KR100724968B1 - 다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿 변조에 따른 신호송수신 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 반송파 통신 시스템에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법에 있어서, 송신될 전체 시간 영역의 신호는 데이터 심벌 시퀀스 및 파일럿 심벌 시퀀스의 합으로 구성되며, 상기 전체 시간 영역 송신 신호에서 상기 데이터 심벌 시퀀스를 제거하여 미리 결정된 시간 구간에 해당하는 파일럿 심벌 시퀀스를 도출하는 과정과, 상기 도출된 파일럿 심벌 시퀀스 중 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 전체 시간 영역 송신 신호에서 상기 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스에 해당하는 부분이 일정 패턴을 가지도록 파일럿 심벌 시퀀스를 변조하는 과정을 포함한다.

역고속 푸리에 변환, 파일럿 심벌, 직교 부호, 순환접두부호(Cyclic Prefix)

Description

다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿 변조에 따른 신호 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING SIGNAL ACCORDING TO PILOT MODULATION IN A MULTI-CARRIER COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA/CDM 통신 시스템의 송신기 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 심벌 및 파일럿 심벌들이 확산되어 주파수 축에 매핑된 것을 도시한 도면

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA/CDM 통신 시스템의 송신기 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 심벌 연산기의 동작 과정을 도시한 흐름도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 출력 조정기의 동작 과정을 도시한 흐름도

본 발명은 광대역 무선 접속(BWA, Broadband Wireless Access) 통신 시스템에서 신호 송수신에 관한 것으로서, 특히 다중 반송파(multi-carrier)를 사용하는 통신 시스템에서 파일럿 변조에 상응하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'라 칭하기로 한다) 방식은 다중 반송파(Multi-Carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 다중 반송파 변조(MCM : Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.

삭제

상기와 같은 OFDM 방식에 근거한 다중 접속 방식으로는 전체 서브 캐리어들 중 일부 서브 캐리어들을 특정 단말기에게 할당하여 사용하게 하는 방식이 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 "OFDMA"라 칭하기로 한다) 방식 있다.

상기 OFDMA 방식이 적용된 통신 시스템 역시 상술한 바와 같은 OFDMA 심벌 구간마다 보호 구간을 삽입하여 심벌간 간섭(Inter Symbol Interference, 이하 'ISI'라 칭하기로 한다) 영향을 줄이는 방법을 사용한다. 보다 상세하게는, 상기 보호 구간은 상기 OFDMA 통신시스템에서 OFDMA 심벌을 송신할 때 이전 OFDMA 심벌 시간에 송신한 OFDMA 심벌과 현재 OFDMA 심벌 시간에 송신할 OFDMA 심벌간의 간섭을 제거하기 위해서 삽입된다.

또한, 상기 보호 구간은 일정 구간의 널(null) 데이터를 삽입하는 형태로 제안되었다. 하지만, 상기 보호 구간에 널 데이터를 전송하는 형태는 수신기에서 OFDMA 심벌의 시작점을 잘못 추정하는 경우 서브 캐리어들간에 간섭(interference)이 발생하여 수신 OFDMA 심벌의 오판정 확률이 높아지는 단점이 존재한다. 따라서, 시간 영역의 OFDMA 심벌의 마지막 일정 비트들을 복사하여 유효 OFDMA 심벌에 삽입하는 형태의 'Cyclic Prefix(이하 'CP'라 칭하기로 한다)' 방식이나 혹은 시간 영역의 OFDMA 심벌의 처음 일정 비트들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 'Cyclic Postfix' 방식으로 사용하고 있다.

일반적으로, 보호 구간 삽입은 ISI와 인접 캐리어간 간섭(Inter-carrier interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)을 해결하는데 효과적이지만, 이로 인한 시간 자원의 낭비가 증가할 뿐만 아니라, 상기 보호 구간 삽입으로 인해 대역폭 효율은

만큼 감소하게 되어 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'라 칭하기로 한다)는 낮아지게 된다. 따라서, 기존의 OFDMA 방식이 적용된 통신 시스템들에서 보호 구간, 즉 OFDMA 심벌의 마지막 일정 비트들을 복사하여 유효 OFDMA 심벌에 삽입하는 CP를 사용하지 않으면서도 ISI나 ICI 문제를 해결할 수 있는 방안이 필요하다. 또한, 대역폭 효율을 높이기 위해서도 상기 CP를 삽입하지 않도록 하는 새로운 방안이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 다중 반송파 통신시스템에서, 심벌간 간섭 문제를 해결함과 동시에 종래 삽입되던 보호구간을 제거하여 전체적인 대역폭 효율을 높이는 방법 및 이를 이용한 송수신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법에 있어서, 송신될 전체 시간 영역의 신호는 데이터 심벌 시퀀스 및 파일럿 심벌 시퀀스의 합으로 구성되며, 상기 전체 시간 영역 송신 신호에서 상기 데이터 심벌 시퀀스를 제거하여 미리 결정된 시간 구간에 해당하는 파일럿 심벌 시퀀스를 도출하는 과정과, 상기 도출된 파일럿 심벌 시퀀스 중 소정 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 전체 시간 영역 송신 신호에서 상기 소정 개수의 파일럿 심벌 시퀀스에 해당하는 부분이 일정 패턴을 가지도록 파일럿 심벌 시퀀스를 변조하는 과정을 포함한다.

삭제

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치는; 다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿 심벌 시퀀스 변조 장치에 있어서, 송신될 전체 시간 영역의 신호는 데이터 심벌 시퀀스 및 파일럿 심벌 시퀀스의 합으로 구성되며, 상기 시간 영역 송신 신호에서 입력되는 데이터 심벌 시퀀스를 제거하여 미리 결정된 시간 구간에 해당하는 파일럿 심벌 시퀀스를 도출하고, 상기 도출된 파일럿 심벌 시퀀스 중 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 전체 시간 영역 송신 신호에서 파일럿 심벌 시퀀스가 일정 패턴이 되도록 결정하는 심벌 연산기와, 상기 파일럿 심벌 시퀀스를 이용해 전체 송신 신호 중 미리 결정된 시간 구간에 위치한 일부에 해당하는 개수의 샘플들이 일정한 패턴을 가지도록 파일럿 심벌 시퀀스를 변조하는 출력 조정기를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿(pilot) 심벌 시퀀스 변조 방법에 있어서, 시간 영역에서 데이터 심벌 시퀀스와 파일럿 심벌 시퀀스로 이루어진 전체 심벌 시퀀스를 입력하는 과정과, 상기 입력되는 심벌 시퀀스에서 상기 데이터 심벌 시퀀스를 제거하여 상기 파일럿 심벌 시퀀스를 획득하는 과정과, 상기 획득한 상기 파일럿 심벌 시퀀스 중 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 추출하는 과정과, 상기 추출한 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 상기 전체 심벌 시퀀스에서 상기 일부에 해당하는 개수에 해당하는 부분이 일정한 패턴을 가지도록 변조하는 과정을 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

제안하는 본 발명은 다중 반송파(Multi-carrier)를 사용하는 통신 시스템에서 데이터에 따라 파일럿(pilot)을 달리 변조함으로써 시간 영역에서 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 심벌중 일부에 일정 패턴을 발생시키고, 이로인해 인접 OFDMA 심벌간에 삽입되는 보호 구간(guard interval)을 제거하고자 하는 방안에 관한 것이다.
통상적으로, 다중 반송파를 사용하는 통신 시스템에서는 인접 심벌간 간섭(Inter-Symbol Interference, 이하 'ISI'라 칭하기로 한다)과 인접 부반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다) 문제를 효과적으로 해결하기 위한 방법으로, 송신기의 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다) 출력의 마지막 몇 샘플(sample)들을 복사하고, 상기 복사된 샘플들을 상기 IFFT 출력의 앞부분에 붙여 보호 구간 예컨대, CP(Cyclic Prefix)를 생성하였다. 그러나 상기와 같은 CP 삽입으로 인하여 시간 자원의 낭비가 증가되는 등의 문제가 발생하였다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 데이터에 상관없이 모든 OFDMA 심벌의 마지막 몇 샘플들을 일정한 값으로 만들려는 시도가 있었다. 즉, 모든 OFDMA 심벌의 마지막 몇 샘플들이 항상 같은 패턴이 되면, 임의 수간의 한 OFDMA 심벌에 대해 그 이전 순간 OFDMA 심벌의 마지막 몇 샘플들이 기존의 CP와 같은 기능을 수행할 수 있기 때문에 별도의 CP를 추가할 필요가 없게 된다.
그러나, 상기 방법은 부호 분할 다중화(Code Division Multiplexing, 이하 'CDM'이라 칭하기로 한다) 방식의 OFDMA 시스템(이하 'OFDMA/CDM 시스템'이라 칭하기로 한다)에서는 직접적으로 적용될 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 이하 본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 장치 및 방법을 제안한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다중 반송파를 사용하는 통신 시스템은 바람직하게는 OFDMA/CDM 통신 시스템이며, 구체적으로 상기 OFDMA/CDM 통신 시스템은 일정 서브캐리어(sub-carrier)마다 데이터와 파일럿이 확산(역확산)되어 송신(수신)되는 시스템을 의미한다. 예컨대, M개의 서브 캐리어마다 데이터와 파일럿이 확산될 때 M-1개 데이터와 1개 파일럿이 각각에 할당된 길이 M짜리 확산 부호를 이용해 확산될 수 있다. 여기서, 상기 M은 소정의 정수(integer)를 나타낸다.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예를 적용할 수 있는 OFDMA/CDM 통신 시스템의 송신기 구조에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 OFDMA/CDM 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 먼저 데이터 심벌 생성기(101)는 일정 심벌주기마다 데이터 심벌을 생성하여 제1 직렬/병렬 변환기(103)로 출력한다. 상기 제1 직렬/병렬 변환기(103)는 상기 데이터 심벌 생성기(101)로부터 입력되는 상기 데이터 심벌을 D가지(branch)만큼 병렬 변환하여 제3 내지 제4 직렬/병렬 변환기들(105 내지 106)로 각각 출력한다. 상기 제3 내지 제4 직렬/병렬 변환기들(105 내지 106)은 자신에게 입력되는 각각의 가지들을 M-1가지만큼 병렬 변환하여 상기 M-1 가지수에 상응하는 수의 확산기들(107 내지 108)로 각각 출력한다. 여기서, 상기 D 및 M은 소정의 정수(integer)를 나타낸다.

한편, 파일럿 심벌 생성기(102) 역시 일정 생성 주기마다 파일럿 심벌을 생성하여 제2 직렬/병렬 변환기(104)로 출력한다. 상기 제2 직렬/병렬 변환기(104)는 상기 파일럿 심벌 생성기(102)로부터 입력되는 상기 파일럿 심벌을 D가지만큼 병렬 변환하여 상기 확산기들(107 내지 108)로 각각 출력한다.
상기 확산기들(107 내지 108) 각각은 상기 제3 내지 제4 직렬/병렬 변환기들(105 내지 106)로부터 입력되는 M-1개의 데이터 심벌과 상기 제1 및 제2 직렬/병렬 변환기들(103 및 104)로부터 입력되는 1개의 파일럿 심벌을 길이 M의 직교 부호를 이용해 확산한다. 여기서, 상기 M-1개의 데이터 심벌과 1개의 파일럿 심벌 묶음들은 모두 D개 존재하므로, 상기 확산기들(107 내지 108)은 그에 상응하여 D개가 존재할 수 있다.

상기 확산기들(107 내지 108)에 의해 확산된 심벌들은 칩 레벨(chip level) 합산기들(109 내지 110)로 각각 입력되어 칩 레벨 합산된다. 여기서 칩(chip)이라 함은 각 부호의 부호값들을 의미한다. 예를 들어, 부호가 (+1,-1,+1,-1)이라면 두 개의 '+1'과 두 개의 '-1'이 상기 부호의 칩들이다. 따라서, 상기 칩 레벨 합산은 부호에 의해 확산된 데이터와 파일럿들을 칩 단위로 합산하는 과정을 의미한다.

상기 칩 레벨 합산기들(109 내지 110)에서 출력된 신호는 칩 레벨 출력기들(111 내지 112)로 입력되고, 상기 칩 레벨 출력기들(111 내지 112)에 의해 M개의 칩 레벨들이 출력된다. 여기서, 상기 칩 레벨 출력기들(111 내지 112)은 D개만큼 존재하므로 D×M개의 칩 레벨이 IFFT기(113)로 입력된다. 상기 IFFT기(113)는 주파수 영역의 출력신호를 시간 영역의 신호로 변환하여 출력한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 데이터 심벌 생성기(101)와 파일럿 심벌 생성기(102)를 제외한 송신기를 참조번호 '100'으로 지정하기로 한다.

상기 IFFT기(113) 이후의 출력 신호 x(n)를 생성하기 위한 과정을 표현하면 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 1에서, x(n)은 상기 IFFT기(113)의 출력 신호를 의미한다. n은

의 범위를 가지는 서브 캐리어 인덱스로 정수값을 가진다. 여기서, N은 주파수 영역에서 서브 캐리어 개수로 N=DM으로 표기할 수 있다.

은 M개의 부호 중 m번째 부호의 k번째 칩값을 의미한다. 또한,

는 m번째 부호에 의해 확산되는 d번째 심벌을 의미한다. 이후에서는

을 파일럿 심벌, 나머지를 데이터 심벌이라 가정한다.

본 발명에 따른 보호 구간 예컨대, CP가 추가되지 않는 OFDM/CDM 심벌 변조 방법은 시간 영역(Time domain)에서 전체 심벌 x(n)의 마지막 소정 샘플들이 일정한 패턴(pattern)을 갖도록 구성된다. 상기 일정 패턴을 갖는 소정 개수의 샘플들은 인접 심벌 사이의 보호구간 역할을 함으로서 전체적으로 데이터 심벌에 보호구간을 추가할 필요가 없도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 일정 패턴을 갖는 소정 샘플은 반드시 전체 심벌 x(n)의 마지막 부분에 위치되도록 한정될 필요는 없으며, 전체 샘플 앞부분 또는 중간 부분에 위치하는 것도 가능하다. 이하에서는 일정 패턴을 갖는 샘플들이 전체 샘플의 뒷부분에 위치하는 것에 대해서만 설명한다.

OFDMA/CDM 심벌의 소정 샘플들이 일정 패턴을 갖도록 하기 위한 파일럿 심벌 변조 방법은 다음과 같다. 먼저, 원하는 시간 영역의 시퀀스 패턴 x(n)과 입력된 데이터로 구성된 시간 영역의 시퀀스 x_ep(n)간의 차를 구하여, 파일럿으로 만들어지는 시간 영역의 시퀀스 x_op(n)을 계산한다. 상기 x_op(n) 계산 과정을 통해서 구해진 x_op(n)의 시퀀스가 얻어지면, 이를 얻어내기 위해서 필요한 파일럿 심벌들을 소정의 연산 과정을 통하여 추출한다.

상기 과정을 통해서 구해진 소정 개수의 파일럿 심벌들을 통하여 전체 OFDMA/CDM 심벌 중 뒷부분에 위치한 소정 개수의 샘플들이 항상 일정한 패턴을 갖도록 구성할 수 있다.

이하에서는 관련된 도면 및 수식과 함께 시간 영역(Time domain)에서 전체 심벌 x(n)의 마지막 소정 샘플들이 일정한 패턴(pattern)을 갖도록 구성되는 OFDM/CDM 심벌 변조 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 심벌 및 파일럿 심벌들이 확산되어 주파수 축에 매핑된 것을 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 도 2는 각각의 주파수 대역별로 직교 부호를 이용해 확산된 것을 도시하였다. 이와 관련하여 하기의 수학식들로 설명하기로 한다.

먼저, 상기 수학식 1을 간략히 하면 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 2에서, 상기 x_ep(n)은 입력 데이터(input data)를 포함하는 ㅅ시간 영역(time domain)에서의 시퀀스를 나타내며, 상기 x_op(n)는 파일럿(pilots)을 포함하는 시간 영역에서의 시퀀스를 나타낸다. 이때, 상기 x_ep(n)은 시간 영역에서의 심벌 시퀀스 즉, 상기 데이터 심벌들을 매핑하여 IFFT한 결과로서

와 같이 나타낼 수 있으며, x_op(n)은 시간 영역의 심벌 시퀀스 즉, 파일럿 심벌들을 매핑하여 IFFT한 결과로서,

와 같이 나타낼 수 있다.

삭제

상기 x(n)을 본 발명의 실시예에 따른 시간 영역에서, 일정 구간이 일정 패턴을 가지는 소정의 신호로 생성하기 위해서는, 입력되는 데이터 심벌에 따라 변경되는 상기 x_ep(n)에 상응하여 파일럿 심벌

을 계산함으로써, 원하는 x_op(n)을 얻을 수 있다.

다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 x(n)의 일정 뒷 부분 D개의 샘플들, 즉 x(N-D),... ,x(N-1)를 소정의 패턴으로 만들기 위해 하기 수학식 3과 같은 x_op(n)의 값들이 필요하다.

상기 수학식 3은 파일럿 심벌

와 연관하여 하기 수학식 4와 같이 다시 표현할 수 있다.

상기 수학식 4를 파일럿 심벌

에 대하여 풀이하면 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 5에서 C는 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 5와 같이 파일럿 심벌들을 계산하여 OFDMA/CDM 통신 시스템에 적용하면, 전체 데이터 심벌 x(n)에 대해서 D개의 샘플 x(N-D),...,x(N-1)의 값들을 원하는 패턴으로 만들 수 있다. 이에 따라, 매 OFDMA 심벌의 일정 뒷부분 D개 샘플은 항상 일정한 패턴이 되도록 만들 수 있으므로 이전 OFDMA 심벌의 뒷부분 D개 샘플은 현재 OFDMA 심벌의 CP 역할을 수행할 수 있다. 다만, 최초 통신 개시시에는 최초 OFDMA 심벌을 송신할 때 이전 구간의 OFDMA 심벌이 존재하지 않으므로, 기존 방법에 따라 뒷부분 D개 샘플을 복사해 CP로 삽입하여야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA/CDM 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도이다.

상기 도 3을 참조하면, 먼저 심벌 생성기(302)는 데이터 심벌을 생성하고 상기 생성된 데이터 심벌을 심벌 연산기(304)로 출력한다. 상기 심벌 연산기(304)는 카운터(counter)(308)의 카운트 값을 독출한다. 상기 독출 결과 카운트 값이 '0'인 경우 상기 데이터 심벌을 통과시켜 상기 도 1의 참조번호 100의 제1 또는 제2 직렬/병렬 변환기(103, 104)로 출력한다. 상기 도 1을 참조한 설명에서는 데이터 심벌의 경우 상기 제1 직렬/병렬 변환기(103)로 입력되고, 파일럿 심벌의 경우 상기 제2 직렬/병렬 변환기(104)로 입력되는 것을 알 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 상기 송신기 구조에서는 생성된 데이터 심벌에 따라 파일럿 심벌이 생성되기 때문에 직렬/병렬 변환기는 하나로 구성될 수 있음은 자명하다. 물론, 상기 도 1에서도 직렬/병렬 변환기를 시스템을 어떻게 구현하느냐에 따라 하나로 구성할 수도 있다.

여기서, 상기 심벌 연산기(304)는 출력 조정기(306)에서 시간 영역의 신호를 피드백(feedback)한다. 상기 시간 영역의 신호는 데이터 심벌 시퀀스 및 파일럿 심벌 시퀀스의 합으로 구성되며, 상기 시간 영역 송신 신호에서 입력되는 데이터 심벌 시퀀스중 미리 결정된 시간 구간만큼을 제거하여 미리 결정된 시간 구간에 해당하는 파일럿 심벌 시퀀스를 도출하고, 상기 도출된 파일럿 심벌 시퀀스에 상응하는 소정 개수의 파일럿 심벌들 값을 결정하는 동작을 수행한다.

상기 심벌 연산기(304)는 상술한 바와 같이 상기 카운터(308)로부터의 상기 카운트 값이 '0'인 경우 상기 수학식 2의 x_ep(n)를 참조번호 100으로 입력한다. 상기 100의 출력, 즉 IFFT 이후의 출력 신호는 상기 출력 조정기(306)로 입력된다. 상기 출력 조정기(306)는 카운트 값이 '0'인 경우 상기 IFFT 이후 출력 신호를 메모리(도시하지 않음)에 저장하고 상기 카운터(308)의 카운트 값을 '1' 증가시킨다.

한편, 상기 카운터(308)의 카운트 값이 '1'인 경우 데이터 심벌을 입력한 심벌 연산기(304)는 메모리에 기 저장되어 있는 참조부호 100의 출력 신호를 독출하여 상기 수학식 5를 이용해 파일럿 심벌들의 값을 계산한다. 상기 계산된 파일럿 심벌들의 계산값은 상기 참조부호 100으로 입력되며, 이때 데이터 심벌들은 모두 널(null) 값으로 OFDMA 심벌을 구성한다. 즉, 상기 수학식 2에서 파일럿 심벌에 해당하는 x_op(n)만을 입력한다. 이렇게 출력된 신호는 상기 출력 조정기(306)에서 메모리에 기 저장되어 있던 값들, 즉 데이터 심벌 값들과 더해져서 최종 x(n)을 출력한다. 이렇게 출력 조정기(306)에서 출력한 신호 x(n)의 일부 D개 샘플들, 즉 x(N-D),...,x(N-1)은 CP의 기능을 수행하는 미리 정해진 패턴을 가지게 된다.

도 4는 도 3의 파일럿 심벌 연산기(304)의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

상기 도 4를 참조하면, 먼저 402단계에서 상기 심벌 연산기(304)는 데이터 심벌을 입력하고 404단계로 진행한다. 상기 404단계에서 상기 심벌 연산기(304)는 카운터(308)의 카운트 값을 독출하여 '0'인지 '1'인지 판단한다. 상기 판단 결과, 카운트 값이 '0'인 경우 406단계로 진행하고, '1'인 경우 408단계로 진행한다.

상기 406단계에서 상기 심벌 연산기(304)는 입력한 데이터 심벌을 그대로 통과시켜 출력하며 파일럿 심벌 계산값은 0이 된다. 상기 408단계에서 상기 심벌 연산기(304)는 카운트 값이 1임에 따라 상기한 수학식 5를 이용해 파일럿 심벌값을 계산하고 410단계로 진행한다. 상기 410단계에서 데이터 심벌 신호에 해당하는 x_ep(n)를 0으로 하고 파일럿 심벌을 출력한다.

도 5는 도 3의 출력 조정기(306)의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

상기 도 5를 참조하면, 먼저 502단계에서 상기 출력 조정기(306)는 IFFT 이후의 출력 신호를 입력하고 504단계로 진행한다. 상기 504단계에서 상기 출력 조정기(306)는 카운터(308)의 카운트 값을 독출하여 '0'이면 506단계로 진행하고, '1'이면 510단계로 진행한다. 상기 506단계에서 상기 출력 조정기(306)는 카운트 값이 0임에 따라 상기 IFFT 이후의 출력 신호를 메모리에 저장하고 508단계로 진행하여 카운터(308)의 카운트 값을 1 증가시킨다. 상기 510단계에서 카운터(308)의 카운트 값이 1임에 따라 메모리에 기 저장되어 있는 값들과 IFFT 이후의 출력값들 더해 출력한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 출력 조정기(306)는 상기 파일럿 심벌들 값을 이용해 전체 송신 신호 중 미리 결정된 시간 구간에 위치한 소정 개수의 샘플들이 일정한 패턴을 가지도록 파일럿 심벌 시퀀스를 변조하는 변조기 역할을 수행한다. 한편, 상기 변조기(도시하지 않음)는 상기 출력 조정기(306)에 포함되지 않고 시스템 구현에 따라 상기 출력 조정기(306)에 연결되어 구성될 수도 있음은 물론이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 OFDMA/CDM 통신 시스템에서 기존의 보호 구간으로 이용하던 CP를 삽입하지 않고, OFDMA 심벌 마지막 일부 샘플들이 특정 패턴을 가지도록 함으로써 보호 구간의 역할을 수행하여 ISI나 ICI와 같은 간섭 현상도 제거할 수 있는 이점이 있다. 이에 따라 대역폭 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

1. 다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법에 있어서,

   송신될 전체 시간 영역의 신호는 데이터 심벌 시퀀스 및 파일럿 심벌 시퀀스의 합으로 구성되며, 상기 전체 시간 영역 송신 신호에서 상기 데이터 심벌 시퀀스를 제거하여 미리 결정된 시간 구간에 해당하는 파일럿 심벌 시퀀스를 도출하는 과정과,

   상기 도출된 파일럿 심벌 시퀀스 중 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 전체 시간 영역 송신 신호에서 상기 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스에 해당하는 부분이 일정 패턴을 가지도록 파일럿 심벌 시퀀스를 변조하는 과정을 포함하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 시간 영역의 데이터 심벌 시퀀스 및 파일럿 심벌 시퀀스는;

   입력되는 데이터 심벌 및 파일럿 심벌을 병렬 변환하고, 상기 병렬 변환된 심벌들 각각을 일부 길이를 가지는 직교 부호들을 이용하여 확산하고, 상기 확산된 심벌들을 합산하고, 상기 합산된 심벌들을 상기 일부 길이만큼의 가지수들로 분산하여 역고속 푸리에 변환하여 결정됨을 특징으로 하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 일정 패턴을 가지는 파일럿 심벌 시퀀스는, 입력되는 데이터 심벌 시퀀스에 따라 변경되는 시간 영역에서의 심벌 시퀀스에 상응하여 파일럿 심벌 시퀀스를 계산하며, 하기 수학식과 같은 시간 영역의 심벌 시퀀스를 통해 획득하는 것을 특징으로 하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법.

   

   x_op는 파일럿 심벌 시퀀스를 역 고속 푸리에 변환한 시간 영역의 심벌 시퀀스를 나타내며, N은 전체 서브캐리어 수를 나타내며, D는 정수값을 나타내며,

   

   는 M개의 부호 중 m번째 부호에 의해 확산되는 d번째 파일럿 심벌 시퀀스를 나타내며,

   

   는 M개의 확산 직교 부호 중 m번째 부호의 k번째 칩 값을 나타냄.
5. 다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿 심벌 시퀀스 변조 장치에 있어서,

   송신될 전체 시간 영역의 신호는 데이터 심벌 시퀀스 및 파일럿 심벌 시퀀스의 합으로 구성되며, 상기 시간 영역 송신 신호에서 입력되는 데이터 심벌 시퀀스를 제거하여 미리 결정된 시간 구간에 해당하는 파일럿 심벌 시퀀스를 도출하고, 상기 도출된 파일럿 심벌 시퀀스 중 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 전체 시간 영역 송신 신호에서 파일럿 심벌 시퀀스가 일정 패턴이 되도록 결정하는 심벌 연산기와,

   상기 파일럿 심벌 시퀀스를 이용해 전체 송신 신호 중 미리 결정된 시간 구간에 위치한 일부에 해당하는 개수의 샘플들이 일정한 패턴을 가지도록 파일럿 심벌 시퀀스를 변조하는 출력 조정기를 포함하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 장치.
6. 제5항에 있어서,

   입력되는 데이터 심벌 및 파일럿 심벌을 병렬 변환하는 직렬/병렬 변환기와,

   상기 병렬 변환된 심벌들 각각을 일부 길이를 가지는 직교 부호들을 이용하여 확산하는 확산기와,

   상기 확산된 심벌들을 합산하는 합산기와,

   상기 합산된 심벌들을 상기 일부 길이만큼의 가지수들로 분산하여 역고속 푸리에 변환하는 역고속 푸리에 변환기를 더 포함하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 장치.
7. 삭제
8. 제5항에 있어서,

   상기 일정 패턴을 가지는 파일럿 심벌 시퀀스는, 입력되는 데이터 심벌 시퀀스에 따라 변경되는 시간 영역에서의 심벌 시퀀스에 상응하여 파일럿 심벌 시퀀스를 계산하면, 하기 수학식과 같은 시간 영역의 심벌 시퀀스를 통해 획득하는 것을 특징으로 하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 장치.

   

   x_op는 파일럿 심벌 시퀀스를 역 고속 푸리에 변환한 시간 영역의 심벌 시퀀스를 나타내며, N은 전체 서브캐리어 수를 나타내며, D는 정수값을 나타내며,

   

   는 M개의 부호 중 m번째 부호에 의해 확산되는 d번째 파일럿 심벌 시퀀스를 나타내며,

   

   는 M개의 확산 직교 부호 중 m번째 부호의 k번째 칩 값을 나타냄.
9. 제5항에 있어서, 상기 심벌 연산기는,

   카운트 값에 상응하여 데이터 심벌과 파일럿 심벌을 각각 분리하여 전송하며,

   상기 카운트 값이 '0'이 전송되면 파일럿 심벌은 널(Null)로 설정하고, 상기 데이터 심벌은 그대로 출력하고, 상기 카운트 값이 '1'이 전송되면 데이터 심벌은 널로 설정하고, 파일럿 심벌 값을 계산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 장치.
10. 제5항에 있어서, 상기 출력 조정기는,

    역 고속 푸리에 변환 이후의 출력 신호를 입력하고, 카운트 값에 상응하여 출력값을 전송하며,

    상기 카운트 값이 '0'이 전송되면 상기 역 고속 푸리에 변환 이후의 출력 신호를 저장한 후 상기 카운트 값을 증가시키고, 상기 카운트 값이 '1'이 전송되면 기 저장된 데이터 심벌 값들과 상기 역 고속 푸리에 변환 이후의 출력 값을 합산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 장치.
11. 다중 반송파 통신 시스템에서 파일럿(pilot) 심벌 시퀀스 변조 방법에 있어서,

    시간 영역에서 데이터 심벌 시퀀스와 파일럿 심벌 시퀀스로 이루어진 전체 심벌 시퀀스를 입력하는 과정과,

    상기 입력되는 심벌 시퀀스에서 상기 데이터 심벌 시퀀스를 제거하여 상기 파일럿 심벌 시퀀스를 획득하는 과정과,

    상기 획득한 상기 파일럿 심벌 시퀀스 중 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 추출하는 과정과,

    상기 추출한 상기 일부에 해당하는 개수의 파일럿 심벌 시퀀스를 상기 전체 심벌 시퀀스에서 상기 일부에 해당하는 개수에 해당하는 부분이 일정한 패턴을 가지도록 변조하는 과정을 포함하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법.
12. 삭제
13. 제11항에 있어서,

    상기 일정 패턴을 가지는 파일럿 심벌 시퀀스는, 입력되는 데이터 심벌 시퀀스에 따라 변경되는 시간 영역에서의 심벌 시퀀스에 상응하여 파일럿 심벌 시퀀스를 계산하며, 하기 수학식과 같은 시간 영역의 심벌 시퀀스를 통해 획득하는 것을 특징으로 하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법.

    

    x_op는 파일럿 심벌 시퀀스를 역 고속 푸리에 변환한 시간 영역의 심벌 시퀀스를 나타내며, N은 전체 서브캐리어 수를 나타내며, D는 정수값을 나타내며,

    

    는 M개의 부호 중 m번째 부호에 의해 확산되는 d번째 파일럿 심벌 시퀀스를 나타내며,

    

    는 M개의 확산 직교 부호 중 m번째 부호의 k번째 칩 값을 나타냄.
14. 제11항에 있어서,

    상기 방법은 카운트 값에 상응하여 데이터 심벌과 파일럿 심벌을 각각 분리하여 전송하는 과정을 포함하며,

    상기 과정은, 상기 카운트 값이 '0'이 전송되면 파일럿 심벌은 널(Null)로 설정하고 상기 데이터 심벌은 그대로 출력하는 과정과,

    상기 카운트 값이 '1'이 전송되면 데이터 심벌은 널로 설정하고 파일럿 심벌 값을 계산하여 출력하는 과정을 포함하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법.
15. 제11항에 있어서,

    상기 방법은 역 고속 푸리에 변환 이후의 출력 신호를 입력하고, 카운트 값에 상응하여 출력값을 전송하는 과정을 포함하며,

    상기 과정은, 상기 카운트 값이 '0'이 전송되면 상기 역 고속 푸리에 변환 이후의 출력 신호를 저장한 후 상기 카운트 값을 증가시키는 과정과,

    상기 카운트 값이 '1'이 전송되면 기 저장된 데이터 심벌 값들과 상기 역 고속 푸리에 변환 이후의 출력 값을 합산하여 출력하는 과정을 포함하는 파일럿 심벌 시퀀스 변조 방법.

Images