KR100870177B1

KR100870177B1 - 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 심볼 송/수신 장치및 그 방법

Info

Publication number: KR100870177B1
Application number: KR1020040058918A
Authority: KR
Inventors: 김태완
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2008-11-25
Also published as: KR20060010287A

Abstract

본 발명에 따른 OFDM 시스템에서의 심볼 송/수신 장치 및 그 방법에 따르면, OFDM 시스템의 PAPR을 감소시키는 기법 중 대표적인 위상 회전 기법에서는 필연적으로 위상 회전에 대한 정보를 수신단으로 전송하여야 만 한다. 이는 곧 오버헤드로써 데이터 쓰루풋에 영향을 준다. 따라서, 본 발명은 이러한 오버헤드를 없애는 알고리듬에 대한 것으로써 OFDM 시스템의 IDFT 전 단계에서 여러 가지 위상 회전에 따른 정보를 별도의 부가 정보 없이 데이터에 추가 적인 위상 변화를 주어 수신단에서 검파할 수 있도록 하는 것이다.

Description

직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 심볼 송/수신 장치 및 그 방법{Apparatus and method for transmitting/recieving symbol in orthogonal frequency division multiplexing system}

도 1은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 SLM 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 전송 장치의 일 실시예를 나타낸 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 블록 부호화(인터리빙) 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 전송장치의 일 실시예를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 SLM 및 인터리버 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 수신장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 SLM 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 전송 방법의 일 실시예에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 블록 부호화(인터리빙) 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 전송 방법의 일 실시예에 대한 동작 플로우 챠트를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 SLM 및 인터리버 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 수신 방법의 일 실시예에 대한 동작 플로우챠트를 나 타낸 도면.

도 7a 및 도 7b는 3개 및 7개의 인터리버를 이용한 PAPR 송신 장치에서 위상 정보를 결정하기 위한 구간을 나타난 도면.

도 8은 3개 및 7개의 인터리버를 이용한 PAPR 송신 장치에서 적용한 위상 정보를 수신장치에서 수신시 PER(Phase Error Rate)을 나타낸 그래프.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10, 120, 121, 122, 123 : 맵퍼

20, 100 : S/P 변환부

30, 31, 32, 33 : 위상 변환부

40, 41, 42, 43, 130, 131, 132, 133 : 믹서

50, 51, 52, 53, 140, 141, 142, 143 : N-IDFT

110, 111, 112, 113 : 인터리버

60, 150 : 선택 출력부

200 : N-DFT 210 : 위상 정보 추출부

220 : 데이터 위상 회전부 230 : P/S 변환부

240 : 디맵퍼

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 심볼 송/수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 이하 OFDM 이라 칭함) 시스템의 높은 피크 전력 대 평균 전력 비(Peak to Average Power Ratio: 이하 PAPR이라 칭함)를 효과적으로 감소시켜 데이터 쓰루풋(Throughput) 측면에서 데이터의 유실을 최소화 할 수 있도록 한 OFDM 시스템에서 심볼 송/수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

무선 채널에서 데이터를 고속으로 전송할 경우 다중 경로 페이딩, 도플러 확산, 등의 영향으로 인해 높은 비트 오류율을 갖게 되어 무선 채널에 적합한 무선 접속 방식이 요구된다. 이러한 무선 접속 방식으로 낮은 출력, 낮은 탐지 확률 등의 장점이 있는 대역확산 변조방식이 널리 사용되고 있다.

대역확산 방식은 크게 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 방식과 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)방식으로 분류할 수 있다. DSSS 방식은 무선채널에서 발생하는 다중 경로 현상을 채널의 경로 다이버시티(Diversity)를 이용하는 레이크(Rake) 수신기를 사용하여 적극적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.

DSSS 방식은 10Mbps의 전송 속도까지는 효율적으로 사용될 수 있으나, 그 이상의 고속 데이터 전송시 칩(Chip)간 간섭이 증가함에 따라 하드웨어 복잡도가 급속히 증가하고 있다. 다중 사용자 간섭에 의해 수용할 수 있는 사용자의 용량에 한계가 있는 것으로 알려져 있다. FHSS 방식은 데이터를 랜덤 시퀀스에 의하여 주파수를 이동하면서 전송하기 때문에 다중 채널 간섭 및 협대역 임펄스성 잡음의 영향 을 줄일 수 있는 장점이 있다. 이 방식에서는 송신단과 수신단 사이의 정확한 동기가 매우 중요한데 고속 데이터 전송시에는 동기 추출이 어렵다는 단점이 있다.

그러나, OFDM 방식은 유무선 채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식으로 최근 활발히 연구되고 있다. OFDM 방식에서는 상호 직교성을 갖는 복수의 반송파를 사용하므로 주파수 이용효율이 높아지고 송,수신단에서 이러한 복수의 반송파를 변복조하는 과정은 각각 IDFT와 DFT를 수행한 것과 같은 결과가 되어 IFFT와 FFT를 사용하여 고속으로 구현할 수 있다. 이러한 OFDM 방식의 고속 데이터 전송에 적합하기 때문에 IEEE 702.11a와 HIPELAN/2의 고속 무선 랜, IEEE 802.16의 광대역 무선 액세스(BWA: Broadband Wireless Access), 디지털 오디오 방송, 디지털 지상 텔레비전 방송, ADSL, VDSL의 표준방식으로 채택되었다.

이러한 OFDM 방식은 주어진 주파수 대역에서 여러개의 부 반송파들(Sub-Carriers)을 사용하여 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 통신 방식으로 고속 퓨우리에변환(FFT : Fast Fourier Transform)/역 퓨우리에변환(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)에 의해 변/복조를 수행한다. 이러한 OFDM 방식은 주파수 대역의 활용도가 높고 다중 경로 페이딩에 강한 특성을 가진다는 장점이 있기 때문에 디지털 텔레비전, 무선랜 등에 채택되고 있으며, 차세대 초고속 무선 통신 방식으로 각광받고 있는 실정이다.

그러나, OFDM 방식은 송신 신호의 PAPR이 매우 크다는 단점을 가지고 있다. 이는 주파수 영역에서 제한된 크기를 가지는 신호들이 IFFT됨에 따라 시간 영역에서는 임펄스와 같이 높은 최대치를 가지는 신호가 생성되기 때문이다. 따라서, OFDM 방식에 따른 송신 신호가 전력 증폭기와 같은 비선형 디바이스를 통과하는 경우 높은 PAPR로 인해서 신호의 왜곡이 야기되는 것이다. 특히 송신을 위해 입력되는 신호들이 동일한 크기와 동일한 위상을 가지는 경우에 PAPR은 매우 높게 나타나게 된다.

여기서, PAPR은 아래의 수학식과 같이 정의될 수 있다.

여기서, s(nT)는 주기 T 간격으로 샘플링된 신호이고, 은 그 샘플값이며, E()는 기대값을 구하는 연산자이다.

상기한 바와 같은 OFDM 시스템에서 PAPR를 감소시키는 기법으로서 대표적인 위상 회전 기법은 세 가지로 구분될 수 있다. 즉, 선택적 매핑(Selective Mapping:이하 SLM이라 칭함), 부분 전송 시퀀스(Partial Transmit Sequence:이하 PTS라 칭함), 인터리빙(Interleaving)기법으로 구분할 수 있다. 이중 SLM 기법과 인터리빙 기법의 경우 OFDM 시스템의 IDFT(Inverse Discrete Fourier Tranform) 전단계에서 기본적으로 데이터의 위상 회전을 통해서 최소의 PAPR을 갖는 OFDM 심볼을 선택하여 전송하는 공통적인 단계를 거치게 된다. 이러한 데이터에 대한 위상 회전 정보는 수신단에서 인지를 하여야 하기 때문에 위상 정보를 부가 정보로서 수신단으로 전송하여야 하는 것이다. 여기서, 상기한 기법들의 원리에 대하여 좀 더 구체적으 로 살펴보기로 하자.

SLM 기법은 입력 신호에 여러 가지 위상 벡터들을 곱하여 그 곱해진 신호 중 PAPR이 가장 낮은 신호를 선택하여 이를 전송하는 방식이다. 즉, SLM 방식에 따르면, 하나의 정보에는 서로 다른 N개의 위상 벡터들이 곱하여져 IFFT된 후, PAPR이 가장 낮은 신호를 선택하여 전송하는 것이다. 그러므로, SLM 방식은 위상 벡터의 수가 많아질수록 성능도 비례적으로 향상될 것이다. 그러나, 위상 벡터를 증가할 때마다 IFFT 연산도 같이 증가되고 시간 영역에서의 PAPR 계산 과정도 부가적으로 증가하게 된다. 따라서, 현실적으로 무한히 많은 위상 벡터를 사용할 수 없기 때문에 원하는 성능을 내기에 적합한 위상 벡터 수로 제한해야 할 것이다.

또한, SLM방식은 송신단에서 임의의 위상 벡터를 곱한 신호를 전송하기 때문에 수신단에서 아무런 정보없이 원 신호를 추출한다는 것은 불가능하다. 따라서 송신단에서 어떠한 위상 벡터가 곱해졌다는 것을 수신단에 알려주기 위해서 송신단에서 전송하는 신호 사이에 위상 벡터에 대한 정보를 삽입해야만 하는 것이다.

위상 벡터를 전송하기 위해서는 몇 개의 부반송파를 사용하여야 하는데 위상 벡터 정보를 전송하기 위해 사용되는 부반송파로 인해서 원래의 데이터 전송 속도보다 낮은 속도로 데이터 전송이 이루어지게 된다. 이러한 데이터 전송 속도는 역시 위상 벡터를 무한히 많이 사용할 수 없는 이유중 하나가 되는 것이다. 즉, 많은 위상 벡터를 사용하게 되는 경우 위상 벡터 정보를 수신단에 알려주기 위해 사용되는 부반송파의 수 역시 증가하게 되어 데이터 전송 속도의 감소도 더 커지게 되는 것이다.

결국, SLM 기법은 랜덤 벡터를 데이터 프레임에 곱하여 최소의 PAPR을 갖는 랜덤 벡터와 데이터 프레임을 선택하는 방식이다. 예를 들어, 입력 데이터 프레임이 M개의 랜덤 시퀀스에 의해서 곱해지며 그 중에서 가장 작은 PAPR을 갖는 램덤 시퀀스를 선택하여 수신단으로 그 정보를 부가적으로 전송하게 되는 것이다.

PTS 기법은 SLM 기법과 동일한 장점을 가지고 있을 뿐 아니라 비선형 왜곡없이 PAPR을 줄이는 가장 효과적이고 융통성 있는 방법으로 알려져 있다. PTS 기법은 길이 N의 데이터 블록을 M개의 하부 블록으로 나누어 N-Point IFFT를 수행한 다음 각 하부 블록에 위상 인자를 곱한 결과를 비트별로 결합하여 PAPR이 최소화 되도록 최적화 알고리듬에 의해 위상 인자를 최적화한다. 그 결과로 나타나는 위상 인자를 각 하부블럭에 곱하여 비트별로 합하면 최소화된 PAPR이 얻어지게 되는 것이다.

PTS는 하부 블록 분할 방식에 따라 융통성 있게 적용될 수 있다. 이는 크게 3가지로 구분되는데 인터리브드 기법, 인접 기법, 의사 랜덤 기법들이다.

한편, 인터리빙 기법은, 높은 상관값을 갖는 OFDM 신호의 데이터 프레임들은 큰 PAPR을 발생시키며, 만약 높은 상관값을 갖는 긴 상관 패턴을 정보 유실없이 제거할 수만 있다면 그 PAPR을 감소시킬 수 있는 것이다. 이러한 인터리빙 기법은 높은 상관값을 갖는 OFDM 신호들을 IDFT 전단계에서 여러 개의 인터리버를 이용하여 다수의 상관값을 갖는 신호들을 발생시키고, 발생된 신호중 가장 낮은 상관값을 갖는 신호(PAPR 값이 가장 낮은 신호)와 그 때의 인터리버 정보를 수신단으로 전송하는 것이다.

상기한 기법중 SLM 기법과 인터리링 기법에서 공통적으로 적용되는 단계는 바로 수신단으로 데이터의 위상 회전 정보를 전송해야 한다는 것이다. 이는 시스템의 오버헤드로써 데이터 스루풋을 저하시키는 결과를 가져오게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 OFDM 시스템에서 PAPR을 감소시키기 위해 별도의 위상 회전 정보를 수신단으로 전송하지 않고 데이터에 실어 전송하는 블라인드 기법을 이용하여 불필요한 데이터의 오버헤드를 방지하고 이에 따른 데이터 스루풋을 극대화시킬 시킬 수 있도록 한 OFDM 시스템에서 심볼 송신 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 송신장치로부터 전송된 데이터로부터 위상 회전 정보를 용이하게 추출하여 PER을 낮출 수 있도록 한 OFDM 시스템에서의 심볼 수신 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치의 일 측면에 따르면, 입력되는 적어도 하나 이상의 데이터에 대해 서로 다른 위상을 적용하여 각각 위상을 변환하는 위상 변환부; 상기 위상 변환부에서 변환된 위상에 따른 위상 정보를 데이터에 믹싱하고, 믹싱된 각 데이터의 다중 부반송파를 생성하는 데이터 처리부; 상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.

상기 위상 변환부는, 입력되는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 데이터 맵핑을 수행하는 맵퍼; 상기 맵퍼를 통해 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 S/P 변환부; 상기 S/P 변환부를 통해 변환된 패럴랠 데이터 각각에 서로 다른 각각의 위상값을 적용하여 위상 회전을 수행하는 위상 회전부를 포함한다.

상기 위상 회전부에서 위상 회전은 SLM 위상 회전 기법을 이용하여 위상을 회전할 수 있다.

상기 맵퍼는, BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 데이터 맵핑을 수행한다.

상기 데이터 처리부는, 상기 위상 변환부에서 변환된 위상값에 따른 위상 정보를 데이터에 각각 믹싱하는 믹서; 상기 믹서를 통해 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 N-IDFT를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치의 다른 측면에 따르면, 입력되는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 데이터 맵핑을 수행하는 맵퍼; 상기 맵퍼를 통해 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 S/P 변환부; 상기 S/P 변환부를 통해 변환된 패럴랠 데이터 각각에 서로 다른 각각의 위상값을 적용하여 위상 회전을 수행하는 위상 회전부; 상기 위상 회전부에서 위상 회전된 위상값에 따른 위상 정보를 데이터에 각각 믹싱하는 믹서; 상기 믹서를 통해 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 N-IDFT; 상기 생성된 다중 부반송에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 RF 전송하는 전송부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치의 또 다른 측면에 따르면, 입력되는 적어도 하나 이상의 데이터에 서로 다른 위상을 적용하여 각 데이터의 위상을 변환하는 위상 변환부; 상기 위상 변환된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 위상 정보 처리부; 상기 위상 정보 처리부에서 믹싱된 각 데이터의 다중 부반송파를 생성하고, 상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 전송 처리부를 포함할 수 있다.

상기 위상 변환부는, 입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 S/P 변환부; 상기 S/P 변환부에서 변환된 패럴랠 데이터 각각을 서로 다른 위상으로 각각 회전하는 위상 회전부를 포함한다.

상기 위상 정보 처리부는, 상기 위상 변환부에서 위상 변환된 각각의 데이터를 설정된 변조 방식을 이용하여 각각 데이터 맵핑을 수행하는 맵퍼; 상기 맵퍼에서 맵핑된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 믹서를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치의 또 다른 측면에 따르면, 입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 S/P 변환부; 상기 S/P 변환부에서 변환된 패럴랠 데이터 각각을 서로 다른 위상으로 각각 회전하는 위상 회전부; 상기 위상 회전부에서 위상 회전된 각각의 데이터를 설정된 변조 방식을 이용하여 각각 데이터 맵핑을 수행하는 맵퍼; 상기 맵퍼에서 맵핑된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 믹서; 상기 믹서를 통해 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 N-IDFT; 상기 N-IDFT를 통해 생성된 다중 부 반송파에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 RF 전송하는 전송부를 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서의 심볼 수신장치의 일 측면에 따르면, 상기 OFDM 시스템의 심볼 전송 장치로부터 전송된 신호를 수신하여 수신된 신호로부터 위상 회전 정보를 추출하는 위상 정보 추출부; 상기 위상 정보 추출부로부터 추출된 위상 회전 정보를 이용하여 수신된 데이터의 위상을 회전하는 위상 회전부; 위상 회전된 데이터를 설정된 복조방식에 따라 디맵핑하는 디맵퍼를 포함할 수 있다.

상기 위상 회전부에서의 위상 회전은 역 인터리버를 이용하여 위상 회전을 수행한다.

상기 OFDM 심볼 전송 장치로부터 전송된 신호를 퓨우리에 변환하여 주파수 도메인 신호로 변환한 후, 심볼 단위로 상기 위상 정보 추출부로 제공하는 N-DFT를 더 포함한다.

상기 디맵퍼에서의 데이터 디맵핑은 DBPSK 또는 DQPSK 복조 방식에 따라 데 이터 디맵핑을 수행한다.

상기 위상 회전부에서의 위상 회전은, 상기 추출된 위상 회전 정보를 이용한 위상 회전과, SLM 또는 인터리빙 방식에 의한 역위상 회전을 각각 수행한다.

한편, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법의 일 측면에 따르면, 입력되는 적어도 하나 이상의 데이터에 대해 서로 다른 위상을 적용하여 각각 위상을 변환하는 단계; 상기 변환된 위상에 따른 위상 정보를 데이터에 믹싱하고, 믹싱된 각 데이터의 다중 부반송파를 생성하는 단계; 상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함한다.

상기 위상을 변환하는 단계는, 입력되는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 데이터 맵핑을 수행하는 단계; 상기 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 단계; 상기 변환된 패럴랠 데이터 각각에 서로 다른 각각의 위상값을 적용하여 위상 회전을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 맵핑을 수행하는 단계에서 데이터 맵핑은 BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 데이터 맵핑을 수행한다.

상기 다중 부반송파를 생성하는 단계는, 상기 변환된 위상값에 따른 위상 정보를 데이터에 각각 믹싱하는 단계; 상기 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법의 다른 측면에 따르면, 입력되는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 데이터 맵핑을 수행하는 단계; 상기 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 단계; 상기 변환된 패럴랠 데이터 각각에 서로 다른 각각의 위상값을 적용하여 위상 회전을 수행하는 단계; 상기 위상 회전된 위상값에 따른 위상 회전 정보를 데이터에 각각 믹싱하는 단계; 상기 믹싱된 위상 회전 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 단계; 상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법의 또 다른 측면에 따르면, 입력되는 적어도 하나 이상의 데이터에 서로 다른 위상을 적용하여 각 데이터의 위상을 변환하는 단계; 상기 위상 변환된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 단계; 상기 믹싱된 각 데이터의 다중 부반송파를 생성하고, 상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 위상을 변환하는 단계는, 입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 단계; 상기 변환된 패럴랠 데이터 각각을 서로 다른 위상으로 각각 회전하는 단계를 포함한다.

상기 믹싱하는 단계는, 상기 위상 변환된 각각의 데이터를 설정된 변조 방식을 이용하여 각각 데이터 맵핑을 수행하는 단계; 상기 맵핑된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 단계를 포함한다.

상기 맵핑하는 단계에서 데이터 맵핑은 BPSK 또는 QPSK 변조 방식 중 적어도 하나의 변조 방식을 이용하여 데이터 맵핑을 수행한다.

상기 전송하는 단계는, 상기 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 단계; 상기 생성된 다중 부 반송파에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법의 또 다른 측면에 따르면, 입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 단계; 상기 변환된 패럴랠 데이터 각각을 서로 다른 위상으로 각각 회전하는 단계; 상기 위상 회전된 각각의 데이터를 설정된 변조 방식을 이용하여 각각 데이터 맵핑을 수행하는 단계; 상기 맵핑된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 단계; 상기 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 단계; 상기 생성된 다중 부 반송파에 대한 PAPR을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 OFDM 시스템의 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서의 심볼 수신방법의 일 측면에 따르면, 상기 OFDM 시스템의 심볼 전송 장치로부터 전송된 신호를 수신하여 수신된 신호로부터 위상 회전 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 위상 회전 정보를 이용하여 수신된 데이터의 위상을 역회전하는 단계; 상기 위상 회전된 데이터를 설정된 복조방식에 따라 디맵핑하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 디맵핑하는 단계에서의 데이터 디맵핑은 DBPSK 또는 DQPSK 중 적어도 하나의 복조 방식에 따라 데이터 디맵핑을 수행한다.

이하, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서의 심볼 송/수신 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 하자. 여기서, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 설명하는데 있어 SLM 기법과 인터리빙 기법을 각각 구분하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 SLM 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 심볼 전송 장치의 일 실시예를 나타낸 블록 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, SLM 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 심볼 전송 장치는, 맵퍼(Mapper)(10), S/P(Serial/Parallel) 변환부(20), 제1...N 위상 변환부(30, 31, 32, 33), 제1,..N 믹서(40, 41, 42, 43), 제1..N IDFT(50, 51, 52, 53) 및 선택 출력부(60)를 포함한다.

맵퍼(10)는 입력되는 데이터를 BPSK 또는 QPSK를 이용하여 맵핑(Mapping)을 수행하여 맵핑된 신호는 S/P 변환부(20)로 제공된다. 여기서 맵퍼(10)에서 맵핑된 데이터는 비트단위가 아닌 심볼로서 표현된다.

S/P 변환부(20)는 맵퍼(10)로부터 제공되는 시리얼한 심볼을 패럴랠한 심볼로 변환하여 브랜치(Branch)를 갖는 제1...N 위상 변환부(30, 31, 32, 33)로 각각 제공한다. 즉, OFDM의 기본 구조인 다중 반송파 구조를 만들기 위해 시리얼하게 입력되는 신호들을 패럴랠하게 변환한 후, 각각 제1,...N 위상 변환부(30, 31, 32, 33)로 제공한다.

제1,...N 위상 변환부(30, 31, 32, 33)는 S/P 변환부(20)로부터 제공되는 신호를 SLM 위상 회전 기법을 이용하여 PAPR를 감소시키기 위해 입력되는 신호를 각각 설정된 위상으로 변환한 후, 변환된 신호를 각각 제1,...N 믹서(40, 41, 42, 43)로 제공한다.

제1,...N 믹서(40, 41, 42, 43)는 제1,...N 위상 변환부(30, 31, 32, 33)에서 각각 변환된 신호에 상기 변환된 위상과 연계된 위상 회전 정보를 믹싱한 후 각각 위상 회전 정보가 믹싱된 신호를 제1,...N IDFT(50, 51, 52, 53)로 각각 제공한다.

제1,...N IDFT(50, 51, 52, 53)는 각 핑거별 믹서(50, 51, 52, 53)로부터 제공되는 위상 회전 정보가 포함된 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 선택 출력부(60)로 제공한다.

선택 출력부(60)는 각 핑거별 제1,...N IDFT(50, 51, 52, 53)로부터 제공되는 신호에서 가장 작은 PAPR을 갖는 신호를 선택하여 수신단으로 전송하게 되는 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 OFDM 시스템에서 SLM 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 심볼 전송 장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, 입력되는 데이터는 맵퍼(10)를 통해 M-PSK(BPSK 또는 QPSK)에 의해 데이터가 맵핑된다. 여기서, 데이터는 비트 단위가 아닌 심볼로서 표현된다.

맵퍼(10)에서 맵핑된 시리얼 데이터는 S/P 변환부(20)를 통해 패럴랠 데이터로 변환된다. 즉, OFDM의 기본 구조인 다중 반송파 구조를 만들기 위해 시리얼하게 입력되는 신호들을 패럴랠하게 변환하여 각각 도 1에 도시된 위상 변환부(30, 31, 32, 33)로 각각 제공한다.

제1 위상 변환부(30)에서는 S/P 변환부(20)로부터 제공되는 신호에 대하여 위상 변화없이 바로 해당 신호를 제1 N-IDFT(50)로 제공하고, 제1 N-IDFT(50)에서는 입력되는 신호를 역 퓨우리에 변환하여 선택 출력부(60)로 제공한다. 이때, 제 1 믹서(40)는 제1 위상 변환부(30)에서 위상 변화가 이루어지지 않았기 때문에 위상 변환 정보를 삽입하지 않고 바로 신호를 제1 N-IDFT(50)로 제공하게 된다.

선택 출력부(60)는 제1 N-IDFT(50)를 통해 제공되는 신호의 PAPR과 설정된 임계 PAPR값을 비교한 후, 측정된 PAPR이 임계 PAPR 값보다 작은 경우에는 해당 신호를 수신단으로 RF 전송하게 되는 것이다.

한편, 제2,..N 위상 변환부(31, 32, 33)에서는 S/P 변환부(20)에서 제공되는 각각의 신호를 서로 다른 위상으로 각각 변환한 후, 각각 위상 변환된 신호를 제2,...N 믹서(41, 42, 43)로 제공한다. 제2, ...N 믹서(41, 42, 43)는 제2,...N 위상 변환부(31, 32, 33)에서 변환된 위상에 연계된 각각의 위상 정보를 데이터에 실어(믹싱하여) 제2,...N-IDFT(51, 52, 53)로 각각 제공한다.

제2,...N-IDFT(51, 52, 53)는 PAPR 감소 기법을 적용하여 위상 정보가 삽입된 각각의 데이터에 대하여 각각 역 퓨우리에 변환하여 선택 출력부(60)로 제공한다.

선택 출력부(60)는 제2,...N-IDFT(51, 52, 53)로부터 제공되는 데이터중 최소의 PAPR 즉, 가장 적은 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 블록 부호화(인터리빙) 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 전송장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도 2를 참조하여 설명해 보기로 하자.

도 2는 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 블록 부호화(인터리빙) 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 전송장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 인터리버를 이용한 PAPR 심볼 전송 장치는, S/P 변환부(100), 제1,...N 인터리버(110, 111, 112, 113), 제1,..N 맵퍼(120, 121, 122, 123), 제1,...N 믹서(130, 131, 132, 133), 제1,..N-IDFT(140, 141, 142, 143) 및 선택 출력부(150)를 포함한다.

S/P 변환부(100)는 입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하여 각각의 데이터를 제1,...N 인터리버(110, 111, 112, 113)로 각각 제공한다.

제1,...N 인터리버(110, 111, 112, 113) 각각은 입력되는 데이터를 인터리빙 방식을 이용하여 PAPR을 감소시키기 위한 것으로서, 패럴랠 입력신호에 대하여 각각 서로 다른 위상으로 각각 변환하여 각각 해당하는 제1,...N 맵퍼(120, 121, 122, 123)로 각각 제공한다.

제1,...N 맵퍼(120, 121, 122, 123)는, 제1,...N 인터리버(110, 111, 112, 113)를 통과한 데이터에 대해서 MPSK(BPSK 또는 MPSK)에 의한 데이터 맵핑을 각각 수행하게 된다.

제1,...N 믹서(130, 131, 132, 133)는 제1,...N 맵퍼(120, 121, 122, 123)로 부터 제공되는 데이터에 상기 제1,...N 인터리버(110, 111, 112, 113)에서 변환된 위상과 연계된 위상 회전 정보를 실어 각각 제1,...N-IDFT(140, 141, 142, 143)로 제공한다.

제1,...N IDFT(140, 141, 142, 143)는, 제1,...N 믹서(130, 131, 132, 133)로부터 제공되는 위상 정보를 포함하는 데이터를 역 퓨우리에 변환하여 각각 선택 출력부(150)로 제공한다.

선택 출력부(150)는 제1,...N IDFT(140, 141, 142, 143)로부터 각각 제공되는 데이터중 PAPR이 가장 적은 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하게 되는 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 OFDM 시스템에서 블록 부호화(인터리빙) 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 심볼 전송장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, 입력되는 시리얼 데이터는 S/P 변환부(100)를 통해 패럴랠 데이터로 변환되어 제1,...N 인터리버(110, 111, 112, 113)로 각각 제공한다.

제1 인터리버(110)에서는 S/P 변환부(100)로부터 제공되는 신호에 대하여 위상 변화없이 바로 해당 신호를 제1 맵퍼(120)로 제공되어 MPSK 데이터 맵핑을 수행한 후 맵핑된 데이터를 제1 N-IDFT(140)로 제공하고, 제1 N-IDFT(140)에서는 입력되는 신호를 역 퓨우리에 변환하여 선택 출력부(150)로 제공한다. 이때, 제 1 믹서(130)는 제1 인터리버(110)에서 위상 변화가 이루어지지 않았기 때문에 위상 변환 정보를 삽입하지 않고 바로 신호를 제1 N-IDFT(140)로 제공하게 되는 것이다.

선택 출력부(150)는 제1 N-IDFT(140)를 통해 제공되는 신호의 PAPR이 설정된 임계 PAPR값보다 큰지를 비교한 후, 임계값보다 작은 경우에는 해당 신호를 수신단으로 RF 전송하게 되는 것이다.

한편, 제2,..N 인터리버(111, 112, 113)에서는 S/P 변환부(100)에서 제공되는 각각의 신호를 인터리빙 기법을 이용하여 서로 다른 위상으로 각각 변환한 후, 각각 위상 변환된 신호를 제2,...N 맵퍼(121, 122, 123)로 제공한다.

제2, ...N 맵퍼(121, 122, 123)는 제2,...N 인터리버(111, 112, 113)에서 제공되는 위상 회전된 신호를 MPSK 데이터 매핑을 각각 수행한 후, 데이터 매핑된 각각의 데이터를 제2,...N 믹서(131, 132, 133)로 각각 제공한다.

제2,...N 믹서(131, 132, 133)는 제2,...N 맵퍼(121, 122, 123)에서 제공되는 신호 즉, 제2,..N 인터리버(111, 112, 113)에서 회전된 위상에 연계된 각각의 위상 회전 정보를 데이터에 실어(믹싱하여) 제2,...N-IDFT(141, 142, 143)로 각각 제공한다.

제2,...N-IDFT(141, 142, 143)는 PAPR 감소 기법을 적용하여 위상 회전 정보가 삽입된 각각의 데이터에 대하여 각각 역 퓨우리에 변환하여 선택 출력부(150)로 제공한다.

선택 출력부(150)는 제2,...N-IDFT(141, 142, 143)로부터 제공되는 데이터중 최소의 PAPR 즉, 가장 적은 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하게 되는 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 전송 장치로부터 전송된 신호를 복조 처리하는 수신장치에 대하여 도 3을 참조하여 살펴보기로 하자.

도 3은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 SLM 및 인터리버 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 수신장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 수신장치는 N-DFT(200), 위상 정보 추출부(210), 데이터 위상 회전부(220), P/S 변환부(230) 및 디맵퍼(240)를 포함한다.

N-DFT(200)는 도 1 또는 도 2에 도시된 전송장치로부터 전송된 신호를 퓨우리에 변환하여 위상 정보 추출부(210)로 제공한다.

위상 정보 추출부(210)는 퓨우리에 변환된 신호에서 전송장치로부터 전송된 데이터에 포함된 위상 회전 정보를 추출하여 추출된 위상 회전 정보를 데이터 위상 회전부(220)로 제공한다.

데이터 위상 회전부(220)는 위상 정보 추출부(21O)에서 추출된 위상 회전 정보를 이용하여 수신된 신호의 위상을 회전시킨 후 해당 위상 회전된 신호를 P/S 변환부(230)로 제공한다.

P/S 변환부(230)는 데이터 위상 회전부(220)에서 제공되는 위상 회전된 데이터를 시리얼 데이터로 변환하고, 변환된 시리얼 데이터는 디맵퍼(240)에서 데이터 디맵핑을 수행하게 되는 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 수신 장치의 구체적인 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, N-DFT(200)는 전송장치로부터 전송된 신호를 퓨우리에 변환하여 복조한 후, 복조된 해당 데이터를 위상 정보 추출부(210)로 제공한다.

위상 정보 추출부(210)는 N-DFT(200)로부터 제공되는 데이터로부터 위상 회 전 정보를 추출하여 추출된 위상 회전 정보를 데이터 위상 회전부(220)로 제공한다.

여기서, 위상 정보 추출부(210)에서 위상 회전 정보(Z)의 추출은 아래의 수학식 2를 이용할 수 있다.

여기서, Y는 수신단의 DFT 출력 신호이고, N은 부 반송파의 수이다.

상기 수학식 2와 같은 위상 정보 추출 방법은 QPSK 변조를 제거하기 위한 표준 접근 방식이다.

이와 같이 추출된 위상 회전 정보(Z)에 대한 위상값을 도출하게 되면, 송신장치에서 데이터 송신시 곱해진 위상 정보를 구할 수 있는 것이다.

만약, 잡음이 없는 이상적인 채널을 가정하면, 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.

첫 째, 3개의 블록 인터리버를 사용한 경우,

1) 인터리버를 거치지 않는 기존 신호 전송 시 : 위상(z)= Π/4

2) 4 ×128 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 3Π/4

3) 8 ×64 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 5Π/4

4) 16 ×32 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 7Π/4

둘 째, 7개의 블록 인터리버를 사용한 경우,

1) 인터리버를 거치지 않는 기존 신호 전송 시 : 위상(z)= Π/8

2) 2 ×256 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 3Π/8

3) 4 ×128 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 5Π/8

4) 8 ×64 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 7Π/8

5) 16 ×32 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 9Π/8

6) 3 ×171-1 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 11Π/8

7) 9 ×57-1 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 13Π/8

8) 19 ×27-1 인터리버를 거친 신호 전송 시 : 위상(z)= 15Π/8

일반적인 잡음이 있는 채널인 경우 수신 단에서 상기 수학식 2를 이용하여 Z를 구한 후 구한 신호의 위상 정보를 산출한다. 산출된 위상 정보는 도 7a 및 도 7b에서 처럼 적절한 결정구간(decision boundary)를 적용하여 최종적으로 송신 단에서의 인터리버를 판단하게 된다. 물론 7개의 인터리버를 사용한 경우 보다 3개의 인터리버를 사용한 경우 결정 구간의 영역이 2배 이상이므로 수신 단에서 에러가 발생할 확률이 적으나 PAPR 관점에서는 7개의 인터리버를 사용한 경우가 더 성능이 뛰어남으로 시스템의 요구 조건과 무선 환경에 따라서 인터리버 수(즉 위상 회전의 수)를 결정해야 만 할 것이다.

이와 같이, 위상 정보 추출부(210)에서 추출된 송신단에서의 위상 회전 정보를 이용하여 데이터 위상 회전부(20)에서는 송신단으로부터 수신된 데이터의 위상을 회전하게 된다.

이렇게 위상 회전된 패럴랠 데이터는 P/S 변환부(230)에서 시리얼 데이터로 변환하여 디맵퍼(240)로 제공되고, 디맵퍼(240)는 시리얼 데이터를 데이터 디맵핑하게 되는 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 송,수신장치를 이용한 본 발명에 따른 위상 회전 기법을 이용한 심볼 송,수신 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 단계적으로 살펴보기로 하자.

도 4는 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 SLM 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 PAPR 심볼 전송 방법의 일 실시예에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 입력되는 데이터를 M-PSK(BPSK 또는 QPSK)에 의해 데이터가 맵핑된다(S101). 여기서, 출력 데이터는 비트 단위가 아닌 심볼로서 표현된다.

그리고, 상기 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환한다(S102). 즉, OFDM의 기본 구조인 다중 반송파 구조를 만들기 위해 시리얼하게 입력되는 신호들을 패럴랠하게 변환하는 것이다.

패럴랠 데이터로 변환된 심볼들은 N개의 입력 가지(Branch)를 갖는 IDFT에 의해 다중 부반송파를 형성하게 된다(S103).

N-IDFT를 통과한 신호는 타임 도메인(Time Domain)신호로 변환되고, 이 신호에 대한 PAPR를 측정하여 측정된 PAPR과 설정된 기준 PAPR_TH과 비교하게 된다 (S104).

비교 결과, 측정한 PAPR이 설정된 PAPR_TH보다 작은 경우 해당 신호를 수신단으로 RF 전송하고, 그렇치 않은 경우에는 해당 신호를 무시하게 된다.

한편, 패럴랠 데이터로 변환된 심볼들중 다른 가지로 제공되는 심볼들은 각각 PAPR 위상 회전 기법을 적용하여 위상을 각각 변환시킨다(S105). 즉, SLM 위상 회전 기법을 이용하여 PAPR을 감소시키기 위해 입력되는 심볼들을 각각 위상 변환시킨다.

위상 변환된 심볼 들 각각에 위상 변환된 위상 회전 정보를 각각 실어(믹싱하여)(S106) 각 N-IDFT로 제공하여 위상 정보가 삽입된 데이터에 대하여 각각 역 퓨우리에 변환을 수행하게 된다(S107).

이와 같이 각각 역 퓨우리에 변환된 신호중 가장 적은 PAPR을 갖는 신호를 선택하여 수신단으로 RF 전송하게 되는 것이다(S108).

한편, 도 5를 참조하여 OFDM 시스템에서 인터리버 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 심볼 전송 방법에 대하여 설명해 보기로 하자.

도 5는 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 인터리버 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 심볼 전송 방법의 일 실시예에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 입력되는 데이터를 위상 변조 방식 즉, BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 데이터 맵핑을 수행한다(S201). 여기서, 맵 핑된 데이터는 비트단위가 아닌 심볼로써 표현된다.

그리고, 상기 데이터 맵핑된 심볼들 즉, 입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환한다(S202). 즉, OFDM의 기본 구조인 다중 반송파를 만들기 위해 시리얼하게 입력되는 신호들을 패럴랠하게 변환하여 N-IDFT로 입력한다.

이어, 패럴랠하게 입력되는 심볼들은 N개의 입력 가지를 갖는 N-IDFT에 의해 역퓨우리에 변환되어 다중 부반송파를 형성하게 된다(S203).

상기 N-IDFT를 통과한 심볼들은 타임 도메인(Time Domain)신호로 변환되고 이 신호에 의해 PAPR을 측정하고, 이렇게 측정된 PAPR은 기 설정된 기준 PAPR_TH외 비교하게 되는 것이다(S204).

상기 비교 결과, 측정된 PAPR이 설정된 기준 PAPR_TH 보다 작은 경우에는 해당 신호를 수신단으로 RF 전송한다(S205).

한편, 상기 패럴랠 데이터로 변환된 심볼들중 다른 가지로 제공되는 심볼들은 각각 인터리빙 방식을 이용하여 즉, 인터리버를 이용하여 위상을 각각 변환시킨다(S205). 즉, 인터리빙 위상 회전 기법을 이용하여 PAPR을 감소시키기 위해 입력되는 심볼들을 각각 위상 변환시킨다.

상기 인터리버를 통해 위상 변환된 각각의 데이터들에 대하여 MPSK 변조 방식을 통해 각각 데이터 맵핑을 수행하고(S207), 데이터 맵핑된 각 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환한다(S208).

상기 변환된 각 데이터에 상기 S206단계에서 위상 회전 변환된 위상 회전 정 보를 실어 N-IDFT로 제공한다(S209).

그러면, N-IDFT는 위상 정보가 삽입된 각각의 데이터에 대해서 각각 역 퓨우리에 변환을 수행하여 다중 부 반송파를 형성한다(S210).

상기 N-IDFT를 통과한 각각의 출력 신호중에서 PAPR이 가장 적은 신호를 선택하여 수신단으로 RF 전송하게 되는 것이다. 즉, 최소의 PAPR을 갖는 OFDM 심볼을 수신단으로 RF 전송하는 것이다(S111).

상기 도 4 및 도 5에 도시된 OFDM 시스템에서 인터리버 또는 SLM 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 심볼 전송 방법을 통해 전송된 심볼을 수신단에서 수신하는 방법에 대하여 도 6을 참조하여 단계적으로 살펴보자.

도 6은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 SLM 및 인터리버 블라인드 위상 회전 기법을 이용한 심볼 수신 방법의 일 실시예에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 전송장치로부터 수신된 신호는 N-DFT를 통해 주파수 도메인 신호로 변환되어 심볼 단위로 출력된다(S301).

상기 N-DFT에서 출력되는 심볼에는 송신장치에서 데이터에 삽입한 위상 회전 정보가 실려 있으며, 데이터에 실려 있는 위상 회전 정보를 추출하게 된다(S302). 여기서, 위상 회전 정보의 추출은 상기한 수학식 2를 이용하여 추출할 수 있으며, 상세 방법은 상기에서 설명하였기에 그 설명은 생략하기로 한다.

상기 S302 단계에서 추출된 위상 회전 정보를 이용하여 송신장치에서 전송되는 데이터에 실린 위상 정보를 판단하게 되는 것이다(S303).

상기 S303 단계에서 판단된 위상 회전 정보를 이용하여 각 데이터를 역 인터리빙을 통한 위상 회전을 수행하고, 또한, PAPR을 감소시키기 위한 위상 회전을 수행하게 된다(S304).

이어, 상기 위상 회전된 패럴랠 데이터를 시리얼 데이터로 변환한 후(S305), 송신장치에서 설정된 매핑방식으로 시리얼 데이터를 디맵핑을 수행하게 되는 것이다(S306).

결국, OFDM 시스템의 PAPR을 감소시키는 기법 중 대표적인 위상 회전 기법에서는 필연적으로 위상 회전에 대한 정보를 수신단으로 전송하여야 만 한다. 이는 곧 오버헤드로써 데이터 쓰루풋에 영향을 준다. 따라서, 이러한 오버헤드를 없애는 알고리듬에 대한 것으로써 OFDM 시스템의 IDFT 전 단계에서 여러 가지 위상 회전에 따른 정보를 별도의 부가 정보 없이 데이터에 추가 적인 위상 변화를 주어 수신단에서 검파할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 PAPR 심볼 송/수신 장치 및 그 방법은, OFDM 시스템의 IDFT 전 단계에서 여러 가지 위상 회전에 따른 정보를 별도의 부가 정보 없이 데이터에 추가 적인 위상 변화를 주어 수신단에서 검파할 수 있도록 하는 것으로 도 8은 AWGN(Additive White Goussian Noise)환경에서 송신 단에서 적용한 위상 정보를 수신 단에서의 PER(phase Error Rate) 즉, 위상 (z)에 대한 에러 비율을 시뮬레이션 함으로써 위상 정보를 얼마나 잘 검파하는 지 에 대한 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이 위상 정보가 3개일 경우는 SNR=8dB 이상, 위상 정보가 7개일 경우는 SNR=11dB 이상에서 에러가 거의 발생하지 않음을 알 수 있다. 이는 곧 본 알고리듬을 사용하기 위해서는 SNR이 최소 10dB이상이 되는 환경이 필요함을 알 수 있으며 이러한 환경에서는 본 발명을 이용하여 부가 정보를 없애 데이터 쓰루풋의 감소를 피할 수 있는 것이다.

Claims

OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치에 있어서,

입력되는 적어도 하나 이상의 데이터에 대해 서로 다른 위상을 적용하여 각각 위상을 변환하는 위상 변환부;

상기 위상 변환부에서 변환된 위상에 따른 위상 정보를 데이터에 믹싱하고, 믹싱된 각 데이터의 다중 부반송파를 생성하는 데이터 처리부;

상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 전송부를 포함하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치.
제1항에 있어서,

상기 위상 변환부는,

입력되는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 데이터 맵핑을 수행하는 맵퍼;

상기 맵퍼를 통해 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 S/P 변환부;

상기 S/P 변환부를 통해 변환된 적어도 하나 이상의 패럴랠 데이터 각각에 서로 다른 각각의 위상값을 적용하여 위상 회전을 수행하는 위상 회전부를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치.
제2항에 있어서,

상기 위상 회전부에서 위상 회전은 SLM 위상 회전 기법을 이용하여 위상을 회전하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송장치.
제2항에 있어서,

상기 맵퍼는,

BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 데이터 맵핑을 수행하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치.
제1항에 있어서,

상기 데이터 처리부는,

상기 위상 변환부에서 변환된 위상값에 따른 위상 정보를 데이터에 각각 믹싱하는 믹서;

상기 믹서를 통해 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 N-IDFT(N-Inverse Discrete Fourier Tranform)를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치.
OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치에 있어서,

입력되는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 데이터 맵핑을 수행하는 맵퍼;

상기 맵퍼를 통해 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 S/P 변환부;

상기 S/P 변환부를 통해 변환된 패럴랠 데이터 각각에 서로 다른 각각의 위상값을 적용하여 위상 회전을 수행하는 위상 회전부;

상기 위상 회전부에서 변환된 위상값에 따른 위상 정보를 데이터에 각각 믹싱하는 믹서;

상기 믹서를 통해 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 N-IDFT(N-Inverse Discrete Fourier Tranform);

상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 전송부를 포함하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치.
OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치에 있어서,

입력되는 적어도 하나 이상의 데이터에 서로 다른 위상을 적용하여 각 데이터의 위상을 변환하는 위상 변환부;

상기 위상 변환된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 위상 정보 처리부;

상기 위상 정보 처리부에서 믹싱된 각 데이터의 다중 부반송파를 생성하고, 상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 전송 처리부를 포함하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치.
제7항에 있어서,

상기 위상 변환부는,

입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 S/P 변환부;

상기 S/P 변환부에서 변환된 패럴랠 데이터 각각을 서로 다른 위상으로 각각 회전하는 위상 회전부를 포함하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 장치.
제8항에 있어서,

상기 위상 회전부에서의 위상 회전은 인터리버를 이용하여 위상을 회전하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치.
제7항에 있어서,

상기 위상 정보 처리부는,

상기 위상 변환부에서 위상 변환된 각각의 데이터를 설정된 변조 방식을 이용하여 각각 데이터 맵핑을 수행하는 맵퍼;

상기 맵퍼에서 맵핑된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 믹서를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치.
제10항에 있어서,

상기 맵퍼는,

BPSK 또는 QPSK 변조 방식 중 적어도 하나의 변조 방식을 이용하여 데이터 맵핑을 수행하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치.
제7항에 있어서,

상기 전송 처리부는,

상기 위상 정보 처리부를 통해 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 N-IDFT(N-Inverse Discrete Fourier Tranform);

상기 N-IDFT(N-Inverse Discrete Fourier Tranform)를 통해 생성된 다중 부 반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 전송부를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치.
OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치에 있어서,

입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 S/P 변환부;

상기 S/P 변환부에서 변환된 패럴랠 데이터 각각을 서로 다른 위상으로 각각 회전하는 위상 회전부;

상기 위상 회전부에서 위상 회전된 각각의 데이터를 설정된 변조 방식을 이용하여 각각 데이터 맵핑을 수행하는 맵퍼;

상기 맵퍼에서 맵핑된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 믹서;

상기 믹서를 통해 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 N-IDFT(N-Inverse Discrete Fourier Tranform);

상기 N-IDFT(N-Inverse Discrete Fourier Tranform)를 통해 생성된 다중 부 반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 전송부를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 장치.
OFDM 시스템에서의 심볼 수신장치에 있어서,

상기 OFDM 시스템의 심볼 전송 장치로부터 전송된 신호를 수신하여 수신된 신호로부터 위상 회전 정보를 추출하는 위상 정보 추출부;

상기 위상 정보 추출부로부터 추출된 위상 회전 정보를 이용하여 수신된 데이터의 위상을 회전하는 위상 회전부;

위상 회전된 데이터를 설정된 복조방식에 따라 디맵핑하는 디맵퍼를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신장치.
제14항에 있어서,

상기 위상 회전부에서의 위상 회전은 역 인터리버를 이용하여 위상 회전을 수행하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신장치.
제14항에 있어서,

상기 OFDM 심볼 전송 장치로부터 전송된 신호를 퓨우리에 변환하여 주파수 도메인 신호로 변환한 후, 심볼 단위로 상기 위상 정보 추출부로 제공하는 N-DFT(N-Discrete Fourier Tranform)를 더 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신장치.
제14항에 있어서,

상기 위상 정보 추출부에서의 위상 회전 정보 추출은 아래의 수학식을 이용하여 추출하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신장치.

여기서, Y는 수신단의 N-DFT(N-Discrete Fourier Tranform) 출력 신호이고, N은 부 반송파의 수이다.
제14항에 있어서,

상기 디맵퍼에서의 데이터 디맵핑은 DBPSK 또는 DQPSK 복조 방식에 따라 데이터 디맵핑을 수행하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신장치.
제14항에 있어서,

상기 위상 회전부에서의 위상 회전은, 상기 추출된 위상 회전 정보를 이용한 위상 회전과, SLM 또는 인터리빙 방식에 의한 역위상 회전을 각각 수행하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신장치.
OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법에 있어서,

입력되는 적어도 하나 이상의 데이터에 대해 서로 다른 위상을 적용하여 각각 위상을 변환하는 단계;

상기 변환된 위상에 따른 위상 정보를 데이터에 믹싱하고, 믹싱된 각 데이터의 다중 부반송파를 생성하는 단계;

상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법.
제20항에 있어서,

상기 위상을 변환하는 단계는,

입력되는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 데이터 맵핑을 수행하는 단계;

상기 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 단계;

상기 변환된 패럴랠 데이터 각각에 서로 다른 각각의 위상값을 적용하여 위상 회전을 수행하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법.
제21항에 있어서,

상기 위상 회전은 SLM 위상 회전 기법을 이용하여 위상을 회전하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송방법.
제21항에 있어서,

상기 맵핑을 수행하는 단계에서 데이터 맵피은 BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 데이터 맵핑을 수행하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법.
제20항에 있어서,

상기 다중 부반송파를 생성하는 단계는,

상기 변환된 위상값에 따른 위상 정보를 데이터에 각각 믹싱하는 단계;

상기 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법.
OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법에 있어서,

입력되는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 데이터 맵핑을 수행하는 단계;

상기 데이터 맵핑된 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 단계;

상기 변환된 적어도 하나 이상의 패럴랠 데이터 각각에 서로 다른 각각의 위상값을 적용하여 위상 회전을 수행하는 단계;

상기 위상 회전된 위상값에 따른 위상 회전 정보를 데이터에 각각 믹싱하는 단계;

상기 믹싱된 위상 회전 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 단계;

상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법.
OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법에 있어서,

입력되는 적어도 하나 이상의 데이터에 서로 다른 위상을 적용하여 각 데이터의 위상을 변환하는 단계;

상기 위상 변환된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 단계;

상기 믹싱된 각 데이터의 다중 부반송파를 생성하고, 상기 생성된 다중 부반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법.
제26항에 있어서,

상기 위상을 변환하는 단계는,

입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 단계;

상기 변환된 패럴랠 데이터 각각을 서로 다른 위상으로 각각 회전하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서 심볼 전송 방법.
제27항에 있어서,

상기 위상 회전은 인터리빙 방식을 이용하여 위상을 회전하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법.
제26항에 있어서,

상기 믹싱하는 단계는,

상기 위상 변환된 각각의 데이터를 설정된 변조 방식을 이용하여 각각 데이터 맵핑을 수행하는 단계;

상기 맵핑된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법.
제29항에 있어서,

상기 맵핑을 수행하는 단계에서 데이터 맵핑은 BPSK 또는 QPSK 변조 방식 중 적어도 하나의 변조 방식을 이용하여 데이터 맵핑을 수행하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법.
제26항에 있어서,

상기 전송하는 단계는,

상기 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 단계;

상기 생성된 다중 부 반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법.
OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법에 있어서,

입력되는 시리얼 데이터를 패럴랠 데이터로 변환하는 단계;

상기 변환된 패럴랠 데이터 각각을 서로 다른 위상으로 각각 회전하는 단계;

상기 위상 회전된 각각의 데이터를 설정된 변조 방식을 이용하여 각각 데이터 맵핑을 수행하는 단계;

상기 맵핑된 각각의 데이터에 상기 변환된 위상과 상응하는 위상 정보를 각각 믹싱하는 단계;

상기 믹싱된 위상 정보를 포함한 데이터를 각각 역 퓨우리에 변환하여 다중 부 반송파를 생성하는 단계;

상기 생성된 다중 부 반송파에 대한 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 각각 측정하여 최소의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 데이터를 선택하여 OFDM 시스템의 수신단으로 RF 전송하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 전송 방법.
OFDM 시스템에서의 심볼 수신방법에 있어서,

상기 OFDM 시스템의 심볼 전송 장치로부터 전송된 신호를 수신하여 수신된 신호로부터 위상 회전 정보를 추출하는 단계;

상기 추출된 위상 회전 정보를 이용하여 수신된 데이터의 위상을 역회전하는 단계;

위상 회전된 데이터를 설정된 복조방식에 따라 디맵핑하는 단계를 포함하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신방법.
제33항에 있어서,

상기 위상 회전은 역 인터리빙 방식을 이용하여 위상 회전을 수행하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신방법.
제33항에 있어서,

상기 위상 회전 정보를 추출하는 단계에서의 위상 회전 정보 추출은 아래의 수학식을 이용하여 추출하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신방법.

여기서, Y는 수신단의 N-DFT(N-Discrete Fourier Tranform) 출력 신호이고, N은 부 반송파의 수이다.
제33항에 있어서,

상기 디맵핑하는 단계에서의 데이터 디맵핑은 DBPSK 또는 DQPSK 중 적어도 하나의 복조 방식에 따라 데이터 디맵핑을 수행하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신방법.
제33항에 있어서,

상기 위상 회전은, 상기 추출된 위상 회전 정보를 이용한 위상 회전과, SLM 또는 인터리빙 방식에 의한 역위상 회전을 각각 수행하는 OFDM 시스템에서의 심볼 수신방법.