KR101132474B1 - Apparatus for adaptive impulse postfix ofdm transmission depending on channel conditions - Google Patents
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Abstract
본 발명은 채널 환경에 따른 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 송신 장치에 관한 것으로서, 임펄스 포스트픽스(Impulse Postfix) OFDM 심볼을 생성함에 있어서 수신 측으로부터 피드백 전송되는 채널 정보(CIR 길이, SNR 등)에 따라 임펄스 포스트픽스의 길이를 적응적으로 조정함으로써 시스템 성능을 향상시키고자 한다.The present invention relates to an apparatus for adaptive impulse postfix orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission according to a channel environment, and in generating an impulse postfix OFDM symbol, channel information (CIR length, The system performance is improved by adaptively adjusting the length of the impulse postfix according to the SNR.
이를 위하여, 본 발명은, 채널 환경에 따른 적응적 임펄스 포스트픽스(IP) OFDM 송신 장치에 있어서, 입력 심볼을 역 고속 푸리에 변환(IFFT)하여 OFDM 심볼을 생성하기 위한 변환 수단; 상기 생성된 OFDM 심볼에 대하여 제로 패딩을 수행하기 위한 제로 패딩 수단; 및 상기 제로 패딩된 OFDM 심볼에 「채널 정보에 기초하여 길이가 결정된 임펄스 포스트픽스(IP)」를 부가하기 위한 IP 부가 수단을 포함한다.To this end, the present invention provides an adaptive impulse postfix (IP) OFDM apparatus according to a channel environment, comprising: conversion means for generating an OFDM symbol by performing inverse fast Fourier transform (IFFT) on an input symbol; Zero padding means for performing zero padding on the generated OFDM symbol; And IP adding means for adding "an impulse postfix (IP) whose length is determined based on channel information" to said zero-padded OFDM symbol.
OFDM, IP-OFDM, ZF-OFDM, 임펄스 포스트픽스, 제로 패딩, CIR 길이, SNROFDM, IP-OFDM, ZF-OFDM, Impulse Postfix, Zero Padding, CIR Length, SNR
Description
본 발명은 채널 환경에 따른 적응적 임펄스 포스트픽스(IP) 직교주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 송신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펄스 포스트픽스(Impulse Postfix) OFDM 심볼을 생성함에 있어서 수신 측으로부터 피드백 전송되는 채널 정보(CIR 길이, SNR 등)에 따라 임펄스 포스트픽스의 길이를 적응적으로 조정함으로써 시스템 성능을 향상시킬 수 있는, 채널 환경에 따른 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for adaptive impulse postfix (IP) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) according to a channel environment, and more particularly, to generating an impulse postfix (OFDM) symbol. An adaptive impulse postfix OFDM transmitter according to a channel environment capable of improving system performance by adaptively adjusting the length of an impulse postfix according to channel information (CIR length, SNR, etc.) fed back from a receiver. will be.
본 발명은 지식경제부의 지식경제 기술혁신사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-029-03, 과제명: 가정용/기업용 WiBro 시스템 기술 개발].The present invention is derived from a study performed as part of the Ministry of Knowledge Economy's knowledge economy technology innovation project [Task Management Number: 2007-S-029-03, Task name: Development of home / company WiBro system technology].
IP-OFDM(Impulse Postfix OFDM) 시스템은, 채널 추정을 위해 파일롯(Pilot) 을 사용하는 고전적인 OFDM 시스템과는 달리, ZP-OFDM(Zero Padded OFDM)의 심볼 뒷부분에 하나의 임펄스 샘플(Impulse Sample)과 복수 개의 제로 샘플(Zero Sample)로 이루어진 "임펄스 포스트픽스(Impulse Postfix)"를 부가함으로써 구조는 간단하지만 강력한 채널 추정 성능을 제공하는 시스템이다.Impulse Postfix OFDM (IP-OFDM) systems, unlike classical OFDM systems that use pilots for channel estimation, impulse samples behind a symbol in zero padded OFDM (ZP-OFDM). By adding an "Impulse Postfix" consisting of a plurality of zero samples and a zero sample, the structure is simple but provides a powerful channel estimation performance.
IP-OFDM은 기존 OFDM과 비교할 때 두 가지 중요한 설계 파라미터(Design Parameters)가 존재하는데, 하나는 임펄스 샘플(Impulse Sample)에 얼마나 많은 전력(power)을 할당하느냐(임펄스 샘플의 크기)에 관한 것이고 또 하나는 임펄스 포스트픽스(IP: Impulse Postfix)의 "길이" 결정에 관한 것이다.IP-OFDM has two important design parameters when compared to conventional OFDM. One is how much power is allocated to the impulse sample (the size of the impulse sample). One concerns the "length" determination of Impulse Postfix (IP).
임펄스 샘플(Impulse Sample)의 전력(Power)을 결정하는 방법과 관련해서는 연구가 상당히 진행되어 있는 반면에, 임펄스 포스트픽스(IP) 길이를 결정하는 방법은 성능에 미치는 영향을 고려할 때 상당히 중요한 파라미터(Parameter)임에도 불구하고 아직 연구가 거의 진행되지 않고 있다. 따라서 이에 대한 연구가 절실히 요구된다.While there is considerable research on how to determine the power of an impulse sample, the method of determining the impulse postfix (IP) length is a very important parameter when considering the impact on performance. Although it is a parameter, very little research has been conducted. Therefore, research on this is urgently needed.
특히, 종래 기술에서는 채널 상황이 나쁜 상황까지를 고려하여 임펄스 포스트픽스(IP) 길이를 길게 결정하여 '고정'으로 사용하였는데, 이는 채널 상황이 좋은 경우에는 효율적이지 못하고, 또한 임펄스 포스트픽스(IP)의 길이가 너무 길면 그 임펄스 포스트픽스(IP) 부분에 잡음이 부가되어 채널 상황 추정의 정확도를 떨어뜨린다는 문제점이 있다.In particular, in the prior art, the length of the impulse postfix (IP) is determined to be long and is used as 'fixed' in consideration of a bad channel condition, which is not efficient when the channel condition is good, and also impulse postfix (IP). If the length of R is too long, noise is added to the impulse postfix (IP) portion, thereby reducing the accuracy of channel situation estimation.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고, 채널 상황에 따라 임펄스 포스트픽스(Impulse Postfix)의 길이를 최적으로 조정할 수 있는, 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to provide an adaptive impulse postfix OMD transmission apparatus capable of optimally adjusting the length of an impulse postfix according to channel conditions.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 임펄스 포스트픽스(Impulse Postfix) OFDM 심볼을 생성함에 있어서 수신 측으로부터 피드백 전송되는 채널 정보(CIR 길이, SNR 등)에 따라 임펄스 포스트픽스의 길이를 적응적으로 조정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention adaptively adjusts the length of an impulse postfix according to channel information (CIR length, SNR, etc.) fed back from a receiver in generating an impulse postfix OFDM symbol. It is characterized by adjusting.
더욱 구체적으로, 본 발명은, 채널 환경에 따른 적응적 임펄스 포스트픽스(IP) OFDM 송신 장치에 있어서, 입력 심볼을 역 고속 푸리에 변환(IFFT)하여 OFDM 심볼을 생성하기 위한 변환 수단; 상기 생성된 OFDM 심볼에 대하여 제로 패딩을 수행하기 위한 제로 패딩 수단; 및 상기 제로 패딩된 OFDM 심볼에 「채널 정보에 기초하여 길이가 결정된 임펄스 포스트픽스(IP)」를 부가하기 위한 IP 부가 수단을 포함한다.More specifically, the present invention provides an adaptive impulse postfix (IP) OFDM apparatus according to a channel environment, comprising: conversion means for generating an OFDM symbol by performing an inverse fast Fourier transform (IFFT) on an input symbol; Zero padding means for performing zero padding on the generated OFDM symbol; And IP adding means for adding "an impulse postfix (IP) whose length is determined based on channel information" to said zero-padded OFDM symbol.
상기와 같은 본 발명은, 임펄스 포스트픽스(IP)의 길이를 채널 상황에 맞게 적절히 조정함으로써 IP-OFDM의 성능을 향상시킬 수 있고, 또한 이로 인하여 고속 이동 중에도 고용량 데이터를 안정적으로 전송시켜 차세대 무선통신 서비스의 기반을 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention can improve the performance of the IP-OFDM by appropriately adjusting the length of the impulse postfix (IP) according to the channel situation. This has the effect of providing a foundation for the service.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: There will be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 임펄스 포스트픽스(IP) OFDM 송신 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a general impulse postfix (IP) OFDM transmission apparatus.
일반적인 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 역 고속 푸리에 변환부(IFFT)(11), 제로 패딩부(12), 및 임펄스 포스트픽스 부가부(13)를 포함하여 이루어진다. 역 고속 푸리에 변환부(IFFT)(11)는 입력 심볼에 대하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하고, 제로 패딩부(12)는 역 고속 푸리에 변환부(IFFT)(11)의 출력 심볼(도 2a의 "21" 참조)에 대하여 제로(zero) 패딩을 한다(도 2a의 "22" 참조). 그러면, 임펄스 포스트픽스 부가부(13)는 제로 패딩부(12)의 출력인 "ZP-OFDM 심볼"의 후반부에 고정된 길이의 임펄스 포스트픽스(IP)를 부가한다(도 2a의 "23").A general impulse postfix OFDM transmission apparatus includes an inverse fast Fourier transform unit (IFFT) 11, a zero
OFDM의 보호구간(Guard Interval)으로 길이만큼 제로 패딩(Zero Padding)하고 임펄스 포스트픽스(IP) 길이를 라고 할 때, IP-OFDM 심볼 벡터(symbol vector)는 다음의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.With Guard Interval of OFDM Zero Padding by Length and Impulse Postfix (IP) Length In this case, the IP-OFDM symbol vector can be represented by
여기서, x는 OFDM 데이터 벡터(data vector)이고, 는 제로 벡터(zero vector)이며, 는 채널추정을 위한 임펄스 포스트픽스 벡터(IP vector)이다.Where x is OFDM data vector Is Is a zero vector, For channel estimation Impulse postfix vector (IP vector).
는 하나의 임펄스 응답(impulse sample)(s)과 개의 제로 샘플(zero sample)로 구성되어 있는데, 다음의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다. Is an impulse response (s) and It consists of two zero samples, which can be expressed as
여기서, 은 제로 벡터(zero vector)를 나타낸다.here, silver Represents a zero vector.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 임펄스 포스트픽스(IP) OFDM의 개념 설명도이다.2A and 2B are conceptual explanatory diagrams of a general impulse postfix (IP) OFDM.
도 2a는 IP-OFDM 송신 신호를 나타내는 것이고, 도 2b는 부가 백색 가우스 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Nois)이 없는 상태에서 채널 효과 이후의 IP-OFDM 신호(IP-OFDM 수신신호)를 나타내는 것으로서, 도면에서 "21", "24"는 서브 캐리어(subcarrier) 부분, "22", "25"는 제로 패딩 부분, "23", "26"은 임펄스 포스트픽스 부분을 나타낸다.FIG. 2A shows an IP-OFDM transmission signal, and FIG. 2B shows an IP-OFDM signal (IP-OFDM received signal) after a channel effect in the absence of Additive White Gaussian Nois (AWGN). In the drawings, "21" and "24" denote subcarrier portions, "22" and "25" denote zero padding portions, and "23" and "26" denote impulse postfix portions.
도 2a 및 도 2b는 서브 캐리어(subcarrier) 개수(N)=64, =, 8탭(Tap), 지수함수적으로 감소하는 레일리 페이딩 채널인 경우를 나타낸다.2A and 2B show the number of subcarriers N = 64, = , 8 taps, a Rayleigh fading channel that decreases exponentially.
도 3a 및 도 3b는 부가 백색 가우스 잡음(AWGN)의 부가 여부에 따른 채널 임펄스 응답(CIR)에 대한 비교 설명도로서, 도 3a는 AWGN이 부가되지 않은 경우, 도 3b는 AWGN이 부가된 경우를 나타낸다.3A and 3B are comparative explanatory diagrams of a channel impulse response (CIR) according to whether additional white Gaussian noise (AWGN) is added. FIG. 3A is a case in which AWGN is not added. Indicates.
일반적인 통신시스템에서 IP-OFDM 수신 신호 을 시간 영역(time domain)에서 표현하면 다음의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.IP-OFDM reception signal in general communication system In the time domain can be expressed as
여기서, 은 채널 임펄스 응답(CIR: Channel Impulse Response), 은 AWGN, 은 의 n 번째 요소(element)이다. 범위에서는 은 과 동일하다.here, Channel impulse response (CIR), Silver AWGN, silver The nth element of. In scope silver .
만약,이라고 정의하면 상기 [수학식 3]은 다음의 [수학식 4]와 같게 된다.if,
상기의 [수학식 4]는 다음의 [수학식 5]와 같이 간단하게 나타낼 수 있다.
여기서, 은 추정된 CIR을 나타낸다.here, Represents the estimated CIR.
상기 [수학식 5]를 살펴보면, IP-OFDM 채널 추정 기법의 개념을 이해할 수 있다. 만약, CIR이 보다 더 길다면 전체 채널 정보가 임펄스 포스트픽스(IP)에 캡쳐(capture)되지 않을 것이다. 반면에, 단순하게 생각할 때 를 CIR보다 길게 정의하면 전체 채널 정보를 캡쳐(capture)하여 채널 추정이 용이할 것으로 예상되지만, [수학식 5]를 보면 알 수 있듯이 AWGN()이 더해지기 때문에 CIR이 영(zero)인 지역에서는 AWGN이 채널정보로 인식되어 채널 추정 성능이 떨어진다. 이러한 현상은 도 3a 및 도 3b를 통하여 알 수 있다.Looking at
도 4는 본 발명에 따른 제1 피드백 정보(CIR 길이)를 이용한 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치의 일실시예 구성도이다. 이하, 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치에서 수행되는 적응적 포스트픽스(IP) 부가 방법도 함께 설명하기로 한다.4 is a diagram illustrating an embodiment of an adaptive impulse postfix OFDM transmission apparatus using first feedback information (CIR length) according to the present invention. Hereinafter, the adaptive postfix (IP) addition method performed in the adaptive impulse postfix OFDM transmission apparatus will also be described.
본 발명은 채널상황에 따라 적절히 임펄스 포스트픽스(IP) 길이를 조절함으로써 채널추정성능을 높여 전체 시스템의 성능을 향상시키는데, 이때 수신 측(RX)으로부터 송신 측(TX)으로 피드백 전송되는 채널 상황 정보(채널 정보)를 이용한다. 여기서, 피드백 정보(채널 정보)에는 "채널 임펄스 응답(CIR) 길이"(제1 피드백 정보), 또는 "신호대 잡음비(SNR)"(제2 피드백 정보), 또는 "채널 임펄스 응답(CIR) 길이와 신호대 잡음비(SNR)"(제3 피드백 정보) 등이 있을 수 있다. 제2, 제3 피드백 정보와 관련해서는 도 6 및 도 8에서 설명하기로 한다. 피드백 정보가 많으면 더 좋은 성능을 보이나, 피드백 정보의 처리에 부담이 될 수 있다.The present invention improves the performance of the overall system by increasing the channel estimation performance by adjusting the impulse postfix (IP) length appropriately according to the channel situation, wherein the channel status information fed back from the receiving side (RX) to the transmitting side (TX) (Channel information) is used. Here, the feedback information (channel information) includes "channel impulse response (CIR) length" (first feedback information), or "signal-to-noise ratio (SNR)" (second feedback information), or "channel impulse response (CIR) length". Signal-to-noise ratio (SNR) "(third feedback information), and the like. The second and third feedback information will be described with reference to FIGS. 6 and 8. A large amount of feedback information provides better performance, but may be a burden on the processing of the feedback information.
본 발명에 따른 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치(40)는 도 4에 도시된 바와 같이, 역 고속 푸리에 변환부(IFFT)(401), 제로 패딩부(402), 및 적응적 임펄스 포스트픽스 부가부(403)를 포함하여 이루어진다. 역 고속 푸리에 변환부(IFFT)(401)는 입력 심볼에 대하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하고, 제로 패딩부(402)는 역 고속 푸리에 변환부(IFFT)(401)의 출력 심볼(도 2a의 "21")에 대하여 제로(zero) 패딩을 한다(도 2a의 "22"). 그러면, 적응적 임펄스 포스트픽스 부가부(403)는 제로 패딩부(402)의 출력인 "ZP-OFDM 심볼"의 후반부에 임펄스 포스트픽스(IP)를 부가하는데(도 2a의 "23"), 이때 부가되는 임펄스 포스트픽스(IP)의 길이(L2)는 수신 측으로부터 피드백되는 채널 정보를 이용하여 결정한다.The adaptive impulse
다음은, 도 4를 참조하여 수신 측(RX)에서 송신 측(TX)으로 CIR 길이를 피드백 정보로 보내는 경우를 더욱 상세히 설명하면, 다음과 같다.Next, a case in which the CIR length is transmitted as feedback information from the receiving side RX to the transmitting side TX will be described in detail with reference to FIG. 4.
적응적 IP-OFDM 송신 장치(40)는 초기 설정 시에 임펄스 포스트픽스(IP)의 길이를 충분히 길게 함으로써 전체 CIR이 임펄스 포스트픽스(IP)에 캡쳐(capture)되게 한다.The adaptive IP-
IP-OFDM의 특성상 CIR 길이 추정은 매우 용이하다. 수신 측의 채널 추정부(41)는 임펄스 포스트픽스(IP)에 캡쳐(capture)된 채널 정보를 바탕으로 CIR 길이 정보를 추정한 후, 이를 피드백(Feedback) 채널(42)을 통해서 송신 측(TX)으로 전송한다.Due to the nature of IP-OFDM, CIR length estimation is very easy. The
적응적 IP-OFDM 송신 장치(40)의 적응적 임펄스 포스트픽스 부가부(403)는 피드백 채널(42)을 통해서 전송받은 CIR 길이 정보를 바탕으로 IP 길이를 조정하고 그에 따른 IP-OFDM 신호를 수신 측으로 전송한다. 즉, 적응적 임펄스 포스트픽스 부가부(403)는 CIR 길이와 일치하도록 IP 길이를 조정한다.The adaptive impulse
수신 측의 채널 추정부(41)가 송신 측으로 피드백 정보를 얼마나 자주 보내야 하는지는 채널 환경, 시스템 설계자(designer)가 원하는 성능 등에 달려 있다.How often the
도 5는 본 발명에 따른 도 4의 적응적 IP-OFDM 송신 장치와 종래 기술과의 성능 비교에 대한 설명도이다.FIG. 5 is an explanatory diagram of a performance comparison between the adaptive IP-OFDM transmitting apparatus of FIG. 4 and the prior art according to the present invention.
CIR은 [1,65]로 균일분포(uniformly distributed)된 확률변수(Random Variable)라고 가정했다. 그리고 서브 캐리어의 개수(N)=256, 제로 패딩(Zero Padding) 길이(L1)=64로 하였으며, 정상(Normal)인 경우 IP 길이(L2)=65로 고정하였다.CIR is assumed to be a random variable that is uniformly distributed with [1,65]. The number of subcarriers (N) = 256, the zero padding length (L 1 ) = 64, and in the case of normal (IP) (L 2 ) = 65 fixed.
본 발명(도 4의 실시예)은, 피드백 채널을 통해 CIR 길이 정보를 정확히 받아서 IP 길이를 조정하기 때문에, 도 5에서 볼 수 있듯이, 시스템 성능을 현저히 향상시킨다(2.5dB 이상 개선).Since the present invention (the embodiment of FIG. 4) adjusts the IP length by accurately receiving CIR length information through a feedback channel, as shown in FIG. 5, the system performance is significantly improved (2.5 dB or more improvement).
도 6은 본 발명에 따른 제2 피드백 정보(SNR)를 이용한 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치의 일실시예 구성도이다.6 is a diagram illustrating an embodiment of an adaptive impulse postfix OFDM transmitter using second feedback information (SNR) according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같은 실시예에서는 피드백 정보로서 "CIR 길이"를 전송했다. 하지만, 송신 측의 적응적 IP-OFDM 송신 장치가 CIR 길이를 이미 알고 있다고 가정할 때, 피드백 정보로 SNR(제2 피드백 정보)을 보내도 성능을 향상시킬 수 있다.In the embodiment as shown in FIG. 4, "CIR length" is transmitted as feedback information. However, assuming that the adaptive IP-OFDM transmitting apparatus on the transmitting side already knows the CIR length, even if the SNR (second feedback information) is sent as feedback information, the performance can be improved.
도 6에 도시된 바와 같은 실시예의 경우에는 SNR 범위를 어떻게 나누느냐에 따라 피드백 정보의 양이 달라질 수 있지만, 일반적으로 CIR 길이를 보내는 것보다는 더 적은 양의 피드백 정보를 보내게 된다.In the case of the embodiment shown in FIG. 6, the amount of feedback information may vary depending on how the SNR range is divided, but generally, a smaller amount of feedback information is sent than a CIR length.
수신 측의 SNR 추정부(61)가 RF 수신부의 출력신호(수신 신호)로부터 SNR을 추정하여 피드백 채널(62)을 통해 적응적 IP-OFDM 송신 장치(60)로 전송하면, 적응적 IP-OFDM 송신 장치(60)(더욱 정확하게는, "적응적 임펄스 포스트픽스 부가부(603)")는 그 SNR의 범위에 따라 임펄스 포스트픽스(IP)의 길이를 조절한다. SNR의 범위에 따라 최적의 IP 길이가 달라질 수 있다는 것은 도 7 및 도 8의 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다. 다만, 임펄스 포스트픽스(IP)의 길이는 SNR 크기와 반비례 관계가 되도록 결정된다.When the
도 7 및 도 8은 SNR과 임펄스 포스트픽스(IP) 길이와의 관계에 대한 설명도로서, 도 6의 적응적 IP-OFDM 송신 방식을 적용하는 경우에 있어서의 SNR과 IP 길이(L2)의 관계를 나타낸다.7 and 8 are explanatory diagrams of the relationship between the SNR and the impulse postfix (IP) length, and the SNR and the IP length L 2 in the case of applying the adaptive IP-OFDM transmission scheme of FIG. Represents a relationship.
도 7은 CIR=31로 고정되었을 경우(송신 측이 이미 CIR 길이를 알고 있을 경 우)의 IP-OFDM, QPSK의 BER 시뮬레이션 결과를 나타내고, 도 8은 동일한 조건에서의 16QAM BER 시뮬레이션 결과를 나타낸다.Fig. 7 shows the BER simulation results of IP-OFDM and QPSK when CIR = 31 is fixed (the transmitting side already knows the CIR length), and Fig. 8 shows the 16QAM BER simulation results under the same conditions.
도 7의 경우(QPSK), SNR이 기준치("SNR 스위칭 임계치(Switching Threshold)"에 해당하는 것으로서, 예를 들어, 20dB) 이하이면 IP 길이를 CIR 길이(CIR=31)보다 작은 값, 예를 들어 "16"(L2=16)으로 선택하고, 20dB 이상이면 IP 길이를 CIR 길이(CIR=31)와 동일하거나 CIR 길이보다 큰 값 중 기 정해진 오차 범위 내(임계 오차범위로서 예를 들어 "1")의 값, 예를 들어 "32"(L2=32)로 선택하면 1dB 정도의 성능 향상을 기대할 수 있다. 포스트 프리픽스(IP)가 본래의 기능을 유지할 수 있는 정도의 길이 범위 내에서는 IP 길이가 길면 오히려 잡음이 많이 부가될 수 있기 때문에, SNR이 기준치보다 작은 경우와 같이 채널 상황이 좋지 않은 경우에는 IP 길이를 CIR 길이보다 작게 하는 것이다. 실시예에 따라서는 기준치를 복수 개 사용할 수 있으며, 이때 임펄스 포스트픽스(IP)의 길이는 SNR과 반비례 관계가 되도록 결정한다. 도 8의 경우(16QAM)에는, 기준치(SNR 스위칭 임계치)가 17dB로 변경된다. 따라서 변조 방식 선택에 따라 SNR 스위치 임계치가 달라질 수 있다.In the case of FIG. 7 (QPSK), when the SNR corresponds to the reference value (“SNR Switching Threshold”), for example, 20 dB or less, the IP length is smaller than the CIR length (CIR = 31), for example. For example, select "16" (L 2 = 16), and if it is 20 dB or more, the IP length is within a predetermined error range (e.g., as a critical error range) among values equal to or greater than the CIR length (CIR = 31). 1 "), for example" 32 "(L 2 = 32), you can expect a 1dB improvement in performance. Longer IP lengths can add more noise within the range that allows the Post Prefix (IP) to maintain its original functionality, so if the channel conditions are poor, such as when the SNR is less than the reference value, the IP length Is smaller than the CIR length. In some embodiments, a plurality of reference values may be used, and the length of the impulse postfix (IP) is determined to be inversely related to the SNR. In the case of Fig. 8 (16QAM), the reference value (SNR switching threshold) is changed to 17 dB. Therefore, the SNR switch threshold may vary according to the modulation method selection.
도 9는 본 발명에 따른 제3 피드백 정보(CIR길이와 SNR)를 이용한 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치의 일실시예 구성도이다.9 is a configuration diagram of an adaptive impulse postfix OFDM transmitter using third feedback information (CIR length and SNR) according to the present invention.
수신 측의 채널/SNR 추정부(91)가 RF 수신부의 출력신호(수신 신호)로부터 "CIR 길이" 및 "SNR"을 추정하여 피드백 채널(92)을 통해 적응적 IP-OFDM 송신 장 치(90)로 전송한다.The channel /
그러면, 적응적 IP-OFDM 송신 장치(90)(더욱 정확하게는, "적응적 임펄스 포스트픽스 부가부(903)")는 CIR 길이 및 SNR을 이용하여 최적의 IP 길이를 구한 후, ZP-OFDM 심볼의 뒷부분에 "최적 IP 길이만큼의 IP"를 삽입하여 IP-OFDM 송신신호를 생성하여 수신 측으로 전송한다. 이때, 적응적 임펄스 포스트픽스 부가부(903)는 CIR 길이와 SNR에 따른 최적 IP 길이를 제시하는 테이블(TABLE)(CIR 길이와 SNR에 따라 구성된 IP 길이 매핑 테이블)을 이용한다.Then, the adaptive IP-OFDM transmitting apparatus 90 (more precisely, the "adaptive impulse
일반적으로 SNR이 낮을 경우에는(SNR이 소정의 기준값보다 작은 경우) 실제 CIR 길이보다 IP 길이를 짧게 하는 것이 잡음의 영향을 줄여줄 수 있어 유리하고, SNR이 높을 경우(SNR이 소정의 기준값 이상인 경우)에는 IP 길이를 CIR 길이와 동일하거나 기 정해진 일정한 오차 범위 내의 큰 값으로 결정하는 것이 성능을 향상시킨다. 여기서, 기준값은 "SNR 스위칭 임계치"로서, 예를 들면 20dB이다.In general, when the SNR is low (when the SNR is smaller than the predetermined reference value), shortening the IP length rather than the actual CIR length may reduce the effect of noise, and when the SNR is high (the SNR is above the predetermined reference value) In this case, determining the IP length to a large value equal to the CIR length or within a predetermined constant error range improves performance. Here, the reference value is " SNR switching threshold ", for example, 20 dB.
CIR 길이와 SNR에 따른 최적 IP 길이를 제시하는 매핑 테이블(TABLE)은 시뮬레이션을 통해 결정될 수 있는데, 구체적으로 예를 들면, 다음의 [표 1]과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 매핑 테이블(TABLE)은 특정한 CIR 길이의 경우, 임펄스 포스트픽스(IP)의 길이가 SNR과 반비례 관계가 되도록 구성된다.A mapping table (TABLE) indicating an optimal IP length according to the CIR length and the SNR may be determined through simulation. For example, the mapping table may be represented as shown in Table 1 below. Here, the mapping table TABLE is configured such that the length of the impulse postfix IP is inversely related to the SNR in the case of a specific CIR length.
[표 1]은 QPSK 신호와 CIR=32일 때 CIR 길이와 SNR에 따른 최적 IP 길이를 나타내는 것으로서, 만약 변조 방식이 바뀌면 [표 1]에 명기된 최적 IP 길이도 바뀐다. [표 1]에서 볼 수 있는 바와 같이 CIR=32이고 SNR=10dB이면, IP길이는 "16"으로 정할 수 있으며, 동일한 CIR에서 SNR=25dB로 향상되면 IP길이는 "20"으로 정할 수 있다.[Table 1] shows the optimal IP length according to CIR length and SNR when the QPSK signal and CIR = 32. If the modulation scheme is changed, the optimal IP length specified in [Table 1] is also changed. As shown in [Table 1], if CIR = 32 and SNR = 10dB, the IP length can be set to “16”, and if the SNR = 25dB in the same CIR, the IP length can be set to “20”.
[표 1]에서는 CIR=32일 경우에만 시뮬레이션 결과를 표시하였으며, 또한 극히 적은 수의 CIR, SNR, IP길이 레벨(level)을 이용하였지만, 실제 시스템에서는 CIR, SNR, IP 길이 레벨을 더욱 많이 만들어 사용한다면 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. In Table 1, simulation results are displayed only when CIR = 32, and very few CIR, SNR, and IP length levels are used, but in the actual system, more CIR, SNR, and IP length levels are created. If you use it, you can improve performance further.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
도 1은 일반적인 임펄스 포스트픽스(IP) OFDM 송신 장치의 구성도,1 is a block diagram of a general impulse postfix (IP) OFDM transmission apparatus,
도 2a 및 도 2b는 일반적인 임펄스 포스트픽스(IP) OFDM의 개념 설명도,2A and 2B are conceptual explanatory diagrams of a general impulse postfix (IP) OFDM;
도 3a 및 도 3b는 부가 백색 가우스 잡음(AWGN)의 부가 여부에 따른 채널 임펄스 응답(CIR)에 대한 비교 설명도,3A and 3B are comparative explanatory diagrams of a channel impulse response (CIR) according to whether additional white Gaussian noise (AWGN) is added;
도 4는 본 발명에 따른 제1 피드백 정보(CIR 길이)를 이용한 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치의 일실시예 구성도,4 is a configuration diagram of an adaptive impulse postfix OFDM transmission apparatus using first feedback information (CIR length) according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 도 4의 적응적 IP-OFDM 송신 장치와 종래기술과의 성능 비교에 대한 설명도,5 is an explanatory diagram of a performance comparison between the adaptive IP-OFDM transmitting apparatus of FIG. 4 and the prior art according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 제2 피드백 정보(SNR)를 이용한 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치의 일실시예 구성도,6 is a configuration diagram of an adaptive impulse postfix OFDM transmission apparatus using second feedback information (SNR) according to the present invention;
도 7 및 도 8은 SNR과 임펄스 포스트픽스(IP) 길이와의 관계에 대한 설명도,7 and 8 are explanatory diagrams showing the relationship between the SNR and the impulse postfix (IP) length;
도 9는 본 발명에 따른 제3 피드백 정보(CIR길이 및 SNR)를 이용한 적응적 임펄스 포스트픽스 OFDM 송신 장치의 일실시예 구성도이다.9 is a configuration diagram of an adaptive impulse postfix OFDM transmitter using third feedback information (CIR length and SNR) according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
40, 60, 90: 적응적 IP-OFDM 송신 장치 41: 채널 추정부40, 60, 90: Adaptive IP-OFDM transmitting device 41: Channel estimating unit
401: 역 고속 푸리에 변환부 402: 제로 패당부 403, 603, 903: 적응적 임펄스 포스트픽스 부가부401: Inverse fast Fourier transform unit 402: Zero
61: SNR 추정부 91: 채널/SNR 추정부 61: SNR estimator 91: channel / SNR estimator
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KR1020090069915A KR101132474B1 (en) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | Apparatus for adaptive impulse postfix ofdm transmission depending on channel conditions |
Applications Claiming Priority (1)
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2009
- 2009-07-30 KR KR1020090069915A patent/KR101132474B1/en not_active IP Right Cessation
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