KR101633887B1 - 다중 시그널링을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 위상신호 인덱스 검출 장치 및 방법 - Google Patents

다중 시그널링을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 위상신호 인덱스 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 다중 시그널링을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 장치는 파일럿 데이터가 실려 있는 파일럿 부반송파를 채널 추정에 사용하는 제1 파일럿 부반송파 및 위상신호 인덱스 검출에 사용하는 제2 파일럿 부반송파로 분리하고, 제2 파일럿 부반송파에 기 정의된 직교부호(Orthogonal Sequence)를 곱하여 전송하는 전송단 및 수신된 제2 파일럿 부반송파에 포함된 파일럿 데이터 및 직교부호간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출하는 수신단을 포함한다.

Description

다중 시그널링을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 위상신호 인덱스 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PHASE SEQUENCE INDEX DETECTING OF ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING SYSYEMS USING MULTIPLE SIGNALING}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 다중 시그널링을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 위상신호 인덱스를 검출하기 위한 기술이다.
직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템은 넓은 대역의 단일 반송파 대신 서로 직교성을 가지는 여러 부반송파를 이용하여 데이터를 병렬로 보내는 전송 기법이다. 직교 주파수 분할 다중 시스템에서는 수신측에서 채널 환경에 따른 왜곡 보상을 필요로 하며, 이를 위해 수신측에서는 파일럿 데이터(파일럿 신호)를 통해 변화하는 채널을 지속적으로 추적한다.
직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템에서 첨두 전력 대 평균전력비(Peak to average power ratio, PAPR)를 줄이기 위한 방법으로 다중 시그널링(Multiple Signaling)에 기반한 방식이 자주 사용된다. 다중 시그널링 방식이란 U개의 위상신호(Phase Sequence)로 구성된 위상신호 집합을 정해 놓고, 원래 전송하고자 하는 OFDM 신호 각각에 위상신호를 곱하여 U개의 후보 신호(Candidate Signal)를 만들고, 이 중 PAPR이 가장 작은 후보 신호를 선택하여 전송하는 방식이다.
U개의 위상신호를 사용하는 다중 시그널링 방식의 경우, 수신단에서는 전송단에서 사용한 위상신호를 알아야 정확한 수신이 가능하다. 따라서, 전송단은 사용한 위상신호의 인덱스 값을 수신단에 전달해야 한다. 이러한 인덱스 값을 다중 시그널링 방식의 부가정보(Side Information)라고 한다. 하지만, 이와 같이 위상신호의 인덱스 값을 특정한 부반송파(Sub-carrier)에 실어 직접 전송하게 되면, OFDM 시스템의 주파수 효율성(Spectral Efficiency)이 떨어지게 되는 문제가 발생한다.
A.D.S. Jayalath and C. Tellambura, "SLM and PTS peak-power reduction of OFDM signals without side information," IEEE Trans. Wireless Commun., pp.2006-2013, Sep.2005. J. Park, E. Hong and D. Har, "Low Complexity Data Decoding for SLM-Based OFDM Systems without Side Information" IEEE Commun. Letters, pp. 611-613, June 2011.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 첨두 전력 대 평균전력비를 줄이기 위해 다중 시그널링 방식을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 주파수 효율성을 떨어뜨리는 위상신호 인덱스 값을 송신단에서 전송하지 않고 수신단에서 위상신호 인덱스를 검출할 수 있는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 장치는 파일럿 데이터가 실려 있는 파일럿 부반송파를 채널 추정에 사용하는 제1 파일럿 부반송파 및 위상신호 인덱스 검출에 사용하는 제2 파일럿 부반송파로 분리하고, 제2 파일럿 부반송파에 기 정의된 직교부호(Orthogonal Sequence)를 곱하여 전송하는 전송단 및 수신된 제2 파일럿 부반송파에 포함된 파일럿 데이터 및 직교부호간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출하는 수신단을 포함한다.
전송단은 제2 파일럿 부반송파의 개수와 동일한 길이를 갖는 직교부호 집합(Orthogonal Sequence Set)을 정의한다. 직교부호 집합내의 직교부호의 수는 위상신호의 수와 동일하게 하며, 직교부호간 상관관계 값(Correlation Value)은 모두 0이다. 그리고 위상신호 인덱스 값과 직교부호를 1대1 대응(1:1 Mapping) 시킨다. 그리고, 전송단은 위상신호 인덱스 검출의 정확성을 높이도록 제2 파일럿 부반송파의 개수를 위상신호의 개수보다 크게 할 수 있다. 또한, 전송단은 상기 제2 파일럿 부반송파의 개수가 2의 거듭제곱(Power of Two)인 경우 왈쉬 코드(Walsh Code)를 직교부호로 사용할 수 있다.
수신단은 파일럿 데이터에 직교부호를 적용하여 동기식 상관값을 계산하고, 계산 결과 값이 가장 큰 것을 선택하여 위상신호 인덱스를 검출한다.
본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 방법은 전송단에서 파일럿 데이터가 실려 있는 파일럿 부반송파를 채널 추정에 사용하는 제1 파일럿 부반송파 및 위상신호 인덱스 검출에 사용하는 제2 파일럿 부반송파로 분리한다. 그리고 전송단은 PAPR이 최소가 되도록 선택된 위상신호 인덱스 값에 대응되는 직교부호를 제2 파일럿 부반송파의 파일럿 데이터에 곱하여 전송한다.
전송단으로부터 제1 파일럿 부반송파 및 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파가 수신되면, 수신단에서는 제2 파일럿 부반송파에 포함된 파일럿 데이터와 직교부호간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출한다. 이 때, 수신단에서는 수신된 제2 파일럿 부반송파 신호와 직교부호 집합 내의 모든 직교부호와의 동기식 상관값을 계산하고, 계산 결과 값이 가장 큰 직교부호를 찾고 이 직교부호에 대응된 위상신호 인덱스 값을 검출한다.
본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치 및 방법은 위상신호 인덱스 검출에 직교부호를 도입하고 동기식 상관값에 기반하여 위상신호 인덱스를 검출함으로써 제2 파일럿 부반송파에 대한 채널 변화가 적은 환경에서 위상신호 인덱스 검출 성능을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치의 전송단(100)을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치의 수신단(200)을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치의 직교부호를 이용한 인덱스 검출 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인덱스 검출 장치를 선택사상 기법(SLM)을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템에 적용하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 위상신호 인덱스 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 및 단어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치는 다중 시그널링(Multiple Signaling)에 기반한 직교 주파수 분할 다중 시스템(OFDM)에서 전송단에서 사용된 위상신호의 인덱스 값을 포함하는 부가정보를 부반송파에 직접 실어 수신단으로 전송하지 않고 수신단 측에서 위상신호 인덱스를 검출하기 위한 발명이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치는 전송단(100) 및 수신단(200)을 포함한다.
본 발명에서 전송단(100)은 다중 시그널링 방식을 통해 수신단(200)으로 신호를 전달하는 과정에서, 위상신호의 인덱스를 전달하지 안는다. 전송단(100)은 파일럿 데이터를 포함하는 파일럿 부반송파를 제1 파일럿 부반송파 및 제2 파일럿 부반송파로 분리하고, 제2 파일럿 부반송파에 PAPR이 최소가 되도록 선택된 위상신호 인덱스 값에 대응되는 직교부호(직교 코드)를 곱하여(Multiplier) 수신단(200)으로 전달한다.
전송단(100)으로부터 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파(직교부호가 실린 제2 파일럿 부반송파)가 수신되면, 수신단(200)은 제2 파일럿 부반송파에 포함된 파일럿 데이터와 직교부호간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출한다.
본 발명에서는 PAPR을 줄이기 위해 다중 시그널링 방식을 이용하여 주파수 분할 다중 시스템에서 부가정보를 보내지 않을 경우, 수신단(200)에서 직교부호를 이용하여 위상신호의 인덱스를 검출하는 방법을 제시한다. 이와 같은 직교부호를 이용한 위상신호 인덱스 검출 과정은 선택사상기법(Selected Mapping, SLM) 및 부분 전송 수열(Partial Transmit Sequence, PTS) 방식 모두에 적용이 가능하다.
전송단(100) 및 수신단(200)의 세부 처리과정은 후술하는 도 2 및 도 3에서 구체적으로 설명하도록 한다. 그리고, 도 1과 후술하는 도 2 및 도 3은 설명의 편의를 위하여 본 발명의 위상신호 인덱스 검출 과정을 설명하기 위한 구성만을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 위상신호 인덱스 검출 장치의 전송단(100)을 나타내는 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전송단(100)은 부반송파 분리부(110), 직교부호 처리부(120) 및 송신부(130)를 포함한다.
부반송파 분리부(110)는 사전에 약속된 값의 파일럿 데이터가 실려 있는 파일럿 부반송파를 채널응답 추정을 위한 제1 파일럿 부반송파 및 위상신호 인덱스 검출에 사용할 제2 파일럿 부반송파로 분리한다. 파일럿 데이터(파일럿 신호)는 전송단(100)과 수신단(200) 사이에 사전에 약속된 값으로, 전송단(100)과 수신단(200) 모두 알고 있는 값으로서, 일반적으로 채널 추정(반송파 위상 동기화)를 위한 정보이다. 그리고, 파일럿 부반송파는 위와 같은 파일럿 데이터가 실리는 부반송파를 나타낸다. 제1 파일럿 부반송파의 인덱스 집합을 I p,1 으로 정의하고, 제2 파일럿 부반송파의 인덱스 집합을 I p,2 로 정의한다. 여기서, 파일럿 데이터가 실리는 파일럿 부반송파 전체의 인덱스 집합을 IP라 할 때, IP= I p,1 ∪I p,2 가 성립한다.
직교부호 처리부(120)는 직교부호 집합(Orthogonal Sequence Set)를 정의한다. 직교부호의 집합은 둘 이상의 직교부호로 이루어진 집합을 나타낸다. 직교부호 처리부(120)는 제2 파일럿 부반송파에 속하는 부반송파의 개수를 M이라 할 경우, 길이가 M인 직교부호를 U개 정의한다({Qi(m), m=0,1,--- ,M-1, and i=0,1, ---,U-1}). 여기서 직교부호 집합내의 직교부호는 서로 다른 부호 사이의 상관관계 값(Correlation Value)이 0이 되는 부호로서, 본 발명에서는 제2 파일럿 부반송파의 개수(M)과 동일한 길이를 갖는 직교부호를 위상신호 개수(U)만큼 정의한 것을 의미한다. 이와 같이, 직교부호 처리부(120)는 수학식 1을 통해 직교부호를 정의할 수 있다.
Figure 112015086420077-pat00001
직교부호 집합의 직교부호들은 서로간의 상관관계 값이 모두 0이어야 하며, 이를 수식으로 나타내면 수학식 1과 같다. 수학식 1에서 Qi(m), Qj(m)는 직교부호 집합내의 서로 다른 직교부호를 나타내며, 윗첨자 * 는 공액복소수(Complex Cojugate)를 나타낸다. 추가로, 직교부호 값의 크기도 위상신호와 동일하게 항상 1이 되도록 한다(즉, |Qi(m)|=1, for all i and m). 이와 같이 정의된 직교부호를 이용하여 위상신호 인덱스를 검출하기 위해, 위상신호 인덱스 값과 직교부호를 1대1 대응(1:1 Mapping) 시킨다.
일반적으로 위상신호 인덱스 검출의 정확성을 높이기 위해 제2 파일럿 부반송파에 속하는 부반송파의 개수(M)를 위상신호의 개수 및 직교부호의 개수(U) 보다 크게 결정할 수 있다. 그리고, M 값을 2의 거듭제곱(Power of Two)으로 할 경우에는 왈쉬 코드(Walsh Code)를 직교부호로 사용할 수 있다 또한, M값이 2의 거듭제곱이 아니고, U개의 직교부호를 찾기 힘든 경우에는 상관관계 값이 작은 직교부호를 부호(Sequence)를 선택할 수 있다.
그리고 직교부호 처리부(120)는 제2 파일럿 부반송파에 파일럿 데이터에 PAPR이 최소가 되도록 선택된 위상신호 인덱스 값에 대응되는 직교부호를 곱한다. 송신부(130)는 부반송파 분리부(110)에서 분리된 제1 파일럿 부반송파의 파일럿 데이터를 바로 전송한다. 즉, 송신부(130)는 제1 파일럿 부반송파의 파일럿 데이터에 위상신호를 곱하지 않고 전송한다. 그리고 송신부(130)는 직교부호 처리부(120)에서 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파를 전송한다.
제2 파일럿 부반송파의 인덱스 집합(I p,2 )에 속하는 인덱스 값(k∈I p,2 )을 오름차순으로 정렬했을 경우, 작은 값부터의 순서 s(k)는 다음과 같다. 일례로, M=4이고 I p,2 = {10,42,74,106}인 경우, s(10)=0, s(42)=1, s(74)=2, s(106)=3이다.
다중 시그널링을 사용하는 OFDM 시스템에서 PAPR이 최소가 되는 위상신호로 인덱스 값이 i o 인 신호 Pio(k)가 선택되었을 경우, 데이터 부반송파의 데이터에는 선택된 위상신호 Pio(k)가 곱해지고 제 1 파일럿 부반송파의 파일럿 데이터에는 채널 추정을 위하여 위상신호를 곱해지지 않으며, 제 2 파일럿 부반송파에는 선택된 위상신호 인덱스 값 i o 에 대응하는 직교부호 Qio(s(k))가 곱해져서 전송된다. 이를 수식으로 나타내면 아래의 수학식과 같다.
Figure 112015086420077-pat00002
수학식 2에서 I d 는 실제 정보 데이터가 실리는 데이터 부반송파(Data Sub-carrier)의 인덱스 집합을 나타내며, X(k)는 원래 전송하고자 하는 원본 데이터(original data)이고 X'(k)는 다중 시그널링을 사용하는 OFDM 시스템에서 실제로 전송되는 데이터를 나타내며, X'(k)가 IFFT 과정을 거쳐 전송된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치의 수신단(200)을 나타내는 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 수신단(200)은 수신부(210), 인덱스 검출부(220) 및 채널응답 추정부(230)를 포함한다.
수신부(210)는 전송단(100)의 송신부(130)로부터 제1 파일럿 부반송파 및 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파를 수신한다.
채널응답 추정부(230)는 제1 파일럿 부반송파를 사용하여 채널응답을 추정한다.
인덱스 검출부(220)는 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파에 실려오는 파일럿 데이터 및 직교부호간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출한다. 즉, 인덱스 검출부(220)는 직교부호를 통해 동기식 상관값을 계산하여 그 값이 가장 큰 것을 선택하는 방식이다.
Figure 112015086420077-pat00003
수학식 3에서, Y(k)는 수신단에서 FFT를 거친 출력신호를 나타내며
Figure 112015086420077-pat00004
은 제 1 파일럿 부반송파로부터 추정한 k번째 부반송파가 겪은 채널응답(Channel Response)의 추정치를 나타낸다. 그리고 여기서
Figure 112015086420077-pat00005
이므로, X(k)는 제 2 파일럿 부반송파에 실려오는 파일럿 데이터를 나타내며 수신단이 알고 있는 값이다. 정의된 직교부호 집합내의 모든 직교부호 {Qi(m), m=0,1,…,M-1, i=0,1,…,U-1}와의 동기식 상관값을 계산하고, 그 값이 최대가 되는 직교부호의 인덱스 값을 위상신호 인덱스 값의 추정치로 결정한다.
인덱스 검출부(220)는 수학식 2를 통해 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파에 실려오는 파일럿 데이터 및 직교부호간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출한다. 즉, 인덱스 검출부(220)는 동기식 합(Chherent Summation)을 먼저 한 다음에 제곱을 해주는 방식을 통해 위상신호 인덱스를 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치의 직교부호를 이용한 인덱스 검출 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치의 직교부호를 이용한 인덱스 검출 과정은 크게 전송단(100)에서의 처리 과정과 수신단(200)에서의 처리 과정으로 구분될 수 있다.
전송단(100)의 부반송파 분리부(110)는 파일럿 부반송파를 채널응답 추정을 위한 제1 파일럿 부반송파 및 위상신호 인덱스 검출에 사용할 제2 파일럿 부반송파로 분리한다(S401). 제1 파일럿 부반송파 및 제2 파일럿 부반송파는 각각 파일럿 데이터를 포함한다. 여기서 파일럿 데이터는 전송단(100)과 수신단(200) 사이에 사전에 약속된 값으로, 전송단(100)과 수신단(200) 모두 사전에 인지하고 있는 값을 나타낸다. 그리고, 부반송파 분리부(110)는 제2 파일럿 부반송파를 송신부(130)로 전달(S402)하고, 제2 파일럿 부반송파를 직교부호 처리부(120)로 전달한다(S403).
제2 파일럿 부반송파를 수신한 직교부호 처리부(120)는 직교부호 집합(Orthogonal Sequence Set)을 정의한다(S404). 직교부호 처리부(120)는 제2 파일럿 부반송파에 속하는 부반송파의 개수와 동일한 길이를 가지는 하나 이상의 직교부호를 정의하여 직교부호 집합을 형성할 수 있다. 여기서 직교부호 집합내의 직교부호는 서로 다른 부호 사이의 상관관계 값(Correlation Value)이 0이 되는 부호를 의미한다.
그리고 직교부호 처리부(120)는 제2 파일럿 부반송파에 PAPR이 최소가 되도록 선택된 위상신호의 인덱스에 대응하는 직교부호를 곱한다(S405). 이를 통해 직교부호 처리부(120)는 제2 파일럿 부반송파에 위상신호 대신 S404 단계에서 정의된 직교부호를 싣는다. 다음으로 직교부호 처리부(120)는 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파를 송신부(130)로 전달한다(S406).
송신부(130)는 부반송파 분리부(110)로부터 수신된 제1 파일럿 부반송파 및 직교부호 처리부(120)로부터 수신된 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파를 수신단(200)으로 전달한다(S407).
수신단(200)의 수신부(210)는 전송단(100)으로부터 수신된 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파를 인덱스 검출부(220)로 전달한다(S408). 인덱스 검출부(220)는 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파에 실려오는 파일럿 데이터 및 직교부호간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출한다(S409). 인덱스 검출부(220)는 직교부호 집합내의 모든 직교부호와 동기식 상관값을 계산하여 그 값이 가장 큰 것을 선택하는 방식을 통해 위상신호 인덱스에 대한 부가정보 없이 위상신호 인덱스를 검출할 수 있다.
다음으로 수신부(210)는 전송단(100)으로부터 수신된 제1 파일럿 부반송파를 채널응답 추정부(230)로 전달한다(S410). 그리고, 채널응답 추정부(230)는 제1 파일럿 부반송파를 사용하여 채널응답을 추정한다(S411). 채널응답 추정부(230)는 제1 파일럿 부반송파에 포함된 파일럿 데이터에 기초하여 채널을 추정한다. 채널응답 추정부(230)에서 채널응답을 추정하는 과정은 적응적 방법 및 비 적응적 방법을 포함하는 다양한 방법이 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 인덱스 검출 장치를 선택사상 기법(SLM)을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템에 적용하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 인덱스 검출 장치는 선택사상 기법(SLM)을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템에 적용될 수 있다. 선택사상 기법은 주파수 분할 다중 시스템의 전송단에서 N-Point IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하기 이전 신호에 위상신호를 곱하는 방식이다. 선택사상 기법을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 PAPR이 최소가 되는 위상신호로 인덱스 값이 i o 인 신호 Pio(k)가 선택되었을 경우, 수신단에서 N-Point FFT(Fast Fourier Transform)를 거친 출력 신호는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015086420077-pat00006
수학식 4에서 k는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 부반송파 인덱스이며, H(k)는 k번- 부반송파가 겪은 채널응답이며, X'(k)는 전송단에서 k번째 부반송파에 실제로 실리는 데이터 값을 나타낸다. 그리고,
Figure 112015086420077-pat00007
는 k번째 부반송파가 겪은 백색 가산성 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise, AWGN)을 나타낸다. 추가로 위상신호 값들은 수학식 5와 같이 크기가 항상 1이다.
Figure 112015086420077-pat00008
직교 주파수 분할 다중 시스템에서 선택사상 기법 방식을 사용하고 부가정보를 수신단으로 전송해 주지 않는 경우(즉 i 0 값을 전송단에서 송신하지 않는 경우), 전송단 및 수신단은 도 4에 기재된 위상신호 인덱스 검출 방법을 사용하여 위상신호 인덱스를 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 PAPR을 줄이기 위해 다중 시그널링 방식을 사용하여 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 부가 정보를 보내지 않을 경우, 수신단에서 위상신호 인덱스를 검출하는 방식을 제안한다. 동기식 합에 기반하여 위상신호 인덱스를 검출하기 위해 직교부호를 사용하였으며, 새로운 위상신호 검출 기준(Detection Criterion)을 제안한다. 도 5의 일례에서는 선택사상 기법을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 부분 전송 수열(Partial Transmit Sequence, PTS) 방식에도 적용이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 위상신호 인덱스 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 시스템의 위상신호 인덱스 검출 방법은 먼저, 직교 주파수 분할 다중 시스템의 위상신호 인덱스 검출 장치의 전송단은 제1 및 제2 파일럿 부반송파를 분리한다(S601). 그리고, 전송단은 제2 파일럿 부반송파의 개수를 고려하여 직교부호를 정의한다(S602). 전송단은 제2 파일럿 부반송파에 속하는 부반송파의 개수와 동일한 길이를 가지는 직교부호를 정의한다. 그리고 전송단은 제2 파일럿 부반송파에 정의된 직교부호를 곱하여(S603) 제2 파일럿 부반송파에 위상신호 대신 정의된 직교부호를 실어 제1 파일럿 부반송파와 함께 수신단으로 송신한다(S604).
전송단으로부터 제1 파일럿 부반송파 및 직교부호가 곱해진 제2 파일럿 부반송파가 수신되면, 수신단은 제2 파일럿 부반송파에 포함된 파일럿 데이터 및 직교 부호를 통해 위상신호 인덱스를 검출한다(S605). 수신단은 직교부호를 통해 동기식 상관값을 계산하여 그 값이 가장 큰 것을 선택하는 방식을 통해 위상신호 인덱스에 대한 부가정보 없이 위상신호 인덱스를 검출할 수 있다. 다음으로 수신단은 제1 파일럿 부반송파를 사용하여 채널응답을 추정한다(S606). 수신단에서 채널응답을 추정하는 과정은 적응적 방법 및 비 적응적 방법을 포함하는 다양한 방법이 적용될 수 있다.
이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100: 전송단 110: 부반송파 분리부
120: 직교부호 처리부 130: 송신부
200: 수신단 210: 수신부
220: 인덱스 검출부 230: 채널응답 추정부

Claims (9)

  1. 파일럿 데이터가 실려 있는 파일럿 부반송파를 채널 추정에 사용하는 제1 파일럿 부반송파 및 위상신호 인덱스 검출에 사용하는 제2 파일럿 부반송파로 분리하고, 상기 제2 파일럿 부반송파에 기 정의된 직교부호(Orthogonal Sequence)를 곱하여 전송하는 전송단; 및
    수신된 상기 제2 파일럿 부반송파에 포함된 상기 파일럿 데이터 및 상기 직교부호 간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출하는 수신단;
    을 포함하며,
    상기 수신단은
    상기 파일럿 데이터에 상기 직교부호를 적용하여 동기식 상관값을 계산하고, 계산 결과 값이 가장 큰 것을 선택하여 위상신호 인덱스를 검출하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송단은,
    상기 제2 파일럿 부반송파의 개수와 동일한 길이를 가지며 부호 간의 상관관계 값(Correlation Value)이 0이 되는 직교부호로 구성된 직교부호 집합을 정의하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전송단은,
    위상신호 인덱스 검출의 정확성을 높이도록 상기 제2 파일럿 부반송파의 개수를 위상신호의 개수보다 크게 하고, 상기 제2 파일럿 부반송파의 개수가 2의 거듭제곱(Power of Two)인 경우 왈쉬 코드(Walsh Code)를 사용하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 장치.
  4. 삭제
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수신단은
    Figure 112016050861258-pat00009
    에 의해 위상신호 인덱스를 산출하며,
    상기 Y(k)는 수신단에서 FFT를 거친 출력신호를 나타내고,
    Figure 112016050861258-pat00010
    은 제 1 파일럿 부반송파로부터 추정한 k번째 부반송파가 겪은 채널응답(Channel Response)의 추정치를 나타내며, {X(k), k∈I p,2}는 제2 파일럿 부반송파에 실려오는 파일럿 데이터를 나타내며, Qi(s(k))는 직교부호를 나타내는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전송단은 제2 파일럿 부반송파에 PAPR이 최소가 되도록 선택된 위상신호의 인덱스에 대응하는 직교부호를 곱하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 장치.
  7. 직교 주파수 분할 다중 시스템의 전송단 및 수신단 사이의 인덱스 검출 방법에 있어서,
    상기 전송단에서 파일럿 데이터가 실려 있는 파일럿 부반송파를 채널 추정에 사용하는 제1 파일럿 부반송파 및 위상신호 인덱스 검출에 사용하는 제2 파일럿 부반송파로 분리하는 단계;
    상기 전송단에서 상기 제2 파일럿 부반송파에 기 정의된 직교부호(Orthogonal Sequence)를 곱하여 전송하는 단계; 및
    상기 수신단에서 수신된 상기 제2 파일럿 부반송파에 포함된 상기 파일럿 데이터 및 상기 직교부호 간의 직교성을 이용하여 위상신호 인덱스를 검출하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 위상신호 인덱스를 검출하는 단계는,
    상기 파일럿 데이터에 상기 직교부호를 적용하여 동기식 상관값을 계산하고, 계산 결과 값이 가장 큰 것을 선택하여 위상신호 인덱스를 검출하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 파일럿 부반송파의 개수와 동일한 길이를 가지며 부호 간의 상관관계 값(Correlation Value)이 0이 되는 직교부호로 구성된 직교부호 집합을 정의하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 주파수 분할 다중 시스템의 송수신 방법.
  9. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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