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KR20010031066A - 디지털 통신 시스템에서 위상 회전 기법을 사용하는시그날링 - Google Patents

디지털 통신 시스템에서 위상 회전 기법을 사용하는시그날링 Download PDF

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KR20010031066A
KR20010031066A KR1020007003905A KR20007003905A KR20010031066A KR 20010031066 A KR20010031066 A KR 20010031066A KR 1020007003905 A KR1020007003905 A KR 1020007003905A KR 20007003905 A KR20007003905 A KR 20007003905A KR 20010031066 A KR20010031066 A KR 20010031066A
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KR
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KR1020007003905A
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KR100661028B1 (ko
Inventor
미카엘 훅
스테판 자버르브링
Original Assignee
텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
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Publication date
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Abstract

셀룰러 무선 원거리 통신 시스템과 같은 원거리 통신 시스템에서, 변조 스킴 선택 정보, 코딩 정보 또는 전력 레벨 제어 명령과 같은 송신 정보가 대역 구비조건을 증가시키지 않고 그리고 부수적인 송신 지연을 초래하지 않고 송신기에서 수신기로 효율적으로 전달된다. 이는 데이터 심볼 위상 회전 기법을 사용하여 달성되는데, 여기서, 데이터 심볼의 시퀀스, 예를 들어, 소정의 채널의 전파 특성을 추정하는데 사용되는 트레이닝 심볼의 시퀀스가 수신기로 전달되고 있는 정보에 유일하게 대응하는 위상 회전 팩터에 따라 위상 회전된다. 수신기에서, 심볼들은 수신기가 트레이닝 시퀀스를 복구할 때까지 역회전된다. 이는 수신기가 송신기에서 심볼을 회전시키는데 사용되는 위상 회전 팩터를 결정하는 것을 가능하게 한다. 이는 또한 대응하는 송신 정보를 식별한다.

Description

디지털 통신 시스템에서 위상 회전 기법을 사용하는 시그날링{SIGNALING USING PHASE ROTATION TECHNIQUES IN A DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM}
〈기법분야〉
본 발명은 일반적으로 디지털 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 특히, 대역 요건이 증가하고 송신 지연이 도입됨이 없이 송신기로부터 수신기로 정보의 송신에 관한 것이다.
〈배경기법〉
디지털 통신 시스템은 전형적으로 음성, 데이터 및/또는 제어 정보를 통신하기 위한 하나 이상의 변조 스킴을 채택한다. 이런 변조 스킴은 GMSK(Gaussian Minimum Shift Keying), M-ary QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 또는 M-ary Psk(Phase Shift Keying)을 포함하며, 여기서 M은 다른 변조 스킴에 대해 특정된 변조 심볼의 수를 나타낸다. 다른 변조 심볼은 송신될 다른 정보 심볼과 대응한다. 예컨데, M=2인 변조 스킴에서는 단지 2개의 다른 변조 심볼이 특정된다. 따라서, M=2 변조 스킴은 이진수 변조 스킴으로 언급된다.
변조의 다른 형태들은 통신 채널의 품질에 따라 다르게 영향을 받을 수 있는데, 즉 다른 스킴은 왜곡, 시간 분산 C/I 비 등에 다소 영향을 받지 쉽다. 따라서, 다른 변조 스킴은 로부스트니스(robustness)의 다른 레벨을 가진다. 일반적으로, 변조 심볼의 수가 증가함에 따라, 즉 M의 값이 증가함에 따라, 변조 스킴은 로부스트(robust)가 작아지는 경향이 있다. 그러나, 변조 스킴의 로부스트니스에 영향을 미치는 다른 팩터, 예컨데 심볼 레이트가 있다. 심볼 레이트는 또한 소정의 변조 스킴 뿐만아니라 다른 변조 스킴간에도 다르게 특정될 수 있다.
예컨데 정보 비트 레이트 및 에러 레이트에 대한 적당한 통신 품질을 보장하기 위하여 링크 적응이 활용될 수 있다. 예컨데, 노이즈 레벨, 간섭, 경로 손실 및 시간 분산에 영향을 받을 수 있는 통신 채널의 (시변)품질에 의존하여, 링크 적응 전략은 적당한 변조 스킴, 채널 코딩, 소스 코딩, 대역 및 신호 전력 레벨이 에러 레이트, 쓰루프트(throughput) 등에 대한 관점에서 사용자의 요구를 만족시키는 링크 품질을 얻도록 선택되는 것을 보장한다. 진정으로 유효화하기 위하여, 링크 적응 기법은 비교적 짧은 시간 주기에서 채널 조건을 모니터링 및/또는 측정할 수 있어야만 한다. 이 때, 현 채널 조건에 기초하여, 시스템은 링크 품질을 최적화하기 위하여 변조 스킴 또는 다른 스킴을 선택한다.
TDMA(Time Division Multiple Access)를 채택하는 원거리통신 시스템은 이용가능한 주파수 대역을 여러 RF 채널로 분할한다. 이들 RF 채널 각각은 여러 물리 채널 또는 시간 슬롯으로 더욱 분할된다. 음성, 데이터 및/또는 제어 정보는 버스트(burst)로 송신되며, 여기서 버스트는 물리 채널 또는 시간 슬롯과 대응한다. TDMA 기초 시스템에서, 링크 적응 및 변조 선택은 버스트-바이-버스트(burst-by-burst) 기준으로 전형적으로 달성된다. 그러나, 링크 적응이 TDMA 시스템으로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 오히려, 링크 적응은 다른 액세스 원리에 기초로한 시스템에서 또한 수행될 수 있다. 예컨데, CDMA(Code Division Mutiple Access) 시스템에서는 소정의 링크 품질을 달성하기 위하여 예컨데, 코딩, 변조 및 확산 팩터를 변하게할 수 있다.
임의의 링크 적응 및 변조 선택 기법의 중요한 일면은 송신기가 수신기에게 정보의 특정 버스트에 대해 선택된 변조 스킴을 통지하는 방식이다. 아마도, 정보의 특정 버스트와 연관된 변조 스킴에 대하여 수신기에게 통지하기 위한 가장 수월한 기법은 수신기에게 미리 시그날링하는 것에 관련된다. 그러나, 이런 기법은 송신 지연을 초래하는 부가적인 오버헤드(overhead)(대역 요건에서의 증가)를 가져오기 때문에 매우 바람직하지 않다.
변조 선택 정보를 수신기에 전달하기 위한 다른 기법은 트레이닝 시퀀스의 사용과 관련된다. 본 기법의 숙련자에게는 용이하게 이해될 수 있으며, 트레이닝 시퀀스는 채널의 왜곡 및 노이즈 특성을 측정하기 위하여 수신기에서 전형적으로 채택된다. 예턴데, 트레이닝 시퀀스를 수신할 때, 수신기는 수신된 트레이닝 시퀀스를 예상 트레이닝 시퀀스와 연관된 값과 비교한다. 수신기는 그 후 채널을 특징지우기 위하여(즉, 채널을 추정하기 위하여) 그 차이를 활용할 수 있다.
변조 선택 정보를 수신기에 전달하기 위해 트레이닝 시퀀스를 사용하고자, 하나 이상의 트레이닝 시퀀스는 다양한 변조 스킴 각각에 할당되야만 한다. 그러나, 이런 해결책은 많은 단점을 또한 가진다. 가장 먼저의 단점은 적당한 수의 유일한 트레이닝 시퀀스를 양호한 자동 코릴레이션(correlation) 속성과 동일시하기 어렵다는 사실에 있다. 또한, 부가적인 트레이닝 시퀀스 각각을 저장하기 위한 부가적인 메모리가 요구된다. 더욱이, 부가적인 제어 소프트웨어가 부가적인 트레이닝 스킴을 조정하는데 요구된다.
실제로, 수신기는 선행 시그날링이 대역 손실 및 송신 지연을 가져옴에 따라, 송신기로부터 선행 시그날링없이 정보의 특정 버스트와 연관된 변조 스킴을 결정할 수 있어야만 한다. 또한, 수신기는 이퀄라이져이션 프로세스가 복잡하고 변조에 종속하기 때문에, 채널 추정 프로세스 동안(즉, 이퀄라이져이션 프로세스 이전에) 변조 스킴을 결정해야만 한다. 더욱이, 수신기는 각각 또는 2개 이상의 변조 스킴이 동일한 트레이닝 시퀀스 및 심볼 레이트를 채택한다는 사실에 무관한 변조 스킴을 검출할 수 있어야만 한다.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 위상 회전 및 위상 역회전 기법을 예시한 도.
도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 위상 회전 및 역회전 기법을 더 예시한 도.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 송신기 및 수신기 각각에 대한 예시적인 구성을 도시한 도.
도 4a 및 4b는 트레이닝 동안 4-PSK 및 8-PSK 심볼에서 포인트의 부분 집합 사용을 예시한 도
본 발명은 원거리 통신 시스템에서 송신기가 변조 포맷과 관련된 정보와 같은 시그날링 정보를 송신 대역의 증가 및 어떠한 중대한 송신 지연의 도입없이 수신기에 송신하게 하는 기법에 관련된다. 일반적으로, 본 발명은 심볼 성좌(constellation) 위상 회전 기법을 채택함으로써 달성된다.
따라서, 본 발명의 일 목적은 변조 정보와 같은 송신 정보를 송신기로부터의 선행 시그날링없이 원거리 통신 시스템에서 수신기에 전달하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 오버헤드의 증가없이(즉, 대역 요건의 증가없이) 원거리 통신 시스템에서 수신기에 송신 정보를 전달하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 원거리 통신 시스템에서 송신 정보를 수신기에 전달하는데 있어, 수신기가 채널 추정 동안 사용되는 트레이닝 시퀀스와 심볼 레이트에 무관하며 이퀄라이져이션에 앞선 정보를 인식하는데 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 상술한 목적 및 다른 목적은 시그날링 정보를 송신기에서 수신기로 송신하는 방법 및/또는 장치에 의해 달성된다. 이런 방법 및/또는 장치는 송신기에서 수신기로 전달될 복수의 정보 신호중 하나와 또한 데이터를 식별하는 것과 관련되며, 공통 위상 회전 팩터만큼 하나 이상의 심볼 각각을 회전하는데 관련되며, 여기서 위상 회전 팩터는 송신기에서 수신기로 전달될 하나의 정보 신호를 유일하게 식별한다. 하나 이상의 위상 회전된 심볼 각각은 수신기로 송신된다.
본 발명의 다른 면에 따르면, 전술한 목적 및 다른 목적은 송신기에서 수신기로 변조 정보를 전달하는 방법 및/또는 장치에 의해 달성된다. 이런 방법 및/또는 장치는 복수의 변조 스킴 중 하나를 선택하며, 복수의 변조 스킴에서 선택된 하나에 따라 트레이닝 심볼의 시퀀스를 변조하는 것과 관련된다. 위상 회전 팩터는 복수의 변조 스킴 중 선택된 하나에 대응하여 식별되며, 여기서 적어도 하나의 유일한 위상 회전 팩터는 복수의 변조 스킴 각각과 연관된다. 각각의 트레이닝 심볼의 위상은 복수의 변조 스킴 중 선택된 하나에 대응하는 동일한 위상 회전 팩터의 함수로서 회전하며, 위상 회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스는 수신기로 송신된다. 수신기에서, 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스는 각각의 위상 회전 팩터의 함수로서 위상 회전된 트레이닝 심볼의 수신된 시퀀스를 역회전함에 의해 각각의 위상 회전 팩터에 대해 발생된다. 역회전된 트레이닝 심볼의 각각의 시퀀스는 예상된 트레이닝 심볼의 시퀀스와 비교되고, 예상된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 가장 정확히 근사화하는 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스가 식별된다. 결국, 복수의 변조 스킴 중 선택된 하나는 예상된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 가장 가깝게 근사화하는 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 생성하는 위상 회전 팩터에 기초로 하여 식별된다.
본 발명의 또 다른 면에 따르면, 전술한 목적 및 다른 목적은 송신기에서 수신기로 데이터와 함께 송신된 시그날링 정보를 식별하는 방법 및/장치에 의해 달성된다. 이런 방법 및/또는 장치는 송신기로부터 송신된 심볼의 시퀀스를 포함하는 신호를 수신하는 것과 관련되며, 여기서 심볼은 트레이닝 심볼 및 데이터 심볼을 포함하며, 심볼의 시퀀스에서 각각의 심볼과 연관된 위상은 시그날링 정보에 대응하는 공통 위상 회전 팩터에 따라 송신기에서 회전된다. 수신된 신호로부터의 샘플이 발생되며, 샘플은 송신된 심볼의 시퀀스에 대응한다. 송신된 심볼의 시퀀스는 공통 위상 회전 팩터에 따라 샘플을 역회전함으로써 복구되며, 시그날링 정보는 송신된 심볼의 시퀀스를 복구하는데 사용되는 공통 위상 회전 팩터의 함수로서 식별된다.
본 발명은 셀룰러 무선 전화 시스템과 같은 원거리 통신 시스템에서 송신기가, 송신 대역을 증가시키지 않고 또한 송신 지연을 증가시키지 않고도, 원거리 통신 데이터의 버스트와 연관된 선택된 변조 스킴에 관련된 정보와 같은 시그날링 정보를 수신기로 송신할 수 있는 송신 기법에 관한 것이다. 그러나, 기법분야의 숙련자는 본 발명이 이하에 상세히 서술되는 바와 같이, 변조 정보 이외에 다른 유형의 송신 정보를 효율적으로 송신하는데 이용될 수 있다는 사실을 알 것이다. 일반적으로, 본 발명은 송신될 시그날링 정보와 독특하게 연관된 각도 양만큼, 트레이닝 심볼의 시퀀스를 포함할 수 있는 송신될 심볼의 위상을 회전시킴으로써, 이와 같은 능력을 제공한다. 결국, 수신기는 송신기에서의 심볼에 대해 실시되는 위상 회전양에 기초하여 정보를 식별할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 기본 개념을 도시한다. 보다 상세하게는, 도 1a는 네개의 심볼 N, N+1, N+2 및 N+3을 구비하는 심볼 시퀀스(즉, 트레이닝 심볼 시퀀스)를 도시한다. 도 1a에 도시한 예에서, 각각의 심볼은 단일 이진 비트값을 나타내는데, 여기서 심볼 N은 0과 같고, 심볼 N+1은 1과 같고, 심볼 N+2는 1과 같고, 심볼 N+3은 0과 같다. 즉, 송신기에서 수신기로 송신될 심볼 시퀀스는 0110이다.
본 발명에 따르면, 변조 스킴과 독특하게 연관된 선정된 위상 회전양이 각각의 심볼에 대해 유입된다. 도 1a에 도시한 예에서, 도입된 위상 회전은 -π/4의 위상 회전 팩터다. 따라서, 심볼 N은 0의 논리값과 0의 위상 회전(즉, 0* -π/4)로송신되고, 심볼 N+1은 1의 논리값과 -π/4의 위상회전(즉, 1* -π/4)로 송신되고, 심볼 N+2는 1의 논리값과 -π/2의 위상회전(즉, 2* -π/4)로 송신되고, 심볼 N+3은 0의 논리값과 -3π/4의 위상회전(즉, 3* -π/4)으로 송신된다.
도 1a가 송신기에 대한 본 발명의 기본 개념을 도시하는 한편, 도 1b는 수신기에 대한 본 발명의 기본 개념을 도시한다. 수신기가 송신된 시퀀스 0110을 다시 포획하도록 하기 위해서는, 수신기는 예상 값이 검출될 때까지 수신된 샘플의 각각을 역회전(de-rotate)시켜야만 한다. 이렇게 하는데 있어서, 수신기는 시퀀스 0110을 다시 포획하는데 π/4의 위상 회전 팩터가 필요하다는 것을 알 수 있다. 보다 상세하게는, 첫번째 샘플 N의 수신시, 수신기는 0의 예상 샘플값을 다시 포획하기 위해서는 전적으로 샘플(즉, 0* π/4의 위상 회전)을 역회전시킬 필요가 없다. 그러나, 두번째 샘플 N+1의 수신시, 수신기는 예상되는 두번째 샘플값 1을 포획하기 위해서는 π/4의 팩터만큼 수신 샘플을 역회전시켜야만 한다는 것을 인식할 것이다. 세번째 샘플 N+2의 수신시, 수신기는 예상되는 세번째 샘플값 1을 다시 포획하기 위해서는 π/4의 부가 팩터(즉, 2* π/4의 총 위상 회전)만큼 수신 샘플을 역회전시켜야만 한다는 것을 인식할 것이다. 이와 유사하게, 네번째 샘플 N+3의 수신시, 수신기는 예상되는 네번째 샘플값 0을 다시 포획하기 위해서는 π/4의 또 다른 팩터(즉, 3* π/4의 총 위상 회전)만큼 수신 샘플을 역회전시켜야만 한다는 것을 인식할 것이다. 수신기가 π/4 이외의 위상 회전 팩터를 사용하여 수신 샘플을 디로테이스시켰다면, 수신기는 시퀀스 0110를 다시 포획하지 못하였을 것이다. 따라서, 수신기는 위상 회전 팩터(즉, -π/4)을 변조 스킴의 표시로서 사용할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 변조 스킴을 결정하는 프로세스가 채널 추정 동안 수행되어, 변조 스킴이 채널 이퀄라이제이션의 프로세스 이전에 공지되게 된다.
도 2a-2d는 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 잘 도시하는 제2 실시예이다. 도 2a-2d에 도시한 예에서, 채널이 어떠한 왜곡 또는 노이즈 (즉, 송신 신호는 수신 신호와 동일함)도 유입하지 않는다고 가정한다. 또한, 원거리 통신 시스템은 두개의 변조 스킴, 예를 들면, 4-PSK와 8-PSK를 이용한다고 가정한다. 더욱이, 두개의 변조 스킴은 동일한 이진 트레이닝 시퀀스 0110을 이용한다고 가정한다. 트레이닝 시퀀스가 이진 트레이닝 시퀀스이기 때문에, 각각의 심볼(즉 각각의 비트)는 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 4-PSK와 8-PSK 스킴 모두에 대해 심볼 성좌에서의 두 지점중의 하나를 식별한다. 도 4a 및 도 4b는 또한 바람직한 실시예에서, 심볼 성좌 상의 동일한 두 지점이 예를 들어 점 0과 π을 트레이닝 하는 동안 4-PSK와 8-PSK 모두에 대해 사용된다. 그러나, 본 발명의 위상 회전 기법은 보다 길거나 또는 긴 비이진(non-binary) 트레이닝 시퀀스와 함께 사용될 수 있다는 것을 알 것이다.
상기 설명한 바와 같이, 각각의 변조 스킴은 독특한 위상 회전 팩터가 할당된다. 본 실시예에서, 4-PSK 변조 스킴에는 -π/4의 위상 회전 팩터가 할당된다. 8-PSK 변조 스킴에는 -π/8의 위상 회전 팩터가 할당된다.
도 2a는 송신될 심볼의 시퀀스 N, N+1, N+2 및 N+3를 도시하는데, 여기서 첫번째 심볼 N은 0과 같고, 두번째 심볼 N+1은 1과 같고, 세번째 심볼 N+2는 1과 같고, 네번째 심볼 N+3은 0과 같다. 도 2a에서의 네개의 심볼 N, N+1, N+2 및 N+3는 아직 회전되지 않았다는 것을 알아야 한다.
도 2b에서, 비록 상술한 바와 같이, 4-PSK 심볼 성좌 상의 네개 지점중의 두개만이 트레이닝 동안 사용되고 있지만, 현재 4-PSK 변조 스킴이 사용되고 있기 때문에 -π/4의 위상 회전 팩터를 사용하여 송신기에서 네개의 심볼이 회전된다. 따라서, 첫번째 심볼 N가 쉬프트되지 않고 남게 되며, 두번째 심볼 N+1은 -π/4만큼 회전되고, 세번째 심볼 N+2는 -π/2와 같은 총 회전양에 대해 부수적인 -π/4만큼 회전되고, 네번째 심볼 N+3은 -3π/4와 같은 총 회전양에 대해 또 다른 -π/4만큼 회전되게 된다.
반면에, 도 2a 및 도 2b는 각각 위상 회전 전과 후에 송신될 심볼 시퀀스를 도시한다. 도 2c 및 도 2d는 수신기가 이들을 역회전한 후의 수신 심볼(즉, 샘플)을 도시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 수신기는 원거리 통신 시스템에 의해 이용되는 각각의 변조 스킴과 연관된 위상 회전 팩터를 사용하여 수신 샘플 각각을 역회전한다. 본 발명에서, 상술한 바와 같이 두가지 변조 스킴, 4-PSK와 8-PSK가 존재한다. 첫번째 변조 스킴 4-PSK에는 -π/4의 위상 회전 팩터가 할당되고, 두번째 변조 스킴 8-PSK에는 -π/8의 위상 회전 팩터가 할당된다. 따라서, 도 2c는 수신기가 π/8의 위상 회전 팩터만큼 역회전한 후의 샘플 N, N+1, N+2 및 N+3의 시퀀스를 도시한다. 도 2c를 도 2d와 비교하면, 기법분야의 숙련자는 적당한 위상 회전 팩터, 이 경우에 π/4만큼 수신 샘플을 역회전함으로써만이 수신기가 예상 시퀀스 0110을 복구할 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 수신기는 예상 시퀀스 0110을 복구하는데 필요한 위상 회전 팩터에 기초하여 현재 변조 스킴이 8-PSK보다는 4-PSK이라는 것을 결정할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 수신기 및 송신기에 대한 예시적인 기능 구성을 도시한다. 예를 들어 도 3a는 송신기(300)를 도시하는데, 여기서 트레이닝 심볼의 시퀀스 N, N+1, N+2 및 N+3는 다수의 서로 다른 변조 스킴 M(즉, 4-PSK)중의 선택돤 하나에 따라 변조된다. 다음에 위상 회전 선택 기능부(305)는 선택된 변조 스킴에 대응하는 적당한 위상 회전 팩터 1 내지 R을 선택한다. 이때 각각의 트레이닝 심볼은 펄스 쉐이핑 필터(310)에 의해 회전되어, 의도하는 수신기로 송신된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 트레이닝 심볼와 함께 송신되는 데이터를 나타내는 심볼도 역시 동일한 위상 회전 팩터에 따라 회전된다는 것을 알 것이다.
도 3b는 의도하는 수신기(325)를 구성하는 기능 특징을 도시한다. 초기에, 수신 신호(즉, 트레이닝 심볼을 포함하는 아날로그 신호)는 수신기 필터(330)에 의해 필터링되고, 트레이닝 심볼에 대응하는 샘플이 발생되어, 예를 들어 위상 역회전 모듈(335)와 같은 다수의 위상 역회전 모듈로 송신된다. 각각의 위상 역회전 모듈은 그 이름이 제시하는 바와 같이, 위상 회전 팩터 1-R중의 하나만큼 수신 트레이닝 샘플을 역회전한다. 따라서, 각각의 역회전 모듈은 한 세트의 역회전된 트레이닝 샘플을 발생한다. 예를 들어, 채널 추정 기능부(340)와 같은 채널 추정 기능부는 대응하는 역회전된 트레이닝 샘플 세트에 기초하여 채널 추정을 수행한다. 예를 들어, 채널 필터링 기능부(345)와 같은 채널 필터링 기능부는 예상된 트레이닝 시퀀스(350)을 대응하는 채널 추정의 함수로서 조정한다. 예상되고 조정된 트레이닝 시퀀스가 역회전된 트레이닝 샘플의 대응하는 세트와 비교되어, 대응하는 에러 신호, 예를 들어 에러 신호 355를 발생한다. 역회전된 트레이닝 샘플의 각 세트와 연관된 에러 신호가 비교되고, 최소량의 에러와 연관된 변조 스킴이 식별된다. 채널 추정후, 현재의 데이터 버스트와 연관된 정보/데이터 샘플이 식별된 변조 스킴과 연관된 위상 회전 팩터를 사용하여 역회전된다.
만일 원거리 통신 시스템이 트레이닝 시퀀스를 사용하지 않으면, 위상 회전이 시그날링 정보를 송신하는데 이용될 수 있다. 트레이닝 시퀀스없이, 수신기는 파라미터가 이퀄라이제이션 동안 에러를 최소화하도록 끊임없이 변하는 적응적 이퀄라이저를 가질 수 있다. 이때 이와 같은 에러는 파라미터(즉, 이퀄라이저에서 필터 계수)를 바꾸고, 에러를 감소시키는 적응적 알고리즘에 의해 사용될 수 있다. 전형적으로, 만일 채널 특성이 급속히 변하지 않으면, 에러가 나중에 감소하더라도(정확한 변조 스킴이 선택되었다고 가정), 에러가 초기에 클 것이다.
이와 같은 대체 실시예에서, 본 발명은 송신기에 대해 이전에 설명한 바와 같이 구현될 수 있다. 그러나, 수신기에서, 서로 다른 역회전으로 병렬 추정을 수행하는 대신에, 서로 다른 역회전을 가정하면 병렬 적응적 이퀄라이제이션이 달성된다. 충분한 시간 기간 후에, 병렬 적응적 이퀄라이제이션 분기에 의해 측정된 에러에 기초하여 회전 팩터가 선택되는데, 여기서 최상의 이퀄라이제이션 분기만이 계속할 것이다.
또 다른 실시예에서, 수신기는 이퀄라이저를 사용하지 않고 코히어런트 검출을 수행한다. RAKE 수신기는 이와 같은 능력을 갖는 수신기의 예이다. RAKE 수신기는 레이 트랙킹 기능을 사용하여 기법분야에 공지된 바와 같이 채널 추정을 수행한다.
상술한 바와 같이, GMSK는 예를 들어 GSM에 사용되는 비선형 변조 스킴이다. 차동 프리코딩 기법에 따르면, 이전 정보는 현재 비트가 이전 비트와 동일하다면 +π/2 위상 쉬프트로 송신되고, 만일 현재 비트가 이전 비트와 동일하지 않으면 -π/2 위상 쉬프트로 송신된다. 이와 같은 송신 심볼은 최후 비트 및 이전에 송신된 비트에 의존한다. 이와 같이, 변조에 메모리가 존재하는 것을 알려지고 있다. 따라서, 종래의 GMSK 변조 신호의 복조는 수신기가 π/2의 위상 회전 팩터 만큼 수신 샘플을 역회전하는 것을 필요로 한다.
만일 본 발명이 예를 들어 GMSK를 포함하는 다수의 변조 스킴을 이용하는 원거리 통신 시스템과 결합하여 사용되면, 수신기는 GMSK 변조 스킴과 연관된 위상 회전을 이용하여, 예를 들어 8-PSK 또는 4-PSK에 따라 변조된 신호와 GMSK 변조 신호를 구별할 수 있다. 물론, 8-PSK 및 4-PSK 변조 스킴에는 π/2 이외의 위상 회전 팩터가 할당될 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 4-PSK 변조 스킴에는 π/4의 위상 회전 팩터가 할당되고, 8-PSK에는 π/8의 위상 회전 팩터가 할당된다. 그러나, 기법분야의 숙련자는 제로 위상 회전 팩터를 포함하는 독특한 위상 회전 팩터를 이에 할당함으로써 나중의 두 변조 스킴중의 하나를 구별할 수 있다는 것을 알 것이다.
비록 본 발명이 변조 정보를 송신하는데 사용될 수 있지만, 기법분야의 숙련자는 본 발명이 변조 정보 이외의, 시그날링 정보를 효율적으로 송신하는 인밴드(inband) 시그날링 채널을 구현하는데에도 사용될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 코딩 정보를 송신하거나, 또는 대향 링크 방향(즉, 업링크 또는 다운링크 방향)과 연관된 전력 레벨을 증가시키거나 감소시키는 명령에 관심이 있을 수 있다.
요약해서, 본 발명은 원거리 통신 시스템 내의 송신기가, 다양한 변조 스킴이 동일한 심볼 레이트와 트레이닝 시퀀스를 이용할 수 있다는 사실에도 불구하고, 특히 링크의 적응을 위해, 다수의 변조 스킴을 시용하여, 송신 대역 또는 송신 지연을 증기시키지 않고도 수신기로 변조 스킴 정보를 송신하는 송신 기법을 제공한다.
본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었다. 그러나, 기법분야의 숙련자는 상기 바람직한 실시예 이외에 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 본 발명을 특정 형태로 이용할 수 있다는 것을 알 것이다. 상기 바람직한 실시예는 예시적이고 어떤 식으로든 제한하는 의미로 간주되어서는 안된다. 본 발명의 범위는 상기 설명 보다는 첨부하는 특허청구범위에 의해 제시되며, 본 발명의 범주에 속하는 모든 변형과 등가물을 포괄하도록 의도되어 있다.

Claims (32)

  1. 디지털 원거리 통신 시스템에서, 송신기에서 수신기로 시그날링 정보를 송신하는 방법에 있어서,
    상기 송신기에서 수신기로 데이터 이외에 전달될 복수의 정보 신호중의 하나를 식별하는 단계;
    공통 위상 회전 팩터만큼 하나 이상의 심볼의 각각을 회전시키는 단계 - 상기 위상 회전 팩터는 상기 송신기에서 상기 수신기로 전달될 상기 하나의 정보 신호를 유일하게 식별함-; 및
    상기 수신기로 상기 하나 이상의 위상 회전 심볼의 각각을 송신하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신기에서, 상기 하나 이상의 위상 회전 심볼을 포함하는 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호의 샘플을 발생하는 단계 - 상기 샘플은 상기 위상 회전 심볼에 대응함-;
    상기 하나 이상의 심볼의 각각와 연관된 값을 복구하도록 상기 샘플을 역회전(de-rotating)시키는 단계; 및
    상기 송신기로부터 상기 수신기로 전달되는 상기 하나의 정보 신호를 상기 하나 이상의 심볼의 각각과 연관된 값을 복구하는데 필요한 위상 회전 팩터의 함수로서 식별하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 정보 신호는 복수의 신호 전력 제어 명령중의 하나를 표현하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정보 신호는 복수의 변조 스킴중의 하나를 표현하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정보 신호는 코딩 정보를 표현하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 심볼은 트레이닝 심볼인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 심볼은 트레이닝 및 데이터 심볼 모두를 포함하는 방법.
  8. 디지털 원거리 통신 시스템에서, 송신기에서 수신기로 변조 정보를 전달하는 방법에 있어서,
    복수의 변조 스킴중의 하나를 선택하는 단계;
    상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나에 따라 트레이닝 심볼의 시퀀스를 변조하는 단계;
    상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나에 대응하는 위상 회전 팩터를 식별하는 단계 - 적어도 하나의 유일한 위상 회전 팩터가 상기 복수의 변조 스킴의 각각과 연관되어 있슴-;
    상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나에 대응하는 상기 식별된 위상 회전 팩터의 함수로서의 각 트레이닝 심볼의 위상을 회전시키는 단계;
    상기 수신기로 위상 회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 송신하는 단계;
    상기 수신기에서, 위상 회전된 트레이닝 심볼의 상기 수신 시퀀스를 각 위상 회전 팩터의 함수로서 역회전시킴으로써, 각각의 위상 회전 팩터에 대해 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 발생하는 단계;
    역회전된 트레이닝 심볼의 각 시퀀스를 예상된 트레이닝 심볼의 시퀀스와 비교하는 단계;
    상기 예상된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 가장 정확하게 근사화하는 상기 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 식별하는 단계; 및
    상기 예상 트레이닝 심볼의 시퀀스를 가장 근접하게 근사화한 디로테이팅 트레이닝 심볼의 시퀀스를 발생한 상기 위상 회전 팩터에 기초하여 상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나를 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    역회전된 트레이닝 심볼의 각 시퀀스에 대해 채널 추정을 도출하는 단계; 및
    상기 예상 트레이닝 심볼의 시퀀스에 역회전된 트레이닝 심볼의 각 시퀀스를 비교하기 전에, 예상 트레이닝 심볼의 시퀀스가 비교될 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스에 대응하여 상기 도출된 채널 추정의 함수로서의 예상 트레이닝 심볼의 시퀀스를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 복수의 변조 스킴중의 하나를 선택하는 상기 단계는 링크 품질 적응 평가의 함수인 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 송신기로부터 상기 수신기로 송신될 트레이닝 심볼의 시퀀스는 두개 이상의 변조 스킴에 대해 동일한 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 복수의 변조 스킴중의 상기 선택된 하나는 가우시안 최소 쉬프트 키잉(Gaussian Minimum Shift Keying)인 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나는 4-위상 쉬프트 키잉인 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나는 8-위상 쉬프트 키잉인 방법.
  15. 디지털 원거리 통신 시스템에서, 데이터와 함께 송신기에서 수신기로 송신될 시그날링 정보를 식별하는 방법에 있어서,
    상기 송신기로부터 송신될 심볼의 시퀀스를 포함하는 신호를 수신하는 단계 - 상기 심볼은 트레이닝 심볼와 데이터 심볼을 포함하고, 상기 심볼의 시퀀스 내의 각각의 심볼와 연관된 상기 위상은 상기 시그날링 정보에 대응하는 공통 위상 회전에 따라 회전됨-;
    상기 수신된 신호로부터 샘플을 발생하는 단계 - 상기 샘플은 상기 송신된 심볼의 시퀀스에 대응함-;
    상기 공통 위상 회전 팩터에 따라 상기 샘플을 역회전시킴으로써 상기 송신 심볼의 시퀀스를 복구하는 단계; 및
    상기 시그날링 정보를, 상기 송신 심볼의 시퀀스를 복구하는데 사용되는 상기 공통 위상 회전 팩터의 함수로서 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    서로 다른 복수의 위상 회전 팩터에 따라 상기 샘플의 각각을 역회전시키는는 단계 - 상기 복수의 서로 다른 위상 회전 팩터의 각각은 서로 다른 시그날링 정보에 대응하며, 상기 서로 다른 위상 회전 팩터의 각각에 따라 상기 샘플의 상기 역회전은 상기 서로 다른 위상 회전 팩터의 각각에 대해 역회전된 샘플의 시퀀스가 됨-;
    역회전된 샘플의 각 시퀀스를 예상 심볼의 시퀀스에 비교하는 단계; 및
    상기 예상 심볼 시퀀스에 일치하는 상기 역회전된 샘플의 시퀀스에 연관된 상기 위상 회전 팩터를 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 디지털 원거리 통신 시스템에서, 송신기에서 수신기로 시그날링 정보를 송신하기 위한 장치에 있어서,
    상기 송신기에서 수신기로 데이터 이외에 전달될 복수의 정보 신호중의 하나를 식별하기 위한 수단;
    공통 위상 회전 팩터만큼 하나 이상의 심볼의 각각을 회전시키기 위한 수단 - 상기 위상 회전 팩터는 상기 송신기에서 상기 수신기로 전달될 상기 하나의 정보 신호를 유일하게 식별함-; 및
    상기 수신기로 상기 하나 이상의 위상 회전 심볼의 각각을 송신하기 위한 수단
    을 구비하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 수신기에서, 상기 하나 이상의 위상 회전 심볼을 포함하는 신호를 수신하기 위한 수단;
    상기 수신된 신호의 샘플을 발생하기 위한 수단 - 상기 샘플은 상기 위상 회전 심볼에 대응함-;
    상기 하나 이상의 심볼의 각각과 연관된 값을 복구하도록 상기 샘플을 역회전(de-rotating)시키기 위한 수단; 및
    상기 송신기로부터 상기 수신기로 전달되는 상기 하나의 정보 신호를 상기 하나 이상의 심볼의 각각과 연관된 값을 복구하는데 필요한 위상 회전 팩터의 함수로서 식별하기 위한 수단
    을 더 구비하는 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 정보 신호는 복수의 신호 전력 제어 명령중의 하나를 표현하는 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 정보 신호는 복수의 변조 스킴중의 하나를 표현하는 장치.
  21. 제17항에 있어서, 상기 정보 신호는 코딩 정보를 표현하는 장치.
  22. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 심볼은 트레이닝 심볼인 장치.
  23. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 심볼은 트레이닝 및 데이터 심볼 모두를 포함하는 장치.
  24. 디지털 원거리 통신 시스템에서, 송신기에서 수신기로 변조 정보를 전달하기 위한 장치에 있어서,
    복수의 변조 스킴중의 하나를 선택하기 위한 수단;
    상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나에 따라 트레이닝 심볼의 시퀀스를 변조하기 위한 수단;
    상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나에 대응하는 위상 회전 팩터를 식별하기 위한 수단 - 적어도 하나의 유일한 위상 회전 팩터가 상기 복수의 변조 스킴의 각각과 연관되어 있슴-;
    상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나에 대응하는 상기 식별된 위상 회전 팩터의 함수로서의 각 트레이닝 심볼의 위상을 회전시키기 위한 수단;
    상기 수신기로 위상 회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 송신하기 위한 수단;
    상기 수신기에서, 위상 회전된 트레이닝 심볼의 상기 수신된 시퀀스를 각 위상 회전 팩터의 함수로서 역회전시킴으로써, 각각의 위상 회전 팩터에 대해 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 발생하기 위한 수단;
    역회전된 트레이닝 심볼의 각 시퀀스를 예상된 트레이닝 심볼의 시퀀스와 비교하기 위한 수단;
    상기 예상된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 가장 정확하게 근사화하는 상기 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스를 식별하기 위한 수단; 및
    상기 예상 트레이닝 심볼의 시퀀스를 가장 근접하게 근사화한 디로테이팅 트레이닝 심볼의 시퀀스를 발생하는 상기 위상 회전 팩터에 기초하여 상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나를 식별하기 위한 수단
    을 구비하는 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    역회전된 트레이닝 심볼의 각 시퀀스에 대해 채널 추정을 도출하기 위한 수단; 및
    상기 예상 트레이닝 심볼의 시퀀스에 역회전된 트레이닝 심볼의 각 시퀀스를 비교하기 전에, 예상 트레이닝 심볼의 시퀀스가 비교될 역회전된 트레이닝 심볼의 시퀀스에 대응하여 상기 도출된 채널 추정의 함수로서의 예상 트레이닝 심볼의 시퀀스를 조정하기 위한 수단
    을 더 포함하는 장치.
  26. 제24항에 있어서, 복수의 변조 스킴중의 하나를 선택하기 위한 상기 수단은 링크 품질 적응 평가의 함수인 장치.
  27. 제24항에 있어서, 상기 송신기로부터 상기 수신기로 송신될 트레이닝 심볼의 시퀀스는 두개 이상의 변조 스킴에 대해 동일한 장치.
  28. 제24항에 있어서, 상기 복수의 변조 스킴중의 상기 선택된 하나는 가우시안 최소 쉬프트 키잉(Gaussian Minimum Shift Keying)인 장치.
  29. 제24항에 있어서, 상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나는 4-위상 쉬프트 키잉인 장치.
  30. 제24항에 있어서, 상기 복수의 변조 스킴중의 선택된 하나는 8-위상 쉬프트 키잉인 장치.
  31. 디지털 원거리 통신 시스템에서, 데이터와 함께 송신기에서 수신기로 송신될 시그날링 정보를 식별하기 위한 장치에 있어서,
    상기 송신기로부터 송신될 심볼의 시퀀스를 포함하는 신호를 수신하기 위한 수단 - 상기 심볼은 트레이닝 심볼와 데이터 심볼을 포함하고, 상기 심볼의 시퀀스 내의 각각의 심볼와 연관된 상기 위상은 상기 시그날링 정보에 대응하는 공통 위상 회전에 따라 회전됨-;
    상기 수신된 신호로부터 샘플을 발생하기 위한 수단 - 상기 샘플은 상기 송신된 심볼의 시퀀스에 대응함-;
    상기 공통 위상 회전 팩터에 따라 상기 샘플을 역회전시킴으로써 상기 송신 심볼의 시퀀스를 복구하기 위한 수단; 및
    상기 시그날링 정보를, 상기 송신 심볼의 시퀀스를 복구하는데 사용되는 상기 공통 위상 회전 팩터의 함수로서 식별하기 위한 수단
    을 구비하는 장치.
  32. 제31항에 있어서,
    서로 다른 복수의 위상 회전 팩터에 따라 상기 샘플의 각각을 역회전시키기 위한 수단 - 상기 복수의 서로 다른 위상 회전 팩터의 각각은 서로 다른 시그날링 정보에 대응하며, 상기 서로 다른 위상 회전 팩터의 각각에 따라 상기 샘플의 상기 역회전은 상기 서로 다른 위상 회전 팩터의 각각에 대해 역회전된 샘플의 시퀀스가 됨-;
    역회전된 샘플의 각 시퀀스를 예상 심볼의 시퀀스에 비교하기 위한 수단; 및
    상기 예상 심볼 시퀀스에 일치하는 상기 역회전된 샘플의 시퀀스에 연관된 상기 위상 회전 팩터를 식별하기 위한 수단
    를 더 구비하는 장치.
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