KR101775505B1 - 필터 뱅크 다중 반송파 전송 시스템에서 알라무티 부호화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

필터 뱅크 다중 반송파 전송 시스템에서 알라무티 부호화를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 부호화 방법은, 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑하는 단계, 상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑하되, N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계, 상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하는 단계 및 상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 단계를 포함한다.

Description

필터 뱅크 다중 반송파 전송 시스템에서 알라무티 부호화를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ALAMOUTI CODING IN FILTER BANK MULTICARRIER TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명의 실시예들은 필터 뱅크 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier) 전송 기술과 관련된다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식과 달리, 필터 뱅크 다중 반송파 전송방식에서는 고유의 안테나 간 ICI(Inter-Carrier Interference)로 인해 알라무티 코드(Alamouti code)를 필터 뱅크 다중 반송파(Filter Bank MultiCarrier) 기술에 적용하는 것은 많은 어려움이 있어 왔다.
OFDM 전송 방식에서도 분산형 송신 안테나를 사용하는 특수한 경우에는 안테나 사이의 ICI가 발생한다. 이를 제거하기 위해 주파수 반전 알라무티 코드(Frequency Reversal Alamouti code) 기술이 사용되었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0072046호(2012. 07. 03. 공개)
본 발명의 실시예들은 필터 뱅크 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier) 전송에 있어서 부반송파간 간섭(Inter-carrier interference) 제거를 위한 알라무티 부호화 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 부호화 방법은, 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑하는 단계, 상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑하되, N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계, 상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하는 단계 및 상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 단계를 포함한다.
상기 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계는, 상기 알라무티 코드 심벌 쌍이 상기 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 부반송파에 각각 매핑되도록 상기 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑할 수 있다.
상기 제1 위상 조정 값은, 아래의 수학식
Figure 112016030255422-pat00001
(이때,
Figure 112016030255422-pat00002
은 1 에서 N/2-1 사이의 값을 가지는 부반송파 인덱스, m은 상기 시간 구간의 인덱스 및
Figure 112016030255422-pat00003
은 상기 제1 위상 조정 값)을 만족하고,
상기 제2 위상 조정값은, 아래의 수학식
Figure 112016030255422-pat00004
(이때,
Figure 112016030255422-pat00005
은 상기 제2 위상 조정 값)을 만족할 수 있다.
상기 알라무티 부호화 방법은, 상기 N개의 부반송파 중 N/2 번째 부반송파 및 N 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 알라무티 부호화 방법은, 가용한 전체 부반송파를 상기 N 개의 부반송파로 구성된 복수의 서브블록으로 분할하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 서브블록의 개수는, 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 부호화 장치는, 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑하고, 상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑하되, N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 심벌 매핑부 및 상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하고, 상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 위상 조정부를 포함한다.
상기 심벌 매핑부는, 상기 알라무티 코드 심벌 쌍이 상기 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 부반송파에 각각 매핑되도록 상기 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑할 수 있다.
상기 제1 위상 조정 값은, 아래의 수학식
Figure 112016030255422-pat00006
(이때,
Figure 112016030255422-pat00007
은 1 에서 N/2-1 사이의 값을 가지는 부반송파 인덱스, m은 상기 시간 구간의 인덱스 및
Figure 112016030255422-pat00008
은 상기 제1 위상 조정 값)을 만족하고,
상기 제2 위상 조정값은, 아래의 수학식
Figure 112016030255422-pat00009
(이때,
Figure 112016030255422-pat00010
은 상기 제2 위상 조정 값)을 만족할 수 있다.
상기 심벌 매핑부는, 상기 N개의 부반송파 중 N/2 번째 부반송파 및 N 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑할 수 있다.
상기 심벌 매핑부는, 가용한 전체 부반송파를 상기 N 개의 부반송파로 구성된 복수의 서브블록으로 분할할 수 있다.
상기 복수의 서브블록의 개수는, 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 알라무티 부호화 방법은, 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑하는 단계, 상기 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑하되, N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계, 상기 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하는 단계 및 상기 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 단계를 포함한다.
상기 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계는, 상기 알라무티 코드 심벌 쌍이 상기 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 부반송파에 각각 매핑되도록 상기 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 상기 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑할 수 있다.
상기 제1 위상 조정 값은, 아래의 수학식
Figure 112016030255422-pat00011
(이때,
Figure 112016030255422-pat00012
은 2 에서 N/2 사이의 값을 가지는 부반송파 인덱스, m은 상기 시간 구간의 인덱스 및
Figure 112016030255422-pat00013
은 상기 제1 위상 조정 값)을 만족하고,
상기 제2 위상 조정값은, 아래의 수학식
Figure 112016030255422-pat00014
(이때,
Figure 112016030255422-pat00015
은 상기 제2 위상 조정 값)을 만족할 수 있다.
상기 알라무티 부호화 방법은, 상기 N개의 부반송파 중 첫 번째 부반송파 및 N/2+1 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 알라무티 부호화 방법은, 가용한 전체 부반송파를 상기 N 개의 부반송파로 구성된 복수의 서브블록으로 분할하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 서브블록의 개수는, 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 알라무티 부호화 장치는, 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑하고, 상기 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑하되, N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 심벌 매핑부 및 상기 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하고, 상기 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 위상 조정부를 포함한다.
상기 심벌 매핑부는, 상기 알라무티 코드 심벌 쌍이 상기 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 부반송파에 각각 매핑되도록 상기 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 상기 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑할 수 있다.
상기 제1 위상 조정 값은, 아래의 수학식
Figure 112016030255422-pat00016
(이때,
Figure 112016030255422-pat00017
은 2 에서 N/2 사이의 값을 가지는 부반송파 인덱스, m은 상기 시간 구간의 인덱스 및
Figure 112016030255422-pat00018
은 상기 제1 위상 조정 값)을 만족하고,
상기 제2 위상 조정값은, 아래의 수학식
Figure 112016030255422-pat00019
(이때,
Figure 112016030255422-pat00020
은 상기 제2 위상 조정 값)을 만족할 수 있다.
상기 심벌 매핑부는, 상기 N개의 부반송파 중 첫 번째 부반송파 및 N/2+1 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑할 수 있다.
상기 심벌 매핑부는, 가용한 전체 부반송파를 상기 N 개의 부반송파로 구성된 복수의 서브블록으로 분할할 수 있다.
상기 복수의 서브블록의 개수는, 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 필터 뱅크 멀티 캐리어 전송 방식에 있어서, 개선된 알라무티 부호화 방식을 적용함으로써, 복잡한 연산 과정 없이 부반송파 사이의 간섭을 제거할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 필터 뱅크 다중 반송파(Filter Bank MultiCarrier, 이하 FBMC) 전송 시스템의 개략적 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 부호화 장치의 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 코드 심벌의 매핑 방식을 설명하기 위한 예시도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알라무티 코드 심벌의 매핑 방식을 설명하기 위한 예시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 부호화 방법의 순서도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 알라무티 부호화 방법의 순서도
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 알라무티 부호화를 이용하여 다중 경로 페이딩 채널에서 비트오율(BER)을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 뱅크 다중 반송파(Filter Bank MultiCarrier, 이하 FBMC) 전송 시스템(100)의 개략적 구성도이다.
도 1을 참조하면, 알라무티 부호화부(110)는 후술할 알라무티 부호화(Alamouti coding) 방식에 따라 실수 데이터 심벌들로부터 알라무티 코드 심벌들을 생성하여 제1 변조부(130) 및 제2 변조부(150)로 제공한다.
제1 변조부(130) 및 제2 변조부(150)는 알라무티 부호화부(110)로부터 제공받은 알라무티 코드 심벌들을 FBMC 변조 방식에 따라 변조하여 변조된 신호들을 각각 송신 안테나 A(170) 및 송신 안테나 B(190)를 통해 전송한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 부호화 장치(200)의 구성도이다.
도 2에 도시된 알라무티 부호화 장치(200)는 예를 들어, 도 1에 도시된 알라무티 부호화부(110)에 대응될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 부호화부(200)는 심벌 매핑부(210) 및 위상 조정부(230)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 심벌 매핑부(210)는 복수의 실수 데이터 심벌(real valued data symbols)을 N개(이때, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑한다.
이후, 심벌 매핑부(210)는 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑하되, N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식(frequency reversal manner)으로 매핑한다.
이때, 주파수 반전 방식은 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 두 실수 데이터 심벌을 N개의 부반송파 중 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 두 부반송파에 각각 매핑함을 의미한다.
이후, 심벌 매핑부(210)는 각 송신 안테나의 N/2 번째 부반송파와 N 번째 부반송파에 각각 널(null) 데이터 심벌을 매핑한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 심벌 매핑부(210)는 복수의 실수 데이터 심벌(real valued data symbols)을 N개(이때, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑한다.
이후, 심벌 매핑부(210)는 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑하되, N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식(frequency reversal manner)으로 매핑한다.
구체적으로, 심벌 매핑부(210)는 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 두 실수 데이터 심벌을 N개의 부반송파 중 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 두 부반송파에 각각 매핑한다.
이후, 심벌 매핑부(210)는 각 송신 안테나의 첫 번째 부반송파와 N/2+1 번째 부반송파에 각각 널(null) 데이터 심벌을 매핑한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 심벌 매핑부(210)는 가용한 전체 부반송파를 복수의 서브 블록으로 구분하고, 구분된 각 서브 블록에 대해 상술한 심벌 매핑을 수행할 수 있다. 이때, N은 각 서브 블록을 구성하는 부반송파의 개수를 의미할 수 있으며, 서브 블록의 수는 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 가변적으로 결정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 코드 심벌의 매핑 방식을 설명하기 위한 예시도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알라무티 코드 심벌의 매핑 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 및 도 4에서, k는 부반송파 인덱스를 나타내며, n은 각 알라무티 코드 심벌들이 전송될 시간 구간의 인덱스를 나타낸다.
또한, (
Figure 112016030255422-pat00021
,
Figure 112016030255422-pat00022
)는 알라무티 부호화되어 송신 안테나 A(170) 와 송신 안테나 B(190)의 n 번째 시간 구간에서 k 번째 부반송파를 통해 전송될 실수 데이터 심벌 쌍을 나타낸다. 이때, 실수 데이터 심벌들의 에너지
Figure 112016030255422-pat00023
및
Figure 112016030255422-pat00024
은
Figure 112016030255422-pat00025
로 주어지며, 이때, Q는 OQAM(Offset Quadrature Amplitude Modulation) 심벌 에너지를 나타낸다.
또한,
Figure 112016030255422-pat00026
및
Figure 112016030255422-pat00027
은 각각 송신 안테나 A(170) 와 송신 안테나 B(190)에서 n 번째 시간 구간에 k 번째 부반송파를 통해 전송되는 알라무티 코드 심벌을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 심벌 매핑부(210)는 우선,
Figure 112016030255422-pat00028
을 송신 안테나 A(170)의 부반송파 중 첫 번째(즉, k=1) 부반송파 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑하고,
Figure 112016030255422-pat00029
을 송신 안테나 B의 부반송파 중 첫 번째(즉, k=1) 부반송파 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑한다.
이후, 심벌 매핑부(210)는 송신 안테나 A(170)의 부반송파 중 N/2+1 번째 부반송파 부터 N-1 번째 부반송파에
Figure 112016030255422-pat00030
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 -
Figure 112016030255422-pat00031
을 매핑한다. 이때, -
Figure 112016030255422-pat00032
은 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서
Figure 112016030255422-pat00033
이 매핑된 부반송파와 대칭되는 위치의 부반송파에 매핑된다.
즉, 도시된 예와 같이, 송신 안테나 A(170)의 첫 번째 부반송파에 매핑된
Figure 112016030255422-pat00034
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 -
Figure 112016030255422-pat00035
은 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 첫 번째 부반송파와 대칭되는 위치에 있는 N-1 번째 부반송파에 매핑된다. 이와 동일한 방식으로, 두 번째 부반송파에 매핑된
Figure 112016030255422-pat00036
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 -
Figure 112016030255422-pat00037
은 N/2 번째 부반송파를 중심으로 주파수 축 상에서 두 번째 부반송파와 대칭되는 위치에 있는 N-2 번째 부반송파에 매핑된다.
또한, 심벌 매핑부(210)는 송신 안테나 B(190)의 부반송파 중 N/2+1 번째 부반송파 부터 N-1 번째 부반송파에
Figure 112016030255422-pat00038
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는
Figure 112016030255422-pat00039
을 매핑한다. 이때,
Figure 112016030255422-pat00040
은 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축상에서
Figure 112016030255422-pat00041
이 매핑된 부반송파와 대칭되는 위치의 부반송파에 매핑된다.
즉, 도시된 예와 같이, 송신 안테나 B(190)의 첫 번째 부반송파에 매핑된
Figure 112016030255422-pat00042
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는
Figure 112016030255422-pat00043
은 N/2 번째 부반송파를 중심으로 주파수 축 상에서 첫 번째 부반송파와 대칭되는 위치에 있는 N-1 번째 부반송파에 매핑되며,
Figure 112016030255422-pat00044
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는
Figure 112016030255422-pat00045
은 N/2 번째 부반송파를 중심으로 두 번째 부반송파와 대칭되는 위치에 있는 N-2 번째 부반송파에 매핑된다.
한편, 송신 안테나 A(170) 및 송신 안테나 B(190)의 N/2 번째 부반송파와 N 번째 부반송파에는 각각 0의 값을 가지는 널(null) 데이터 심벌이 매핑된다.
한편, 도 4를 참조하면, 심벌 매핑부(210)는 우선,
Figure 112016030255422-pat00046
을 송신 안테나 A(170)의 부반송파 중 두 번째(즉, k=2) 부반송파 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑하고,
Figure 112016030255422-pat00047
을 송신 안테나 B의 부반송파 중 두 번째(즉, k=2) 부반송파 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑한다.
이후, 심벌 매핑부(210)는 송신 안테나 A(170)의 부반송파 중 N/2+2 번째 부반송파 부터 N 번째 부반송파에
Figure 112016030255422-pat00048
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 -
Figure 112016030255422-pat00049
을 매핑한다. 이때, -
Figure 112016030255422-pat00050
은 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서
Figure 112016030255422-pat00051
이 매핑된 부반송파와 대칭되는 위치의 부반송파에 매핑된다.
즉, 도시된 예와 같이, 송신 안테나 A(170)의 두 번째 부반송파에 매핑된
Figure 112016030255422-pat00052
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는
Figure 112016030255422-pat00053
은 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 두 번째 부반송파와 대칭되는 위치에 있는 N 번째 부반송파에 매핑된다. 이와 동일한 방식으로, 세 번째 부반송파에 매핑된
Figure 112016030255422-pat00054
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는
Figure 112016030255422-pat00055
은 N/2+1 번째 부반송파를 중심으로 주파수 축 상에서 세 번째 부반송파와 대칭되는 위치에 있는 N-1 번째 부반송파에 매핑된다.
또한, 심벌 매핑부(210)는 송신 안테나 B(190)의 부반송파 중 N/2+2 번째 부반송파 부터 N 번째 부반송파에
Figure 112016030255422-pat00056
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는
Figure 112016030255422-pat00057
을 매핑한다. 이때,
Figure 112016030255422-pat00058
은 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축상에서
Figure 112016030255422-pat00059
이 매핑된 부반송파와 대칭되는 위치의 부반송파에 매핑된다.
즉, 도시된 예와 같이, 송신 안테나 B(190)의 첫 번째 부반송파에 매핑된
Figure 112016030255422-pat00060
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는
Figure 112016030255422-pat00061
은 N/2+1 번째 부반송파를 중심으로 주파수 축 상에서 두 번째 부반송파와 대칭되는 위치에 있는 N 번째 부반송파에 매핑되며,
Figure 112016030255422-pat00062
과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는
Figure 112016030255422-pat00063
은 N/2+1 번째 부반송파를 중심으로 세 번째 부반송파와 대칭되는 위치에 있는 N-1 번째 부반송파에 매핑된다.
한편, 송신 안테나 A(170) 및 송신 안테나 B(190)의 첫 번째 부반송파와 N/2+1 번째 부반송파에는 각각 0의 값을 가지는 널(null) 데이터 심벌이 매핑된다.
한편, 도 3 또는 도 4에 예시된 방식에 따라 생성된 각 송신 안테나의 알라무티 코드 심벌 쌍들(즉, (
Figure 112016030255422-pat00064
,
Figure 112016030255422-pat00065
) 및 (
Figure 112016030255422-pat00066
,
Figure 112016030255422-pat00067
))은 아래 수학식 1과 같은 알라무티 코드 구조를 형성한다.
[수학식 1]
Figure 112016030255422-pat00068
위상 조정부(230)는 첫 번째부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들(도 3에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우) 또는 두 번째부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들(도 4에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우) 에 대해 각 실수 데이터 심벌이 매핑된 부반송파의 인덱스 및 각 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정한다.
이후, 위상 조정부(230)는 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들(도 3에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우) 또는 N/2+2 번째부터 N 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들(도 4에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우)에 대해 해당 실수 데이터 심벌들과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정한다.
구체적으로, 전형적인 FBMC 변조 규칙을 통해 아래 수학식 2 및 3과 같은 신호들이 송신 안테나 A 및 송신 안테나 B로부터 송신된다.
[수학식 2]
Figure 112016030255422-pat00069
[수학식 3]
Figure 112016030255422-pat00070
수학식 2 및 3에서 T는 OQAM 신호의 심벌 기간, N은 부반송파의 개수, l은 부반송파 인덱스, m은 안테나 시간 구간의 인덱스, p(t)는 유닛 에너지(unit energy)를 가지는 주파수 로컬라이즈된(frequency-localized) FBMC 펄스를 나타낸다.
한편, 은 실수 데이터 심벌들
Figure 112016030255422-pat00072
및
Figure 112016030255422-pat00073
으로부터 OQAM 신호를 형성하기 위해 시간 및 주파수 축에서 1(또는 -1) 및 j(또는 -j) 사이에서 변화하는 위상 조정 값을 나타낸다.
위상 조정부(230)는 심벌 매핑부(210)에 의해 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들(도 3에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우) 또는 두 번째부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들(도 4에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우) 각각에 대하여 아래 수학식 4와 같은 규칙을 따르는 위상 조정 값(
Figure 112016030255422-pat00074
)을 이용하여 위상을 조정한다.
[수학식 4]
Figure 112016030255422-pat00075
이때,
Figure 112016030255422-pat00076
은 도 3에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우
Figure 112016030255422-pat00077
을 만족하며, 도 4에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우
Figure 112016030255422-pat00078
을 만족한다.
한편, 위상 조정 값의 극성에 대한 제한은 없으므로, 수학식 4의 규칙을 만족하는 다양한 패턴들이 존재할 수 있다.
한편, 위상 조정부(230)는 심벌 매핑부(210)에 의해 N/2+1 번째 부반송파 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들(도 3에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우) 또는 N/2+2 번째부터 N 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들(도 4에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우)에 대하여 아래 수학식 5를 만족하는 위상 조정 값(
Figure 112016030255422-pat00079
)을 이용하여 위상을 조정한다.
[수학식 5]
Figure 112016030255422-pat00080
이때,
Figure 112016030255422-pat00081
은 도 3에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우
Figure 112016030255422-pat00082
을 만족하며, 도 4에 예시된 방식에 따라 매핑된 경우
Figure 112016030255422-pat00083
을 만족한다.
이에 따라,
Figure 112016030255422-pat00084
및
Figure 112016030255422-pat00085
를 각각 위상 조정된 알라무티 코드 심벌들
Figure 112016030255422-pat00086
및
Figure 112016030255422-pat00087
로 나타내면, 아래 수학식 6과 같이
Figure 112016030255422-pat00088
및
Figure 112016030255422-pat00089
이 여전히 알라무티 코드 구조를 만족하도록 함을 알 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112016030255422-pat00090
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 심벌 매핑부(210) 및 위상 조정부(230)는 하나 이상의 프로세서 및 그 프로세서와 연결된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 포함하는 컴퓨팅 장치 상에서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로세서의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 컴퓨팅 장치 내의 프로세서는 각 컴퓨팅 장치로 하여금 본 명세서에서 기술되는 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 명령어를 실행할 수 있고, 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 명령어는 프로세서에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치로 하여금 본 명세서에 기술되는 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 심벌 매핑부(210) 및 위상 조정부(230)는 수행되는 기능에 따라 구분한 것으로, 반드시 물리적으로 분리된 별도의 장치에 의해 구현되는 것은 아니며, 구체적 동작에 있어서 명확히 구분되지 않을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 알라무티 부호화 방법의 순서도이다.
도 5에 도시된 방법은 예를 들어, 도 2에 도시된 알라무티 부호화 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 알라무티 부호화 장치(200)는 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(이때, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 첫 번째부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑한다(510).
이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 심벌 매핑부(110)는 가용한 전체 부반송파를 복수의 서브 블록으로 구분하고, 구분된 각 서브 블록에 대해 상술한 심벌 매핑을 수행할 수 있다. 이 경우, N은 각 서브 블록에 포함된 부반송파의 개수를 의미할 수 있으며, 서브 블록의 수는 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 가변적으로 결정될 수 있다.
이후, 알라무티 부호화 장치(200)는 첫 번째부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식(frequency reversal manner)으로 N/2+1 번째부터 N-1 번째 부반송파에 매핑한다(520).
이후, 알라무티 부호화 장치(200)는 N/2 번째 부반송파 및 N 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑한다(530).
이후, 알라무티 부호화 장치(200)는 첫 번째부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들에 대해 각 실수 데이터 심벌이 매핑된 부반송파의 인덱스 및 각 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정한다(540).
이후, 알라무티 부호화 장치(200)는 N/2+1 번째 부반송파부터 N-1 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들에 대해 해당 실수 데이터 심벌들과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정한다(550).
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 알라무티 부호화 방법의 순서도이다.
도 6에 도시된 방법은 예를 들어, 도 2에 도시된 알라무티 부호화 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 알라무티 부호화 장치(200)는 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(이때, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 두 번째부터 N/2 번째 부반송파에 매핑한다(610).
이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 심벌 매핑부(110)는 가용한 전체 부반송파를 복수의 서브 블록으로 구분하고, 구분된 각 서브 블록에 대해 상술한 심벌 매핑을 수행할 수 있다. 이 경우, N은 각 서브 블록에 포함된 부반송파의 개수를 의미할 수 있으며, 서브 블록의 수는 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 가변적으로 결정될 수 있다.
이후, 알라무티 부호화 장치(200)는 두 번째부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 N/2+2 번째부터 N 번째 부반송파에 매핑한다(620).
이후, 알라무티 부호화 장치(200)는 첫 번째 부반송파 및 N/2+1 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑한다(630).
이후, 알라무티 부호화 장치(200)는 두 번째부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들에 대해 각 실수 데이터 심벌이 매핑된 부반송파의 인덱스 및 각 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정한다(640).
이후, 알라무티 부호화 장치(200)는 N/2+2 번째 부반송파부터 N 번째 부반송파에 매핑된 실수 데이터 심벌들에 대해 해당 실수 데이터 심벌들과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정한다(650).
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 순서도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 알라무티 부호화를 이용하여 다중 경로 페이딩 채널에서 비트오율(BER)을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 7 내지 도 9는 상이한 SNR 및 상이한 변조 차수 각각에 대한 최대 지연 범위
Figure 112016030255422-pat00091
및 부반송파의 개수(N)에 따라 비트오율(BER)을 시뮬레이션한 결과를 도시하고 있다.
한편, 도 7 내지 도 9에 도시된 시뮬레이션을 위해 다중 경로의 수(L)는 5로 설정되었다. 또한, 첫 번째 도달 경로의 지연(delay)은 0으로 설정되었으며, 나머지 L-1 다중 경로들은 0 ~
Figure 112016030255422-pat00092
(이때,
Figure 112016030255422-pat00093
는 최대 지연 범위) 내의 값으로 균일하게 분배되었다. 경로 파워(path power)는 t=0일 때 0 dB로부터 t=
Figure 112016030255422-pat00094
일 때 -20 dB로 기하급수적으로(exponentially) 감소하도록 설정되었다. 또한, 부반송파 간격
Figure 112016030255422-pat00095
은 15kHz로 설정되었다.
Figure 112016030255422-pat00096
가 각각 410ns과 2500ns인 다중 경로 지연 프로파일들은 ITU-R Pedestrian-A 채널 모델(이하, Ped-A 채널 모델) 및 ITU-R Vehicular A 채널 모델(이하, Veh-A 채널 모델)과 근사하다.
기본적으로, 도 7 내지 9에서 최대 지연 범위가 감소할수록 본 발명의 실시예에 따른 알라무티 부호화 방식의 BER이 부반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference, ICI)에 자유로운 이상적인 알라무티 부호에 대한 BER에 수렴함을 알 수 있다. 이를 통해 국소적으로 평탄한 채널에 대한 완벽한 ICI 자기 제거(self-ICI cancellation) 특성을 확인할 수 있다.
한편, 최대 지연 범위가 증가함에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 알라무티 부호화 방식의 BER이 서서히 증가함을 알 수 있다. 이는 주파수 선택성(frequency selectivity)으로 인해 부호화된 블록 내의 각 부반송파에서 페이딩 계수가 상수 값을 벗어나기 때문에 ICI의 자기 제거가 이루어 지지 않기 때문이다.
반면, 전체 부반송파를 복수의 서브블록들로 분할하고, 각 서브블록에 본 발명의 실시예에 따른 알라무티 부호화 방식을 적용한다면, N을 감소시킬 수 있다. 최대 지연 범위(즉, 주파수 선택성)에 따라 N을 적절하게 감소시키면 본 발명의 실시예에 따른 알라무티 부호화 방식은 여전히 이상적인 알라무티 부호에 근접한 ICI 성능을 획득할 수 있다.
예를 들어, Ped-A 채널 모델에 근사하게 일치하는
Figure 112016030255422-pat00097
=0.41μs에 대해, N이 OQPSK에 대해 32로 설정되고 16-OQAM에 대해 16으로 각각 설정된다면, 본 발명의 실시예에 따른 알라무티 부호화 방식은 이상적인 알라무티 부호에 근접한 ICI 성능을 획득할 수 있다. 이러한 설정들은 각각 6.25% 및 12.5%의 데이터 레이트 손실을 초래한다. Veh-A 채널 모델에 근사하게 일치하는
Figure 112016030255422-pat00098
=2.5μs에 대한 이상적인 알라무티 부호에 근접한 ICI 성능을 위해 블록 크기 N이 8 이상으로 설정되면 안 된다.
최근, 밀리미터 웨이브 밴드(mm-Wave band)가 5G 무선 시스템에 사용되는 것으로 고려됨에 따라, 도 7 내지 도 9에서 관심 있는 최대 지연 범위의 하한은 10ns로 설정되었다.
한편, 28GHz 및 38GHz 각각에 대해
Figure 112016030255422-pat00099
는 대략 200ns 및 50ns로 설정할 수 있다. 28GHz(즉,
Figure 112016030255422-pat00100
)에서 이상적인 알라무티 부호에 근접한 ICI 성능을 위해 OQPSK 및 16-OQAM 각각에 대해 N을 64(약 3% 데이터 손실) 및 32로 설정할 수 있다. 또한, 38GHz(즉,
Figure 112016030255422-pat00101
)에서 이상적인 알라무티 부호에 근접한 ICI 성능을 위해 OQPSK 및 16-OQAM 각각에 대해 N을 256(약 0.8% 데이터 손실) 및 128(약 1.8% 데이터 손실)로 설정할 수 있다.
주파수 반전 부호화된 블록 내에서 국소적으로 평탄한 페이딩 조건을 충족시키기 위해 블록 크기 N 자체가 아니라 채널 선택성에 따라 주파수 반전 부호화된 블록의 물리적 대역폭이 변경될 필요가 있다.
예를 들어, 상술한 바와 같이 Veh-A 채널에서 이상적인 알라무티 부호에 근접한 ICI 성능을 획득하기 위해 N이 8 이상으로 설정될 필요가 없음을 언급하였으나, 이는 단지 부반송파 간격이 15kHz로 설정된 경우에 대한 것이다. 만약, 부반송파 간격을 감소시키거나 심볼 기간(symbol duration)을 동등하게 증가시키고 증가된 심볼 기간에 대한 준정적(quasi-static) 페이딩 조건을 깨뜨리지 않다면, 이상적인 알라무티 부호에 근접한 ICI 성능을 획득할 수 있는 최대 N은 부반송파 간격에 반비례하여 증가한다.
좀 더 일반적으로, 부반송파 간격
Figure 112016030255422-pat00102
이 15kHz가 아닌 시스템에 대해 이상적인 알라무티 부호에 근접한 ICI 성능을 획득할 수 있는 최대 N은 부반송파 간격 15kHz에 대한 최대 N에 15e3/
Figure 112016030255422-pat00103
을 스케일링함으로써 간단히 획득될 수 있다. 따라서, 부반송파 간격을 적절히 감소시킨다면, 동일한 BER 성능을 유지하면서 최대 N을 증가시킬 수 있다. 이러한 스케일링 규칙은 심각한 선택적 페이딩 채널들에서 데이터 손실 이슈를 완화한다.
한편, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플로피 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 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 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 필터 뱅크 다중 반송파 전송 시스템
110: 알라무티 부호화부
130: 제1 변조부
150: 제2 변조부
170: 송신 안테나 A
190: 송신 안테나 B
200: 알라무티 부호화 장치
210: 심벌 매핑부
230: 위상 조정부

Claims (24)

  1. 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 첫 번째부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑하고, 상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑하되, N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계;
    상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하는 단계; 및
    상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 단계를 포함하는 알라무티 부호화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계는, 상기 알라무티 코드 심벌 쌍이 상기 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 부반송파에 각각 매핑되도록 상기 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑하는 알라무티 부호화 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 위상 조정 값은, 아래의 수학식
    Figure 112016030255422-pat00104

    (이때,
    Figure 112016030255422-pat00105
    은 1 에서 N/2-1 사이의 값을 가지는 부반송파 인덱스, m은 상기 시간 구간의 인덱스 및
    Figure 112016030255422-pat00106
    은 상기 제1 위상 조정 값)을 만족하고,
    상기 제2 위상 조정값은, 아래의 수학식
    Figure 112016030255422-pat00107

    (이때,
    Figure 112016030255422-pat00108
    은 상기 제2 위상 조정 값)을 만족하는 알라무티 부호화 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 매핑하는 단계는, 상기 N개의 부반송파 중 N/2 번째 부반송파 및 N 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑하는 알라무티 부호화 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 매핑하는 단계 이전에, 가용한 전체 부반송파를 상기 N 개의 부반송파로 구성된 복수의 서브블록으로 분할하는 단계를 더 포함하는, 알라무티 부호화 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 서브블록의 개수는, 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 결정되는 알라무티 부호화 방법.
  7. 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑하고, 상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑하되, N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 심벌 매핑부; 및
    상기 첫 번째 부터 N/2-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하고, 상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 위상 조정부를 포함하는 알라무티 부호화 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 심벌 매핑부는, 상기 알라무티 코드 심벌 쌍이 상기 N/2 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 부반송파에 각각 매핑되도록 상기 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 상기 N/2+1 번째 부터 N-1 번째 부반송파에 매핑하는 알라무티 부호화 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 위상 조정 값은, 아래의 수학식
    Figure 112017060597694-pat00109

    (이때,
    Figure 112017060597694-pat00110
    은 1 에서 N/2-1 사이의 값을 가지는 부반송파 인덱스, m은 상기 시간 구간의 인덱스 및
    Figure 112017060597694-pat00111
    은 상기 제1 위상 조정 값)을 만족하고,
    상기 제2 위상 조정값은, 아래의 수학식
    Figure 112017060597694-pat00112

    (이때,
    Figure 112017060597694-pat00113
    은 상기 제2 위상 조정 값)을 만족하는 알라무티 부호화 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 심벌 매핑부는, 상기 N개의 부반송파 중 N/2 번째 부반송파 및 N 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑하는 알라무티 부호화 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 심벌 매핑부는, 가용한 전체 부반송파를 상기 N 개의 부반송파로 구성된 복수의 서브블록으로 분할하는 알라무티 부호화 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 서브블록의 개수는, 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 결정되는 알라무티 부호화 장치.
  13. 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑하고, 상기 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑하되, N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계;
    상기 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하는 단계; 및
    상기 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 단계를 포함하는 알라무티 부호화 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 주파수 반전 방식으로 매핑하는 단계는, 상기 알라무티 코드 심벌 쌍이 상기 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 부반송파에 각각 매핑되도록 상기 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 상기 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑하는 알라무티 부호화 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 위상 조정 값은, 아래의 수학식
    Figure 112016030255422-pat00114

    (이때,
    Figure 112016030255422-pat00115
    은 2 에서 N/2 사이의 값을 가지는 부반송파 인덱스, m은 상기 시간 구간의 인덱스 및
    Figure 112016030255422-pat00116
    은 상기 제1 위상 조정 값)을 만족하고,
    상기 제2 위상 조정값은, 아래의 수학식
    Figure 112016030255422-pat00117

    (이때,
    Figure 112016030255422-pat00118
    은 상기 제2 위상 조정 값)을 만족하는 알라무티 부호화 방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 매핑하는 단계는, 상기 N개의 부반송파 중 첫 번째 부반송파 및 N/2+1 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑하는 알라무티 부호화 방법.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 매핑하는 단계 이전에, 가용한 전체 부반송파를 상기 N 개의 부반송파로 구성된 복수의 서브블록으로 분할하는 단계를 더 포함하는 알라무티 부호화 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 복수의 서브블록의 개수는, 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 결정되는 알라무티 부호화 방법.
  19. 복수의 실수 데이터 심벌을 N개(여기서, N은 짝수인 자연수)의 부반송파 중 부반송파의 인덱스를 기준으로 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑하고, 상기 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍(Alamouti coded symbol pair)을 구성하는 실수 데이터 심벌을 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑하되, N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 반전 방식으로 매핑하는 심벌 매핑부; 및
    상기 두 번째 부터 N/2 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 매핑된 부반송파의 인덱스 및 상기 각 실수 데이터 심벌이 전송될 시간 구간의 인덱스에 기초한 제1 위상 조정 값을 이용하여 위상을 조정하고, 상기 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑된 각 실수 데이터 심벌에 대해, 해당 실수 데이터 심벌과 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌에 대한 제1 위상 조정 값의 공액 값인 제2 위상 조정값을 이용하여 위상을 조정하는 위상 조정부를 포함하는 알라무티 부호화 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 심벌 매핑부는, 상기 알라무티 코드 심벌 쌍이 상기 N/2+1 번째 부반송파를 기준으로 주파수 축 상에서 대칭되는 위치의 부반송파에 각각 매핑되도록 상기 알라무티 코드 심벌 쌍을 구성하는 실수 데이터 심벌을 상기 N/2+2 번째 부터 N 번째 부반송파에 매핑하는 알라무티 부호화 장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 위상 조정 값은, 아래의 수학식
    Figure 112016030255422-pat00119

    (이때,
    Figure 112016030255422-pat00120
    은 2 에서 N/2 사이의 값을 가지는 부반송파 인덱스, m은 상기 시간 구간의 인덱스 및
    Figure 112016030255422-pat00121
    은 상기 제1 위상 조정 값)을 만족하고,
    상기 제2 위상 조정값은, 아래의 수학식
    Figure 112016030255422-pat00122

    (이때,
    Figure 112016030255422-pat00123
    은 상기 제2 위상 조정 값)을 만족하는 알라무티 부호화 장치.
  22. 청구항 19에 있어서,
    상기 심벌 매핑부는, 상기 N개의 부반송파 중 첫 번째 부반송파 및 N/2+1 번째 부반송파에 널(null) 데이터 심벌을 매핑하는 알라무티 부호화 장치.
  23. 청구항 19에 있어서,
    상기 심벌 매핑부는, 가용한 전체 부반송파를 상기 N 개의 부반송파로 구성된 복수의 서브블록으로 분할하는 알라무티 부호화 장치.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 복수의 서브블록의 개수는, 주파수 선택적 페이딩 채널 특성에 기초하여 결정되는 알라무티 부호화 장치.
KR1020160037890A 2016-03-29 2016-03-29 필터 뱅크 다중 반송파 전송 시스템에서 알라무티 부호화를 위한 방법 및 장치 KR101775505B1 (ko)

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