KR101727088B1 - 압축 센싱에 기초한 ofdm 변조-복조 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

압축 센싱에 기초한 OFDM 신호 변조 방법이 제공되며, 본 방법은 샘플링에서 수신기의 주기 구형파 신호의 Tnyq를 포함하는 수신기의 복조 파라미터를 획득하는 단계 - Tnyq는 주기 구형파 신호에서 하이레벨 또는 로레벨을 유지하기 위한 최소 시간슬롯 길이임 -; OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 OFDM 변조를 수행하고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하는 단계 - Ts는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이고, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수임 -; OFDM 기저대역 신호에 대한 상향-변환 처리를 수행하고, 처리된 신호를 수신기에게 전송하는 단계를 포함한다. 또한, 복조 방법, 장치 및 시스템이 제공된다.

Description

압축 센싱에 기초한 OFDM 변조-복조 방법, 장치 및 시스템{OFDM SIGNAL MODULATION-DEMODULATION METHOD, DEVICE AND SYSTEM BASED ON COMPRESSED SENSING}
본 발명은 통신 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 압축 센싱(compressive sensing)에 기초하여 OFDM 신호를 복조하고 변조하기 위한 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
종래 기술에서, 무선 통신에서의 신호의 획득 및 처리는 샘플링, 압축, 전송 및 압축해제의 네 단계로 수행된다. 실제로, 신호가 압축 가능한 경우, 샘플링과 압축이 한 단계로 통합되는 것이 고려될 수 있다. 2006년에 Candes에 의해 증명된 바와 같이, 신호가 신호의 푸리에 변환 계수(Fourier transform coefficient)의 일부로부터 정확하게 재구성될 수 있으며, 이것이 압축 센싱에 대한 이론적인 기초이다.
압축 감지 알고리즘의 과정은
Figure 112015122397699-pct00001
에 의해 표현될 수 있다.
Figure 112015122397699-pct00002
이 가정되며, 이 때 s는 원 신호(original signal)이고 N 항(N item)의 열 벡터(column vector)이며, s는 희소 표현(spare representation)을 갖는다. 즉,
Figure 112015122397699-pct00003
에 대한 직교 변환 후에,
Figure 112015122397699-pct00004
가 미지 위치(unknown location)의 0이 아닌 항(non-zero item)인 K(<<N)를 갖는다. y는 선형 측정치이며 M 항(M<<N, M>2K)의 열 벡터이고,
Figure 112015122397699-pct00005
는 M 행과 N 열의 측정(투영) 매트릭스이다. 원 신호 s의 정확한 재구성 조건은 다음과 같다. 제한 조건
Figure 112015122397699-pct00006
하에서, 0이 아닌 요소(non-zero element)의 최소 수 x가 찾아지고, 그 후
Figure 112015122397699-pct00007
가 유도되며, 이 때
Figure 112015122397699-pct00008
는 센싱 매트릭스로써 참조된다.
압축 센싱에 기초한 재구성 알고리즘은 측정치와 측정 매트릭스에 기초하여 원 신호를 재구성할 것이다. 재구성 알고리즘의 과정은 상기한 최소
Figure 112015122397699-pct00009
놈(norm) 최적화 문제로 변환되며, 이것은 NP-하드(hard) 문제이고 0이 아닌 x'의 무한 가능 조합 모두를 소진할 필요가 있으므로, 해결이 불가능하다. 산업 분야에서, 최소
Figure 112015122397699-pct00010
놈 방법, 매칭 추구 방법(matching pursuit method) 등을 포함하는 차선의 해결수단을 찾기 위한 다수의 방법이 제시된다. 최소
Figure 112015122397699-pct00011
놈 방법의 구현 복잡도는 일반적으로 N3에 정비례하는 O(N3)이다. 매칭 추구 방법의 구현 복잡도는 N에 정비례하는 O(N)일 수 있다. 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, "OFDM"으로 축약함) 기저대역 신호에서 정보 심볼이 종래의 압축 센싱 알고리즘을 사용하여 재구성되는 경우, 수신기에 의해 사용되는 알고리즘은 매우 복잡하다.
본 개시의 실시예에서, 종래 알고리즘에서의 높은 복잡도의 결함 문제를 해결하기 위해, 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하고 복조하기 위한 방법, 장치 및 시스템이 제공된다.
본 개시의 실시예에서, 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 방법이 제공되며,
전송기에 의해, 샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호의 Tnyq를 포함하는 상기 수신기의 복조 파라미터를 획득하는 단계 - Tnyq는 상기 주기 구형파 신호가 하이레벨(high level) 또는 로레벨(low lever)을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임 -;
상기 전송기에 의해, OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 OFDM 변조를 수행하고, 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하는 단계 - Ts는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이고, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수임 -;
상기 전송기에 의해, 상기 OFDM 기저대역 신호를 상향-변환하고, 상향-변환된 상기 OFDM 기저대역 신호를 상기 수신기에게 전송하는 단계를 포함한다.
제1 가능한 구현 예에서, 상기 전송기에 의해, 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하는 과정이,
상기 전송기에 의해, 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 TsampleOFDM=Ts/k=Tp를 충족하도록 제어하는 과정을 포함하며, Tp는 상기 주기 구형파 신호의 주기이다.
제1 측면 및 제1 구현 가능한 구현 예를 결합하여, 제2 가능한 구현 예에서, 본 방법은,
상기 전송기에 의해, 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 주파수 대역폭이 정격 대역폭 B보다 더 큰지를 판정하고; 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 상기 부반송파의 상기 주파수 대역이 상기 정격 대역폭 B보다 더 큰 경우 상기 부반송파를 0으로 설정하는 단계를 더 포함한다.
제1 측면 및 제2 가능한 구현 예를 결합하여, 제3 가능한 구현 예에서, 상기 수신기의 복조 파라미터를 획득하는 단계는,
상기 전송기에 의해, 상기 수신기로부터 전송된 복조 파라미터를 포함하는 시그널링 정보(signaling information)를 수신하는 단계; 및
상기 전송기에 의해, 상기 복조 파라미터를 얻기 위해 상기 시그널링 정보를 파싱(parsing)하는 단계를 포함한다.
본 개시의 제2 측면에서, 무선 통신 시스템에서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 복조하기 위한 방법이 제공되며, 본 방법은,
전송기로부터 전송된 고-주파수 신호를 수신하는 단계 - 상기 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 상기 전송기에 의해 변조된 때의 Tnyq의 정수배이고, Ts는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이며, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이고, Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임 -;
상기 고-주파수 신호를 m개의 브랜치로 분할하는 단계;
m개의 혼합 신호를 얻기 위해 상기 m개의 브랜치 각각에 Tp의 주기를 갖는 주기 구형파 신호를 곱하는 단계;
샘플링 벡터를 얻기 위해 상기 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하는 단계;
압축 센싱 신호 재구성 알고리즘에 따라서 상기 샘플링 벡터로부터 주파수-도메인 희소 벡터를 유도하는 단계; 및
상기 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 기초하여 상기 고-주파수 신호에 대응되는 상기 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼을 재구성하는 단계를 포함한다.
제1 가능한 구현예에서, 상기 주기 구형파 신호는 랜덤 주기 구형파 신호이다.
제2 측면 및 제1 가능한 구현 예를 결합하여, 제2 가능한 구현 예에서, 상기 샘플링 벡터를 얻기 위해 상기 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하는 단계는,
상기 샘플링 벡터를 얻기 위해 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하는 단계를 포함하고,
상기 필터링 과정을 위한 컷오프 주파수는 fs/2이고 상기 샘플링 과정을 위한 샘플링 주파수는 fs이며, fs=1/Tn이다.
본 개시의 제3 측면에서, 무선 통신 시스템의 전송기가 제공되며, 본 전송기는,
샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호의 Tnyq를 포함하는 상기 수신기의 복조 파라미터를 획득하도록 구성되는 획득 모듈 - Tnyq는 상기 주기 구형파 신호가 벨벨하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임 -;
OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 OFDM 변조를 수행하고, 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하도록 구성되는 제어 모듈 - Ts는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이고, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수임 -; 및
상기 OFDM 기저대역 신호를 상향-변환하고, 상향-변환된 상기 OFDM 기저대역 신호를 상기 수신기에게 전송하도록 구성되는 전송 모듈을 포함한다.
제1 가능한 구현 예에서, 상기 제어 모듈은 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 TsampleOFDM=Ts/k=Tp를 충족하도록 제어하도록 추가로 구성되고, Tp는 상기 주기 구형파 신호의 주기이다.
제3 측면 및 제1 가능한 구현 예를 결합하여, 제2 가능한 구현 예에서, 전송기는,
상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 주파수 대역폭이 정격 대역폭 B보다 더 큰지를 판정하고, 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 상기 부반송파의 상기 주파수 대역이 상기 정격 대역폭 B보다 더 큰 경우 상기 부반송파를 0으로 설정하도록 구성되는 대역폭 조정 모듈을 더 포함한다.
제3 측면 및 제2 가능한 구현 예를 결합하여, 제3 가능한 구현 예에서, 상기 획득 모듈은,
상기 수신기로부터 전송된 복조 파라미터를 포함하는 시그널링 정보(signaling information)를 수신하도록 구성되는 시그널링 수신 유닛; 및
상기 복조 파라미터를 얻기 위해 상기 시그널링 정보를 파싱하도록 구성되는 파라미터 파싱 유닛을 포함한다.
본 개시의 제4 측면에서, 무선 통신 시스템의 수신기가 제공되며, 본 수신기는,
전송기로부터 전송된 고-주파수 신호를 수신하도록 구성되는 수신 모듈 - 상기 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 상기 전송기에 의해 변조된 때의 Tnyq의 정수배이고, Ts는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이며, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이고, Tnyq는 주기 구형파 신호가 벨벨하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임 -;
상기 고-주파수 신호를 m개의 브랜치로 분할하도록 구성되는 전력 분할 모듈;
m개의 혼합 신호를 얻기 위해 상기 m개의 브랜치 각각에 Tp의 주기를 갖는 주기 구형파 신호를 곱하도록 구성되는 혼합 모듈;
샘플링 벡터를 얻기 위해 상기 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하도록 구성되는 필터링 및 샘플링 모듈;
압축 센싱 신호 재구성 알고리즘에 따라서 상기 샘플링 벡터로부터 주파수-도메인 희소 벡터를 유도하도록 구성되는 희소 벡터 계산 모듈; 및
상기 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 기초하여 상기 고-주파수 신호에 대응되는 상기 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼을 재구성하도록 구성되는 심볼 재구성 모듈을 포함한다.
제1 가능한 구현 예에서, 상기 주기 구형파 신호는 랜덤 주기 구형파 신호이다.
제4 측면 및 제1 가능한 구현 예를 결합하여, 제2 가능한 구현 예에서, 상기 필터링 및 샘플링 모듈은 상기 샘플링 벡터를 얻기 위해 상기 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하도록 추가로 구성되며, 상기 필터링을 위한 컷오프 주파수는 fs/2이고, 상기 샘플링을 위한 샘플링 주파수는 fs이며, fs=1/Tn이다.
본 개시의 제5 측면에서, 압축 센싱에 기초한 OFDM 신호를 위한 통신 시스템이 제공되며, 이 시스템은 상기한 어느 하나의 전송기와 상기한 어느 하나의 수신기를 포함한다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 다음과 같은 유익한 효과가 얻어진다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안에 최소 시간슬롯의 길이가 획득되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 방법의 개략 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 다른 방법의 개략 흐름도이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 장치의 개략 구성도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 다른 방법의 개략 흐름도이다.
도 5는 도 4에서의 획득 모듈의 개략 구성도이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 또 다른 방법의 개략 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 복조하기 위한 방법의 개략 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 복조하기 위한 장치의 개략 구성도이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 복조하기 위한 다른 장치의 개략 구성도이다.
본 개시의 실시예에서, 무선 통신 시스템, 특히 OFDM이 적용될 수 있는 시스템에서의 신호를 처리하기 위한 해결수단이 기술된다. 본 개시의 실시예에 따라서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 방법의 개략 흐름도인 도 1을 참조하면, 본 방법은 일반적으로 시스템 상의 전송기에서 수행되며, 본 방법은 다음의 단계 101 내지 단계 103을 포함한다.
단계 101에서, 샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호(periodic square signla) Tnyq를 포함하는 수신기의 복조 파라미터가 획득된다.
구체적으로, 전송기는 다음과 같이 수신기의 복조 파라미터를 획득한다. 전송기는 미리 설정된 통신 프로토콜에 따라서 수신기에 미리 설정된 복조 파라미터를 직접 호출한다. 다르게는, 수신기가 전송기에게 신호를 전송하여, 전송기가 수신기의 복조 파라미터를 획득하게 한다. 복조 파라미터는 OFDM 기저대역 신호를 포함하는 수신된 무선 주파수 신호를 복조하기 위해 수신기에 의해 사용된다. 복조 파라미터는 샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호 Tnyq를 포함한다.
수신기는 압축 센싱 재구성 알고리즘에 기초하여 다음과 같이 OFDM 기저대역 신호를 포함하는 수신된 고-주파수 신호를 복조한다. 수신기가 전송기에 의해 전송된 고-주파수 신호를 수신하고; 고-주파수 신호를 m개의 브랜치(branch)로 분할하며; m개의 혼합 신호를 얻기 위해 각 m개의 브랜치에 주기 Tp를 갖는 주기 구형파 신호를 곱하고; 샘플링 벡터를 얻기 위해 m개의 각 혼합 신호를 필터링하고 샘플링하며; 압축 센싱 신호 재구성 알고리즘에 따라서 샘플링 벡터로부터 주파수-도메인 희소 벡터(frequency-domain sparse vector)를 유도하고; 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항(non-zero term)에 기초하여 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼을 재구성한다. Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯(timeslot)의 길이이고, Tnyq는 Tnyq = Tp/M로서 계산되는데, 여기서 M은 한 주기 내에서의 주기 구형파 신호의 개수이다.
단계 102에서, OFDM 변조는 OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 수행되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k는 Tnyq의 정수배로 제어된다.
구체적으로, 전송기는 디지털 신호인 입력 정보 심볼에 대해 OFDM 변조를 수행한다. OFDM 변조는 종래 기술로 알려져 있으며 여기에서는 설명되지 않는다. 수신기는 정보 심볼을 복수의 브랜치로 분할하기 위해 정보 심볼에 대한 직-병렬 변환을 수행하고, 각 브랜치 내의 신호는 부반송파 상에서 변조된 후, OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 IFFT 처리, 병-직렬 변환, 순환 프리픽스 부가, 및 디지털-아날로그 변환기(Digital-to Analog Converter, DAC) 처리를 수행한다. 변조 중에, 수신기는 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하며, 여기서 Ts는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터(valid data)의 지속시간(duration)이고, k는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이다.
이 단계에서, 수신기가 압축 센싱 알고리즘에 기초하고, 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 대응되는 주파수 지점과 OFDM 기저대역 신호 내의 부반송파의 주파수 지점 사이의 일치(coincidence)에 기초하여 OFDM 기저대역 신호를 포함하는 고-주파수 신호를 복조하는 경우, 압축 재구성 알고리즘에 기초하여 재구성되고 OFDM 기저대역 신호 내의 각 부반송파에 대응되는 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항들이 발견되고, 이 0이 아닌 항들이 부반송파에 의해 운반되는 정보 심볼의 추정이 될 수 있도록, 수신기의 선험 조건(priori condition)(복조 파라미터)에 기초하여 정보 심볼에 대한 OFDM 변조를 수행하는 과정에서, 전송기는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k이 Tnyq의 정수배가 되도록 제어함으로써, 수신기의 복잡도를 매우 감축시킬 수 있다.
단계 103에서, OFDM 기저대역 신호가 상향-변환(up-converted)되어 수신기에게 전송된다.
구체적으로, 전송기는 무선 채널에서의 전송을 위해 적합한 무선 주파수 신호를 생성하기 위해 OFDM 기저대역 신호를 변조하고 그 무선 주파수 신호를 수신기에게 전송한다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안에 최소 시간슬롯의 길이가 획득되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
본 개시의 실시예에 따라서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 다른 방법의 개략 흐름도인 도 2를 참조하면, 본 방법은 다음의 단계 201 내지 단계 206을 포함한다.
단계 201에서, 수신기로부터 전송된 복조 파라미터를 포함하는 시그널링 정보(signaling information)가 수신되고, 복조 파라미터가 시그널링 정보를 분석하여 얻어진다. 수신기의 복조 파라미터는 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호의 주기
Figure 112015122397699-pct00012
와, 수신기에 의해 요청된 바와 같이 전송기에 의해 전송된 협-대역 신호의 최대 대역폭 B를 포함하며, 이 때 일반적으로
Figure 112015122397699-pct00013
이다.
구체적으로, 전송기는 다음과 같이 수신기측의 복조 파라미터를 획득한다. 전송기는 미리 설정된 통신 프로토콜에 따라서 미리 설정된 수신기의 복조 파라미터를 호출한다. 다르게는, 수신기는 전송기가 수신기의 복조 파라미터를 획득하도록 수신기가 전송기에게 시그널링을 전송한다. 복조 파라미터는 OFDM 기저대역 신호를 포함하는 수신된 고-주파수 신호를 복조하기 위해 수신기에 의해 사용된다. 복조 파라미터는 샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호의 Tnyq를 포함한다. 수신기의 복조 파라미터는 다른 방식으로 획득될 수 있으며, 여기서 그것으로 한정되지 않는다.
수신기는 다음과 같이 압축 센싱 재구성 알고리즘에 기초하여 OFDM 기저대역 신호를 포함하는 수신된 고-주파수 신호를 복조한다. 수신기는 전송기에 의해 전송되는 고-주파수 신호를 수신하고; 고-주파수 신호를 m개의 브랜치로 분할하며; m개의 혼합 신호를 얻기 위해 각 m개의 브랜치에 주기 Tp를 갖는 주기 구형파 신호를 곱하고; 샘플링 벡터를 얻기 위해 각 m개의 혼합 신호를 필터링하고 샘플링하며; 압축 센싱 신호 재구성 알고리즘에 따라서 샘플링 벡터로부터 주파수-도메인 희소 벡터를 산출하고; 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 기초하여 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼을 재구성한다. Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이이고, Tnyq는 Tnyq = Tp/M으로서 계산되는데, 여기서 M은 한 주기 내에서의 주기 구형파 신호의 개수이다.
단계 202에서, OFDM 변조는 OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 수행되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격은 TsampleOFDM=Ts/k=Tp를 충족하도록 제어된다.
구체적으로, 전송기는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 TsampleOFDM=Ts/k=Tp를 충족하도록 제어하며, 여기서 Ts는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이고, k는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이다.
단계 203에서, OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 주파수 대역폭이 정격 대역폭(rated bandwidth) B보다 더 큰지를 판정한다.
구체적으로, OFDM 기저대역 신호 내에 있는 임의의 부반송파의 주파수 대역이 정격 대역폭 B에 의해 한정된 주파수 대역보다 더 크다고 판정되는 경우, 단계 204가 수행되고; 그렇지 않으면, 단계 205가 수행된다.
단계 204에서, 부반송파는 0으로 설정된다.
단계 205에서, 종래 방식에 따른 처리가 수행된다.
단계 206에서, OFDM 기저대역 신호가 상향-변환되어 수신기에게 전송된다.
구체적으로, 전송기는 각각 2*fp와 15*fp로 상향-변환되어 수신기에게 전송되는 2개의 협-대역 OFDM 기저대역 신호를 생성하는 것으로 가정된다. fp(fp는 주기 구형파 신호의 주기 변화의 주파수임)의 대역폭에 따른 OFDM 변조가 각 OFDM 기저대역 신호에 대해 수행된다. 그리고, OFDM 기저대역 신호의 실제 대역폭이 B보다 작도록, OFDM 기저대역 신호에서, B보다 더 큰 주파수 대역을 갖는 부반송파가 0으로 설정된다. 예를 들면, 기저대역 신호에 대해, B보다 작거나 또는 동일한 대역폭을 갖는 주파수 대역은 일반적으로 -B/2 내지 B/2의 범위 내의 대역폭을 갖는 주파수 대역으로 나타내며;
Figure 112015122397699-pct00014
의 중심점과
Figure 112015122397699-pct00015
의 대역폭을 갖는 임의의 부반송파에 대해, 부반송파의 주파수 대역의 대역폭은
Figure 112015122397699-pct00016
내지
Figure 112015122397699-pct00017
의 범위 내에 있고, 이러한 주파수 대역의 임의 부분은 -B/2 내지 B/2의 범위 내의 대역폭을 갖는 주파수 대역의 밖에 있는데, 이것은 이러한 부반송파의 주파수 대역이 B보다 크거나 또는 동일하다는 것을 의미하다.
전송될 정보 심볼에 대해 부반송파 변조, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT로 축약함), 병-직렬 변환, 순환 프리픽스 부가 및 DA 변환기 처리가 수행되고, 샘플링 간격 TsampleOFDM = Ts/k로 전송된다. Ts는 OFDM 기저대역 신호에서 유효한 데이터의 지속시간, 즉 순환 프리픽스가 제거된 후의 심볼 길이이고, k는 OFDM 기저대역 신호 내의 부반송파의 개수이다. 결국, OFDM 기저대역 신호가 상향-변환되어 RF 장치를 통해서 전송된다. OFDM 변조 원리에 기초하여, 부반송파들 사이의 최소 주파수 공간은
Figure 112015122397699-pct00018
를 만족한다.
부반송파의 개수는 k=101이고, 전송기가 fp(fp는 주기 구형파 신호의 주파수변화의 주파수임)의 대역폭에 따른 OFDM 변조를 수행하며, OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 주파수가
Figure 112015122397699-pct00019
인 것이 가정된다. 따라서, OFDM 기저대역 신호 내의 유효 데이터의 지속시간은
Figure 112015122397699-pct00020
이고, 전송기의 DA 변환기의 샘플링 간격은
Figure 112015122397699-pct00021
이다. 본 개시에서 채택된 수신기의 상세한 것과 보다 많은 관련 파라미터에 대해서, "Moshe Mishali, Yonina C. Eldar, "From Theory to Practice: Sub-Nyquist Sampling of Sparse Wideband Analog Signals", IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN SIGNAL PROCESSING, VOL. 4, NO.2,APRIL 2010"가 참조될 수 있다.
전송기는 OFDM 기저대역 신호의 실제 대역폭이 B=50M보다 작도록 하기 위해 fp의 대역폭에 따른 OFDM 변조를 수행하고, k=101 부반송파 중에, 최고의 주파수를 갖는 네 개의 부반송파가 0으로 설정되며, 101-4=97 부반송파만이 실제로 정보 심볼을 전송하는 데 사용되고, OFDM 기저대역 신호의 실제 대역폭이 B=50보다 적다는 것이 확인된다.
전송기에 의한 상기 OFDM 복조 처리 후에, 압축 센싱 기술을 채택하는 수신기가 저속의 ADC를 사용하여 OFDM 기저대역 신호와 관련된 샘플링값을 얻는다. 직교 매칭 추구 OMP 방법(Orthogonal Matching Pursuit OMP method)을 사용하여 재구성되는 두 세그먼트의 주파수-도메인 희소 벡터가 있고, 주파수-도메인 희소 벡터는 101항을 포함하는 각 세그먼트를 갖는, 많은 0이 아닌 항을 가지고 있다. 주파수-도메인 희소 벡터의 각 세그먼트에 대해, 최고의 주파수를 갖는 네 개의 항이 제거되고, 97항이 남으며, 이것이 두 개의 OFDM 기저대역 신호에 의해 운반되는 정보 심볼의 추정이다. 수신기는 또한 주파수-도메인 희소 벡터를 재구성하기 위해 다른 압축 센싱 신호 재구성 방법을 채택할 수 있다. 특히, 수신기가 전송기에 의해 전송된 협-대역 신호의 주파수 대역을 아는 경우에, 수신기가 주파수-도메인 희소 벡터를 재구성할 수 있거나 또는 단지 압축 센싱 신호 재구성 방법 대신에 간단한 신호 처리 방법을 사용하여 관련 주파수 대역에서의 주파수-도메인 벡터를 발견할 수 있으며, 이것은 종래 기술에서 모두 알려진 것이다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써,
복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안에 최소 시간슬롯의 길이가 획득되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
본 개시의 실시예에 따라서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 장치의 개략 구성도인 도 3을 참조하면, 장치는 이하에서 변조 장치(1)로 언급하고, 변조 장치(1)는 무선 통신 시스템에서의 전송기일 수 있으며, 통신 신호를 처리하고 전송하도록 구성되고, 변조 장치(1)는 획득 모듈(11), 제어 모듈(12), 및 전송 모듈(13)을 포함한다.
획득 모듈(11)은 샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호의 Tnyq를 포함하는 수신기의 복조 파라미터가 획득하도록 구성되며, 여기서, Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이이다.
제어 모듈(12)은 OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 OFDM 변조를 수행하고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하도록 구성되며, 여기서, Ts는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이고, k는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이다.
전송 모듈(13)은 OFDM 기저대역 신호를 상향-변환하고, 상향-변환된 OFDM 기저대역 신호를 수신기에게 전송하도록 구성된다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안에 최소 시간슬롯의 길이가 획득되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
또한, 본 개시의 실시예에 따라서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 다른 장치의 개략 구성도인 도 4 및 도 5를 참조한다. 획득 모듈(11), 제어 모듈(12) 및 전송 모듈(13) 외에, 변조 장치(1)는 대역폭 조정 모듈(14)을 더 포함한다. 대역폭 조정 모듈(14)은 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 주파수 대역폭이 정격 대역폭 B보다 더 큰지를 판정하고, 긍정 판정의 경우 부반송파를 0으로 설정하도록 구성된다.
우선적으로, 획득 모듈(11)은,
수신기로부터 전송된 복조 파라미터를 포함하는 시그널링 정보를 수신하도록 구성되는 시그널링 수신 유닛(111); 및
복조 파라미터를 획득하기 위해 시그널링 정보를 파싱하도록 구성되는 파라미터 파싱 유닛(112)을 포함한다.
제어 모듈(12)은 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 TsampleOFDM=Ts/k=Tp를 충족하는 것을 제어하도록 구성되며, 여기서, Tp는 주기 구형파 신호의 주기이다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안에 최소 시간슬롯의 길이가 획득되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
본 개시의 실시예에 따라서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 변조하기 위한 또 다른 장치의 개략 구성도인 도 6을 참조한다. 변조 장치(1)는 프로세서(61), 메모리(62), 입력 장치(63), 및 출력 장치(64)를 포함한다. 변조 장치(1)는 하나 이상의 프로세서(61)를 포함할 수 있고, 하나의 프로세서(61)는 도 6에서 예로써 처리된다. 본 개시의 일부 실시예에서, 프로세서(61), 입력 장치(63), 및 출력 장치(64)는 버스 또는 기타 방식을 통해서 연결될 수 있으며, 버스 연결은 도 6에서 예로서 처리된다.
프로그램 코드의 블록은 메모리(62) 내에 저장되고, 프로세서(61)는 메모리(62) 내에 저장된 프로그램 코드를 다음과 같은 동작을 위해 호출하도록 구성된다:
샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호의 Tnyq를 포함하는 수신기의 복조 파라미터를 획득하며, 여기서, Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이이다.
OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 OFDM 변조를 수행하고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하며, 여기서, Ts는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이고, k는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이다.
OFDM 기저대역 신호를 상향-변환하며, 상향-변환된 OFDM 기저대역 신호를 수신기에게 전송한다.
본 개시의 일부 실시예에서, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하는 단계는 다음을 포함한다:
프로세서(61)가 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 TsampleOFDM=Ts/k=Tp를 충족하도록 제어하며, 여기서 Tp는 주기 구형파 신호의 주기이다.
본 개시의 일부 실시예에서, 프로세서(61)는 OFDM 기저대역 신호의 주파수 대역폭이 정격 대역폭 B보다 더 큰지를 판정하고, 긍정 판정의 경우에 부반송파를 0으로 설정하도록 또한 구성된다.
본 개시의 일부 실시예에서, 프로세서(61)가 수신기의 복조 파라미터를 획득하는 단계는 다음을 포함한다:
프로세서(61)가 수신기로부터 전송된 복조 파라미터를 포함하는 시그널링 정보를 수신하고;
프로세서(61)가 복조 파라미터를 파싱하기 위해 시그널링 정보를 파싱한다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안에 최소 시간슬롯의 길이가 획득되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
본 개시의 실시예에 따라서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 복조하기 위한 방법의 개략 흐름도인 도 7을 참조하면, 본 방법은 다음의 단계 301 내지 단계 306을 포함한다.
단계 301에서, 전송기로부터 전송된 고-주파수 신호가 수신되며, 여기서 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k는 전송기에 의해 변조된 때의 Tnyq의 정수배이다.
구체적으로, 고-주파수 신호가 x(t)이고, x(t)에 대응되는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k이 전송기에 의해 변조되었을 때 Tnyq의 정수배인 것이 가정된다.
단계 302에서, 고-주파수 신호가 m개의 브랜치로 분할된다.
단계 303에서, 주기 구형파 신호를 갖는 m개의 각 브랜치는 m개의 혼합 신호를 얻기 위해 주기 Tp로 곱해진다.
구체적으로, i번째 브랜치에 대해, 주기 구형파 신호가 랜덤 주기 구형파 신호인 Pi(t)(여기서 i=1, 2, …, m임)이고, i번째 혼합 신호가
Figure 112015122397699-pct00022
이며, n은 양의 정수인 것이 가정된다.
단계 304에서, m개의 각 혼합 신호가 샘플링 벡터를 얻기 위해 필터링되고 샘플링된다.
구체적으로, 수신기가 샘플링 벡터를 얻기 위해 m개의 각 혼합 신호를 필터링하고 샘플링하며, 이 때 필터링을 위한 컷오프 주파수는 fs/2이고 샘플링을 위한 샘플링 주파수는 fs이며, fs=1/Tn이다.
단계 305에서, 주파수-도메인 희소 벡터가 압축 센싱 신호 재구성 알고리즘에 따라서 샘플링 벡터로부터 유도된다.
단계 306에서, 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼이 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 기초하여 재구성된다.
구체적으로, 수신기가 압축 센싱 알고리즘에 기초하고, 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 대응되는 주파수 지점과 OFDM 기저대역 신호 내의 부반송파의 주파수 지점 사이의 일치에 기초하여 OFDM 기저대역 신호를 포함하는 고-주파수 신호를 복조하는 경우, 압축 재구성 알고리즘에 기초하여 재구성되고 OFDM 기저대역 신호 내의 각 부반송파에 대응되는 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항들이 발견되고, 이 0이 아닌 항들이 부반송파에 의해 운반되는 정보 심볼의 추정이 될 수 있도록, 수신기의 선험 조건(복조 파라미터)에 기초하여 정보 심볼에 대한 OFDM 변조를 수행하는 과정에서, 전송기는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k이 Tnyq의 정수배가 되도록 제어함으로써, 수신기의 복잡도를 매우 감축시킬 수 있다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 전송기의 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이, 복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이가 되도록 제어되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
본 개시의 실시예에 따라서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 복조하기 위한 장치의 개략 구성도인 도 8을 참조하면, 본 장치는 이하에서 복조 장치(2)로 언급된다. 복조 장치(2)는 무선 통신 시스템에서 수신기일 수 있고 통신 신호를 처리하여 수신하도록 구성되며,
전송기에 의해 전송된 고-주파수 신호를 수신하도록 구성되는 수신 모듈(21)-여기서 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 전송기에 의해 변조된 때의 Tnyq의 정수배이고, 이 때 Ts는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이며, k는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이고, Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임-;
고-주파수 신호를 m개의 브랜치로 분할하도록 구성되는 전력 분할 모듈(22);
m개의 혼합 신호를 얻기 위해 m개의 각 브랜치에 Tp의 주기를 갖는 주기 구형파 신호를 곱하도록 구성되는 혼합 모듈;
샘플링 벡터를 얻기 위해 m개의 각 혼합 신호를 필터링하고 샘플링하도록 구성되는 필터링 및 샘플링 모듈(23);
압축 센싱 신호 재구성 알고리즘에 따라서 샘플링 벡터로부터 주파수-도메인 희소 벡터를 유도하도록 구성되는 희소 벡터 계산 모듈(24); 및
주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 기초하여 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼을 재구성하도록 구성되는 심볼 재구성 모듈(25)을 포함한다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 전송기의 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이, 복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이가 되도록 제어된다. OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격은 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
본 개시의 실시예에 따라서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 복조하기 위한 다른 장치의 개략 구성도인 도 9를 참조한다. 복조 장치(2)는 프로세서(71), 메모리(72), 입력 장치(73), 및 출력 장치(74)를 포함한다. 복조 장치(2)는 하나 이상의 프로세서(71)를 포함할 수 있고, 하나의 프로세서(61)는 도 9에서 예로서 처리된다. 본 개시의 일부 실시예에서, 프로세서(71), 메모리(72), 입력 장치(73), 및 출력 장치(74)는 버스 또는 기타 방식을 통해서 연결될 수 있으며, 버스 연결이 도 9에서 예로서 처리된다.
프로그램 코드의 블록은 메모리(72) 내에 저장되고, 프로세서(71)는 메모리(72) 내에 저장된 프로그램 코드를 다음과 같은 동작을 위해 호출하도록 구성된다:
전송기에 의해 전송된 고-주파수 신호를 수신하며, 여기서 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 전송기에 의해 변조된 때의 Tnyq의 정수배이고, 이 때 Ts는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이며, k는 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이고, Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이이다.
고-주파수 신호를 m개의 브랜치로 분할한다.
m개의 혼합 신호를 얻기 위해 m개의 각 브랜치에 Tp의 주기를 갖는 주기 구형파 신호를 곱한다.
샘플링 벡터를 얻기 위해 m개의 각 혼합 신호를 필터링하고 샘플링한다.
압축 센싱 신호 재구성 알고리즘에 따라서 샘플링 벡터로부터 주파수-도메인 희소 벡터를 유도한다.
주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 기초하여 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼을 재구성한다.
본 개시의 일부 실시예에서, 프로세서(71)가 샘플링 벡터를 얻기 위해 m개의 각 혼합 신호를 필터링하고 샘플링하는 단계는 다음을 포함한다:
프로세서(71)가 샘플링 벡터를 얻기 위해 m개의 각 혼합 신호를 필터링하고 샘플링하며, 이 때 필터링을 위한 컷오프 주파수는 fs/2이고 샘플링을 위한 샘플링 주파수는 fs이며, fs=1/Tn이다.
본 개시의 실시예를 구현함으로써, 전송기의 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이, 복조시 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이가 되도록 제어되고, OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 최소 시간슬롯의 길이의 정수배가 되도록 제어된다. 상기 과정 후의 상기 기저대역 신호에 기초하여, 수신기 내에 입력된 정보 심볼이 압축 센싱 재구성 알고리즘을 사용하여 수신기에 의해 재구성되며, 알고리즘의 복잡도는 매우 감축된다.
통상의 기술자는 본 개시의 실시예에 따른 상기한 방법의 전부 또는 일부의 과정이 관련 하드웨어를 지시하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이 프로그램은, 실행될 때, 본 개시의 실시예에 따라서 상기한 방법의 과정을 포함할 수 있다. 저장 매체는 마그네틱 디스크, 광 디스크, 리드-온리 메모리(Read-Only memory, ROM), 랜덤-액세스 메모리(Random Access memory, RAM) 등일 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 압축 센싱에 기초하여 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 신호를 변조하기 위한 변조 방법으로서,
    전송기에 의해, 샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호의 Tnyq를 포함하는 상기 수신기의 복조 파라미터를 획득하는 단계 - Tnyq는 상기 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임 -;
    상기 전송기에 의해, OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 OFDM 변조를 수행하고, 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하는 단계 - Ts는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이고, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수임 -;
    상기 전송기에 의해, 상기 OFDM 기저대역 신호를 상향-변환(up-convert)하고, 상향-변환된 상기 OFDM 기저대역 신호를 상기 수신기에게 전송하는 단계
    를 포함하는 변조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송기에 의해, 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하는 과정이,
    상기 전송기에 의해, 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 TsampleOFDM=Ts/k=Tp를 충족하도록 제어하는 과정을 포함하며,
    Tp는 상기 주기 구형파 신호의 주기인,
    변조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전송기에 의해, 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 주파수 대역폭이 정격 대역폭 B보다 더 큰지를 판정하고; 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 상기 부반송파의 상기 주파수 대역이 상기 정격 대역폭 B보다 더 큰 경우 상기 부반송파를 0으로 설정하는 단계를 더 포함하는
    변조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수신기의 복조 파라미터를 획득하는 단계는,
    상기 전송기에 의해, 상기 수신기로부터 전송된 복조 파라미터를 포함하는 시그널링 정보(signaling information)를 수신하는 단계; 및
    상기 전송기에 의해, 상기 복조 파라미터를 얻기 위해 상기 시그널링 정보를 파싱하는 단계
    를 포함하는, 변조 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서 압축 센싱에 기초하여 OFDM 신호를 복조하기 위한 복조 방법으로서,
    전송기로부터 전송된 고-주파수 신호를 수신하는 단계 - 상기 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 상기 전송기에 의해 변조된 때의 Tnyq의 정수배이고, Ts는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이며, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이고, Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임 -;
    상기 고-주파수 신호를 m개의 브랜치로 분할하는 단계;
    m개의 혼합 신호를 얻기 위해 상기 m개의 브랜치 각각에 Tp의 주기를 갖는 주기 구형파 신호를 곱하는 단계;
    샘플링 벡터를 얻기 위해 상기 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하는 단계;
    압축 센싱 신호 재구성 알고리즘(compressive sensing signal reconstruction algorithm)에 따라서 상기 샘플링 벡터로부터 주파수-도메인 희소 벡터를 유도하는 단계; 및
    상기 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항(non-zero term)에 기초하여 상기 고-주파수 신호에 대응되는 상기 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼을 재구성하는 단계
    를 포함하는 복조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주기 구형파 신호는 랜덤 주기 구형파 신호인,
    복조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 샘플링 벡터를 얻기 위해 상기 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하는 단계는,
    상기 샘플링 벡터를 얻기 위해 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하는 단계를 포함하고,
    상기 필터링 과정을 위한 컷오프 주파수는 fs/2이고 상기 샘플링 과정을 위한 샘플링 주파수는 fs이며, fs=1/Tn인,
    복조 방법.
  8. 무선 통신 시스템의 전송기로서,
    샘플링에서 수신기에 의해 사용되는 주기 구형파 신호의 Tnyq를 포함하는 상기 수신기의 복조 파라미터를 획득하도록 구성되는 획득 모듈 - Tnyq는 상기 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임 -;
    OFDM 기저대역 신호를 생성하기 위해 입력 정보 심볼에 대해 OFDM 변조를 수행하고, 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 Tnyq의 정수배가 되도록 제어하도록 구성되는 제어 모듈 - Ts는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이고, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수임 -; 및
    상기 OFDM 기저대역 신호를 상향-변환하고, 상향-변환된 상기 OFDM 기저대역 신호를 상기 수신기에게 전송하도록 구성되는 전송 모듈
    을 포함하는 전송기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격이 TsampleOFDM=Ts/k=Tp를 충족하도록 제어하도록 추가로 구성되고,
    Tp는 상기 주기 구형파 신호의 주기인,
    전송기.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 주파수 대역폭이 정격 대역폭 B보다 더 큰지를 판정하고, 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 상기 부반송파의 상기 주파수 대역이 상기 정격 대역폭 B보다 더 큰 경우 상기 부반송파를 0으로 설정하도록 구성되는 대역폭 조정 모듈을 더 포함하는,
    전송기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 획득 모듈은,
    상기 수신기로부터 전송된 복조 파라미터를 포함하는 시그널링 정보(signaling information)를 수신하도록 구성되는 시그널링 수신 유닛; 및
    상기 복조 파라미터를 얻기 위해 상기 시그널링 정보를 파싱하도록 구성되는 파라미터 파싱 유닛
    을 포함하는, 전송기.
  12. 무선 통신 시스템의 수신기로서,
    전송기로부터 전송된 고-주파수 신호를 수신하도록 구성되는 수신 모듈 - 상기 고-주파수 신호에 대응되는 OFDM 기저대역 신호의 샘플링 간격 TsampleOFDM=Ts/k가 상기 전송기에 의해 변조된 때의 Tnyq의 정수배이고, Ts는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 유효 데이터의 지속시간이며, k는 상기 OFDM 기저대역 신호 내에 있는 부반송파의 개수이고, Tnyq는 주기 구형파 신호가 하이레벨 또는 로레벨을 유지하는 동안의 최소 시간슬롯의 길이임 -;
    상기 고-주파수 신호를 m개의 브랜치로 분할하도록 구성되는 전력 분할 모듈;
    m개의 혼합 신호를 얻기 위해 상기 m개의 브랜치 각각에 Tp의 주기를 갖는 주기 구형파 신호를 곱하도록 구성되는 혼합 모듈;
    샘플링 벡터를 얻기 위해 상기 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하도록 구성되는 필터링 및 샘플링 모듈;
    압축 센싱 신호 재구성 알고리즘에 따라서 상기 샘플링 벡터로부터 주파수-도메인 희소 벡터를 유도하도록 구성되는 희소 벡터 계산 모듈; 및
    상기 주파수-도메인 희소 벡터의 0이 아닌 항에 기초하여 상기 고-주파수 신호에 대응되는 상기 OFDM 기저대역 신호 내의 정보 심볼을 재구성하도록 구성되는 심볼 재구성 모듈
    을 포함하는 수신기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 주기 구형파 신호는 랜덤 주기 구형파 신호인, 수신기
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 필터링 및 샘플링 모듈은 상기 샘플링 벡터를 얻기 위해 상기 m개의 혼합 신호 각각을 필터링하고 샘플링하도록 추가로 구성되며,
    상기 필터링을 위한 컷오프 주파수는 fs/2이고, 상기 샘플링을 위한 샘플링 주파수는 fs이며, fs=1/Tn인,
    수신기.
  15. 청구항 8 또는 청구항 9에 따른 전송기 및 청구항 12 또는 청구항 13에 따른 수신기를 포함하는, 압축 센싱에 기초한 OFDM 신호를 위한 통신 시스템.
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