KR100949965B1 - 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법 - Google Patents

다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100949965B1
KR100949965B1 KR1020050118200A KR20050118200A KR100949965B1 KR 100949965 B1 KR100949965 B1 KR 100949965B1 KR 1020050118200 A KR1020050118200 A KR 1020050118200A KR 20050118200 A KR20050118200 A KR 20050118200A KR 100949965 B1 KR100949965 B1 KR 100949965B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
constellation
signal
data
mapping
Prior art date
Application number
KR1020050118200A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070059396A (ko
Inventor
권영현
윤영우
한승희
노민석
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR1020050118200A priority Critical patent/KR100949965B1/ko
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to PCT/KR2006/005234 priority patent/WO2007066973A2/en
Priority to TW095145543A priority patent/TWI427985B/zh
Priority to US12/096,565 priority patent/US8059738B2/en
Priority to EP06823941.7A priority patent/EP1958408B1/en
Publication of KR20070059396A publication Critical patent/KR20070059396A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100949965B1 publication Critical patent/KR100949965B1/ko
Priority to US13/278,135 priority patent/US8340203B2/en
Priority to US13/725,204 priority patent/US8873658B2/en
Priority to US14/491,307 priority patent/US9130809B2/en
Priority to US14/817,647 priority patent/US9246732B2/en
Priority to US14/981,573 priority patent/US9906387B2/en
Priority to US15/624,626 priority patent/US10374854B2/en
Priority to US16/532,289 priority patent/US10992505B2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627Modulators
    • H04L27/2628Inverse Fourier transform modulators, e.g. inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/261Details of reference signals
    • H04L27/2613Structure of the reference signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614Peak power aspects
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003Two-dimensional division
    • H04L5/0005Time-frequency
    • H04L5/0007Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM 이라 칭함) 방식 기반의 통신 시스템에서 부가 데이터를 전송할 수 있는 데이터 송수신 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 송수신 방법은, 입력 비트 열을 적어도 하나의 전송 심볼로 매핑하는 제1 매핑 단계; 복수의 부 반송파로 이루어지는 특정한 부 반송파 그룹에 의해 전송되는 상기 전송 심볼들의 크기 및 위상 중 어느 하나를, 특정한 부가 데이터를 지시하는 성상 변형 정보를 이용하여 변경하는 제2 매핑 단계; 및 상기 제2 매핑이 수행된 전송 심볼들을 OFDM 송신 데이터 처리에 의하여 수신 측으로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 성상 변형 정보는, 상기 특정한 부 반송파 그룹에 의해 전송되는 상기 전송 심볼들에 대하여 서로 동일한 것을 특징으로 한다.
성상 매핑, 상상도, OFDM, 디지털 변조

Description

다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법{apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers}
도 1은 종래 기술에 따라 OFDM 신호를 송신하는 송신 측을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 파일럿 신호에 포함되어 전송되는 방식의 송신기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 데이터 신호에 포함되어 전송되는 방식의 송신기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부가 데이터 신호가 포함된 수신 신호를 수신하는 수신기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 거대 성상 매핑을 BPSK로 수행하고, 미세 성상 매핑을 수행한 데이터의 성상도(constellation map)를 나타내는 도면이다.
도 6a는 거대 성상 매핑 방법이 BPSK인 경우 미세 성상 좌표가 가질 수 있는 위상의 범위를 나타낸다.
도 6b는 거대 성상 매핑 방법이 M-ary QAM인 경우 미세 성상 좌표가 가질 수 있는 값의 범위를 나타낸다.
도 7은 거대 성상매핑 방법이 BPSK인 경우에 미세 성상좌표를 생성한 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 거대 성상매핑 방법이 M-ary QAM인 경우에 미세 성상좌표를 생성한 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터를 포함시켜 전송하는 방법의 개념을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 파일럿 신호에 포함되어 전송되는 부가 데이터의 최대치를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 파일럿 신호에 포함되어 전송되는 경우 부가 데이터에 대한 에러율을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 파일럿 신호에 포함되어 전송되는 경우 미세 성상 신호에 대한 위상 추정의 에러율을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 데이터 신호에 포함되어 전송되는 경우 부가 데이터에 대한 에러율을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 데이터 신호에 포함되어 전송되는 경우 미세 성상 신호에 대한 위상 추정의 에러율을 나타낸 도면이다.
본 발명은 통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM 이라 칭함) 방식 기반의 통신 시스템에서 부가 데이터를 전송할 수 있는 데이터 송수신 방법에 관한 것이다.
최근 고속의 데이터 전송에 대한 요구가 커지고 있으며, 이러한 고속 전송에 유리한 방식으로는 OFDM이 적합하여 최근 여러 고속 통신 시스템의 전송 방식으로 채택되었다. 이하, OFDM을 설명한다. OFDM의 기본원리는 고속 전송률(high-rate)을 갖는 데이터 열(data stream)을 낮은 전송률(slow-rate)를 갖는 많은 수의 데이터 열로 나누고, 이들은 다수의 반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것이다. 상기 다수의 반송파 각각을 부 반송파(subcarrier)라 한다. 상기 OFDM의 다수의 반송파 사이에는 직교성(orthogonality)이 존재하기 때문에, 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 수신 단에서의 검출이 가능하다. 상기 고속 전송률을 갖는 데이터 열은, 직/병렬 변환부(Serial to Parallel converter)를 통해 다수의 낮은 전송률의 데이터 열(data stream)로 변환되고, 상기 병렬로 변환된 다수의 데이터 열에 각각의 부 반송파가 곱해진 후 각각의 데이터 열이 합해져서 수신 단으로 전송된다. OFDMA는 이러한 OFDM에서 전체 대역을 다중 사용자가 요구하는 전송률에 따라 부반송파를 할당해 주는 다중 접속(multiple access) 방법이다.
상술한 OFDM 방식의 통신 기법은 다양한 시스템 (IEEE 802.11a/g, HiperLAN, IEEE 802.16, DSL, DAB, DVB등)에서 사용되는 방법으로, 통신 채널이 선택적 감쇄(selective-fading) 현상을 보일 때 효율적이다. 상기 OFDM 방식은 여러 개의 부 반송파 (sub-carrier)를 사용함으로써, 상기 선택적 감쇄현상은 평탄 감쇄(flat-fading)으로 보이게 되고, 전체 시스템에서 감쇄현상을 보상하기 위한 기법이 단순해지는 장점이 있다. 이렇게 단순해진 채널을 쉽게 추정하기 위해서 파일럿(pilot subcarriers) 정보를 이용하게 된다. 파일럿의 위치와 값은 전송 단과 수신단 모두 미리 알고 있는 형태이므로 수신 단에서는 간단하게 채널을 추정하기 위해서 나눗셈(혹은 이와 등가 작업)을 수행해주면 얻을 수 있다. 그리고 동기화를 위해서 서로 다른 OFDM 심볼의 위상차를 판별하게 되는데 이는 파일럿 신호부분의 위상만을 서로 다른 OFDM신호에서 비교분석함으로써 얻어지게 된다. 이러한 파일럿은 이 두 가지 목적 이외에도 다양하게 쓰일 수 있는데, 부호화된 파일럿 형태 혹은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 감소시키는 기법에도 사용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 OFDM 신호를 송신하는 송신 측을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 데이터 비트(data bits)와 파일럿 비트(pilot bits)는 성상 매핑(constellation mapping)을 통하여 특정한 데이터 심볼로 매핑되고, 상기 데이터 심볼은 직/병렬 변환(S/P convert)을 통해 병렬신호(수신 측으로 전송되는 전송 심볼)로 변환된 이후 임의의 부 반송파에 매핑되어 IFFT 연산이 수행된 후 병/직렬 변환을 통해 수신 측으로 전송된다. 상기 데이터 비트(data bits)는, 상기 파일럿을 제외한 사용자 데이터를 나타내는 비트 스트림(bit stream)을 나타낸다.
상기 동작을 수식을 이용하여 정리하면 다음과 같다. 기존의 OFDM 전송기법은, N개의 부 반송파 (subcarrier)를 사용한다고 했을 때, 이중에서 Np개의 파일럿 부 반송파를 할당하고, 나머지에 데이터 혹은 보호 대역(guard band)을 할당하게 된다. 이하 설명의 편의를 위해 보호 대역을 제외한 데이터(사용자 데이터와 파일럿 데이터)에 대하여 설명한다. 상기 데이터가 할당된 부반송파 개수는 Nd이고, N=Np+Nd의 관계가 성립한다. 사용자 데이터와 파일럿 신호가 합해진 전송 심볼 벡터
Figure 112005071217838-pat00001
는 다음 식과 같이 주어진다.
Figure 112005071217838-pat00002
상기 수학식에서, Pd와 Pp는 각각 사용자 데이터와 파일럿을 이미 할당되어 있는 부반송파 위치로 재정렬하기 위한 행렬이고,
Figure 112005071217838-pat00003
Figure 112005071217838-pat00004
는 각각 사용자 데이터와 파일럿 부 반송파에 의해 전송되는 심볼 벡터로, 각각의 길이가 Nd와 Np인 벡터이다. 주파수 영역에서의 전송 심볼 벡터
Figure 112005071217838-pat00005
는 다음 식과 같이 역 푸리에 변환을 거치게 된다.
Figure 112005071217838-pat00006
여기에서
Figure 112005071217838-pat00007
는 푸리에 변환 행렬이다. 벡터
Figure 112005071217838-pat00008
는 반송주파수로 다시 변조된 다음 안테나를 통해서 전송되고 수신 측에서는
Figure 112005071217838-pat00009
과 같이 신호를 수신하게 된다. 여기에서
Figure 112005071217838-pat00010
는 채널의 응답 벡터이고
Figure 112005071217838-pat00011
는 수신잡음에 해당한다. 수신 측에서 수신 신호를 나타내는 벡터
Figure 112005071217838-pat00012
을 복조하기 위해서 먼저 푸리에 변환을 수행한다. 그러면 하기 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure 112005071217838-pat00013
H는 주파수 영역에서의 채널 응답을 나타내며
Figure 112005071217838-pat00014
는 원래 데이터를 나타낸다. 만약, 채널이 추정되어 있다면 추정된 채널 값에 따라 하기 수학 식과 같이 전송 신호가 복조된다.
Figure 112005071217838-pat00015
는 상기
Figure 112005071217838-pat00017
를 추정한 값이다. OFDM을 전송하는 종래의 방법은 위와 동일하거나, 위에 상응하는 과정 등을 통해 이루어진다.
본 발명은 상술한 종래 기술을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명은 새로운 데이터 통신 채널을 생성할 수 있는 OFDM 신호의 송수신 방법을 제공하는 것이다.
발명의 개요
본 발명에 따른 송수신 방법은, 입력 비트 열을 적어도 하나의 전송 심볼로 매핑하는 제1 매핑 단계; 복수의 부 반송파로 이루어지는 특정한 부 반송파 그룹에 의해 전송되는 상기 전송 심볼들의 크기 및 위상 중 어느 하나를, 특정한 부가 데 이터를 지시하는 성상 변형 정보를 이용하여 변경하는 제2 매핑 단계; 및 상기 제2 매핑이 수행된 전송 심볼들을 OFDM 송신 데이터 처리에 의하여 수신 측으로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 성상 변형 정보는, 상기 특정한 부 반송파 그룹에 의해 전송되는 상기 전송 심볼들에 대하여 서로 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 통신 장치는, 다수의 부 반송파를 이용하여 데이터 심볼을 수신 측으로 전송하는 OFDM 송신 장치에 있어서, 입력 비트 열을 적어도 하나의 전송 심볼로 매핑하는 제1 매핑 모듈; 및 특정한 부가 데이터를 지시하는 성상 변형 정보를 이용하여, 복수의 부 반송파로 이루어지는 특정한 부 반송파 그룹에 의해 전송되는 상기 전송 심볼들의 크기 및 위상 중 어느 하나를 변경하되, 상기 특정한 부 반송파 그룹에 의해 전송되는 상기 전송 심볼들에 대하여 서로 동일한 상기 성상 변형 정보를 이용하여 변경하는 제 2 매핑 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 또 다른 송수신 방법은, 다수의 부 반송파에 의해 전송되는 OFDM 신호를 수신하는 방법에 있어서, 상기 다수의 부 반송파에 의하여 수신되는 수신 심볼들의 크기 및 위상 중 어느 하나를 산출하되, 기 설정된 크기 및 위상으로부터 변경된 크기 및 위상 중 어느 하나를 산출하는 단계; 상기 산출된 크기 및 위상 중 어느 하나가 지시하는 부가 데이터를 획득하는 단계; 상기 산출된 크기 및 위상 중 어느 하나를 이용하여 상기 수신 심볼들의 크기 또는 위상을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 수신 심볼에 포함된 데이터를 획득하는 단계를 포함하여 이루 어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 또 다른 통신 장치는, 다수의 부 반송파에 의해 전송되는 OFDM 신호를 수신하는 OFDM 수신기에 있어서, 상기 다수의 부 반송파에 의하여 수신되는 수신 심볼들의 크기 및 위상 중 어느 하나를 산출하되, 기 설정된 크기 및 위상으로부터 변경된 크기 및 위상 중 어느 하나를 산출하고, 상기 산출된 크기 및 위상 중 어느 하나가 지시하는 부가 데이터를 획득하는 제1 복조 모듈; 및 상기 산출된 크기 및 위상 중 어느 하나를 이용하여 상기 수신 심볼들의 크기 또는 위상을 복원하고, 상기 복원된 수신 심볼에 포함된 데이터를 획득하는 제2 복조 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예
본 발명은, 통신 시스템에서 특정한 부 반송파에 의해 전송되는 파일럿 신호 또는 사용자 데이터 신호에 별도의 성상 매핑(constellation mapping)에 의한 부가 데이터를 포함시키는 방법을 제안한다. 상기 성상 매핑 방법은 OFDM 심볼내에 포함된 파일럿 신호 또는 데이터 신호에 적용된 성상 매핑 방법과는 구별되는 것으로, 본 발명은 상기 별도의 성상 매핑을 통해 별도의 부가 채널을 형성할 수 있다. 본 발명은, 상기 별도의 성상 매핑을 통해 상기 부가 데이터를 송신하는바, 이러한 부가 데이터의 복원을 위한 제어정보를 수신 측에 별도로 통지할 필요가 없다.
본 발명의 구성, 동작 및 효과는 이하 설명되는 본 발명의 일 실시예에 따라 구체화될 것이다.
본 발명의 일 실시예는, OFDM 시스템에서 부 반송파의 그룹에 부가 데이터의 전송을 위한 별도의 성상 신호를 덧씌워서 데이터를 송신하고, 상기 덧씌워진 성상 신호를 수신 단에서 올바르게 복원하게 하는 추가적인 제어정보를 송신하지 않는다. 본 발명의 일 실시예는, 크게 OFDM 심볼에 포함된 사용자 데이터 신호에 상기 부가 데이터를 포함시켜 송수신하는 방법 및 OFDM 심볼에 포함된 파일럿 신호에 상기 부가 데이터를 포함시켜 송수신하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 사용자 데이터 신호에 상기 부가 데이터를 포함시켜 송수신하는 방법은, 하나의 OFDM 심볼에 포함되는 모든 사용자 데이터 신호들에 동일한 부가 데이터를 포함시켜 송수신하는 방법 및 하나의 OFDM 심볼에 포함되는 데이터 신호들을 그룹화하여 각 그룹에 서로 다른 부가 데이터를 포함시켜 송수신하는 방법으로 구분된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 파일럿 신호에 포함되어 전송되는 방식의 송신기의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 데이터 신호에 포함되어 전송되는 방식의 송신기의 일례를 나타내는 도면이다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 송신 방법을 설명한다.
도 2의 송신기는, 사용자 데이터 비트들의 성상 매핑을 수행하는 거대 성상 매핑(Macro-constellation mapping) 모듈(210)과, 파일럿 비트들의 성상 매핑을 수행하는 거대 성상 매핑(Macro-constellation mapping) 모듈(220)과, 상기 파일럿 비트와 함께 전송되는 부가 데이터 비트들의 성상 매핑을 수행하는 미세 성상 매핑(Micro-constellation mapping) 모듈(230)과, 상기 성상 매핑이 수행된 전송 심볼들을 병렬 신호로 변환하는 직/병렬 변환부(240)와, 상기 병렬 신호를 일정한 규칙 에 따라 부 반송파에 할당하는 다중화(MUX) 장치(250)와. 상기 부 반송파에 할당된 신호를 주파수 영역에서 시간 영역으로 변환하는 N point IFFT 모듈(260)과, 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하여 RF 단으로 전송하는 병/직렬 변환부(270)를 포함한다.
도 3의 송신기는, 사용자 데이터 비트들의 성상 매핑을 수행하는 거대 성상 매핑(Macro-constellation mapping) 모듈(310)과, 상기 사용자 데이터 비트와 함께 전송되는 부가 데이터 비트들의 성상 매핑을 수행하는 미세 성상 매핑(Micro-constellation mapping) 모듈(320)과, 파일럿 비트들의 성상 매핑을 수행하는 거대 성상 매핑(Macro-constellation mapping) 모듈(330)과, 상기 성상 매핑이 수행된 전송 심볼들을 병렬 신호로 변환하는 직/병렬 변환부(340)와, 상기 병렬 신호를 일정한 규칙에 따라 부 반송파에 할당하는 다중화(MUX) 장치(350)와. 상기 부 반송파에 할당된 신호를 주파수 영역에서 시간 영역으로 변환하는 N point IFFT 모듈(360)과, 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하여 RF 단으로 전송하는 병/직렬 변환부(370)를 포함한다.
상기 사용자 데이터 비트는, OFDM 방식으로 전송되는 상기 사용자 데이터 신호들을 나타내는 비트를 의미하고, 상기 파일럿 비트는 송수신 측에서 이미 알려진 상기 파일럿 신호를 나타내는 비트를 의미하고, 상기 부가 데이터 비트는 본 발명에 따라 추가적으로 전송되는 상기 부가 데이터 신호를 나타낸다. 상기 거대 성상 매핑은 상기 부가 데이터 신호를 제외한 상기 사용자 데이터 신호와 상기 파일럿 신호들에 대한 성상 매핑 방법을 말한다. 따라서, 상기 거대 성상 매핑은 BPSK, QPSK, M-ary PSK, M-ary QAM등이 가능하며, 그 종류에는 제한이 없다. 상기 미세 성상 매핑은 상기 부가 데이터 신호를 위한 별도의 성상 매핑 방법을 말한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 부가 데이터 신호를 다양한 방법으로 포함시켜 전송하는 바, 이하 파일럿 신호에 상기 부가 데이터 신호를 포함시켜 전송하는 방법을 설명한다.
Figure 112005071217838-pat00018
상기 수식에서,
Figure 112005071217838-pat00019
Figure 112005071217838-pat00020
는 상기 파일럿 신호에 공통으로 포함되어 전송되는 값으로, 각각 크기(amplitude)와 위상(phase) 값을 나타낸다. 즉, 상기
Figure 112005071217838-pat00021
는, 상기 부가 데이터 비트를 상기 미세 성상 매핑 방법에 의해 변환한 부가 데이터 심볼을 나타낸다. 상기 수학식 5은 수학식 2를 통해서 시간 영역신호로 변환되어 수신단으로 전달될 수 있다. 상기 부가 데이터 신호와 상기 파일럿 신호 및 사용자 데이터 신호가 포함된 신호는 서로 직교하는 다수의 부 반송파에 의해 전송된다. 본 실시예에 따라, 적어도 둘 이상의 성상 매핑 방법이 적용된 전송 심볼은, 상술한 바와 같이 서로 직교하는 다수의 부 반송파에 의해 전송되는 것이 바람직한바, 다양한 방법으로 상기 전송 심볼을 전송할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위하여, 성상 매핑이 수행된 데이터 심볼을, 종래 기술에 따라 특정한 부 반송파에 매핑하고 RF 단을 통하여 수신 측으로 전송하는 일련의 절차를 OFDM 송신 데이터 처리라 칭한다. 도 2에서 상기 OFDM 송신 데이터 처리 단계는, 직/병렬 변 환부(240) 이하 단에서 처리되는 데이터 처리 단계를 포함하는바, 상기 OFDM 송신 데이터 처리 단계는 송신 품질 향상을 위한 다른 통신 장치가 포함될 수 있음은 통상의 당업자에게 자명하다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 사용자 데이터 신호에 상기 부가 데이터 신호를 공통으로 포함시켜 전송하는 방법을 설명한다.
Figure 112005071217838-pat00022
상기 수식에서,
Figure 112005071217838-pat00023
Figure 112005071217838-pat00024
는 상기 파일럿 신호에 공통으로 포함되어 전송되는 값으로, 각각 크기(amplitude)와 위상(phase) 값을 나타낸다. 상기 수학식 6과 같이 부가 데이터 신호를 상기 사용자 데이터 신호에 포함시키는 경우에는 다음과 같은 유리한 점이 있다. 파일럿 신호의 경우에는, 파일럿 신호의 개수에 제한이 있으며, 파일럿 신호는 수신 측에서의 등화(equalization) 내지 채널 추정(channel estimation) 등에 사용되고 있다. 수학식 5를 이용하여 상기 부가 데이터 신호를 상기 파일럿 신호에 포함시키는 경우. 상기 등화 내지 채널 추정에 어려움이 발생할 수 있다. 따라서, 파일럿 신호 대신 사용자 데이터 신호에 상기 부가 데이터 신호를 포함시키는 경우 이러한 수신 측에서 문제를 해결할 수 있다. 상기 수학식 6의 결과, 즉 적어도 둘 이상의 성상 매핑 방법이 적용된 전송 심볼은, 상술한 바와 같이 서로 직교하는 다수의 부 반송파에 의해 전송되는 것이 바람직한바, 상기 OFDM 송신 데이터 처리에 의하여 수신 측으로 전송된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 부가 데이터 신호를 다양한 방법으로 포함시켜 전송하는 바, 이하 데이터 신호에 복수의 부가 데이터 신호를 포함시켜 전송하는 방법을 설명한다.
Figure 112005071217838-pat00025
상기 수식은, 상기 수학식 5 또는 6과는 달리 하나의 OFDM 심볼 내에 포함될 사용자 데이터 심볼들을 그룹화하여 각각의 그룹마다 서로 다른 부가 데이터 신호를 전송하는 방법을 나타낸다. 상기 Nd는 상기 그룹의 개수를 나타내고, 상기
Figure 112005071217838-pat00026
내지
Figure 112005071217838-pat00027
은 상기 그룹에 각각 포함되어 전송되는 부가 데이터 신호를 나타낸다. 즉,
Figure 112005071217838-pat00028
은 각 사용자 데이터 심볼에 할당된 부 반송파에 각각의 위상과 크기가 적용되는 방법을 나타낸다. 여기에서 상기
Figure 112005071217838-pat00029
Figure 112005071217838-pat00030
(단,
Figure 112005071217838-pat00031
는 1 내지 Nd의 정수)는 같은 부가 데이터 신호를 전송하는 부 반송파 그룹에 속하는 부 반송파들에 대하여 동일한 값을 갖는다. 또한, 상술한 바와 같이 상기 부가 데이터 신호는 상기 미세 성상 매핑에 의해 특정한 부가 데이터 심볼로 매핑된 것이다. 상기 diag{} 연산은, 임의의 벡터를 행렬로 변환하는 연산으로, 상기 행렬은 상기 벡터 성분을 대각(diagonal) 성분으로 갖는다. 만약, 수신 측에 보내야할 부가 데이터 신호의 양이 많은 경우 상기 수학식 7과 같은 방법으로 사용자 데이터 심볼의 각 그룹마다 서로 다른 부가 데이 터 신호를 포함시키는 것이 바람직하다.
결론적으로, 상기와 같은 부가 데이터 신호를 더 포함하여 전송하는 방법을 통해 송수신 측간에 새로운 부가 채널이 제공될 수 있다. 또한, 본 실시예는 상기 부가 데이터를 포함시켜 전송하기 위해, 성상도(constellation map) 상의 성상 좌표의 크기 또는 위상을 변형하는 성상 변형 정보를 이용한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송신기는, 수신 측으로 상기 미세 성상 매핑에 따라 변경된 위상 또는 크기에 대한 제어 정보를 전송하지 않는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 수신기는, 상기 송신기로부터 신호를 수신하여 상기 미세 성상 매핑을 추정하고 이를 제거하여 상기 거대 성상 매핑이 수행된 데이터 신호를 복원하게 된다. 이하, 수신기에서의 동작을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부가 데이터 신호가 포함된 수신 신호를 수신하는 수신기의 구조를 나타내는 도면이다. 본 실시예에 따른 수신기는, 직렬 입력을 병렬 출력으로 변환해주는 직/병렬 변환부(480)와, 주파수 영역에서 시간 영역으로 변환하는 푸리에 변환을 수행하는 N-point FFT(470)와, 송신 측에서 일정한 규칙에 따라서 섞여있는 데이터와 파일럿을 구분해내는 역 다중화 모듈(deMUX)(460)과 파일럿을 이용하여 채널을 추정하고 이 추정된 채널을 통해 데이터들의 성상도(constellation map) 상의 성상 좌표를 복구하는 채널 추정 및 등화기(450)와, 병렬 입력을 직렬 출력으로 변환해주는 병/직렬 변환부(440)와, 등화된 데이터 신호들로부터 성상 그룹을 만들어내고 이로부터 미세 성상 신호를 알아내는 미세 성상 매핑을 추정하는 모듈(430)과, 미세 성상 신호로부터 전송된 데이터를 알아내는 미세 성상 매핑을 복원하여 부가 데이터를 획득하는 복원 모듈(420)과 거대 성상 매핑을 복원하여 사용자 데이터를 획득하는 복원 모듈(410)을 포함하여 이루어진다.
채널을 통해서 수신된 OFDM신호는 우선 직렬/병렬 변환을 통하고 이 신호는 FFT 블록을 통해서 주파수 영역의 신호로 변환이 된다. 이 변환된 신호는 파일럿을 통해서 채널을 추정하고 데이터 신호부분은 등화 과정을 거치게 된다. 만약, 파일럿 신호를 모아서 maximum likelihood 방식의 채널 추정을 하면 다음과 같은 추정값을 얻을 수 있다.
Figure 112005071217838-pat00032
또는
Figure 112005071217838-pat00033
상기 a는
Figure 112005071217838-pat00034
을 나타내면, F는 푸리어 변환 행렬을 나타내고, VP는 대각 행렬로써, 송신단에서 송신한 파일럿 부분만을 골라서 길이 N의 벡터로 표시했을 때(파일럿의 위치가 아닌 곳은 0으로 채움), 상기 길이 N의 벡터는 Vp의 대각원소가 된다.
Figure 112005071217838-pat00035
은 수신 신호 벡터
Figure 112005071217838-pat00036
에서 파일럿 부분을 나타낸다. 수학식 8에서 첫 번째 값은 파일럿 신호에 상기 부가 데이터 신호가 포함되어 전송되는 경 우 추정 값이고, 두 번째 값은 데이터 신호에 상기 부가 데이터 신호가 포함되어 전송되는 경우, 즉 상기 부가 데이터 신호가 파일럿에 포함되어 전송되지 않는 경우를 나타내는 추정 값이다. 추정된 상기 채널 응답을 주파수 영역으로 변환하여 하기 수학식 9와 같이 각 데이터 심볼의 부 반송파 위치에 대한 채널 값을 알아낸다.
Figure 112005071217838-pat00037
상기와 같이 추정된 채널을 통해서 데이터 심볼을 전송하는 부 반송파 위치의 신호들을 등화하면 하기 수학식 10과 같이 표현된다. 상기 수학식 10은 파일럿 신호에 상기 부가 데이터 신호를 포함하여 전송하는 경우의 일례이다.
Figure 112005071217838-pat00038
상기 수식에서
Figure 112005071217838-pat00039
이고,
Figure 112005071217838-pat00040
는 수신 신호 벡터
Figure 112005071217838-pat00041
중에 데이터 부분만 모아놓은 벡터이다. 그리고 데이터부분에 부가데이터를 실어서 보내는 경우, 상기 수학식 10과 달리 수학식 11과 같이 부가정보의 간단한 형태로 표현된다.
Figure 112005071217838-pat00042
상기 수학식 10이나 식 11의 결과로 나온 데이터 신호의 성상 (constellation)은 부가된 데이터에 따라서 일정한 양만큼 회전된 형태를 취하게 된다. 또한 부가된 데이터 신호를 크기에도 주게 될 경우 생성된 성상는 그 크기도 변하게 된다. 도 5는 거대 성상 매핑을 BPSK로 수행하고, 미세 성상 매핑을 수행한 데이터의 성상도(constellation map)를 나타내는 도면이다. 도 5는 상기 부가 데이터 신호에 대하여 크기는 1로 주고 위상을 30도 만큼 인가했을 때의 결과이다.
본 발명의 일 실시예는 수신기의 올바른 복조를 위해 채널 추정과 등화 과정을 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예는직교하는 각 부 반송파를 통해 수신되는 각각의 데이터 심볼(송신기가 전송하는 사용자 데이터 신호, 파일럿 신호 및 부가 데이터 신호)에 상응하는 크기와 위상을 추정하고 이를 복원하는 방법을 제안한다. 상기 각 부 반송파를 통해 수신되는 데이터 심볼은, 수신 안테나로 수신되어 직/병렬 변환 및 FFT 변환을 거친 데이터 심볼로서, 이하 설명의 편의를 위해 수신 심볼이라 칭한다. 결국, 본 실시예에 따른 수신 심볼은 송신기에서 두 단계의 성상 매핑을 수행한 송신 심볼에 대응되는 데이터 심볼로서, 상기 수신 심볼에 대하여 두 단계의 성상 디매핑(constellation demaping)을 수행하여 상기 부가 데이터 신호와 상기 사용자 데이터 신호를 복원할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 송신 단은 수신 측으로 상기
Figure 112005071217838-pat00043
Figure 112005071217838-pat00044
에 관한 정보를 제공하지 않으며, 도 5를 통해서 알 수 있듯이 수신 측에서는 이미 알려진 BPSK 성상과는 다른 신호를 수신하게 되므로, 수신 측에서는 송신 측의 도움 없이 상기 미세 성상에 관한 정보(
Figure 112005071217838-pat00045
Figure 112005071217838-pat00046
)를 추정하여야 한다. 도 5와 같은 경우에는 크기(즉,
Figure 112005071217838-pat00047
=1)에는 변화를 주지 않았으나 위상에 변화를 주었으므로 종래의 BPSK와 비교했을 때 회전된 모습을 보여주고 있으므로 이 회전된 양을 추정해야 한다. 하지만 이를 추정하기 위해서 각 데이터 심볼의 정확한 값을 알아야 하는 문제가 발생된다. 따라서 상기 미세 성상 매핑을 추정하는 모듈(430)에서 상기 각 수신 심볼의 정확한 값을 알아내기 위한 기법을 사용한다. 우선 각 데이터는 실제 어떤 신호인지 알지 못하므로 성상도(constellation map) 상의 성상 좌표가 뭉쳐있는 형태를 보고, 각각을 그룹을 지어놓고 이를 본래 데이터가 가지는 성상(거대 성상)으로 매핑하여 부가된 크기와 위상(미세 성상)을 알아내야 한다. 하나의 OFDM 심볼에는 다수의 데이터 심볼이 포함되므로, 다수의 수신 심볼에 대한 성상(즉, 수신 심볼 각각에 상응하는 크기와 위상)을 한꺼번에 획득할 수 있고, 이러한 다수의 성상을 이용하여 상기 거대 성상과 비교하여 미세 성상에 대한 정보를 추정할 수 있다.
이하, 미세 성상 매핑에 의해 부가되는 크기와 위상을 추정하는 알고리즘의 일례를 설명한다.
1. 1개 샘플을 임의 그룹에 할당한다.
2. 하기 수학식을 이용하여 K개의 그룹의 중심점(Centroid)를 갱신한다. 이는 각 그룹에 대한 무게 중심을 계산하는 과정이다.
Figure 112005071217838-pat00048
여기에서 mj는 그룹의 중심점, Nj는 해당 그룹에 속해 있는 샘플 수,
Figure 112005071217838-pat00049
는 j번째 그룹에 속해 있는 p번째 샘플이다.
3. 각 그룹에 속해 있는 데이터 수를 고려하여 무게 계수(weight coefficient)를 결정하고 이를 기준으로 K개의 중심점을 다시 갱신한다. 즉, 각 성상 좌표(constellation point)의 형태와 가장 유사하도록 무게중심을 갱신한다.
Figure 112005071217838-pat00050
Figure 112005071217838-pat00051
Figure 112005071217838-pat00052
상기 수식에서 Xk는 k번째 큰 성상 좌표(Macro-constellation point), wk는 무게계수이고 Nj와 같다. 그리고
Figure 112005071217838-pat00053
는 성상 좌표간 각도 회전 값이다. 상기
Figure 112005071217838-pat00054
는, 예를 들어, M-ary QAM은 90도, BPSK는 180도이다.
4. 할당되지 않은 샘플이 존재할 경우 그 중에 하나를 골라서 K개의 그룹 중에서 가장 가까운 그룹에 할당한다.
5. 새로 할당된 샘플에 대해서 2,3,4 단계를 반복한다.
본 실시예에 따른 송신기는 미세 성상 매핑을 통해 부가 데이터 신호를 추가로 전송하며, 본 실시예에 다른 수신기는 상기 미세 성상 매핑 정보를 스스로 추정하여 미세 성상 매핑을 통해 전송되는 부가 데이터 신호와 거대 성상 매핑을 통해 전송되는 사용자 데이터 신호를 복원한다. 이하, 상기 송/수신기에서 사용하는 미세 성상 매핑의 성상 좌표를 결정하는 방법을 설명한다.
미세 성상의 좌표는 거대 성상 좌표를 구분할 수 있는 범위 내이어야 한다. 도 6a는 거대 성상 매핑 방법이 BPSK인 경우 미세 성상 좌표가 가질 수 있는 위상의 범위를 나타낸다. 도시된 600과 630은 BPSK 방식으로 거대 성상 매핑되는 거대 성상 좌표를 나타낸다. 또한, 601과 631은 미세 성상 매핑 방법에 의해 상기 거대 성상 좌표가 회전된 성상 좌표를 나타낸다. 도 6a의 왼쪽 부분은 미세 성상에 의해 회전되는 성상 좌표를 나타낸다. 본 실시예에 따른 송신기는, 부가 데이터 신호가 포함되지 않은 원래 데이터에 대한 성상 좌표(600 ,630)를 회전시키는바, 상기 부가 데이터 신호가 포함된 전송 신호에 대한 성상 좌표(601, 631)는 도시된 바와 같다. 도 6a의 오른쪽 부분은 수신기에서 성상 좌표를 복원하는 개념을 나타내는바, 상기 부가 데이터 신호가 포함된 전송 신호에 대한 성상 좌표(601, 631)를 통해 상기 부가 데이터 신호를 파악하고, 상기 미세 성상 매핑 방법에 의한 회전 성분을 제거하여 원래 거대 성상 매핑 방법에 의한 성상 좌표(600, 630)를 복원한다. 만약 수신기에서 성상 좌표를 복원하는 방향을 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 고정한다면, 거대 성상 매핑 방법이 BPSK인 경우, 미세 성상 매핑 방법에 의해 위상이 0~180도 회전되더라도 수신 측에서 올바른 복원이 가능하다.
도 6b는 거대 성상 매핑 방법이 M-ary QAM인 경우 미세 성상 좌표가 가질 수 있는 값의 범위를 나타낸다. 도시된 640은 M-ary QAM 방식으로 거대 성상 매핑되는 거대 성상 좌표 중 하나를 나타내며, 도시된 641은 상기 거대 성상 좌표(640)이 미세 성상 매핑 방법에 의해 회전된 성상 좌표를 나타내는 것이다. 도 6b의 왼쪽 부분처럼, 일반적인 M-ary QAM 방식의 거대 성상 좌표를 0도 내지 90도로 회전하면, 수신 측에서는 별도의 제어 정보 없이도 올바른 수신이 가능한다. 수신기에서는 미세 성상 매핑 방법에 의해 위상이 회전된 성상 좌표를 파악하고 일반적인 거대 성상 좌표로 복원할 수 있다. 즉, 수신기에서 성상 좌표를 복원하는 방향을 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 고정한다면, 거대 성상 매핑 방법이 M-ary QAM인 경우, 미세 성상 매핑 방법에 의해 위상이 0~90도 회전되더라도 수신 측에서 올바른 복원이 가능하다.
결론적으로 거대 성상 매핑 방법이 BPSK인 경우, 미세 성상 매핑 방법에 따른 위상의 변화가 0~180도이어야 한다. 또한 거대 성상 매핑 방법이 M-ary QAM일 경우에는 미세 성상 매핑 방법에 따른 위상의 변화가 0~90도이어야 한다.
상술한 바와 같이, 미세 성상 매핑 방법에 따른 위상 변화의 폭은 일정하게 제한되는바, 상기 위상 변화의 폭 내에서 미세 성상 매핑 방법은 다양한 방법으로 결정될 수 있다. 상기 미세 성상 매핑 방법을 달리함에 따라 상기 부가 데이터 비 트와 그에 따른 데이터 심볼 간의 변환관계가 결정된다. 이러한 미세 성상 매핑 방법은, 허용 에러율과 같은 통신 환경에 의해 정해지는 것이 바람직하다.
도 7은 거대 성상매핑 방법이 BPSK인 경우에 미세 성상좌표를 생성한 결과를 나타내는 도면이다. 도 7 (a)는 거대 성상매핑 방법이 BPSK인 경우에 미세 성상매핑 방법으로 μ-BPSK를 사용하는 일례이고, 도 7 (b)는 거대 성상매핑 방법이 BPSK인 경우에 미세 성상매핑 방법으로 μ-QPSK를 사용하는 일례이고, 도 7 (c)는 거대 성상매핑 방법이 BPSK인 경우에 미세 성상매핑 방법으로 μ-8 PSK를 사용하는 일례이다. 상술한 바와 같이, 거대 성상 매핑 방법이 BPSK인 경우에는 미세 성상 매핑에 의한 위상 회전은 0~180도로 제한된다. 상기 μ-BPSK는 이러한 0~180도 사이에서 2가지 위상 값, 예를 들어 45도와 135도를 선택하여 상기 부가 데이터를 전송하는 방식을 말한다. 거대 성상 매핑에 따른 성상 좌표는 700과 같은바, 만약 45도의 위상 회전을 인가하면 701과 같은 성상 좌표를 갖게 되며, 135도의 위상 회전을 인가하면 702와 같은 성상 좌표를 갖게 된다. 만약 송수신 측간에 미세 성상 매핑 방법으로 상기 μ-BPSK을 사용하기로 정한 경우, 미세 성상좌표가 적용되는 그룹당 송신기는 1비트의 부가 데이터 비트를 상기 미세 성상 매핑 방법에 의해 제공할 수 있다. 상기 μ-QPSK는 0~180도 사이에서 4가지 위상 값을 선택하여 상기 부가 데이터를 전송하는 방식을 말한다. μ-QPSK의 일례를 나타내는 도 7b에서 730은 거대 성상 매핑에 의한 성상 좌표이고, 731, 732, 733, 734는 위상 회전에 의한 미세 성상 좌표이다. 또한, 상기 μ-8PSK는 0~180도 사이에서 8가지 위상 값을 선택하여 상기 부가 데이터를 전송하는 방식을 말한다. μ-8 PSK의 일례를 나타내는 도 7c에 서 760은 거대 성상 매핑에 의한 성상 좌표이고, 761, 762, 763, 764, 765, 766, 767, 768는 위상 회전에 의한 미세 성상 좌표이다. 상술한 미세 성상 매핑 방법은, 본 발명에 따른 미세 성상 매핑 방법의 바람직한 일례에 불과한바, 미세 성상에 따른 위상 변환 또는 크기 변환를 이용하여 다양한 방법의 미세 성상 매핑이 가능하다.
도 8은 거대 성상매핑 방법이 M-ary QAM인 경우에 미세 성상좌표를 생성한 결과를 나타내는 도면이다. 도 8 (a)는 거대 성상매핑 방법이 M-ary QAM인 경우에 미세 성상매핑 방법으로 μ-BPSK를 사용하는 일례이고, 도 8 (b)는 거대 성상매핑 방법이 M-ary QAM인 경우에 미세 성상매핑 방법으로 μ-QPSK를 사용하는 일례이고, 도 8 (c)는 거대 성상매핑 방법이 M-ary QAM인 경우에 미세 성상매핑 방법으로 μ-8 PSK를 사용하는 일례이다. 상술한 바와 같이, 거대 성상 매핑 방법이 M-ary QAM인 경우에는 미세 성상 매핑에 의한 위상 회전은 0~90도로 제한된다. 상기 μ-BPSK는 이러한 0~90도 사이에서 2가지 위상 값, 예를 들어 30도와 60도를 선택하여 상기 부가 데이터를 전송하는 방식을 말한다. 거대 성상 매핑에 따른 성상 좌표는 800과 같은바, 만약 30도의 위상 회전을 인가하면 801과 같은 성상 좌표를 갖게 되며, 60도의 위상 회전을 인가하면 802와 같은 성상 좌표를 갖게 된다. 만약 송수신 측간에 미세 성상 매핑 방법으로 상기 μ-BPSK을 사용하기로 정한 경우, 미세 성상좌표가 적용되는 그룹당 송신기는 1비트의 부가 데이터 비트를 상기 미세 성상 매핑 방법에 의해 제공할 수 있다. 상기 μ-QPSK는 0~90도 사이에서 4가지 위상 값을 선택하여 상기 부가 데이터를 전송하는 방식을 말한다. μ-QPSK의 일례를 나타내는 도 8b에서 830은 거대 성상 매핑에 의한 성상 좌표이고, 831, 832, 833, 834는 위상 회전에 의한 미세 성상 좌표이다. 또한, 상기 μ-8 PSK는 0~90도 사이에서 8가지 위상 값을 선택하여 상기 부가 데이터를 전송하는 방식을 말한다. μ-8 PSK의 일례를 나타내는 도 8 (c)에서 860은 거대 성상 매핑에 의한 성상 좌표이고, 861, 862, 863, 864, 865, 866, 867, 868은 위상 회전에 의한 미세 성상 좌표이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터를 포함시켜 전송하는 방법의 개념을 나타내는 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 동일한 부가 데이터가 종래의 파일럿 신호에 포함되어 전송될 수 있으며, 동일한 부가 데이터가 종래의 데이터 신호에 포함되어 전송될 수 있다. 또한, 상기 부가 데이터를 특정한 부 반송파 그룹마다 서로 다르게 포함시켜 전송할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 파일럿 신호에 포함되어 전송되는 부가 데이터의 최대치를 나타내는 도면이다. 1024개의 부 반송파를 통해 OFDM 심볼을 전송하는 경우 채널 환경에 따라 전송할 수 있는 부가 데이터의 양은 도시된 바와 같다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 파일럿 신호에 포함되어 전송되는 경우 부가 데이터에 대한 에러율을 나타내는 도면이다. 1024개의 부 반송파를 통해 OFDM 심볼을 전송하는 경우 채널 환경에 따른 BER은 도시된 바와 같다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 파일럿 신호에 포함되어 전송되는 경우 미세 성상 신호에 대한 위상 추정의 에러율을 나타낸 도면이다. 1024개의 부 반송파를 통해 OFDM 심볼을 전송하는 경우 채널 환경에 따른 미세 성 상 신호에 대한 위상 추정의 에러율은 도시된 바와 같다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 데이터 신호에 포함되어 전송되는 경우 부가 데이터에 대한 에러율을 나타내는 도면이다. 1024개의 부 반송파를 통해 OFDM 심볼을 전송하는 경우 채널 환경에 따른 BER은 도시된 바와 같다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 부가 데이터가 데이터 신호에 포함되어 전송되는 경우 미세 성상 신호에 대한 위상 추정의 에러율을 나타낸 도면이다. 1024개의 부 반송파를 통해 OFDM 심볼을 전송하는 경우 채널 환경에 따른 미세 성상 신호에 대한 위상 추정의 에러율은 도시된 바와 같다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명으로 인해서 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.
본 발명에 따라 종래의 데이터 채널 이외에 추가 데이터 채널이 더 생성되는바, 기존 시스템의 대역 효율을 늘릴 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 송신기가 수신기에 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    제 1 타입 정보를 나타내는 제 1 시퀀스 부분에 제 1 타입 심볼 매핑을 수행하여 제 1 전송 심볼 벡터를 형성하는 단계;
    제 2 타입 정보를 나타내는 제 2 시퀀스 부분에 제 2 타입 심볼 매핑을 수행하여 제 2 전송 심볼 벡터를 형성하는 단계;
    제 3 타입 정보를 나타내는 시퀀스를 상기 제 2 전송 심볼 벡터에 곱하여, 상기 제 3 타입 정보를 상기 제 2 전송 심볼 벡터에 부가하는 단계;
    상기 제 1 전송 심볼 벡터 및 상기 제 2 전송 심볼 벡터를 시간 영역 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 시간 영역 신호를 상기 수신기에 전송하는 단계를 포함하는, 신호 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 타입 정보를 나타내는 시퀀스를 상기 제 2 전송 심볼 벡터에 곱함에 따라 상기 제 2 전송 심볼 벡터의 진폭 및 위상 중 하나 이상을 변화시키는, 신호 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 타입 정보는 데이터를 포함하는, 신호 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전송 심볼 벡터는 파일럿 신호 전송에 이용되는, 신호 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 타입 정보 및 상기 제 3 타입 정보는 파일럿 정보 및 사용자 데이터 이외의 부가 정보를 포함하는, 신호 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 타입 심볼 매핑 및 상기 제 2 타입 심볼 매핑은 각각 BPSK, QPSK, M-ary PSK 및 M-ary QAM을 포함하는, 신호 전송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 시간 영역 신호를 상기 수신기에 전송하는데 상기 시간 영역 신호의 PAPR을 감소시키기 위한 전송 방식을 이용하는, 신호 전송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 시간 영역 신호의 PAPR을 감소시키기 위한 전송 방식은 SC-FDMA 전송 방식을 포함하는, 신호 전송 방법.
  9. 수신기에 신호를 전송하기 위한 송신기에 있어서,
    전송 시퀀스 중 제 1 타입 정보를 나타내는 제 1 시퀀스 부분에 제 1 타입 심볼 매핑을 수행하여 제 1 전송 심볼 벡터를 형성하는 제 1 모듈;
    상기 전송 시퀀스 중 제 2 타입 정보를 나타내는 제 2 시퀀스 부분에 제 2 타입 심볼 매핑을 수행하여 제 2 전송 심볼 벡터를 형성하는 제 2 모듈;
    제 3 타입 정보를 나타내는 시퀀스를 상기 제 2 전송 심볼 벡터에 곱하여, 상기 제 3 타입 정보를 상기 제 2 전송 심볼 벡터에 부가하는 제 3 모듈; 및
    상기 제 1 전송 심볼 벡터 및 상기 제 2 전송 심볼 벡터를 시간 영역 신호로 변환하는 변환 모듈을 포함하며,
    상기 시간 영역 신호를 상기 수신기에 전송하도록 구성되는, 송신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 모듈은 상기 제 3 타입 정보를 나타내는 시퀀스를 상기 제 2 전송 심볼 벡터에 곱함에 따라 상기 제 2 전송 심볼 벡터의 진폭 및 위상 중 하나 이상을 변화시키는, 송신기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 타입 정보는 데이터를 포함하는, 송신기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 전송 심볼 벡터는 파일럿 신호 전송에 이용되는, 송신기.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 타입 정보 및 상기 제 3 타입 정보는 파일럿 정보 및 사용자 데이터 이외의 부가 정보를 포함하는, 송신기.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 타입 심볼 매핑 및 상기 제 2 타입 심볼 매핑은 각각 BPSK, QPSK, M-ary PSK 및 M-ary QAM을 포함하는, 송신기.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 시간 영역 신호를 상기 수신기에 전송하는데 상기 시간 영역 신호의 PAPR을 감소시키기 위해 SC-FDMA 전송 방식을 이용하는, 송신기.
  16. 삭제
  17. 삭제
KR1020050118200A 2005-12-06 2005-12-06 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법 KR100949965B1 (ko)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050118200A KR100949965B1 (ko) 2005-12-06 2005-12-06 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법
PCT/KR2006/005234 WO2007066973A2 (en) 2005-12-06 2006-12-06 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
TW095145543A TWI427985B (zh) 2005-12-06 2006-12-06 使用複數載波來傳輸資料之設備及方法
US12/096,565 US8059738B2 (en) 2005-12-06 2006-12-06 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
EP06823941.7A EP1958408B1 (en) 2005-12-06 2006-12-06 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
US13/278,135 US8340203B2 (en) 2005-12-06 2011-10-20 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
US13/725,204 US8873658B2 (en) 2005-12-06 2012-12-21 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
US14/491,307 US9130809B2 (en) 2005-12-06 2014-09-19 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
US14/817,647 US9246732B2 (en) 2005-12-06 2015-08-04 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
US14/981,573 US9906387B2 (en) 2005-12-06 2015-12-28 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
US15/624,626 US10374854B2 (en) 2005-12-06 2017-06-15 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
US16/532,289 US10992505B2 (en) 2005-12-06 2019-08-05 Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050118200A KR100949965B1 (ko) 2005-12-06 2005-12-06 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070059396A KR20070059396A (ko) 2007-06-12
KR100949965B1 true KR100949965B1 (ko) 2010-03-29

Family

ID=38355706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050118200A KR100949965B1 (ko) 2005-12-06 2005-12-06 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100949965B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100902844B1 (ko) * 2007-12-17 2009-06-16 한국전자통신연구원 디지털 통신 시스템 및 그것의 동작 방법
KR102341966B1 (ko) * 2015-11-05 2021-12-22 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 papr을 저감하는 송수신 방법 및 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1139625A2 (en) * 2000-03-28 2001-10-04 AT&T Corp. Reduction of the peak-to-average power ratio of multicarrier signals
KR20030084291A (ko) * 2002-04-26 2003-11-01 삼성전자주식회사 직교주파수분할다중화 통신시스템에서 부분전송시퀀스의부가정보 송수신 장치 및 방법
EP1381196A1 (en) * 2002-07-08 2004-01-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting and receiving side information about selective mapping in an orthogonal frequency division multiplexing communication system
KR20040029013A (ko) * 2001-08-23 2004-04-03 노오텔 네트웍스 리미티드 멀티 캐리어 변조에서 최대 전력을 감소시키는 시스템 및방법
WO2005020529A1 (en) * 2003-08-22 2005-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Backward compatible multi-carrier transmission system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1139625A2 (en) * 2000-03-28 2001-10-04 AT&T Corp. Reduction of the peak-to-average power ratio of multicarrier signals
KR20040029013A (ko) * 2001-08-23 2004-04-03 노오텔 네트웍스 리미티드 멀티 캐리어 변조에서 최대 전력을 감소시키는 시스템 및방법
KR20030084291A (ko) * 2002-04-26 2003-11-01 삼성전자주식회사 직교주파수분할다중화 통신시스템에서 부분전송시퀀스의부가정보 송수신 장치 및 방법
EP1381196A1 (en) * 2002-07-08 2004-01-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting and receiving side information about selective mapping in an orthogonal frequency division multiplexing communication system
WO2005020529A1 (en) * 2003-08-22 2005-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Backward compatible multi-carrier transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070059396A (ko) 2007-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10992505B2 (en) Apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers
KR101137345B1 (ko) 이동 통신 시스템에서 분산된 파일럿 신호가 포함된 신호를송수신하는 방법
WO2018134850A1 (en) Method and system for providing code cover to ofdm symbols in multiple user system
JP6026006B2 (ja) 送信装置、受信装置および通信システム
JP2004336746A (ja) 多重アンテナを用いる直交周波分割多重システムにおけるチャネルの推定装置及び方法
CN109309542A (zh) 一种基于时域过采样的正交信分复用水声通信方法
WO2010015101A1 (en) A radio channel model for ici cancellation in multi-carrier systems
Abdullah et al. Simulation of models and BER performances of DWT-OFDM versus FFT-OFDM
JP6743327B2 (ja) 無線通信システム、無線送信装置および無線受信装置
KR100949965B1 (ko) 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법
KR20020056986A (ko) 직교 주파수 분할 다중 통신 시스템의 프레임 구조 및분산 파일롯 부채널을 이용한 변조기 및 복조기
KR101208519B1 (ko) 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법
KR101100208B1 (ko) 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법
CN109379320A (zh) 一种时移频分复用水声通信调制方法
Narsimha et al. Multi-scale singular spectrum analysis for channel estimation of OFDM transceiver system
KR101225649B1 (ko) 다중 안테나 통신시스템의 채널추정 장치 및 방법
CN116094894A (zh) 一种适用于水下通信的实信号正交频分复用方法和装置
CN114884792A (zh) 一种高精度的多载波符号快速恢复方法、装置及系统
TWI469590B (zh) 副載波不需重排序的ofdm接收器及ofdm信號處理方法
JP3655525B2 (ja) 送信装置、受信装置及び送受信装置、伝送方法
WO2023199336A1 (en) Method and apparatus for pre-dft rs and data multiplexed dft-s-ofdm with excess-bandwidth shaping and mimo
KR20060022579A (ko) 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 최대 전력 대 평균전력의 비 감소를 위한 장치 및 방법
EP2926514A1 (en) A new interpolation algorithm for pilot-based channel estimation in ofdm systems
TEJITHA et al. Pilot Synchronization of OFDM Systems by using the Fourier and Riffle transform with different Modulation Techniques

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130226

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140224

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160224

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170214

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190214

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200218

Year of fee payment: 11