【文献】
Francois Chin et al.,Impulse Radio Signaling for Communication and Ranging,IEEE 802.15-05/0231r6,IEEE,2005年 7月19日,Slides 1-38
【文献】
Zhongding Lei et al.,UWB Ranging with Energy Detectors using Ternary Preamble Sequences,2006 IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE,2006年 4月 6日,pp.872-877
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
“−1”、“0”、又は“1”の要素で構成されるターナリプリアンブルシーケンス(ternary preamble sequence)から、非コヒーレント受信機のための第1のシーケンス及びコヒーレント受信機のための第2のシーケンスを抽出するシーケンス抽出器と、
プリアンブルのビットに前記第1のシーケンス及び前記第2のシーケンスをマッピングして前記非コヒーレント受信機及び前記コヒーレント受信機により支援される第3のシーケンスを生成するシーケンス生成器と、を有することを特徴とする送信機。
前記シーケンス抽出器は、前記第1のシーケンスの周期を基準として、前記ターナリプリアンブルシーケンスの要素を絶対値に変換して前記第1のシーケンスを抽出することを特徴とする請求項2に記載の送信機。
前記シーケンス抽出器は、前記第2のシーケンスの周期を基準として、前記ターナリプリアンブルシーケンスの要素のうちの“0”の要素を“1”の要素に変換して前記第2のシーケンスを抽出することを特徴とする請求項2に記載の送信機。
前記第1のマッパは、前記第1のシーケンスの周期によるモジュロカウンタ(modulo counter)に基づいて前記第1のシーケンスのインデックスを増加させ、前記インデックスに対応する前記第1のシーケンスの要素を前記プリアンブルのそれぞれのビットにマッピングすることを特徴とする請求項5に記載の送信機。
前記第2のマッパは、前記第2のシーケンスの周期によるモジュロカウンタに基づいて前記第2のシーケンスのインデックスを増加させ、前記インデックスに対応する前記第2のシーケンスの要素を前記マッピングされた前記第1のシーケンスにマッピングすることを特徴とする請求項5に記載の送信機。
前記第2のバイナリマッパは、前記第2のシーケンスの“−1”の要素を“1”に変換して、前記第2のシーケンスの“1”の要素を“0”に変換することを特徴とする請求項10に記載の送信機。
前記第3のシーケンスを含むプリアンブルフィールド、SFDフィールド、PHRフィールド、及びPSDUフィールドを含む送信フレームを前記非コヒーレント受信機又は前記コヒーレント受信機の内の前記少なくとも1つに送信するフレーム送信機をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の送信機。
前記第1のシーケンス抽出器は、前記第1のシーケンスの周期を基準として、前記ターナリプリアンブルシーケンスの要素を絶対値に変換して前記第1のシーケンスを抽出することを特徴とする請求項18に記載のシーケンス抽出装置。
前記第2のシーケンス抽出器は、前記第2のシーケンスの周期を基準として、前記ターナリプリアンブルシーケンスの要素のうちの“0”の要素を“1”の要素に変換して前記第2のシーケンスを抽出することを特徴とする請求項18に記載のシーケンス抽出装置。
前記第2のマッパは、前記第2のシーケンスの周期によるモジュロカウンタに基づいて前記第2のシーケンスのインデックスを増加させ、前記インデックスに対応する前記第2のシーケンスの要素を前記マッピングされた第1のシーケンスにマッピングすることを特徴とする請求項22に記載のシーケンス生成装置。
前記プリアンブルシーケンスを含むプリアンブルフィールド、SFDフィールド、PHRフィールド、及びPSDUフィールドを含む送信フレームを前記非コヒーレント受信機又は前記コヒーレント受信機のうちの少なくとも1つに送信するフレーム送信機をさらに含むことを特徴とする請求項27に記載の送信機。
第1プリアンブルフォーマットP1又は第2プリアンブルフォーマットP2の内のいずれか1つのプリアンブルフォーマットによって、予め格納された表から、基本プリアンブルパターン及び特定した繰り返し回数を抽出する基本プリアンブル抽出部と、
前記基本プリアンブルパターンを前記特定した繰り返し回数で繰り返して非コヒーレント受信機及びコヒーレント受信機によって支援されるプリアンブルシーケンスを生成するプリアンブルシーケンス生成部と、
前記プリアンブルシーケンスを含むプリアンブルフィールド、SFDフィールド、PHRフィールド、及びPSDUフィールドを含む送信フレームを前記非コヒーレント受信機又は前記コヒーレント受信機のうち少なくとも1つに送信するフレーム送信機と、を有し、
前記基本プリアンブルパターンは、前記非コヒーレント受信機のための第1のシーケンス及び前記コヒーレント受信機のための第2のシーケンスに基づいて生成されることを特徴とする送信機。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら、詳細に説明する。各図面で提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。
以下で説明する本実施形態は様々な変更が加えられてもよい。以下で説明する実施形態は実施形態に対して限定しようとするものではなく、これに対する全ての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解しなければならない。
【0022】
本実施形態で用いる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いるものであって、実施形態を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、1つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【0023】
異なる定義がなされない限り、技術的であるか又は科学的な用語を含むここで用いる全ての用語は、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。
【0024】
また、図面を参照して説明する際に、図面符号に関係なく同一の構成要素には同一の参照符号を付与し、それに対する重複説明を省略する。
本実施形態の説明において関連する公知技術に対する具体的な説明が実施形態の要旨を不要に曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0025】
図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムを示す図である。
図1を参照すると、無線通信システムは、コヒーレント送信機(coherent transmitter)110、非コヒーレント受信機120、及びコヒーレント受信機130を含む。
【0026】
コヒーレント送信機110は、データをパケット単位で送信する。
パケットは、コヒーレント送信機110と受信機(120、130)との間の時刻同期を合わせるためのプリアンブルを含む。
プリアンブルは、パケットの前部に位置し、予め決定した一定のパターンのシンボルシーケンスを意味し得る。
【0027】
コヒーレント送信機110は、コヒーレント変調方式を用いてプリアンブルを変調する。
コヒーレント変調方式による場合、コヒーレント送信機110は、プリアンブルを{−1、0、+1}の要素を用いてシーケンスの形態で変調し、変調したプリアンブルが含まれたパケットを受信機120,130に送信する。
本発明の一実施形態では、{−1、0、+1}の要素で構成されたプリアンブルシーケンスは、ターナリプリアンブルシーケンスと表現され、{0、+1}の要素で構成されたシーケンスは、ユニポーラプリアンブルシーケンス(unipolar preamble sequence)と表現され、{−1、1}の要素で構成されたシーケンスは、バイポーラプリアンブルシーケンス(bipolar preamble sequence)と表現される。
【0028】
ここで、“+1”の要素は、搬送波信号(carrier signal)の位相値を0に設定することを意味し、“0”の要素は、搬送波信号をオフさせることを意味し、“−1”の要素は、搬送波信号の位相値を180度に設定することを意味する。
【0029】
非コヒーレント受信機120がコヒーレント送信機110からパケットを受信する場合、非コヒーレント受信機120は、非コヒーレント復調(noncoherent demodulation)方式を用いてプリアンブルを復調するため、非コヒーレント受信機120は、搬送波信号の互いに異なる位相を区別
しない。
したがって、非コヒーレント受信機120は、“+1”の要素と“−1”の要素を区別
しないため、プリアンブルのターナリプリアンブルシーケンスをユニポーラプリアンブルシーケンスとして認知する。
コヒーレント受信機130がコヒーレント送信機110からパケットを受信する場合、コヒーレント受信機130は、コヒーレント復調(coherent demodulation)方式を用いてプリアンブルを復調するため、非コヒーレント受信機120とは違って、プリアンブルのターナリプリアンブルシーケンスをターナリプリアンブルシーケンスとして認知する。
【0030】
コヒーレント送信機110のプリアンブルは、ターナリプリアンブルシーケンスが複数回繰り返される構造である。
そのため、非コヒーレント受信機120が復調したプリアンブルは、ユニポーラプリアンブルシーケンスが複数回繰り返される構造であり、コヒーレント受信機130が復調したプリアンブルは、ターナリプリアンブルシーケンスが複数回繰り返される構造である。
非コヒーレント受信機120は、コヒーレント受信機130より複雑度及び運営電力が小さいため、非コヒーレント受信機120のプリアンブルにおいて、ユニポーラプリアンブルシーケンスの繰り返し周期は相対的に短く設計され、コヒーレント受信機130のプリアンブルにおいて、ターナリプリアンブルシーケンスの繰り返し周期は相対的に長く設計される。
ユニポーラプリアンブルシーケンスの繰り返し周期が短いことによって、非コヒーレント受信機120において、信号処理の際、算出量が減って受信サンプルの格納空間が減少するため、非コヒーレント受信機120の低複雑度及び低電力動作に対し有利である。
【0031】
コヒーレント送信機110は、非コヒーレント受信機120及びコヒーレント受信機130に適用できるターナリプリアンブルシーケンスをユニポーラプリアンブルシーケンス及びバイポーラプリアンブルシーケンスに分解し、ユニポーラプリアンブルシーケンス及びバイポーラプリアンブルシーケンスを再構成して共通のプリアンブルシーケンスを生成した後、これを非コヒーレント受信機120及びコヒーレント受信機130に送信する。
【0032】
コヒーレント送信機110がターナリプリアンブルシーケンスをユニポーラプリアンブルシーケンス及びバイポーラプリアンブルシーケンスに分解することによって、コヒーレント送信機110に予め格納されるべき格納量が減少し得る。
また、非コヒーレント受信機120又はコヒーレント受信機130のうちのいずれか1つの受信機のプリアンブルシーケンスの修正が必要な場合、より柔軟に対処することができる。
【0033】
以下、非コヒーレント受信機120及びコヒーレント受信機130に適用できるターナリプリアンブルシーケンスを設計する方法について、
図2及び
図3を参照して詳細に説明する。
また、設計されたターナリプリアンブルシーケンスに基づいて非コヒーレント受信機120及びコヒーレント受信機130にプリアンブルを送信する方法について、
図4〜
図13を参照して詳細に説明する。
【0034】
<ターナリプリアンブルシーケンスの設計>
本発明の一実施形態は、可変拡散因子(variable spreading factor)のための要素(又は、アルファベット)を有する非コヒーレント拡散シーケンス(non−coherent spreading sequence)を取得するための方法を示す。
【0035】
可変拡散因子のための拡散シーケンスは、C={C
m|m∈N
SF}と定義し、拡散因子は、m∈N
SF={2,4,8,16,・・・}と示す。
ここで、mは拡散因子を示し、C
mは拡散因子mのための拡散シーケンスを示す。
プリアンブルシンボルの長さ(preamble symbol length)がMの場合、プリアンブルシーケンスは
になる。ここで、全ての要素が1からなるベクトル1
mの長さはmであり、
はクロネッカー積演算(Kronecker product operation)を示す。
【0036】
は、可変拡散因子のためのコードブックを示す。
ここで、Nは、コリレータサイズ(correlator size)を示す。w
m=[w
1 w
2…w
N]は、拡散因子mに対するコードワードである。
ここで、
及びv
m=[v
1 v
2…v
N]は、相関シーケンス(correlation sequence)であり、
及びy
n=[y
n y
n+1…v
N+N−1]は、入力シーケンスである。
拡散因子に対する相関出力(correlation output)は
と示す。
【0037】
相関出力に基づいて、拡散因子のブラインド検出及びパケット検出は
及び
のそれぞれによって決定される。
ここで、
は、パケットが送信されていないことを示し、
は、パケットが送信されたことを示し、
は、パケット検出のための閾値を示す。
【0038】
プリアンブル性能を向上させるために、可変拡散因子のための循環シフト等価セット(circular shift equivalent set)に基づいた直交シーケンス設計(orthogonal sequence design)が要求される。
循環シフト等価セットは、
(c
m=[c
1 c
2…c
m]である)と定義される。
【0039】
非コーレント可変拡散因子シーケンス(non−coherent variable spreading factor sequences)のためのソリューションは、以下に記述する。拡散シーケンスを有するプリアンブルの繰り返し構造を考慮すると、以下の属性が
用いられる。
【0040】
属性1.0/1均衡属性(0/1 balanced property)
属性2.非繰り返し属性(non−repetition property):連続的な1又は0による曖昧性を防止することができる。
これは、{C
m=[C
m/2,1 c
m/2,2]|C
m/2,1≠c
m/2,2}と示す。
属性3.非循環的属性(non−circular property):ネストされたコードワード(nested codewords)による曖昧性を防することができ。
これは
と示す。
属性4.共役性:これは
と示す。
【0041】
このような属性1〜属性4に基づいて、拡散因子mによる循環シフト等価セットは下記の表5のように示すことができる。
【表5】
【0042】
可変拡散因子のための循環シフト等価セットに基づいて、本発明の一実施形態は、それぞれの拡散因子から互いに異なるコードワードを結合して階層的なコードブック構造を抽出することができる。
上述の属性1〜属性4を取得するために、本発明の一実施形態は2種類のプリアンブルシーケンスの直交展開を示すことができる。
第1の直交展開は
及びc
2=[10],c
4=[1001],c
8[10100101],c
16[1010101001010101]の式と下記の表6のように示す。
【表6】
【0043】
第2の直交展開は
及びc
2=[10],c
4=[1001],c
8[10010110],c
16[1001011001101001]の式と下記の表7のように示す。
【表7】
【0044】
ここで、共役シーケンスは
と定義され、
はバイナリ排他(binary exclusive)演算又はXOR演算を示す。
【0045】
下記の表8は拡散因子mが4である場合の循環シフト等価セットを示す。
【表8】
【0046】
下記の表9及び表10は拡散因子mが8である場合の循環シフト等価セットを示す。
【表9】
【表10】
【0047】
下記の表11〜表26は拡散因子mが16である場合の循環シフト等価セットを示す。
【表11】
【表12】
【0055】
下記の表27は、本発明の一実施形態に係る非コーレントシーケンスに対する内容を簡略に示した表である。
基本シーケンスの繰り返し回数は、シーケンスの長さ及びシーケンス内の“1”の数に対応する。
【0057】
非コーレントシーケンスは、非コーレントモードにおいて同一である。
受信機においてターナリシーケンスに包絡線検出器を適用した結果を示す結果シーケンスは、表27での非コーレントシーケンスと対応する。
コーレントモードにおいて、非コーレントシーケンスでの“1”は、{1又は−1}を示す。非コーレントシーケンスでの“0”は、変更されない。
【0058】
非コーレントシーケンスからターナリシーケンスを取得する場合、下記のような事項が示される。
a.ターナリシーケンスの要素(又は、アルファベット)は{−1、0、1}である。
b.(表27)での非コーレントシーケンスに依存し、“0”の位置は固定される。
c.非コーレントシーケンスでの“1”は{−1、1}の値を有する。
d.上記事項によって、全てのモードのためのターナリシーケンス、言い換えると、OOK−2、OOK−4、OOK−8、OOK−16は、良好な相関属性が要求される。
【0059】
相関が実行されたターナリシーケンスの長さは、良好な処理利得を取得するために、十分に長くてもよい。
ただし、低電力通信におけるターナリシーケンスの長さは、メモリ
の過度な利用を引き起こす程度に長くてはならない。
本発明の一実施形態では、ターナリシーケンスの長さは、16、32、
又は64である。
ターナリシーケンスの長さが16の場合と32の場合のターナリシーケンスの設計方法は、同一であってもよい。
【0060】
これは、アプローチに基づく探索を用いて確認することができる。
ターナリシーケンスの長さが64の場合、ターナリシーケンスの長さ
が32の場合と同一のターナリシーケンスの設計方法を用いると、探索空間が大きくなり、そのため、シーケンスの時間消費が大きくなり得る。
したがって、ターナリシーケンスの長さが64の場合にはターナリシーケンスの設計方法が互いに異なってもよい。
【0061】
ターナリシーケンスの長さは、ターナリシーケンスの周期を決定し得る。
複数の周期はターナリシーケンスの同期性能を向上させるために用いることができる。
【0062】
〈ターナリシーケンスの長さが16及び32の場合のターナリシーケンスの設計方法〉
図2は、本発明の一実施形態に係る長さが32又は16のターナリプリアンブルを生成する方法を説明するための動作フローチャートである。
図2を参照すると、ターナリシーケンスの長さをNとするとき、N=16及びN=32の場合のターナリシーケンスの設計方法は下記のように示すことができる。
【0063】
第1のステップで、相関長さNを定義し、要素が{+1、−1}であり、長さがN/2のバイナリシーケンスの全ての2
N/2個の組み合わせを生成する(ステップS210)。
【0064】
第2のステップで、要素が{+1、0、−1}であり、長さがNのターナリシーケンスの全ての2
N/2個の組み合わせを生成する(ステップS220)。
このようなシーケンスは
と示す。この場合、“0”の位置は固定され、“0”の位置は上述の表27の非コーレントシーケンスから決定され得る。
長さNのシーケンスでのN/2個の“1”の位置は、{1又は−1}によって置き換えられ、2
N/2個の組み合わせが生成され得る。
【0065】
以下は、第2のステップにおいて取得されたターナリシーケンスからターナリ同期プリアンブル(ternary synchronization preamble)を取得する方法について説明する。
【0066】
第3のステップで、2
N/2個のターナリシーケンスの周期的な相関(cyclic correlations)、すなわち、
を算出する(ステップS230)。
【0067】
第4のステップで、2
N/2個のターナリシーケンスのサイド相関(side correlations)の合計、すなわち、
を算出する(ステップS240)。
【0068】
第5のステップで、サイド相関の自乗の最小合計を有するシーケンスのセットであるZ=min{S
i}を選択する(ステップS250)。
このようなシーケンスの数は、一般的に2
N/2個と比較して非常に小さい。
例えば、N=32の場合、このようなシーケンスの数は一般的に2
16/50より小さい。
【0069】
以下、第5のステップから取得されたシーケンスのセットからターナリ同期プリアンブル(ternary synchronization preamble)を取得する方法について説明する。
【0070】
第6のステップで、シーケンスのセットを減少させるために、SNR値の領域において正確性検出(correct detection)の確率を演算する(ステップS260)。
SNR範囲は、正確性検出の確率が0.1の場合に該当するSNR値から、正確性検出の確率が1の場合のSNR値のうちの最も小さいSNR値の範囲内で選択され得る。
【0071】
SNR値の領域を取得するために、ターナリシーケンスのセットからいずれか1つのターナリシーケンスを用いてもよい。
正確性検出の確率は、様々なSNRのために演算され得る。正確性検出の確率が0.1から1までの場合のSNR領域を示し得る。
SNR領域は、正確性検出の確率が演算されたSNR領域のセットであってもよい。
このようなSNR領域において、全てのシーケンスのための正確性検出の確率が演算され得る。
【0072】
正確性検出のための確率は、下記の方法によって演算される。
ターナリシーケンスプリアンブルは、パケットを形成するために20バイトのデータペイロードに添付され得る。
任意の整数オフセット(random integer offsets)はパケットに追加される。これは付加的白色ガウス雑音チャネルを通過するようにしてもよい。受信された信号は、同一のターナリシーケンスプリアンブルと相関し得る。
【数1】
【0073】
ここで、
は、それぞれのターナリシーケンスと受信された信号の標準偏差を示す。
上記の相関は、予め決定した閾値が比較される。もし、相関
が予め決定した閾値を超過する場合、パケットが検出される。パケットは、もし、検出が正確性インデックス(correct index)で発生する場合、正確に検出される。繰り返されるこのようなトライアルが様々なパケット、様々な任意のオフセットに対して行われて、正確性検出の平均確率が算出される。これは、SNR領域のために行われる。
【0074】
第7のステップで、Zでの各シーケンスのために、SNR領域において正確性検出の確率の合計を演算する(ステップS270)。
第6のステップの正確性検出の確率の合計が最大になるシーケンスをターナリ同期プリアンブルとして選択する(ステップS280)。
上述のターナリシーケンスの設計方法は、任意の長さNのために用いる。
シーケンスのための探索空間は指数的に増加し得る。
【0075】
相関のための長さ、例えば、N=32の場合の代表的なコードは下記の表28のように示すことができ、N=16の場合の代表的なコードは下記の表29のように示すことができる。同期プリアンブルシーケンスは、性能を向上させるために、複数のターナリシーケンスを用いることができる。
【表28】
【表29】
【0076】
〈ターナリシーケンスの長さが64の場合のターナリシーケンスの設計方法〉
図3は、本発明の一実施形態に係る長さが64のターナリプリアンブルを生成する方法を説明するための動作フローチャートである。
図3を参照すると、上述のターナリシーケンスの設計方法がN=64(自己相関が行われる長さ)の場合に適用されれば、探索空間は非常に高くなる。
【0077】
本発明の一実施形態において、良好な相関属性は、ターナリシーケンスを不均衡にすることによって取得され得る。
例えば、シーケンスの1(n
p)の数を−1(n
m)の数より多くしたり、又はその逆にすることができる。
完ぺきな周期的相関(perfect periodic correlation)を有するターナリシーケンスにおいて、“1”及び“−1”(n
p、n
m)の許容値は、(3,1)、(6,3)、(10,6)、(15,10)、(21,15)である。
【0078】
ターナリシーケンスの設計方法は、32個の“0”と32個の“+1”、“−1”で構成された長さ64のターナリシーケンスを対象にしてもよく、上述の値のうちの(21,15)に基づいて長さ64のターナリシーケンスを設計してもよい。
ここで、(21,15)は、“+1”の個数が“−1”の個数より6個多いこと意味する。(21,15)に基づいて長さ64のターナリシーケンスを設計する方法については、下記のように示すことができる。
【0079】
第1のステップで、長さ32のPNシーケンスを生成する。
生成されたシーケンスは、“+1”の数n
p=16、“−1”の数n
m=15である。
まず、長さ32の均衡シーケンス(balanced sequence)は、“−1”を一番後ろに付けて生成する。
{+1、−1}を要素として有する長さ32のシーケンスは、対応するターナリシーケンスを生成するために、OOK−2、OOK−4、OOK−8、及びOOK−16のシーケンスにおいて、“1”の位置に挿入される。
したがって、シーケンスのための最大サイド相関(maximum side correlation)は8であり、ピーク相関(peak correlation)は+32である。以下、8より小さいサイド相関を取得するために、PNシーケンスを用いてマスキング機能演算子(masking function operators)を定義する。
【0080】
第2のステップで、マスキング機能は、OOK−2、OOK−4、OOK−8、及びOOK−16のそれぞれにおいてM
2、M
4、M
8、及びM
16と定義する(ステップS310)。
マスキング機能は、長さ31のPNシーケンスに“−1”を付けることによって取得された長さ32のシーケンスでの“+1”の数を不均衡にするために定義される。
{1、−1}を要素とする長さ31のPNシーケンスを生成し(ステップS320)、長さ31のPNシーケンスの終わりに“−1”を付けて長さ32のシーケンスB
nを生成する(ステップS330)。
長さ32のシーケンスは、B
n={b
0、b
1、…b
N/2−1}と示す。
【0081】
a.OOK−2のためのマスキング機能M
2は下記のように定義される。
ここで、インデックスiが17、30の場合、マスキング機能の構成要素は“−1”であり、残りのインデックスの場合、マスキング機能の構成要素は“1”である。
【0082】
b.OOK−4のためのマスキング機能M
4は下記のように定義される。
ここで、インデックスiが7、9、17
、及び30の場合、マスキング機能の構成要素は“−1”であり、残りのインデックスの場合、マスキング機能の構成要素は“1”である。
【0083】
c.OOK−8のためのマスキング機能M
8は下記のように定義される。
ここで、インデックスiが2、13、31の場合、マスキング機能の構成要素は、“−1“であり、残りのインデックスの場合、マスキング機能の構成要素は“1”である。
【0084】
d.OOK−16のためのマスキング機能M
16は下記のように定義される。
ここで、インデックスiが7、9、17、31の場合、マスキング機能の構成要素は“−1”であり、残りのインデックスの場合、マスキング機能の構成要素は“1”である。
【0085】
第3のステップで、下記の数式3のように、第2のステップにおいて説明した長さ32のシーケンスB
nをM
2、M
4、M
8、及びM
16のそれぞれと乗算して(element wise multiplication、
*)、C
2、C
4、C
8、及びC
16を生成する(ステップS340)。
【数3】
【0086】
第1のステップにおいて、均衡ターナリシーケンス(balanced ternary sequence)の最大サイド相関は8である。
第3のステップにおいて取得されたシーケンスは、最大サイド相関が8より小さいため、第1のステップにおける均衡ターナリシーケンスより有用である。
【0087】
本発明の一実施形態において、様々なマスキング機能が生成され、結果シーケンスの相関属性はマスキング機能のそれぞれのために検討され得る。
全ての結果シーケンスから、最大サイド相関の最小値を有するシーケンスは候補ターナリシーケンスとして選択され得る。
【0088】
第4のステップで、長さ32のシーケンスC
2、C
4、C
8、及びC
16をOOK−2、OOK−4、OOK−8、及びOOK−16のそれぞれに関連する長さ64の非コヒーレントシーケンスでの“1”の位置に挿入して対応する長さ64のターナリシーケンスを取得する(ステップS350)。
【0089】
例えば、長さ64の非コヒーレントOOK−2プリアンブルは、{10}シーケンスが32回繰り返されて形成され得る。OOK−2のための長さ64のターナリシーケンスD
2を取得するために、{10}シーケンスにおいて、“1”の位置に、長さ32のシーケンスC
2が挿入され得る。
【0090】
また、例えば、長さ64の非コヒーレントOOK−4プリアンブルは、{1001}シーケンスが16回繰り返されて形成され得る。OOK−4のための長さ64のターナリシーケンスD
4を取得するために、{1001}シーケンスにおいて、“1”の位置に、長さ32のシーケンスC
4が挿入され得る。
【0091】
また、例えば、長さ64の非コヒーレントOOK−8プリアンブルは、{10100101}シーケンスが8回繰り返されて形成され得る。OOK−8のための長さ64のターナリシーケンスD
8を取得するために、{10100101}シーケンスにおいて、“1”の位置に、長さ32のシーケンスC
8が挿入され得る。
【0092】
また、例えば、長さ64の非コヒーレントOOK−16プリアンブルは、{1010101001010101}シーケンスが4回繰り返されて形成され得る。OOK−16のための長さ64のターナリシーケンスD
16を取得するために、{1010101001010101}シーケンスにおいて、“1”の位置に、長さ32のシーケンスC
16が挿入され得る。
【0093】
第5のステップで、同期シーケンスは、必要条件に依存し、D
2、D
4、D
8、又はD
16の複数の繰り返しを含む。
これは、下記の表30のように示すことができる。
【表30】
【0094】
下記の表31は代表的な拡散シーケンスを示す。
表31の拡散シーケンスは、データシンボルを広めるために用いる。拡散因子はそれぞれ1、2、4、8である。
【表31】
【0095】
下記の表32は、プリアンブルシーケンスとして用いられる代表的な拡散シーケンスを示す。
表32の拡散シーケンスは、上述の表27に示すことができる。
【表32】
【0096】
下記の表33は、開始フレーム識別子フォーマット(start frame delimiters formats)を示す。
この場合、“+1”の数と“−1”の数は同一である。
【表33】
【0097】
下記の表34−1、表34−2、表34−3は、様々な変調フォーマット、すなわち、直交可変拡散因子OOKのために用いられる拡散シーケンス、単一パルス、及び擬似ランダム多重パルス位置変調(pseudo−random multi−pulse position modulations)を示す。
【0098】
【表34-1】
【表34-2】
【表34-3】
【0099】
下記の表35は、プリアンブル、データポーション、及び開始フレーム識別子での可変拡散シーケンス及び変調を用いた代表的な送信モードを示す。
プリアンブル、SFD、及びペイロードのためのフォーマットラベルは表32及び表33から取得する。
【表35】
【0100】
<ターナリプリアンブルシーケンスの送信方法>
以下、設計されたターナリプリアンブルシーケンスを送信機が受信機に送信する方法について説明する。
以下、プリアンブルシーケンス(又は、ターナリプリアンブルシーケンス)を生成する方式は、TASK(Ternary Amplitude Shift Keying)、又はULP−TASK(Ultra Low Power−Ternary Amplitude Shift Keying)と表現される。
【0101】
図4は、本発明の一実施形態に係る送信フレームを示す図である。
図4を参照すると、送信フレーム400は、プリアンブル410、SFD420、PHR430、PSDU440を含む。
本発明の一実施形態において、パケットは、送信フレーム400と同一の意味で用いる。
【0102】
プリアンブル410は、送信フレーム400の先頭に記録されるビット列である。
プリアンブル410は、時刻同期(time synchronization)のための特定のビットパターンを含む。
SFD420は、フレームの開始を識別し、同期の再確認を識別する。また、SFD420は、フレーム同期を取得するためのフィールドを意味する。
PHR430は物理的階層に関連する有用な情報を示すフィールドである。例えば、情報は、長さ指示子、用いられたモジュレーション方式、及び用いられた符号化方式に関する情報であってもよい。また、PHR430は、PSDU440の形式に関するフィールド及びヘッダチェックシーケンス(Header Check Sequence:HCS)を含んでもよい。ここで、HCSは、PHR430にエラーが発生したか否かを判断するのに用いる。
【0103】
PSDU440は、物理的階層の上位階層から伝達された、ビットの形式の符号化されなかったデータのユニットである。
PSDU440は、物理的階層より上位階層において実際に送受信されるデータを含む。
本発明の一実施形態では、PSDU440は、ペイロードと表現されてもよい。
【0104】
プリアンブル410は、N
rep個の繰り返される基本プリアンブル(411、412、413)で構成する。
基本プリアンブル(411、412、413)は、それぞれの基本プリアンブルシーケンスで構成する。
例えば、1つの基本プリアンブルシーケンスに該当するビットが基本プリアンブルである。
本発明の一実施形態では、複数の符号化方式のそれぞれに対応する複数の拡散因子の基本プリアンブルシーケンスは、互いに相関値が直交するように設定され得る。
【0105】
図5は、本発明の一実施形態に係る送信機を示すブロック図である。
図5を参照すると、送信機500は、シーケンス抽出器510及びシーケンス生成器520を含む。
ここで、送信機500は、
図1で説明したコヒーレント送信機110を意味する。
【0106】
シーケンス抽出器510は、“−1”、“0”、又は“1”の要素で構成されるターナリプリアンブルシーケンスから第1のシーケンス及び第2のシーケンスを抽出する。
ここで、ターナリプリアンブルシーケンスは、送信機500が受信機に送信するプリアンブルシーケンスの全てを意味してもよく、プリアンブルを構成する基本プリアンブルシーケンスを意味してもよい。
また、第1のシーケンスは非コヒーレント受信機のためのシーケンスであって、“0”又は“1”の要素で構成でき、第2のシーケンスはコヒーレント受信機のためのシーケンスであって、“−1”又は“1”の要素で構成することができる。
【0107】
本発明の一実施形態では、第1のシーケンスは、ユニポーラプリアンブルシーケンス又はユニポーラシーケンスと表現されてもよく、第2のシーケンスは、バイポーラプリアンブルシーケンス又はバイポーラシーケンスと表現されてもよい。
また、ターナリプリアンブルシーケンス、第1のシーケンス、及び第2のシーケンスを構成する要素はチップと表現されてもよい。
【0108】
シーケンス抽出器510は、ターナリプリアンブルシーケンスを第1のシーケンス及び第2のシーケンスに分解する。
本発明の一実施形態では、シーケンス抽出器510は、第1のシーケンスの周期を基準として、ターナリプリアンブルシーケンスの要素を絶対値に変換して第1のシーケンスを抽出する。
ここで、第1のシーケンスの周期は予め決定する。
例えば、第1のシーケンスの周期N1が4であり、ターナリプリアンブルシーケンスが[100110011001100−1−1001−1001−1001−100−1]である場合、シーケンス抽出器510は、ターナリプリアンブルシーケンスの要素を絶対値に変換し、[1001]が繰り返される構造を有する[10011001100110011001100110011001]のシーケンスを抽出する。
送信機500は、抽出されたシーケンスから周期N1個の要素を有する第1のシーケンス[1001]を抽出することができる。
【0109】
本発明の他の実施形態では、シーケンス抽出器510は、第2のシーケンスの周期を基準として、ターナリプリアンブルシーケンスの要素のうちの“0”の要素を“1”の要素に変換して第2のシーケンスを抽出する。
ここで、第2のシーケンスの周期は予め決定する。したがって、ターナリプリアンブルシーケンスの“−1”の要素は、第2のシーケンスで“−1”の要素になり得、ターナリプリアンブルシーケンスの“0”及び“1”の要素は、第2のシーケンスで“1”の要素になり得る。
また、第2のシーケンスの周期は、第1のシーケンスの周期より長くてもよい。これは、第2のシーケンスが適用されるコヒーレント受信機が第1のシーケンスが適用される非コヒーレント受信機より複雑度及び運営電力が大きいからである。
【0110】
例えば、第2のシーケンスの周期N2が32であり、ターナリプリアンブルシーケンスが上述にて説明したターナリプリアンブルシーケンスと同一の[100110011001100−1−1001−1001−1001−100−1]である場合、シーケンス抽出器510は、ターナリプリアンブルシーケンスの要素のうちの“0”の要素を“1”の要素に変換し、[111111111111111−1−1111−1111−1111−111−1]のシーケンスを抽出する。
送信機500は、周期N2が抽出されたシーケンスの数と同一の32であるため、抽出されたシーケンスを第2のシーケンスと示すことができる。
【0111】
本発明の一実施形態では、送信機500は格納器(図示せず)を含み、送信機500はシーケンス抽出器510から抽出された第1のシーケンス及び第2のシーケンスを格納する。
【0112】
シーケンス生成器520は、シーケンス抽出器510から抽出された第1のシーケンス及び第2のシーケンスを用いてターナリプリアンブルシーケンスを再構成する。
本発明の一実施形態では、シーケンス生成器520は、複数のビットで構成されたプリアンブルシーケンスに第1のシーケンス及び第2のシーケンスをマッピングして第3のシーケンスを生成する。
ここで、第3のシーケンスは再構成されたターナリプリアンブルシーケンスを意味し、非コヒーレント受信機及びコヒーレント受信機で全て支援される。
【0113】
プリアンブルは、基本プリアンブルがN
rep回繰り返えされた構造であってもよい。
ここで、基本プリアンブルは、プリアンブルの少なくとも1つのビットに対応する。
プリアンブルを構成するプリアンブルシーケンスは、基本プリアンブルシーケンスが1回以上繰り返された構造であってもよい。
例えば、プリアンブルが32ビットの場合、1つの基本プリアンブルシーケンスはプリアンブルの1つのビットに対応してもよく、32ビットに対応してもよい。
【0114】
一例として、1つの基本プリアンブルシーケンスがプリアンブルの1ビットに対応する場合、プリアンブルシーケンスは32つの基本プリアンブルシーケンスが繰り返される構造であってもよく、1つの基本プリアンブルシーケンスがプリアンブルの32ビットに対応する場合、プリアンブルシーケンスは1つの基本プリアンブルシーケンスで構成されてもよい。
基本プリアンブルシーケンスに対応するプリアンブルのビット数は予め決定してもよい。
このようなプリアンブルの構造を考慮して、シーケンス生成器520は、第1のシーケンス及び第2のシーケンスを再構成して第3のシーケンスを生成する。
【0115】
本発明の一実施形態では、シーケンス生成器520は、第1のマッパ及び第2のマッパを含む。
一例として、第1のマッパ及び第2のマッパは、それぞれ第1のチップ値マッパ(chip value mapper)及び第2のチップ値マッパと表現され得る。
【0116】
第1のマッパは、プリアンブルの複数のビットに対して、プリアンブルの少なくとも1つのビットごとに第1のシーケンスをマッピングする。
ここで、少なくとも1つのビットは、基本プリアンブルシーケンスがプリアンブルに対応するビットを意味してもよく、基本プリアンブルに関係なく予め決定した数のビットを意味してもよい。
第1のマッパは、少なくとも1つのビットごとに一周期の第1のシーケンスをマッピングする。
例えば、少なくとも1つのビットが1ビットである場合、第1のマッパは、1ビットごとに第1のシーケンスの周期であるN1個の要素に割当てることができ、順次にインデックスを増加させながら各インデックスに該当する要素を1ビットにマッピングすることができる。
この場合、シーケンス生成器520は、第1のシーケンスの周期N1によるモジュロカウンタ、モジュロN1カウンタをインデックスカウンタとして用いて第1のシーケンスのインデックスを増加させることができる。
【0117】
第2のマッパは、プリアンブルの少なくとも1つのビットごとにマッピングされた第1のシーケンスに第2のシーケンスをマッピングして第3のシーケンスを生成する。
例えば、第1のシーケンスが割当てられた少なくとも1つのビットが1ビットである場合、第2のマッパは、1ビットごとに第2のシーケンスの周期であるN2個の要素を割当てることができ、順次にインデックスを増加させながら各インデックスに該当する要素を1ビットにマッピングすることができる。
この場合、シーケンス生成器520は、第2のシーケンスの周期N2によるモジュロカウンタ、モジュロN2カウンタをインデックスカウンタとして用いて第2のシーケンスのインデックスを増加させることができる。
【0118】
本発明の一実施形態では、第2のマッパは、プリアンブルの少なくとも1つのビットにマッピングされた第1のシーケンスに第2のシーケンスを乗算する。
例えば、プリアンブルの少なくとも1つのビットにマッピングされた第1のシーケンスが[1001]であり、第2のシーケンスが[111111111111111−1−1111−1111−1111−111−1]である場合、第2のマッパは、第1のシーケンスと第2のシーケンスを乗算して第3のシーケンスである[100110011001100−1−1001−1001−1001−100−1]を生成する。
この場合、第1のシーケンスの周期N1が4であり、第2のシーケンスの周期N2が32であるため、第2のマッパは、第1のシーケンスの周期N1と第2のシーケンスの周期N2の比である8ほど第1のシーケンスを繰り返して拡張し、拡張された第1のシーケンス[10011001100110011001100110011001]と第2のシーケンスを乗算して第3のシーケンス[100110011001100−1−1001−1001−1001−100−1]を生成する。
【0119】
本発明の他の実施形態では、シーケンス生成器520は、第1のバイナリマッパ及び第2のバイナリマッパを含む。
第1のバイナリマッパは、プリアンブルの少なくとも1つのビットごとに第1のシーケンスをマッピングする。
第1のシーケンスは“0”又は“1”の要素で構成されているため、第1のバイナリマッパは第1のシーケンスを全て用いることができる。
【0120】
第2のバイナリマッパは、第2のシーケンスの要素をバイナリ値に変換する。
第2のシーケンスは“−1”又は“1”の要素で構成されており、“−1”はバイナリ値ではないため、第2のバイナリマッパを用いることができない。
そのため、第2のバイナリマッパは、第2のシーケンスの“−1”の要素を“1”に変換し、“1”の要素を“0”に変換して第2のシーケンスをバイナリ値に変換することができる。
第2のバイナリマッパは、プリアンブルの少なくとも1つのビットにマッピングされた第1のシーケンスにバイナリ値に変換された第2のシーケンスを連接して第3のシーケンスを生成することができる。
【0121】
第1のシーケンス及び第2のシーケンスを連接した第3のシーケンスは、第1のシーケンスのn番目の要素を最初の要素で、第2のシーケンスのn番目の要素を2番目の要素で構成した長さ2のシーケンスをn番目のsubシーケンスで構成されたシーケンスを示す。
例えば、第1のシーケンスが[1001]、バイナリ値に変換された第2のシーケンスが[1000]である場合、第1のシーケンス及び第2のシーケンスを連接した第3のシーケンスは[[11]、[00]、[00]、[10]]で構成され得る。
【0122】
本発明のまた他の実施形態では、シーケンス生成器520は、プリアンブルの少なくとも1つのビットに対応する基本プリアンブルシーケンスを生成し、基本プリアンブルシーケンスを予め決定した回数で繰り返して第3のシーケンスを生成する。
ここで、シーケンス生成器520は、第1のシーケンスの周期と第2のシーケンスの周期の比ほど第1のシーケンスを繰り返し拡張し、拡張された第1のシーケンスを第2のシーケンスと乗算して基本プリアンブルシーケンスを生成する。
【0123】
例えば、第1のシーケンスが[10100101]であり、第2のシーケンスが[11−111−11−111111−11111111−111−11111111]である場合、第1のシーケンスの周期N1が8であり、第2のシーケンスの周期N2が32であるため、シーケンス生成器520は、第1のシーケンスの周期N1と第2のシーケンスの周期N2の比である4ほど第1のシーケンスを繰り返して拡張し、拡張された第1のシーケンス[10100101101001011010010110100101]と第2のシーケンスを乗算して基本プリアンブルシーケンス[10−100−10−110100−10110100−101−10100101]を生成する。
ここで、予め決定した繰り返し回数N
repが8である場合、シーケンス生成器520は、基本プリアンブルシーケンスを8回繰り返してプリアンブルシーケンスを生成し、プリアンブルシーケンスをプリアンブルの複数のビットにマッピングすることができる。
【0124】
送信機500がターナリプリアンブルシーケンスから第1のシーケンス及び第2のシーケンスを抽出して、第1のシーケンス及び第2のシーケンスを再構成して第3のシーケンスを生成することによって、送信機500は、ターナリプリアンブルシーケンスの全てを格納する必要がなく、第1のシーケンス及び第2のシーケンスだけを予め格納する。
そのため、送信機500に予め格納されるべき格納量が減少し得る。
また、非コヒーレント受信機又はコヒーレント受信機のうちのいずれか1個の受信機のプリアンブルシーケンスの修正が必要な場合、より柔軟に対処することができる。
【0125】
本発明の一実施形態では、
図4の符号411〜413に示すように、プリアンブルは予め決定した繰り返し回数がN
repであり、32個の要素(チップ)を有する基本プリアンブルパターンを含む。
ここで、2個のプリアンブルフォーマットP1及びP2が定義される。
基本プリアンブルシーケンスは、プリアンブルフォーマットによって、下記の表36に記載された基本プリアンブルパターン及び繰り返し回数N
repを有する。
【表36】
【0126】
プリアンブルフォーマットP1及びP2は、2個の長さ32のターナリシーケンスで構成され得る。
コヒーレント受信機及び非コヒーレント受信機での互いに異なる複雑度制限によって、プリアンブルフォーマットP1及びP2による基本プリアンブルシーケンスは、共通のシーケンスをコヒーレント受信機及び非コヒーレント受信機に送信するために、互いに異なる周期を有し得る。
すなわち、コヒーレント受信機のためのプリアンブルは、非コヒーレント受信機のためのプリアンブルの繰り返す拡張に基づいて設計され得る。
したがって、コヒーレント受信機のためのP1及びP2の拡散因子はそれぞれ32であってもよい。
また、非コヒーレント受信機のためのP1及びP2の拡散因子はそれぞれ4及び8であってもよく、これは2個の直交的な長さ4のバイナリシーケンス及び長さ8のバイナリシーケンス、例えば、[1001]及び[10100101]と対応してもよい。
【0127】
プリアンブルフォーマットは、PSDUフォーマットのスールプット効率(throughput efficiency)に関連するPSDUのためのコーディングフォーマット及びSFD/PHRのための拡散フォーマット(又は、拡散因子)を内在的に分類してもよい。
この場合、第1のシーケンス、第1のシーケンスの周期、第2のシーケンス、第2のシーケンスの周期は、プリアンブルフォーマットによって、下記の表37に記載された値を有する。
【表37】
【0128】
本発明の一実施形態では、送信機500は、フレーム送信機(図示せず)を含んでもよい。
フレーム送信機(図示せず)は、プリアンブルフィールド、SFDフィールド、PHRフィールド、及びPSDUフィールドを含む送信フレームを生成する。
ここで、プリアンブルフィールドは、シーケンス生成器520において生成された第3のシーケンスを含んでもよい。
フレーム送信機(図示せず)は、非コヒーレント受信機又はコヒーレント受信機のうちの少なくとも1個に送信する。
【0129】
図6は、本発明の一実施形態に係るシーケンス抽出器を示すブロック図である。
図6を参照すると、シーケンス抽出器600は、ターナリプリアンブルシーケンス取得器610、第1のシーケンス抽出器620、及び第2のシーケンス抽出器630を含む。
【0130】
ターナリプリアンブルシーケンス取得器610は、ターナリプリアンブルシーケンスを取得する。
ここで、ターナリプリアンブルシーケンスは、“−1”、“0”、又は“1”の要素で構成されるシーケンスであって、プリアンブルシーケンスの全体を意味してもよく、プリアンブルを構成する基本プリアンブルシーケンスを意味してもよい。
本発明の一実施形態では、ターナリプリアンブルシーケンス取得器610は、外部からターナリプリアンブルシーケンスを受信してもよく、ターナリプリアンブルシーケンスが予め格納された格納器から取得してもよい。
【0131】
第1のシーケンス抽出器620は、第1の変換マッパ621及びユニポーラシーケンス抽出器622を含む。
第1の変換マッパ621は、ターナリプリアンブルシーケンスの要素を絶対値に変換する。そのため、第1の変換マッパ621は、ターナリプリアンブルシーケンスの“−1”の要素を“1”の要素に変換する。
ユニポーラシーケンス抽出器622は、ユニポーラシーケンスの周期を基準としてユニポーラシーケンスを抽出する。
ここで、ユニポーラシーケンスの周期は、予め決定することができる。例えば、第1の変換マッパ621に変換されたシーケンスが[10011001100110011001100110011001]であり、ユニポーラシーケンスの周期が4である場合、ユニポーラシーケンス抽出器622は、変換されたシーケンスからユニポーラシーケンス[1001]を抽出する。
【0132】
第2のシーケンス抽出器630は、第2の変換マッパ631及びバイポーラシーケンス抽出器632を含む。
第2の変換マッパ631は、ターナリプリアンブルシーケンスの要素のうちの“0”の要素を“1”の要素に変換する。
バイポーラシーケンス抽出器632は、バイポーラシーケンスの周期を基準としてバイポーラシーケンスを抽出する。
ここで、バイポーラシーケンスの周期は予め決定することができる。例えば、第2の変換マッパ631に変換されたシーケンスが[111111111111111−1−1111−1111−1111−111−1]であり、バイポーラシーケンスの周期が32である場合、バイポーラシーケンス抽出器632は、変換されたシーケンスをバイポーラシーケンスから抽出する。
【0133】
図7及び
図8は、本発明の一実施形態に係るシーケンス生成器の一例を説明するためのものであり、
図7は、本発明の一実施形態に係るシーケンス生成器を示すブロック図である。
図7を参照すると、シーケンス生成器700は、第1のマッパ
(第1のチップ値マッパ)710、モジュロN1カウンタ711、第2のマッパ
(第2のチップ値マッパ)720、モジューロN2カウンタ721、及び積算演算器730を含む。
ここで、N1はユニポーラシーケンスの周期を示し、N2はバイポーラシーケンスの周期を示す。
【0134】
第1のマッパ710は、プリアンブルの複数のビットに対して、プリアンブルの少なくとも1つのビットごとにユニポーラシーケンスをマッピングする。
ここで、ユニポーラシーケンスは、非コヒーレント受信機で認識可能なシーケンスを意味することによって、“0”又は“1”の要素(又は、チップ)で構成する。
第1のマッパ710は、少なくとも1つのビットごとに一周期のユニポーラシーケンスをマッピングする。
第1のマッパ710は、少なくとも1つのビットにユニポーラシーケンスの周期のN1個の要素を割り当て、順次にインデックスを増加させながら各インデックスに該当する要素を少なくとも1つのビットにマッピングする。
【0135】
ここで、第1のマッパ710は、モジュロN1カウンタ711をインデックスカウンタとして用いてユニポーラシーケンスを少なくとも1つのビットにマッピングする。
例えば、ユニポーラシーケンスが[1001]である場合、モジュロN1カウンタは、ユニポーラシーケンスの要素のインデックスを順に1、2、3、4に設定することができる。
第1のマッパ710は、インデックスによって、少なくとも1つのビットに要素“1”、“0”、“0”、“1”を順次にマッピングする。
【0136】
第2のマッパ720は、バイポーラシーケンスを積算演算器730に提供する。
ここで、バイポーラシーケンスは、コヒーレント受信機で認識可能なシーケンスを意味することによって、“−1”又は“1”の要素(又は、チップ)で構成する。
図7において、第2のマッパ720と積算演算器730は互いに分離するように表現したが、本発明の他の実施形態では、第2のマッパ720は積算演算器730を含み得る。
【0137】
第2のマッパ720は、モジュロN2カウンタ721をインデックスカウンタとして用いてバイポーラシーケンスを積算演算器730に提供する。
例えば、バイポーラシーケンスが[111111111111111−1−1111−1111−1111−111−1]である場合、モジュロN2カウンタ721は、バイポーラシーケンスの要素のインデックスを1〜32に設定することができる。
第2のマッパ720は、インデックスによって、積算演算器730にバイポーラシーケンスの要素を順次に提供する。
【0138】
積演算器730は、プリアンブルの少なくとも1つのビットごとにマッピングされたユニポーラシーケンスに第2のマッパ720から提供されたバイポーラシーケンスを乗算してターナリプリアンブルシーケンス(又は、ターナリプリアンブルチップシーケンス)を生成する。
【0139】
図8は、本発明の一実施形態に係るシーケンス生成器の動作を説明するための動作フローチャートである。
図8を参照すると、シーケンス生成器は、ビットカウンタbを1に設定して、チップカウンタn1及びn2をそれぞれ1に設定する(ステップS810)。
ここで、チップとはシーケンスの要素を意味する。
チップカウンタn1は、ユニポーラシーケンスのインデックスと対応し、チップカウンタn2は、バイポーラシーケンスのインデックスと対応する。
【0140】
次に、シーケンス生成器は、ユニポーラシーケンスC1(n1)とバイポーラシーケンスC2(n2)を乗算する(ステップS820)。
ステップS810において、n1及びn2は1に設定されたため、シーケンス生成器は、ユニポーラシーケンスC1(1)とバイポーラシーケンスC2(1)を乗算することができる。
また、シーケンス生成器は、n1を(n1+1)に、n2を(n2+1)にアップデートする(ステップS830)。
これは、ユニポーラシーケンスC1とバイポーラシーケンスC2のインデックスを1つずつ増加させることを意味する。
【0141】
次に、シーケンス生成器は、n1がN1以下であるか否かを判断する(ステップS840)。
ここで、N1はユニポーラシーケンスの周期を意味する。
n1がN1より大きい場合、シーケンス生成器はn1を1に設定し、bを(b+1)にアップデートして、後述のステップS850を行う。
【0142】
次に、n1がN1以下である場合、シーケンス生成器は、n2がN2以下であるか否かを判断する(ステップS850)。
ここで、N2はバイポーラシーケンスの周期を意味する。
n2がN2より大きい場合、シーケンス生成器は、n2を1に設定し、後述のステップS860を行う。
【0143】
次に、n2がN2以下である場合、シーケンス生成器は、ビットカウンタbがb
max以下であるか否かを判断する(ステップS860)。
ここで、b
maxはプリアンブルの全てのビットにおいてユニポーラシーケンスが繰り返してマッピングされる回数を意味する。
bがb
max以下である場合、シーケンス生成器は、ステップS820〜ステップS860を繰り返して行う。
bがb
maxを超過する場合、シーケンス生成器は、ステップS820において乗算した値をターナリシーケンスの要素に設定してターナリシーケンスを生成する。
【0144】
例えば、ユニポーラシーケンスC1が[1001]であり、バイポーラシーケンスC2が[111111111111111−1−1111−1111−1111−111−1]である場合、ステップS810において、シーケンス生成器は、b、n1、及びn2を全て1に設定する。
ステップS820において、シーケンス生成器は、ユニポーラシーケンスの最初の要素“1”とバイポーラシーケンスC2の最初の要素“1”を乗算する。
ステップS830において、シーケンス生成器は、n1を2に、n2を2にアップデートする。
ステップS840において、n1がN1以下であるか否かを判断した結果、n1は2であって、N1の4より小さいため、シーケンス生成器は、ステップS850を行う。
ステップS850において、n2がN2以下であるか否かを判断した結果、n2は2であって、N2の32より小さいため、シーケンス生成器はステップS860を行う。
b
maxが32に予め決定した場合、ステップS860において、bがb
max以下であるか否かを判断した結果、bは1であって、b
maxの32より小さいため、ステップS820〜ステップS860を繰り返して行う。
【0145】
このような過程が繰り返されて、ユニポーラシーケンスの4個の要素がバイポーラシーケンスの4個の要素を乗算した場合、n1は5になり、そのため、ステップS840において、n1がN1より大きいと判断され、シーケンス生成器は、ステップS841を行ってn1を1に設定し、bを2にアップデートする。
【0146】
また、このような過程が繰り返され、ユニポーラシーケンスが8回繰り返されてバイポーラシーケンスを乗算した場合、n2は33になり、そのため、ステップS850において、n2がN2より大きいと判断され、シーケンス生成器は、ステップS851を行ってn2を1に設定する。
【0147】
また、このような過程が繰り返され、ユニポーラシーケンスが32回、バイポーラシーケンスが4回繰り返され、ユニポーラシーケンスの要素とバイポーラシーケンスの要素を乗算した場合、bは5になり、そのため、ステップS860において、bがb
maxより大きいと判断され、シーケンス生成器は、ステップS820で乗算した値をターナリシーケンスの要素に設定してターナリシーケンスを生成する。
そのため、ターナリシーケンスは、ユニポーラシーケンスが32回、バイポーラシーケンスが4回繰り返されて相互間に乗算した、計128個の要素を含む。
【0148】
図9は、本発明の他の一実施形態に係るシーケンス生成器の一例を示すブロック図である。
【0149】
図9を参照すると、シーケンス生成器900は、第1のバイナリマッパ910、モジュロN1カウンタ911、第2のバイナリマッパ920、モジュロN2カウンタ921、及び連接演算器930を含む。
ここで、N1はユニポーラシーケンスの周期を示し、N2はバイポーラシーケンスの周期を示す。
【0150】
第1のバイナリマッパ910は、プリアンブルの複数のビットに対して、プリアンブルの少なくとも1つのビットごとにユニポーラシーケンスをマッピングする。
第1のバイナリマッパ910は、少なくとも1つのビットごとに1周期のユニポーラシーケンスをマッピングする。
第1のバイナリマッパ910は、少なくとも1つのビットにユニポーラシーケンスの周期であるN1個の要素を割り当て、順次にインデックスを増加させながら各インデックスに該当する要素を少なくとも1つのビットにマッピングする。
ここで、第1のバイナリマッパ910は、
モジュロN1カウンタ911をインデックスカウンタとして用いてユニポーラシーケンスを少なくとも1つのビットにマッピングする。
【0151】
第2のバイナリマッパ920は、バイポーラシーケンスを連接演算器930に提供する。
図9において、第2のバイナリマッパ920と連接演算器930は、互いに分離するように表現したが、本発明の他の実施形態では、第2のバイナリマッパ920は、連接演算器930を含み得る。
第2のバイナリマッパ920は、バイポーラシーケンスの要素をバイナリ値に変換する。
バイポーラシーケンスは、“−1”又は“1”の要素で構成されており、“−1”はバイナリ値ではないため、第2のバイナリマッパ920を用いることができない。
そのため、第2のバイナリマッパ920は、バイポーラシーケンスの“−1”の要素を“1”に変換し、“1”の要素を“0”に変換してバイポーラシーケンスをバイナリ値に変換する。
第2のバイナリマッパ920は、モジュロN2カウンタ921をインデックスカウンタとして用いて変換されたバイポーラシーケンスを連接演算器930に順次に提供する。
【0152】
連接演算器930は、プリアンブルの少なくとも1つのビットごとにマッピングされたユニポーラシーケンスに第2のバイナリマッパ920から提供された変換されたバイポーラシーケンスを連接しターナリプリアンブルシーケンス(又は、ターナリプリアンブルチップシーケンス)を生成する。
【0153】
図10は、本発明の一実施形態に係るターナリシーケンスの生成を説明するための表である。
図10を参照すると、プリアンブルフォーマットは、P1及びP2と定義され、プリアンブルフォーマットによって繰り返し回数N
rep、基本プリアンブルパターン、受信機での基本プリアンブルを予め決定する。
【0154】
例えば、
表1000のように、P1は、N
repが4に設定され、基本プリアンブルパターンは[100110011001100−1−1001−1001−1001−100−1]に設定され、P2はN
repが8に設定されて、基本プリアンブルパターンは、[10−100−10−110100−10110100−101−10100101]に設定される。
送信機は、基本プリアンブルパターンからユニポーラシーケンス及びバイポーラシーケンスを抽出する。
送信機は、基本プリアンブルパターンの要素を絶対値に変換し、非コヒーレント受信機での等価基本プリアンブルパターンを抽出し、基本プリアンブルのパターンの要素のうちの“0”の要素を“1”の要素に変換してコヒーレント受信機での等価基本プリアンブルパターンを抽出する。
送信機は、非コヒーレント受信機での等価基本プリアンブルパターンからユニポーラシーケンスを抽出し、コヒーレント受信機での等価基本プリアンブルパターンからバイポーラシーケンスを抽出する。
【0155】
また、送信機は、ユニポーラシーケンス及びバイポーラシーケンスを再構成してターナリプリアンブルシーケンスを生成する。
例えば、P1の場合、送信機は、ユニポーラシーケンス[1011]を32回繰り返し、バイポーラシーケンス1012を4回繰り返して、繰り返しされたユニポーラシーケンス及びバイポーラシーケンスを再構成してターナリプリアンブルシーケンスを生成する。
また、P2の場合、送信機は、ユニポーラシーケンス1021を32回繰り返し、バイポーラシーケンス1022を8回繰り返して、繰り返しされたユニポーラシーケンス及びバイポーラシーケンスを再構成してターナリプリアンブルシーケンスを生成する。
送信機は、生成されたターナリプリアンブルシーケンスを非コヒーレント受信機及びコヒーレント受信機に送信する。
【0156】
図11は、本発明の他の実施形態に係る送信機を示すブロック図である。
図11を参照すると、送信機1100は、基本プリアンブル抽出部1110及びプリアンブルシーケンス生成部1120を含む。
【0157】
基本プリアンブル抽出部1110は、プリアンブルのプリアンブルフォーマットによって基本プリアンブルパターンを抽出する。
ここで、基本プリアンブル抽出部1110は、
表36のP1プリアンブルフォーマット又はP2プリアンブルフォーマットのうちのいずれか1つのプリアンブルフォーマットによって、
表36から、基本プリアンブルパターン及び予め決定した繰り返し回数を抽出する。
【0158】
プリアンブルシーケンス生成部1120は、基本プリアンブルパターンを予め決定した繰り返し回数で繰り返して非コヒーレント受信機及びコヒーレント受信機で支援されるプリアンブルシーケンスを生成する。
【0159】
また、送信機1100はフレーム送信機を含んでもよい。
フレーム送信機は、プリアンブルシーケンスを含むプリアンブルフィールド、SFDフィールド、PHRフィールド、及びPSDUフィールドを含む送信フレームを非コヒーレント受信機又はコヒーレント受信機のうちの少なくとも1つに送信する。
図11に示した本発明の他の実施形態に係る送信機は、
図1〜
図10で説明した内容がそのまま適用できるため、より詳細な説明は省略する。
【0160】
図12は、本発明の一実施形態に係るシーケンス送信方法を説明するための動作フローチャートである。
図12を参照すると、送信機、“−1”、“0”、又は“1”の要素で構成されるターナリプリアンブルシーケンスから、非コヒーレント受信機のための第1のシーケンス及びコヒーレント受信機のための第2のシーケンスを抽出する(ステップS1210)。
【0161】
次に、送信機は、複数のビットで構成されたプリアンブルに第1のシーケンス及び第2のシーケンスをマッピングして非コヒーレント受信機及びコヒーレント受信機で支援される第3のシーケンスを生成する(ステップS1220)。
図12に示した本発明の一実施形態に係るシーケンス送信方法は、
図1〜
図10で説明した内容がそのまま適用できるため、より詳細な説明は省略する。
【0162】
図13は、本発明の一実施形態に係るシーケンス抽出方法を説明するための動作フローチャートである。
図13を参照すると、シーケンス抽出装置は、“−1”、“0”、又は“1”の要素で構成されるターナリプリアンブルシーケンスを取得する(ステップS1310)。
【0163】
次に、シーケンス抽出装置は、ターナリプリアンブルシーケンスから“0”又は“1”の要素で構成された非コヒーレント受信機のための第1のシーケンスを抽出する(ステップS1320)。
次に、シーケンス抽出装置は、“−1”又は“1”の要素で構成されてコヒーレント受信機のための第2のシーケンスを抽出する(ステップS1330)。
図13に示した本発明の一実施形態に係るシーケンス抽出方法は、
図1〜
図10で説明した内容がそのまま適用できるため、より詳細な説明は省略する。
【0164】
図14は、本発明の一実施形態に係るシーケンス生成方法を説明するための動作フローチャートである。
図14を参照すると、シーケンス生成装置は、プリアンブルの少なくとも1つのビットごとに、“0”又は“1”の要素で構成された非コヒーレント受信機のための第1のシーケンスをマッピングする(ステップS1410)。
次に、シーケンス生成装置は、プリアンブルにマッピングされた第1のシーケンスに、“−1”又は“1”の要素で構成されてコヒーレント受信機のための第2のシーケンスをマッピングして非コヒーレント受信機及びコヒーレント受信機で支援される第3のシーケンスを生成する(ステップS1420)。
図14に示した本発明の一実施形態に係るシーケンス送信方法は、
図1〜
図10で説明した内容がそのまま適用できるため、より詳細な説明は省略する。
【0165】
図15は、本発明の一実施形態に係るプリアンブルシーケンス生成方法を説明するための動作フローチャートである。
図15を参照すると、送信機は、プリアンブルのプリアンブルフォーマットによって基本プリアンブルパターンを抽出する(ステップS1510)。
次に、送信機は、基本プリアンブルパターンを予め決定した繰り返し回数で繰り返して非コヒーレント受信機及びコヒーレント受信機で支援されるプリアンブルシーケンスを生成する(ステップS1520)。
図15に示した本発明の一実施形態に係るプリアンブルシーケンス生成方法は、
図1〜
図10で説明した内容がそのまま適用できるため、より詳細な説明は省略する。
【0166】
上述した実施形態は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、及び/又はハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の組み合わせで具現される。
例えば、本実施形態で説明した装置及び構成要素は、例えば、プロセッサ、コントローラ、ALU(arithmetic logic unit)、デジタル信号プロセッサ(digital signal processor)、マイクロコンピュータ、FPA(field programmable array)、PLU(programmable logic unit)、マイクロプロセッサ、又は命令(instruction)を実行して応答する異なる装置のように、1つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータを用いて具現される。
【0167】
処理装置は、オペレーティングシステム(OS)及びオペレーティングシステム上で行われる1つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。
また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答してデータをアクセス、記憶、操作、処理、及び生成する。
理解の便宜のために、処理装置は1つが使用されるものとして説明する場合もあるが、当該技術分野で通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素(processing element)及び/又は複数類型の処理要素を含むことが分かる。
例えば、処理装置は、複数のプロセッサ又は1つのプロセッサ及び1つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ(parallel processor)のような、他の処理構成も可能である。
【0168】
ソフトウェアは、コンピュータプログラム、コード、命令、又はこれらのうちの1つ以上の組み合わせを含み、所望通りに動作するように処理装置を構成し、独立的又は結合的に処理装置に命令する。
ソフトウェア及び/又はデータは、処理装置によって解釈され、処理装置に命令又はデータを提供するためのあらゆる類型の機械、構成要素、物理的装置、仮想装置、コンピュータ記憶媒体又は装置、或いは送信される信号波を介して永久的又は一時的に具現化される。
ソフトウェアは、ネットワークに接続されたコンピュータシステム上に分散され、分散された方法で格納されるか又は実行される。ソフトウェア及びデータは1つ以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納される。
【0169】
本実施形態による方法は、多様なコンピュータ手段を介して実施されるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。
記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合わせて含む。
記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。
【0170】
コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、CD−ROM、DVDのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びROM、RAM、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含んでもよい。
プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。上述のハードウェア装置は、本発明の動作を行うために1つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。
【0171】
上述したように、実施形態を限定した図面によって説明したが、当技術分野における通常の知識を有する者であれば、上記の記載に基づいて様々な技術的修正及び変形が適用可能である。
一例として、説明した技術が説明した方法と異なる順序で行われたり、及び/又は説明したシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明した方法と異なる形態で結合又は組み合わせたり、他の構成要素又は均等物によって代替、置換されても適切な結果が達成され得る。
【0172】
したがって、本発明の範囲は、開示した実施形態に限定されて定められるものではなく、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。