KR101822507B1 - Gmsk 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법 및 장치 - Google Patents

Gmsk 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법 및 장치 Download PDF

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KR101822507B1 KR1020160114858A KR20160114858A KR101822507B1 KR 101822507 B1 KR101822507 B1 KR 101822507B1 KR 1020160114858 A KR1020160114858 A KR 1020160114858A KR 20160114858 A KR20160114858 A KR 20160114858A KR 101822507 B1 KR101822507 B1 KR 101822507B1
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맹승준
박해인
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법은 GMSK 통신 시스템에서 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 생성하는 방법에 있어서, 초기하다마드(Hadamard)행렬을 확장하여 확장하다마드행렬을 생성하는 단계; 상기 확장하다마드행렬에 기초하는 복수의 하다마드시퀀스 중에서, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성(orthogonality)이 유지되는 하다마드시퀀스의 그룹인 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계; 및 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹에 기초하여 상기 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING PREAMBLE SEQUENCE IN GMSK COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 하나의 기지국에 다수의 통신장치가 연결되는 GMSK 통신 시스템에서, 기지국이 다수의 통신장치로부터 수신된 프리앰블 시퀀스를 이용하여 다수의 통신장치 각각을 구별가능한 프리앰블 시퀀스의 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.
무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle, Drone)란 항공기에 사람이 탑승하지 않고 원격 또는 자동으로 통제되는 항공기를 가리키며, 드론이라고도 불린다. 특히 최근에는 항공표적, 무인정찰, 감시 등 주로 군사적인 목적으로 이용되어 오던 무인 항공기를 물류, 통신, 촬영, 센서 데이터 수집 등 다양한 민간·상업분야에 활용하기 위한 기술 개발 및 연구가 크게 증가하고 있다. 실제로, 유통분야에서의 무인 항공기 사용이 활발히 가시화되고 있는데, 이미 아마존, 구글 등의 미국 정보기술기업에서 무인 항공기를 택배 서비스용으로 시험 중에 있다. 이외에도 프랑스에서 공공분야 활용방안으로 우체국 소포배달용 무인 항공기를 개발하고 시험비행에 성공하였으며, 국내에서도 무인 항공기 제어 및 대용량 멀티미디어 데이터 전송의 가능성을 시험한 바 있다. 국제전기통신연합(ITU-R)에서는 세계적으로 증가하는 무인 항공기에 대비하여 장거리 무인 항공기의 안전한 운항을 위한 항공통신 기술 및 관련 주파수에 대한 연구를 수행하였는데, 연구 결과 2020년 이후부터 민간 영역인 농작물 재배, 자원탐사, 방송통신 중계, 지도제작 등의 수요가 2030년까지 지속적으로 늘어날 것으로 전망하였다. 또한 향후 유인항공기와 동일 공역에서 무인 항공기가 안전하게 운용되기 위해서는 이동통신망, 위성 등을 활용한 장거리 원격제어 통신기술 및 자동 충돌회피 기술 등과 같은 기술 연구가 필요할 것으로 전망하였다.
이와 같은 미래 무인 항공기 수요 증가에 대비하고, 무인 항공기를 유인항공기와 동일한 공역에서 장거리 원격 운용을 하기 위해서는 이를 위한 개별 주파수가 필요하다는 수요가 끊임없이 제기되어왔다. 이에 ITU-R에서는 무인항공시스템을 위한 주파수 국제 분배를 2007년부터 WRC(World Radio Conference) 의제로 채택하여 국제 표준화를 논의해오고 있다. 특히 WRC-12 이후 지상에서 무인 항공기를 조종할 수 있도록 960-1,164MHz의 L 밴드와 5,030-5,091MHz 대역의 C 밴드가 신규 항공이동업무용 주파수로 결정되었다. 작년 2015년에 개최된 WRC-15에서는 비가시선(Beyond LOS) 영역 해소를 위해, 무인 항공기를 위성으로 제어하기 위한 주파수 분배의 필요성이 대두되어 10.95-30GHz 대역의 약 3GHz 대역폭이 분배되었다. 이처럼 무인 항공기의 안정적 운용 및 시장 확대를 위한 무인 항공기 제어 전용 주파수 활용 기반이 마련되었고, 전용 주파수 할당 및 효율적 활용, 표준화된 제어용 통신 기술 및 시스템 구축 필요성이 증대되고 있다. 또한 네트워크 기반의 무인 항공기에 적합한 통신방식의 개발을 위하여 미국에서는 Control and Non-Payload Communication(CNPC) 표준 작성이 진행되고 있다. CNPC 링크는 무인 항공기의 비행을 제어하고 모니터링하는 것과 관련된 모든 통신체계를 말한다. 현재 미국 NASA, RTCA 등에서 무인 항공기 시스템의 최소 운용에 요구되는 기술성능 표준(MOPS: Minimum Operation Performance Standard) 작업을 진행하고 있다. 연구 결과에 따르면 CDMA, OFDMA, LTE, WiMAX 등 많은 전송 방식을 검토하였으나, 무인 항공기의 배터리 용량의 제한 등의 이유로 전력 소모가 적은 단일 캐리어 방식 중 GMSK 방식이 CNPC 표준으로 최종적으로 고려되고 있다. 우리나라에서도 WiBro, LTE 등 이동통신망을 활용한 네트워크 기반의 무인 항공기 원격제어에 대한 연구들이 이루어지고 있지만, 현재 통신망이 지상의 사용자를 대상으로 구축되어 있어 빌딩 높이 이상의 항공에서는 드론의 운영이 불가능하며 전력 소모가 크다는 단점이 있다. 따라서 본 발명에서는 CNPC 표준으로 고려되고 있는 GMSK 기반의 무인 항공기 통신 방식을 고려한다. GMSK 변조방식은 다른 방식들과 비교했을 때, 대역 외 방사 특성이 좋고 일정한 포락선을 갖기 때문에 송신기 증폭기 선택에 자유롭고, 전력소모가 작다는 장점을 가지고 있다.
WRC-12에서 할당된 L 밴드와 C 밴드의 주파수 대역의 특징을 고려하면, L 밴드는 C 대역에 비해 전파 채널 특성이 우수한 반면, 타 서비스에 의한 점유도가 높은 대역이기 때문에 간섭 영향이 발생 가능하다. 반면, C 밴드는 기존 시스템과의 간섭 영향은 적지만 채널 전파 손실이 크다는 특성을 가지고 있다. 따라서 전파채널 감쇄 영향이 큰 C 밴드의 경우 빔 형성(Beamforming) 기술이 필수적이다. 또한 MOPS를 기준으로 무인 항공기의 셀 반경이 25nmi(46.30km)에서 71nmi(131.49Km)인 점을 고려한다면, 기지국과 무인 항공기의 거리가 상대적으로 멀기 때문에 빔 형성 기술이 필요하다. 일반적으로 무인 항공기는 하드웨어 복잡도와 계산량의 제한을 많이 받기 때문에 본 발명에서 무인 항공기는 전 방향성 안테나를 가정하였다. 반면 하드웨어 복잡도와 계산량의 제한을 적게 받는 기지국에서는 디지털 빔 형성 기술을 가정하였다. 이 때 무인 항공기의 특성상 이동성을 갖게 되고, 기지국과 무인 항공기 간의 채널이 변화할 수 있기 때문에 최적의 채널을 형성하는 빔을 지속적으로 찾는 빔 추적(Beam Tracking) 과정을 수행해야 한다. 이 때, 무인 항공기가 여러 대인 상황을 고려한다면 이들의 빔을 각각 추적할 필요가 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0773745호 "GMSK변조에 기초한 데이터 변조 장치 및 이를 포함하는 데이터 송신 장치"가 있다.
본 발명에서는 하다마드(Hadamard)시퀀스를 기반으로 하여, GMSK 통신 시스템에서 다수의 통신장치를 향한 빔 추적을 가능하도록 하는 프리앰블 시퀀스의 생성 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 다수의 통신장치로부터 서로 다른 시간지연을 가지며 신호가 수신되는 비동기 통신 환경에 적합한 프리앰블 시퀀스의 생성 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법은, GMSK 통신 시스템에서 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 생성하는 방법에 있어서, 초기하다마드(Hadamard)행렬을 확장하여 확장하다마드행렬을 생성하는 단계; 상기 확장하다마드행렬에 기초하는 복수의 하다마드시퀀스 중에서, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성(orthogonality)이 유지되는 하다마드시퀀스의 그룹인 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계; 및 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹에 기초하여 상기 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 확장하마다드행렬이 상기 초기하마다드행렬(H1)을 (m-1)(단, m ≥ 2)회 확장한 하마다드행렬(Hm)일 때, 상기 확장하다마드행렬을 생성하는 단계는 상기 초기하마다드행렬의 구성요소의 부호배치에 기초하여, 상기 Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식을 산출하는 단계; 및 상기 초기하마다드행렬 및 상기 행렬관계식에 기초하여, 상기 확장하마다드행렬을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계는 상기 초기하마다드행렬 또는 상기 확장하다마드행렬의 복수의 행 또는 열을 2개의 유형으로 구분하기 위한 이진지표 중에서, 동일한 2개의 지표로 구성되는 제1 초기값패턴 및 상이한 2개의 지표로 구성되는 제2 초기값패턴을 생성하는 단계; 상기 초기하마다드행렬(H1)을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회(단, m ≥ 3) 확장한 확장하다마드행렬인 Hm-1 및 Hm 각각의 복수의 행 또는 열에 대응되는 이진지표로 구성되는 선택패턴인 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 상기 제1 초기값패턴 및 상기 제2 초기값패턴에 기초하여 상기 Pm의 선택패턴값을 산출하는 단계; 및 상기 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 상기 제1 초기값패턴, 상기 제2 초기값패턴 및 상기 산출된 Pm의 선택패턴값을 이용하여, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 Pm-1 및 Pm 간의 관계식은 수학식 1일 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016087192749-pat00001
여기서, 상기 Pm 및 상기 Pm-1은 상기 초기하마다드행렬을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회 확장한 확장하다마드행렬에 대응되는 상기 선택패턴이고,
Figure 112016087192749-pat00002
는 상기 Pm-1의 1의 보수이다.
바람직하게는, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계는 상기 확장하다마드행렬(Hn-1)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹 각각에 포함된 복수의 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 복수의 제1 행렬번호그룹을 선별하는 단계; 상기 선택패턴값을 이용하여, 이진지표가 1인 행 또는 열 번호를 포함하는 제2 행렬번호그룹과 이진지표가 0인 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하는 단계; 및 상기 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 상기 제2 행렬번호그룹을 부가하고, 상기 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 상기 제3 행렬번호그룹을 부가하여, 상기 확장하다마드행렬(Hn)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계를 포함하고, 상기 초기하마다드행렬(H1)을 이용하여, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계는 상기 초기하마다드행렬(H1)에 대응되는 선별하다마드시퀀스그룹에 포함된 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하는 단계; 상기 초기하마다드행렬(H1)을 (m-1)회(단, m ≥ 2) 확장함에 따라 생성되는 복수의 확장하다마드행렬(H2, …, Hm) 각각에서 추가된 행 또는 열 번호에 대응되는 복수의 하마다드시퀀스로 구성되는 (m-1)개의 확장그룹 각각에서 선별된 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제4 행렬번호그룹을 선별하는 단계; 및 상기 제3 행렬번호그룹 및 상기 제4 행렬번호그룹으로 구성되며, 디프리코딩(deprecoding)된 신호 간의 시간 지연에 무관하게 직교성이 유지되는 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성은 수학식 2에 의해 판단될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112016087192749-pat00003
여기서, bn 1 과 bn 2는 각각 하마다드시퀀스이고, en 1은 bn-1 1 bn 1 bn+1 1인 하마다드시퀀스이고, en 2는 bn -1 2 bn 2 bn +1 2인 하마다드시퀀스이고,
Figure 112016087192749-pat00004
는 두개의 하마다드시퀀스 간의 상호 상관함수이다.
바람직하게는, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 복수의 선별하다마드시퀀스 중 선택된 하나의 시퀀스의 앞 또는 뒤에 소정 개수의 순환 이동된 시퀀스를 덧붙여 생성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치는, GMSK 통신 시스템에서 프리앰블 시퀀스를 생성하는 장치에 있어서, 초기하다마드행렬을 확장하여 확장하다마드행렬을 생성하는 확장부; 상기 확장하다마드행렬에 기초하는 복수의 하다마드시퀀스 중에서, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성이 유지되는 하다마드시퀀스의 그룹인 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 선별부; 및 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹에 기초하여 상기 프리앰블 시퀀스를 생성하는 생성부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 확장하마다드행렬이 상기 초기하마다드행렬(H1)을 (m-1)(단, m ≥ 2)회 확장한 하마다드행렬(Hm)일 때, 상기 확장부는 상기 초기하마다드행렬의 구성요소의 부호배치에 기초하여, 상기 Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식을 산출하고, 상기 초기하마다드행렬 및 상기 행렬관계식에 기초하여, 상기 확장하마다드행렬을 생성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 선별부는 상기 초기하마다드행렬 또는 상기 확장하다마드행렬의 복수의 행 또는 열을 2개의 유형으로 구분하기 위한 이진지표 중에서, 동일한 2개의 지표로 구성되는 제1 초기값패턴 및 상이한 2개의 지표로 구성되는 제2 초기값패턴을 생성하고, 상기 초기하마다드행렬(H1)을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회(단, m ≥ 3) 확장한 확장하다마드행렬인 Hm-1 및 Hm 각각의 복수의 행 또는 열에 대응되는 이진지표로 구성되는 선택패턴인 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 상기 제1 초기값패턴 및 상기 제2 초기값패턴에 기초하여 상기 Pm의 선택패턴값을 산출하고, 상기 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 상기 제1 초기값패턴, 상기 제2 초기값패턴 및 상기 산출된 Pm의 선택패턴값을 이용하여, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
바람직하게는, 상기 Pm-1 및 Pm 간의 관계식은 수학식 1일 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016087192749-pat00005
여기서, 상기 Pm 및 상기 Pm-1은 상기 초기하마다드행렬을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회 확장한 확장하다마드행렬에 대응되는 상기 선택패턴이고,
Figure 112016087192749-pat00006
는 상기 Pm-1의 1의 보수이다.
바람직하게는, 상기 선별부는 상기 확장하다마드행렬(Hn-1)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹 각각에 포함된 복수의 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 복수의 제1 행렬번호그룹을 선별하고, 상기 선택패턴값을 이용하여, 이진지표가 1인 행 또는 열 번호를 포함하는 제2 행렬번호그룹과 이진지표가 0인 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하고, 상기 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 상기 제2 행렬번호그룹을 부가하고, 상기 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 상기 제3 행렬번호그룹을 부가하여, 상기 확장하다마드행렬(Hn)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 시퀀스그룹선별부 및 상기 초기하마다드행렬(H1) 및 상기 시퀀스그룹선별부를 이용하여, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 선별부는 상기 초기하마다드행렬(H1)에 대응되는 선별하다마드시퀀스그룹에 포함된 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하고, 상기 초기하마다드행렬(H1)을 (m-1)회(단, m ≥ 2) 확장함에 따라 생성되는 복수의 확장하다마드행렬(H2, …, Hm) 각각에서 추가된 행 또는 열 번호에 대응되는 복수의 하마다드시퀀스로 구성되는 (m-1)개의 확장그룹 각각에서 선별된 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제4 행렬번호그룹을 선별하고, 상기 제3 행렬번호그룹 및 상기 제4 행렬번호그룹으로 구성되며, 디프리코딩(deprecoding)된 신호 간의 시간 지연에 무관하게 직교성이 유지되는 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
바람직하게는, 상기 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성은 수학식 2에 의해 판단될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112016087192749-pat00007
여기서, bn 1 과 bn 2는 각각 하마다드시퀀스이고, en 1은 bn-1 1 bn 1 bn+1 1인 하마다드시퀀스이고, en 2는 bn -1 2 bn 2 bn +1 2인 하마다드시퀀스이고,
Figure 112016087192749-pat00008
는 두개의 하마다드시퀀스 간의 상호 상관함수이다.
바람직하게는, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 복수의 선별하다마드시퀀스 중 선택된 하나의 시퀀스의 앞 또는 뒤에 소정 개수의 순환 이동된 시퀀스를 덧붙여 생성될 수 있다.
본 발명은 하다마드(Hadamard)시퀀스를 기반으로 하여 GMSK 통신 시스템에서 다수의 통신장치를 향해 빔 추적을 가능하도록 하는 프리앰블 시퀀스를 생성함으로써, 다수의 통신장치가 실시간으로 이동하는 경우에도, 기지국과 다수의 통신장치 간에 최적의 통신 채널을 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실시간으로 이 다수의 통신장치로부터 서로 다른 시간지연을 가지며 신호가 수신되는 비동기 통신 환경에서도, 기지국과 다수의 통신장치 간에 최적의 통신 채널을 형성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 선별하다마드시퀀스그룹의 선별 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 선택패턴값을 이용하여 복수의 선별하다마드시퀀스그룹의 선별 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 선별하다마드시퀀스그룹의 선별 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 무인 항공기 및 기지국 간의 GMSK 통신 시스템의 빔 추적 개요을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성 및 추적을 위한 GMSK 통신 시스템의 블록도를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별하마다드시퀀스를 사용하는 경우(a)와 전체 하마다드시퀀스를 사용하는 경우(b)의 상호상관값을 비교하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선별하마다드시퀀스를 이용하는 경우, 기지국에서 3대의 무인 항공기로부터 수신한 신호의 상호상관값(a), 수신 빔 패턴(b)을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 2대의 무인 항공기 및 기지국 간의 GMSK 통신 시스템의 빔 추적 개요을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서 수신된 신호와 전송된 프리앰블과의 상호상관값을 스텝단위로 도시한 도면으로, 본 발명에서 제안된 프리앰블을 사용하는 경우(a), 종래의 프리앰블을 사용하는 경우(b), 2대의 무인 항공기가 동일한 프리앰블을 사용하는 경우(c)로 나뉜다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 패턴을 도시한 도면으로, 본 발명에서 제안된 프리앰블을 사용하는 경우(a), 종래의 프리앰블을 사용하는 경우(b), 2대의 무인 항공기가 동일한 프리앰블을 사용하는 경우(c)로 나뉜다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 원하는 신호의 방향과 간섭 신호의 방향을 스텝단위로 도시한 도면으로, 본 발명에서 제안된 프리앰블을 사용하는 경우(a), 종래의 프리앰블을 사용하는 경우(b), 2대의 무인 항공기가 동일한 프리앰블을 사용하는 경우(c)로 나뉜다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 추적 환경에 따른 BER 성능을 도시한 도면으로, 빔 형성 기법이 적용되지 않은 경우(a), 4x4 URA 수신 안테나 환경에서 빔 추적을 통한 빔 형성 기법이 적용된 경우(b), 비동기 채널의 경우(c)로 나뉜다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 선별하다마드시퀀스그룹의 생성 결과를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선별하다마드시퀀스그룹의 생성 결과를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
GMSK(Gaussian minimum shift keying) 통신은 디지털 통신의 한 방법으로, 스탠다드 MSK 통신과 유사하다. 그러나, 디지털 데이터 스트림이 주파수 변조기(frequency modulator)에 적용되기에 앞서, 가우시안 필터(Gaussian filter)와 먼저 조합되는 특징을 가진다.
도 7을 참조하면, GMSK 변조 방식의 장점은 일정한 포락선(constant envelope)을 갖고 상대적으로 작은 대역폭을 차지하며 동기 검파(coherent detection)가 가능하다는 점이다. 또한, 대역 외 방사(out-of-band radiation) 특성이 좋고 전력 소모가 작다는 장점을 가진다. 그 외에도, GMSK 변조 방식의 일정한 포락선을 갖는 성질은 송신기 증폭기의 선형성에 영향을 받지 않기 때문에 증폭기의 가격과 복잡도 측면에서도 유리하며, 다중 반송파 방식에 비해 수신단에서 복잡도가 크지 않다는 장점이 있다
도 6을 참조하면, GMSK 통신 시스템에서 기지국과 다수의 통신장치(예, 무인 항공기)가 통신할 때, 커버리지 확장과 SNR 이득 확보를 위하여 기지국에서의 빔 형성 기법이 효과적이다. 특히, 무인 항공기가 이동하는 상황에서는 빔 이득을 유지하기 위하여 기지국에서 무인 항공기를 향한 주기적인 빔 추적이 필요하다.
따라서, 본 발명에서는 GMSK 통신 시스템의 하향 링크 신호를 사용한 통신장치의 빔 추적 기법을 제안한다. 여기서 하향 링크란, 무인 항공기에서 기지국 방향으로의 통신을 의미한다. 이를 위하여 다수의 무인 항공기와 기지국이 존재하는 시스템에서 각 무인 항공기의 구별에 적합한 프리앰블 시퀀스를 설계하는 방법을 제안하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
단계 S110에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하다마드(Hadamard)행렬을 확장하여 확장하다마드행렬을 생성한다.
하다마드행렬은 구성요소의 값이 +1 또는 -1인 정사각행렬이며, 각 행 또는 열이 상호 직교성(orthogonal)을 갖는 특징이 있다. 이때, 예컨대, 초기하다마드 행렬(H1)은 2x2의 정사각행렬로 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016087192749-pat00009
한편, 초기하다마드행렬을 확장하여 확장하다마드행렬을 생성하는 자세한 방법에 대하여는, 다른 실시예에서 구체적으로 후술한다.
다른 실시예에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가, 확장하마다드행렬이 초기하마다드행렬(H1)을 (m-1)(단, m ≥ 2)회 확장한 하마다드행렬(Hm)일 때, Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식을 이용하여 확장하다마드행렬을 생성할 수 있다.
첫번째로, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하마다드행렬의 구성요소의 부호배치에 기초하여, Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식을 산출할 수 있다.
예컨대, 초기하마다드행렬(H1)을 각각 (m-1)회 및 (m-2)회 확장한 하다마드행렬인 Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식은 수학식 1의 초기하다마드행렬의 구성요소인 +1 및 -1의 부호배치를 이용하여 다음의 수학식 2와 같이 산출될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112016087192749-pat00010
두번째로, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하마다드행렬 및 행렬관계식에 기초하여, 확장하마다드행렬을 생성할 수 있다.
즉, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하다마드행렬(수학식 1)과 Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식(수학식 2)를 알고 있으므로, H1에서부터 시작하여, H2, H3을 거쳐 Hm까지의 확장하다마드행렬을 차례대로 생성할 수 있다.
예컨대, 확장하다마드행렬 H2는 초기하다마드행렬 H1과 Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식을 이용하여 다음과 같이 생성될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112016087192749-pat00011
단계 S120에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 그 확장하다마드행렬에 기초하는 복수의 하다마드시퀀스 중에서, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성(orthogonality)이 유지되는 하다마드시퀀스의 그룹인 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별한다.
하다마드시퀀스(Hadamard sequence)는 하다마드행렬의 각 행 또는 열의 값일 수 있다.
예컨대, 수학식 3의 하다마드행렬(H2)에는 각 행 또는 열에 대응되는 {1,1,1,1}, {1,-1,1,-1}, {1,1,-1,-1}, {1,-1,-1,1}의 4개의 하다마드시퀀스가 존재할 수 있다. 그리고, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 그 4개의 하다마드시퀀스 중에서, 직교성이 유지되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
여기서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 {{1,1,1,1}, {1,-1,1,-1}, {1,1,-1,-1}}과 {{1,1,1,1}, {1,-1,1,-1}, {1,-1,-1,1}}의 2개의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
이때, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성은 수학식 4에 의해 판단될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112016087192749-pat00012
여기서, bn 1 과 bn 2는 각각 하마다드시퀀스이고, en 1은 bn-1 1 bn 1 bn+1 1인 하마다드시퀀스이고, en 2는 bn -1 2 bn 2 bn +1 2인 하마다드시퀀스이고,
Figure 112016087192749-pat00013
는 두개의 하마다드시퀀스 간의 상호 상관함수이다.
보다 구체적으로는, 두 개의 하다마드시퀀스를 각각 {bn1}과 {bn2}라고 할 때, 그 두 하다마드시퀀스 간에 직교성이 유지되기 위하여는 아래의 수학식 5와 같이 정의되는 상호 상관함수에 대하여
Figure 112016087192749-pat00014
이 성립하여야 한다. 그리고,
Figure 112016087192749-pat00015
이 성립하기 위하여는 수학식 4가 성립하여야 하므로, 결과적으로 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 수학식 4를 이용하여 직교성을 판단할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112016087192749-pat00016
여기서, bn 1 과 bn 2는 각각 하마다드시퀀스이고,
Figure 112016087192749-pat00017
는 두개의 하마다드시퀀스 간의 상호 상관함수이고, N은 하다마드시퀀스의 길이이다.
한편, 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 자세한 방법에 대하여는, 도 2 및 도 4에 대한 설명에서 구체적으로 후술한다.
단계 S130에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 복수의 선별하다마드시퀀스그룹에 기초하여 프리앰블 시퀀스를 생성한다.
프리앰블(preamble)은 기지국이 통신장치(예, 무인 항공기)로부터 수신하는 신호에 포함된 데이터로서, 통신에 필요한 정보(예, 다수의 통신장치를 구별하기 위한 데이터)를 포함할 수 있다.
한편, 복수의 선별하다마드시퀀스그룹에 기초하여 프리앰블 시퀀스를 생성하는 자세한 방법에 대하여는, 다른 실시예에서 구체적으로 후술한다.
다른 실시예에서는, 프리앰블 시퀀스는 복수의 선별하다마드시퀀스 중 선택된 하나의 시퀀스의 앞 또는 뒤에 소정 개수의 순환 이동된 시퀀스를 덧붙여 생성될 수 있다.
예컨대, 확장하다마드행렬인 H6으로부터 생성된 64(26)개의 시퀀스 중 특정한 33개의 시퀀스가 상호 간에 직교성을 유지할 수 있고, 이러한 시퀀스의 확장하다마드행렬에서의 행 번호는 {1, 2, 3, 5, 8, 9, 12, 14, 15, 17, 20, 22, 23, 26, 27, 29, 32, 33, 36, 38, 39, 42, 43, 45, 48, 50, 51, 53, 56, 57, 60, 62, 63} 일 수 있다. 이때, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 그 33개의 하다마드시퀀스 중에서 선택된 하다마드시퀀스에의 앞과 뒤에 3개씩의 순환 이동된 시퀀스를 각각 덧붙여 프리앰블을 생성할 수 있다. 여기서, 생성된 프리앰블은, 하다마드시퀀스의 길이가 64(=26)이고, 앞뒤에 덧붙여진 시퀀스가 각각 3개이므로, 길이가 70인 이진시퀀스일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법은, 하마다드행렬을 이용하여 상호 간의 직교성이 유지되는 하마다드시퀀스로 구성되는 복수의 하마다드시퀀스그룹을 선별하고, 그에 대응되는 프리앰블을 생성함으로써, GMSK 통신 시스템이 적용된 기지국에서 다수의 통신장치를 생성된 프리앰블을 이용하여 구별할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 선별하다마드시퀀스그룹의 선별 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
단계 S210에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하마다드행렬 또는 확장하다마드행렬의 복수의 행 또는 열을 2개의 유형으로 구분하기 위한 이진지표 중에서, 동일한 2개의 지표로 구성되는 제1 초기값패턴 및 상이한 2개의 지표로 구성되는 제2 초기값패턴을 생성한다.
이진지표는 0 또는 1로 구분되는 지표일 수 있으며, 동일한 지표의 값을 가지는 하다마드시퀀스는 동일한 유형으로 구분될 수 있다. 이때, 동일한 유형의 하다마드시퀀스 간에는 직교성이 유지될 수 있으며, 반대로, 서로 다른 유형의 하다마드시퀀스 간에는 직교성이 유지되지 않을 수 있다.
예컨대, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 수학식 1의 초기하다마드행렬(H1)로부터 [11]의 1로 동일한 지표를 가지는 제1 초기값패턴을 생성할 수 있다. 이때, 초기하다마드행렬(H1)에서 동일한 지표를 가지는 하다마드시퀀스 간에는 직교성이 유지될 수 있다.
또한, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 수학식 3의 확장하다마드행렬(H2)의 확장된 행 또는 열로부터 [10]의 상이한 지표를 가지는 제2 초기값패턴을 생성할 수 있다. 이때, 확장하다마드행렬(H2)에서 상이한 지표를 가지는 하다마드시퀀스 간에는 직교성이 유지되지 않을 수 있다.
단계 S220에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하마다드행렬(H1)을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회(단, m ≥ 3) 확장한 확장하다마드행렬인 Hm-1 및 Hm 각각의 복수의 행 또는 열에 대응되는 이진지표로 구성되는 선택패턴인 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 제1 초기값패턴 및 제2 초기값패턴에 기초하여 Pm의 선택패턴값을 산출한다.
즉, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 제1 초기값패턴(P1) 및 제2 초기값패턴(P2)의 선택패턴값을 알고 있으면서, 동시에 Pm-1 및 Pm 간의 관계식을 알고 있다면, P2부터 Pm까지 순차적으로 선택패턴값을 산출할 수 있다.
이때, 선택패턴값을 산출하는 자세한 방법은 다른 실시예에 대한 설명에서 구체적으로 후술한다.
다른 실시예에서는, Pm-1 및 Pm 간의 관계식은 수학식 6일 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112016087192749-pat00018
여기서, Pm 및 Pm-1은 초기하마다드행렬을 각각 (m-1)회 및 m회 확장한 확장하다마드행렬인 Hm -1 및 Hm 에 대응되는 이진배열이고,
Figure 112016087192749-pat00019
는 Pm -1의 1의 보수(one's complement)이다.
예컨대, P2가 [10]인 경우,　수학식　６에　의해 P3 = [P2 ~P2](단, ~P2는 P2의 1의 보수)이므로, P3＝[1001]으로　결정될　수　있다．　마찬가지로， P4 = [P3 ~P3] 이므로, P3＝[10010110]으로　결정될　수　있다．
단계 S230에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 제1 초기값패턴, 제2 초기값패턴 및 산출된 Pm의 선택패턴값을 이용하여, 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별한다.
즉, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 제1 초기값패턴(P1), 제2 초기값패턴(P2) 및 Pm-1 및 Pm 간의 관계식을 이용하여, H3에서 Hm까지의 확장하다마드행렬 각각으로부터 P3에서 Pm까지의 선택패턴을 순차적으로 산출하면서, 그 산출된 선택패턴값을 이용하여 각각의 확장하다마드행렬에 대한 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
다시 말하면, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 확장하다마드행렬(Hm-1)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별한 뒤, 선택패턴값(Pm)과 그 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 이용하여, 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 선택패턴값을 이용하여 복수의 선별하다마드시퀀스그룹의 선별 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
단계 S310에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 확장하다마드행렬(Hn-1)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹 각각에 포함된 복수의 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 복수의 제1 행렬번호그룹을 선별한다.
예컨대, 수학식 3의 하다마드행렬(H2)에는 각 행 또는 열에 대응되는 {1,1,1,1}, {1,-1,1,-1}, {1,1,-1,-1}, {1,-1,-1,1}의 4개의 하다마드시퀀스가 존재하고, {{1,1,1,1}, {1,-1,1,-1}, {1,1,-1,-1}}과 {{1,1,1,1}, {1,-1,1,-1}, {1,-1,-1,1}}의 2개의 선별하다마드시퀀스그룹이 존재할 수 있다.
여기서, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 {1, 2, 3}과 {1, 2, 4}인 2개의 제1 행렬번호그룹을 선별할 수 있다. 이때, 1은 확장하다마드행렬(H2)에서 {1,1,1,1}에 대응되는 행 또는 열의 번호이고, 마찬가지 방법으로 2는 {1,-1,1,-1}, 3은 {1,1,-1,-1}, 4는 {1,-1,-1,1}에 대응되는 행 또는 열의 번호이다.
단계 S320에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 선택패턴값을 이용하여, 이진지표가 1인 행 또는 열 번호를 포함하는 제2 행렬번호그룹과 이진지표가 0인 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별한다.
예컨대, 선택패턴값이 P3 = [1001]인 경우, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가, 확장하다마드행렬(H2)과 비교하여 확장하다마드행렬(H3)에 추가된 행 또는 열의 번호인 5 내지 8에 대하여, 이진지표가 1인 5 및 8을 제2 행렬번호그룹에 포함되도록 하고, 이진지표가 0인 6 및 7을 제3 행렬번호그룹에 포함되도록 할 수 있다. 즉, 제2 행렬번호그룹은 {5, 8}이고, 제3 행렬번호그룹은 {6, 7}이 될 수 있다.
단계 S330에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 제2 행렬번호그룹을 부가하고, 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 제3 행렬번호그룹을 부가하여, 확장하다마드행렬(Hn)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별한다.
예컨대, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 제1 행렬번호그룹 각각에 제2 행렬번호그룹을 부가하여 {1, 2, 3, 5, 8} 및 {1, 2, 4, 5, 8}을 선별하고, 제1 행렬번호그룹 각각에 제3 행렬번호그룹을 부가하여 {1, 2, 3, 6, 7} 및 {1, 2, 4, 6, 7}을 선별할 수 있다.
즉, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 {1, 2, 3, 5, 8}, {1, 2, 4, 5, 8}, {1, 2, 3, 6, 7}, {1, 2, 4, 6, 7}을 복수의 선별하다마드시퀀스그룹으로 선별할 수 있다.
그리고, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하마다드행렬(H1)에 대하여, 단계 S310 내지 S330을 반복 수행하여, 임의의 m(단, m ≥ 2)에 대하여 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
예컨대, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 H1로부터 H2에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하고, H2로부터 다시 H3에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하고, 이를 반복함으로써, 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, (a)본 발명에서 제안된 선별하마다드시퀀스그룹에 기초하여 생성된 프리앰블을 이용하는 경우와 (b) 종래 기술의 프리앰블을 이용하는 경우를 비교해볼 수 있다. 보다 구체적으로는, (a)와 같이, 프리앰블에 사용된 8번째 하마다드시퀀스에만 상호 상관값이 피크가 되어, 다른 시퀀스에 대하여는 0이 되는 것을 알 수 있다. 이를 통해, GMSK 통신 시스템에서 본 발명에서 제안된 선별하마다드시퀀스그룹에 기초하여 생성된 시퀀스를 프리앰블로 사용했을 경우에만 서로 간의 직교성이 유지되어 통신장치가 구별되는 것을 알 수 있다.
한편, 도 9(a)를 참조하면, 3개의 통신장치로부터 전송된 3개의 프리앰블에 대해서만 상호 상관값의 피크가 나타나는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 9 (b)를 참조하면, 빔 형성기 가중치 벡터를 사용한 수신 빔 패턴이 표시되는데, 3개의 수신 신호에 대한 빔 패턴을 겹친 결과이다. 그 결과, 각각 빔 패턴의 최대 빔 이득이 16이 나오게 된다. 이로써 수신된 3개의 신호가 잘 분리되는 것을 확인할 수 있는데, 이는 안테나 개수가 16개일 때 이론적인 최대 빔 이득이 16이기 때문이다.
한편, 도 10은 도 11 내지 14의 결과에 대한 실험 환경을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 초기에는 두 대의 무인 항공기가 동일한 지점(12시 방향)에 위치한다. 두 대의 무인 항공기는 매 스텝마다 방위각 18°씩 기지국을 중심으로 원을 그리며 돈다. 이 때, 고도각은 30°로 일정하고, 두 대의 무인 항공기의 이동 방향은 서로 반대로 가정하였다. 이때, 매 스텝마다 무인 항공기는 프리앰블을 전송하고 기지국은 수신된 신호를 이용해 빔을 추적한다.
도 11은 (a) 본 발명에서 제안된 프리앰블을 사용하는 경우, (b) 종래의 프리앰블을 사용하는 경우, (c) 2대의 무인 항공기가 동일한 프리앰블을 사용하는 경우 각각에 대하여, 무인 항공기로부터 수신된 신호를 프리앰블과 상호 상관하였을 때, 원하는 신호(원하는 무인 항공기 신호)와 간섭 신호(다른 무인 항공기 신호)의 상관값을 스텝에 따라 나타낸다.
도 12는 (a) 본 발명에서 제안된 프리앰블을 사용하는 경우, (b) 종래의 프리앰블을 사용하는 경우, (c) 2대의 무인 항공기가 동일한 프리앰블을 사용하는 경우 각각에 대하여, 수신 신호의 방위각이 각각 72°, 288°인 경우(4번째 스텝)의 빔 패턴을 나타낸다.
도 13은 (a) 본 발명에서 제안된 프리앰블을 사용하는 경우, (b) 종래의 프리앰블을 사용하는 경우, (c) 2대의 무인 항공기가 동일한 프리앰블을 사용하는 경우 각각에 대하여, 원하는 신호의 방향과 간섭 신호의 방향의 빔 이득을 매 스텝당 나타낸다. 이때, 제안된 프리앰블을 사용하는 경우 원하는 신호와 간섭 신호가 잘 분리되어 간섭 신호의 상관값이 0에 가깝고 빔 패턴이 원하는 신호 방향으로만 형성됨을 알 수 있다.
한편, 도 15를 참조하면, 상술한 방법을 이용하여, 초기하마다드행렬(H1)로부터 확장하다마드행렬(H2 내지 H7) 각각에 대하여 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별한 결과를 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 선별하다마드시퀀스그룹의 선별 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
단계 S410에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하마다드행렬(H1)에 대응되는 선별하다마드시퀀스그룹에 포함된 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별한다.
예컨대, 수학식 1의 초기하다마드행렬에 대하여, {1, 1} 및 {1, -1} 상호 간의 직교성이 유지되므로 선별하다마드시퀀스그룹에 포함될 수 있으며, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 {1, 2}의 제3 행렬번호그룹을 선별할 수 있다.
단계 S420에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하마다드행렬(H1)을 (m-1)회(단, m ≥ 2) 확장함에 따라 생성되는 복수의 확장하다마드행렬(H2,…, Hm) 각각에서 추가된 행 또는 열 번호에 대응되는 복수의 하마다드시퀀스로 구성되는 (m-1)개의 확장그룹 각각에서 선별된 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제4 행렬번호그룹을 선별한다.
예컨대, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 초기하마다드행렬(H1)을 3회 확장하는 경우, H2, H3 및 H4 의 총 3개의 확장하다마드행렬을 생성할 수 있다. 이때, H2의 경우 2개의 행 또는 열이 추가되고, H3의 경우 22개의 행 또는 열이 추가되고, H4의 경우 23개의 행 또는 열이 추가될 수 있다. 여기서, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 각 확장하다마드행렬의 추가된 행 또는 열 번호에 대응되는 3개의 확장그룹 각각으로부터, 선별된 하다마드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하여 제4 행렬번호그룹을 선별할 수 있다.
보다 구체적으로는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 H2에 대응되는 확장그룹으로부터 {3, 4} 중에서 3을 선별하고, H3에 대응되는 확장그룹으로부터 {5, 6, 7, 8} 중에서 6을 선별하고, H4에 대응되는 확장그룹으로부터 {9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16} 중에서 14를 선별하여 제4 행렬번호그룹을 선별할 수 있다. 이때, 프리앰블 시퀀스 생성 장치는 {3, 6, 14}의 제4 행렬번호그룹를 선별할 수 있다.
단계 S430에서는, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 제3 행렬번호그룹 및 제4 행렬번호그룹으로 구성되며, 디프리코딩(deprecoding)된 신호 간의 시간 지연에 무관하게 직교성이 유지되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별한다.
즉, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 제3 행렬번호그룹 및 제4 행렬번호그룹을 합하여 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다. 예컨대, 제3 행렬번호그룹이 {1, 2}이고 제4 행렬번호그룹이 {3, 6, 14}인 경우, 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 {1, 2, 3, 6, 14}의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
이때, 제4 행렬번호그룹은 각각의 확장그룹으로부터 어떤 행 또는 열의 번호를 선별하였는지에 따라 복수개가 생성될 수 있으므로, 결과적으로 프리앰블 시퀀스 생성 장치가 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
한편, 도 14를 참조하면, 도 14는 빔 추적 환경에 따른 BER 성능을 나타내는 그래프이다. 보다 구체적으로는, 도 14(a)는 빔 추적 성능을 확인하기 위하여 단일 안테나 환경에서 빔 형성 기법을 사용하지 않았을 때의 BER 곡선, 도 14(b)는 4x4 URA 수신 안테나 환경에서 빔 추적을 통한 빔 형성 기법을 사용하였을 때의 BER 곡선, 도 14(c)는 비동기 채널을 이용한 통신이 수행되는 경우의 BER 곡선을 각각 나타낸다.
한편, 도 16를 참조하면, 상술한 방법을 이용하여, 초기하마다드행렬(H1)로부터 확장하다마드행렬(H2 내지 H7) 각각에 대하여 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별한 결과를 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치(500)는 확장부(510), 선별부(520) 및 생성부(530)를 포함한다. 한편, 프리앰블 시퀀스 생성 장치(500)는 컴퓨터, 스마트폰 및 태블릿 등과 같은 연산장치에 탑재될 수 있다.
확장부(510)는 초기하다마드행렬을 확장하여 확장하다마드행렬을 생성한다.
다른 실시예에서는, 확장하마다드행렬이 초기하마다드행렬(H1)을 (m-1)(단, m ≥ 2)회 확장한 하마다드행렬(Hm)일 때, 확장부(510)가 초기하마다드행렬의 구성요소의 부호배치에 기초하여, Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식을 산출하고, 초기하마다드행렬 및 행렬관계식에 기초하여, 확장하마다드행렬을 생성할 수 있다.
선별부(520)는 그 확장하다마드행렬에 기초하는 복수의 하다마드시퀀스 중에서, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성이 유지되는 하다마드시퀀스의 그룹인 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별한다.
다른 실시예에서는, 선별부(520)는 초기하마다드행렬 또는 확장하다마드행렬의 복수의 행 또는 열을 2개의 유형으로 구분하기 위한 이진지표 중에서, 동일한 2개의 지표로 구성되는 제1 초기값패턴 및 상이한 2개의 지표로 구성되는 제2 초기값패턴을 생성하고, 초기하마다드행렬(H1)을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회(단, m ≥ 3) 확장한 확장하다마드행렬인 Hm-1 및 Hm 각각의 복수의 행 또는 열에 대응되는 이진지표로 구성되는 선택패턴인 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 제1 초기값패턴 및 제2 초기값패턴에 기초하여 Pm의 선택패턴값을 산출하고, Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 제1 초기값패턴, 제2 초기값패턴 및 산출된 Pm의 선택패턴값을 이용하여, 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, Pm-1 및 Pm 간의 관계식은 수학식 7일 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112016087192749-pat00020
여기서, Pm 및 Pm-1은 초기하마다드행렬을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회 확장한 확장하다마드행렬에 대응되는 선택패턴이고,
Figure 112016087192749-pat00021
는 Pm -1의 1의 보수이다.
또 다른 실시예에서는, 선별부(520)는 확장하다마드행렬(Hn-1)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹 각각에 포함된 복수의 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 복수의 제1 행렬번호그룹을 선별하고, 선택패턴값을 이용하여, 이진지표가 1인 행 또는 열 번호를 포함하는 제2 행렬번호그룹과 이진지표가 0인 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하고, 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 제2 행렬번호그룹을 부가하고, 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 제3 행렬번호그룹을 부가하여, 확장하다마드행렬(Hn)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 시퀀스그룹선별부 및 초기하마다드행렬(H1) 및 시퀀스그룹선별부를 이용하여, 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 제어부를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 선별부(520)는 초기하마다드행렬(H1)에 대응되는 선별하다마드시퀀스그룹에 포함된 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하고, 초기하마다드행렬(H1)을 (m-1)회(단, m ≥ 2) 확장함에 따라 생성되는 복수의 확장하다마드행렬(H2, …, Hm) 각각에서 추가된 행 또는 열 번호에 대응되는 복수의 하마다드시퀀스로 구성되는 (m-1)개의 확장그룹 각각에서 선별된 하마다드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제4 행렬번호그룹을 선별하고, 제3 행렬번호그룹 및 제4 행렬번호그룹으로 구성되며, 디프리코딩된 신호 간의 시간 지연에 무관하게 직교성이 유지되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성은 수학식 8에 의해 판단될 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112016087192749-pat00022
여기서, bn 1 과 bn 2는 각각 하마다드시퀀스이고, en 1은 bn-1 1 bn 1 bn+1 1인 하마다드시퀀스이고, en 2는 bn -1 2 bn 2 bn +1 2인 하마다드시퀀스이고,
Figure 112016087192749-pat00023
는 두개의 하마다드시퀀스 간의 상호 상관함수이다.
생성부(530)는 그 복수의 선별하다마드시퀀스그룹에 기초하여 프리앰블 시퀀스를 생성한다.
다른 실시예에서는, 프리앰블 시퀀스는 복수의 선별하다마드시퀀스 중 선택된 하나의 시퀀스의 앞 또는 뒤에 소정 개수의 순환 이동된 시퀀스를 덧붙여 생성될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. GMSK 통신 시스템에서 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 생성하는 방법에 있어서,
    초기하다마드(Hadamard)행렬을 확장하여 확장하다마드행렬을 생성하는 단계;
    상기 확장하다마드행렬에 기초하는 복수의 하다마드시퀀스 중에서, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성(orthogonality)이 유지되는 하다마드시퀀스의 그룹인 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계; 및
    상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹에 기초하여 상기 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장하다마드행렬이 상기 초기하다마드행렬(H1)을 (m-1)(단, m ≥ 2)회 확장한 하다마드행렬(Hm)일 때,
    상기 확장하다마드행렬을 생성하는 단계는
    상기 초기하다마드행렬의 구성요소의 부호배치에 기초하여, 상기 Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식을 산출하는 단계; 및
    상기 초기하다마드행렬 및 상기 행렬관계식에 기초하여, 상기 확장하다마드행렬을 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계는
    상기 초기하다마드행렬 또는 상기 확장하다마드행렬의 복수의 행 또는 열을 2개의 유형으로 구분하기 위한 이진지표 중에서, 동일한 2개의 지표로 구성되는 제1 초기값패턴 및 상이한 2개의 지표로 구성되는 제2 초기값패턴을 생성하는 단계;
    상기 초기하다마드행렬(H1)을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회(단, m ≥ 3) 확장한 확장하다마드행렬인 Hm-1 및 Hm 각각의 복수의 행 또는 열에 대응되는 이진지표로 구성되는 선택패턴인 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 상기 제1 초기값패턴 및 상기 제2 초기값패턴에 기초하여 상기 Pm의 선택패턴값을 산출하는 단계; 및
    상기 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 상기 제1 초기값패턴, 상기 제2 초기값패턴 및 상기 산출된 Pm의 선택패턴값을 이용하여, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 Pm-1 및 Pm 간의 관계식은 수학식 1인 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112016087192749-pat00024

    여기서, 상기 Pm 및 상기 Pm-1은 상기 초기하다마드행렬을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회 확장한 확장하다마드행렬에 대응되는 상기 선택패턴이고,
    Figure 112016087192749-pat00025
    는 상기 Pm-1의 1의 보수이다.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계는
    상기 확장하다마드행렬(Hn-1)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹 각각에 포함된 복수의 하다마드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 복수의 제1 행렬번호그룹을 선별하는 단계;
    상기 선택패턴값을 이용하여, 이진지표가 1인 행 또는 열 번호를 포함하는 제2 행렬번호그룹과 이진지표가 0인 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하는 단계; 및
    상기 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 상기 제2 행렬번호그룹을 부가하고, 상기 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 상기 제3 행렬번호그룹을 부가하여, 상기 확장하다마드행렬(Hn)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계
    를 포함하고,
    상기 초기하다마드행렬(H1)을 이용하여, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계는
    상기 초기하다마드행렬(H1)에 대응되는 선별하다마드시퀀스그룹에 포함된 하다마드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하는 단계;
    상기 초기하다마드행렬(H1)을 (m-1)회(단, m ≥ 2) 확장함에 따라 생성되는 복수의 확장하다마드행렬(H2, …, Hm) 각각에서 추가된 행 또는 열 번호에 대응되는 복수의 하다마드시퀀스로 구성되는 (m-1)개의 확장그룹 각각에서 선별된 하다마드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제4 행렬번호그룹을 선별하는 단계; 및
    상기 제3 행렬번호그룹 및 상기 제4 행렬번호그룹으로 구성되며, 디프리코딩(deprecoding)된 신호 간의 시간 지연에 무관하게 직교성이 유지되는 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성은 수학식 2에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112016087192749-pat00026

    여기서, bn 1 과 bn 2는 각각 하다마드시퀀스이고, en 1은 bn-1 1 bn 1 bn+1 1인 하다마드시퀀스이고, en 2는 bn -1 2 bn 2 bn +1 2인 하다마드시퀀스이고,
    Figure 112016087192749-pat00027
    는 두개의 하다마드시퀀스 간의 상호 상관함수이다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프리앰블 시퀀스는
    상기 복수의 선별하다마드시퀀스 중 선택된 하나의 시퀀스의 앞 또는 뒤에 소정 개수의 순환 이동된 시퀀스를 덧붙여 생성되는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 방법.
  9. GMSK 통신 시스템에서 프리앰블 시퀀스를 생성하는 장치에 있어서,
    초기하다마드행렬을 확장하여 확장하다마드행렬을 생성하는 확장부;
    상기 확장하다마드행렬에 기초하는 복수의 하다마드시퀀스 중에서, 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성이 유지되는 하다마드시퀀스의 그룹인 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 선별부; 및
    상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹에 기초하여 상기 프리앰블 시퀀스를 생성하는 생성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 확장하다마드행렬이 상기 초기하다마드행렬(H1)을 (m-1)(단, m ≥ 2)회 확장한 하다마드행렬(Hm)일 때,
    상기 확장부는
    상기 초기하다마드행렬의 구성요소의 부호배치에 기초하여, 상기 Hm 및 Hm-1 간의 행렬관계식을 산출하고,
    상기 초기하다마드행렬 및 상기 행렬관계식에 기초하여, 상기 확장하다마드행렬을 생성하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 선별부는
    상기 초기하다마드행렬 또는 상기 확장하다마드행렬의 복수의 행 또는 열을 2개의 유형으로 구분하기 위한 이진지표 중에서, 동일한 2개의 지표로 구성되는 제1 초기값패턴 및 상이한 2개의 지표로 구성되는 제2 초기값패턴을 생성하고,
    상기 초기하다마드행렬(H1)을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회(단, m ≥ 3) 확장한 확장하다마드행렬인 Hm-1 및 Hm 각각의 복수의 행 또는 열에 대응되는 이진지표로 구성되는 선택패턴인 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 상기 제1 초기값패턴 및 상기 제2 초기값패턴에 기초하여 상기 Pm의 선택패턴값을 산출하고,
    상기 Pm-1 및 Pm 간의 관계식, 상기 제1 초기값패턴, 상기 제2 초기값패턴 및 상기 산출된 Pm의 선택패턴값을 이용하여, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 Pm-1 및 Pm 간의 관계식은 수학식 1인 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112016087192749-pat00028

    여기서, 상기 Pm 및 상기 Pm-1은 상기 초기하다마드행렬을 각각 (m-2)회 및 (m-1)회 확장한 확장하다마드행렬에 대응되는 상기 선택패턴이고,
    Figure 112016087192749-pat00029
    는 상기 Pm-1의 1의 보수이다.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 선별부는
    상기 확장하다마드행렬(Hn-1)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹 각각에 포함된 복수의 하다마드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 복수의 제1 행렬번호그룹을 선별하고, 상기 선택패턴값을 이용하여, 이진지표가 1인 행 또는 열 번호를 포함하는 제2 행렬번호그룹과 이진지표가 0인 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하고, 상기 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 상기 제2 행렬번호그룹을 부가하고, 상기 복수의 제1 행렬번호그룹 각각에 상기 제3 행렬번호그룹을 부가하여, 상기 확장하다마드행렬(Hn)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 시퀀스그룹선별부 및
    상기 초기하다마드행렬(H1) 및 상기 시퀀스그룹선별부를 이용하여, 상기 확장하다마드행렬(Hm)에 대응되는 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 선별부는
    상기 초기하다마드행렬(H1)에 대응되는 선별하다마드시퀀스그룹에 포함된 하다마드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제3 행렬번호그룹을 선별하고,
    상기 초기하다마드행렬(H1)을 (m-1)회(단, m ≥ 2) 확장함에 따라 생성되는 복수의 확장하다마드행렬(H2, …, Hm) 각각에서 추가된 행 또는 열 번호에 대응되는 복수의 하다마드시퀀스로 구성되는 (m-1)개의 확장그룹 각각에서 선별된 하다마드시퀀스의 행 또는 열 번호를 포함하는 제4 행렬번호그룹을 선별하고,
    상기 제3 행렬번호그룹 및 상기 제4 행렬번호그룹으로 구성되며, 디프리코딩(deprecoding)된 신호 간의 시간 지연에 무관하게 직교성이 유지되는 상기 복수의 선별하다마드시퀀스그룹을 선별하는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 상이한 하다마드시퀀스 간의 직교성은 수학식 2에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치.
    [수학식 2]
    Figure 112016087192749-pat00030

    여기서, bn 1 과 bn 2는 각각 하다마드시퀀스이고, en 1은 bn-1 1 bn 1 bn+1 1인 하다마드시퀀스이고, en 2는 bn -1 2 bn 2 bn +1 2인 하다마드시퀀스이고,
    Figure 112016087192749-pat00031
    는 두개의 하다마드시퀀스 간의 상호 상관함수이다.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 프리앰블 시퀀스는
    상기 복수의 선별하다마드시퀀스 중 선택된 하나의 시퀀스의 앞 또는 뒤에 소정 개수의 순환 이동된 시퀀스를 덧붙여 생성되는 것을 특징으로 하는 GMSK 통신 시스템에서의 프리앰블 시퀀스 생성 장치.
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KR102308982B1 (ko) 2019-08-28 2021-10-05 중앙대학교 산학협력단 Uav 셀룰러 네트워크를 위한 스케일러블 시퀀스 생성, 검출 방법 및 그 장치

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