어진 유저로부터 들어오는 신호가 허가되며, 수신시 아날로그/디지털 변환을 위해 필요한 비트수가 최소화된다.
전기 통신망은 정적 통신(static communication)을 위한 채널이 아니고 다른 방식을 제공하는 것이며, 라인 상에서의 잡음, 감쇠 및 주파수 응답이 시간에 있어 서 변화하여, 송신 및 수신 증폭기에 있어서의 이득의 구성은 주어진 순간에 적절하며, 전기 통신망의 작용에 의해 생성되는 변화로 인해 얼마후에는 부적절하게 된다는 것이 공지되어 있다.
한편, 전기 통신망을 통하여 통신 시스템에 있어서 유저는 헤드엔드에 대한 그들의 위치에 따라 상이한 채널을 보이므로 고정된 구성은 유저가 시스템에 접촉되었을때 대응하는 증폭기에 있어서의 이득을 위해 사용될 수 없다.
전기 통신망은 선택적인 통신채널로서 작용한다(다른 것들에 대해서 80dB이상 몇몇 캐리어를 감쇠시킬 수 있거나 또는 다른 방식으로 80dB 보다 큰 동적인 마진을 가질 수 있음). 라인 잡음은 또한, 가변이며(즉, 수신시에 동일 잡음 전력이 항상 측정되지 않음), 다양한 임펄스 잡음이 존재한다. 따라서, 종래의 자동 이득 조정 시스템은 전기 통신망을 통해 통신시스템에 적용하는데 부적절하며, 인텔리전트한 이득 조정에 착수할 필요가 있다.
관련 배경 기술은 WO94/03002 공보에서 발견될 수 있으며, 이 공보에는 적응적인 주파수-도약 확산 스펙트럼 변조를 이용하여 잡음 통신 채널을 통해 통신하는 시스템이 개시되어 있다. 대용량 세트로부터 선택된 두개의 주파수를 이용한 FSK 변조된 개별적인 데이터 패킷이 송신된다. 에러율에 있어서 통신을 극대화할 목적으로 통신망에서 채용한 특정 주파수, 전송 비트율, 및 수신기의 이득을 변경하기 위해 각 통신망의 송수신기에서 수신 품질의 데이터가 사용되는 에러 부호화 시스템이 이용된다. 네트워크 관리를 제어하는 마스터 송수신기는 네트워크상의 다른 송수신기에 채널 제어 정보를 송신하여 시스템 동기화, 새로운 가입자에 의한 존재하는 네트워크의 수집을 가능하게 한다. 각 송수신기는 주파수 제어 캐리어 발생기, 각기 제어를 위한 주파수 제어 대역 필터 마이크로 프로세서를 가지는 한쌍의 디지털 검출기, 및 상기 송수신기를 통신 채널에 결합하는 광 대역 결합 네트워크를 포함한다.
삭제
상기 목적을 달성하기 위해, 청구된 본 발명은, 다수의 유저 키트와 헤드엔드 키트는 전기 통신망을 통한 양방향 통신 상태에 있는데, 상기 유저 키트로부터 상기 헤드엔드 키트로 향하는 상향 채널과 상기 헤드엔드 키트로부터 상기 유저 키트로 향하는 하향 채널 모두에 대해서 독립적인 제어가 이루어지며; 상기 상, 하향 채널에 대한 전기 통신망의 분리는 주파수 분할 이중화(FDD) 수단 및/또는 시분할 이중화(TDD) 수단에 의해 착수되며; 사용된 OFDM 변조(직교 주파수 분할에 의한 다중화)에 의해 가변적인 포락선을 가진 신호가 송신되며; 송수신 이득에 작용하는 증폭기를 포함하며; 헤드엔드와 유저 키트의 다수 조합을 사용할 가능성에 의해 동일 주파수 및 시간을 재사용하고, 상기 상, 하향 채널로의 액세스가 OFDMA/TDMA 다중화(직교 주파수 분할에 의한 다중화/시분할 다중화)에 의해 발생하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템을 포함한다.
본 발명의 신규한 점은
- 신호의 평균 전력이 고정된 시간 영역으로 변환되기전에 신호 상에서 전기 통신망 등의 주파수 선택 채널이 갖는 영향을 미리 보상하기 위해 대응하는 출력 신호에 대한 캐리어 단위 처리,
- 수신시 주파수 영역에서의 신호의 캐리어 단위 처리로서, 채널 블록의 영향에 대한 보상기가 주파수에 있어서 정정 엘리먼트와 수신된 신호의 스케일링을 수행하여, 상기 보상된 신호를 부동 소수점으로 나타내며, 가수의 비트 수를 고정하여 캐리어에 의해 결정된 최대 정밀도(또는 S/N비)를 달성하거나, 채널의 영향에 대한 보상 엘리먼트를 기억하는 메모리는 감소될 수 있어 가수 비트의 수를 고정함으로써 주파수 영역에서의 연산의 복잡성을 감소시켜서, 수신 신호의 보다 큰 동적인 범위를 처리하고, 주파수 처리전의 블록에 있어서 오버플로우를 발생함이 없이 ADC로 입력되는 신호를 최대로 증폭시키는, 수신시 주파수 영역에서의 신호의 캐리어 단위 처리,
- 다수 유저로부터의 전력을 동일 레벨로 수신함과 아울러 소수 비트의 아날로그/디지털 변환기를 이용할 수 있게 하기 위해 다수 키트에 대한 송신 전력 제어,
- 상기 유저에 의해서 상기 헤드엔드로 송신되는 신호가 동일 주파수 및 시간을 이용할 수 있는 헤드엔드의 다른 그룹과 유저의 역활수행시에 간섭하지 않도록 하기 위한 송신 전력에 대한 제어를 포함하는 자동 이득 조정 시스템이다.
이들 필수적인 특징에 의해 본 발명의 자동 이득 조정 시스템은,
- 최대 송신용량을 달성할 수 있으며,
- 주파수 및 시간을 재사용함으로써 최대 유저수에 도달할 수 있으며,
- S/N 비의 열화나 송신용량의 열화 없이(전기 케이블 길이 또는 감쇠에 있어서) 근접해 있거나 원격의 유저로부터의 신호를 허락할 수 있으며,
- 송신용량의 손실로 귀결되는 시스템 메카니즘에 있어서의 오버플로우의 발생을 방지할 수 있으며,
- Law로 조절된 주파수의 사용을 방지함과 아울러 다른 통신 시스템과의 간섭 형성을 방지할 수 있으며,
- 통신에 이용될 수 있는 주파수의 범위에 있어서 평균 전력을 최대로 할 수 있으며,
- 수신시 아날로그/디지털 변환을 위해 필요한 비트 수를 최소화시킬 수 있다.
상기 하향에 대한 자동 이득 조정은 상기 헤드엔드 키트의 송신기에 있어서의 이득 뿐아니라 상기 유저 키트의 수신기에 있어서의 이득을 조정하여 상기 유저키트에 있어서의 수신 이득을 조정하기 전에 상기 헤드엔드에 있어서의 이득을 조정함으로써 송신용량을 최대화하기 위해 시스템 변환기에 있어서 오버플로우를 발생시키지 않고 통신을 위해 이용될 수 있는 범위내에서 최대 평균 전력을 도입할 수 있다.
상기 오버플로우가 S/N비에 있어서의 감소를 형성하여 송신용량에 있어서 열화를 유발하므로 상기 ADC 수신기에서 발생한 오버플로우의 수가 임의의 한계를 초과할 경우 하향의 자동 이득 조정은 상기 유저의 수신기에 있어서의 이득을 감소시킨다.
소정의 타임 윈도우 동안에 상기 ADC 수신기에서 오버플로우가 발생하지 않을 경우 상기 하향의 자동 이득 조정 시스템은 상기 유저 수신기에 있어서의 이득을 증가시킴으로써 양자화 잡음이 상기 증폭된 라인 잡음에 비해 상기 S/N비를 제한하지 않는다.
상기 하향 채널에 대한 자동 이득 조정의 대응하는 알고리즘의 가능한 실행은 임의의 타임 윈도우 동안에 형성되는 오버플로우의 수(상기 ADC 수신기에 있어서의 포화) 및 등화 웨이트와 같은 에스펙트(aspect)의 제어에 기초하여, 상기 타임 윈도우에 있어서의 오버플로우의 수가 임의의 임계값보다 크면 수신기에 있어서의 이득은 감소되는 반면에, 전체 윈도우에 있어서 상기 임계값을 초과하지 않음과 아울러 상기 신호가 오버플로우를 형성함이 없이 전력을 증가시킬 수 있음을 상기 등화 웨이트가 지시하면 수신기에 있어서의 이득은 증가되며; 상기 두가지 경우중 어떠한 것도 일어나지 않으면 시스템은 극대화 레벨에 있는 것으로 생각되어 대응하는 증폭기에 있어서의 이득은 수정되지 않으며; 상기 이득 값을 감시하는 시스템이 상기 이득에 있어서의 발진 발생을 방지하기 위하여 항상 사용되어 수신시의 이득 증가가 S/N 비를 향상시키기 못하도록 주기적인 검증을 한다.
상기 헤드엔드 키트에 있어서의 ADC의 양자화 잡음 및 오버플로우로 인한 S/N비의 열화를 방지하기 위해, 상기 상향 채널에 있어서 본 발명의 자동 이득 조정 시스템에 의해 상기 유저 송신기의 이득 뿐 아니라 상기 헤드엔드 수신기의 이득을 조절함으로써 상기 유저 키트내의 송신기의 이득을 조정하기 전에 (수신하고 있는) 헤드엔드 키트에 있어서의 이득을 조정한다.
상기 ADC의 양자화 잡음이 증폭된 라인 잡음에 비해 S/N비를 제한하지 않아 감소된 비트수를 가진 변환기를 사용하기 위하여, 상기 상향 채널에 대한 자동 이득 조정에 있어서, 상기 헤드엔드 키트의 수신시의 이득이 상기 라인 잡음의 함수로 고정되어 상기 헤드엔드 키트는 상기 잡음 전력을 측정하여 이득을 조정한다.
상기 헤드엔드가 어떠한 유저 키트도 송신하지 않을 때에 수신 신호에 DFT(이산 퓨리에 변환)을 사용하여 상기 잡음 측정이 이루어져, 어떠한 유저 키트도 송신하지 않을 때 수신시의 이득 증가에 의해서 라인 잡음을 추정하여 상기 DFT의 출력값을 임의의 임계값과 비교한다.
몇몇 유저가 송신을 하는 동안, 헤드엔드에 있어서의 수신 등화기에 의해서 공급된 에러 신호 및 송, 수신 증폭기의 공지된 이득으로부터 상기 잡음 측정이 이루어진다.
상기 상향 채널에 대해서는, 유저 키트에 있어서의 출력 증폭기의 이득 조정이 개루프 및/또는 폐루프에서 이루어져 송신용량을 최대화시키고, 전 신호 범위에 걸쳐 상기 ADC에 있어서의 변환을 위하여 필요한 비트수를 감소시키며;
- 개루프 제어에 있어서는, 상기 하향 채널에서 수신된 전력에 의해서 상기 상향 채널에 의해 송신되어야 하는 전력량이 추정되며;
- 폐루프 제어에 있어서는, 상기 헤드엔드 키트는 상기 유저 키트로부터 상기 신호를 수신하여 수신시의 전력과 대응하는 ADC에 있어서 오버플로우를 형성하는 지의 여부를 측정하며; 이 측정이 시작되면, 유저 키트에 제어 메시지를 송신함으로써 증폭기의 출력이득을 증가 또는 감소시켜야 하는 지를 상기 유저 키트에 나 타낸다.
상기 상향 채널에 있어서의 이득 조정 알고리즘의 가능한 실행은,
- 타임 윈도우에 있어서의 오버플로우의 수를 평가하여 이 값이 최대 허용 임계값을 초과하면 이득을 저하시키며,
- 어떤 이득(상기 유저 키트에 의한 송신이득 또는 상기 헤드엔드 키트에서의 수신이득)을 저하시키는 지를 결정하기 위해, 웨이트 등화기에 의해서 제공된 정보는 상기 유저에 의해 송신된 정보 신호로 인해 오버플로우가 발생하였는지(이경우, 헤드엔드 키트는 유저 키트에 출력 레벨을 저하시키는 것을 나타낸다) 또는 그 오버플로우가 라인 잡음에 의한 것인지(이경우, 수신시의 이득을 헤드엔드 키트가 저하시키는 것을 나타낸다)를 구별하기 위해 사용되며,
- 이득을 감소시킬 어떠한 이유도 없을 때만 이득을 증가시켜, 오버플로우를 유발하지 않을 때만 유저 키트에서 상기 이득을 증가시키며,
- 발진을 방지하기위해 이득 값을 감시하는 시스템은 어떤 경우라도 항상 사용되며,
- (충분히 떨어진) 임의의 시간에 통신 라인은 감시되어 고정된 수신시의 이득 값이 정확한지를 체크하여(통신망에서의 임펄스 잡음이 부적절한 조정을 유발하여) 필요할 경우 상기 이득값이 수정되는 단계로 이루어져 있다.
이득 조정을 극대화시키기 위해, 상기 채널에 의한 송신시에 보다 많은 감쇠가 이루어지는 캐리어에 있어서의 전력을 증가시킴과 아울러 감쇠가 적은 채널로 송신된 캐리어에 있어서의 전력을 감소시켜, 상기 신호상의 채널 영향을 미리 보상하기 위해 상기 대응하는 출력 신호를 캐리어단위로 처리함으로써 평균 송신 전력이 유지되어 시간에 있어서의 처리 또는 아날로그/디지털 변환시에 오버플로우를 형성함이 없이 송신 용량을 증가시킬 수 있다.
송신시의 캐리어 단위 처리 중에는 캐리어의 제거를 포함하는 점진적인 감쇠가 있게되며, 상기 캐리어의 주파수 위치는 그 사용이 정부에서 정한 규정에 의해 규제되는 주파수, 다른 통신 장치와 간섭하는 주파수, 텔리비젼 및 다른 전자 장치에 사용되는 중간 주파수, 무선 아마츄어 주파수와 일치하며, 특히 캐리어의 선택이 각 순간에 시스템의 통신 필요성에 따라 실시간으로 형성될 수 있다.
이득 조정을 극대화시키기 위해, 수신시의 대응하는 신호의 캐리어 단위 처리는 주파수 영역에서 한번 사용되며; 신호에 대해서 사용된 주파수 정정 엘리먼트 값 뿐 아니라 동일한 것으로 추정된 레벨에 따라 각 캐리어에 있어서의 수신 신호 둘다를 스케일링하는 수신된 신호상의 채널 영향에 대한 보상 블록으로 이루어져, 수신 신호의 부동 소수점내의 수신 가수(가수 및 지수)만으로 작동할 수 있으며, 결국 이 가수의 비트수는 캐리어의 최대 정밀도(또는 S/N 비)에 따라 고정되며; 극 소수의 비트로 큰 동적 범위를 가진 신호(매우 높거나 매우 낮은 전력을 가진 신호)를 나타낼 목적으로, (동일하게 감소된 비트수를 갖도록)주파수 영역에 있어서의 연산을 기억하기 위해 사용된 메모리의 사이즈를 줄여 캐리어 단위로 주파수 영역에 있어서의 신호 처리에 앞선 블록에서 오버플로우를 형성함이 없이 아날로그/디지털 변환에 들어갈때 신호를 최대로 증폭시키며, A/D 변환기의 양자화 잡음이 아닌 라인 잡음에 의해 수신시 S/N 비에 있어서 보다 큰 감쇠가 제한되는 캐리어를 수신하며, 이와 동시에, 편리하게 스케일링되면서 오버플로우를 발생함이 없이 변환전에 증폭됨과 아울러 상기 라인에 의해서 덜 감쇠된 캐리어를 수신하여 그것들은 보다 큰 감쇠를 가진 캐리어에 관한 한 각 연산에 있어서 동일 비트수를 가진 주파수 블록에 의해 처리될 수 있다.
상기 스케일링 단계에 있어서, 상기 수신 신호에 등화 웨이트에 부동 소수점 표현의 지수를 곱하여 상기 신호 가수가 얻어지며, 상기 데이터가 다른 유저를 향하면 그리드 캐리어에 있어서 그리고 송신된 데이터가 본 유저를 향하면 모든 캐리어에 있어서 상기 지수는 등화 트레이닝 상태에서 자체를 업데이트하여, 전기 통신망을 통한 통신에 영향을 주는 다중 임펄스 잡음으로 인한 스케일 에러(scale error)의 가능성이 감소된다.
다수 그룹의 헤드엔드와 이와 통신하고 있는 유저의 공존성은 이들 키트에 있어서의 송신이득을 조정함으로써 동일한 주파수 및 시간을 이용하는 것(주파수 및 시간을 재사용)이 달성되는 한편, 상기 수신을 제어하는 수단은 이미 설명되어 있으며, 이로 인해 상기 다수의 헤드엔드 키트 끼리 통신하므로 공존성 결정을 한다.
다수 그룹의 헤드엔드와 이와 통신하는 유저의 공존성을 달성할 다른 가능성은 이들 키트에 있어서의 송신이득을 조정함으로써 동일한 주파수 및 시간을 이용하는 것(주파수 및 시간을 재사용)이 달성되는 한편, 수신 이득을 조정하는 수단은 이전에 설명된 바와 같와 같고, 이로 인해 자신의 유저와 통신하기 위해 상이한 주파수 및/또는 시간을 사용하는 주요 헤드엔드 키트가 존재하며, 주요 헤드엔드 키 트는 동일한 주파수 및 시간을 재사용하는 다수 그룹의 키트 사이의 공존성을 보장할 책임이 있으며 각 그룹의 헤드엔드와 통신할 수 있다.
동일 주파수 및 시간을 재사용하는 다수 그룹의 헤드엔와 유저가 존재할 때 이득 조정 결과를 극대화하기 위해, 송신이득은 캐리어 단위로 수정되며, 또는 (이는 비용에 있어서의 증가와 부합되기 때문에) 작은 S/N 비보다 큰 S/N 비를 가진 캐리어를 고려하여 평균 S/N 비가 추정되며, 이 결과는 송신이득에 있어서의 수정을 하기 위해 이용된다.
통신을 위하여 동일 주파수 및 시간 범위를 이용하는 다수 그룹의 헤드엔드와 유저 키트의 공존성은,
- 상, 하향의 통신채널 모두에 있어서 대응하는 신호 출력수단의 전력 제어;
- 모든 유저 키트로부터의 신호가 우선, 다른 그룹을 구성하는 키트에 도달하기 전에 그들 그룹에 대응하는 헤드엔드 키트에 의해 통과하는 망 형태; 및
- 이들 헤드엔드 키트간에 정보를 송신하거나, 또는 주요 헤드엔드 키트와의 통신에 의해, (동일 주파수 및 시간을 재사용하는) 헤드엔드 키트들 사이의 감쇠를 측정하여 유저 키트에 가능한 최대 송신 전력을 조정하기 위해 상기 측정값을 사용한다.
상기 하향 채널에 있어서, 상기 헤드엔드 키트는 전기 통신 망을 통한 통신에 있어서 가능한 최대 전력으로 신호를 출력하여 유저 수신기에 있어서의 S/N비에 있어서의 최대 값이 동일 범위의 주파수 및 시간을 재이용하는 헤드엔드 키트간의 감쇠에 의해 제한되는 반면, 다른 범위의 주파수 및/또는 시간을 이용하는 주요 헤드엔드가 존재하면 채널 조정에 의해, 바람직하게는 제어 메시지에 의해 다수의 헤드엔드 키트에 필요한 상이한 이득을 조정할 책임이 있는 것은 주요 헤드엔드 키트이다
상기 상향 통신 채널에 있어서 동일 주파수 및 시간을 재이용하는 다수 그룹의 키트에 있어서의 공존성을 보장하기 위해 상기 유저 키트에 있어서의 송신이득은 다른 그룹의 헤드엔드에 도달하는(이 그룹에 대해서 간섭하는) 신호 전력 레벨이 라인상에서의 잡음 레벨과 거의 같도록 조정한다.
상기 상향 통신 채널에 있어서, 상기 헤드엔드 키트는 그것의 유저 중 하나로부터 수신된 전력을 검출하여 그 이득이 증가하거나 감소해야하는 지를 결정한 후, 이 정보를 양호하게 관련된 유저키트에 제어 메시지를 통해 통신하며; 상기 헤드엔드는 주파수, 상기 이전의 추정값 및 잡음의 추정값을 고려한 S/N 비의 추정값을 이용하여 상응하는 결정을 한다.
상기 시스템은 전기 통신 망등의 문제가 있는 통신수단을 통해 지능적이며 효과적인 자동 이득 조정을 달성할 가능성을 제공하며, 상기 발명은 다음과 같은 장점을 갖는다: 최대 송신 용량에 도달하게 하며; 주파수 및 시간을 재이용함으로써 최대 수의 유저에 도달하게 하며; 근접하거나 원거리의 유저로부터 신호를 승인하며; 통신에 이용할 수 있는 범위의 최대 평균 전력을 도입하여, 수신시 아날로그/디지털 변환을 위해 필요한 비트수를 최소화시킨다.
다음 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되며, 예시적인 것이며, 본 발 명을 제한하려는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에서 설명된 자동 이득 조정을 사용하는 시스템의 망 형태의 예를 개략적으로 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에서 도시한 자동 이득 조정을 사용할 수 있는 전기 통신망을 통한 통신 시스템에 있어서 송신기에 있어서의 디지털/아날로그 변환기로부터 수신기의 아날로그/디지털 변환기로 전송되는 신호의 효과를 대략적으로 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에서 도시한 자동 이득 조정을 사용하여 전기 통신망을 통한 통신 시스템에 있어서의 수신 전력 레벨을 개략적으로 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 도시한 자동 이득 조정과 부합되기에 적절한, 전기 통신망을 통한 통신 시스템에 있어서의 오버플로우의 경우의 이득에 있어서의 감소를 개략적으로 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 도시한 자동 이득 조정과 부합되기에 적절한, 전기 통신망을 통한 통신 시스템에 있어서의 수신시 이득에 있어서의 증가를 개략적으로 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 자동 이득 조정을 사용하여 시스템에 있어서 다양한 헤드엔드를 가진 논리적 망형태를 개략적으로 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 자동 이득 조정을 사용하여 시스템에서 다양한 헤드 엔드에서의 물리적 망 형태를 개략적으로 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 자동 이득 조정을 사용하는, 전기 통신망을 통한 통신 시 스템의 하향 채널에 있어서의 다양한 헤드엔드들 간의 간섭을 개략적으로 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 자동 이득 조정을 사용하는, 전기 통신망을 통한 통신 시스템의 상향 채널에 있어서의 간섭을 개략적으로 도시하는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 번호는 도면에 사용된 부호를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 헤드엔드 또는 전화 교환국(1)이 다중 유저 키트(2)로 정보를 송신함과 아울러 다중 유저 키트(2)로부터 정보를 수신하는 다중 유저 망 형태를 가진 전기 통신망을 통한 통신 시스템에 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 다중 유저 전송을 위한 자동 이득 조정 시스템이 적용된다.
이 헤드엔드는 가변적인 포락선형태임과 아울러 높은 피크 대 평균비(즉, 2승된 신호 전압 피크의 값과 동일 신호의 평균 2승 값 간의 관계) 최대 전력으로 광대역 신호를 송신한다. 이 특성은 원칙적으로 OFDM 변조때문이다.
자동 이득 조정은 헤드엔드(1) 및 유저 키드(2)에 있어서 송, 수신 이득에 작용하는 처리로서, 신호 전력이 시스템의 송신용량을 최대화시키기에 충분하게 하기 위한 것이다. 본 실시예는 시스템에 있어서 하향 채널 및 상향 채널에 있어서의 독립적인 자동 이득 조정으로 이루어진다.
아날로그/디지털 변환기(ADC)는 자동 이득 조정 결정시에 가장 제한된 블록이다. 이 변환기는 변환을 위한 임의 수의 비트와, 더욱이 오버플로우가 발생하는 최대 입력 전압을 가진다. 이는 보다 많은 변환 비트가 대응하는 ADC에 사용될때 변환기가 보다 적은 양자화 잡음을 생성하는 바와 같은 것이다.
본 실시예에서의 시스템은 OFDM 신호를 정확히 복조하기위해 충분한 비트수를 갖는 ADC를 사용한다(이는 가장 고가의 구성요소이므로 각 위치에 지원되는 최대 캐리어당 비트수를 가진 OFDM 신호를 정확히 복조하기 위해 최소 비트가 사용된다). 통상적으로, 이들 변환기는 라인보다 적은 범위를 가지며, 또는 다시 말해서 전기 라인 상에서의 배경 잡음의 레벨보다 크게 양자화 잡음을 형성하여 대부분의 경우에 있어서 S/N 비를 양자화 잡음이 제한하게 하였다. 도 2는 대응하는 신호상에서 채널이 갖는 효과를 보여주며, 신호(3)가 상기 대응하는 송신기의 시간 처리 블록으로부터 출력되어 변환기(DAC)에 도달한다. 상기 변환기로부터 출력되는 신호는 도 2에 도시된 채널을 통하고, 이후 변환기(ADC)에 도달하며, 이로부터 출력된 신호(4)는 대응하는 수신기내의 시간 처리 블록으로 송신된다.
도 2는 타단에 있는 수신기에 도달하기 전에 출력된 신호가 명백한 변화를 겪게되는 것을 도시하고 있다. 상기 도면 2에 있어서, DAC 및 ADC 변환기 블록은 이상적이어서 이 메카니즘에 있어서의 양자화 잡음은 추가적인 잡음으로서 독립적으로 추가된다. 또한, 채널은 상기 신호에 다음과 같이 두가지 경로로 영향을 미친다: 상기 신호에 캐리어로부터 캐리어로 변화될 수 있는 감쇠 및 위상(acejfc)을 곱하고, 이 신호에 부가적인 잡음을 추가시킨다. 수학식으로 이 수신된 신호는 다음과 같다:
Y=r+nADC(t)=(x+nADC(t))·acejfc+n1 nea(t)+n ADC (t)
도 3은 수신기의 아날로그/디지털 변환기의 마진과 함께 결정된 대역폭을 위해서(대응하는 DFT를 실행하기 전에) 시간 영역에서 측정된 신호의 평균 전력을 도시한다.
도 3에 있어서, 수직 축 상에는 dBm 단위의 전력이 도시되어 있다. 화살표(5)는 PAR를 위한 전력 마진을 나타내며: 레벨(7)은 ADC 선택에 의해서 선택된 고정 값인 ADC의 포화 임계값을 나타낸다. 레벨(8)은 ADC 선택에 의해 선택된 고정 값인 ADC의 양자화 잡음을 나타내며, 레벨(9)은 라인 상에서의 잡음을 나타낸다. 화살표(6)는 레벨(7)과, 레벨(8) 및 레벨(9)간 최대값 사이의 차이에 상응하는 변환기(ADC)에 의해 탐지가능한 S/N 비의 최대 마진을 나타낸다.
수신 이득에 있어서의 변화는 ADC 변환기의 효과를 고려하는 것이다.
수신 이득은 수신된 신호가 ADC의 오버플로우 전압 임계값보다 큰 값이 될 때 저하된다. 수신 증폭기의 이득은 신호의 최대 레벨이 ADC에 대한 포화레벨에 도달할 때 까지 저하되어 시스템에 대한 최대 S/N 범위가 달성된다.
도 4는 오버플로우 경우의 이득에 있어서의 감소를 나타낸다. 도 4의 부분(a)은 수신시 라인 잡음의 레벨(N1 nea), ADC에 있어서의 양자화 잡음 레벨(NADC), 포화 임계값(Usat) 및 수신 신호의 레벨을 나타낸다. 화살표(10)로 도시된 바와 같이 이득 조정 시스템에 의한 적절한 감쇠에 이어서, 수신된 신호 레벨에 있어서의 감소를 나타내는 레벨 변동을 도시하는 도 4의 부분(b)에 도시된 포화상태에 도달한다.
수학식으로는 다음과 같다:
Pr>Usat; 이상적으로는 G=Usat - Pr <0
S/N=(Pr +G)-max(NADC, N1 nea+G)= Usat-NADC
한편, 수신기에 있어서의 양(陽)의 증폭은 또한, 아날로그/디지털 변환기의 존재로 인해 제한된다. 수신된 신호의 증폭시, 통신 채널의 다른 익스트림(extreme)에 송신된 소망의 신호를 증가시킬 뿐 아니라 채널을 통과하는 통안 수신된 신호에 추가된 라인 잡음을 증폭시킨다. 양 노이즈의 합은 수신시의 S/N 비의 한계일 것이다. 증폭된 라인 잡음은 ADC 양자화 잡음보다 훨씬 클때 수신기에 있어서의 S/N 비를 제한하는 잡음(12dB 이상일때 발생)이 될 것이다. 이 점에서 시작하는 이득의 증가는 어떠한 개선도 이끌지 못할 것이다. 양자화 잡음과 증폭된 라인 잡음의 전력 레벨 차이가 12dB 보다 크면 총 잡음은 대략 증폭된 라인 잡음과 같게 되고, 이 관점에서 수신시에 이득을 증폭시킴에 있어서 S/N 비에 있어서의 어떠한 개선도 없을 것이다.
도 5의 부분(a)에 있어서 11로 지시된 마진은 증폭없이 수신시에 검출된 S/N 비를 나타낸다. 부분(a)에서의 상황으로부터 시작하여 적절한 증폭이 이루어지면(화살표 12로 도시된) 부분(b)로 도시된 상황에 도달하며, 여기서 참조번호 14는 후에 증폭되는 신호레벨을 나타내며, 참조번호 15는 증폭전의 S/N비를 나타낸다.
그러나, 과도한 증폭이 이루어진 상황으로부터 시작하면 (즉, NADC+12 Db-N1 nea보다 큼)(화살표 13으로 도시됨) 도 5의 부분(c)으로 도시된 상황에 도달하게 되고, 여기서 참조 번호 16은 후에 증폭되는 신호 레벨을 도시하고, 참조 번호 17은 증폭도가 정확히 NADC+12 Db-N1 nea와 같은 경우 향상되지 않은 S/N 비를 나타내는데, 이는 현재 S/N비를 제한하는 잡음이 대략 증폭된 라인 잡음과 동일하기 때문이다.
수학식에 있어서,
만약, Pr<Usat ; 이상적으로 G=min(Usat-Pr, NADC=12Db-N1 nea)
포화없이, S/N=(Pr+G)-max(NADC, N1 nea+G)=Pr-N1 nea이며,
만약, G>NADC+12dB-N1 nea 이면
S/N=(Pr+G)-max(NADC, NL NEA+G)=Pr-N1 nea
하향 채널에 대한 자동 이득 조정은 헤드엔드(1)로부터 유저 키드(2)까지의 송신 용량을 최대화하기 위한 것이다.
단지 실시예로서, 송수신시의 이득 조정 프로세스를 단순화하기 위해, 하향 링크에 있어서 시스템은 유저 키트(2)의 수신기에 있어서의 이득을 조정하기 전에 헤드엔드(1)의 최대 가능한 송신 이득을 설정한다. 이는 헤드엔드(1)에 의해 전송시에 이루어진 변화가 모든 유저(2)에게 영향을 미치기 때문이며, 가능한 최대 이득(규정에 의해 제한된)을 이용하면 가능한 최대 커버리지(coverage)를 달성하는데 도움을 준다.
유저 수신기에 있어서의 이득은 이전 포인트에서 설명한 바와 같이 조절된다. 즉 오버플로우를 형성하지 않도록 처리하고 이용가능한 범위에서 최대 전력을 인가시키는 바와 같이(송신용량을 최대화시키는 것) 조절된다.
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이전의 두 목적을 달성하기 위한 자동 이득 조정 알고리즘의 가능한 실시는 상기 시스템의 다양한 실시형태의 조정에 기초한다: 주로, 임의의 시간 윈도우 중에 오버플로우의 수(이 경우, 수신기 ADC에 있어서의 포화)는 등화기를 떠날 때의 웨이트(weight)를 형성한다. 타임 윈도우에 있어서의 오버플로우의 수는 임의의 임계값보다 크면 수신기에 있어서의 이득은 감소하는데, 이는 S/N비를 열화시키기 때문이다. 윈도우 중에 상기 임계값이 초과되지 않고, 등화 웨이트는 오버플로우를 형성함이 없이 신호 전력이 증가될 수 있음을 지시하면 수신시의 이득은 증가된다. 이들 두 경우중 어느것도 적용되지 않으면 그 시스템은 극대화 레벨에 있으며, 증폭기의 이득을 수정할 필요가 없게 된다. 모든 경우, 이득 값 감시 시스템은 자동 이득 조정에 의한 경우와 같이 발진의 형성을 회피하기 위해 사용된다. 또한, 극대화 값에 있는 수신 이득에 있어서의 증가가 S/N비를 개선시키지 못하는 것에 대한 점검이 이루어진다.
한편, 하향 채널에 있어서의 자동 이득 조정은 헤드엔드(1)에 있어서의 수신 이득과 유저 키트(2)에 있어서의 송신이득을 둘다 조정한다. 하향 채널에 있어서의 자동 이득 조정을 위해 이루어진 것과 같은 방식으로 헤드엔드에서의 이득(수신시)이 유저 키트에 있어서의 송신이득을 조정하기 전에 조정 및 고정되어 포화를 회피시켜 각 키트와의 양호한 통신을 허락한다.
헤드엔드에 있어서의 수신이득은 라인 잡음의 함수로 고정된다. 이를 위해, 전화교환국 키트 또는 헤드엔드는 이 잡음을 측정하여 이득을 조정함으로써 증폭된 라인 잡음은 아날로그/디지털 변환기에 있어서의 양자화 잡음을 12dB보다 크게 초과하지 않는다.
헤드엔드(1)가 측정할 수 있는 방법이 있다. 다음은 두가지 가능한 실행을 나타낸다:
a. 정보를 송신할 유저가 없을 때 전화교환국 키트는 라인상의 잡음을 측정하기 위해 DFT를 사용한다.
b. 등화기의 에러 신호 웨이트로부터 시작하여 채널의 특성 추정이 이루어진다. 다른 단으로부터 송신된 전력이 일정한 값이므로 등화기 알고리즘의 에러 신호는 라인상의 양호한 추정값이다.
한편, 유저 키트(2)의 전송 증폭기에 있어서의 이득 조정이 또한 착수된다. 이 조정은 개루프 및 폐루프에서 이루어진다:
- 개루프 조정에 있어서 하향 링크에 있어서의 수신 전력은 상향 링크에 의해 얼마나 높은 전력이 송신되어야 함을 추정할 때 도움을 준다.
- 폐루프 조정에 있어서 헤드엔드 키트(1)는 유저(2)로부터 신호를 수신하며, 수신시(또한, ADC에 있어서의 오버플로우를 형성할 경우와 마찬가지)의 그 전력을 측정한다. 이 측정하기 시작하면 유저 키트(2)에 조정 채널을 이용하여 전송 증폭 이득을 증가 또는 감소시키는 것을 말해준다(송신 메시지를 이용하는 것이 바람직하다).
상향 채널에 있어서의 이득 조정 알고리즘의 가능한 실시예는 다음과 같다.
우선, 타임 윈도우에 있어서의 오버플로우의 수가 측정되어 그 값이 임의의 임계값보다 크면 등화기를 빠져나갈 때의 값이 사용되어 어느 정도의 이득이 감소되어야 함을 결정한다.
어느 정도의 이득이 감소되어야 함을 결정하기 위해서(유저 키트에 있어서의 전송시의 이득 또는 헤드엔드에 있어서의 수신 이득)등화기를 빠져나가면서 웨이트로 주어진 정보는 오버플로우가 유저에 의해 송신된 정보 신호의 결과로서 발생하는 지(이 경우, 헤드엔드가 유저 키트에 그것의 전송을 낮추는 것을 나타낸다) 또는 오버플로우가 증폭된 라인 잡음에 의한 것인지를 구별하기 위해 사용된다(이경우, 헤드엔드 키트(1)는 수신시의 이득을 낮출것이다). 이득 증가는 이득을 줄일만한 어떠한 이유도 없을 때만 발생한다. 이득 증가는 어떠한 오버플로우도 발생되지 않을 경우 유저에 있어서 발생된다.
두 경우에 있어서 발진을 방지하기 위해 이득 값을 감시한다.
때때로(충분히 큰 기간) 라인을 감시하여 수신 이득에 대한 고정값이 정확한지를 감시하여(임펄스 잡음이 부적절한 조정을 유발할 수 있다) 이 값이 정확하지 않으면 상기 고정값을 수정한다.
자동 이득 조정은, 특히 다수의 내부 블록에 있어서 오버플로우를 발생함이 없이 OFDMA(다중 액세스 직교 주파수 분할)를 적용할 수 있기 때문에 중요하다. 이 경우, 헤드엔드(1)에서의 수신 이득은 고정되어 S/N 마진을 유지시키며, 상이한 주파수에 있어서 동일 시간에 송신하는 다수의 유저가 있으므로(상이한 유저들로부터의 신호가 동일 시간에 도달함) 헤드엔드에 있어서의 수신 이득이 이들 각각에 적 용될 수 없다. 수신이득이 가장 큰 값으로 채택되고, 주파수 영역에 있어서(DFT 다음) 캐리어 단위 처리(carrier by carrier treatment)는 S/N 마진을 고정된 이득으로 유지하여 가능한 오버플로우를 감소시키도록 착수된다.
상, 하향 양 채널에 있어서 이득 조정을 극대화하기 위해 대응하는 송신 신호의 캐리어 단위 처리가 착수된다. 이 처리는 채널의 효과를 미리 보상한다(덜 감쇠될 캐리어를 크게 감쇠시키거나, 크게 감쇠될 캐리어를 덜 감쇠시킴). 또한, 이 캐리어 단위 처리는 캐리어를 점차적으로 감쇠시키거나(이경우, 감쇠된 캐리어는 연속해서 통신에 사용될 수 있음) 제거하기 위해서도(즉, 제거된 캐리어에 의한 어떠한 전송도 없음) 사용될 수 있다. 이 캐리어의 주파수는 타 통신시스템(아마추어 무선국)에 사용하거나, 또는 타 통신 장비와 간섭할 수 있는 주파수를 위해 Law 까지 조정될 수 있다. 어떤 캐리어를 감쇠 또는 제거할 것인가의 선택과, 감쇠의 정도(이경우)는 각 키트에서 실시간으로 형성될 수 있으므로 그것들은 시스템에 대한 설치 기준 및 각 순간에 시스템에 대한 통신 필요성과 부합한다. 이를 실시하는 가능한 형태는 전송시 결정된 계수에 의한 각 캐리어의 증가를 포함하는 파워 마스크(power mask)를 이용하는 것이다.
한편, 등화중 수신시에 등화 웨이트가 부동 소수점으로 부호화되어 FFT를 떠날 때 신호는 등화 웨이트로 계산된 지수로 스케일링(scaling)될 수 있다. 상기 수신 신호를 상기 지수로 곱함으로써 즉, 스케일링함으로써 소수 비트를 갖는 가수로 동작되는 것이 가능해 진다.
도 6은 전기 통신망을 통한 대응하는 통신 시스템내에서 다수의 헤드엔드(18)에 있어서의 논리적 망형태를 나타낸다.
다중 헤드엔드(18)의 사용은 헤드엔드 그룹(18)+유저(2)의 작성을 허용하여 두 키트사이의 독립적인 통신을 착수할 수 있게 하거나, 주요 헤드엔드 키트(1)에 대해 원거리(감쇠 전기 케이블의 길이의 관점에서)에 위치하는 유저키트가 통신가능하게 할 수 있다.
주요 헤드엔드 키트(1) 통신과 헤드엔드 키트(18)의 통신이 서로 간섭하지 않도록 두 통신에 있어서는 상이한 주파수 및/또는 시간이 사용된다. 본 시스템과 통신하기 위해 사용될 수 있는 주파수 및 시간의 그룹은 "링크"라고 부른다. 각 그룹에 있어서 시간 및 주파수가 재사용되며, 즉 헤드엔드 그룹(18) 및 그들의 유저(2)에 의한 통신에 동일한 시간 및 주파수가 사용됨으로써 한 그룹으로부터의 신호는 다른 그룹의 신호와 간섭될 수 있거나 또는 간섭된다.
본 발명의 일실시예에 있어서 "링크"는 전송을 위해 1 ㎒ ~ 5㎒사이에 위치한 주파수의 사용으로 이루어질 수 있는 반면에, 다른것은 5㎒ ~ 10㎒사이의 송신으로 이루어져 있다. 모든 키트는 하나의 주파수 또는 이들 그룹의 주파수를 이용하여 "링크"를 사용함으로써 서로 간섭할 수 있다.
주요 헤드엔드 키드(1)와 유저 키트(2) 간의 통신은 하나의 "링크"를 통해 이루어지는 반면에, 헤드엔드 키드(18)와 그것의 유저들 사이의 통신은 다른 "링크"를 통해 이루어짐으로써 두 통신간의 간섭을 방지할 수 있다.
이들 그룹의 헤드엔드(18)는 동일 "링크"를 공유하며, 즉 그것들은 동일 주파수와 시간을 이용하여 송신한다.
이와 같은 이유로, 헤드엔드(18)와 그것의 유저 키드(2)에 있어서의 신호는 다른 헤드엔드(18)와 그것의 유저(2)의해서 간섭받으며, 또한 그역도 마찬가지이다. 전기 통신망의 망형태는 그룹의 헤드엔드(18)와 유저(2)를 충분히 원거리에 위치하도록 하여(전기 케이블의 길이 또는 감쇠의 관점에서) 양 채널(상향 및 하향)로 송신된 신호는 높은 간섭을 형성하지 않는다.
이들 간섭하는 그룹의 존재로 인해 그룹의 헤드엔드(18)와 그것들의 유저(2)의 상, 하향 채널에는 신호/잡음 비에 있어서의 감소가 발생한다.
이 점과 관련하여 본 시스템에 있어서의 신규한점은 그룹의 다수 헤드 엔드(18)와 그것들의 유저(2)의 공존성이 허용되는 형태이다. 이를 위해 우리는 전송 전력을 조정함에 있어서 주로 베이스(base) 자체일 것이다.
도 7은 4개의 상이한 빌딩(19 내지 22)에 있어서의 헤드엔드 키트(18)와 유저 키트(2)의 위치를 도시하는, 두개의 별개 키트간의 물리적 접속 예(전기 라인을 통한)를 도시한다.
자동 이득 조정에 착수하기 위해 유저 키트(2)에 의해서 송신된 신호가 그 그룹이 아닌 헤드엔드 키드(18)에 도달하다고 가정하면, 상기 신호는 원거리를 통과해야 할 것이며, 또한 그것의 그룹에 있어서의 헤드엔드 키트(18)와 접속될 망에서의 포인트를 통과해야할 것이다. 이는 전기 분배 망의 망형태에 의해 용이하게 달성된다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 헤드엔드 키트(18)는 빌딩내의 유저 키트(2)와 빌딩에 있어서의 전기 입력 포인트에 위치할 수 있다. 헤드엔드(18)의 그룹과 그것들의 유저(2) 사이의 공존성은, 그 그룹이 아닌 다른 헤드엔드(18)에 도달할 수 있도록 상기 헤드엔드(18)가 접속되는 지점까지 특정 헤드엔드(18)에 접속된 모든 유저(2)가 항상 통과할 수 있다는 사실에 기초한다. 이를 위해, 헤드엔드(18)간의 감쇠를 측정하거나, 헤드엔드 키트(18 및/또는 1)간에 정보를 송신함으로써 자동적으로 측정할 수 있다. 이 값은 전술한 바와 같이 유저를 위한 최대 전송 전력을 조절하는데 도움을 준다.
하향 채널에 있어서 이웃하는 헤드엔드 키트(18)에 있어서의 신호는 자기 그룹에 있는 헤드엔드(18)로부터의 신호와 조합할 수 있다. 이 간섭은 시스템에 있어서의 부가 백색 가우스 잡음 타입의 잡음을 도입한다(M-QAM으로 변조된 대략 천 캐리어를 가진 OFDM 신호의 분배 통계가 실제적으로 정상이라는 사실 때문이다). 유저는 양 신호(유저의 헤드엔드 키트의 신호와 이웃하는 헤드엔드의 신호)를 수신한다. 자기 그룹의 헤드엔드(18)의 신호는 유저 키트(2)로부터 그것의 헤드엔드(18)까지의 거리에 비례하여 감쇠될 것이며, 반면에, "간섭하는" 헤드엔드(18)의 신호는 유저 키트(2)와 다른 헤드엔드(18) 간의 거리에 비례하여 감쇠될 것이다. "간섭"이 라인상의 잡음보다 크면 S/N비에 있어서의 저하가 이 간섭에 의해 유발됨으로써 S/N비가 양 헤드엔드 키트(18) 간에 존재하는 감쇠에 직접 비례하는 신호 전력간의 차가 될 것이다.
도 8은 하향 채널에 있어서의 상이한 그룹의 헤드엔드(18)+유저(2) 간의 간섭을 도시한다.
수학적으로, 그것의 헤드엔드 키트(18)로부터 유저(2)에 의해 수신된 신호는 다음과 같다:
Pr=S2-LU
여기서, S2는 헤드엔드(18)에 의해 송신된 신호 전력이며, LU는 헤드엔드(18)와 유저(2)간에 존재하는 (전기라인) 거리에 의해 주로 발생되는 감쇠를 나타낸다. 한편, 간섭신호[다른 그룹의 헤드엔드 키트(18)에 의해서 송신됨]은 다음과 같다:
Pi=S1-L-LU
여기서, S1은 다른 그룹의 헤드엔드(18)에 의해서 송신된 신호의 전력이며, L은 헤드엔드 키트(18) 간의 감쇠이다. 일반적으로 이 간섭전력은 유저 ADC 수신기의 양자화 잡음보다 클 것이므로 S/N 마진은 다음과 같다:
S/N=Pr-max(NADC, Pi)=Pr-Pi=S2-Lu -(S1-L-Lu)=S2-S2+L
모든 헤드엔드 키트(18)는 최대 전력으로 송신하여[상호간섭(reciprocal interference)을 가지며, 커버리지를 최대화하기 위함] S/N의 최대 값이 헤드엔드 키트(L)간의 감쇠와 동일할 것이다.
두 "링크"보다 큰 경우 헤드엔드(18)간의 감쇠는 동일하지 않을 수 있는데, 이는 헤드엔드(18)가 다른 그룹을 보다 큰 감쇠가 있는 것으로 인식하여 보다 큰 이득을 가질 수 있기 때문이다. 이 경우, 주요 헤드엔드 키트(1)는 제어 메시지(또는 다른 타입의 채널 조정)에 의해 이득을 조정할 책임이 있을 것이다.
상향 채널에 있어서는, 다른 그룹의 헤드엔드(18)+유저(2)로부터 송신된 신호가 전기 분배 망에 있어서의 배경 잡음 레벨과 비교될 수 있는 전력으로 자신의 그룹(자신의 그룹의 키트는 동일 "링크"에 있다. 즉 동일 시간 및 주파수를 이용한다)에 도달한다.
두 전력 레벨이 동일하면 상향 채널에서의 수용가능한 저하로 생각되는 노이즈 플로어(noise floor)를 초과하는 3dB의 증가를 형성한다.
결과적으로, 유저 키트(2)는 다른 그룹의 헤드엔드(18)에 도달하는 신호가 이 헤드엔드(18)에 대하여 검출된 라인 잡음이하인 전력값과 상기와 같이 할 것을 보장하도록 송신이득을 채택해야한다. 상기 검출은 각 그룹의 헤드엔드(18)에서 이루어지며, 그룹의 유저(2)는 제어메세지(또는 다른 타입의 채널조정)를 이용하여 알려진다. 따라서, 폐 루프에서의 조정에 의해 조정이 이루어진다. 이는 상향 채널에 있어서의 간섭이 도시된 도 9에 나와있다.
유저 키트(2)는 상향 채널로 전력 S를 가진 신호를 송신한다. 이 신호는 그룹의 헤드엔드(18)에 도달하여 감쇠되며(감쇠 L1), 다른 그룹의 헤드엔드(18)에 대해서는 상기 값+헤드엔드(18)들 간의 특징적인 감쇠값으로 감쇠된다(S-L1-L2). 이 신호는 다른 그룹(동일 주파수 및 시간을 재사용함)에 대해서는 잡음으로 생각하여 S 값은 S-L1-L2가 라인상에서의 노이즈 플로어 레벨에 있도록 하기위해 조절되어 유저 키트(2)의 전송을 수정한다.
수학식으로, 전력 간섭은 다음과 같다:
Pi=S-L1-L2
그리고, N<Pi라고 말할 수 있다(만약 그것이 ADC등의 다른 요소에 의해 유발된 노이즈보다 클때).
상기 결과를 극대화하기 위해, 송신이득은 캐리어 단위로 변경되어야 하는데, 이는 채널이 주파수에 있어서 균일한 응답을 갖지 않기 때문이다. 이는 실질적으로 비용을 증가시키므로, 주파수에 있어서의 S/N의 평균 추정을 그보다 큰 S/N 값을 가진 캐리어를 보다 자주 이용하여 할 수 있다.
이들 동작은 그룹에 대응하는 헤드엔드 키트(18)에서 이루어지며, 이는 이 그룹의 다수 유저(2)의 이득이 증가, 감소 또는 유지되어야 하는 지를 결정한다. 이후, 유저(2)에게 이 정보를 제어채널에 의해서(바람직하게는 제어 메시지에 의해서) 알린다. 이 결정을 위해 S/N 추정의 가중치가 부여된 값 및 이전의 추정값을 이용한다.
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Claims (29)

  1. 전기 통신망을 통한 양방향 통신상태에 있는 다수의 유저 키트(2)와 헤드엔드 키트(1)를 포함하는데, 상기 유저 키트(2)로부터 상기 헤드엔드 키트(1)로 향하는 상향 채널과 상기 헤드엔드 키트(1)로부터 상기 유저 키트(2)로 향하는 하향 채널 모두에 대해서 독립적인 제어가 이루어지며; 상기 상, 하향 채널에 대한 전기 통신망의 분리는 주파수 분할 이중화(FDD) 수단 및/또는 시분할 이중화(TDD) 수단에 의해 이루어지며; OFDM(직교 주파수 분할 다중화) 변조수단을 통해 처리된 가변적인 포락선을 가진 신호가 송신되며; 송수신 이득에 작용하여 동일 주파수 및 시간을 재사용하는 헤드엔드 키트(1)와 유저 키트(2)의 다수 조합을 이용할 수 있게 하는 증폭기를 포함하며; 상기 상, 하향 채널로의 액세스가 OFDMA/TDMA(직교 주파수 분할/시분할) 다중화 수단에 의해 이루어지고, 신호의 평균 전력이 고정된 시간 영역으로 변환되기전에 신호 상에서 전기 통신망으로서의 주파수 선택 채널이 갖는 영향을 미리 보상하기 위해, 상기 채널에 의해 덜 감쇠된 캐리어는 보다 큰 범위로 감쇠시킴과 아울러 상기 채널에 의해 보다 많이 감쇠된 캐리어는 보다 적은 범위로 감쇠시키는 출력 신호에 대한 캐리어 단위 처리 수단을 포함하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템으로서:
    - 수신된 신호에 대한 주파수 영역에서의 캐리어 단위 처리 수단으로서, 상기 채널에 의해 야기된 감쇠를 보상하는 블록이 수신된 신호의 주파수 및 이 신호를 정정하는 엘리먼트의 주파수에 있어서의 스케일링으로서 자동 이득 조정으로부터 독립적인 스케일링을 수행하여, 부궤환 루프를 회피하고, 상기 보상된 신호를 부동 소수점으로 나타내며, 가수의 비트 수를 고정하여 결정된 최대 정밀도 또는 캐리어에 의해 규정된 S/N 비를 달성하게 하는 캐리어 단위 처리 수단,
    - 상기 다수의 유저 키트(2)에 대한 전력을 동일 레벨로 수신해서 다지점 대 지점 통신을 다수의 유저 키트에서 그 헤드엔드 키트까지 허용하여 상기 송신기에서 다수의 이득 변동을 회피함과 아울러 소수 비트의 아날로그/디지털 변환기를 이용할 수 있게 하기 위해, 상기 채널에 의한 전송시에 보다 많은 감쇠가 이루어진 캐리어에 있어서 전력을 증가시킴과 아울러 덜 감쇠되어 상기 채널에 의해 송신된 캐리어에 있어서의 전력을 감소시키는 수단에 의해 상기 다수의 유저 키트(2)로부터 송신 전력을 제어하는 송신 전력 제어 수단,
    - 상기 유저 키트(2)에 의해서 헤드엔드 키트(18)로 송신되는 신호가 동일 주파수 및 시간을 이용할 수 있는 헤드엔드 키트(18)의 다른 그룹과 유저 키트(2)의 역할수행시에 간섭하지 않도록 헤드엔드 키트와 유저 키트의 송신 이득을 제어하는 송신 전력(S) 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하향에 대한 자동 이득 조정 시스템(10)은, 송신용량의 최대화하기 위해 시스템 변환기에 있어서 오버플로우를 발생시키지 않고 통신을 위해 이용될 수 있는 범위내에서 최대 평균 전력을 도입하기 위해, 상기 헤드엔드 키트(1)의 송신기에 있어서의 이득 뿐아니라 상기 유저 키트(2)의 수신기에 있어서의 이득을 조정하는 조절 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    S/N비에 있어서의 감소를 형성하는 오버플로우로 인해 송신용량에 있어서의 열화를 방지하기 위해 ADC 수신기에서 발생한 오버플로우의 수가 임의의 한계를 초과할 경우 하향의 자동 이득 조정 시스템(10)은 상기 유저 키트(2)의 수신기에 있어서의 이득을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    양자화 잡음(8)이 증폭된 라인 잡음(NLine+G)에 비해 상기 S/N비(6)를 제한하지 않도록 소정의 타임 윈도우 동안에 ADC 수신기에서 오버플로우가 발생하지 않을 경우 상기 하향의 자동 이득 조정 시스템(10)은 상기 유저 수신기(2)에 있어서의 이득을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 하향 채널에 대한 자동 이득 조정 시스템(10)은 임의의 타임 윈도우 동안에 형성되는 오버플로우의 수, ADC 수신기(7)에 있어서의 포화, 및 등화 웨이트를 제어하는 제어수단에 기초하여, 상기 타임 윈도우에 있어서의 오버플로우의 수가 임의의 임계값보다 크면 수신기에 있어서의 이득을 감소시키며, 전체 윈도우에 있어서 상기 임계값을 초과하지 않음과 아울러 상기 신호가 오버플로우를 형성함이 없이 전력을 증가시킬 수 있음을 상기 등화 웨이트가 나타내면 수신기에 있어서의 이득을 증가시키며; 상기 두가지 경우중 어떠한 것도 일어나지 않으면 상기 시스템은 극대화 레벨에 있는 것으로 생각되어 대응하는 증폭기에 있어서의 이득을 수정하지 않으며; 상기 이득 값을 감시하는 시스템은 상기 이득에 있어서의 발진 발생을 방지하기 위하여 항상 사용되어 수신시의 이득 증가가 S/N 비(6)를 향상시키기 못하도록 주기적인 검증을 하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드엔드 키트(1)에 있어서의 ADC의 양자화 잡음(8) 및 오버플로우로 인한 S/N비(6)의 열화를 방지하기 위해, 상기 상향 채널에 있어서의 자동 이득 조정 시스템(10)은 상기 유저 키트(2) 송신기의 이득 뿐 아니라 상기 헤드엔드 키트(1) 수신기의 이득을 조절함으로써 상기 유저 키트(2)내의 송신기의 이득을 조정하기 전에 수신하고 있는 헤드엔드 키트(1)에 있어서의 이득을 조정하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 ADC의 양자화 잡음(8)이 증폭된 라인 잡음(NLine+G)에 비해 S/N비(6)를 제한하는 것을 방지하고 감소된 비트수를 가진 변환기를 사용할 수 있게 하기 위하여, 상기 상향 채널에 대한 자동 이득 조정 시스템(10)은 상기 헤드엔드 키트(1)의 수신시의 이득을 상기 라인 잡음(9)의 함수로 고정하여 상기 헤드엔드 키트(1)는 상기 잡음(9) 전력을 측정하여 이득을 조정하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    어떠한 유저 키트(2)도 송신하지 않을 때에 수신 신호에 DFT(이산 퓨리에 변환)을 사용하는 헤드엔드 키트(1)에 의해서 상기 잡음(9) 측정이 이루어져, 어떠한 유저 키트(2)도 송신하지 않을 때 수신시의 이득 증가에 의해서 라인 잡음(9)을 추정하여 상기 DFT의 출력값을 임의의 임계값과 비교하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    몇몇 유저 키트(2)가 송신을 하는 동안, 헤드엔드 키트(1)에 있어서의 수신 등화기에 의해서 공급된 에러 신호 및 송, 수신 증폭기의 공지된 이득으로부터 상기 잡음(9) 측정이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 상향 채널에 대해서는, 이득 조정 시스템은 유저 키트(2)에 있어서의 출력 증폭기를 개루프 및/또는 폐루프에서 조정하여 송신용량을 최대화시키고, 전 신호 범위에 걸쳐 상기 ADC에 있어서의 변환을 위하여 필요한 비트수를 감소시키며;
    - 개루프 제어에 있어서는, 상기 하향 채널에서 수신된 전력에 의해서 상기 상향 채널에 의해 송신되어야 하는 전력량이 추정되며;
    - 폐루프 제어에 있어서는, 상기 헤드엔드 키트(1)는 상기 유저 키트(2)로부터 상기 신호를 수신하여 수신시의 전력과, 대응하는 ADC에 있어서 오버플로우를 형성하는 지의 여부를 측정하며; 이 측정이 시작되면, 유저 키트(2)에 제어 메시지를 송신함으로써 증폭기의 출력이득을 증가 또는 감소시켜야 하는 지를 상기 유저 키트(2)에 나타내는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중의 어느 한항에 있어서,
    상기 상향 채널에 있어서의 알고리즘에 의해 상기 이득 조정 시스템이 작동하며:
    상기 알고리즘은
    - 타임 윈도우에 있어서의 오버플로우의 수를 먼저 평가하여 이 값이 최대 허용 임계값을 초과하면 이득을 저하시키는 단계,
    - 어떤 이득[상기 유저 키트(2)에 의한 송신이득 또는 상기 헤드엔드 키트(1)에서의 수신이득]을 저하시키는 지를 결정하기 위해, 웨이트 등화기에 의해서 제공된 정보는 상기 유저 키트에 의해 송신된 정보 신호로 인해 오버플로우가 발생하였는지[이경우, 헤드엔드 키트(1)는 유저 키트(2)에 출력 레벨을 저하시키는 것을 나타낸다] 또는 그 오버플로우가 라인 잡음(9)에 의한 것인지[이경우, 수신시의 이득을 헤드엔드 키트(1)가 저하시키는 것을 나타낸다]를 구별하기 위해 사용되는 단계,
    - 이득을 감소시킬 어떠한 이유도 없을 때만 이득을 증가시켜, 오버플로우를 유발하지 않을 때만 유저 키트(2)에서 상기 이득을 증가시키는 단계,
    - 발진을 방지하기위해 이득 값을 감시하는 시스템은 어떤 경우라도 항상 사용되는 단계,
    - 충분히 떨어진 임의의 시간에 통신 라인은 감시되어 고정된 수신시의 이득 값이 정확한지를 체크하여 통신망에서의 임펄스 잡음이 부적절한 조정을 유발하여 필요할 경우 상기 이득값이 수정되는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    이득 조정을 극대화시키기 위해, 상기 채널에 의한 송신시에 보다 많은 감쇠가 이루어지는 캐리어에 있어서의 전력을 증가시킴과 아울러 감쇠가 적은 채널로 송신된 캐리어에 있어서의 전력을 감소시켜, 상기 신호상의 채널 영향을 미리 보상하기 위해 상기 대응하는 출력 신호를 캐리어단위로 처리함으로써 평균 송신 전력이 유지되어 시간(4)에 있어서의 신호 처리 또는 아날로그/디지털 변환시에 오버플로우를 형성함이 없이 송신 용량을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    송신시의 캐리어 단위 처리 중에는 캐리어의 제거를 포함하는 점진적인 감쇠가 있게되며, 상기 캐리어의 주파수 위치는 그 사용이 정부에서 정한 규정에 의해 규제되는 주파수, 다른 통신 장치와 간섭하는 주파수, 텔리비젼 및 다른 전자 장치에 사용되는 중간 주파수, 무선 아마츄어 주파수와 일치하며, 특히 캐리어의 선택이 각 순간에 시스템의 통신 필요성에 따라 실시간으로 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    이득 조정을 극대화시키기 위해, 수신시의 대응하는 신호의 캐리어 단위 처리는 주파수 영역에서 한번 수행되며; 신호에 대해서 사용된 주파수 정정 엘리먼트 값 뿐 아니라 동일한 것으로 추정된 레벨에 따라 각 캐리어에 있어서의 수신 신호 둘다를 스케일링하는 수신된 신호상의 채널 영향에 대한 보상 블록으로 이루어져, 수신 신호의 부동 소수점내의 수신 가수(가수 및 지수)만으로 작동할 수 있으며, 결국 이 가수의 비트수는 캐리어의 최대 정밀도(또는 S/N 비)에 따라 고정되며; 극 소수의 비트로 큰 동적 범위를 가진 신호(매우 높거나 매우 낮은 전력을 가진 신호)를 나타낼 목적으로, (동일하게 감소된 비트수를 갖도록)주파수 영역에 있어서의 연산을 기억하기 위해 사용된 메모리의 사이즈를 줄여 캐리어 단위로 주파수 영역에 있어서의 신호 처리에 앞선 블록에서 오버플로우를 형성함이 없이 아날로그/디지털 변환에 들어갈때 신호를 최대로 증폭시키며, A/D 변환기의 양자화 잡음이 아닌 라인 잡음에 의해 수신시 S/N 비에 있어서 보다 큰 감쇠가 제한되는 캐리어를 수신하며, 이와 동시에, 편리하게 스케일링되면서 오버플로우를 발생함이 없이 변환전에 증폭됨과 아울러 상기 라인에 의해서 덜 감쇠된 캐리어를 수신하여 그것들은 보다 큰 감쇠를 가진 캐리어에 관한 한 각 연산에 있어서 동일 비트수를 가진 주파수 블록에 의해 처리될 수 있는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 스케일링 단계에 있어서, 상기 수신 신호에 등화 웨이트의 부동 소수점 표현의 지수를 곱하여 상기 신호 가수가 얻어지며, 상기 송신된 데이터가 다른 유저를 향하면 그리드 캐리어에 있어서 그리고 송신된 데이터가 본 유저를 향하면 그리드 캐리어에 있어서 상기 지수는 등화 트레이닝 상태에서 자체를 업데이트하여, 전기 통신망을 통한 통신에 영향을 주는 다중 임펄스 잡음으로 인한 스케일 에러(scale error)의 가능성이 감소되는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 또는 제 7 항중 어느 한항에 있어서,
    다수 그룹의 헤드엔드 키트(18)와 이와 통신하고 있는 유저 키트(2)의 공존성은 이들 키트에 있어서의 송신이득을 조정함으로써 동일한 주파수 및 시간을 이용하는 것(주파수 및 시간을 재사용)이 달성되는 한편 상기 수신을 제어하는 수단에 의해, 상기 다수의 헤드엔드 키트(18) 끼리 통신하므로 공존성 결정을 하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  17. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한항에 있어서,
    다수 그룹의 헤드엔드 키트(18)와 이와 통신하는 유저 키트(2)의 공존성은 이들 키트에 있어서의 송신이득을 조정함으로써 동일한 주파수 및 시간을 이용하는 것(주파수 및 시간을 재사용)이 달성되는 한편 수신 이득을 조정하는 수단에 의해, 자신의 유저 키트(2)와 통신하기 위해 상이한 주파수 및/또는 시간을 사용하는 주요 헤드엔드 키트(1)가 존재하며, 주요 헤드엔드 키트(1)는 동일한 주파수 및 시간을 재사용하는 다수 그룹의 키트(18, 2) 사이의 공존성을 보장할 책임이 있으며 각 그룹의 헤드엔드 키트(18)와 통신할 수 있는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    동일 주파수 및 시간을 재사용하는 다수 그룹의 헤드엔드 키트(18)와 유저 키트(2)가 존재할 때 이득 조정 결과를 극대화하기 위해, 송신이득은 캐리어 단위로 수정되며, 작은 S/N 비보다 큰 S/N 비를 가진 캐리어를 고려하여 평균 S/N 비가 추정되며, 이 결과는 송신이득에 있어서의 수정을 하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    통신을 위하여 동일 주파수 및 시간 범위를 이용하는 다수 그룹의 헤드엔드키트(18)와 유저 키트(2)의 공존성은,
    - 상, 하향의 통신채널 모두에 있어서 대응하는 신호 출력수단의 전력 제어;
    - 모든 유저 키트(2)로부터의 신호가 우선, 다른 그룹을 구성하는 키트(18, 2)에 도달하기 전에 그들 그룹에 대응하는 헤드엔드 키트에 의해 통과하는 망 형태; 및
    - 이들 헤드엔드 키트(18)간에 정보를 송신하거나, 또는 주요 헤드엔드 키트(1)와의 통신에 의해, 동일 주파수 및 시간을 재사용하는 헤드엔드 키트(18)들 사이의 감쇠를 측정하여 유저 키트(2)에 가능한 최대 송신 전력을 조정하기 위해 상기 측정값을 사용함으로써 가능한 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 하향 채널에 있어서, 상기 헤드엔드 키트(18)는 전기 통신 망(S1, S2)을 통한 통신에 있어서 가능한 최대 전력으로 신호를 출력하여 유저 수신기에 있어서의 S/N비에 있어서의 최대 값이 동일 범위의 주파수 및 시간을 재이용하는 헤드엔드 키트(L)간의 감쇠에 의해 제한되는 반면, 다른 범위의 주파수 및/또는 시간을 이용하는 주요 헤드엔드 키트(1)가 존재하면 채널 조정에 의해, 바람직하게는 제어 메시지에 의해 다수의 헤드엔드 키트(18)에 필요한 상이한 이득을 조정할 책임이 있는 것은 주요 헤드엔드 키트(1)인 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 상향 통신 채널에 있어서 동일 주파수 및 시간을 재이용하는 다수 그룹의 유저 키트(2)에 있어서의 공존성을 보장하기 위해 상기 유저 키트(2)에 있어서의 송신이득은 다른 그룹의 헤드엔드 키트(18)에 도달하는(이 그룹에 대해서 간섭하는) 신호 전력 레벨이 라인상에서의 잡음(9) 레벨과 거의 같도록 조정하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 상향 통신 채널에 있어서, 상기 헤드엔드 키트(18)는 그것의 유저 키트중 하나로부터 수신된 전력을 검출하여 그 이득이 증가하거나 감소해야하는 지를 결정한 후, 이 정보를 양호하게 관련된 유저키트(2)에 제어 메시지를 통해 통신하며; 상기 헤드엔드 키트(18)는 주파수, 상기 이전의 추정값 및 잡음의 추정값을 고려한 S/N 비의 추정값을 이용하여 상응하는 결정을 하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  23. 제 17 항에 있어서,
    동일 주파수 및 시간을 재사용하는 다수 그룹의 헤드엔드 키트(18)와 유저 키트(2)가 존재할 때 이득 조정 결과를 극대화하기 위해, 송신이득은 캐리어 단위로 수정되며, 작은 S/N 비보다 큰 S/N 비를 가진 캐리어를 고려하여 평균 S/N 비가 추정되며, 이 결과는 송신이득에 있어서의 수정을 하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  24. 제 17 항에 있어서,
    통신을 위하여 동일 주파수 및 시간 범위를 이용하는 다수 그룹의 헤드엔드키트(18)와 유저 키트(2)의 공존성은,
    - 상, 하향의 통신채널 모두에 있어서 대응하는 신호 출력수단의 전력 제어;
    - 모든 유저 키트(2)로부터의 신호가 우선, 다른 그룹을 구성하는 키트(18, 2)에 도달하기 전에 그들 그룹에 대응하는 헤드엔드 키트에 의해 통과하는 망 형태; 및
    - 이들 헤드엔드 키트(18)간에 정보를 송신하거나, 또는 주요 헤드엔드 키트(1)와의 통신에 의해, 동일 주파수 및 시간을 재사용하는 헤드엔드 키트(18)들 사이의 감쇠를 측정하여 유저 키트(2)에 가능한 최대 송신 전력을 조정하기 위해 상기 측정값을 사용함으로써 가능한 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  25. 제 18 항에 있어서,
    통신을 위하여 동일 주파수 및 시간 범위를 이용하는 다수 그룹의 헤드엔드키트(18)와 유저 키트(2)의 공존성은,
    - 상, 하향의 통신채널 모두에 있어서 대응하는 신호 출력수단의 전력 제어;
    - 모든 유저 키트(2)로부터의 신호가 우선, 다른 그룹을 구성하는 키트(18, 2)에 도달하기 전에 그들 그룹에 대응하는 헤드엔드 키트에 의해 통과하는 망 형태; 및
    - 이들 헤드엔드 키트(18)간에 정보를 송신하거나, 또는 주요 헤드엔드 키트(1)와의 통신에 의해, 동일 주파수 및 시간을 재사용하는 헤드엔드 키트(18)들 사이의 감쇠를 측정하여 유저 키트(2)에 가능한 최대 송신 전력을 조정하기 위해 상기 측정값을 사용함으로써 가능한 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  26. 제 17 항에 있어서,
    상기 하향 채널에 있어서, 상기 헤드엔드 키트(18)는 전기 통신 망(S1, S2)을 통한 통신에 있어서 가능한 최대 전력으로 신호를 출력하여 유저 수신기에 있어서의 S/N비에 있어서의 최대 값이 동일 범위의 주파수 및 시간을 재이용하는 헤드엔드 키트(L)간의 감쇠에 의해 제한되는 반면, 다른 범위의 주파수 및/또는 시간을 이용하는 주요 헤드엔드 키트(1)가 존재하면 채널 조정에 의해, 바람직하게는 제어 메시지에 의해 다수의 헤드엔드 키트(18)에 필요한 상이한 이득을 조정할 책임이 있는 것은 주요 헤드엔드 키트(1)인 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 하향 채널에 있어서, 상기 헤드엔드 키트(18)는 전기 통신 망(S1, S2)을 통한 통신에 있어서 가능한 최대 전력으로 신호를 출력하여 유저 수신기에 있어서의 S/N비에 있어서의 최대 값이 동일 범위의 주파수 및 시간을 재이용하는 헤드엔드 키트(L)간의 감쇠에 의해 제한되는 반면, 다른 범위의 주파수 및/또는 시간을 이용하는 주요 헤드엔드 키트(1)가 존재하면 채널 조정에 의해, 바람직하게는 제어 메시지에 의해 다수의 헤드엔드 키트(18)에 필요한 상이한 이득을 조정할 책임이 있는 것은 주요 헤드엔드 키트(1)인 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  28. 제 17 항에 있어서,
    상기 상향 통신 채널에 있어서 동일 주파수 및 시간을 재이용하는 다수 그룹의 유저 키트(2)에 있어서의 공존성을 보장하기 위해 상기 유저 키트(2)에 있어서의 송신이득은 다른 그룹의 헤드엔드 키트(18)에 도달하는(이 그룹에 대해서 간섭하는) 신호 전력 레벨이 라인상에서의 잡음(9) 레벨과 거의 같도록 조정하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
  29. 제 18 항에 있어서,
    상기 상향 통신 채널에 있어서 동일 주파수 및 시간을 재이용하는 다수 그룹의 유저 키트(2)에 있어서의 공존성을 보장하기 위해 상기 유저 키트(2)에 있어서의 송신이득은 다른 그룹의 헤드엔드 키트(18)에 도달하는(이 그룹에 대해서 간섭하는) 신호 전력 레벨이 라인상에서의 잡음(9) 레벨과 거의 같도록 조정하는 것을 특징으로 하는, 전기 통신망을 통한 디지털 OFDM 멀티유저 전송 시스템용 자동 이득 조정 시스템.
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