KR101518836B1 - 주파수 영역 등화를 위한 송신기 및 수신기 - Google Patents

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KR101518836B1
KR101518836B1 KR1020140105866A KR20140105866A KR101518836B1 KR 101518836 B1 KR101518836 B1 KR 101518836B1 KR 1020140105866 A KR1020140105866 A KR 1020140105866A KR 20140105866 A KR20140105866 A KR 20140105866A KR 101518836 B1 KR101518836 B1 KR 101518836B1
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Abstract

주파수 영역 등화를 위한 송신기가 개시된다. 주파수 영역 등화를 위한 송신기는 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 기초로 주파수 영역에서 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 파일럿 위치 결정부 및 상기 결정된 파일럿들의 삽입 위치에 따라 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 사이에 상기 파일럿들을 삽입하는 파일럿 삽입부를 포함한다.

Description

주파수 영역 등화를 위한 송신기 및 수신기{TRANSMITTER AND RECEIVER USING SPATIAL FREQUENCY BLOCK CODING SCHEME}
본 발명은 파일럿들을 송신하는 주파수 영역 등화를 위한 송신기 및 파일럿들을 기초로 채널을 추정하는 주파수 영역 등화를 위한 수신기에 관한 것이다.
최근 사용자 및 서비스 사업자들은 언제, 어디서나 저렴한 가격으로 고속, 고품질의 통신 서비스를 요구하고 있다. 고속의 데이터 전송률을 달성하기 위해 사용되는 기술들에는 대표적으로 직교 주파수 분할 다중화(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법, 단일 반송파 - 주파수 영역 등화(SC - FDE, Single Carrier Frequency Domain Equalization) 기법 등이 있다.
주파수 영역 등화를 위한 수신기가 무선 채널에 의해 발생하는 신호의 왜곡을 등화하기 위해서는 그 무선 채널을 추정해야 한다. 이 때, 수신기는 송신기로부터 전송된 파일럿들을 기초로 무선 채널을 추정할 수 있다.
다만, 송신기는 여러 가지 방식으로 수신기로 파일럿들을 전송할 수 있다.
예를 들어, 첫째로, 송신기는 주파수 영역에서 X 개의 파일럿들을 삽입하기 위하여 삽입되는 파일럿들의 개수(X 개)만큼 작은 량의 데이터들을 생성할 수 있다. 이러한 경우, 생성되는 데이터들의 개수가 감소하므로, 주파수 효율이 떨어질 수 있다.
둘째로, 송신기는 주파수 영역에서 데이터들을 제거하고, 제거된 데이터들의 위치들에 파일럿들을 삽입할 수 있다. 이러한 경우, 주파수 영역에서 제거되는 데이터들이 존재하므로, 시간 영역에서의 신호에는 왜곡이 존재할 수 있다.
따라서, 파일럿들의 삽입 위치를 적절히 선택하여 주파수 효율을 감소시키지 않고, 신호의 왜곡을 줄일 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 송신기는 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 기초로 주파수 영역에서 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 파일럿 위치 결정부 및 상기 결정된 파일럿들의 삽입 위치에 따라 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 사이에 상기 파일럿들을 삽입하는 파일럿 삽입부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기는 송신기로부터 채널을 통하여 전송된 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 수신된 신호를 주파수 영역의 제1 신호-상기 제1 신호는 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 파일럿들을 포함함. -로 변환하는 제1 이산 푸리에 변환기, 상기 파일럿들에 의해 계산되는 채널 주파수 응답의 특성에 따라 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들의 위치와 대비되는 상기 파일럿들의 위치를 파악하고, 상기 채널의 주파수 응답을 추정하는 채널 추정기 및 상기 추정된 채널의 주파수 응답을 기초로 상기 제1 신호에 대해 주파수 영역에서 등화를 수행하는 주파수 영역 등화기를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기는 송신기로부터 채널을 통하여 전송된 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 수신된 신호를 주파수 영역의 제1 신호-상기 제1 신호는 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 파일럿들을 포함하고, 상기 파일럿들 중 적어도 하나의 대상 파일럿이 미리 정해진 위치에 존재하도록 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 상기 파일럿들은 순환 이동된 것임. -로 변환하는 제1 이산 푸리에 변환기, 상기 파일럿들을 기초로 상기 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널에 따라 상기 제1 신호를 주파수 영역에서 등화하는 주파수 영역 등화기, 상기 주파수 영역 등화기의 출력을 시간 영역 신호로 변환하는 제1 이산 푸리에 역변환기, 상기 제1 이산 푸리에 역변환기의 출력을 기초로 얼마만큼 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 상기 파일럿들이 순환 이동되었는지를 판단하는 순환 이동 판단부, 상기 순환 이동 판단부의 판단 결과를 기초로 상기 제1 이산 푸리에 역변환기의 출력의 위상을 변화시키는 위상 변환기 및 상기 위상 변환기의 출력을 가지고 상기 데이터들에 대한 결정을 수행하는 결정기를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 송신기는 주파수 효율을 감소시키지 않고도 파일럿을 수신기로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 송신기는 데이터들의 왜곡을 최소로 줄이면서도 파일럿을 수신기로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기는 파일럿의 위치에 대한 정보를 별도로 수신하지 않고도 파일럿의 위치를 효과적으로 탐색할 수 있다.
도 1은 송신기 및 수신기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 송신기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 송신기 및 수신기를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 송신기(110)와 수신기(120) 사이에는 무선 채널이 형성된다. 이 때, 수신기(120)는 송신기(110)로부터 전송된 파일럿들을 기초로 상기 무선 채널을 추정한다. 그리고, 수신기(120)는 추정된 무선 채널을 기초로 수신된 신호들을 주파수 영역에서 등화한다. 또한, 송신기(110)는 블록별로 신호들을 수신기(120)로 전송하며, 하나의 블록의 시간 영역에서의 전송 길이는 N이다.
또한, 하나의 블록에는 Np개의 파일럿 신호들이 포함된다. 여기서, 송신기(110)로부터 전송되는 주파수 영역에서의 파일럿들(
Figure 112014077114616-pat00001
)은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00002
(r은 Np에 대한 서로소(relatively prime))
파일럿들을 주파수 영역에서 어느 위치에 배치할 것인지에 대한 문제는 매우 중요하다. 예를 들어, 임의로 데이터들의 주파수 스펙트럼들 중 특정 주파수 스펙트럼들이 제거되고, 제거된 특정 주파수 스펙트럼들을 대신하여 파일럿들이 배치된다고 가정한다. 이러한 경우, 파일럿들이 배치된 후 시간 영역으로의 변환을 통하여 만들어진 전송 신호는 제거된 주파수 스펙트럼들로 인하여 원래의 데이터들을 가지고 시간 영역으로의 변환을 통하여 만들어진 전송 신호가 왜곡된 것일 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터들의 주파수 스펙트럼들에 추가적으로 파일럿들이 배치되는 경우, 전송되는 데이터들의 개수가 감소하므로 주파수 효율이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 주파수 효율을 감소시키지 않고, 신호의 왜곡을 줄일 필요가 있다.
파일럿의 위치 결정 방법
1) 기본적인 방법
전송 길이 N을 갖는 하나의 블록에 포함되는 시간 영역에서의 데이터들을
Figure 112014086056598-pat00003
이며,
Figure 112014086056598-pat00004
은 이산 푸리에 변환을 통해 주파수 스펙트럼들인
Figure 112014086056598-pat00053
로 변환될 수 있다. 그리고,
Figure 112014086056598-pat00006
들 각각은 미리 정해진 주파수 간격을 가지고 배치될 수 있다.
여기서, 하기 수학식 2에 기재된 바와 같이
Figure 112014077114616-pat00007
및
Figure 112014077114616-pat00008
을 정의한다.
Figure 112014077114616-pat00009
여기서, 데이터들의 주파수 스펙트럼들 중
Figure 112014077114616-pat00010
의 위치에 대응하는 주파수 스펙트럼들(
Figure 112014077114616-pat00011
)이 제거된 신호에 대한 시간 영역 신호를
Figure 112014077114616-pat00012
이라고 가정한다. 이 때, 원래의 신호와 실제로 전송되는 신호 사이의 왜곡 파워는 하기 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00013
따라서, Np개의 파일럿들 중 첫 번째 파일럿의 위치는 하기 수학식 4를 통해 결정될 수 있다. 첫 번째 파일럿의 위치가 결정되는 경우 인접한 파일럿들의 주파수 간격을 M이므로, Np개의 파일럿들 모두의 위치가 결정될 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00014
파일럿들의 위치가 결정된 후, 결정된 위치에 상응하는 데이터의 주파수 스펙트럼들 대신에 파일럿들이 배치될 수 있다. 결국, 전송 신호(X)의 주파수 영역에서의 표현은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00015
상기 수학식 5를 참조하면,
Figure 112014077114616-pat00016
,
Figure 112014077114616-pat00017
가 제거되었으며, 대신에 C0가 및 C1가 삽입되었음을 알 수 있다.
또한, X는 이산 푸리에 역변환을 통하여
Figure 112014077114616-pat00018
로 변환될 수 있다. 결국,
Figure 112014077114616-pat00019
는
Figure 112014077114616-pat00020
의 왜곡 파워를 최소화하면서도 파일럿들을 포함하는 신호임을 알 수 있다.
2) cyclic shift
X에 포함된 성분들은 do 만큼 왼쪽으로 순환 이동(left cyclic shift)되어 X는 X2로 변환될 수 있다. 즉, X2는 하기 수학식 6와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00021
즉, C0가 X2의 첫 번째 주파수 성분이 되도록 X는 순환 이동될 수 있다. 이러한 경우, 수신기는 X가 얼마만큼, 어느 방향으로 순환 이동되었는지를 파악함으로써, 파일럿들을 검출할 수 있다. 다만, C0가 반드시 X2의 첫 번째 주파수 성분일 필요는 없으며, C0의 X2에서의 위치는 설정 방식에 달려 있다.
파일럿의 검출
송신기(110)는 상술한 방법에 따라 파일럿들의 삽입하고, 시간 영역의 전송 신호를 수신기(120)로 전송한다. 이 때, 수신기(120)는 채널을 추정하고, 주파수 영역 등화를 수행하기 위해서는 파일럿들을 검출해야 한다.
1) 송신기(110)가 기본적인 방법에 따라 파일럿들을 배치하고, X를 송신한 경우
수신기(120)는 주파수 영역에서 파일럿들의 위치를 파악해야 한다. 물론, 송신기(110)가 do와 관련된 정보를 수신기(120)로 전송하는 경우, 수신기(120)는 do와 관련된 정보를 기초로 주파수 영역에서 파일럿들의 위치를 파악할 수 있다. 다만, 수신기(120)는 do와 관련된 정보 없이도 주파수 영역에서 파일럿들의 위치를 파악할 수 있다.
수신기(120)에 의해 수신된 신호의 주파수 표현은 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00022
여기서, Hk는 k 번째 반송파의 채널 주파수 응답이며, Vk는 평균이 0인 부가 백색 가우시안 잡음(zero-mean complex additive white Gaussian noise)이다. 여기서, 하기 수학식 8을 정의한다.
Figure 112014077114616-pat00023
Figure 112014077114616-pat00024

이 때, 하기 수학식 8의
Figure 112014077114616-pat00025
는 시간 영역에서 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00026
m=do인 경우, 수신기는 제대로 주파수 영역에서 채널 추정을 수행한 것이며, m=do이 아닌 경우, 제대로 채널 추정을 수행하지 못한 것이다. 그리고, central limit theorem에 의해 하기 수학식 10이 표현될 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00027
여기서,
Figure 112014077114616-pat00028
의 평균은 0이고, 분산이
Figure 112014077114616-pat00029
이다.
수신기(120)는
Figure 112014077114616-pat00030
각각의 진폭의 분산을 기초로 파일럿의 위치를 파악할 수 있다. 이 때, 수신기(120)는 하기 수학식 11을 이용하여 do를 추정할 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00031
상술한 바와 같이, 수신기(120)는 do를 추정하고, 파일럿들의 위치를 파악할 수 있다. 그리고, 수신기(120)는 파일럿들을 기초로 채널을 추정할 수 있으며, 추정된 채널을 이용하여 주파수 영역에서 등화를 수행할 수 있다.
2) 송신기(110)가 X2를 전송한 경우
송신기(110)가 X2를 전송한 경우, 수신기(120)는 X2의 첫 번째 주파수 성분이 C0임을 알 수 있다. 다만, X2에 포함된 데이터들의 주파수 스펙트럼들이 do 만큼 순환 이동되었으므로, 수신기(120)는 do를 파악하고, 수신된 신호를 X2에 포함된 데이터들의 순환 이동 방향과 반대 방향으로 do만큼 순환 이동시켜야 데이터들을 제대로 검출할 수 있다.
수신기(120)에 의해 주파수 영역에서 등화가 수행된 신호는 하기 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00032
주파수 영역에서 '순환 이동'은 시간 영역에서 '위상 변환'에 대응된다. 즉, Yk에 대응하는 시간 영역 신호(yn)를 기초로 하기 수학식 13과 같이 do가 추정될 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00033
결국, 상기 13을 통해 do가 추정될 수 있으며, 추정된 do를 기초로 데이터들의 주파수 스펙트럼들이 얼마만큼 순환 이동되었는지를 파악할 수 있으며, 그에 따라 데이터들이 시간 영역에서 제대로 검출될 수 있다.
왜곡된 신호의 복원
본 발명의 일실시예에 따른 수신기(120)는 반복적 검출 기법에 따라 데이터들을 검출할 수 있다. 즉, 파일럿들을 삽입하기 위하여 제거된 주파수 스펙트럼들로 인하여 시간 영역에서 검출된 데이터들은 다소 왜곡된 것일 수 있다. 다만, 수신기(120)는 시간 영역에서 검출된 데이터들을 이용하여 파일럿들을 삽입하기 위하여 제거된 주파수 스펙트럼들을 복원할 수 있으며, 다시 시간 영역에서 데이터들을 검출하기 위해 복원된 주파수 스펙트럼들을 사용할 수 있다. 수신기(120)는 상술한 과정을 반복적으로 수행하여 파일럿들을 삽입하기 위하여 제거된 주파수 스펙트럼들을 복원할 수 있다.
이 때, 수신기(120)의 동작을 간단하게 하기 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014077114616-pat00034
i가 0인 경우,
Figure 112014077114616-pat00035
는 주파수 영역에서의 등화가 수행된 이후의 신호이며, i가 0보다 큰 경우,
Figure 112014077114616-pat00036
는 복원된 신호의 주파수 영역에서의 표현이다. 그리고,
Figure 112014077114616-pat00037
는 반복 횟수가 i-1 번째 일 때, 시간 영역에서 데이터들이 결정된 후, 결정된 데이터들이 주파수 영역의 신호로 변환된 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 송신기를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 송신기는 데이터 변조부(210), 이산 푸리에 변환기(DFT, 220), 파일럿 위치 결정부(230), 파일럿 삽입부(240), 이산 푸리에 역변환기(IDFT, 250)를 포함한다.
데이터 변조부(210)는 정보 비트들을 다양한 변조 방식에 따라 변조한다. 데이터 변조부(210)의 출력을 데이터들 {sn}이라고 한다.
또한, DFT(220)는 데이터들 {sn}을 주파수 스펙트럼들인 {Sk}로 변환한다.
또한, 파일럿 위치 결정부(230)는 데이터들의 주파수 스펙트럼들 {Sk}을 기초로 주파수 영역에서 파일럿들 {Ck}의 삽입 위치를 결정한다. 특히, 파일럿 위치 결정부(230)는 상술한 바와 같이 데이터들의 왜곡 파워를 계산하고, 계산된 왜곡 파워가 최소가 되도록 파일럿들의 삽입 위치를 결정할 수 있다. 이 때, 파일럿들 사이의 주파수 간격은 일정하므로, 파일럿 위치 결정부(230)는 첫 번째 파일럿의 위치인 do를 결정함으로써, 모든 파일럿들의 위치를 결정할 수 있다.
또한, 파일럿 삽입부(240)는 do 및 {X'k}를 파일럿 위치 결정부(230)로부터 제공받는다. 그리고, 파일럿 삽입부(240)는 데이터들의 주파수 스펙트럼들 중 파일럿 들의 삽입 위치에 대응하는 주파수 스펙트럼들을 제거한 후, 파일럿들 {Ck}을 데이터들의 주파수 스펙트럼들 {X'k} 사이에 삽입한다. 데이터들의 주파수 스펙트럼들 {X'k} 사이에 파일럿들 {Ck}이 삽입되면 {Xk}가 생성된다.
또한, IDFT(250)는 {Xk}를 시간 영역의 신호인 {xn}으로 변환한다. 그리고, {xn}은 안테나를 통하여 수신기로 전송된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기는 신호 수신부(310), 제1 DFT(320), 채널 추정기(330), 주파수 영역 등화기(340), IDFT(350), 결정기(360), 제2 DFT(370) 및 덧셈기(380)를 포함한다.
송신기가 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 순환 이동하지 않고, 데이터들의 주파수 스펙트럼들 사이에 파일럿들을 삽입하여 생성된 신호를 전송하였다고 가정한다.
신호 수신부(310)는 송신기로부터 채널을 통하여 전송된 신호를 수신한다.
또한, 제1 DFT(320)는 수신된 신호를 주파수 영역의 제1 신호로 변환한다. 여기서, 제1 신호는 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 파일럿들을 포함한다. 여기서, 파일럿들은 원래 전송하고자 했던 데이터들의 주파수 스펙트럼들 중 일부의 주파수 스펙트럼들의 위치에 존재하지만, 그 일부의 주파수 스펙트럼들은 제1 신호에 포함되지 않는다. 그러나, 그 일부의 주파수 스펙트럼들은 본 발명의 반복적 검출 기법에 따라 복원될 수 있다.
채널 추정기(330)는 파일럿들에 의해 계산되는 채널 주파수 응답과 데이터들에 의해 계산되는 채널 주파수 응답을 비교하여 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들의 위치와 대비되는 상기 파일럿들의 위치를 파악한다. 그리고, 채널 추정기(330)는 파악된 파일럿들의 위치를 기초로 파일럿들을 검출하고, 채널의 주파수 응답을 추정한다.
주파수 영역 등화기(340)는 추정된 채널의 주파수 응답을 기초로 제1 신호에 대해 주파수 영역에서 등화를 수행한다.
또한, 도 3에 도시되지 아니하였으나, 검출기는 반복적 검출 기법을 이용하여 시간 영역에서 데이터들을 검출한다. 이 때, 검출기는 IDFT(350), 결정기(360), 제2 DFT(370) 및 덧셈기(380)를 포함한다.
반복 횟수 i 가 0인 경우, IDFT(350)는
Figure 112014077114616-pat00038
를 시간 영역 신호인
Figure 112014077114616-pat00039
로 변환한다.
또한, 결정기(360)는 최대 우도 검출 기법 등을 이용하여
Figure 112014077114616-pat00040
에 대한 결정(decision)을 수행한다.
또한, 제2 DFT(370)는 결정된
Figure 112014077114616-pat00041
을 다시 주파수 영역의 신호인
Figure 112014077114616-pat00042
로 변환한다.
또한, 덧셈기(380)는
Figure 112014077114616-pat00043
과 주파수 영역 등화기(340)의 출력을 더한 신호로서 새로운
Figure 112014077114616-pat00044
를 IDFT(350)으로 제공한다.
결국, IDFT(350), 결정기(360), 제2 DFT(370) 및 덧셈기(380)를 포함하는 검출기는 검출 과정을 미리 정해진 횟수만큼 반복함으로써 제거된 데이터들의 주파수 스펙트럼들로 인해 손상된 신호를 복원할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기는 데이터 변조부(410), 이산 푸리에 변환기(DFT, 420), 파일럿 위치 결정부(430), 파일럿 삽입부(440), 순환 이동기(450) 및 이산 푸리에 역변환기(IDFT, 460)를 포함한다.
데이터 변조부(410), 이산 푸리에 변환기(DFT, 420), 파일럿 위치 결정부(430), 파일럿 삽입부(440) 및 이산 푸리에 역변환기(IDFT, 460)의 동작에 대해서는 도 2와 관련하여 설명한 사항과 동일하다.
순환 이동기(450)는 주파수 영역에서 do만큼 파일럿 삽입부(440)의 출력을 왼쪽으로 순환 이동시킨다. 결국, 순환 이동기(450)의 출력 {Xk}의 첫 번째 성분은 첫 번째 파일럿이 된다.
이 때, 수신기는 {Xk}의 첫 번째 성분이 첫 번째 파일럿이라는 사실을 알고 있으므로, 별도로 파일럿들의 위치를 파악하기 위한 동작을 할 필요가 없다. 다만, 수신기는 do를 파악함으로써 얼마만큼 데이터들의 주파수 스펙트럼들이 순환 이동된 것인지를 파악할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 수신기는 신호 수신부(511), 제1 DFT(512), 채널 추정 및 주파수 영역 등화기(513), 제1 IDFT(514), 순환 이동 판단부(515), 위상 변환기(516), 순환 역 이동기(517), 덧셈기(518), 제2 IDFT(519), 제2 DFT(520), 결정기(521)를 포함한다.
신호 수신부(511)는 송신기로부터 채널을 통하여 전송된 신호를 수신한다.
또한, 제1 DFT(512)는 상기 수신된 신호를 주파수 영역의 제1 신호({RK})로 변환한다. 이 때, 제1 신호는 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 파일럿들을 포함하고, 파일럿들 중 적어도 하나의 대상 파일럿은 미리 정해진 위치에 존재하도록 상기 데이터 주파수 스펙트럼들 및 상기 파일럿들은 순환 이동된 것이다. 여기서, 설명의 편의를 위해 대상 파일럿은 파일럿들 중 첫 번째 파일럿이며, 미리 정해진 위치는 제1 신호의 첫 번째 주파수 성분의 위치라고 가정한다.
또한, 주파수 영역 등화기(513)는 파일럿들을 기초로 채널을 추정하고, 추정된 채널에 따라 제1 신호({RK})를 주파수 영역에서 등화한다. 여기서, 주파수 영역 등화기(513)의 출력은 {YK}이다.
제1 IDFT(514)는 주파수 영역 등화기(513)의 출력인 {YK}을 시간 영역 신호인 {yn}로 변환한다.
또한, 순환 이동 판단부(515)는 제1 IDFT(514)의 출력을 기초로 얼마만큼 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 파일럿들이 순환 이동되었는지를 판단한다. 여기서, 미리 정해진 위치는 제1 신호의 첫 번째 주파수 성분의 위치라고 가정하였으므로, 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 파일럿들은 dO만큼 왼쪽으로 이동하였음을 알 수 있다.
위상 변환기(516)는 상기 순환 이동 판단부(515)의 판단 결과를 기초로 상기 제1 IDFT(514)의 출력의 위상을 변화시킨다. 왜냐 하면, 주파수 영역에서 '순환 이동'은 시간 영역에서 '위상 변환'에 대응되기 때문이다.
그리고, 반복 횟수인 i가 0인 경우, 결정기(521)는 상기 위상 변환기(516)의 출력을 가지고 상기 데이터들에 대한 결정을 수행한다. 이 때, 원래의 데이터들의 주파수 스펙트럼들 중 일부가 제거되었으므로, 결정이 수행된 데이터들에는 다소 손상이 있을 수 있다. 그러나, 이러한 손상은 반복 횟수인 i가 증가함에 따라 복원될 수 있다.
즉, 순환 역 이동기(517)는 {YK}를 dO만큼 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 파일럿들의 순환 이동 방향과 반대 방향으로 순환 이동한다. 예를 들어, 주파수 스펙트럼들 및 파일럿들의 순환 이동 방향이 왼쪽 순환 이동인 경우, 순환 역 이동기(517)는 오른쪽으로 {YK}를 dO만큼 순환 이동한다.
그리고, 제2 DFT는 결정기(521)의 출력인
Figure 112014077114616-pat00045
을 다시 주파수 영역의 신호로 재변환한다.
또한, 덧셈기(518)는 순환 역 이동기(517)의 출력과 제2 DFT(520)의 출력을 더한 신호인
Figure 112014077114616-pat00046
를 제2 DFT(519)로 제공한다.
또한, 제2 DFT(519)는 자신의 출력을 결정기(521)로 다시 제공하며, 결정기(521)는 데이터들의 손상된 부분을 복원한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법은 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 기초로 주파수 영역에서 파일럿들의 삽입 위치를 결정한다(S610).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법은 상기 결정된 파일럿들의 삽입 위치에 따라 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 사이에 상기 파일럿들을 삽입한다(S620).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법은 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 상기 삽입된 파일럿들을 시간 영역 신호로 변환한다(S630).
또한, 도 6에 도시되지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법은 상기 파일럿들 중 적어도 하나의 대상 파일럿이 미리 정해진 위치에 존재하도록, 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 상기 삽입된 파일럿들을 순환 이동(cyclic shift)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 기초로 주파수 영역에서 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 파일럿 위치 결정부; 및
    상기 결정된 파일럿들의 삽입 위치에 따라 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 사이에 상기 파일럿들을 삽입하는 파일럿 삽입부
    를 포함하고,
    상기 파일럿 위치 결정부는
    상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 기초로 상기 파일럿들이 삽입된 경우에 대한 상기 데이터들의 왜곡 파워가 최소가 되도록 상기 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 송신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 위치 결정부는
    상기 파일럿들이 삽입된 경우에 대한 상기 데이터들의 왜곡(distortion) 파워를 기초로 상기 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 송신기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 위치 결정부는
    미리 정해진 주파수 간격을 두어 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 추출하고, 상기 추출된 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 기초로 상기 데이터들의 왜곡 파워가 최소가 되도록 상기 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 송신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 삽입부는
    상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 중 상기 결정된 파일럿들의 삽입 위치에 대응하는 제거 대상 스펙트럼들을 제거하고, 상기 결정된 파일럿들의 삽입 위치에 따라 상기 파일럿들을 삽입하는 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 송신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 삽입부는
    미리 결정된 주파수 간격을 두어 상기 결정된 삽입 위치에 따라 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 사이에 상기 파일럿들을 삽입하는 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 송신기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 상기 삽입된 파일럿들을 시간 영역 신호로 변환하는 이산 푸리에 역변환기(Inverse Discrete Fourier Transformer, IDFT)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 송신기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿들 중 적어도 하나의 대상 파일럿이 미리 정해진 위치에 존재하도록, 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 상기 삽입된 파일럿들을 순환 이동(cyclic shift)하는 순환 이동기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 송신기.
  9. 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 기초로 주파수 영역에서 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 파일럿들의 삽입 위치에 따라 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 사이에 상기 파일럿들을 삽입하는 단계
    를 포함하고,
    상기 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 단계는
    상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들을 기초로 상기 파일럿들이 삽입된 경우에 대한 상기 데이터들의 왜곡 파워를 계산하고, 상기 계산된 왜곡 파워가 최소가 되도록 상기 파일럿들의 삽입 위치를 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 파일럿들 중 적어도 하나의 대상 파일럿이 미리 정해진 위치에 존재하도록, 상기 데이터들의 주파수 스펙트럼들 및 상기 삽입된 파일럿들을 순환 이동(cyclic shift)하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 영역 등화를 위한 신호 송신 방법.
  12. 제9항 및 제11항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.

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