KR100718238B1

KR100718238B1 - 다축 변/복조 방식이 적용된 송/수신장치

Info

Publication number: KR100718238B1
Application number: KR1020060041440A
Authority: KR
Inventors: 권동승; 송영석; 김대선; 송홍엽; 이승준; 오종의
Original assignee: 한국전자통신연구원; 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-05-16

Abstract

본 발명은 다축 변/복조 방식이 적용된 송/수신장치에 관한 것이다.

본 발명의 다축 변조 방식의 송신 장치는 입력되는 데이터를 특정 변조 방식에 따라 변조하고, 변조된 데이터를 복소수 영역으로 축을 변환하여 대역확산을 한 후에 각각의 확산된 데이터들을 제1 신호로 변환하여 송신하며, 다축 복조 방식의 수신 장치는 제1 신호를 수신하여 제2 신호로 변환한 후에 확산된 데이터를 복구하고, 복구된 데이터를 실수 축에 사상하여 특정 변조 방식에 대응되는 복조 방식으로 복조한다.

이러한 본 발명에 따르면, 복소 평면에 여러 개의 축들을 사상함으로써, 다중 경로 페이딩 채널로 인한 다른 사용자에 대한 간섭 신호를 효과적으로 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

다축 변조, MC-CDMA, 다중 캐리어, 다중 사용자 간섭, MUI, 송신 장치, 수신 장치

Description

다축 변/복조 방식이 적용된 송/수신장치{A TRANSMITTER/A RECEIVER USING A MULTI-AXIS MODULATIONS/DEMODULATIONS METHOD}

도 1은 종래 기술에 따른 MC-CDMA 시스템의 송신기를 도시한 블록도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 MC-CDMA 시스템의 수신기를 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다축 변조 방식이 적용된 MC-CDMA 시스템의 송신 장치를 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 다축 변조 방식이 적용된 MC-CDMA 시스템의 수신 장치를 도시한 블록도이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 두 축으로 위상 변조한 변조 심볼을 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다축(8축)으로 위상 변조한 변조 심볼을 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다축 변복조 방식의 MC-CDMA 시스템과 종래 변조 방식의 MC-CDMA 시스템의 성능을 비교한 그래프이다.

본 발명은 다축 변/복조 방식의 송/수신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히 말하자면, 다중 반송파 부호분할 다중 접속(MC-CDMA; Multi-Carrier Code Division Multiple Access) 시스템에서 다중 사용자 간섭(MUI; Multi-User Interference)신호를 줄이기 위한 변조/복조를 제공하는 송/수신 장치에 관한 것이다.

MC-CDMA 시스템은 여러 명의 사용자 신호를 동시에 전송할 수 있는 부호분할다중접속 방식과 주파수 선택적 페이딩 채널에서 효과적인 데이터 전송을 위해 다중 반송파를 이용하는 직교주파수분할다중화 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM) 시스템을 결합한 시스템이다.

이러한, MC-CDMA 시스템은 직교 부호를 이용하여 주파수 영역으로 데이터를 확산하였다가 결합함으로써 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있고, 다중 경로로 인한 간섭을 완화할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 대역폭을 효율적으로 이용할 수 있고 자원 할당이 유연하며 대역폭에 맞게 데이터 전송률을 맞출 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 종래 기술에 따른 송신기는 입력되는 데이터 비트 열을 변조모듈(Modulator)(10)이 변조 방식에 따라 변조하고, 직병렬변환모듈(S/P)(11)이 직렬/병렬 변환을 한다. 각 데이터 심볼들은 한번에 M개씩 병렬로 재배치된 후 M개의 복사모듈(Copier)(12)을 통과하면서 각각 N개로 복사되고, 복사된 각각의 심볼에는 곱셈기(13)를 통해 길이

개의 주파수 확산 부호

가 곱해지게 된다. 도 1에서 (u)는 u번째 사용자를 나타내며, 최대 N명의 사용자가 사용할 수 있다. 전체 부반송파의 개수는 M*N(이하, "MN"이라 함.)개가 된다.

그리고 나서, 코드 먹스모듈(14)을 거쳐 인터리버모듈(15)에 의해 심벌들은 인터리빙되며, 만약 칩 인터리버를 사용하였다고 하면 N개로 확산된 M번째 데이터 심볼은 m+Mn번째 부반송파에 실려 전송하게 된다. 이때 m은 0부터 N-1이며, n은 0부터 N-1까지 이다.

인터리빙된 MN 크기의 심볼들은 역고속퓨리에 변환 모듈(inverse fast Fourier transform: IFFT)(16)에서 역고속퓨리에 변환이 수행된 후 시간 길이 T인 신호가 된다.

역고속 퓨리에 변환을 거친 송신 신호는 수학식 1로 주어진다.

수학식 1에서

는 (u)번째 사용자의 변조된 m번째 데이터 심볼을 말하며, Es는 변조된 데이터의 심볼 에너지이고, U는 사용자의 수이다. 그리고, n은 0부터 N-1까지이다.

이러한, 역고속퓨리에변환이 수행된 후 시간 길이 T인 신호는 보호 구간삽입 모듈(Guard Interval)(17)을 거쳐 수신기로 송신된다.

송신된 신호는 광대역 페이딩 채널에서 서로 다른 시간지연을 갖는 몇 개의 독립적인 레일리 페이딩 프로세스의 합으로 나타낼 수 있다. 이때의 채널 임펄스 응답은 수학식 2로 주어진다.

수학식 2에서

은

인 정규화된 진폭크기이고,

은 디렉(Dirac) 함수이며

은

번째 경로의 시간지연이고,

은 채널 임펄스 응답 모델에서 탭의 인덱스이다.

는

인 레일리 페이딩 프로세스로

과 같이 쓸 수 있으며, 이때

,

은 각각 채널 임펄스 응답의 크기, 위상, 시간 지연을 나타내며 상호 독립적이라고 가정할 수 있다.

은 통계적으로 독립적인 랜덤 변수이고 확률 밀도 함수(probability density function: PDF)은 수학식 3으로 나타낼 수 있다.

수학식 3에서

이고,

는 [0,2π]에서 균일한 분포를 갖는 랜덤 변수이고,

은

에 균일한 확률로 존재하는 L개의 시간지연이며,

는 보호구간의 시간길이이다

다음은 이러한 송신 신호를 수신하는 수신기의 구성을 살펴보기로 한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 종래기술에 따른 수신기는 송신 장치에서 송신된 신호를 수신하여 보호구간제거모듈(GI Remove)(20)에서 보호 구간을 제거한 후 고속 퓨리에 변환모듈(fast Fourier transform: FFT)(21)을 통해

크기의 고속 퓨리에 변환을 수행한다. 이때, 수신기가 수신하는 각 부반송파에 실린 신호는 수학식 4로 주어진다.

그리고 나서, 디인터리버모듈(Deinterleaver)(22)이 고속 퓨리에 변환이 수행된 신호를 수신하여 역인터리빙을 하게 된다.

수학식 4에서

은 (m+Mn)번째 부반송파가 겪은 주파수 영역 채널 변환 계수이고,

은 평균이 0이고 한쪽 전력 스펙트럼 밀도가

인 이산 가산성 백색 가우시안 잡음(additive white Gaussian noise: AWGN) 프로세스이다.

그 후, v 번째 사용자의 m번째 데이터 심볼을 복원하기 위해 사용자 부호를 이용하여 역확산을 정보를 복원하게 되며 이때의 데이터 결정 변수는 역인터리빙 신호가 곱셈기(23), 등화기(24) 및 연산기(25)를 거쳐 생성된 수학식 5으로 주어진다.

수학식 5에서

은 주파수 영역 등화기 이득 계수이며 다이버시티 결합 방법에 의해 결정된다. 수학식 5에서 결정 변수는 세가지 성분으로 구분 할 수 있다.

는 원하는 신호 성분으로써 수학식 6로 주어지며,

는 다중 사용자 간섭 성분으로 수학식 7로 주어지고,

는 잡음 성분으로 수학식 8으로 주어진다.

한편, 종래의 다중반송파 부호분할 다중 접속(MC-CDMA) 통신 시스템에서 이용되는 각 부반송파들은 일차원 변조 신호를 다중 경로 페이딩 채널로 전송하므로, 수학식 7의 다중 사용자 간섭(MUI)신호에 의한 성능 열화가 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다중 반송파 부호분할 다중 접속(MC-CDMA; Multi-Carrier Code Division Multiple Access) 시스템에서 다중 사용자 간섭(MUI; Multi-User Interference)신호를 줄이기 위한 변조/복조를 제공하는 송수신 장치를 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 첫 번째 특징에 따라서, 다중 반송파 부호분할 다중 접속 시스템(MC-CDMA)의 송신 장치는,

입력되는 데이터를 특정 변조 방식에 따라 변조하는 변조 모듈; 변조 모듈로부터 수신되는 데이터를 복소수 영역으로 축을 변환한 다축의 변조 데이터로 생성하는 위상 변환 모듈; 및 위상 변환 모듈로부터 수신받은 데이터를 특정 개의 병렬 데이터 비트로 변환하는 직병렬변환모듈를 포함한다.

또한, 직병렬변환모듈로부터 수신된 데이터를 특정 개수로 복사하는 복수의 복사 모듈; 복수의 복사 모듈로부터 수신된 데이터에 특정 주파수 확산 부호를 곱하는 복수의 곱셈기; 복수의 곱셈기로부터 데이터를 수신받아 특정 데이터를 선택하는 먹스 모듈; 선택된 데이터를 수신하여 인터리빙하는 인터리버모듈; 인터리버모듈로부터 수신받은 데이터를 역고속퓨리에변환하는 역고속퓨리에변환모듈; 및 역고속퓨리에변환모듈로부터 수신받은 데이터에 보호구간을 삽입하는 보호구간 삽입모듈을 더 포함한다.

이때, 위상 변환 모듈은 변조 모듈로부터 수신되는 데이터를 미리 설정된 특정개의 축으로 변환하기 위하여 특정 값을 곱하여 다수의 축을 갖는 데이터로 생성한다.

본 발명의 두 번째 특징에 따라서, 다중 반송파 부호분할 다중 접속 시스 템(MC-CDMA)의 송신 장치로부터 특정 데이터를 수신하는 장치는,

송신 장치로부터 송신된 복소수 영역으로 축을 변환한 다축의 변조 데이터를 수신하여 보호 구간을 제거하고, 고속푸리에 변환을 수행한 후에 디인터리빙된 데이터를 수신하여 주파수 확산 부호를 곱하는 복수의 곱셈기; 복수의 곱셈기로부터 수신받은 데이터에 미리 설정된 등화기 이득 계수를 곱하는 복수의 등화기; 복수의 등화기로부터 수신되는 데이터에 대한 연산을 수행하는 복수의 연산기; 복수의 연산기로부터 수신되는 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬변환모듈; 및 병직렬변환모듈로부터 수신받은 데이터를 실수 축에 사상하여 복조하는 위상 역변환모듈을 포함한다.

이때, 위상 역변환모듈은 병직렬변환 모듈로부터 수신받은 데이터를 특정 지수곱을 통해 실수 축에 사상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세 번째 특징에 따라서, 다중 반송파 다중 접속 기반의 무선 통신 시스템은,

입력되는 데이터를 특정 변조 방식에 따라 변조하고, 변조된 데이터를 복소수 영역으로 축을 변환하여 대역확산을 한 후에 각각의 확산된 데이터들을 제1 신호로 변환하여 송신하는 송신 장치; 제1 신호를 수신하여 제2 신호로 변환한 후에 확산된 데이터를 복구하고, 복구된 데이터를 실수 축에 사상하여 특정 변조 방식에 대응되는 복조 방식으로 복조하는 수신 장치를 포함한다.

이때, 송신 장치는 변조된 데이터에 특정 값을 곱하여 미리 설정된 특정개의 복소수 축으로 변환한다.

이때, 수신 장치는 상시 복구된 데이터에 특정 지수곱을 수행하여 실수 축에 사상하는 특징을 갖는다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 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.

또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(Module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합을 구현할 수 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 다축 변복조 방식의 송/수신에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

다음에서 설명하는 본 발명의 실시 예에서 일차원 변조 신호를 복소 평면에서 전송할 축의 개수를 결정하고, 그 결정된 축에 사상하여 전송하는 방식을 다축 변조 방식이라 정의하고, 전송된 다축 변조 신호를 실수 축에 다시 사상하여 복조하는 방식을 다축 복조 방식이라 정의한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치는 변조모듈(Modulator)(100), 위상변환모듈(Phase Shifter)(110), 직병렬변환모듈(S/P)(120), 복사모듈(Copier)(130), 곱셈기(140), 코드 먹스모듈(Code MUX)(150), 인터리버모듈(Interleaver)(160), 역고속퓨리에변환모듈(IFFT)(170), 보호 구간 삽입모듈(Guard Interval)(180)을 포함한다.

변조 모듈(100)은 미리 저장되어 있는 특정 변조 방식에 따라 수신되는 데이터 비트를 변조하여 위상변환 모듈(110)로 전송한다.

위상 변환모듈(Phaser Shifter)(110)은 변조모듈(100)로부터 수신되는 일차원 변조 데이터 비트를 복소수 영역으로 축을 변화한 2개 이상의 다축의 변조 데이터 비트로 생성하여 직병렬변환모듈(120)로 전송한다. 이때, 위상 변환모듈(110)은 입력되는 데이터에 대한 다음의 수학식 9를 수행한다.

수학식 9에서

는 축의 개수이며 전송 방식이나 채널 상황 등에 따라 달라 질 수 있고,

는

번째 사용자

번째 데이터의 일차원 변조 신호이며, u는 0부터 U-1의 값을 가진다. 이러한, 다축 변조는 하기의 도5 및 도6에서 상세히 살 펴보기로 한다.

직병렬변환모듈(120)은 위상변환모듈(110)로부터 수신되는 시리얼 데이터비트를 M개의 병렬 데이터비트로 변환하여 복사 모듈(130)로 전송한다.

복사 모듈(130)은 수신되는 데이터 비트를 복사하여 곱셈기(140)로 전송한다. 이때, 데이터 비트는 복사 모듈(130)로부터 각각 N개로 복사된다.

곱셈기(140)는 복사모듈(130)로부터 전송받은 데이터 비트에 주파수 확산 부호를 곱하여 코드 먹스모듈(150)로 전송한다.

코드 먹스모듈(150)은 곱셈기(140)를 통과한 다수의 데이터를 수신하여 하나의 데이터로 결합한 후에 인터리버모듈(160)로 전송한다.

인터리버 모듈(160)은 수신받은 데이터 비트를 인터리빙하여 역고속퓨리에변환모듈(170)로 전송하고, 역고속퓨리에변환모듈(170)은 수신받은 데이터 비트를 시간 길이 T의 신호로 변환하여 보호구간삽입모듈(180)로 전송한다.

보호 구간삽입모듈(180)은 수신받은 신호에 보호구간을 삽입하여 안테나를 통해 수신 장치로 송신한다.

이때, 안테나를 통해 송신하는 신호는 수학식 9에 의해 변환된 다축 변조된 데이터 비트가 직병렬변환모듈(120), 복사 모듈(130), 곱셈기(140), 코드 먹스모듈 (150), 인터리버 모듈(160) 및 역고속퓨리에 변환모듈(170)을 거쳐 생성된 신호로 수학식 10과 같이 주어진다.

이때, 본 발명의 실시 예에 따르면, 송신 장치에서 이용되는 주파수 확산 요소는 8이며, 최대 사용자 수 또한 8이 된다. 한명의 사용자가 직병렬 변환을 통해 전송되는 데이터 심볼 수는 64이며 전체 부반송파의 수는 512개가 된다. 보호구간의 길이는 MC-CDMA 심볼 길이의 1/8에 해당되며 64 샘플이 된다. 채널의 경우 다중 경로 레일리 페이딩 채널을 고려하였으며 8개의 다중 경로가 보호구간 내에 균일하게 지수적으로 감소한다.

이러한, 위상 변조모듈이 포함된 MC-CDMA 시스템의 송신 장치는 입력되는 하나의 축을 사용하는 일차원 변조 신호를 복소 평면에서 여러 개의 축으로 사상하여 변조하므로, 다음의 도 4의 수신 장치에서 복조시에 다중 사용자 간섭을 효과적으로 줄일 수 있게 한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 MC-CDMA 시스템의 수신 장치는 보호 구간제거모듈(GI Remove)(200), 고속퓨리에변환모듈(FFT)(210), 디인터리버모듈(DeInterleaver)(220), 곱셈기(230), 등화기(240), 연산기(250), 병직렬변환모듈(P/S)(260), 위상역변환모듈(Phase Inverse Shifter)(270) 및 복조모듈(Demodulation)(280)을 포함한다.

보호 구간제거모듈(200)은 수신받은 송신 신호에 대한 보호 구간을 제거하여 고속 퓨리에변환모듈(210)로 전송한다. 이때, 수신된 m+Mn번째 부반송파에 실린 송신 신호는 다음의 수학식 11과 같다.

수학식 11에서

은 평균이 0이고 한쪽 전력 스펙트럼 밀도가

v 번째 사용자의 m번째 데이터 심볼을 복원하기 위해 사용자 부호을 이용하여 역확산을 통해 정보를 복원하게 되며 이때의 복원된 데이터 결정 변수는 하기의 수학식 12로 주어진다.

고속 퓨리에 변환모듈(210)은 수신 받은 신호를 데이터비트로 변환하여 디인터리버모듈(220)로 전송한다.

디인터리버모듈(220)은 고속 퓨리에 변환모듈(210)로부터 수신받은 데이터 비트를 디인터리빙하여 곱셈기(230)로 전송한다.

곱셈기(230)는 수신되는 데이터 비트에 주파수 확산 부호를 곱하여 등화기(240)로 전송하고, 등화기(240)는 미리 설정된 등화기 이득 계수를 곱한다.

연산기(250)는 등화기(240)로부터 수신되는 데이터 비트를 연산하여 병직렬변환모듈(260)로 전송한다.

병직렬변환모듈(260)은 병렬로 입력되는 데이터 비트를 직렬로 변환하여 위상 역변환모듈(270)로 전송한다.

위상 역변환모듈(270)은 수신되는 신호를 실수 축에 사상하여 복조하고, 복조된 데이터 비트를 복조모듈(280)로 전송한다. 이때, 위상 역변환모듈(270)이 갖는 수학식은 상기 도3에 도시한 위상 변환모듈(110)의 수학식 9의 역이다.

복조 모듈(280)은 수신되는 데이터를 미리 설정된 복조 방식을 통해 복조 하여 데이터 비트를 생성한다.

이러한, 위상 역변환모듈(270)을 포함하는 수신 장치에서 얻어지는 v번째 사용자의 m번째 데이터 결정 변수는 수학식 12과 같다.

상기의 수학식 12에서 원하는 신호 성분을 분리하면 다음의 수학식 13과 같으며 MUI 성분은 수학식 14과 같다.

이러한, 위상 역변환모듈(270)을 통해 MUI신호 성분을 효율적으로 감소된 데이터비트를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 다축변복조 방식은 채널 등화 결합 방법을 통해 다중 사용자 간섭(MUI)을 더 효율적으로 억제시킬 수 있다.

채널 등화 결합 방법은 등화기(240)에서 수행되는 결합 방법으로, MRC(maximum ratio combining), EGC(equal gain combining), MMSEC(minimum mean square error combining)방법 등이 있다.

수학식 15는 MRC에서 m번째 부반송파 등화기 이득 계수이다. 이 값을 수학식 12에 대입하여 원하는 (v)번째 사용자의 (m)번째 신호 성분을 구할 수 있다.

수학식 16은 EGC에서 m번째 부반송파의 등화기 이득 계수이다. 이 값을 수학 식 12에 대입하여 원하는 (v)번째 사용자의 (m)번째 사용자의 신호 성분을 구할 수 있다.

수학식 17는 MMSEC에서 m번째 부반송파의 등화기 이득 계수이다. 이 값을 수학식 12에 대입하여 원하는 (v)번째 사용자의 (m)번째 사용자의 신호 성분을 구할 수 있다.

상기한 바와 같이 선형 채널등화 결합 방법에서 부반송파의 등화기 이득 계수

값과 주파수 영역 채널 변환 계수

값의 곱은 실수 값이 된다.

사용하는 주파수 확산 부호가 이진 하다마드 직교 부호라면, 수학식 15, 수학식 16, 수학식 17을 수학식 12에 대입하여 얻은 MUI 성분은 실수 값을 가진 결합된 채널 응답 값과 변조 신호의 곱의 형태를 가지게 된다. 이 결과로부터 변조 신호와 MUI 성분 사이에는 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다.

BPSK(Binary Phase Shift Keying)나 ASK(Amplitude Shift Keying)와 같은 일 차원 변조 방법을 사용한다면 수신기의 최종단에서의 결정 과정은 실수 축에서 행해지게 된다. 만약 다른 사용자의 변조 신호가 허수 값을 가지고 있고, 원하는 사용자의 신호가 실수 값을 가지고 있다면 복호 후 결정 과정에서 다른 사용자의 신호는 원하는 사용자의 정보를 결정하는 데에 아무런 영향을 줄 수 없다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 다축 변복조 방식을 이용하여 MUI를 효율적으로 감소시킬 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도3에 도시한 송신 장치의 위상변조모듈(110)은 두 명의 사용자(User 0, User 1)가 사용할 때 원하는 사용자의 변조 신호를 실수 축(REAL)에 대응시키고, 다른 사용자의 신호를 허수 축(IMAGE)에 대응시킨다.

그에 따라, 수학식 14에서

가 되어 다른 부분들의 값은 모두 실수 값이므로 MUI 값은 결국 허수 값이 된다. 수학식 13에서 원하는 사용자의 신호는 실수 값이므로 다른 사용자의 신호가 원하는 사용자의 결정과정에서 MUI로 영향을 주지 못하게 된다. 즉, 한 명만 사용하는 경우와 같게 된다.

네 명의 사용자의 경우를 고려해 보면 두 명의 사용자 변조 신호는 실수 값을 가지도록 실수 축에 사상하고 다른 두 명의 사용자는 허수 값을 가지게 허수 축 에 사상한다. 이 경우 오직 한 명의 사용자만 다른 사용자에 대해 MUI로 작용을 하게 되기 때문에 수학식 14에 따른 MUI가 감소하게 된다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 수신 장치에서 0 번째 사용자의 신호를 원하는 사용자의 신호라고 하면, 네 번째 사용자의 신호는 허수 값만을 가지게 되어 MUI로서 0 번째 사용자의 신호에 간섭 하지 않으며 다른 사용자의 경우 간섭하는 신호의 크기가 줄어들게 된다. 예를 들어 두 번째 사용자의 경우

만큼 간섭 신호의 크기가 줄어든다.

다음은 종래의 MC-CDMA 시스템과 다축(8축)을 이용한 본 발명의 실시 예에 따른 MC-CDMA 시스템을 비교한 성능을 살펴보기로 한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 다축 변복조를 이용하는 MC-CDMA 시스템이 종래의 변조 방식의 MC-CDMA보다 비트 신호 대 잡음비에 대한 비트 오류율 성능 곡선이 상당히 좋음을 알 수 있다.

이때, MC-CDMA 시스템의 수신 장치에서 이용하는 부반송파의 등화기 이득 계수는 MMSEC 방식을 이용하였고, 사용자는 각각 여덟명이다. MMSEC인 경우만 고려해 보았다.

도 7에서 살펴 보듯이, 여덟 명의 사용자의 신호를 여덟 개의 축에 사상한 경우(8U, 8X, MMSEC)가 하나의 축에 모든 신호를 사상한 경우(1U, 1X, MMSEC)보다 비트 오류율

에서 약 6.5dB 정도의 비트 신호 대 잡음비 이득을 얻을 수 있음을 확인 할 수 있다. 또한 높은 비트 신호 대 잡음비에서는 여덟 개의 축을 사용한 경우(8U, 8X, MMSEC)가 두 개의 축을 사용하는 경우(8U, 2X, MMSEC)보다 더 성능이 좋은 것을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치를 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현을 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

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.

전술한 구성에 의하여 MC-CDMA 시스템에서 다축 변/복조 방식이 적용된 송/수신 장치는 복소 평면에 여러 개의 축들을 사상함으로써, 다중 경로 페이딩 채널로 인한 다른 사용자에 대한 간섭 신호를 효과적으로 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

다중 반송파 부호분할 다중 접속 시스템(MC-CDMA)의 송신 장치에 있어서,

입력되는 데이터를 특정 변조 방식에 따라 변조하는 변조 모듈;

상기 변조 모듈로부터 수신되는 데이터를 복소수 영역으로 축을 변환한 다축의 변조 데이터로 생성하는 위상 변환 모듈; 및

상기 위상 변환 모듈로부터 수신받은 데이터를 특정 개의 병렬 데이터 비트로 변환하는 직병렬변환모듈

를 포함하는 송신 장치.
제1항에 있어서,

상기 직병렬변환모듈로부터 수신된 데이터를 특정 개수로 복사하는 복수의 복사 모듈;

상기 복수의 복사 모듈로부터 수신된 데이터에 특정 주파수 확산 부호를 곱하는 복수의 곱셈기;

상기 복수의 곱셈기로부터 데이터를 수신받아 하나의 데이터로 생성하는 먹스 모듈;

상기 먹스 모듈로부터 수신 받은 데이터를 인터리빙하는 인터리버모듈;

상기 인터리버모듈로부터 수신받은 데이터를 역고속퓨리에변환하는 역고속퓨리에변환모듈; 및

상기 역고속퓨리에변환모듈로부터 수신받은 데이터에 보호구간을 삽입하는 보호구간 삽입모듈

을 더 포함하는 송신 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 위상 변환 모듈은,

상기 변조 모듈로부터 수신되는 데이터를 미리 설정된 특정개의 축으로 변환하기 위하여 특정 값을 곱하여 다수의 축을 갖는 데이터로 생성하는 송신 장치.
제3항에 있어서,

상기 다수의 축을 갖는 데이터로 생성하기 위한 수학식은,

이때, Q는 특정 축의 개수이고,
은 상기 변조 모듈로부터 수신 받은 (u)번째 사용자의 m번째 데이터이고, u는 0부터 U-1까지의 자연수임.

인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 위상 변환모듈은 상기 변조 모듈로부터 수신받은 데이터를 사용자의 수 에 따라 실수 축(REAL)또는 허수 축(IMAGE)에 대응시키는 송신 장치.
다중 반송파 부호분할 다중 접속 시스템(MC-CDMA)의 송신 장치로부터 특정 데이터를 수신하는 장치에 있어서,

상기 송신 장치로부터 송신된 복소수 영역으로 축을 변환한 다축의 변조 데이터를 수신하여 보호 구간을 제거하고, 고속푸리에 변환을 수행한 후에 디인터리빙된 데이터를 수신하여 주파수 확산 부호를 곱하는 복수의 곱셈기;

상기 복수의 곱셈기로부터 수신받은 데이터에 미리 설정된 등화기 이득 계수를 곱하는 복수의 등화기;

상기 복수의 등화기로부터 수신되는 데이터에 대한 연산을 수행하는 복수의 연산기;

상기 복수의 연산기로부터 수신되는 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬변환모듈; 및

상기 병직렬변환모듈로부터 수신받은 데이터를 실수 축에 사상하여 복조하는 위상 역변환모듈

을 포함하는 수신 장치.
제6항에 있어서,

상기 위상 역변환모듈은,

상기 병직렬변환 모듈로부터 수신받은 데이터를 특정 지수곱을 통해 실수 축 에 사상하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 등화기의 등화기 이득 계수는,

MRC(Maxium ratio combining)방식, EGC(Equal gain combining)방식 또는 MMSEC(Minimum mean square error combining)방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
다중 반송파 다중 접속 기반의 무선 통신 시스템에 있어서,

입력되는 데이터를 특정 변조 방식에 따라 변조하고, 변조된 데이터를 복소수 영역으로 축을 변환하여 대역확산을 한 후에 각각의 확산된 데이터들을 제1 신호로 변환하여 송신하는 송신 장치; 및

상기 제1 신호를 수신하여 제2 신호로 변환한 후에 확산된 데이터를 복구하고, 복구된 데이터를 실수 축에 사상하여 상기 특정 변조 방식에 대응되는 복조 방식으로 복조하는 수신 장치

를 포함하는 무선 통신 시스템.
제9항에 있어서,

상기 송신 장치는 상기 변조된 데이터에 특정 값을 곱하여 미리 설정된 특정개의 복소수 축으로 변환하는 무선 통신 시스템.
제9항에 있어서,

상기 수신 장치는 상시 복구된 데이터에 특정 지수곱을 수행하여 실수 축에 사상하는 무선 통신 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 제1신호는 확산된 데이터들을 역푸리에 변환한 후에 보호구간을 삽입하여 생성된 신호인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 제2신호는 상기 제1신호를 수신하여 보호구간을 제거한 후에 푸리에 변환을 수행하여 생성된 신호인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.