KR100717682B1 - Apparatus and method for generating signal according to ifdma, and apparatus for receiving signal - Google Patents
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Abstract
인터리브된 주파수 분할 다중 접속(Interleaved Frequency Division Multiple Access, IFDMA) 방식에 따른 신호 생성 장치 및 신호 수신 장치가 개시된다.Disclosed are a signal generator and a signal receiver according to an interleaved frequency division multiple access (IFDMA) scheme.
신호 생성 장치는 복수의 데이터 심볼을 디지털 변조하여 복수의 복소 심볼을 생성하고, 생성한 복수의 복소 심볼을 서로 다른 값을 가지는 복수의 위상각으로 회전시킨다. 그리고, 신호 생성 장치는 복수의 회전된 복소 심볼을 소정의 횟수로 반복하고, 반복으로 생성된 복수의 전송칩을 사용자별로 직교하는 위상 수열의 위상각으로 회전시켜 복수의 전송 심볼을 생성한다.The signal generating apparatus generates a plurality of complex symbols by digitally modulating the plurality of data symbols, and rotates the generated plurality of complex symbols at a plurality of phase angles having different values. The signal generating apparatus repeats a plurality of rotated complex symbols a predetermined number of times, and generates a plurality of transmission symbols by rotating the plurality of transmission chips generated by the repetition at a phase angle of a phase sequence orthogonal to each user.
신호 수신 장치는 위와 같이 생성된 복수의 전송 심볼을 수신하는 경우 최대 다이버시티 이득을 가질 수 있다.The signal receiving apparatus may have a maximum diversity gain when receiving the plurality of transmission symbols generated as described above.
IFDMA, diversity, PSK IFDMA, diversity, PSK
Description
도 1은 종래의 IFDMA 전송 블록을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional IFDMA transport block.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 신호 전송 장치를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a signal transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호 전송 방법을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IFDMA 전송 블록을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an IFDMA transport block according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.5 is a block diagram showing a signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 다른 신호 수신 장치의 동작을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an operation of a signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 인터리브된 주파수 분할 다중 접속(Interleaved Frequency Division Multiple Access, IFDMA) 방식에 따른 신호 생성 장치 및 신호 수신 장치에 관한 것으로, 특히 최대 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 IFDMA 방식의 신호 생성 장치 및 신호 수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a signal generating device and a signal receiving device according to an interleaved frequency division multiple access (IFDMA) method, and in particular, an IFDMA signal generating device and a signal capable of obtaining a maximum frequency diversity gain. It relates to a receiving device.
확산 스펙트럼(spread-spectrum) 전송 방식과 다중 반송파(multicarrier) 전 송 방식의 이점을 가지는 IFDMA 전송 방식이 제안되었다. 이 IFDMA를 따르는 신호 생성 장치는 도 1에 도시된 바와 같은 전송 블록을 사용한다.An IFDMA transmission scheme has been proposed that has the advantages of spread-spectrum transmission and multicarrier transmission. The signal generating apparatus conforming to this IFDMA uses a transport block as shown in FIG.
도 1은 종래의 IFDMA 전송 블록을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional IFDMA transport block.
도 1에 도시된 바와 같이 IFDMA 전송 블록은 총 L 번 반복되는 Q개의 심볼을 포함한다. 전송 블록을 구성하는 최소 단위를 칩이라 부르는데, 도 1에 도시된 IFDMA 전송 블록은 L*Q 개의 칩을 포함한다.As shown in FIG. 1, an IFDMA transport block includes Q symbols repeated a total of L times. The minimum unit constituting the transport block is called a chip, and the IFDMA transport block illustrated in FIG. 1 includes L * Q chips.
IFDMA를 따르는 신호 생성 장치는 도 1의 IFDMA 전송 블록에 사용자별로 직교하는 위상 벡터를 곱하여 전송 신호 벡터를 생성한다. 그리고, IFDMA를 따르는 신호 수신 장치는 채널로부터 수신한 신호 벡터에 신호 생성 장치가 사용한 위상 벡터를 곱하여 특정 사용자의 심볼을 복조한다.The signal generation apparatus conforming to the IFDMA generates a transmission signal vector by multiplying a phase vector orthogonal to each user in the IFDMA transport block of FIG. The signal receiving apparatus conforming to the IFDMA demodulates a specific user's symbol by multiplying the signal vector received from the channel by the phase vector used by the signal generating apparatus.
그러나 종래에 제안된 IFDMA에 따르면 최대 주파수 다이버시티 이득이 얻어질 수 없었다.However, according to the conventionally proposed IFDMA, the maximum frequency diversity gain could not be obtained.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 최대 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 IFDMA 방식의 신호 생성 장치 및 신호 수신 장치을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an IFDMA signal generating device and a signal receiving device capable of obtaining a maximum frequency diversity gain.
본 발명의 한 실시예에 따른 신호 생성 장치는 제1 회전부, 반복부, 제2 회전부를 포함한다. 제1 회전부는 복수의 복소 심볼을 상기 복수의 복소 심볼에 각각 대응하는 복수의 서로 다른 위상각으로 회전시켜 회전된 복소 심볼 그룹을 생성한다. 그리고, 반복부는 상기 회전된 복소 심볼 그룹을 소정의 횟수로 반복하여 복수 의 전송칩을 출력한다. 그리고, 상기 복수의 전송칩을 사용자별로 직교하는 위상 수열이 포함하는 복수의 위상각으로 회전시켜 복수의 전송 심볼을 생성한다.The signal generating device according to an embodiment of the present invention includes a first rotating part, a repeating part, and a second rotating part. The first rotating unit rotates the plurality of complex symbols at a plurality of different phase angles respectively corresponding to the plurality of complex symbols to generate a rotated complex symbol group. The repeater outputs a plurality of transmission chips by repeating the rotated complex symbol group a predetermined number of times. The plurality of transmission chips are rotated by a plurality of phase angles included in a sequence of orthogonal phases for each user to generate a plurality of transmission symbols.
여기서, 신호 생성 장치는 복수의 데이터 심볼을 M개의 위상각으로 디지털 변조하여 상기 복수의 복소 심볼을 생성하는 디지털 변조부를 더 포함할 수 있다.The signal generating apparatus may further include a digital modulator for digitally modulating a plurality of data symbols with M phase angles to generate the plurality of complex symbols.
또, 상기 제1 회전부는 상기 복수의 복소 심볼 중 k 번째 복소 심볼을 상기 M에 반비례하고 상기 k에 비례하는 위상각으로 회전시켜 상기 회전된 복소 심볼 그룹을 생성할 수 있다.The first rotation unit may generate the rotated complex symbol group by rotating a k-th complex symbol of the plurality of complex symbols in inverse proportion to the M and at a phase angle proportional to the k.
본 발명의 한 실시예에 따른 신호 생성 방법은 복수의 데이터 심볼을 M개의 위상각으로 디지털 변조하여 복수의 복소 심볼을 생성하는 단계와, 상기 복수의 복소 심볼을 상기 복수의 복소 심볼에 각각 대응하는 복수의 서로 다른 위상각으로 회전시켜 회전된 복소 심볼 그룹을 생성하는 단계와, 상기 회전된 복소 심볼 그룹을 소정의 횟수로 반복하여 복수의 전송칩을 생성하는 단계와, 상기 복수의 전송칩을 사용자별로 직교하는 위상 수열의 위상각으로 회전시켜 복수의 전송 심볼을 생성하는 단계를 포함한다.A signal generation method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of generating a plurality of complex symbols by digitally modulating a plurality of data symbols to M phase angles, and corresponding to the plurality of complex symbols respectively Generating a rotated complex symbol group by rotating the plurality of different phase angles, generating the plurality of transmission chips by repeating the rotated complex symbol group a predetermined number of times, and using the plurality of transmission chips as a user. And generating a plurality of transmission symbols by rotating the phase angles of the orthogonal phase sequences.
본 발명의 한 실시예에 따른 신호 수신 장치는 수신부, 제1 역회전부, 덧셈부, 제2 역회전부, 및 디지털 복조부를 포함한다. 수신부는 복수의 전송 심볼을 수신하고, 제1 역회전부는 상기 복수의 전송 심볼을 사용자별로 직교하는 위상 수열의 위상각으로 역회전시켜 복수의 칩을 생성하며, 덧셈부는 상기 복수의 칩 중에서 동일한 데이터 심볼에 해당하는 칩들을 더하여 복수의 복소 심볼을 생성한다. 그리고, 제2 역회전부는 상기 복수의 복소 심볼을 상기 복수의 복소 심볼에 각각 대응 하는 복수의 서로 다른 위상각으로 역회전시켜 복수의 역회전된 복소 심볼을 생성하고, 디지털 복조부는 상기 복수의 역회전된 복소 심볼을 디지털 복조하여 데이터 심볼을 생성한다.A signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a receiver, a first reverse rotation unit, an adder, a second reverse rotation unit, and a digital demodulation unit. The receiving unit receives a plurality of transmission symbols, the first reverse rotation unit rotates the plurality of transmission symbols by a phase angle of a phase sequence orthogonal to each user to generate a plurality of chips, and an adder generates the same data among the plurality of chips. The chips corresponding to the symbol are added to generate a plurality of complex symbols. The second reverse rotation unit rotates the plurality of complex symbols at a plurality of different phase angles corresponding to the plurality of complex symbols, respectively, to generate a plurality of reverse rotated complex symbols, and the digital demodulator generates the plurality of reverse symbols. A digital symbol is generated by digitally demodulating the rotated complex symbol.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
이제 본 발명의 실시예에 따른 신호 전송 장치(100)에 대하여 도 2을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 신호 전송 장치(100)를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a
도 2에 도시된 바와 같이 신호 생성 장치(100)는 디지털 변조부(110), 제1 회전부(120), 심볼 반복부(130), 제2 회전부(140), 전송부(150), 안테나(160)를 포함한다. 신호 생성 장치(100)가 포함하는 구성 요소들의 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.As shown in FIG. 2, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호 전송 방법을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to an embodiment of the present invention.
먼저, 디지털 변조부(110)는 M개의 위상각을 사용하여 이진 데이터 심볼을 디지털 변조(M-ary Phase shift keying, MPSK)를 수행하고 복소 심볼(Complex Symbol)을 생성한다(S110). 예를 들어, 디지털 변조부(110)는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 4-PSK, 16-PSK, 64-PSK를 수행한다. First, the
제1 회전부(120)는 디지털 변조부(110)가 생성한 복소 심볼 Q개를 하나의 복소 심볼 그룹으로 다룬다. 복소 심볼 그룹(Complex Symbol Group)({dk})은 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.The first rotating
수학식 1에 나타난 바와 같이, 복소 심볼 그룹의 k 번째 복소 심볼은 dk로 나타내기로 한다.As shown in
다음으로, 제1 회전부(120)는 복소 심볼 그룹이 포함하는 복수의 복소 심볼 각각을 서로 다른 위상각으로 회전시킨다(S120). 제1 회전부(120)가 복소 심볼 dk을 회전하는데 사용하는 위상각 θk 는 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Next, the
한편, 제1 회전부(120)가 생성한 복수의 회전된 복소 심볼을 회전된 복소 심볼 그룹이라 하기로 한다. 회전된 복소 심볼 그룹(Rotated Complex Symbol Group){dk'}은 다음 수학식 3와 같이 나타낼 수 있다.Meanwhile, the plurality of rotated complex symbols generated by the first rotating
제1 회전부(120)는 복소 심볼을 회전하기 위하여 다양한 방식에 따라 결정되는 회전 각도를 사용할 수 있다. 제1 회전부(120)는 최대 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 다음 수학식 4와 같이 회전 각도를 결정할 수 있다.The first rotating
수학식 4에서 M은 디지털 변조부(110)가 디지털 변조에 사용하는 위상각의 개수이고, Q는 복소 심볼 그룹이 포함하는 복소 심볼의 개수(이하 복소 심볼 그룹의 크기라고도 함)이다.In
심볼 반복부(130)는 회전된 복소 심볼 그룹{dk'}을 L 번 반복하여 도 4와 같은 전송 블록을 생성한다(S130).The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IFDMA 전송 블록을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an IFDMA transport block according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이 심볼 반복부(130)가 생성하는 IFDMA 전송 블록은 L*Q 개의 전송칩을 포함한다. 한편, IFDMA 전송 블록이 포함하는 L 개의 회전된 복소 심볼 그룹 중에서 LG 개의 회전된 복소 심볼 그룹은 보호 구간(Quard Interval)으로 사용될 수 있다. 그리고, L 개의 회전된 복소 심볼 그룹 중에서 LG 개를 제외 한 나머지 LI 개의 회전된 복소 심볼 그룹은 정보 구간(Information Interval)이다.As shown in FIG. 4, the IFDMA transport block generated by the
IFDMA 전송 블록이 포함하는 L*Q 개의 전송칩은 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.L * Q transmission chips included in the IFDMA transport block may be represented by Equation 5 below.
다시 도 3에 대해 설명한다.3 will be described again.
제2 회전부(140)는 심볼 반복부(130)로부터의 복수의 전송칩({})을 사용자별로 직교하는 위상 수열({})의 위상각으로 회전시켜 복수의 전송 심볼({})을 생성한다(S140).The second
본 발명의 실시예에 따른 위상 수열({})은 다음의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.Phase sequence according to an embodiment of the present invention ({ }) May be expressed as in
여기서 사용자(i)에 종속하는 위상각(user-dependent phase)(Φ(i))은 다음의 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.Here, the user-dependent phase Φ (i) dependent on the user i may be expressed by Equation 7 below.
제2 회전부(140)는 다음의 수학식 8과 같은 복수의 전송 심볼({})을 생성한다.The second
전송부(150)는 제2 회전부(140)에서 생성된 복수의 전송 심볼({})을 안테나(160)를 통해 송출한다.The
다음은 본 발명의 실시예에 따른 신호 수신 장치(200)를 도 5를 참고하여 설명한다.Next, a
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.5 is a block diagram showing a signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이 신호 수신 장치(200)는 안테나(210), 수신부(220), 제1 역회전부(230), 덧셈부(240), 제2 역회전부(250), 디지털 복조부(260)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the
수신부(220)는 안테나(210)를 통해 복수의 심볼({})을 수신한다. 수신부(220)가 수신한 복수의 심볼({})은 다수의 사용자의 신호 생성 장치(100)로부터의 심볼들이 더해진 것이다. 즉, 전송 심볼()에 대한 수신 심볼을 라고 할 때 수신부(220)가 수신하는 심볼()은 수학식 9와 같다.The
다음으로, 제1 역회전부(230)는 수신부(220)가 수신하는 복수의 심볼({})을 사용자별로 직교하는 위상 수열({})의 위상각으로 역회전하여 복수의 칩({})을 생성한다. 제1 역회전부(230)가 생성하는 복수의 칩({})은 다음 수학식 10과 같다.Next, the first
덧셈부(240)는 제1 역회전부(230)가 생성하는 복수의 칩({}) 중에서 동일한 데이터 심볼에 해당하는 칩들을 더하여 Q개의 복소 심볼({dk'}, k=0, 1, ..., Q-1)을 생성한다. 덧셈부(240)가 생성하는 Q개의 복소 심볼({dk'})은 특정 사용자(i)에 해당하는 심볼이다.The
수신부(220)가 수신하는 복수의 심볼({})은 제1 역회전부(230) 및 덧셈부(240)를 거치면서 특정 사용자에 해당하는 심볼로 변화되는데, 이는 위상 수열({})이 사용자별로 직교하기 때문이다.The plurality of symbols received by the receiver 220 ({ }) Is changed into a symbol corresponding to a specific user while passing through the first
수신부(220), 제1 역회전부(230), 덧셈부(240)의 동작을 도 6을 참조하여 설명한다.The operation of the
도 6은 본 발명의 실시예에 다른 신호 수신 장치(200)의 동작을 도시한 도면이다. 도 6은 LG = 1, LI = 4, Q = 3인 경우의 신호 수신 장치(200)를 도시한 도면이다.6 is a view showing the operation of the
도 6에 도시된 바와 같이 수신부(220)는 15개의 수신 심볼(Y0, ..., Y14)를 수신한다. 도 15에서 수신부(220)의 수신 버퍼에 사용자 i의 전송 심볼이 저장되는 것으로 편의상 도시되었으나, 수신부(220)의 수신 버퍼에는 다수의 사용자의 신호 생성 장치(100)로부터의 심볼들이 더해진 수신 심볼들(Y0, ..., Y14)이 저장된다.As shown in FIG. 6, the
제1 역회전부(230)는 수학식 10과 같은 연산을 수행하여 복수의 수신 심볼(Y0, ..., Y14)로부터 복수의 칩(c0, ..., c14)을 생성한다. 그리고, 덧셈부(240)는 복소 심볼(d0', d1', d2')을 생성하기 위하여 다음 수학식 11 내지 수학식 13과 같은 연산을 수행한다. 이때, 제1 역회전부(230)와 덧셈부(240)가 수신 심볼(Y0, Y1, Y2)에 대하여 연산을 수행하지 않는 것은 수신 심볼(Y0, Y1, Y2)이 보호 구간에 해당하기 때문이다.First
이처럼, 덧셈부(240)는 제1 역회전부(230)가 생성한 복수의 칩 중에서 동일한 데이터 심볼에 해당하는 칩들을 더하여 복수의 복소 심볼을 생성한다.As such, the
덧셈부(240)가 생성하는 복수의 복소 심볼을 다이버시티 이득을 얻기 위하여 특정 위상각들로 회전된 심볼들이다. 따라서 제2 역회전부(250)는 덧셈부(240)가 생성한 복수의 복소 심볼을 송신단이 사용한 위상각들로 역회전한다. 제2 역회전부(250)가 역회전을 수행하여 생성되는 복수의 복소 심볼들을 역회전된 복소 심볼들이라 하기로 한다. 특히 송신단이 수학식 4와 같은 위상각을 사용한 경우, 제2 역회전부(250)는 수학식 4와 같은 위상각으로 역회전을 수행한다.The plurality of complex symbols generated by the
제2 역회전부(250)가 생성하는 복수의 역회전된 복소 심볼들은 디지털 변조된 심볼들이다. 따라서 디지털 복조부(260)는 제2 역회전부(250)가 생성하는 복수의 역회전된 복소 심볼들을 디지털 복조하여 최종 데이터 심볼을 생성한다.The plurality of reverse rotated complex symbols generated by the second
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Implementation may be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
본 발명의 실시에에 따르면, IFDMA 방식의 신호 생성 장치는 서로 다른 값을 가지는 복수의 위상각으로 각각 회전시킨 복수의 복소 심볼을 가지고 IFDMA 전송 심볼을 생성하므로 종래보다 더 나은 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an IFDMA signal generation device generates an IFDMA transmission symbol with a plurality of complex symbols rotated at a plurality of phase angles having different values, respectively, thereby obtaining better diversity gain than in the prior art. have.
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IEEE 1998년 논문 "Interleaved FDMA-a new spread-sp |
IEEE 1999년 논문 "Interleaved FDMA: equalization |
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KR20070022614A (en) | 2007-02-27 |
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