KR101314926B1

KR101314926B1 - 트레이닝 신호와 정보 비트들을 할당하기 위한 무선 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101314926B1
Application number: KR1020097017620A
Authority: KR
Inventors: 인혁 차; 프랩하카 알 치트라푸
Original assignee: 인터디지탈 테크날러지 코포레이션
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2013-10-04
Anticipated expiration: 2027-12-05
Also published as: WO2008073246A9; JP2010512115A; KR20090099014A; KR20090083957A; WO2008073246A3; WO2008073246A2; CN101548517A; CN101548517B; JP4907721B2; US20080137718A1; TW200826579A; EP2103068A2; TWI372542B; US20140307684A1

Abstract

OFDM 시스템들에 대한 채널 보정 및 복조의 기술들이 향상되어, 최소한의 처리 부하를 동반하면서 더 높은 유효 데이터 레이트 및/또는 더 낮은 에러 레이트가 달성될 수 있다. 수신기에서의 채널 추정, 디코딩, 및 복조 프로세스를 향상시키기 위해, 파일럿들은 적응적으로 이동 및/또는 제거되고, 그들의 위치는 변경된다. 또한, 정보 운반 데이터 비트들의 추가, 제거, 또는 위치 변경에 의해 수신이 향상된다.

OFDM, 채널 보정, 파일럿, 파일럿 제거, 파일럿 변경

Description

트레이닝 신호와 정보 비트들을 할당하기 위한 무선 통신 방법 및 장치{WIRELESS COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS FOR ALLOCATING TRAINING SIGNALS AND INFORMATION BITS}

직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 신호의 고성능 복조는, 신호가 겪는 시간-주파수 채널의 정확하고 충분히 빈번한 특성분석을 요구한다. 일단 채널들이 충분히 특성분석되면, 즉, 등가적으로, "추정되면", 이와 같은 채널 추정은 채널을 겪은 신호들의 최적의 복조에서 채널의 효과를 최대화하는데 이용될 수 있다. 전형적으로, 이 프로세스는 "채널 등화"라 불린다.

유럽 컴퓨터 제조자 협회(ECMA)-368 초광대역(UWB) 개인 영역 네트워크(PAN) 시스템과 같은, 변조 기술로서 OFDM이 선택되는 현대의 무선 통신 시스템에서, 채널의 특성분석은 전형적으로 2세트의 신호를 가짐으로써 수행된다. 제1 신호는 프리앰블이라 불리며, 그 프리채널 신호 구성이 항상 수신기에 완전히 알려져 있고 주파수 샘플들은 프리앰블 신호를 포함한다. 프리앰블들은 전형적으로 패킷의 데이터부 앞에 추가되어 있다. 인접한 패킷들의 프리앰블로부터 얻어진 채널 추정치의 보간을 이용하여, 데이터부가 겪을 수 있는 시간-주파수 채널의 추정치가 얻어 질 수 있다.

채널 특성분석 및 궁극적 등화를 추가로 보조하는데 유용한 신호의 제2 타입은 파일럿이다. 파일럿들은 패킷의 포스트 프리앰블부의 전체 시간-주파수 샘플 공간의 서브셋을 점유하는 알려진 신호로서, 전형적으로, 패킷의 포스트 프리앰블부의 시간 및 주파수 샘플 공간에 규칙적으로 분산되어 있는 복수개의 단일 또는 작은 서브셋 샘플들을 포함한다. 다시 한번, 파일럿 샘플들간의 보간을 이용하여, 및/또는, 또한 프리앰블부를 이용하여, 채널의 추정치를 얻을 수 있다. 도 1은 전형적인 시간-주파수 채널 공간을 가로지른 파일럿의 분포예를 도시한다.

UWB 시스템들은 전형적으로, 그들의 큰 대역폭과, UWB 시스템의 스펙트럼 영역의 일부에만 충격을 줄 수 있는 많은 간섭 및 노이즈원으로 인해, 자연적 및 인위적인 노이즈와 협대역 신호에 의한 손상에 종속되어 있다는 사실에 관련된 문제들이 본 명세서에서 해결된다. 종래 기술의 UWB 시스템은, 전송측이 동작의 시간-주파수 영역에서 알려진 간섭 소스를 '회피'할 수 있는 방법을 제공하지 않는다. 또한, 종래 기술은 이와 같은 간섭원들의 부정적 영향을 완화시키지도 않는데, 이것은, 종래 기술 방법들이 전송된 신호의 시간-주파수 맵에서 기준 신호의 '고정된' 배치를 이용하기 때문이다.

전형적인 UWB 무선 통신 채널은, 그 넓은 대역폭으로 인해, 뚜렷한 간섭원의 존재없이도 그 동작 주파수에 걸쳐 균일하지 않다. 예를 들어, 만일 2개의 UWB 장치가, 예를 들어, UWB 장착된 모바일 장치의 사용자들에 의해 소지되어 이동됨으로써 서로 상대적으로 이동된다면, 채널 내의 동작 주파수들은 대단히 상이한 왜곡 정도를 겪을 수 있는데, 이것은, 도플러 효과가 채널의 넓은 대역폭에 포함된 상이한 서브주파수들마다 상이한 정도로 영향을 미치기 때문이다.

따라서, ECMA 368 UWB 표준과 호환되는 신호와 같은 UWB OFDM 신호들의 경우, 주파수 영역에는, 인위적 및 자연적인 협대역 간섭원의 존재로 인해 열화를 초래하는 극적으로 증가된 간섭을 채널들이 겪을 수도 있는 복수의 장소들이 존재한다. 이와 같은 채널 부공간의 신호대 잡음비는 나머지 채널 공간에서보다 훨씬 더 낮다.

종래 기술의 UWB 시스템의 한 문제는, 이와 같은 시스템들의 전송기들은 주파수 및 시간 영역에서 트레이닝 신호들의 '고정된' 또는 '시불변' 배치를 갖는다는 것이다. UWB OFDM 시스템에서, 데이터 심볼들의 고성능 수신을 보조하기 위해 신뢰성있게 검출되어야 하는 트레이닝-심볼 자원들의 고정된 할당 또는 배치는 문제가 된다.

종래 기술 시스템의 또 다른 문제는, UWB OFDM 시스템은 데이터 전송용 채널들의 균질성 결핍을 개척하지 않는다는 것이다. 이들 시스템들은 채널 상태들에 대한 그들의 지식에 응답하여 데이터 심볼들을 적응적으로 또는 가변적으로 할당하지 않는다. 그 결과, 채널 용량을 최적으로 이용하지 못하며, 이것은 많은 상이한 타입의 무선 통신 시스템에 흔히 알려진 문제이다. 그러나, 이 문제의 영향은, 협대역 시스템과는 대조적으로, 그들의 넓은 동작 대역폭과 그에 따른 더 큰 간섭 기회 및 더 큰 정도의 채널 불균일성으로 인해, UWB 시스템의 경우에 더 크다.

전술된 문제들 중 일부를 다루는 한 방법은, 전송기에서 제어 및 데이터 심볼들에 관해 에러 보정 코딩을 이용하는 것이다. 채널 상태가 국부적으로 열화되어 그 결과 수신기에서 심볼 검출시에 에러가 초래될 때, 전송된 파형 내의 원래 신호에 대한 용장성의 분산된 정보는 수신기로 하여금 디코딩 기술을 이용하여 원래의 심볼들을 복구할 수 있도록 허용한다.

상기 문제들을 경감시키는데 이용되는 또 다른 방식의 종래 방법은, 트레이 닝 심볼들의 서브셋에 대해 손상이 발생하는 경우에도, 나머지 트레이닝 심볼들이 채널 정보 복구와 데이터 심볼 복조를 보조하는데에 쓸모있도록 충분하게끔, 전송된 파형의 시간-주파수 자원의 상당 부분을 알려진 트레이닝 신호에 할당하는 것이다. 전형적으로 OFDM 시스템에서, 프리앰블들과 파일럿들로 구성된 트레이닝 신호들은, 시간-주파수 자원의 10% 이상을 점유할 수 있다. 그러나, 이 방법은 전형적으로 트레이닝 신호의 과도 할당을 초래할 수 있는데, 이것은, 시스템의 설계는 트레이닝 심볼들의 최악의 경우에 대비하여 이루어져야 하기 때문이다. 이와 같은 과도 할당의 결과, 실제의 정보-운반 데이터 심볼들의 전송에 대하여 채널의 진정 용량의 과소 이용으로 이어질 수 있다.

판정된 보정 값들은 다양한 채널 파라미터들에 대해 완벽하지 않다는 사실을 보상하기 위하여, 데이터를 인코딩하는데 이용되는 파라미터들은 조정된다. 따라서, 종래 기술은, 동적으로 변동하는 가용 채널 용량을 최적으로 이용하기 위하여, 정보 비트들을 적응적으로 분산하는 적응적 변조 코딩(AMC)를 이용했다. AMC에서, 전송기는, 전송된 패킷이 겪을 것으로 예상되는 채널의 품질에 따라, 대개 패킷별로 변경가능한 많은 변조 및 코딩 방법들 중 하나를 적응적으로 선택한다. ECMA-368 UWB 시스템에는, 예를 들어, 비트들을 패킷들에 걸쳐 할당하는 적응적 방법을 패킷별로 제공하는 상이한 8개의 AMC 모드가 있다.

표 1은 ECMA-368 AMC 모드들에서 이용가능한 데이터 레이트들을 도시하고 있다. 일반적으로, 더 낮은 코딩 레이트(즉, 데이터/모든 심볼)와 더 낮은 심볼당 코딩된 비트 레이트는 신호 왜곡의 존재시에 올바른 디코딩의 가능성을 개선시킨 다. 물론, 왜곡은, 채널 파라미터들을 보상함으로써 직접 해결되지 않는 노이즈 또는 간섭원과 같은 인자들에 기인할 수도 있다. 이러한 경우는, 원하는 신호를 향해 보상을 편중시키고, 그리고 아마도 원치 않는 신호들은 더욱 무작위화함으로써, 간접적으로 해결된다. 어느 쪽의 접근법이든 그 단점은, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 및 DCM(Double Carrier Modulation)의 유효 데이터 레이트가 표 1의 최좌측 컬럼에 도시된 바와 같이 충격을 받는다는 것이다.

데이터 레이트(Mb/s)	변조	코딩 레이트(R)	FDS	TDS	코딩된 비트들/6 OFDM 심볼(N_CBP6S)	정보 비트들/6 OFDM 심볼(N_IBP6S)
53,3	QPSK	1/3	예	예	300	100
80	QPSK	1/2	예	예	300	150
106,7	QPSK	1/3	아니오	예	600	200
160	QPSK	1/2	아니오	예	600	300
200	QPSK	5/8	아니오	예	600	375
320	DCM	1/2	아니오	아니오	1200	600
400	DCM	5/8	아니오	아니오	1200	750
480	DCM	3/4	아니오	아니오	1200	900

표 1

UWB OFDM 시스템에서 연속 채널 추정 및 신호 추출에서의 종래 기술의 단점은:

1) 패킷 내에서의 트레이닝 신호들의 적응적 할당의 결핍; 및

2) 패킷 내의 시간-주파수 채널 평면에서의 정보 비트들의 적응적 할당의 결핍이다.

패킷 내에서의 트레이닝 신호들의 적응적 할당의 결핍에 관하여, ECMA-368 시스템과 같은 종래의 UWB 시스템은, 채널의 상태에 관계없이, 파일럿 또는 프리앰블과 같은 트레이닝 신호들의 고정된 할당 방법을 이용한다. 따라서, 이들 UWB 시스템들은, 만일 할당된 트레이닝 신호들이 상당한 손상이 발생하는 시간-주파수 채널 공간의 부분들에 배치된다면, 트레이닝 신호들에 대한 손상을 겪을 수 있다.

패킷 내의 시간-주파수 채널 평면에서의 정보 비트들의 적응적 할당의 결핍에 관하여, 매우 넓은 대역폭으로 인해, 그리고 또한, 이들 장치들은, 그들의 소형 폼팩트 및 사용 모델(예를 들어, PDA에 부착되고 항상 소지될 수 있는, WTRU 등)에 기인하여 이리저리 로밍할 수 있다는 사실로 인해, UWB 장치들은, 시간 및 주파수에서 변동할 수 있는 인위적 및 자연적 협대역 간섭들에 쉽게 직면할 수 있다. 현재의 UWB OFDM 시스템 내의 전송기들은, 패킷 내에서 정보-운반 데이터 비트들을, 통신 채널의 변동하는 상태 또는 예상된 상태에 따라 적응적으로 할당하지 않는다.

그러나, UWB 채널들은, 개개의 패킷들에 걸친 비교적 짧은 시간 동안에도 시변적 기초하에 소정의 시간-주파수 슬롯들 상에서 손상을 겪을 수도 있다는 것이 알려져 있다. 만일 이와 같은 손상이, 앞서 할당된 프리앰블들 및 파일럿들의 최적 이용을 손상시키는 방식으로, 예를 들어 시간-주파수 평면의 상당한 부분에서 대규모로 발생한다면, 채널 코드들을 이용하여 강력하게 암호화된 경우에도 데이터의 많은 부분들이 수신기에서 복구되지 못할 수도 있다.

OFDM 시스템들에 대한 채널 보정 및 복조의 기술들이 향상되어, 최소한의 처리 부하를 동반하면서 더 높은 유효 데이터 레이트 및/또는 더 낮은 에러 레이트가 달성될 수 있다. 수신기에서의 채널 추정, 디코딩, 및 복조 프로세스를 향상시키기 위해, 파일럿들은 적응적으로 이동 및/또는 제거되고, 그들의 위치는 변경된다. 또한 정보 운반 데이터 비트들의 추가, 제거, 또는 위치 변경에 의해 수신이 향상된다.

이하에서 언급할 때, 용어 "무선 송수신 유닛(WTRU)"은 사용자 장비(UE), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 셀룰러 전화, PDA, 컴퓨터, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 기타 임의 타입의 사용자 장치를 포함하지만, 이들만으로 제한되는 것은 아니다. 이하에서 언급할 때, 용어 "기지국"은, 노드-B, 싸이트 제어기, 액세스 포인트(AP), 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 기타 임의 타입의 인터페이싱 장치를 포함하지만, 이들만으로 제한되는 것은 아니다.

설명을 위해, ECMA-368 표준의 일반적인 구조가 제시되어 있다. 이것은 단지 한 구현예일 뿐이며, 본 발명의 범위 내에 여전히 해당하는 소정 파라미터들의 값을 변경하는 다른 구현예에도 확장될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 2는 ECMA-368 UWB OFDM 시스템의 물리층 프레임 구조의 예를 도시한다. ECMA-368 프레임은, 물리층 컨버전스 프로토콜(PLCP) 프리앰블(705), PLCP 헤더(710), 및 PSDU(715)로 구성된다. 도 2는 실물크기대로 스케일링되어 있는 것은 아니며, 예시의 목적을 위해, PLCP 프리앰블(705)와 PLCP 헤더(710)가 과장되어 있다. PLCP 프리앰블(205) 및 PLCP 헤더(210)는 트레이닝 시퀀스로서 이용될 수 있다.

도 3은 물리적 ECMA-368 UWB OFDM 시스템 PSDU 프레임의 간략화된 도면이다. 종래 기술의 방법은, 최상의 보간 및 씨딩(seeding)을 위해 시간 및 주파수 방향 모두에서 이동하는 슬라이딩 윈도우의 이용을 고려한다. UWB 스테이션으로부터의 모든 프레임들이 동일한 528 MHz 주파수 대역상에서 전송되는 경우, 고정된-주파수 인터리빙(FFI)의 이용이 가정된다는 것에 주목해야 한다. 시간-주파수 인터리빙(TFI)을 이용하는 시스템도 역시 이용될 수 있다.

도 3의 기본 구성요소는 다음과 같다:

1) 수평 시간 영역에서, 소정 프레임의 측면에는 그 이전 및 이후의 프레임들이 있다. 시간-영역 패턴은 프레임 경계의 끝에 도달할때까지 정(미래)방향 및 부(과거)방향으로 반복된다.

2) 수직 주파수 영역에서, 파일럿 서브채널들은 9개의 데이터 서브채널들의 측면에 있다. 전술된 주파수 영역 패턴은 주파수 대역의 끝에 있는 보호 대역에 도달할때까지 정방향 및 부방향으로 반복된다.

3) 파일럿들은 주파수 영역에서 파일럿 서브채널 내의 연속된 타임 슬롯들을 점유한다. 데이터 서브채널들은 주파수 영역에서 나머지 서브채널들을 이용한다.

4) ECMA-368 시스템의 PLCP 헤더와 PLCP 프리앰블로 구성된 프레임 프리앰블들은, 신호들의 데이터부에서의 블라인드 신호 추출에 대하여, 수신기에서 수행되는, 채널 행렬 분리 프로시져에 대한 바로 그 초기 '씨드"가 얻어지는, 예비 처리에 이용될 수 있다.

5) 페이로드 및 패드 비트들 사이의 경계는 페이로드의 실제 크기에 따라 가변적이다. 따라서 페이로드 데이터는, 항상 존재하는 그 프레임에 대한 프리앰블로부터의 평균 거리, 및 다음 프레임이 없는 경우에는 존재하지 않는 다음 프레임에 대한 프리앰블로부터 평균 거리에 있어서 변동한다.

한 실시예에서, 트레이닝 신호, 특히, 파일럿들이, 채널의 상태에 따라 주어진 패킷의 주파수 영역 상에서 적응적으로 배치되는 방법이 제공된다.

또 다른 실시예에서, 채널의 상태 및 품질은, 수신된 이전 패킷들에 기초하여, 전송측 UWB 장치의 수신기에 의해 얻어진 주파수 영역 채널 추정치에 의해 평가될 수 있다. 이렇게 얻어진 채널 추정치로부터, 주파수 스펙트럼 부분들이 분석되고, 이와 같은 각각의 부분들은 그 내부에 파일럿 심볼을 포함하는 것이 적합한지의 여부에 대해 판정된다.

또 다른 실시예에서, 채널 품질이 우수한 주파수 영역들에서 파일럿들이 제거될 수 있다. 이와 같은 주파수 영역들에서, 파일럿 없이도 양호한 채널 추정치가 얻어질 수 있는데, 이것은 전체 전송 대역폭을 커버하는 프리앰블부로부터 얻어 진 앞서의 채널 추정치로 충분하며, 이미 우수한 주파수 채널들 주변의 보다 나은 채널 추정을 위해 어떠한 파일럿도 요구되지 않을 것이기 때문이다. 이어서, 제거된 파일럿은 채널 품질이 양호하지 못한 영역에 재배치되어, 양호한 채널 추정치를 생성하기에는 기존 파일럿들이 충분하지 않은 주파수 영역들 내의 및 그 주변의 채널들의 추정을 보조한다.

또 다른 실시예에서, 채널 품질이 매우 불량한 주파수 영역들에서 파일럿들은 제거될 수 있다. 이것은 전송측 UWB 장치가 불량 품질의 채널들로부터 데이터 심볼들을 완전히 제거하여 이들 주파수 채널들 내의 및 주변의 파일럿들을 유지할 필요성을 부인하는 경우, 또는 전송측 UWB 장치가 모든 데이터 심볼들을 제거하지 않고 이들 불량 품질 주파수 채널들 상으로 맵핑되는 데이터 심볼들에 대해서 더욱 에러-저항성이 강한 변조/코딩 방법을 적용하는 경우에 발생할 수 있다. 후자의 경우, 파일럿 채널들의 제거는 강화된 에러 보호 때문에 용인될 수 있다. 다시 한번, 제거된 파일럿들은 다른 주파수 채널들에 재배치되어 이들 주파수 채널들 주변의 더 세밀한 채널 추정을 보조할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 지극히 우수한 주파수 채널들 및 지극히 불량한 주파수 채널들 모두로부터 파일럿들이 제거되고, 제거된 파일럿들은 나머지 주파수 채널들에 재배치될 수 있다.

어떤 파일럿 채널들이 제거 및/또는 재배치될 것인지를 결정하기 위하여, 주어진 패킷에 대한 전체 전송 대역폭이 중첩 또는 비중첩 서브채널 부분들로 분할될 수 있다. 각각의 서브채널 부분들은 하나 또는 복수의 주파수 빈(bin)으로 구성된 다. 각각의 이와 같은 서브채널 부분들은, 파일럿 채널들의 유지 또는 제거/재배치하기 위한 그들의 안정성에 대하여 분석될 수 있다.

도 4는, 원래 주파수 서브채널 -55 및 -35 각각 상에 배치되었던, 2개의 파일럿 채널 Cp[0], Cp[2]를 예시하고 있다. 이들은 제거되어, 각각, 상이한 주파수 서브채널들 -54 및 -34에 재배치된다. 파일럿 채널의 위치 변경으로 인해 데이터 채널들의 위치들도 역시 변할 수 있다는 사실에 주목해야 한다. 그러나, 파일럿 채널들의 위치 변경이 알려지고 표시된다면, 데이터 채널의 새로운 위치는 용이하게 판정될 수 있는데, 이것은 데이터 채널 위치들의 시퀀스는 파일럿 채널들의 산재된 배치를 제외하고는 실제로 변하지 않기 때문이다. 따라서, 어떤 주파수 채널들이 파일럿들의 새로운 위치를 포함하는지를 판정할 수 있도록, 파일럿 채널들의 배치 변경만이 수신측 UWB 장치 또는 WTRU에 수송되어야 한다. 원래의 ECMA-368 명세의 파일럿 배치 구조에서, 주파수 채널들은, 하나의 파일럿 채널 및 9개의 데이터 채널로 구성된 10개 주파수 빈, 또는 서브채널에 의해 그룹화된다. 이들 10개-빈 인터벌은 도 4에서 4각형 경계선으로 표시되어 있다. 주파수 빈 -56 내지 -47은, 처음 10개-빈 인터벌을 포함하고, 빈 -46 내지 -37은 다음 10개-빈 인터벌을 포함하는 등등의 식이다.

상당한 간섭이 존재하는 UWB 스펙트럼의 부분이 전체 스펙트럼에 비해 작은 대부분의 상황에서, 이와 같은 간섭에 의해 영향받는 주파수 부분들 또는 빈들의 갯수는, 이와 같은 부분들 또는 빈들의 전체 갯수에 비해 비례적으로 매우 작다. 따라서, 만일 UWB 장치가, 심각하게 손상된 주파수 채널들로부터 파일럿들이 제거 되고 재배치되는 방법을 사용한다면, 일단 이와 같은 빈들이 결정되고 나면, 전송측 UWB 장치는, 영향받는 상대적으로 극소수의 주파수 빈들의 위치들 또는 인덱스들을 수신측 UWB 장치에게 표시할 필요성만 있을 것이다.

ECMA-368 UWB OFDM 패킷 포멧에 대한 특정한 응용에 대해, 한 실시예에서, 물리층(PHY) PLCP 헤더 내의 가용 예약 비트들 중 일부는, 파일럿이 제거되거나 추가되는 주파수 빈들의 인덱스들을 가리키기 위해 사용된다.

도 5는 현재 제안된 ECMA-368 UWB PCLP 헤더 포멧에서, 총 15개 예약 비트들들이 4개의 상이한 예약 비트 필드들에서 예약되어 있는 것을 도시하고 있다.

한 실시예에서, '예약' 비트들 중 일부는 제안된 다양한 표시들을 위해 사용된다. ECMA-368에는 12개의 파일럿 채널들이 있기 때문에, 파일럿 채널들 중 임의의 파일럿 채널의 제거 또는 재배치 여부를 가리키기 위해 12 비트들이 요구된다. 예를 들어, 비트 스트링 000010010001은 5번째, 8번째, 및 12번째 파일럿들의 제거 또는 재배치를 가리킬 것이다. 또한, 재배치되는 각각의 파일럿에 대해, 만일 그 파일럿이 자신이 원래 배치되었던 동일한 10-빈 주파수 인터벌 내에서만 재배치될 수 있다면, 그 파일럿이 재배치되는 장소를 가리키기 위해 4비트까지 요구될 것이다.

주파수 빈들의 변경된 위치들의 표시를 위해 이들 예약 비트들을 이용하는 방법의 한 실시예는, 사용할 수 있는 예약 비트들은 오직 15 비트만 있기 때문에, 파일럿들이 제거/재배치될 수 있는 위치들에 관해 추가의 제약을 가하는 것이다.

예로서, 첫번째, 매 3개 파일럿당 하나만이 제거 또는 재배치될 수 있고, 두 번째, 파일럿은 한 위치로부터, 변위된 파일럿의 원 위치를 포함하는 동일한 10개 주파수 빈들 내에서 원위치로부터 8개 주파수 빈 내에 있는 또 다른 위치로, 제거될 수 있다는 제약을 사용하는 것이 가능하다. 첫번째 제약은, 제거/재배치될 수 있는 파일럿은 많아야 4개까지 있을 수 있고, 이것은 2개의 예약 비트만을 요구하는 것을 의미한다. 두번째 제약은 재배치되는 파일럿당 또 다른 3개 비트들이 요구된다는 것을 의미한다. 만일 최대 4개 파일럿들이 제거/재배치된다면, 진술된 제약들 하에서, 어느 파일럿들이 제거되는지, 이들이 어디에 재배치되는지를 가리키기 위해 많아야 15개 비트가 요구된다. ECMA-368 PLCP 헤더는 15개의 예약 비트들을 가지기 때문에, 이러한 표시를 위해 이들 비트들을 이용할 수 있다.

도 4로 되돌아가면, 하나의 파일럿만이 제거되어 원래의 파일럿이 배치되었던 동일한 10빈 인터벌 내에서의 새로운 위치에 재배치되는 신호가 도시되어 있다.

또 다른 예로서, 새로운 위치들이 배정될 수 있는 것에 관해 제약하지 않는 것이 가능하다. 하나의 10빈 인터벌 내의 한 파일럿 위치를 제거하고, 이 파일럿 심볼을 이미 파일럿이 있던 또 다른 10빈 인터벌에 재배치하는 것이 가능하다. 그 다른 파일럿은 재배치될 수 있다. 도 6은 이와 같은 상황을 예시한다.

도 6에서, 각각 주파수 빈 -55 및 -45 상의 원래의 파일럿 심볼 Cp[0] 및 Cp[1]은 각각 주파수 빈 -56 및 -47에 재배치된다. 재배치 이후에, 처음 10빈 인터벌은 이제 2개의 파일럿 빈을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 또한, 두번째 10빈 인터벌은 재배치 이후에 파일럿을 포함하지 않는 것으로 도시되어 있다. 다시 한번, 15개 예약 비트들을 사용하여 파일럿의 재배치를 가리키기 위해 소정 제약들 을 상이한 방식으로 적용하는 것이 가능하다.

만일 파일럿이 제거 및 재배치될 수 있는 장소에 관하여 제약이 없거나 거의 제약이 없이, 파일럿 제거와 재배치가 이루어진다면, 단지 15개 예약 비트만을 사용하는 것은 충분하지 않을 수 있다. 따라서, 파일럿들의 위치에서의 변경을 운반하기 위해 하나보다 많은 패킷에서 예약된 비트들을 사용하는 것이 가능할 것이다. 예를 들어, 만일 2개의 연속된 패킷들에서 PLCP 헤더들이 사용된다면, 파일럿들에서의 위치 변경을 가리키기 위해 총 30개의 예약 비트들이 이용가능할 것이다. 반면, 복수의 PLCP 헤더들을 이용하는 비용은, 전송측 UWB 장치로부터 그 의도한 수신자로의 파일럿에서의 변경의 표시에서 증가된 지연(레이턴시)이다.

파일럿 및 데이터 채널들의 변경된 위치들의 표시에 사용하기 위한 또 다른 가능한 방법은, 새로운 타입의 제어 패킷의 이용에 의한 것이다. 이 방법은 ECMA-368 명세에서는 현재 있지 않은 특별한 제어 패킷의 새로운 정의를 요구한다.

또 다른 유사한 방법은, 파일럿들의 새로운 위치들을 가리키기에 충분히 많은 비트들을 포함하기 위해, ACK 패킷과 같은 어떤 기존의 패킷 타입의 정의를 확장하는 것이다.

전송측 UWB 장치가, 어떤 파일럿 주파수 채널이 심각한 채널 손상의 영향하에 있으며 재배치를 요구하는지를, 어떻게 판정하는지가 남겨져 있다. 이와 같은 판정을 위한 한 방법은 역방향 링크로부터의 주파수 영역 채널 추정 결과를 이용하는 것이다. 예로서, UWB 장치 A가 또 다른 장치 B와 통신하면서 현재의 파일럿 위치들 중 어느 것이 대체/재배치될 필요성이 있는지를 평가하기를 원한다고 가정하 자. 먼저, 장치 A는, 장치 B로부터 수신한 역방향 링크 패킷들의 수신으로부터 채널 추정치를 얻을 수 있다. 그 다음, 장치 A는 역 채널, 즉, 장치 A로부터 장치 B로의 채널의 추정치를 계산할 수 있다. 그 다음, 이 추정치는 주파수 채널들의 임의의 부분들, 즉, 임의의 주파수 빈들이 심각하게 손상되었는지의 여부를 평가하기 위해 분석된다. 손상된 주파수 빈들이 식별되고 하면, 그리고, 만일 손상된 주파수 빈들 중 일부가 파일럿 심볼들을 갖도록 이전에 할당된 주파수 빈들 상에 또는 극히 부근에 있다면, 이들 빈들 상의 파일럿들은 제거되고 그 대신 데이터 심볼로 대체될 수 있다. 유사하게, 파일럿 채널은 그 파일럿 채널이 원래 할당받았던 주파수 빈과는 상이한 주파수 빈에 재배치될 수 있다. 이를 행하는 한 옵션은, 최강 최근접 이웃 파일럿 채널 주파수 빈과, 파일럿 채널이 제거된 주파수 빈 사이의 중간의 주파수 빈으로 파일럿 채널을 재배정하는 것일 수 있다.

어느 파일럿 채널들이 제거 및/또는 재배치될 것인지를 판정하는 또 다른 방법은, 수신측 UWB 장치로부터의 직접적인 표시에 의한 것일 수 있다. 이것은 다시 한번, 수신측 UWB 장치로부터의 패킷들의 PLCP 헤더 내의 예약 비트들의 일부를 이용함으로써 이루어질 수 있다. 이것은, 전송기 장치 상에서 파일럿 위치 변경을 가리키기 위한 방법과 유사하지만, 전송기 장치에서 사용되는 것과는 상이한 예약 비트들이 사용된다. 대안으로서, 새로이 정의된 제어 패킷이 사용될 수도 있고, 또는 수신 장치로부터의 긍정 ACK 또는 RTS(request-to-send) 패킷의 새로운 확장이 채택될 수도 있다.

이하에서는, 데이터 심볼들을 운반하는 정보가, UWB OFDM 패킷 내의 상이한 주파수 채널(빈) 상에서 적응적 변조 코딩을 이용하여 적응적으로 할당될 수 있는 방법의 많은 실시예들이 제시된다.

이와 같은 방법의 한 실시예에서, 예를 들어, 이전 섹션에서 이미 기술된 몇개의 방법들에 의해 얻어진 주파수 채널의 추정치는, 어느 주파수 빈이 양호한 품질, 예를 들어, 높은 신호-대-잡음비인지, 어느 것이 불량 품질인지를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 그 다음, 전송측 UWB 장치는 가장 높은 품질의 주파수 빈들에서 또는 그 주변에서, 고차수 변조 방법 및/또는 저속 채널 코딩 방법을 이용하여, 더 많은 정보 비트들을 할당할 수 있다. 이 장치는 또한, 낮은 채널 품질을 갖는 주파수 빈들에서 또는 그 주변에서, 저차수 변조 방법 및/또는 고속 채널 코딩 방법을 이용하여, 더 적은 정보 비트들을 할당할 수 있다. 주파수 빈들에 걸친 적응적 비트 할당은, ECMA-368 시스템과 같은 기존의 UWB OFDM 시스템에서 사용되는 방법과는 달리, 패킷 내에서 이루어진다.

전송측 UWB 장치가 패킷 내에서 상이한 주파수 빈들에 걸친 적응적 비트 할당 방법을 이용한다고 가정하자. 수신측 UWB 장치가 신호를 올바르게 복조하기 위해서는, 주파수 빈들 중 어느 것이 어떤 종류의 변조 또는 채널 코딩 방법을 사용했는지를 알 필요가 있을 것이다. 이 문제를 해결하기 위한 방법의 많은 실시예들이 이하에 개시된다.

먼저, PCLP 헤더 내의 예약 비트들 중 일부는, 상이한 주파수 빈들에 따른 변조 및/또는 채널 코딩의 변동을 가리키기 위해 사용될 수 있다. ECMA-368 표준에서는 15개의 예약 비트만이 존재하기 때문에, 주파수 빈들에 걸친 비트 할당의 상세한 분할을 가리킬 수 있기 위해, 하나보다 많은 패킷, 그에 따라, 하나보다 많은 PLCP 헤더와 그 연관된 예약 비트들을 사용할 필요성이 있다. 128개의 가용 주파수 채널 내에는 100개 데이터 채널이 있다. 만일 데이터 채널들 각각에 대해 2개의 상이한 비트 할당 방법이 사용된다면, 데이터 채널 모두에 비트들을 적응적으로 할당하는 능력이 요구되고, 100개의 인덱스 비트가 요구된다. 표시를 위해 요구되는 예약 비트들의 갯수를 줄이기 위해 추가의 제약들이 가해질 수 있다. 예를 들어, 100개의 데이터 채널은 10개의 연속된 비중첩 비트 인터벌로 분할될 수 있다. 여기서, 각각의 비트 인터벌은 그 내부에 10개의 데이터 채널을 가진다. 그 다음, 임의의 한개의 10-빈 인터벌이 (가능한 2개의 방법 중) 어떤 비트 할당 방법을 사용할 것인지를 가리키기 위해서는 10개 비트만이 필요하다.

두번째, 전술된 파일럿 제거/재배치의 표시를 위한 방법과 유사하게, 상이한 주파수 빈들(또는 빈 인터벌들) 상에서의 적응적 비트 할당을 가리키기 위해 하나보다 많은 PLCP 헤더 및 그 가용 예약 비트들이 사용될 수 있다.

세번째, 전술된 방법들과 유사하게, 새로운 제어 패킷(프레임) 타입이 사용될 수 있다. 여기서, 이 프레임은 비트들의 적응적 할당을 가리키기 위해 정의된 제어 필드들을 가진다.

이하에서는, 상이한 갯수의 정보 비트들을 상이한 주파수 빈들에 적응적으로 할당하기 위한 방법이 제시된다.

도 7은, PSDU 프레임들, 즉, 물리층(PHY) 레벨의 정보-운반 데이터 심볼들을 포함하는 패킷들을 포멧하는, ECMA-368 시스템의 전송기 첨부 및 스크램블링 유 닛(700)을 도시한다. 전송기 첨부 및 스크램블링 유닛(700)은, 정보-운반 데이터 심볼들을 운송하는 프레임 페이로드(705)를, 32-비트 프레임 체크 시퀀스(FCS)와 패킷 어셈블러/디어셈블러(PAD) 비트들(715)로 스크램블링한다. 6개 "제로"-값의 테일 비트들도 역시 전송기 첨부 및 스크램블링 유닛(700)에 입력된다. 전송기 첨부 및 스크램블링 유닛(700)은 스크램블된 프레임 페이로드(730), 32개의 스크램블된 FCS 비트들(735), 스크램블된 PAD 비트들(740), 및 언스크램블된 제로-값의 테일 비트들(740)을 함께 추가하여 스크램블된 PSDU 프레임(750)을 형성한다.

도 8은 전송기 첨부 및 스크램블링 유닛(700)을 포함하는 전송기(800)의 예를 도시한다. 추가적으로, 전송기는 콘볼루션 인코더/펑처러(805), 비트 인터리버(815), 변조 맵퍼(825), OFDM 변조기(835) 및 전송 안테나(845)를 더 포함할 수 있다. 변조 맵퍼(825)는 QPSK 변조 맵퍼 또는 DCM 맵퍼일 수 있다. 전송기(800)는 WTRU 및/또는 기지국에 병합될 수 있다.

도 8을 참조하면, 전송기 첨부 및 스크램블링 유닛(700)에 의해 출력된 스크램블된 PSDU 프레임(750)은 콘볼루션 인코더/펑처러(805)에 공급된다. 콘볼루션 인코더/펑처러(805)는 인코딩되고 펑처링된 비트(810)를 출력하고, 이 인코딩되고 펑처링된 비트(810)들은 비트 인터리버(815)에 의해 비트 인터리빙된다. 그 다음, 전송 채널 특성에 관한 지식을 이용하여, 변조 맵퍼(825)는 특정한 주파수 빈에 대한 맵핑으로서 QPSK 변조 또는 DCM을 선택한 다음, 인터리빙된 비트들(820)을 선택된 변조 맵핑(QPSK 또는 DCM)에 맵핑한다. 그 다음, 변조 맵퍼(825)에 의해 출력된 맵핑된 비트들(830)은 OFDM 변조기(835)에 공급되고, OFDM 변조기(835)는 맵핑 된 비트들(830)을 변조하여, 전송 안테나(845)를 통해 전송되는 OFDM-변조된 출력 비트들(840)을 생성한다.

도 9는 스크램블된 PSDU(750)을 재구축하는 수신기(900)의 일례를 도시한다. 수신기(900)는 수신 안테나(905), OFDM 복조기(915), 디맵퍼(925), 비트 디인터리버(935), 및 비터비 디코더(945)를 포함할 수 있다. 디맵퍼(925)는 QPSK 변조 디맵퍼 또는 DCM 디맵퍼일 수 있다. 수신기(900)는 WTRU 및/또는 기지국에 병합될 수 있다.

도 9를 참조하면, 수신 안테나(905)에 의해 수신된 기저대역 신호(910)는 OFDM 복조기(915)에 의해 복조된다. 그 결과의 복조된 신호(920)는 디맵퍼(925)에 공급된다. 디맵퍼(925)는 먼저 채널 특성에 관한 정보를 이용하여 QPSK 변조 디맵핑 또는 DCM 변조 디맵핑을 선택한 다음, 그에 따라 복조된 신호(920)를 디맵핑한다. 그 다음, 디맵핑된 신호(930)는, 디맵핑된 신호(930)를 디인터리빙하는 비트 디인터리버(935)에 공급된다. 비트 디인터리버(935)는, 비터비 디코더(945)에 공급되는 디인터리빙된 비트들(940)을 출력한다. 비터비 디코더(945)는 스크램블된 PSDU(750)를 출력한다. 스크램블된 PSDU(750)는 PSDU 프레임 페이로드(미도시)를 생성하기 위해 추가로 처리(스크램블 및 첨부해제)될 수 있다.

이하에서는, 상이한 주파수 빈들 상으로의 비트들의 적응적 할당이 ECMA-368 PSDU의 약간 수정된 판에 대한 많은 상이한 방식으로 수행될 수 있는 한 방법의 대안적 실시예들이 제시된다.

한 실시예는 QPSK 대 DCM의 가변적 사용에 의한 적응적 할당을 포함한다 전 송측 UWB 장치는 상이한 주파수 빈마다 상이한 변조 맵핑을 이용함으로써 정보 비트들을 상이한 주파수 할당한다. 예를 들어, 주파수 채널들이 훌륭하고 모든 주파수 채널들의 평균에 비해 우수한 경우, QPSK 변조되었을 정보 비트들은 DCM으로 업변조(up-modulate)될 수 있다. 마찬가지로, 주파수 채널 품질이 매우 불량한 경우, DCM으로 변조되었을 정보 비트들은 QPSK로 다운 변조될 수 있다. 그 다음, 신호들은 IFFT를 이용하여 OFDM 변조기에 맵핑된다.

수신측 UWB 장치에서, 수신기는 먼저 FFT를 적용함으로써 OFDM 신호를 주파수 영역으로 되변환한다. 그 다음, 이 절의 앞선 문단들에서 설명된 바와 같이, 예를 들어, PLCP 헤더 예약 비트들을 판독함으로써 얻어진, 어느 변조 방법이 어느 주파수 빈에 대응하는지에 관한 표시를 이용하여, 수신기는 수신된 비트들을 2개의 파티션 내에 수집할 수 있다. 여기서, 하나의 파티션은 한세트의 주파수 빈에 대응하고 전송측 UWB 장치에 의해 QPSK에 변조-맵핑된 비트들을 포함하며, 다른 파티션은 다른 세트의 주파수 빈에 대응하고, 전송측 UWB 장치에 의해 DCM으로 변조 맵핑된 비트들을 포함한다. 그 다음, 수신기는 2개의 파티션들로부터 별도로 그 변조된 신호들을 디맵핑할 수 있다. 2세트의 신호가, 하나는 QPSK 복조에 의해, 다른 하나는 DCM 복조에 의해 복조된 후에, 복조된 비트들은, 주파수 빈들의 순서를 반영하는 올바른 순서로 되어 있는지 다시 한번 대조되고, 도 9에 도시된 바와 같이, 비트 인터리빙, 콘볼루션 디코딩, 및 디스크램블링과 같은 추가의 수신기 처리로 진행한다.

이 특정한 솔루션은 ECMA-368 시스템의 기존의 전송기 및 수신기 프로시져들 에 대한 많지 않은 변경만을 요구한다. 전송기는 2세트의 신호, 즉, DCM을 이용하는 한세트와 QPSK를 이용하는 나머지 한세트를 유지할 필요가 있다. 수신기는 또한, 이들 2세트의 신호를 유지하기 위해, QPSK 및 DCM 복조 모두를 수행할 수 있도록 설계될 필요가 있다. ECMA 명세에 대한 유일한 다른 변경사항으로는 전술된 표시 방법이 해당될 것이다.

이 방법의 또 다른 실시예는, 채널 코딩 레이트의 가변적 이용에 의한 적응적 할당을 포함한다. 이 실시예에서, 상이한 채널 품질을 갖는 상이한 주파수 빈마다 상이한 채널 코딩 레이트가 이용된다. ECMA-368 명세는, 4개의 상이한 펑처링 방법과 결합된 베이스 1/3 콘볼루션 인코더를 이용함으로써, 예를 들어, 4개의 상이한 채널 코딩 레이트, 1/3, 1/2, 5/8, 및 3/4를 제공한다. 따라서, 4개의 상이한 레벨의 채널 품질까지 식별할 수 있고, 4개 품질 레벨에 따라 주파수 빈들을 분할할 수 있고, 상이한 주파수 빈들 상에서 운반될 심볼들에 관한 상이한 채널 코딩 레이트를 사용할 수 있다. 이것은, 전송기가 4개의 상이한 세트의 정보 비트를 유지해야 하고, 별도로 채널 코딩, 인터리빙, (QPSK 또는 DCM으로의) 변조 맵핑해야 하며, 그 다음, 별도로 OFDM으로 변조해야 하고, 그 다음, 4개까지의 상이한 OFDM 신호들을 중첩에 의해 시간 영역에서 결합해야 한다는 점에서, 전송기측에서 OFDM 변조기뿐만 아니라, 인터리빙 및 QPSK/DCM 맵퍼의 변경을 요구한다.

수신기에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 4개의 상이한 채널 코딩 레이트 중 하나로 전송기에서 인코딩된 비트 스트림들 각각에 대해 각각 하나씩의, 본질적으로 4개의 상이한 수신기들을 가질 필요가 있을 것이다.

또 다른 실시예는, 상이한 주파수 빈들 상에서의 가변적인 변조와 채널 코딩 레이트들의 혼합을 사용하는 것을 포함한다. 이것은, 전술된 2개 실시예들의 하이브리드 조합일 것이며, ECMA-368 명세의 더 많은 수정을 요구한다. 그러나, 이 방법은, 상이한 품질을 갖는 4개의 상이한 주파수 채널 상으로의 8개까지의 상이한 레벨의 비트 할당을 가능케할 것이다.

도 10은 N개 안테나를 갖는 다중-입력 다중-출력(MIMO) UWB-OFDM 전송기(1000)의 예이다. 주목할 점은, ECMA-368과 같은 UWB-OFDM 표준에서 현재의 기술 상태는, N=1인 단일-입력 단일-출력(SISO) 시스템에 기초하고 있다. 전송기(1000)는, 직렬-대-병렬(S/P) 변환기(1010), 적응적 파일럿 할당 유닛(1015₁-1015_N), 주파수 인터리버(1020₁-1020_N), 적응적 맵핑 유닛(1025₁-1025_N), 양자화기(1030), 처리 유닛(1035₁-1035_N), 기저대역-대-무선 주파수(RF) 변환기(1040₁-1040_N), 및 전송 안테나(1045₁-1045_N)를 포함할 수 있다. 적응적 맵핑 유닛(1015₁-1015_N)은 적응적 QPSK 변조 맵핑 유닛 또는 적응적 DCM 맵핑 유닛일 수 있다. 전송기(1000)는 WTRU 및/또는 기지국 내에 병합될 수 있다.

도 10을 참조하면, S/P 변환기(1010)는 기저대역 데이터 입력 신호(1005)를 N개의 병렬 비트 스트림들로 변환한다. 적응적 파일럿 할당 유닛(1015₁-1015_N)들 각각은 주파수 빈들 내의 파일럿들을 적응적으로 할당하고, 파일럿 할당 표시 비트(1017₁-1017_N)를 발생한다. 주파수 인터리버(1020₁-1020_N)는, 병렬화된 입력 신 호(1018₁-1018_N)를 인터리빙하기 위한 주파수 빈들을 판정하기 위해 파일럿 할당 표시 비트(1017₁-1017_N)를 이용한다. 적응적 파일럿 할당 유닛(1015₁-1015_N)은 또한, S/P 변환기(1010)에 의해 출력된 N개의 병렬 비트 스트림들 각각에 멀티플렉싱된 데이터 비트(1018₁-1018_N)를 출력한다. 출력 데이터 비트(1018₁-1018_N)는, 채널에 대한 지식을 이용하여 적응적 파일럿 할당 유닛(1015₁-1015_N)에서 발생된 다음, PSDU 헤더(도 2의 215) 내의 예약 비트들 일부 또는 전부에 의해 운반된다. 파일럿 할당 표시 비트(1017₁-1017_N)는 PLCP 헤더(도 2의 210)의 5-옥테트 PHY 헤더부 내의 (도 5에 도시된) 예약 비트들 일부 또는 전부 상에 운반된다. 주파수 인터리빙 후에, 적응적 맵핑 유닛(1025₁-1025_N)은 주파수 인터리버(1020₁-1020_N)의 출력들을 QPSK 변조 또는 DCM에 맵핑한다. QPSK 변조 또는 DCM으로의 맵핑에 대한 선택은, 주파수 빈들에 대응하는 주파수 채널에 대한 정보와 파일럿 할당에 기초하여 적응적으로 이루어진다. 그 다음, QPSK 변조 또는 DCM-맵핑된 신호는 양자화기(1030)에 의해 양자화되고, 그 결과적인 신호는 시간 영역 신호로 변환되어 처리 유닛(1035₁-1035_N)에 의해 보호 대역 비트들이 부가된다. 그 다음, 결과적인 신호(1038₁-1038_N)는 기저대역-대-RF 유닛(1040₁-1040_N)에 의해 아날로그 RF 신호로 변환된다. 마지막으로, RF 신호들은 안테나(1045₁ 내지 1045_N)로부터 전송된다.

도 10은 MIMO 전송기를 도시하고 있음에 주목해야 한다. 1개 안테나를 갖는 SISO 전송기의 경우, S/P 변환기(1010)는 제거되고 인덱스없이 한 시퀀스의 유닛(1015 내지 1045)이 있을 것이다. 그러나, 동작들의 나머지는 도 10에 대해 기술된 바와 유사할 것이다.

구현예.

1. 전송기에 있어서,

스크램블된 물리층 서비스 데이터 유닛(PSDU) 프레임을 발생하도록 구성된 스크램블링 유닛과;

스크램블된 PSDU 프레임에 기초하여 인코딩 및 펑처링된 비트들을 발생하도록 구성된 콘볼루션 인코더와;

상기 인코딩 및 펑처링된 비트들을 인터리빙하도록 전기적으로 구성된 비트 인터리버와;

상기 인터리빙된 비트들을 적절히 선택된 맵핑에 맵핑하여, 인터리빙되고 맵핑된 비트들을 발생하도록 구성된 변조 맵퍼와;

OFDM-변조된 출력 비트들을 생성하기 위해 상기 인터리빙되고 맵핑된 비트들을 변조하도록 구성된 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 변조기와;

상기 OFDM-변조된 출력 비트들을 전송하도록 구성된 전송 안테나

를 포함하는, 전송기.

2. 구현예 1에 있어서, 상기 변조 맵퍼는 직교 위상 시프트 키잉(QPSK) 변조 맵퍼인 것인, 전송기.

3. 구현예 1에 있어서, 상기 변조 맵퍼는 이중 캐리어 변조(DCM) 맵퍼인 것인, 전송기.

4. 구현예 1-3 중 어느 하나에 있어서, 상기 변조 맵퍼는, 전송 채널 특성에 대한 지식을 이용하여, 특정한 주파수 빈에 대해 비트 인터리버에 의해 출력된 인터리빙된 비트들에 대한 맵핑으로서, QPSK 변조 또는 DCM 변조를 선택한 다음, 인터리빙된 비트들을 적절히 선택된 QPSK 변조 또는 DCM 맵핑에 맵핑하는 것인, 전송기.

5. 구현예 1-4 중 어느 하나에 정의된 전송기를 포함하는 무선 송수신 유닛(WTRU).

6. 구현예 1-4 중 어느 하나에 정의된 전송기를 포함하는 기지국.

7. 수신기에 있어서,

기저대역 신호를 수신하도록 구성된 수신 안테나와;

상기 수신된 기저대역 신호를 복조하도록 구성된 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 복조기와;

상기 복조된 신호를 디맵핑하도록 구성된 변조 디맵퍼와;

상기 디맵핑된 신호를 디인터리빙하도록 구성된 비트 디인터리버와;

상기 디맵핑되고 디인터리빙된 신호에 기초하여 스크램블된 물리층 서비스 데이터 유닛(PSDU) 프레임을 발생하도록 구성된 비터비

를 포함하는 수신기.

8. 구현예 7에 있어서, 상기 변조 디맵퍼는 직교 위상 시프트 키잉(QPSK) 변 조 디맵퍼인 것인, 수신기.

9. 구현예 7에 있어서, 상기 변조 디맵퍼는 이중 캐리어 변조(DCM) 디맵퍼인 것인, 수신기.

10. 구현예 7-9 중 어느 하나에 있어서, 상기 변조 디맵퍼는, 수신 채널 특성에 관한 정보를 이용하여, 직교 위상 시프트 키잉(QPSK) 변조 디맵핑 또는 이중 캐리어 변조(DCM) 디맵핑을 선택한 다음, 그에 따라 복조된 신호를 디맵핑하는 것인, 수신기.

11. 구현예 7-10 중 어느 하나에 있어서, 상기 스크램블된 PSDU 프레임은, PSDU 프레임 페이로드를 생성하기 위해 스크램블되고 첨부해제되는 것인, 수신기.

12. 구현예 7-11 중 어느 하나에 정의된 수신기를 포함하는 무선 송수신 유닛(WTRU).

13. 구현예 7-11 중 어느 하나에 정의된 수신기를 포함하는 기지국.

14. 다중-입력 다중-출력(MIMO) 광대역(UWB) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 전송기에 있어서,

데이터 입력 신호를 N개의 병렬 비트 스트림으로 변환하도록 구성된 직렬-대-병렬(S/P) 변환기와;

주파수 빈 내의 파일럿들을 적응적으로 할당하고, 비트 할당 표시 비트들을 발생하도록 구성된 복수의 적응적 파일럿 할당 유닛과;

병렬 비트 스트림들 중 각각의 비트 스트림을 인터리빙하기 위한 주파수 빈을 결정하고, 인터리빙된 비트들을 발생하도록 구성된 복수의 주파수 인터리버와;

상기 인터리빙된 비트들을 직교 위상 시프트 키잉(QPSK) 또는 이중 캐리어 변조(DCM)에 맵핑하도록 구성된 복수의 적응적 변조 맵핑 유닛으로서, 상기 QPSK 또는 DCM으로 맵핑의 선택은 주파수 빈에 대응하는 주파수 채널에 대한 정보 및 파일럿 할당에 기초하여 적응적으로 이루어지는 것인, 복수의 적응적 변조 맵핑 유닛과;

QPSK 변조 또는 DCM 맵핑된 신호를 양자화하도록 구성된 양자화기;

상기 맵핑된 신호들을 시간 영역 신호로 변환하고 상기 시간 영역 신호들에 보호대역 비트들을 첨부하도록 구성된 복수의 처리 유닛과;

상기 시간 영역 신호들을 RF 신호들로 변환하도록 구성된 복수의 기저대역-대-무선 주파수(RF) 변환기들과;

상기 RF 신호들을 전송하도록 구성된 복수의 전송 안테나

를 포함하는, 전송기.

15. 구현예 14의 전송기를 포함하는 무선 송수신 유닛(WTRU).

16. 구현예 14의 전송기를 포함하는 기지국.

17. 단일-입력 단일-출력(SISO) 초광대역(UWB) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 전송기에 있어서,

주파수 빈 내의 파일럿들을 적응적으로 할당하고, 비트-할당 표시 비트들을 발생하도록 구성된 적응적 파일럿 할당 유닛과;

인터리빙할 주파수 빈들을 결정하고 인터리빙된 비트들을 출력하도록 구성된 주파수 인터리버와;

상기 인터리빙된 비트들을 직교 위상 시프트 키잉(QPSK) 또는 이중 캐리어 변조(DCM)에 맵핑하도록 구성된 적응적 변조 맵핑 유닛으로서, 상기 직교 위상 시프트 키잉(QPSK) 또는 이중 캐리어 변조(DCM)로의 맵핑의 선택은, 상기 주파수 빈에 대응하는 주파수 채널에 대한 정보와 파일럿에 기초하여 적응적으로 이루어지는 것인, 상기 적응적 변조 맵핑 유닛과;

상기 QPSK 변조 또는 DCM 맵핑된 신호를 양자화하도록 구성된 양자화기와;

상기 맵핑된 비트들을 시간 영역 신호로 변환하고, 상기 시간 영역 신호에 보호 대역 비트들을 첨부하도록 구성된 처리 유닛과;

상기 시간 영역 신호들을 RF 신호들로 변환하도록 구성된 기저대역-대-무선 주파수(RF) 변환기와;

상기 RF 신호들을 전송하도록 구성된 전송 안테나

를 포함하는, 전송기.

18. 구현예 17의 전송기를 포함하는 무선 송수신 유닛(WTRU).

19. 구현예 17의 전송기를 포함하는 기지국.

20. 물리층 컨버전스 프로토콜(PLCP) 헤더를 갖는 초광대역(UWB) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 패킷 내의 예약 비트들을 구성하는 방법에 있어서,

파일럿들을 주파수 평면 내의 데이터 비트들 사이에 할당하는 것과;

상기 파일럿들이 제거되거나 추가되는 주파수 빈들의 인덱스를 가리키기 위해 상기 PLCP 헤더 내의 가용 예약 비트들의 적어도 일부를 구성하는 것

을 포함하는, 예약 비트 구성 방법.

21. 파일럿 채널들의 재배치를 가리키는 방법에 있어서,

제1 세트의 각각의 주파수 서브채널들로부터 복수의 파일럿 채널들을 제거하는 것과;

상기 파일럿 채널들을 제2 세트의 각각의 주파수 서브채널에 재배치하는 것과;

어떤 주파수 채널이 상기 파일럿 채널들의 새로운 위치들을 포함하는지를 WTRU가 판정할 수 있도록, 상기 파일럿 채널들의 배치에 있어서의 변경을, 초광대역(UWB) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 패킷의 물리층 컨버전스 프로토콜(PLCP) 헤더 내의 예약 비트들을 이용하여 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)에 운반하는 것

을 포함하는, 파일럿 채널 재배치 표시 방법.

22. 구현예 21에 있어서, 파일럿 채널들 중 임의의 파일럿 채널의 제거 또는 재배치 여부를 가리키기 위해 12개의 예약 비트들이 요구되는 것인, 파일럿 채널 재배치 표시 방법.

본 발명의 특징들 및 요소들이 특정한 조합의 양호한 실시예들에서 기술되었지만, 각각의 특징 및 요소는 양호한 실시예의 다른 특징들 및 요소들 없이 단독으로, 또는 본 발명의 다른 특징들 및 요소들과 함께 또는 이들 없이 다양한 조합으로 이용될 수 있다. 본 발명에서 제공된 방법들 또는 플로차트들은, 범용 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행하기 위한 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체로 구체적으로 구현된, 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체의 예로는, 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐쉬 메모리, 반도체 메모리 소자, 내부 하드디스크 및 탈착형 디스크와 같은 자기 매체, 광자기 매체, 및 CD-ROM 디스크, DVD와 같은 광학 매체가 포함된다.

적절한 프로세서들로는, 예로서, 범용 프로세서, 특별 목적 프로세서, 통상의 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 회로, 및 기타 임의 타입의 집적 회로, 및/또는 상태 머신이 포함된다.

무선 송수신 유닛(WTRU), 사용자 장비(UE), 단말기, 기지국, 무선 네트워크 제어기(RNC), 또는 임의의 호스트 컴퓨터에서 이용하기 위한 무선 주파수 트랜시버를 구현하기 위해 소프트웨어와 연계한 프로세서가 이용될 수 있다. WTRU는, 카메라, 비디오 카메라 모듈, 화상전화, 스피커폰, 진동 장치, 스피커, 마이크로폰, 텔레비젼 수상기, 핸즈프리 헤드셋, 키보드, 블루투스 모듈, 주파수 변조된(FM) 무선 유닛, 액정 디스플레이(LCD) 유닛, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저, 및/또는 임의의 무선 근거리 통신망(WLAN) 모듈과 같은, 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현된 모듈들과 연계하여 이용될 수 있다.

전술된 요약 및 이하의 상세한 설명은, 첨부된 도면들을 참조하여 판독할 때 더욱 잘 이해될 것이다.

도 1은 전형적인 시간-주파수 채널 공간을 가로지른 파일럿 분포예를 도시한다.

도 2는 종래의 ECMA-368 프레임 구조를 도시한다.

도 3은 간략화된 ECMA-368 프레임 구조를 도시한다.

도 4는 주파수 영역 내의 파일럿 및 데이터의 이동에 대한 표시를 도시한다.

도 5는 ECMA-368 UWB 직교 주파수 영역 멀티플렉싱된 패킷 포멧의 물리층 컨버전스 프로토콜(PLCP) 헤더에 대한 표시를 도시한다.

도 6은 주파수 영역 내의 파일럿의 제거와 추가에 대한 표시이다.

도 7은, ECMA-368의 스크램블된 물리층 서비스 데이터 유닛(PSDU)을 포멧하기 위해 전송기 첨부 및 스크램블링 유닛이 어떻게 이용되는지를 도시하는 도면이다.

도 8은 전송의 일례이다.

도 9는 수신기의 일례이다.

도 10은, OFDM 전송기의 블럭도의 일례이다.

Claims

다중-입력 다중-출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 초광대역(ultra-wideband; UWB) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(orthogonal frequency division multiplexing; OFDM) 전송기에 있어서,

데이터 입력 신호를 N개의 병렬 비트 스트림들로 변환하도록 구성된 직렬-대-병렬(serial-to-parallel; S/P) 변환기;

주파수 빈(bin) 내의 파일럿들을 적응적으로(adaptively) 할당하고(allocate), 파일럿 할당 표시 비트들을 발생하도록 구성되며, 상기 S/P 변환기에 결합된 복수의 적응적 파일럿 할당 유닛들;

상기 파일럿 할당 표시 비트들을 수신하고, 상기 병렬 비트 스트림들 중 각각의 비트 스트림을 인터리빙할 주파수 빈을 결정하고, 인터리빙된 비트들을 발생하도록 구성되며, 상기 적응적 파일럿 할당 유닛들 중 각각의 적응적 파일럿 할당 유닛에 결합된 복수의 주파수 인터리버들;

상기 주파수 인터리버들 중 각각의 주파수 인터리버에 결합된 복수의 적응적 변조 맵핑 유닛들로서, 상기 적응적 변조 맵핑 유닛들은, 상기 인터리빙된 비트들을 직교 위상 시프트 키잉(quadrature phase shift keying; QPSK) 변조 또는 이중 캐리어 변조(double carrier modulation; DCM)에 맵핑하도록 구성되고, 상기 QPSK 변조 또는 DCM으로의 맵핑의 선택은, 상기 주파수 빈에 대응하는 주파수 채널에 대한 정보 및 파일럿 할당에 기초하여 적응적으로 이루어지는 것인, 상기 복수의 적응적 변조 맵핑 유닛들;

상기 적응적 변조 맵핑 유닛들에 결합되어, 상기 QPSK 변조 또는 DCM 맵핑된 신호들을 양자화하도록 구성된 양자화기;

상기 맵핑된 신호들을 시간 영역(time-domain) 신호들로 변환하고, 상기 시간 영역 신호들에 보호 대역 비트들을 첨부하도록 구성되며, 상기 양자화기에 결합된 복수의 처리 유닛들;

상기 처리 유닛들 중 각각의 처리 유닛에 결합되며, 상기 시간 영역 신호들을 무선 주파수(radio frequency; RF) 신호들로 변환하도록 구성된 복수의 기저대역-대-무선 주파수(RF) 변환기들; 및

상기 기저대역-대-무선 주파수(RF) 변환기들 중 각각의 기저대역-대-무선 주파수(RF) 변환기에 결합되며, 상기 RF 신호들을 전송하도록 구성된 복수의 전송 안테나들을

포함하는, 전송기.
제1항의 전송기를 포함하는 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit; WTRU).
제1항의 전송기를 포함하는 기지국.
단일-입력 단일-출력(single-input single-output; SISO) 초광대역(ultra-wideband; UWB) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(orthogonal frequency division multiplexing; OFDM) 전송기에 있어서,

주파수 빈(bin) 내의 파일럿들을 적응적으로(adaptively) 할당하고(allocate), 파일럿 할당 표시 비트들을 발생하도록 구성된 적응적 파일럿 할당 유닛;

상기 적응적 파일럿 할당 유닛에 결합되어, 상기 파일럿 할당 표시 비트들을 수신하고, 인터리빙할 주파수 빈들을 결정하며, 인터리빙된 비트들을 출력하도록 구성된 주파수 인터리버;

상기 주파수 인터리버에 결합되어, 상기 인터리빙된 비트들을 직교 위상 시프트 키잉(quadrature phase shift keying; QPSK) 변조 또는 이중 캐리어 변조(double carrier modulation; DCM) 중 어느 하나에 맵핑하도록 구성된 적응적 변조 맵핑 유닛으로서, 상기 직교 위상 시프트 키잉(QPSK) 변조 또는 이중 캐리어 변조(DCM)로의 맵핑의 선택은, 상기 주파수 빈들에 대응하는 주파수 채널에 대한 정보와 파일럿 할당에 기초하여 적응적으로 이루어지는 것인, 상기 적응적 변조 맵핑 유닛;

상기 적응적 변조 맵핑 유닛에 결합되어, 상기 QPSK 변조 또는 DCM 맵핑된 신호들을 양자화하도록 구성된 양자화기;

상기 양자화기에 결합되어, 상기 맵핑된 비트들을 시간 영역(time-domain) 신호들로 변환하고 상기 시간 영역 신호들에 보호 대역 비트들을 첨부하도록 구성된 처리 유닛;

상기 처리 유닛에 결합되어, 상기 시간 영역 신호들을 무선 주파수(radio frequency; RF) 신호들로 변환하도록 구성된 기저대역-대-무선 주파수(RF) 변환기; 및

상기 기저대역-대-무선 주파수(RF) 변환기에 결합되어, 상기 RF 신호들을 전송하도록 구성된 전송 안테나를

포함하는, 전송기.
제4항의 전송기를 포함하는 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit; WTRU).
제4항의 전송기를 포함하는 기지국.