KR101022753B1 - Ｏｆｄｍ 시스템 및 이를 위한 데이터 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 'OFDM'이라 함) 시스템 및 이를 위한 데이터 전송 방법을 제시한다.
본 발명에 의한 OFDM 시스템은 전송하고자 하는 입력 데이터를 수신하여 시간영역 시퀀스로 변환하는 주파수-시간 변환부, 시간영역 시퀀스를 복수개로 분할하는 직병렬 변환부, 분할된 시간영역 시퀀스 각각에 대한 위상 회전을 수행하는 위상 회전 모듈 및 위상 회전 모듈로부터 출력되는 각 시퀀스 중 최대전력대 평균전력비(PAPR)가 최소인 시퀀스를 선택하는 최소 PAPR 신호 선택부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 신호 변조에 필요한 연산량을 최소화할 수 있어 시스템 복잡도를 감소시킬 수 있다.
Figure R1020090035657
OFDM, PAPR, APF

Description

ＯＦＤＭ 시스템 및 이를 위한 데이터 전송 방법{OFDM System and Data Transmission Method Therefor}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 'OFDM'이라 함) 시스템 및 이를 위한 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
OFDM 방식은 유무선 채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식으로, 상호 직교성을 갖는 복수의 부반송파를 사용하므로 주파수 이용 효율이 높다. 송수신단에서 복수의 반송파를 변복조하는 과정은 각각 역 고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform; IFFT) 및 고속 퓨리에 변환 Fast Fourier Transform; FFT)을 수행한 것과 같은 결과가 되어, 데이터 송수신을 고속으로 구현할 수 있다.
이러한 OFDM 방식은 DAB(Digital Audio Broadcasting), DVB-T(Terrestrial Digital Video Broadcasting), ETSI(European Telecommunications Standard Institute) HIPERLAN/2 표준, 무선 근거리통신망(WLAN)을 위한 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11a 표준, 무선 대도시통신망(WMAN)을 위한 IEEE 802.16a 표준 등과 같은 다양한 무선통신 응용 분야에 적용되고 있다.
OFDM 시스템은 스펙트럼 효율이 우수하고, 변복조부의 효율적인 디지털 구현이 가능하며, 고속 데이터 전송이 가능한 이점이 있는 반면, 최대전력대 평균전력비(Peak-to-Average Power Ration; 이하, 'PAPR'이라 함)이 높은 단점이 있다.
OFDM을 비롯한 대부분의 무선통신 시스템은 송신단에서 충분한 송신 전력을 얻기 위해 고출력 전력 증폭기(High Power Amplifier; HPA)를 사용한다. 고출력 전력 증폭기로부터 최대 출력 전력을 얻기 위해서는 포화 영역 근처에 동작점을 설정하여야 하며, 이로 인해 비선형 특성을 나타내게 된다. 이러한 고출력 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인한 상호 변조 왜곡과 원하지 않는 대역의 왜곡은 PAPR이 높아지는 결과를 초래한다. 아울러, 이러한 왜곡과 방사는 비트오율(Bit Error Ratio; BER)을 증가시킬 뿐 아니라, 인접 채널에 높은 간섭 현상을 일으킨다.
OFDM 시스템에서 PAPR은 전송 신호의 평균전력에 대한 최대 순시전력의 비율로 나타낼 수 있으며, 일반적인 PAPR 감소 기법들은 최대 순시전력을 감소시키는 방식으로 적용된다. PAPR을 감소시키는 방법으로 클리핑(Clipping) 방식, 블록 코딩(Block Coding) 방식, 위상 조정 방식 등을 들 수 있으며, 최근에는 위상 조정 방식의 하나인 선택적 매핑(Selective Mapping; SLM) 방식이 널리 사용되고 있다.
도 1은 SLM 방식을 이용하는 OFDM 송신단의 구조를 나타내는 블록도이다.
도시한 것과 같이, 전송하고자 하는 입력 데이터는 직병렬 변환부(S/P; 10)에서 복수개(M-1)의 시퀀스로 분할된다. 분할된 시퀀스(X(k))는 위상 회전부(12)로 각각 입력되어 위상 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00001
)(m=0, 1, …, M-1)와 결합되어 서로 독립적인 주파수 영역의 OFDM 시퀀스(Xm(k))로 생성된다. 그리고, 주파수 영역의 OFDM 시퀀스(Xm(k))는 각각 역 고속 퓨리에 변환부(14)로 입력되어 시간 영역의 OFDM 시퀀스(xm(n))으로 생성된다. 다음, 시간 영역의 OFDM 시퀀스(xm(n))는 최소 PAPR 선택부(16)로 입력되며, 여기에서 PAPR이 가장 작은 어느 하나의 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00002
)가 선택되어 송출된다.
이와 같이, SLM 방식에서 OFDM 시퀀스의 회전은 다수의 복소수 곱셈과 IFFT 연산에 의해 수행된다. 따라서, 시퀀스의 수만큼 IFFT 모듈이 필요하며, 반송파의 수가 증가할수록 IFFT 모듈의 개수 및 IFFT 모듈에서의 연산량이 증가한다. 이에 따라 시스템의 복잡도가 높아져 시스템 성능이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, OFDM 시스템에서 신호 변조를 위한 연산량을 감소시킬 수 있는 OFDM 시스템 및 이를 위한 데이터 전송 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 PAPR을 감소시키면서도 OFDM 시스템의 복잡도를 최소화할 수 있는 OFDM 시스템 및 이를 위한 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDM 시스템은 전송하고자 하는 입력 데이터를 수신하여 시간영역 시퀀스로 변환하는 주파수-시간 변환부; 상기 시간영역 시퀀스를 복수개로 분할하는 직병렬 변환부; 상기 분할된 시간영역 시퀀스 각각에 대한 위상 회전을 수행하는 위상 회전 모듈; 및 상기 위상 회전 모듈로부터 출력되는 각 시퀀스 중 최대전력대 평균전력비(PAPR)가 최소인 시퀀스를 선택하는 최소 PAPR 신호 선택부;를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법은 전송하고자 하는 입력 데이터를 시간영역의 시퀀스로 변환하는 단계; 상기 시간영역의 시퀀스를 복수개의 시퀀스로 분할하는 단계; 상기 분할된 시간영역의 시퀀스 각각의 위상을 회전하여 위상 회전된 시퀀스를 출력하는 단계; 및 상기 위상 회전된 시퀀스 중 최대전력대 평균전력비(PAPR)가 최소인 시퀀스를 선택하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전송할 데이터를 시간영역 시퀀스로 변환한 후 위상 회전을 수행함으로써, 신호 변조에 필요한 연산량을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 시스템 복잡도가 감소되어 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 시스템 복잡도를 낮추면서도 최대전력대 평균전력비(PAPR)을 감소시킬 수 있어, 데이터를 고속으로 왜곡 없이 전송할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDM 시스템의 구조도이다.
도 2는 OFDM 시스템(100)의 송신단을 도시하였으며, 입력 데이터를 시간영역의 시퀀스로 변환하는 주파수-시간 변환부로서의 역 고속 퓨리에 변환부(110), 시간 영역의 시퀀스를 복수개(M개)로 분할하는 직병렬 변환부(S/P; 130), 분할된 시간영역의 시퀀스 각각에 대한 위상 회전을 수행하는 위상 회전 모듈(140) 및 위상 회전 모듈(140)로부터 출력되는 각 시퀀스 중 PAPR이 최소인 신호를 선택하여 송출하는 최소 PAPR 신호 선택부(160)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 위상 회전 모듈(140)을 구성하는 각 위상 회전부는 전역통과 필터(All-pass Filter; APF)로 구성할 수 있다.
그런데, OFDM 시스템의 송신단에서 최종적으로 전송하고자 하는 시퀀 스(
Figure 112009024782680-pat00003
)는 입력 신호와 임펄스 응답 사이의 회전 컨볼루션(circular convolution)에 해당하는 반면, APF는 입력 신호와 임펄스 응답 간의 선형 컨볼루션(linear convolution)을 수행한다. 따라서, 각 APF의 출력이 회전 컨볼루션을 수행한 결과와 동일하도록 하는 과정이 필요하며, 이는 입력 신호에 보호대역을 부여하고, 선형 컨볼루션에 의해 위상 회전을 수행한 다음, 보호대역을 제거함으로써 가능하게 된다.
이를 위하여, 본 발명의 OFDM 시스템(100)은 역 고속 퓨리에 변환부(110)로부터 출력되는 시간영역의 시퀀스(x(n))에 보호대역을 삽입하여 보호대역을 포함하는 시간영역 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00004
)를 출력하는 CP(Cyclic Prefix) 삽입부(120) 및 위상 회전 모듈(140)에서 출력되는 신호(
Figure 112009024782680-pat00005
)로부터 보호대역이 제거된 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00006
)를 출력하는 CP 제거부(150)를 더 포함한다.
여기에서, 보호대역으로 삽입되는 CP는 입력 신호(x(n))의 복사본이다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 입력 신호에 대한 위상 회전을 수행하기 전, IFFT를 먼저 수행하여 OFDM 시퀀스를 시간영역의 시퀀스로 변환한다. 그리고, 시간영역의 시퀀스에 대해 위상 회전을 수행한 후 최소 PAPR을 갖는 신호를 선택한다.
기존의 SLM은 OFDM 시퀀스를 병렬 변환한 후, 각각의 OFDM 시퀀스에 대해 IFFT를 수행하기 때문에 연산량이 증가하여 시스템 복잡도가 높아지는 단점이 있었 다. 그러나, 본 발명에서는 입력 신호를 병렬화하기 전, 하나의 역 고속 퓨리에 변환부(110)를 이용하여 주파수 영역의 입력 신호를 시간영역의 신호로 먼저 변환하는 것이다.
아울러, 시간영역으로 변환된 시퀀스에 보호대역을 삽입하고, 임펄스 응답과의 선형 컨볼루션을 통해 위상 회전을 수행한 후, 다시 보호대역을 삽입함으로써, 입력 신호와 임펄스 응답을 회전 컨볼루션한 것과 같은 결과를 도출해 낸다.
이하에서는 위상 회전부(140)를 구성하는 각 APF에 대하여 설명한다.
APF의 시스템 함수는 다음의 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
Figure 112009024782680-pat00007
여기에서, ek는 k번째 복소 폴(complex pole), ek *는 ek의 공액(complex conjugate), k는 복소 폴의 개수를 의미한다.
이러한 APF의 위상 응답 및 주파수 응답은 각각 [수학식 2] 및 [수학식 3]으로 표현되며, 시간영역 OFDM 시퀀스는 [수학식 4]와 같이 나타내어진다.
[수학식 2]
Figure 112009024782680-pat00008
(m=0, 1, …, M-1)(n=0, 1, …, N-1)
[수학식 3]
Figure 112009024782680-pat00009
[수학식 4]
Figure 112009024782680-pat00010
여기에서, n은 총 N개의 입력 신호를 전송하고자 할 때, 전송하고자 하는 입력 신호의 순번을 나타낸다.
상기 주파수 응답은 SLM 기법에서 위상 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00011
)를 대체하므로, APF를 이용하여 입력 시퀀스에 대한 위상 회전이 가능하게 된다.
다만, 전송하고자 하는 OFDM 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00012
)는 입력 시퀀스(x(n))과 임펄스 응답(수학식 5 참조)의 회전 컨볼루션에 해당하는 반면, APF는 선형 컨볼루션을 수행한다. 따라서, APF의 결과가 회전 컨볼루션과 동일하도록 하기 위해 입력 신호에 CP를 삽입하고 선형 컨볼루션을 수행한 후, 다시 CP를 제거한다.
[수학식 5]
Figure 112009024782680-pat00013
본 발명의 바람직한 실시예에서, 위상 회전부(140)가 입력 신호와 임펄스 응답을 선형 컨볼루션하기 위해 삽입되는 CP는 선형 컨볼루션 전/후의 신호가 동일한 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해 충분한 길이(NC)를 확보하여야 한다.
CP의 길이(NC)를 결정하기 위해, 무한히 감소하는 임펄스 응답(hm(n))의 유효길이(Ne)를 고려할 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112009024782680-pat00014
[수학식 6]에서 E는 임펄스 응답의 전체 에너지(
Figure 112009024782680-pat00015
)를 의미한다.
입력 신호(x(n))과 임펄스 응답(hm(n))의 회전 컨볼루션(ym(n))은 [수학식 7]과 같으며, APF에서 입력 신호(
Figure 112009024782680-pat00016
)와 임펄스 응답(hm(n))의 선형 컨볼루션인 출력 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00017
)는 [수학식 8]과 같다.
[수학식 7]
Figure 112009024782680-pat00018
[수학식 8]
Figure 112009024782680-pat00019
Figure 112009024782680-pat00020
선형 컨볼루션(
Figure 112009024782680-pat00021
)과 회전 컨볼루션((ym(n))이 같아지려면, -Ne+1≤n≤N-1일 때 입력 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00022
)는 x((n) modulo N)과 같아야 한다. 한편, CP는 입력 신호(x(n))의 복사본이므로 N-NC≤n≤N-1의 관계를 가지므로, CP의 길이(NC)는 [수학식 9]를 만족하여야 한다.
[수학식 9]
NC≥Ne-1
한편, 최소 PAPR 신호 선택부(160)로 입력되는 후보 시퀀스들은 필요한 PAPR 감소 성능을 얻기 위해 낮은 상호 상관(Cross-correlation)을 가져야 한다. 한 쌍의 후보 시퀀스(yp(n), yq(n))(0≤p, q≤M-1)의 상호 상관은 -(N-1)≤d≤N-1일 때, [수학식 10]과 같이 표현된다.
[수학식 10]
Figure 112009024782680-pat00023
여기에 [수학식 4]를 적용하면 [수학식 11]과 같은 상호 상관을 얻을 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112009024782680-pat00024
[수학식 11]에서, 상호 상관은 변수 n에 독립적이며, 주파수 영역 심 볼(X(k))는 독립적이고 동일한 분포를 갖는 평균이 0이고 분산이 1인 랜덤 시퀀스라고 가정할 수 있다.
따라서, 한 쌍의 인접 후보 시퀀스의 상호 상관은 [수학식 12]와 같이 다시 정리할 수 있다.
[수학식 12]
Figure 112009024782680-pat00025
모든 인접하는 쌍의 후보 시퀀스를 고려하기 위해, [수학식 13]과 같이 상관 분산(Variance of Correlation; VC)을 정의할 수 있다.
[수학식 13]
Figure 112009024782680-pat00026
여기에서,
Figure 112009024782680-pat00027
는 p와 q의 임의의 쌍의 수를 의미한다. 아울러,
Figure 112009024782680-pat00028
는
Figure 112009024782680-pat00029
이고,
Figure 112009024782680-pat00030
는
Figure 112009024782680-pat00031
의 표본 평균으로,
Figure 112009024782680-pat00032
와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 13]의 상관 분산(VC)은 후보 시퀀스의 모든 쌍 간의 상호 상관의 대 표값이다. 따라서, PAPR 감소 성능을 최대화하기 위해 낮은 VC 값을 갖는 APF를 선택하는 것이 바람직하다.
요약하면, PAPR을 감소시키기 위해서는 인접 후보 시퀀스 쌍의 상호 상관이 낮아야 하며, 각 후보 시퀀스 쌍의 상호 상관은 상관 분산값(VC)으로 대표될 수 있으므로, 인접 후보 시퀀스 쌍의 상관 분산(VC)이 최소가 되는 위상 응답을 갖는 필터를 선택하는 것이다.
본 발명은 병렬 변환된 복수의 시퀀스를 각각 역 고속 퓨리에 변환함으로써 시스템 복잡도가 증가하는 문제점을 해결하기 위해, 입력 데이터를 먼저 시간영역 시퀀스로 변환한 후, 시간영역 시퀀스에 대해 위상 회전을 수행한다.
따라서, 시간영역 시퀀스로 변환하기 위한 역 고속 퓨리에 변환 모듈의 개수를 현저하게 감소시킬 수 있어, 시스템 복잡도를 최소화할 수 있다.
아울러, 시간 영역으로 변환된 시퀀스의 위상 회전을 위해 전역통과 필터를 사용하며, 입력 신호에 대한 회전 컨볼루션 결과와 동일한 결과를 도출하기 위해 전역통과 필터의 입력 신호에 보호대역을 삽입하여 선형 컨볼루션을 수행하고, 이후 다시 보호대역을 제거한다.
전역통과 필터의 입력 신호에 삽입되는 보호대역은 입력 신호의 복사본으로, 인접 신호와의 간섭을 방지하기 위해 충분한 길이를 가져야 한다. 이를 위해, 전역통과 필터의 임펄스 응답 유효 길이를 고려하여 보호대역의 길이를 결정한다.
아울러, 전역통과 필터로부터 출력되는 후보 시퀀스들이 낮은 상호상관을 갖도록 하기 위해, 상호상관의 대표값인 상관 분산값이 최소가 되는 위상 응답을 갖 는 전역통과 필터를 선택한다.
다음의 [표 1]은 SLM 방식을 이용한 OFDM 시스템과 본 발명에 의한 OFDM 시스템에서, N=2048, NC=128일 때 입력 신호의 분할 시퀀스에 따른 연산량과 CCRR(Computational Complexity Reduction Ratio)를 나타낸다.
[표 1]
Figure 112009024782680-pat00033
[표 1]에서 알 수 있는 바와 같이 M=8, K=1일 때 SLM 방식과 비교하여 연상량이 최소화되는 것을 알 수 있다.
도 3은 OFDM 시스템에서의 PAPR 감소 성능을 비교하기 위한 그래프이다.
PAPR 감소 성능을 비교하기 위해 2048개의 반송파(N=2048)와, 16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 변조방식을 적용하였다. 아울러, 각 OFDM 시스템별로 2, 4, 8번째 시퀀스 각각에 대하여 1, 3, 5번째 위상 변환부의 출력 신호를 관찰하였다.
도 3의 그래프는 PAPR 감소기법을 적용하지 않은 오리지널 OFDM 시스템, SLM 기법을 적용한 OFDM 시스템 및 본 발명에 의한 OFDM 시스템에서, 각 시퀀스의 PAPR이 임계 PAPR(PAPR0)보다 클 확률을 나타낸다.
도 3을 참조하면, K=5일 때, 본 발명에 의한 OFDM 시스템의 PAPR 감소 성능은 SLM 방식을 사용한 OFDM 시스템과 거의 유사한 것을 알 수 있다.
아울러, M=8, K=1일 때, SLM을 적용한 OFDM 시스템은 본 발명에 의한 OFDM 시스템의 PAPR에 비해 0.25dB만큼 낮은 PAPR을 얻을 수 있지만, 본 발명에 의한 OFDM 시스템의 경우 연산량을 73.1%정로 낮출 수 있다는 이점이 있다. 또한, M=4, K=1일 때, 0.16dB만큼 PAPR이 증가되나 연산량은 62.5% 정도로 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
OFDM 시스템을 이용하여 데이터를 전송하기 위하여, 먼저 입력 데이터를 시간영역의 시퀀스로 변환한다(S10). 즉, 입력 데이터(X(k))를 역 고속 퓨리에 변환하여 시간영역의 시퀀스(x(n))로 변환한다.
다음, 시간영역의 시퀀스(x(n))를 직병렬 변환하여 분할된 각각의 시퀀스에 대한 위상 회전을 수행한다(S30). 위상 회전시에는 전역통과 필터가 사용될 수 있다.
위상 회전이 완료된 후에는 위상 회전된 복수의 시퀀스 중 PAPR이 가장 낮은 신호를 선택하여 송출한다(S30).
본 발명의 바람직한 실시예에서, 전역통과 필터를 이용하여 위상 회전을 수 행하는 경우, 전역통과 필터의 선형 컨볼루션 특성을 보상하기 위해, 위상 회전을 수행하기 전 입력 데이터에 보호대역(CP)을 삽입하는 과정(S20)이 선행될 수 있다.
보호대역(CP)이 삽입된 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00034
)는 전역통과 필터로 입력되어, 전역통과 필터의 임펄스 응답 함수에 따라 선형 컨볼루션이 수행됨으로써 위상이 회전된다.
그리고, 위상 회전이 수행된 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00035
)는 이후, 다시 보호대역(CP)이 제거된 OFDM 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00036
)로 출력되며(S40), 이에 따라 위상 회전 전/후의 신호가 동일해 지도록 한다.
각 시퀀스에서 보호대역을 제거한 후에는 각 시퀀스의 PAPR을 비교하여, PAPR이 최소인 어느 하나의 시퀀스를 선택한다. 그리고, 선택된 시퀀스(
Figure 112009024782680-pat00037
)는 수신단으로 전송된다.
상술하였듯이, 위상 회전을 위해 입력되는 시퀀스에 삽입되는 보호대역의 길이는 전역통과 필터의 임펄스 응답의 유효 길이를 고려하여 결정된다. 그리고, 전역통과 필터로부터 출력되는 후보 시퀀스들이 낮은 상호상관을 갖도록 하기 위해, 상호상관의 대표값인 상관 분산값이 최소가 되는 위상 응답을 갖는 전역통과 필터를 선택한다.
이상에서 설명한 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에 서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 SLM 방식을 이용하는 OFDM 송신단의 구조를 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDM 시스템의 구조도,
도 3은 OFDM 시스템에서의 PAPR 감소 성능을 비교하기 위한 그래프,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : OFDM 시스템 110 : 역 고속 퓨리에 변환부
120 : CP 삽입부 130 : 직병렬 변환부
140 : 전역 통과 필터 모듈 150 : CP 제거 모듈
160 : 최소 PAPR 신호 선택부

Claims (12)

  1. 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 시스템에 있어서,
    전송하고자 하는 입력 데이터를 수신하여 시간영역 시퀀스로 변환하는 주파수-시간 변환부;
    상기 시간영역 시퀀스를 복수개로 분할하는 직병렬 변환부;
    상기 분할된 시간영역 시퀀스 각각에 대한 위상 회전을 수행하는 위상 회전 모듈; 및
    상기 위상 회전 모듈로부터 출력되는 각 시퀀스 중 최대전력대 평균전력비(PAPR)가 최소인 시퀀스를 선택하는 최소 PAPR 신호 선택부;
    를 포함하는 OFDM 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 회전 모듈은, 상기 분할된 시간영역 시퀀스를 각각 입력받아 위상 회전된 신호를 출력하는 복수의 전역통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수-시간 변환부로부터 출력되는 시간영역 시퀀스에 보호대역을 삽 입하여, 상기 직병렬 변환부로 제공하는 CP(Cyclic Prefix) 삽입부; 및
    상기 위상 회전 모듈로부터 출력되는 신호로부터 상기 보호대역을 제거하는 CP 제거부;
    를 더 포함하는 OFDM 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호대역의 길이(NC)는, 상기 전역통과 필터의 임펄스 응답 유효길이를 Ne이라 할 때, NC≥Ne-1가 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전역통과 필터는, 상기 전역통과 필터로부터 출력되는 인접하는 각 쌍의 시퀀스에 대하여, 상관 분산(VC)이 최소가 되는 위상 응답을 갖는 전역통과 필터인 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수-시간 변환부는, 역 고속 퓨리에 변환부인 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템.
  7. 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 시스템을 위한 데이터 전송 방법으로서,
    전송하고자 하는 입력 데이터를 시간영역의 시퀀스로 변환하는 단계;
    상기 시간영역의 시퀀스를 복수개의 시퀀스로 분할하는 단계;
    상기 분할된 시간영역의 시퀀스 각각의 위상을 회전하여 위상 회전된 시퀀스를 출력하는 단계; 및
    상기 위상 회전된 시퀀스 중 최대전력대 평균전력비(PAPR)가 최소인 시퀀스를 선택하는 단계;
    를 포함하는 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 위상 회전된 시퀀스를 출력하는 단계는, 상기 분할된 시간영역의 시퀀스 각각을 전역통과 필터로 필터링하는 단계인 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    입력 데이터를 시간영역의 시퀀스로 변환하는 단계 이후, 상기 시간영역의 시퀀스를 복수개의 시퀀스로 분할하기 전, 상기 시간영역의 시퀀스에 보호대역을 삽입하는 단계를 더 포함하고,
    상기 위상 회전된 시퀀스를 출력한 후, 상기 최대전력대 평균전력비(PAPR)가 최소인 시퀀스를 선택하기 전, 상기 위상 회전된 시퀀스 각각으로부터 상기 보호대 역을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보호대역의 길이(NC)는, 상기 전역통과 필터의 임펄스 응답 유효길이를 Ne이라 할 때, NC≥Ne-1가 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 전역통과 필터는, 상기 전역통과 필터로부터 출력되는 인접하는 각 쌍의 시퀀스에 대하여, 상관 분산(VC)이 최소가 되는 위상 응답을 갖는 전역통과 필터인 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 입력 데이터를 시간영역의 시퀀스로 변환하는 단계는, 상기 입력 데이터에 대하여 역 고속 퓨리에 변환을 수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
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