KR101858993B1 - Method of reducing pilot overhead in SC-FDE transmission structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 SC-FDE 전송 구조에서 파일럿 오버헤드 감소 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 지상국 장치와 무인기 간에 SC-FDE 전송 시 파일럿 오버헤드 감소 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for reducing pilot overhead in an SC-FDE transmission structure. More particularly, the present invention relates to a method for reducing pilot overhead in SC-FDE transmission between a ground station device and a UAV.
SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization, 단일 반송파 주파수 영역 등화) 전송방식은 기존의 단일 반송파 방식에 Cyclic Prefix(CP)를 추가하여 전송하는 방식이다. 따라서, 수신기에서 복잡한 시간영역 채널등화 방식을 사용하지 않고 주파수 영역에서 채널 등화를 가능하게 하여 주파수 선택적 특성을 갖는 페이딩 채널에서 비교적 간단하게 무선채널 왜곡을 보상할 수 있어 광대역 무선통신 시스템에서 일부 사용되고 있다. SC-FDE의 채널보상 방식은 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)의 방식과 유사하나 OFDM은 신호의 Peak-to-Average Power Ratio (PAPR)가 크기 때문에 송신기의 전력효율이 나빠 전력소모가 큰 문제가 있다. 이와 같은 문제는 특히 배터리로 동작하는 통신기기에서 더 심각하다는 문제점이 있다. 하지만, SC-FDE 방식은 단일 반송파 전송방식이기 때문에 PAPR이 OFDM에 비해 상대적으로 작고 결국 송신기의 전력소모를 줄일 수 있어 배터리로 동작하는 시스템에 더 적합하다. SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization) transmission method is a method of transmitting a Cyclic Prefix (CP) by adding a conventional single carrier method. Accordingly, the receiver can perform channel equalization in a frequency domain without using a complicated time domain channel equalization scheme, thereby compensating for radio channel distortion relatively easily in a fading channel having frequency selective characteristics, and is partially used in a broadband wireless communication system . Since the channel compensation scheme of SC-FDE is similar to that of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) scheme, the power consumption of the transmitter is high due to the high peak-to-average power ratio (PAPR) . Such a problem is particularly serious in a communication device that operates with a battery. However, because SC-FDE is a single-carrier transmission scheme, PAPR is relatively small compared to OFDM, and consequently, power consumption of the transmitter can be reduced, which is more suitable for a battery-operated system.
한편, SC-FDE 방식은 단일 반송파 주파수를 사용하므로 복수의 수신기들로 하향 링크 전송 시에는 상호 간 간섭이나 다중 경로 페이딩이 발생할 수 있다는 문제점이 있다. 따라서, 현재 무선 통신 시스템에서는 하향링크에서는 OFDM 방식을 이용하고 상향링크에서는 SC-FDMA 방식을 사용하는 절충적인 형태를 취한다. 하지만, 지상국 장치와 무인기 간의 통신 링크에서는 어떠한 통신 방식을 사용할지에 대한 프로토콜이 무인기에 따라 상이하다는 문제점이 있다.Meanwhile, since the SC-FDE scheme uses a single carrier frequency, there is a problem that mutual interference or multipath fading may occur during downlink transmission to a plurality of receivers. Therefore, in the current wireless communication system, an OFDM scheme is used in the downlink and an SC-FDMA scheme is used in the uplink. However, in the communication link between the ground station device and the UAV, there is a problem that the protocol for using the communication method differs depending on the UAV.
한편, 채널 추정을 위해서 송신기는 파일럿 신호를 전송해야 한다. 수신기에서는 송신기가 전송한 파일럿이 왜곡되어 도착한 것을 보고 채널을 추정할 수 있다. 파일럿은 주기적으로 전송해야 하는데 이는 통신기기가 이동중이거나 주면 환경의 변화가 있을 때 송 수신 간 무선 채널 특성이 시간에 따라 변할 수 있으므로 주기적으로 채널특성을 추정하고 갱신해야 하기 위해서 주기적인 파일럿이 필요하기 때문이다. 따라서 빠르게 이동하는 환경에서는 더 자주 파일럿을 전송해야 하고 이는 파일럿에 의한 오버헤드가 증가하여 실제 사용자 전송속도가 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, for channel estimation, the transmitter must transmit a pilot signal. The receiver can estimate the channel by seeing that the pilot transmitted by the transmitter arrives distorted. The pilot should be periodically transmitted because the characteristics of the radio channel between transmission and reception may change with time when the communication device is moving or when the environment of the main surface is changed. Therefore, periodic pilots are required to periodically estimate and update the channel characteristics Because. Therefore, in a fast moving environment, pilots must be transmitted more frequently, which results in an increase in overhead due to pilots, which causes a decrease in actual user transmission speed.
본 발명의 목적은, 송신기에서는 파일럿을 가끔 전송하며 수신기에서는 파일럿을 이용하여 채널을 추정하며 파일럿과 파일럿 사이의 채널은 선형보간법을 이용하여 채널을 추정하는 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method of estimating a channel by using a pilot, and a channel between a pilot and a pilot by using a linear interpolation.
또한, 본 발명의 목적은, SC-FDE 전송 구조에서 송신신호의 파일럿 오버헤드를 감소시키는 것에 그 목적이 있다. It is also an object of the present invention to reduce the pilot overhead of a transmission signal in an SC-FDE transmission structure.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization) 전송구조에서 파일럿 오버헤드 감소 방법은, 전송 장치가 SC-FDE 전송 블록 개수를 동적으로 조정하는 전송 블록 개수 조정 과정; 및 상기 전송 장치가 상기 동적으로 조정된 SC-FDE 전송블록 개수를 기반으로, 인접한 파일럿을 가변 주기로 배치하고 상기 인접한 파일럿 사이에 다수의 SC-FDE 전송블록을 삽입하여 전송하는 전송블록 전송 과정을 포함하고, 기존의 SC-FDE구조보다 적은 파일럿을 전송함으로써 파일럿으로 인해 발생하는 오버헤드를 감소시킬 뿐만 아니라 시간에 따라 무선환경이 변하더라도 안정적인 채널 추정 및 등화를 가능하게 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of reducing a pilot overhead in an SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization) transmission structure, process; And a transmission block transmission step of arranging adjacent pilots in a variable period based on the number of dynamically adjusted SC-FDE transmission blocks, inserting a plurality of SC-FDE transmission blocks between adjacent pilots, and transmitting And transmits less pilot than the existing SC-FDE structure, thereby reducing the overhead incurred by the pilot, and enabling stable channel estimation and equalization even when the radio environment changes over time.
일 실시 예에서, 수신 장치가 상기 인접한 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 후, 보간법을 이용하여 상기 인접한 파일럿 사이의 채널을 추정하는 채널 추정 과정을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the receiving apparatus may further include a channel estimation process of estimating a channel using the adjacent pilots, and then estimating a channel between the adjacent pilots using an interpolation method.
일 실시 예에서, 상기 수신 장치가 상기 추정된 채널의 채널 특성을 이용하여, 상기 인접한 파일럿 사이에 삽입된 상기 SC-FDE 전송 블록의 채널 등화(Channel Equalization)를 수행하는 채널 등화 과정을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the receiving apparatus further includes a channel equalization process for performing channel equalization of the SC-FDE transmission block inserted between the adjacent pilots using the channel characteristics of the estimated channel .
일 실시 예에서, 상기 전송 장치가 상기 추정된 채널의 변화 속도에 따라, 상기 인접한 파일럿의 전송주기를 가변으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the transmission apparatus may vary the transmission period of the adjacent pilot according to the estimated rate of change of the channel.
일 실시 예에서, 상기 전송 블록 개수 조정 과정은, 상기 추정된 채널의 신호 대 잡음비 (SNR)에 따라 상기 SC-FDE 전송블록의 디코딩 비트오류율(BER) 요구사항을 만족하도록 상기 인접한 파일럿의 전송주기를 가변으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 상기 SNR이 제1 수준 이상이면, 상기 BER이 임계치 이상으로 상승하기 전까지 상기 SC-FDE 전송블록 개수를 증가시키고, 상기 SNR이 상기 제1 수준 미만이고 상기 제1 수준보다 낮은 제2 수준 이상이면, 상기 BER이 상기 임계치 미만으로 감소할 때까지 상기 SC-FDE 전송블록 개수를 감소시키고, 상기 SNR이 상기 제2 수준 이하이면, 상기 SC-FDE 전송블록의 전송 전력을 증가시키고, 전송 속도를 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the step of adjusting the number of transmission blocks may further include adjusting a transmission rate of the adjacent pilot so as to satisfy a decoding bit error rate (BER) requirement of the SC-FDE transmission block according to a SNR of the estimated channel, Is variable. Wherein if the SNR is greater than or equal to a first level, increase the number of SC-FDE transport blocks until the BER rises above a threshold, and if the SNR is less than the first level and lower than the second level , Decreasing the number of SC-FDE transport blocks until the BER decreases to less than the threshold, and increasing the transmit power of the SC-FDE transport block if the SNR is less than the second level, And the like.
일 실시 예에서, 상기 전송 장치와 상기 수신 장치로 지상국 장치와 무인기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle) 를 이용하여 상향/하향 링크를 구성하고, 상기 전송 장치와 상기 수신 장치로 위성과 상기 지상국 장치 또는 상기 무인기를 이용하여 상향/하향 링크를 구성할 수 있다. 이때, 상기 지상국 장치와 상기 무인기가 1차 링크 상에서 대용량 정보 전송 및 무인기 제어정보 교환을 위하여 제1 SC-FDE 전송블록을 전송하고, 상기 지상국 장치와 상기 무인기가 2차 링크 상에서 상기 무인기 제어정보 교환 및 상태정보 교환을 위하여 제2 SC-FDE 전송블록을 전송하고, 상기 지상국 장치와 상기 무인기가 상기 위성을 이용하는 3차 링크 상에서 상기 대용량 정보 전송 및 상기 무인기 제어정보 교환을 위하여 제3 SC-FDE 전송블록을 전송할 수 있다. 이때, 상기 제1 SC-FDE 전송블록에서 상기 인접한 파일럿의 제1 전송주기는 상기 제2 SC-FDE 전송블록에서 상기 인접한 파일럿의 제2 전송주기보다 더 길고, 상기 제3 SC-FDE 전송블록에서 상기 인접한 파일럿의 제3 전송주기는 상기 제1 전송주기보다 더 긴 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, an uplink / downlink may be configured using a ground station device and an unmanned aerial vehicle (UAV) as the transmitting device and the receiving device, and the uplink / downlink may be configured as the transmitting device and the receiving device, Uplink / downlink can be configured using UAV. At this time, the terrestrial station apparatus and the UAV transmit a first SC-FDE transmission block for exchanging large capacity information and UAV control information on a primary link, and the terrestrial station apparatus and the UAV exchange the UAV control information on a secondary link And transmitting a second SC-FDE transport block for status information exchange, and wherein the terrestrial station device and the UAV transmit a third SC-FDE transmission for the exchange of the large capacity information and the UAV control information on a tertiary link using the satellite Blocks can be transferred. In this case, the first transmission period of the adjacent pilot in the first SC-FDE transmission block is longer than the second transmission period of the adjacent pilot in the second SC-FDE transmission block, And the third transmission period of the adjacent pilot is longer than the first transmission period.
일 실시 예에서, 상기 전송 장치와 상기 수신 장치로 지상국 장치와 복수의 무인기들을 이용하여 상향/하향 링크를 구성할 수 있다. 이때, 상기 복수의 무인기들로 전송되는 패킷의 특성이 실시간 트래픽인지 대용량 트래픽인지 여부와 상기 복수의 무인기들의 통신 서비스 요구 등급을 고려하여, 상기 인접한 파일럿의 전송주기를 상기 복수의 무인기들의 그룹 별로 가변할 수 있다. 또한, 상기 지상국 장치가 상기 전송주기가 동일한 그룹에 속하는 무인기들로 동일한 시간 및 주파수 대역에서 하향링크 MIMO 전송을 수행할 수 있다.In one embodiment, the transmitting apparatus and the receiving apparatus can form an uplink / downlink using a ground station apparatus and a plurality of UAVs. Here, the transmission period of the adjacent pilots may be varied according to the groups of the plurality of UAVs, considering whether the characteristics of the packets transmitted to the plurality of UAVs are real-time traffic or large-capacity traffic and the communication service request class of the plurality of UAVs. can do. Also, the terrestrial station apparatus can perform downlink MIMO transmission in the same time and frequency band with unauthorized persons belonging to the same transmission period.
본 발명에서 제안하는 SC-FDE 전송구조는 기존의 SC-FDE 구조보다 적은 파일럿을 전송함으로써 파일럿으로 인해 발생하는 오버헤드를 감소시킬 뿐만 아니라 시간에 따라 무선환경이 변하더라도 안정적인 채널 추정 및 등화를 가능하게 한다. The SC-FDE transmission structure proposed in the present invention not only reduces the overhead caused by the pilot by transmitting fewer pilots than the existing SC-FDE structure, but also enables stable channel estimation and equalization even if the radio environment changes over time. .
또한, 본 발명에서 제안하는 SC-FDE 구조는 기존 구조와 모의실험 환경이 동일할 때, 이동속도 300km/h에서 제안 구조가 기존 구조보다 적은 파일럿 샘플을 전송하지만 기존 구조와 유사한 성능을 제공할 수 있다.In addition, the SC-FDE structure proposed in the present invention can transmit pilot samples less than the existing structure at a moving speed of 300 km / h when the existing structure and the simulation environment are the same, have.
도 1은 본 발명과 관련하여, SC-FDE 전송구조의 데이터 프레임 구조이다.
도 2는 본 발명에 따른 파일럿 오버헤드를 감소시키기 위한 SC-FDE 전송구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 파일럿 오버헤드 감소 기법의 성능을 검증하기 위한 컴퓨터 모의실험에서 사용되는 송신신호의 생성 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 모의실험 결과를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 전송 장치와 수신 장치를 포함하는 통신 시스템의 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신의 예시를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 SC-FDE 전송구조에서 파일럿 오버헤드 감소 방법의 흐름도를 도시한다. 1 is a data frame structure of an SC-FDE transmission structure in the context of the present invention.
2 shows an SC-FDE transmission structure for reducing the pilot overhead according to the present invention.
FIG. 3 shows a transmission signal generation structure used in a computer simulation to verify the performance of the pilot overhead reduction technique according to the present invention.
4 shows a simulation result according to the present invention.
5 shows a structure of a communication system including a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to the present invention.
Figure 6 illustrates an example of multipath signal reception in accordance with the present invention.
FIG. 7 shows a flowchart of a method for reducing pilot overhead in an SC-FDE transmission structure according to the present invention.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 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.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
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.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 모듈, 블록 및 부는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffix modules, blocks, and parts for the components used in the following description are given with or taken into consideration only for ease of specification, and do not have their own meaning or role.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하에서는, 본 발명에 따른 SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization) 전송구조에서 파일럿 오버헤드 감소 방법에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 이와 관련하여, 도 1은 본 발명과 관련하여, SC-FDE 전송구조의 데이터 프레임 구조이다. 도 1에 도시된 바와 같이, SC-FDE 전송구조의 데이터 프레임은 주파수 영역 등화를 위한 CP와 송수신기간 무선채널을 추정을 하기 위해 사용되는 파일럿(Pilot), 및 데이터(Data) 신호로 이루어져 있다. 이때, 전송되는 데이터 프레임마다 파일럿이 함께 전송되기 때문에 시간에 따라 무선환경이 변하는 상황에서 채널추정 성능은 우수하지만, 파일럿으로 인한 오버헤드가 증가하게 된다. Hereinafter, a method for reducing a pilot overhead in an SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization) transmission structure according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this regard, FIG. 1 is a data frame structure of an SC-FDE transmission structure in the context of the present invention. As shown in FIG. 1, a data frame of the SC-FDE transmission structure is composed of a CP for frequency domain equalization, a pilot (Pilot) used for estimating a radio channel for a transmission / reception period, and a data signal. In this case, because the pilot is transmitted for each data frame to be transmitted, the channel estimation performance is excellent in a situation where the radio environment changes with time, but the overhead due to the pilot increases.
본 발명에서는 파일럿 신호의 오버헤드를 감소시키면서도 시간에 따라 변하는 상황에서 채널추정 성능이 저하되지 않는 새로운 전송구조 및 제안하는 구조로 전송할 때 수신기에서 채널을 추정 기법을 제안한다. 즉, 본 발명에서는 파일럿을 자주 전송하는 대신에 두 개의 파일럿 신호 사이에 CP와 데이터 신호로 이루어진 여러 개의 데이터 프레임을 전송하는 구조를 제안한다. 수신기에서는 두 개의 파일럿을 이용하여 각각 채널을 추정하며, 이렇게 추정한 두 개의 채널계수를 이용하여 선형보간법을 통해 파일럿과 파일럿 사이에 위치한 여러 개의 데이터 프레임에서 채널을 추정하고 등화를 수행하는 방법을 제안한다.The present invention proposes a new transmission scheme in which the channel estimation performance is not degraded in a time-varying state while reducing the overhead of the pilot signal, and a channel estimation scheme in the receiver when transmitting in the proposed scheme. That is, the present invention proposes a structure for transmitting a plurality of data frames including a CP and a data signal between two pilot signals instead of transmitting the pilot frequently. The receiver estimates each channel using two pilots, and estimates the channel in multiple data frames located between the pilot and the pilot using linear interpolation using the estimated two channel coefficients, and performs equalization do.
이와 관련하여, 도 2는 본 발명에 따른 파일럿 오버헤드를 감소시키기 위한 SC-FDE 전송구조를 나타낸다. 제안하는 SC-FDE 구조는 데이터 프레임마다 파일럿 신호를 전송하는 기존의 구조와 다르게 길이가 P인 두개의 파일럿 신호 사이에 CP와 Data 신호로만 이루어진 여러 개의 데이터 프레임을 전송한다. 이때, 기존의 구조보다 전송하는 파일럿을 줄임으로써 파일럿으로 인해 야기되는 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 파일럿 오버헤드는 파일럿 길이 대 CP를 제외한 데이터 프레임의 길이로 나타낼 수 있다. 따라서, 기존의 전송구조의 파일럿의 길이를 P, 데이터의 길이를 N이라고 할 때, 파일럿 오버헤드는 P/(P+N)으로 나타낼 수 있으며, 제안하는 방식의 파일럿 오버헤드는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. Lp는 파일럿 길이, LN는 데이터 길이, M은 데이터 블록의 개수를 나타낸다. In this regard, FIG. 2 shows an SC-FDE transmission structure for reducing the pilot overhead according to the present invention. The proposed SC-FDE structure transmits several data frames consisting only of CP and data signals between two pilot signals of length P different from the existing structure for transmitting pilot signals per data frame. At this time, it is possible to reduce the overhead caused by the pilot by reducing the pilot to be transmitted over the existing structure. The pilot overhead can be represented by the length of the data frame excluding the pilot length versus the CP. Therefore, when the length of the pilot of the existing transmission structure is P and the length of the data is N, the pilot overhead can be represented by P / (P + N), and the pilot overhead of the proposed scheme can be expressed by the
도 3은 본 발명에 따른 파일럿 오버헤드 감소 기법의 성능을 검증하기 위한 컴퓨터 모의실험에서 사용되는 송신신호의 생성 구조를 나타낸다. 수신기에서는 두 개의 파일럿을 이용하여 시간영역에서 채널추정을 하여 얻은 채널계수를 선형 보간법을 이용하여 파일럿 사이의 데이터 블록 구간에서 채널을 추정하는 방법을 이용한다. 두 개의 파일럿을 이용한 시간영역에서 채널추정은 recursive least squares (RLS) 알고리즘을 이용한다. 아래의 수학식 2는 RLS 알고리즘을 요약한 것이다.FIG. 3 shows a transmission signal generation structure used in a computer simulation to verify the performance of the pilot overhead reduction technique according to the present invention. In the receiver, the channel coefficient obtained by performing channel estimation in the time domain using two pilots is used as a linear interpolation method to estimate the channel in the data block interval between pilots. The channel estimation in the time domain using two pilots uses a recursive least squares (RLS) algorithm. Equation 2 below summarizes the RLS algorithm.
RLS 알고리즘을 이용하여 추정한 채널계수는 각각 N-point FFT를 통해 주파수 영역으로 변환시킨다. 첫 번째 파일럿을 이용하여 찾은 주파수 영역 채널을 H0(k) 그리고 두 번째 파일럿을 이용하여 찾은 주파수 영역 채널을 HM +1(k)이라고 하자. 그리고 파일럿과 파일럿 사이에는 M개의 데이터 블록이 있다. 파일럿 구간에서 주파수 영역으로 변환된 두 개의 채널계수 H0(k), HM + 1(k)를 이용하여 M개의 데이터 블록에서는 선형 보간법을 적용하여 데이터 블록에 해당하는 채널 계수를 찾는다. m번째 데이터 블록의 채널계수 Hm(k)는 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. The channel coefficients estimated using the RLS algorithm are transformed into the frequency domain through N-point FFT, respectively. Let H 0 (k) be the frequency domain channel found using the first pilot and H M +1 (k) be the frequency domain channel found using the second pilot. There are M data blocks between the pilot and the pilot. Using the two channel coefficients H 0 (k) and H M + 1 (k) transformed into the frequency domain in the pilot period, linear interpolation is applied to M data blocks to find the channel coefficient corresponding to the data block. The channel coefficient H m (k) of the m-th data block can be expressed by Equation (3).
선형보간법을 통해 찾은 데이터 블록의 채널계수를 이용하여 채널등화를 수행하는데 채널등화는 Minimum Mean Square Error(MMSE)를 사용한다. 주파수 영역에서 채널등화를 수행한 신호 
채널등화를 수행한 데이터 블록은 N-point IFFT를 통해 주파수 영역에서 시간 영역으로 변환한 후, 데이터 복원을 수행한다.After the channel equalization, the data block is transformed from the frequency domain to the time domain through the N-point IFFT and then the data is restored.
한편, 본 발명에 따른 전송 블록 전송 시에 사용된 채널 파라미터와 전송 파라미터는 아래의 표 1과 같다.The channel parameters and transmission parameters used in the transmission block transmission according to the present invention are shown in Table 1 below.
발명의 성능을 검증하기 위해 컴퓨터 모의실험을 수행할 수 있다. 송신신호의 구조는 도 3에서 보이고 있고 전반적인 모의실험 환경은 표 1에서 정리되어 있다. 송신정보는 에러정정코드인 LDPC (low density parity check) 코드를 이용하여 인코딩되며 QPSK (quadrature phase shift keying) 변조가 수행되었다. 파일럿의 길이는 128이며 CP는 24 심볼을 사용하였다. 채널은 7-path 라이시안 (Rician) 채널 모델을 사용하였으며 이동속도는 300km/h, 채널의 길이는 20 심볼에 해당한다.Computer simulations can be performed to verify the performance of the invention. The structure of the transmission signal is shown in FIG. 3, and the overall simulation environment is summarized in Table 1. The transmission information is encoded using a low density parity check (LDPC) code, which is an error correction code, and quadrature phase shift keying (QPSK) modulation is performed. The length of the pilot is 128 and the CP uses 24 symbols. The channel uses a 7-path Rician channel model with a travel speed of 300 km / h and a channel length of 20 symbols.
도 4는 본 발명에 따른 모의실험 결과를 나타낸다. 모의실험에서는 SNR (signal to noise ratio)에 따르는 BER (bit error ratio)를 관찰할 수 있다. 기존의 방식 (conventional method)는 매 데이터 블록마다 파일럿 128심볼을 전송하는 구조이다. 본 발명에서는 파일럿 사이의 데이터 블록의 개수를 6개, 9개, 10개, 11개로 가변하였다. 본 발명의 방식의 경우 데이터 블록의 개수가 클수록 파일럿에 의한 오버헤드가 작아지는 반면 기존의 방식은 데이터 블록마다 파일럿이 삽입되기 때문에 데이터 블록이 길어지더라도 파일럿 오버헤드가 줄어들지 않는다. 시속 300 km/h 환경은 도플러 현상에 의해 채널이 시간에 따라 빨리 변하는 환경이며, 이러한 상황에서도 발명의 방식이 얼마나 잘 동작하는지 결과를 통해 확인할 수 있다. 모의실험 결과에 따르면 블록의 개수가 6개인 경우 기존방식과의 BER 성능차이가 거의 없음을 확인할 수 있으며 9개의 데이터 블록을 사용하더라도 기본방식과의 성능차이가 1dB 이내인 것을 확인할 수 있다.4 shows a simulation result according to the present invention. In the simulation, the bit error ratio (BER) according to the signal to noise ratio (SNR) can be observed. The conventional method is a structure that transmits
한편, 도 5는 본 발명에 따른 전송 장치와 수신 장치를 포함하는 통신 시스템의 구조를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전송 장치와 수신 장치로 지상국 장치(100)와 무인기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle, 200) 를 이용하여 상향/하향 링크를 구성할 수 있다. 또는, 전송 장치와 수신 장치로 위성(300)과 지상국 장치(100) 또는 무인기(200)를 이용하여 상향/하향 링크를 구성할 수 있다. 이와 관련하여, 지상국 장치(100)와 무인기(200)가 1차 링크 상에서 대용량 정보 전송 및 무인기 제어정보 교환을 위하여 제1 SC-FDE 전송블록을 전송할 수 있다. 또한, 지상국 장치(100)와 무인기(200)가 2차 링크 상에서 무인기 제어정보 교환 및 상태정보 교환을 위하여 제2 SC-FDE 전송블록을 전송할 수 있다. 또한, 지상국 장치(100)와 무인기(200)가 위성(300)을 이용하는 3차 링크 상에서 대용량 정보 전송 및 상기 무인기 제어정보 교환을 위하여 제3 SC-FDE 전송블록을 전송할 수 있다. 이때, 제1 SC-FDE 전송블록에서 상기 인접한 파일럿의 제1 전송주기는 상기 제2 SC-FDE 전송블록에서 상기 인접한 파일럿의 제2 전송주기보다 더 길게 형성될 수 있다. 또한, 제3 SC-FDE 전송블록에서 인접한 파일럿의 제3 전송주기는 제1 전송주기보다 더 길게 형성될 수 있다.Meanwhile, FIG. 5 shows a structure of a communication system including a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 5, uplink / downlink can be configured using a
한편, 도 6은 본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신의 예시를 도시한다. 도 5및 도 6을 참조하면, 지상국 장치(100)와 무인기(200) 간의 직접 경로(direct route)를 통해 수신되는 신호 전력(Signal Power)이 가장 크다. 반면에, 주변의 지형지물을 통해 반사되어 수신되는 신호 전력은 적어도 하나, 또는 복수 개의 경로를 통해 수신될 수 있으며, 이는 직접 경로를 통해 수신되는 신호 전력보다 작은 값을 가짐을 알 수 있다.Meanwhile, FIG. 6 illustrates an example of multipath signal reception according to the present invention. Referring to FIGS. 5 and 6, the signal power received through the direct route between the
한편, 본 발명에 따른 SC-FDE 전송 구조의 파일럿 감소 기법을 이용하여 다수의 무인기들로 하향링크 MIMO 전송을 통해 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 이와 관련하여, 전송 장치와 수신 장치로 지상국 장치(100)와 복수의 무인기들(200)을 이용하여 상향/하향 링크를 구성할 수 있다. 복수의 무인기들(200)로 전송되는 패킷의 특성이 실시간 트래픽인지 대용량 트래픽인지 여부와 복수의 무인기들(200)의 통신 서비스 요구 등급을 고려하여, 인접한 파일럿의 전송주기를 복수의 무인기들(200)의 그룹별로 가변으로 할 수 있다. 이에 기반하여, 지상국 장치가 상기 전송주기가 동일한 그룹에 속하는 무인기들로 동일한 시간 및 주파수 대역에서 하향링크 MIMO 전송을 수행할 수 있다.Meanwhile, using the pilot reduction technique of the SC-FDE transmission structure according to the present invention, it is possible to improve the transmission efficiency through the downlink MIMO transmission to a plurality of UAVs. In this regard, the uplink / downlink can be configured using the
한편, 도 7은 본 발명에 따른 SC-FDE 전송구조에서 파일럿 오버헤드 감소 방법의 흐름도를 도시한다. 도 7을 참조하면, 파일럿 오버헤드 감소 방법은 전송 블록 개수 조정 과정(S100), 전송블록 전송 과정(S200), 채널 추정 과정(S300), 및 채널 등화 과정(S400)을 포함한다. 이때, 전송 블록 개수 조정 과정(S100), 및 전송블록 전송 과정(S200)은 전송 장치에 의해 수행될 수 있다. 또한, 채널 추정 과정(S300), 및 채널 등화 과정(S400)은 수신 장치에 의해 수행될 수 있다.Meanwhile, FIG. 7 shows a flowchart of a method of reducing a pilot overhead in an SC-FDE transmission structure according to the present invention. Referring to FIG. 7, the pilot overhead reduction method includes a transmission block number adjustment process S100, a transmission block transmission process S200, a channel estimation process S300, and a channel equalization process S400. At this time, the transmission block number adjustment process (S100) and the transmission block transmission process (S200) may be performed by the transmission apparatus. In addition, the channel estimation process (S300) and the channel equalization process (S400) may be performed by the receiving apparatus.
한편, 전술된 과정은 일부 과정이 생략되어 실시되거나, 또는 일부 과정들이 반복되어 실시될 수 있다. 예를 들어, 채널 추정 과정(S300) 이후에 채널 추정 결과를 반영하여 전송 블록 개수 조정 과정(100)과 이에 따른 전송블록 전송 과정(S200)이 수행될 수 있다.Meanwhile, the above-described processes may be performed with some processes omitted, or some processes may be repeatedly performed. For example, after the channel estimation process (S300), a transmission block number adjustment process (100) and a transmission block transmission process (S200) according to the channel estimation result may be performed.
전송 블록 개수 조정 과정(S100)에서, 전송 장치가 SC-FDE 전송 블록 개수를 동적으로 조정할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 첫 번째 데이터 프레임과 M 번째 데이터 프레임에만 파일럿이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 첫 번째 데이터 프레임에는 제일 앞 부분에 파일럿이 배치되고, M 번째 데이터 프레임에는 제일 뒷 부분에 파일럿이 배치될 수 있다. 또는, M 번째 데이터 프레임에는 제일 뒷 부분이 아니라, (M+1) 번째 데이터 프레임의 제일 앞 부분에 파일럿이 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, M번째 데이터 프레임의 위치를 가변하여, 전송 장치가 채널 환경 및 전송 요구 사항 등에 따라 SC-FDE 전송 블록 개수를 동적으로 조정할 수 있다. In the transmission block number adjustment process (S100), the transmission apparatus can dynamically adjust the number of SC-FDE transmission blocks. In this regard, as shown in FIG. 2, pilots may be placed only in the first data frame and the Mth data frame. In this regard, the pilot may be placed in the first part of the first data frame, and the pilot may be placed in the rear part of the Mth data frame. Alternatively, the pilot may be arranged in the first part of the (M + 1) th data frame, not the rear part of the Mth data frame. As described above, the position of the Mth data frame is varied, and the transmitting apparatus can dynamically adjust the number of SC-FDE transmission blocks according to the channel environment, transmission requirements, and the like.
전송블록 전송 과정(S200)에서, 전송 장치가 동적으로 조정된 SC-FDE 전송블록 개수를 기반으로, 인접한 파일럿을 가변 주기로 배치하고 인접한 파일럿 사이에 다수의 SC-FDE 전송블록을 삽입하여 전송할 수 있다.In the transmission block transmission process (S200), the transmitting device can arrange adjacent pilots in a variable period based on the number of dynamically adjusted SC-FDE transmission blocks, insert a plurality of SC-FDE transmission blocks between adjacent pilots, and transmit .
채널 추정 과정(S300)에서, 수신 장치가 인접한 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 후, 보간법을 이용하여 상기 인접한 파일럿 사이의 채널을 추정할 수 있다. 이를 위해, 수신 장치는 사전에 전송 장치로부터 파일럿 배치 간격에 대한 정보를 시그널링 받을 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 2차 링크를 통해 전송되는 무인기 제어 정보를 통해 전송 장치로부터 파일럿 배치 간격에 대한 정보를 시그널링 받을 수 있다. In a channel estimation process (S300), a receiver estimates a channel using an adjacent pilot, and then estimates a channel between the adjacent pilots using an interpolation method. To this end, the receiving apparatus may receive signaling information on the pilot arrangement interval from the transmitting apparatus in advance. For example, referring to FIG. 5, information on the pilot allocation interval may be signaled from the transmitting apparatus through the UAV control information transmitted through the secondary link.
한편, 전송 장치가 추정된 채널의 변화 속도에 따라, 인접한 파일럿의 전송주기를 가변으로 할 수 있다. 예를 들어, 채널 추정 과정(S300)에서 추정된 채널 상태 정보, 예컨대, 추정된 채널의 신호 대 잡음비(SNR)와 SC-FDE 전송블록의 디코딩 비트오류율(BER) 등은 2차 링크를 통해 전송 장치로 피드백될 수 있다.On the other hand, according to the rate of change of the channel estimated by the transmission apparatus, the transmission period of adjacent pilots can be made variable. For example, the channel state information estimated in the channel estimation process (S300), for example, the signal-to-noise ratio (SNR) of the estimated channel and the decoding bit error rate (BER) of the SC- Can be fed back to the device.
채널 등화 과정(S400)에서, 수신 장치가 추정된 채널의 채널 특성을 이용하여, 인접한 파일럿 사이에 삽입된 SC-FDE 전송 블록의 채널 등화(Channel Equalization)를 수행할 수 있다.In the channel equalization process (S400), the receiving apparatus can perform channel equalization of the inserted SC-FDE transmission block between adjacent pilots using the channel characteristics of the estimated channel.
한편, 전술된 전송 블록 개수 조정 과정(S100)에서, 추정된 채널의 신호 대 잡음비 (SNR)에 따라 SC-FDE 전송블록의 디코딩 비트오류율(BER) 요구사항을 만족하도록 상기 인접한 파일럿의 전송주기를 가변으로 할 수 있다. 이때, SNR이 제1 수준 이상이면, BER이 임계치 이상으로 상승하기 전까지 SC-FDE 전송블록 개수를 증가시킬 수 있다. 반면에, SNR이 제1 수준 미만이고 제1 수준보다 낮은 제2 수준 이상이면, BER이 임계치 미만으로 감소할 때까지 SC-FDE 전송블록 개수를 감소시킬 수 있다. 반면에, SNR이 제2 수준 이하이면, SC-FDE 전송블록의 전송 전력을 증가시키고, 전송 속도를 감소시킬 수 있다. 이때, 증가된 전송 전력 및 감소된 전송 속도에 따른 SNR과 BER 특성을 고려하여, 인접한 파일럿의 전송주기를 가변으로 할 수 있다. Meanwhile, in the above-described transmission block number adjustment process (S100), the transmission period of the adjacent pilots is set to satisfy the decoding bit error rate (BER) requirement of the SC-FDE transmission block according to the SNR of the estimated channel It can be made variable. At this time, if the SNR is equal to or higher than the first level, the number of SC-FDE transmission blocks can be increased until the BER rises above the threshold value. On the other hand, if the SNR is less than the first level and is greater than or equal to the second level, which is lower than the first level, then the number of SC-FDE transport blocks may be reduced until the BER is reduced below the threshold. On the other hand, if the SNR is below the second level, the transmission power of the SC-FDE transport block can be increased and the transmission rate can be reduced. At this time, considering the SNR and BER characteristics according to the increased transmission power and the decreased transmission rate, the transmission period of adjacent pilots can be varied.
이와 관련하여, 도 4를 참조하면, SNR이 8dB 이상이면 BER이 10-3 이상으로 상승하기 전까지 SC-FDE 전송블록 개수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 매 전송 블록 단위마다 파일럿이 배치되는 기존 SC-FDE 전송이 아니라, 파일럿 전송주기를 6개 전송블록 단위부터 11개 전송블록 단위까지 증가시켜 파일럿 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 파일럿 오버헤드를 감소시키기 위해 전송블록 단위를 11개까지 증가시켜도 SNR이 8dB 이상이면 BER이 10-3 이하가 됨을 알 수 있다. 반면에, SNR이 5dB 이상이고 8dB 이하이면, BER이 10-3 미만으로 감소할 때까지 SC-FDE 전송블록 개수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, SNR이 약 7dB 일 때, 전송블록 단위가 10개 또는 11개인 경우에 BER이 10-3 이상의 값을 가질 수 있다. 이때, 전송블록 단위를 9개 이하로 감소시켜 BER이 10-3 미만이 되도록 SC-FDE 전송블록 개수를 조정할 수 있다. 반면에, SNR이 5dB 이하이면, 매 전송 블록 단위마다 파일럿이 배치되는 기존 SC-FDE 전송을 통해서도 BER이 10-3 이상이 됨을 알 수 있다. 이러한 경우에는, SC-FDE 전송블록의 전송 전력을 증가시키고, 전송 속도를 감소시켜 BER이 10-3 미만이 되도록 조정하고, 필요에 따라 전송블록 개수 조정 과정을 수행할 수 있다.In this regard, referring to FIG. 4, if the SNR is 8 dB or more, the number of SC-FDE transmission blocks can be increased until BER increases to 10 -3 or more. For example, the pilot overhead can be reduced by increasing the pilot transmission period from 6 transmission blocks to 11 transmission blocks instead of the existing SC-FDE transmission in which pilots are allocated every transmission block unit. In order to reduce the pilot overhead, even if the transmission block unit is increased to 11, the BER becomes 10 -3 or less when the SNR is 8 dB or more. On the other hand, if the SNR is greater than 5 dB and less than 8 dB, the number of SC-FDE transmission blocks can be reduced until the BER is reduced to less than 10 -3 . For example, when the SNR is about 7 dB, the BER may have a value of 10 -3 or more when 10 or 11 transport block units are used. At this time, it is possible to adjust the number of SC-FDE transmission blocks so that the BER is less than 10 -3 by reducing the number of transmission blocks to 9 or less. On the other hand, if the SNR is 5 dB or less, it is found that the BER is 10 -3 or more even through the existing SC-FDE transmission in which pilots are arranged for every transport block unit. In this case, it is possible to increase the transmission power of the SC-FDE transmission block, reduce the transmission rate, adjust the BER to be less than 10 -3 , and adjust the number of transmission blocks as necessary.
이와 같은 결과로부터 얻을 수 있는 결론은, SC-FDE 전송구조 및 채널 보간기법이 빠르게 변하는 채널 환경에서도 성능 열화 없이 파일럿에 의한 오버헤드를 상당히 줄일 수 있다는 것을 확인할 수 있다.The conclusion that can be obtained from the above results is that the overhead due to the pilot can be considerably reduced without deterioration in performance even in a rapidly changing channel environment of the SC-FDE transmission structure and channel interpolation technique.
본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 후 다음 파일럿이 도착할 때까지 파일럿과 파일럿 사이의 채널을 선형보간법을 이용하는 채널 추정 방법을 제공할 수 있다.According to at least one embodiment of the present invention, a channel estimation method using a linear interpolation method between a pilot and a pilot until a next pilot arrives after estimating a channel using the pilot can be provided.
또한, 본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, SC-FDE 전송 구조에서 송신신호의 파일럿 오버헤드를 감소시켜, 대용량 정보 전송시에 전송 속도(throughput)를 향상시킬 수 있다.Also, according to at least one embodiment of the present invention, the pilot overhead of the transmission signal in the SC-FDE transmission structure can be reduced, and the throughput can be improved at the time of transmitting a large amount of information.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들에 대한 설계 및 파라미터 최적화는 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.According to a software implementation, the design and parameter optimization for each component as well as the procedures and functions described herein may be implemented as separate software modules. Software code can be implemented in a software application written in a suitable programming language. The software code is stored in a memory and can be executed by a controller or a processor.
100: 지상국 장치
200: 무인기
300: 위성100: ground station device
200: UAV
300: satellite
Claims (7)
전송 장치가 SC-FDE 전송 블록 개수를 동적으로 조정하는 전송 블록 개수 조정 과정; 및
상기 전송 장치가 상기 동적으로 조정된 SC-FDE 전송블록 개수를 기반으로, 인접한 파일럿을 가변 주기로 배치하고 상기 인접한 파일럿 사이에 다수의 SC-FDE 전송블록을 삽입하여 전송하는 전송블록 전송 과정을 포함하는, 파일럿 오버헤드 감소 방법.A method for reducing pilot overhead in an SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization) transmission structure,
A transmission block number adjustment process in which a transmission device dynamically adjusts the number of SC-FDE transport blocks; And
And a transmission block transmission step of arranging adjacent pilots in a variable period based on the number of dynamically adjusted SC-FDE transmission blocks, inserting a plurality of SC-FDE transmission blocks between the adjacent pilots, and transmitting the inserted SC- , A method for reducing pilot overhead.
수신 장치가 상기 인접한 파일럿을 이용하여 채널을 추정한 후, 보간법을 이용하여 상기 인접한 파일럿 사이의 채널을 추정하는 채널 추정 과정을 더 포함하는, 파일럿 오버헤드 감소 방법.The method according to claim 1,
Further comprising: estimating a channel using the adjacent pilot, and estimating a channel between the adjacent pilots using an interpolation method.
상기 수신 장치가 상기 추정된 채널의 채널 특성을 이용하여, 상기 인접한 파일럿 사이에 삽입된 상기 SC-FDE 전송 블록의 채널 등화(Channel Equalization)를 수행하는 채널 등화 과정을 더 포함하는, 파일럿 오버헤드 감소 방법.3. The method of claim 2,
Further comprising a channel equalization process of performing channel equalization of the SC-FDE transport block inserted between the adjacent pilots using the channel characteristics of the estimated channel. Way.
상기 전송 장치가 상기 추정된 채널의 변화 속도에 따라, 상기 인접한 파일럿의 전송주기를 가변으로 하는 것을 특징으로 하는, 파일럿 오버헤드 감소 방법.The method of claim 3,
Wherein the transmission apparatus varies the transmission period of the adjacent pilot according to the estimated rate of change of the channel.
상기 전송 블록 개수 조정 과정은, 상기 추정된 채널의 신호 대 잡음비 (SNR)에 따라 상기 SC-FDE 전송블록의 디코딩 비트오류율(BER) 요구사항을 만족하도록 상기 인접한 파일럿의 전송주기를 가변으로 하는 것을 특징으로 하고,
상기 SNR이 제1 수준 이상이면, 상기 BER이 임계치 이상으로 상승하기 전까지 상기 SC-FDE 전송블록 개수를 증가시키고,
상기 SNR이 상기 제1 수준 미만이고 상기 제1 수준보다 낮은 제2 수준 이상이면, 상기 BER이 상기 임계치 미만으로 감소할 때까지 상기 SC-FDE 전송블록 개수를 감소시키고,
상기 SNR이 상기 제2 수준 이하이면, 상기 SC-FDE 전송블록의 전송 전력을 증가시키고, 전송 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는, 파일럿 오버헤드 감소 방법.3. The method of claim 2,
The transmission block number adjustment process varies the transmission period of the adjacent pilots so as to satisfy a decoding bit error rate (BER) requirement of the SC-FDE transmission block according to a signal-to-noise ratio (SNR) of the estimated channel With features,
If the SNR is equal to or higher than the first level, increases the SC-FDE transmission block number until the BER rises above a threshold value,
Decreasing the number of SC-FDE transport blocks until the BER is reduced below the threshold if the SNR is less than the first level and is greater than or equal to a second level lower than the first level,
And if the SNR is less than or equal to the second level, increases the transmission power of the SC-FDE transport block and decreases the transmission rate.
상기 전송 장치와 상기 수신 장치로 지상국 장치와 무인기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle) 를 이용하여 상향/하향 링크를 구성하고, 상기 전송 장치와 상기 수신 장치로 위성과 상기 지상국 장치 또는 상기 무인기를 이용하여 상향/하향 링크를 구성하고,
상기 지상국 장치와 상기 무인기가 1차 링크 상에서 대용량 정보 전송 및 무인기 제어정보 교환을 위하여 제1 SC-FDE 전송블록을 전송하고,
상기 지상국 장치와 상기 무인기가 2차 링크 상에서 상기 무인기 제어정보 교환 및 상태정보 교환을 위하여 제2 SC-FDE 전송블록을 전송하고,
상기 지상국 장치와 상기 무인기가 상기 위성을 이용하는 3차 링크 상에서 상기 대용량 정보 전송 및 상기 무인기 제어정보 교환을 위하여 제3 SC-FDE 전송블록을 전송하고,
상기 제1 SC-FDE 전송블록에서 상기 인접한 파일럿의 제1 전송주기는 상기 제2 SC-FDE 전송블록에서 상기 인접한 파일럿의 제2 전송주기보다 더 길고, 상기 제3 SC-FDE 전송블록에서 상기 인접한 파일럿의 제3 전송주기는 상기 제1 전송주기보다 더 긴 것을 특징으로 하는, 파일럿 오버헤드 감소 방법.3. The method of claim 2,
The transmitting apparatus and the receiving apparatus are configured to form an uplink / downlink using a ground station apparatus and an unmanned aerial vehicle (UAV), and the transmitting apparatus and the receiving apparatus are provided with a satellite and the ground station apparatus or the UAV / Configure the downlink,
The ground station device and the UAV transmit a first SC-FDE transport block for exchanging large capacity information and UAV control information on a primary link,
Wherein the terrestrial station device and the UAV transmit a second SC-FDE transport block for exchanging the UAV control information and status information on a secondary link,
Wherein the terrestrial station apparatus and the UAV transmit a third SC-FDE transport block for transmitting the large capacity information and the UAV control information on a tertiary link using the satellite,
Wherein the first transmission period of the adjacent pilot in the first SC-FDE transport block is longer than the second transmission period of the adjacent pilot in the second SC-FDE transport block, and the adjacent transmission period of the adjacent SC- Wherein the third transmission period of the pilot is longer than the first transmission period.
상기 전송 장치와 상기 수신 장치로 지상국 장치와 복수의 무인기들을 이용하여 상향/하향 링크를 구성하고,
상기 복수의 무인기들로 전송되는 패킷의 특성이 실시간 트래픽인지 대용량 트래픽인지 여부와 상기 복수의 무인기들의 통신 서비스 요구 등급을 고려하여, 상기 인접한 파일럿의 전송주기를 상기 복수의 무인기들의 그룹별로 가변으로 하고,
상기 지상국 장치가 상기 전송주기가 동일한 그룹에 속하는 무인기들로 동일한 시간 및 주파수 대역에서 하향링크 MIMO 전송을 수행하는 것을 특징으로 하는, 파일럿 오버헤드 감소 방법.The method according to claim 6,
Wherein the transmitting apparatus and the receiving apparatus form an uplink / downlink using a ground station apparatus and a plurality of UAVs,
Wherein the transmission period of the adjacent pilots is varied for each group of the plurality of UAVs in consideration of whether a characteristic of a packet transmitted to the plurality of UAVs is a real time traffic or a large capacity traffic and a communication service request class of the plurality of UAVs ,
Wherein the ground station apparatus performs downlink MIMO transmission in the same time and frequency band with unauthorized persons belonging to the same group of the transmission period.
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| KR1020180017173A KR101858993B1 (en) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Method of reducing pilot overhead in SC-FDE transmission structure |
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2018
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