KR101897019B1 - 랜덤 액세스 통신 방법, 이를 이용하는 장치, 및 시스템 - Google Patents

랜덤 액세스 통신 방법, 이를 이용하는 장치, 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 따른 랜덤 액세스 통신 방법은 무선 통신 장치로부터 전송된 신호를 수신하고, 수신된 신호의 채널을 추정하는 단계, 상기 수신된 신호의 오류를 검출하고, 오류 검출 결과에 따라 추정된 채널의 보정 여부를 판단하는 단계 및 판단 결과에 따라, 추정된 채널에 랜덤 벡터(random vector)를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하는 단계를 포함한다.

Description

랜덤 액세스 통신 방법, 이를 이용하는 장치, 및 시스템{METHOD FOR RANDOM ACCESS COMMUNICATION, DEVICE AND SYSTEM USING THE SAME}
본 발명의 기술적 사상은 랜덤 액세스 통신 방법, 이를 이용하는 장치, 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수신 신호의 오류 검출 결과에 따라 추정된 채널을 보정할 수 있는 랜덤 액세스 통신 방법, 이를 이용하는 장치, 및 시스템에 관한 것이다.
차세대 이동통신 시스템의 주요 요구사항 중 하나는 IoT(Internet of Things) 환경에서 다수의 MTC(Machine Type Communication) 디바이스를 효과적으로 지원하는 것이다.
IoT 서비스가 활성화됨에 따라 통신 네트워크에 액세스하는 MTC 디바이스의 밀도가 더욱 높아질 것이며, 동시에 다수의 MTC 디바이스가 랜덤 액세스 하는 것을 효과적으로 지원하기 위한 대규모 연결 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 랜덤 액세스 통신 방법 및 이를 이용하는 시스템이 이루고자 하는 기술적 과제는, 수신 신호의 오류 검출 결과에 따라 추정된 채널을 보정할 수 있는 랜덤 액세스 통신 방법, 이를 이용하는 장치, 및 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따르면, 랜덤 액세스 통신 방법은 무선 통신 장치로부터 전송된 신호를 수신하고, 수신된 신호의 채널을 추정하는 단계, 상기 수신된 신호의 오류를 검출하고, 오류 검출 결과에 따라 추정된 채널의 보정 여부를 판단하는 단계 및 판단 결과에 따라, 추정된 채널에 랜덤 벡터(random vector)를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 수신된 신호는, 프리앰블(preamble) 및 데이터 패킷을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 채널을 추정하는 단계는, 상기 프리앰블을 이용하여 상기 수신된 신호의 채널을 추정할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 수신된 신호에서 오류가 검출된 경우, 상기 추정된 채널에 상기 랜덤 벡터를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하고, 보정된 채널을 이용하여 상기 수신된 신호를 디코딩할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 수신된 신호에서 오류가 검출되지 않은 경우, 상기 데이터 패킷을 이용하여 상기 수신된 신호의 채널을 다시 추정할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 수신된 신호에서 오류가 검출되지 않은 경우, 상기 데이터 패킷을 이용하여 다시 추정된 채널을 이용하여, 상기 수신된 신호의 간섭을 제거할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 랜덤 액세스 통신 방법은, 상기 프리앰블을 이용하여 추정한 채널과 상기 데이터 패킷을 이용하여 추정한 채널을 비교하여 상기 추정된 두 채널 간의 차이를 판단하는 단계 및 판단 결과에 따라 상기 추정된 두 채널 간의 차이가 기준 값보다 큰 경우, 상기 프리앰블에 대하여 다시 디코딩 동작을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 추정된 두 채널 간의 차이가 상기 기준 값보다 큰 경우, 패킷 간의 충돌이 있는 경우로 판단할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따르면, 랜덤 액세스 통신 장치는 무선 통신 장치로부터 전송된 신호를 수신하고, 수신된 신호의 채널을 추정하는 제1채널 추정 모듈, 상기 수신된 신호의 오류를 검출하는 오류검출 디코더, 상기 오류검출 디코더에 의한 오류 검출 여부에 따라, 추정된 채널에 랜덤 벡터(random vector)를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하는 추정채널 보정모듈을 포함한다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 수신된 신호는, 프리앰블(preamble) 및 데이터 패킷을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1채널 추정 모듈은, 상기 프리앰블을 이용하여 상기 수신된 신호의 채널을 추정할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 추정채널 보정모듈은, 상기 수신된 신호에서 오류가 검출된 경우, 상기 추정된 채널에 상기 랜덤 벡터를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하고, 상기 오류검출 디코더는 보정된 채널을 이용하여 상기 수신된 신호를 디코딩할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 랜덤 액세스 통신 장치는 상기 수신된 신호에서 오류가 검출되지 않은 경우, 상기 데이터 패킷을 이용하여 상기 수신된 신호의 채널을 다시 추정할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 수신된 신호에서 오류가 검출되지 않은 경우, 상기 데이터 패킷을 이용하여 다시 추정된 채널을 이용하여 상기 수신된 신호의 간섭을 제거하는 간섭 제거 모듈을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 프리앰블을 이용하여 추정한 채널과 상기 데이터 패킷을 이용하여 추정한 채널을 비교하여 상기 추정된 두 채널 간의 차이를 판단하는 추정채널 검증모듈을 더 포함하고, 상기 오류검출 디코더는 상기 추정채널 검증모듈의 판단 결과에 따라 상기 추정된 두 채널 간의 차이가 기준 값보다 큰 경우, 상기 프리앰블에 대하여 다시 디코딩 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따르면, 랜덤 액세스 통신 시스템은 랜덤 액세스 방식으로 액세스를 시도하는 복수의 무선 통신 장치들 및 상기 복수의 무선 통신 장치들 각각으로부터 전송된 신호를 수신하고, 수신된 신호의 채널을 추정하고, 상기 수신된 신호의 오류를 검출하여 오류 검출 여부에 따라, 추정된 채널에 랜덤 벡터(random vector)를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하는 통신 네트워크를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 방법과 장치는, 수신 신호의 오류가 검출된 경우 추정된 채널을 반복적으로 보정함으로써 복수의 무선 통신 단말들 각각으로부터 전송된 신호 간에 충돌이 발생한 경우라도 수신 신호를 효과적으로 디코딩할 수 있다.
또한, 수신 신호로부터 오류가 검출되지 않은 경우, 수신 신호의 데이터 패킷을 이용하여 다시 채널을 추정하고 다시 추정된 채널을 이용하여 간섭을 제거함으로써, 충돌이 발생한 패킷도 수신하여 패킷 수신 확률이 급격히 향상되는 효과가 있다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 복수의 무선 통신 장치들 중에서 어느 하나의 무선 통신 장치의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 통신 네트워크의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 4는 도 1의 통신 시스템에서의 프레임 오류 확률을 비교 예들과 비교한 그래프이다.
도 5는 도 1의 통신 시스템에서 한 채널에 수신된 2개의 패킷이 모두 디코딩에 실패할 확률을 비교 예들과 비교한 그래프이다.
도 6은 도 1의 통신 시스템에서 한 채널에 수신된 2개의 패킷이 모두 디코딩에 성공할 확률을 비교 예들과 비교한 그래프이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processer), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Digital Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 통신 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(communication system; 10)은 복수의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N)과 통신 네트워크(communication network; 200)를 포함할 수 있다.
복수의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N)은 각각이 무선 통신 가능한 장치로 구현되며 그 형태는 다양하게 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N) 각각은 이동 통신 단말, MTC 디바이스, M2M 디바이스, 또는 IoT 디바이스 등으로 구현될 수도 있다.
복수의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N) 각각은 랜덤 액세스 통신(random access communication)을 통하여 통신 네트워크(200)에 액세스를 시도할 수 있다. 이 때, 통신 시스템(10)은 랜덤 액세스 통신 시스템으로 구현될 수 있다.
통신 네트워크(200)은 복수의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N) 간의 통신을 위하여 복수의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N)과 신호를 주고 받을 수 있다. 통신 네트워크(200)는 랜덤 액세스 통신 장치로 호칭될 수도 있다.
실시 예에 따라, 통신 네트워크(200)은 기지국으로 구현될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시 예에 따라, 복수의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N) 각각이 MTC(Machine Type Communication) 디바이스, M2M(Machine to Machine) 디바이스, 또는 IoT(Internet of Things) 디바이스로 구현되는 경우, 통신 시스템(10)은 이에 상응하는 네트워크로 구현될 수 있다. 이 경우, 통신 네트워크(200)은 MTC 디바이스, M2M 디바이스, IoT 디바이스의 상호간의 통신을 위한 구성들, 예컨대 네트워크 셀, 서버, 프로세서 등의 조합으로 구현될 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 복수의 무선 통신 장치들 중에서 어느 하나의 무선 통신 장치의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 복수의 무선 통신 장치들(100-1~100-N) 중에서 어느 하나의 무선 통신 장치(100-1)의 블록도가 일 예시로 도시되어 있다.
실시 예에 따라, 나머지 무선 통신 장치들(100-2~100-N)의 구조도 도 2의 제1무선 통신 장치(100-1)와 같이 구성될 수 있다.
제1무선 통신 장치(100-1)는 데이터 소스(data source; 110), 오류검출 인코더(120), 오류정정 인코더(130), 변조기(140), 프리앰블 처리모듈(150)을 포함할 수 있다.
데이터 소스(110)는 제1무선 통신 장치(100-1)가 송신할 데이터를 제공할 수 있다.
오류검출 인코더(120)는 오류검출 코드를 이용하여 데이터 소스(110)로부터 제공받은 데이터를 인코딩하여 출력할 수 있다. 실시 예에 따라, 오류검출 코드는 패리티 비트(parity bit)를 포함하는 코드로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
오류정정 인코더(130)는 오류검출 인코더(120)로부터 수신된 데이터를 오류정정 코드를 이용하여 인코딩하여 출력할 수 있다. 실시 예에 따라, 오류정정 코드는 해밍(hamming)부호, BCH(Bose Chaudhuri-Hocquenghem) 부호, RS(Reed-Solomon) 부호 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
변조기(140)는 오류정정 인코더(130)에 의해 인코딩된 데이터를 수신하고, 인코딩된 데이터를 변조하여 변조된 데이터를 출력할 수 있다.
프리앰블 처리모듈(150)은 변조기(140)에 의해 변조된 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 프리앰블을 추가한 신호를 생성할 수 있다. 프리앰블 처리모듈(150)은 프리앰블이 추가된 신호를 안테나(ANT)를 통하여 통신 네트워크(200)로 전송할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 통신 네트워크의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 3에서는 설명의 편의를 위하여 통신 네트워크(200)가 3개의 안테나(ANT1, ANT2, ANT3)를 가지는 경우를 도시하나 이에 한정되지 않으며, 통신 네트워크(200)의 안테나 개수는 다양한 변경이 가능하다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 통신 네트워크(200)는 프리앰블 검출기(210), 제1채널추정 모듈(220), 복수의 MMSE 필터들(Minimum Mean Square Error(MMSE) filter; 230-1 ~ 230-3), 복수의 오류정정 디코더들(240-1 ~ 240-3), 복수의 오류검출 디코더들(250-1 ~ 250-3), 추정채널 보정모듈(260), 복수의 제2채널추정 모듈들(270-1, 270-2), 복수의 간섭제거 모듈들(280-1, 280-2), 복수의 추정채널 검증모듈들(290-1, 290-2), 및 데이터 싱크(data sink; 300)를 포함할 수 있다.
프리앰블 검출기(210)는 복수의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N) 각각으로부터 전송된 신호를 수신할 수 있다. 상기 수신된 신호는, 프리앰블(preamble) 및 데이터 패킷을 함께 포함할 수 있다. 이 때, 프리앰블 검출기(210)는 수신된 신호로부터 프리앰블을 검출할 수 있다.
제1채널추정 모듈(220)은 프리앰블 검출기(210)에 의해 검출된 프리앰블을 이용하여 수신된 신호의 채널을 추정할 수 있다.
MMSE 필터(230-1)는 제1채널추정 모듈(220)에 의해 추정된 채널을 이용하여 수신된 신호를 필터링할 수 있다.
통신 네트워크(200)는 MMSE 방식을 이용하여 수신된 신호를 필터링하는 경우를 예시적으로 도시하고 있으나, 다른 방식의 필터를 이용하여 구현될 수도 있다.
오류정정 디코더(240-1)는 오류정정 코드를 이용하여 MMSE 필터(230-1)로부터 필터링되어 출력된 신호를 디코딩하여 출력할 수 있다.
오류검출 디코더(250-1)는 오류검출 코드를 이용하여 오류정정 디코더(240-1)로부터 출력된 신호를 디코딩하여, 오류발생 여부를 검출할 수 있다.
실시 예에 따라, 복수의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N) 간의 신호가 통신 네트워크(200)로 랜덤 액세스 방식으로 액세스함에 따라, 2 이상의 무선 통신 장치가 동일한 프리앰블을 선택하여 충돌이 발생한 경우에는 오류검출 디코더(250-1)에 의해 오류가 검출될 수 있다.
오류검출 디코더(250-1)는 오류발생 여부를 검출하고, 검출 결과를 추정채널 보정모듈(260)로 전송할 수 있다.
추정채널 보정모듈(260)은 오류검출 디코더(250-1)로부터 수신한 검출 결과에 따라, 수신된 신호에서 오류가 검출된 경우 제1채널추정 모듈(220)에 의해 추정된 채널에 랜덤 벡터(random vector; △h)를 반영하여 추정된 채널을 보정할 수 있다. 추정된 채널 행렬에 랜덤 벡터(△h)를 반영하는 과정은 이하에서 상세히 설명된다.
하기의 [수식 1]은 제1무선 통신 장치(100-1)로부터 전송된 신호와 제2무선 통신 장치(100-2)로부터 전송된 신호가 충돌된 경우에 제1채널추정 모듈(220)에 의해 추정되는 채널 행렬을 나타낸다.
[수식 1]
Figure 112016120196134-pat00001
([수식 1]에서
Figure 112016120196134-pat00002
는 신호 충돌이 발생한 채널 행렬을 나타내며,
Figure 112016120196134-pat00003
는 신호 충돌이 발생한 채널 행렬의 성분, h는 신호 충돌이 발생하지 ?은 채널 행렬의 성분을 나타냄.)
[수식 1]을 참조하면, 제1무선 통신 장치(100-1)로부터 수신된 수신신호에 상응하는 행렬 성분인 h1과 제2무선 통신 장치(100-2)로부터 수신된 수신신호에 상응하는 행렬 성분인 h2가 충돌을 통하여 합쳐진 것을 확인할 수 있으며, 이렇게 추정된 채널 행렬을 이용하여 간섭제거 등을 수행하여 수신신호를 처리하는 경우 수신신호의 디코딩 성공률이 현저히 떨어질 수 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 네트워크(200)의 추정채널 보정모듈(220)은 하기의 [수식 2]와 같이 제1채널추정 모듈(220)에 의해 추정된 채널 행렬에 랜덤 벡터(△h)를 반영할 수 있다.
[수식 2]
Figure 112016120196134-pat00004
상기 [수식 2]에서 랜덤 벡터(△h)가 -h1에 근사한 값을 가질 경우 신호 충돌에 따라 합쳐진 h1이 랜덤 벡터(△h)에 의해 소거되므로 h2에 상응하는 수신신호의 디코딩에 성공할 확률이 높아질 수 있다.
또한, 랜덤 벡터(△h)가 -h2에 근사한 값을 가질 경우 신호 충돌에 따라 합쳐진 h2가 랜덤 벡터(△h)에 의해 소거되므로 h1에 상응하는 수신신호의 디코딩에 성공할 확률이 높아질 수 있다.
실시 예에 따라, 추정채널 보정모듈(260)은 랜덤 벡터(△h)의 크기를 변경하면서 복수 회의 추정채널 보정을 수행할 수 있다.
오류검출 디코더(250-1)에서 수신된 신호의 오류를 검출한 결과 오류가 검출되지 않은 경우, 오류검출 디코더(250-1)는 수신된 신호를 제2채널추정 모듈(270-1)로 전달할 수 있다.
제2채널추정 모듈(270-1)은 수신된 신호의 데이터 패킷을 이용하여 수신된 신호의 채널을 다시 추정할 수 있다.
무선 통신 장치들(100-1~100-N)로부터 수신된 수신신호가 충돌한 경우라도, 수신신호에 포함된 데이터는 서로 다르기 때문에, 제2채널추정 모듈(270-1)의 데이터 패킷을 이용한 채널추정이 가능하다.
예컨대, 제1무선 통신 장치(100-1)로부터 수신된 수신신호와 제2무선 통신 장치(100-2)로부터 수신된 수신신호가 충돌한 경우라도, 제2채널추정 모듈(270-1)은 제1무선 통신 장치(100-1)의 수신신호에 상응하는 h1에 대하여 채널추정이 가능하다.
간섭제거 모듈(280-1)은 제2채널추정 모듈(270-1)에 의해 다시 추정된 채널을 이용하여 간섭제거 동작을 수행할 수 있다.
예컨대, 간섭제거 모듈(280-1)이 제2채널추정 모듈(270-1)의 추정에 따라 검출한 h1에 의한 간섭을 제거하는 경우, 하기의 [수식 3]의 간섭 제거 과정을 수행할 수 있다.
[수식 3]
Figure 112016120196134-pat00005
([수식 3]에서 r은 수신신호 벡터, x는 송신신호 벡터의 성분을 나타냄)
간섭 제거 모듈(280-1)의 간섭 제거 동작에 의해 수신신호로부터 추출된 첫번째 신호에 대한 간섭이 제거된 이후, 마찬가지로 MMSE 필터(230-2), 오류정정 디코더(240-2), 오류검출 디코더(250-2), 제2채널추정 모듈(270-2), 및 간섭제거 모듈(280-2)의 경로를 통하여 수신신호로부터 추출된 두번째 신호에 대한 간섭이 제거될 수 있다. 두번째 신호의 간섭이 제거된 이후, MMSE 필터(230-3), 오류정정 디코더(240-3), 오류검출 디코더(250-3)을 거쳐 수신신호에 포함된 신호들 각각을 추출할 수 있으며, 추출된 신호들은 데이터 싱크(300)로 전송될 수 있다.
이 때, 나머지 구성들(230-2~230-3, 240-2~240-3, 250-2~250-3, 270-2, 280-2)은 수신신호로부터 두번째 신호 및 세번째 신호 각각을 추출 및 간섭 제거하기 위하여 MMSE 필터(230-1), 오류정정 디코더(240-1), 오류검출 디코더(250), 제2채널추정 모듈(270-1), 간섭제거 모듈(280-1) 각각과 실질적으로 동일한 동작을 수행할 수 있다.
실시 예에 따라, 통신 네트워크(200)는 복수의 추정채널 검증모듈(290-1, 290-2)을 더 포함할 수 있다.
추정채널 검증모듈(290-1)은 제1채널추정 모듈(220)에 의해 수신 신호의 프리앰블을 이용하여 추정된 채널과 제2채널추정 모듈(270-1)에 의해 수신 신호의 데이터 패킷을 이용하여 추정된 채널을 비교하여 추정된 두 채널 간의 차이를 판단할 수 있다.
추정채널 검증모듈(290-1)은 판단 결과에 따라, 추정된 두 채널 간의 차이가 기준 값보다 큰 경우 패킷 간의 충돌이 있는 경우로 보아 상기 프리앰블에 대하여 다시 디코딩 동작을 수행하기 위해 필요한 데이터들을 MMSE 필터(230-1)로 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 추정된 두 채널 간의 차이가 기준 값보다 큰 경우, 추정채널 검증모듈(290-1)은 추정채널 보정모듈(260)로 신호를 전송하여 추정채널을 보정하도록 제어할 수도 있다.
추정채널 검증모듈(290-1)은 판단 결과에 따라, 추정된 두 채널 간의 차이가 기준 값보다 작은 경우에는 패킷 간의 충돌이 없는 경우로 보아 다음 신호에 대한 간섭 제거를 위하여 필요한 데이터를 MMSE 필터(230-2)로 전달할 수 있다.
도 4는 도 1의 통신 시스템에서의 프레임 오류 확률을 비교 예들과 비교한 그래프이다. 도 5는 도 1의 통신 시스템에서 한 채널에 수신된 2개의 패킷이 모두 디코딩에 실패할 확률을 비교 예들과 비교한 그래프이다. 도 6은 도 1의 통신 시스템에서 한 채널에 수신된 2개의 패킷이 모두 디코딩에 성공할 확률을 비교 예들과 비교한 그래프이다.
도 4 내지 도 6에서는, 통신 네트워크(200)의 안테나 수는 16개, 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N)의 수는 9개이며, 9개의 무선 통신 장치들(100-1 ~ 100-N) 랜덤 액세스를 시도하여 6개의 프리앰블을 선택함으로써 3개의 채널에서 충돌이 발생한 경우를 가정하였다.
단순히 MMSE 방식만을 사용한 경우, 단순히 V-BLAST 시스템에서 OSIC(Ordered Successive Interference Cancellation)을 사용한 경우를 비교예로 구성하였다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 오류 검출 결과에 따라 추정된 채널을 보정하는 동작을 수행하는 경우(Proposed1), 본 발명의 실시 예에서 데이터 패킷에 기반한 채널 재추정을 통해 간섭 제거를 수행하는 경우(Proposed2), 제안된 두 가지 방법(Proposed1, Proposed2)을 함께 사용하는 경우(Proposed3) 각각의 프레임 오류 확률, 한 채널에 수신된 2개의 패킷이 모두 디코딩에 실패할 확률, 한 채널에 수신된 2개의 패킷이 모두 디코딩에 성공할 확률을 비교하였다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 추정된 채널을 보정하는 동작을 추가로 수행하거나(Proposed1), 데이터 패킷에 기반한 채널 재추정을 통해 간섭 제거를 수행하거나(Proposed2), 두 방법을 모두 수행하는 경우(Proposed3)에 비교예들 보다 프레임 오류 확률이 낮으며, 한 채널에 수신된 2개의 패킷이 모두 디코딩에 실패할 확률은 낮으며, 한 채널에 수신된 2개의 패킷이 모두 디코딩에 성공할 확률은 높은 것을 확인할 수 있다.
특히, 두 방법을 모두 수행하는 경우(Proposed3)에는 다른 방법들에 비하여 수신 신호를 현저히 높은 확률로 오류 없이 디코딩할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 다양한 실시 예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100-1 ~ 100-N : 무선 통신 장치
200 : 통신 네트워크
210 : 프리앰블 검출기
220 : 제1채널추정 모듈
250`-1~ 250-3 : 오류검출 디코더
260 : 추정채널 보정모듈
270-1, 270-2 : 제2채널추정 모듈
290-1, 290-2 : 추정채널 검증모듈

Claims (16)

  1. 무선 통신 장치로부터 전송된 신호를 수신하고, 수신된 신호에 포함된 프리앰블(preamble)을 이용하여 상기 수신된 신호의 채널을 추정하는 단계;
    상기 수신된 신호의 오류를 검출하고, 오류 검출 결과에 따라 추정된 채널의 보정 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과에 따라, 추정된 채널에 랜덤 벡터(random vector)를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하는 단계;
    상기 수신된 신호에 포함된 데이터 패킷을 이용하여 상기 수신된 신호의 채널을 추정하는 단계;
    상기 프리앰블을 이용하여 추정한 채널과 상기 데이터 패킷을 이용하여 추정한 채널을 비교하여 상기 추정된 두 채널 간의 차이를 판단하는 단계; 및
    상기 추정된 두 채널 간의 차이가 기준 값보다 큰 경우, 패킷 간의 충돌이 있는 경우로 보아 상기 프리앰블에 대하여 다시 디코딩 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 랜덤 액세스 통신 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 신호에서 오류가 검출된 경우,
    상기 추정된 채널에 상기 랜덤 벡터를 반영하여 상기 프리앰블을 이용하여 추정된 채널을 보정하고, 보정된 채널을 이용하여 상기 수신된 신호를 디코딩하는, 랜덤 액세스 통신 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 신호에서 오류가 검출되지 않은 경우,
    상기 데이터 패킷을 이용하여 추정된 채널을 이용하여, 상기 수신된 신호의 간섭을 제거하는, 랜덤 액세스 통신 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 무선 통신 장치로부터 전송된 신호를 수신하고, 수신된 신호에 포함된 프리앰블(preamble)을 이용하여 상기 수신된 신호의 채널을 추정하는 제1채널 추정 모듈;
    상기 수신된 신호의 오류를 검출하는 오류검출 디코더;
    상기 오류검출 디코더에 의한 오류 검출 여부에 따라, 추정된 채널에 랜덤 벡터(random vector)를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하는 추정채널 보정모듈;
    상기 수신된 신호에 포함된 데이터 패킷을 이용하여 상기 수신된 신호의 채널을 추정하는 제2채널 추정 모듈; 및
    상기 프리앰블을 이용하여 추정한 채널과 상기 데이터 패킷을 이용하여 추정한 채널을 비교하여 상기 추정된 두 채널 간의 차이를 판단하는 추정채널 검증모듈을 포함하고,
    상기 추정채널 검증모듈의 판단 결과에 따라 상기 추정된 두 채널 간의 차이가 기준 값보다 큰 경우, 패킷 간의 충돌이 있는 경우로 보아 상기 프리앰블에 대하여 다시 디코딩 동작을 수행하는, 랜덤 액세스 통신 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 추정채널 보정모듈은,
    상기 수신된 신호에서 오류가 검출된 경우, 상기 프리앰블을 이용하여 추정된 채널에 상기 랜덤 벡터를 반영하여 상기 추정된 채널을 보정하고,
    상기 오류검출 디코더는,
    보정된 채널을 이용하여 상기 수신된 신호를 디코딩하는, 랜덤 액세스 통신 장치.
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 신호에서 오류가 검출되지 않은 경우, 상기 데이터 패킷을 이용하여 추정된 채널을 이용하여 상기 수신된 신호의 간섭을 제거하는 간섭 제거 모듈을 더 포함하는, 랜덤 액세스 통신 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
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