KR101960699B1 - 무선광통신시스템의 신호검출방법 및 신호검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법에 관한 것으로 복수의 포토다이오드를 이용하여 빛을 수신하는 단계; 상기 복수의 포토다이오드로부터 수신 신호에 대한 채널 행렬을 추정하는 단계; 상기 추정된 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 단계; 송신 가능한 모든 심볼을 고려하여, 상기 복수의 포토다이오드보다 개수가 적은 복수의 부후보 벡터군를 결정하는 단계; 상기 결정된 부후보 벡터군을 포함하는 후보 벡터군을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 검출방법은 신호검출장치 및 무선광통신시스템에도 적용이 가능한다.

Description

무선광통신시스템의 신호검출방법 및 신호검출장치{Method and Apparatus For Detecting Signal In Optical Wireless System}

본 발명은 무선광통신시스템에서 신호를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 자세하게는 MIMO 구조의 무선광통신시스템의 신호 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.

실내 근거리 통신망에서 가시광대역(400~700nm)을 사용하는 무선 근거리 광통신 기술은 물리적 보안성 및 주파수 간섭 자유 등의 장점으로 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있다.

특히, Light Emitting Diode(LED)는 긴 수명, 낮은 소비 전력, 빛의 고품질이라는 장점과 함께 LED는 On/Off 및 디밍 제어가 가능하기 EOans에 데이터를 전송하는 통신의 송신단으로 적용 가능하다.

이러한 기술이 적용되는 통신 방식을 무선광통신(Optical Wireless Communication, OWC)라는 이름으로 잘 알려져 있다.

특히, 공간적으로 다중화된 OWC Multiple-Input Multiple-Output(MIMO) 송수신 시스템의 각 송신 LED들은 추가적인 송신 전력이나 주파수 할당없이 서로 다른 데이터를 전송하여 전송량을 증가시키기 때문에 차세대 근거리 통신 시스템에서 요구되는 전송 속도를 만족시키는 기법 중 하나로 각광받고 있다.

무선광통신의 경우에는 빛의 특성 때문에, 위상정도를 이용한 변조방식 적용이 실제 시스템에 적용이 불가능하다. 따라서 무선광통신은 세기변조 및 직접수신(Intensity Modulation and Direct Detection, IMDD)방식을 사용을 하게 된다.

IMDD 방식을 OWC-MIMO에 적용을 하기 위해서는 송신단에 복수의 LED와 수신단에 상기 복수의 LED 개수에 대응되는 복수의 포토다이오드(Photodiode, PD)를 구비해야 한다. IMDD 구조 때문에, OWC-MIMO 시스템을 위해 제안된 변조 기술들은 Space Shift Keying, Spatial Modulation 등이 있다.

한편, OWC-MIMO 무선광통신 시스템에서는 수신을 위해서는 채널을 수신하는 과정에서 수신단에서 MIMO 간섭 제거후 검출을 해야 한다. 즉, 채널 이득이 포함된 송신 신호(벡터)를 x=[x₁, x₂]^T , 수신된 신호를 y=[y₁, y₂]^T라고 가정하고, 채널 모델을 H=[h₁₁ h₁₂;h₂₁ h₂₂] 행렬이라고 할 때,

수신되는 신호는 y₁=h₁₁x₁+h₁₂x_{2 ,} y₂=h₂₁x₁+h₂₂x₂ 이다.

y₁ 관점에서는 h₁₂x₂가 간섭 신호이고, y₂ 관점에서는 h₂₁x₁가 간섭 신호가 된다. MIMO 시스템에서는 상기 간섭 신호들을 어떻게 제거하여, 신호를 정확하게 판정(decision)하여 검출할 것인지가 가장 중요한 이슈이다.

간섭을 제거하고, 정확한 신호를 판정하여 검출하기 위해서는 최대 우도 방식이라고 불리는 ML(Maximum Likelihood)방식을 이용하는 것이 최적화 성능으로 신호를 검출할 수 있다고 보고 되고 있다. 하지만, 이 구조는 변조차수가 올라가거나 송,수신부의 개수가 늘어나면, 계산량이 많아지는 문제점이 있다.

본 발명은 변조차수 또는 수신부의 개수가 올라가더라도, 계산을 위한 복잡도 증가를 최소화하고, 신호의 검출 성능을 ML 검출방식으로 한 경우에 근접하도록 하는 것에 일 목적이 있다.

또한, 본 발명은 IMDD만 가능한 구조의 무선광통신에서 공간적으로 다중화한 신호를 소정의 SNR(signal to noise ratio)에서 원하는 BER(bit error rate) 성능을 얻는데 일 목적이 있다.

본 발명의 과제를 해결하는 수단으로 일 실시예의 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법은 복수의 포토다이오드를 이용하여 빛을 수신하는 단계; 상기 복수의 포토다이오드로부터 수신 신호에 대한 채널 행렬을 추정하는 단계; 상기 추정된 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 단계; 송신 가능한 모든 심볼을 고려하여, 상기 복수의 포토다이오드보다 개수가 적은 복수의 부후보 벡터군를 결정하는 단계; 상기 결정된 부후보 벡터군을 포함하는 후보 벡터군을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예의 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법은, 상기 부후보 벡터군을 결정하는 단계는, 송신 가능한 모든 심볼을 마지막 행의 바로 전 행에 대입하여 제1 부후보 벡터군과 제2 부후보 벡터군을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예의 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법은, 상기 생성된 후보 벡터군을 이용하여 ML방식으로 신호를 검출하는 단계를 더 포함하는 특징으로 한다.

일 실시예의 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법은, 상기 추정된 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 단계 후, 수신 신호 벡터를 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로 일 실시예의 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 장치는 복수의 포토다이오드에서 수신된 빛을 이용하여 채널을 추정하여 채널 행렬을 생성하는 채널 추정부; 상기 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 QR분해부; 상기 상 삼각행렬과 송신 가능한 모든 심볼을 고려하여, 상기 복수의 포토다이오드보다 개수가 적은 복수의 부후보 벡터군으로 구성된 후보 벡터군을 생성하는 후보 벡터 생성부; 상기 생성된 후보 벡터군을 이용하여 신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예의 무선광통신 시스템에서 수신 장치는 상기 복수의 부후보 벡터군은 송신 가능한 모든 심볼을 마지막 행의 바로 전 행에 대입하여 제1 부후보 벡터군과 제2 부후보 벡터군을 생성하는 제1 부후보 벡터군 생성부와 제2 부후보 벡터군 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예의 무선광통신 시스템에서 수신 장치는 상기 생성된 후보 벡터군을 이용하여 ML방식으로 신호를 검출하는 ML방식 신호 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예의 무선광통신 시스템에서 수신 장치는 상기 단위행렬과 상 삼각행렬을 이용하여 수신 신호 벡터를 변환하는 수신 신호 벡터 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로 일 실시예의 무선광통신 시스템은

실수부와 허수부를 포함하는 신호로 데이터를 변조하는 변조부; 상기 변조부에서 변조된 신호의 실수부와 허수부를 광원을 직접변조하기 위해 변환하는 크기 변환부; 상기 크기 변환부의 크기값에 대응되는 빛의 세기를 송출하는 복수의 광원; 상기 송출된 복수의 광원의 빛을 수신하는 복수의 포토다이오드; 상기 복수의 포토다이오드에서 수신된 빛을 이용하여 채널을 추정하여 채널 행렬을 생성하는 채널 추정부; 상기 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 QR분해부; 상기 상 삼각행렬과 송신 가능한 모든 심볼을 고려하여, 상기 복수의 포토다이오드보다 개수가 적은 복수의 부후보 벡터군으로 구성된 후보 벡터군을 생성하는 후보 벡터 생성부; 상기 생성된 후보 벡터군을 이용하여 신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예의 무선광통신 시스템은, 상기 복수의 부후보 벡터군은 송신 가능한 모든 심볼을 마지막 행의 바로 전 행에 대입하여 제1 부후보 벡터군과 제2 부후보 벡터군을 생성하는 제1 부후보 벡터군 생성부 및 제2 부후보 벡터군 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 효과는 생성된 후보벡터의 수는 적음에도 불구하고, 신뢰성이 높다는 데 그 효과가 있다.

또한, 더 적은 후보벡터를 기반으로 계산함에도 불구하고, ML방식의 성능에 거의 도달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 효과로 인해서 본 발명은 공간적으로 다중화된 무선광통신시스템의 데이터를 전송량을 증할 수 있는 장점이 있다.

도 1 송신 LED와 수신PD간의 기하학적 채널 모델.
도 2 4x4 OWC-MIMO 시스템의 기능적 블록도.
도 3 간섭제거 신호검출부(230)의 기능적 블록도
도 4 후보 벡터 생성부(233)에서 이루어지는 본 발명의 알고리즘
도 5 모의실험을 한 결과
도 6 본 발명의 간선제거 신호검출방법

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 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 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 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 의해서 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.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 무선광통신시스템의 신호검출방법 및 신호검출장치에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 성능을 설명하고, 검증하기 위한 시스템의 송신 LED와 수신PD간의 기하학적 채널을 모델링하기 위한 도면이다.

시스템 모델링은 NT개의 송신 LED들과 NR개의 수신PD들로 구성된 OWC 채널을 고려하였다. 이 때 신호가 전송되는 NT*NR OWC MIMO 채널은 행렬 H로 표시될 수 있고, 행렬 H는 수학식 1과 같이 표현된다.

h_i,j 는 j번째 LED와 i번째 PD 사이의 채널 이득을 의미한다.

h_i,j는 다음의 수식으로 계산을 할 수 있다. (단, LOS(line of sight)의 환경)

Φ_i,j는 j번째 LED에서의 방사각이다. n은 Lambert-ian emission의 차수로

로 구할 수 있으며, Φ_1/2는 LED의 반전력 반치각이다. θ_i,j는 i번째 수신 PD의 입사각이며, A는 PD의 검출 면적이다. R_ij는 j번째 LED와 i

번째 PD 사이의 거리를 의미하며 'FOV'는 PD의 화각을 나타낸다.

는

일 경우

로 변환하며,

일 경우

으로 변환하는 함수이다.

채널 이득이 포함된 송신 신호는 x=[x₁, x₂, x₃,..., x_NT]^T, 와 수신 신호 y=[y₁, y₂, y₃,...,y_NR]^T의 관계는 수학식 3과 같이 표현된다.

x_j는 j번째 송신 LED에서 전송되는 신호이며, y_i는 i번째 수신 PD에서 수신되는 신호를 의미한다. N은 평균이 0이고 분산이 σ²인 실수 가우시안 잡음이며, a는 PD의 응답성이다.

도 2는 4x4 OWC-MIMO 시스템의 기능적 블럭도이다.

OWC-MIMO 시스템은 송신부(100) 및 수신부(200)으로 구성된다. 송신부(100)는 다양한 변조방식이 있을 수 있고, 수신부(200)는 상기 다양한 변조방식의 송신부(100)에 대응되도록 구성할 수 있다. 다만, 간섭제거 신호검출부(230)는 송신부(100)와 수신부(200)가 변경이 되더라도 동일하게 적용될 수 있다.

도 2의 송신부(100)는 데이터(10)을 직교진폭변조 매퍼부(110, Quadrature Amplitude Modulation Mapper, QAM mapper)입력 시켜서 데이터를 소정의 직교진폭변조된 형식의 심볼로 매핑을 한다. 앞서 설명한 바와 같이 광에서는 위상정보를 전송할 수 없기 때문에 매핑된 심볼의 실수부(real)와 허수부(imaginary)로 분리한다. 여기서 QAM 매핑된 심볼의 실수부를 S_I, 허수부를 S_Q라고 하자. S_I 크기변환부(121)과 S_Q 크기변환부(122)에서 각각의 상기 심볼의 크기 정보만 갖을 수 있도록 절대값(음의 정보여부는 별도로 관리될 수 있다)을 취한다. S_I 크기변환부(121)과 S_Q 크기변환부(122)의 출력에서, 상기 S_I가 양수이면, 심볼 세기에 대응되는 빛의 세기를 제1LED(131)에서 송출하고, S_I가 음수이면, 심볼 세기에 대응되는 빛의 세기를 제2LED(132)에서 송출하고, S_Q가 양수이면, 심볼 세기에 대응되는 빛의 세기를 제3LED(133)에서 송출하며, S_Q가 음수이면, 심볼 세기에 대응되는 빛의 세기를 제4LED(134)를 통해서 송출한다.

송출된 신호는 앞서 설명한 채널(H)를 지나서 수신부(200)의 제1PD(211) 내지 제4PD(214)를 통해서 수신이 된다. 수신된 신호는 [수학식 3]으로 표시될 수 있다.

수신된 신호로부터 채널 추정부(220)에서 채널이 추정되고, 추정된 채널값을 기초로 간섭제거 신호검출부(230)에서 간섭을 제거하여 신호를 검출한다. 검출된 신호는 복조부(240)를 통해서 직교진폭변조된 심볼을 획득하며, 직교진폭변조 디맵퍼부(350)를 통해서 최종적으로 데이터를 획득하게 된다. 최종적으로 획득한 데이터는 FEC(forward error correction)가 적용된 신호의 경우 error를 정정하는 작업을 추가할 수 있다.

앞서서 설명한 바와 같이, MIMO 신호의 경우에는 채널간의 간섭을 제거하고, 신호를 검출하는 간섭제거 신호검출부(230)가 수신 성능의 핵심이다. 특히, 빛의 세기로만 신호의 정보를 판단하는 경우, OWC의 경우에는 각각의 PD들에서 수신되는 빛의 세기만을 이용하여 그 정보를 판단해야 하기 때문에, 다른 채널에서 들어온 간섭을 제거하는 것이 성능 향상에 가장 큰 이슈이다.

ML방식으로 간섭을 제거하고 신호를 검출하는 것이 MIMO 시스템에서는 최적의 성능을 얻을 수 있지만, 앞서 설명한 바와 같이, 변조차수 또는 LED/PD의 개수가 늘어날수록 계산량이 기하급수적으로 늘어나는 문제가 있다.

본 발명은 계산량을 줄이면서, ML방식으로 했을 경우와 유사한 성능을 발휘할 수 있는 간섭제거 신호검출부(230)를 제안한다.

도 3은 간섭제거 신호검출부(230)의 기능적 블록도이다.

간섭제거 신호검출부(230)는 QR분해부(231), 수신 신호 벡터 변환부(232), 후보 벡터 생성부(233), 최소 ML방식 신호 검출부(234)를 포함한다. 여기서 후보 벡터군 생성부(233)는 제1 후보 벡터군 생성부(233-1), 제2 후보 벡터군 생성부(233-2)로 구성된다.

ML방식 신호 검출은 다음 수학식 4에 의해서 정의된다. ML방식은 신호 수신 장치에서 송신 가능한 모든 심볼 벡터와 수신 신호 벡터 간의 제곱 유클리디안(Euclidean) 거리를 계산하고, 최소의 제곱 유클리디언 거리를 갖는 심볼 벡터를 송신 심볼 벡터로 결정한다.

여기서, A^K는 송신 가능한 모든 심볼 벡터들, 즉 후보 벡터들의 집합인 후보 벡터군이고,

은 ML 방식을 이용하여 검출된 심볼 벡터값이다.

[수학식 3]의 H 행렬은 QR분해(QR-decomposition)을 통해서 정리할 수 있다. 즉 H=QR이다. [수학식 5]는 4x4 MIMO에서 QR분해를 통해서 정리한 행렬 H이고, [수학식 6]은 QR분해를 이용하여 [수학식 3]을 정리한 것이다.

여기서, Q는 단위행렬, R은 상 삼각행렬이다.

QR분해는 QR분해부(231)에서 이루어지고,

는 수신 신호 벡터 변환부(232)에서 변환되어 진다.

수학식 4에 의해서 검출된

벡터는 종전에는 송신 가능한 모든 신호에 대해서 수학식 4와 6을 통해서 구할 수 있다. 예를 들어, 4x4 MIMO의 환경에서 QPSK 변조를 한 경우,

에 송신 가능한 모든 신호(4가지 경우)를 넣고 계산을 하면

이므로,

순으로 연산하여 간섭을 제거하고 후보 벡터 검출을 수행할 수 있다. 이러한 방식은 OSIC(Ordered Successive Interference Cancellation) 검출기법이라 불리고, OSIC방식은 후보 벡터를 4개가 생성된다. 하지만, OSIC는 후보 벡터의 개수가 적기 때문에 연산량은 낮지만 성능이 떨어진다. 반면, ML 방식을 적용하면, 후보 벡터는 4⁴개가 생성되어 성능은 향상되지만, 후보 벡터의 개수가 늘어나기 때문에 연산량이 급격히 늘어난다.

본 발명은 연산량은 OSIC방식에 비해서 약간 늘지만, 성능은 ML방식에 가까운 형태의 신호 검출방식을 제안한다. 본 발명의 신호 검출 방식은 제1 부후보 벡터군 생성부(233-1), 제2 부후보 벡터군 생성부(233-2)로 구성된 후보 벡터군 생성부(233)를 이용한다.

도 4는 후보 벡터 생성부(233)에서 이루어지는 본 발명의 알고리즘이다.

OSIC방식의 경우에는 송신 가능한 신호의 벡터를 종전에는 맨마지막 행의 x_NT에만 넣고 후보 벡터를 생성하였다. 반면, 본 발명의 경우에는 송신 가능한 신호의 벡터를 맨마지막 행이 아닌, 맨마지막 행의 전행에 신호인 x_NT-1에 넣고, 후보 벡터를 생성한다. 예를 들어 4x4 MIMO의 경우(NT=4), OSIC방식은

에 송신 가능한 벡터를 모두 넣어서 4개의 후보 벡터를 생성했지만, 본 발명에서 제안하는 방식은

에 송신 가능한 벡터를 모두 넣어서, 4x2개의 후보 벡터를 생성한다.

도 4의 알고리즘의

에서, C(i)는 송신 가능한 모든 심볼을 의미한다. Q()는 슬라이싱(slicing) 연산을 나타낸다. 슬라이싱 연산은 가장 가까운 성상점으로 매핑 시키는 작업이다.

도 4의 알고리즘을 보면,

에 송신 가능한 모든 심볼을 대입을 하면,

는

_(4,1)과

_(4,2)로 각각 검출되어 질 수 있다.

,

도

_(4,1)을 이용하여 계산된

_(2,1),

_(1,1)과

_(4,2)를 이용하여 계산된

_(2,2),

_(1,2)로 각각 검출되어 질 수 있다. 검출된 심볼을 이용하여 제1 부후보 벡터군 생성부(233-1)과 제2 부후보 벡터군 생성부(233-2)에서는 제1 부후보 벡터군(A^K _sub1)과 제2 후보 벡터군(A^K _sub2)를 생성하고, 최종적으로 후보 벡터 생성부(233)는 A^K인 후보 벡터군을 생성한다.

생성된 후보 벡터군(A^K)을 이용하여 ML방식 신호 검출부(234)서는 [수학식 4]를 이용하여, 최종적으로 송신된 신호를 검출한다.

앞서 본 것과 같이 본 발명의 경우에는 제1 부후보 벡터 생성부(233-1), 제2 부후보 벡터 생성부(233-2)로 구성된 후보 벡터 생성부(233)를 이용하여 부후보 벡터군을 2개로 줄일 수 있다. 본 발명의 경우에는 부후보 벡터 생성부는 2개만을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 무선통신의 경우에는 신호 검출을 위해서 LLR값을 찾는 과정이 있지만, 무선광통신의 경우에는 정확한 LLR값이 필요 없이도 때문에, 본 발명은 간섭제거 신호검출부가 LLR값 연산하지 않는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 연판정이 아닌, 경판정을 하는 것을 특징으로 한다.

도5는 아래의 조건에서 제안된 간섭제거 신호검출부를 이용한 경우와 ML방식으로 신호를 검출한 경우, 제로-포싱방식으로 신호를 검출한 경우에 대해서 모의실험을 한 결과이다.

그래프에서 볼 수 있듯이, 제안된 검출방식은 ML방식으로 신호를 검출한 것과 거의 성능이 유사한 것을 확인할 수 있었고, ML방식의 경우 제안된 방식에 비해서 62.5배의 후보 벡터를 더 갖는 것을 확인할 수 있었다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 데이터
100 송신부
110 직교진폭변조 매퍼부(Quadrature Amplitude Modulation Mapper, QAM mapper)
121 SI 크기변환부
122 SQ 크기변환부
131~134 제1 내지 제4LED
200 수신부
211~214 제1 내지 제4PD
220 채널 추정부
230 간선제거 신호검출부
231 QR분해부
232 수신 신호 벡터 변환부
233 후보 벡터 생성부
233-1 제1 부후보 벡터군 생성부
233-2 제2 부후보 벡터군 생성부
234 ML방식 신호 검출부
240 복조부
250 직교진폭변조 디맵퍼부

Claims (10)

1. 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법에 있어서,
   복수의 포토다이오드를 이용하여 빛을 수신하는 단계;
   상기 복수의 포토다이오드로부터 수신 신호에 대한 채널 행렬을 추정하는 단계;
   상기 추정된 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 단계;
   송신 가능한 모든 심볼을 고려하여, 상기 복수의 포토다이오드보다 개수가 적은 복수의 부후보 벡터군를 결정하는 단계;
   상기 결정된 부후보 벡터군을 포함하는 후보 벡터군을 생성하는 단계를 포함하는 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 부후보 벡터군을 결정하는 단계는,
   송신 가능한 모든 심볼을 마지막 행의 바로 전 행에 대입하여 제1 부후보 벡터군과 제2 부후보 벡터군을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 생성된 후보 벡터군을 이용하여 ML방식으로 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
   상기 추정된 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 단계 후, 수신 신호 벡터를 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 방법.
5. 무선광통신 시스템에서 수신 장치의 신호 검출 장치에 있어서,
   복수의 포토다이오드에서 수신된 빛을 이용하여 채널을 추정하여 채널 행렬을 생성하는 채널 추정부(230-1);
   상기 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 QR분해부;
   상기 상 삼각행렬과 송신 가능한 모든 심볼을 고려하여, 상기 복수의 포토다이오드보다 개수가 적은 복수의 부후보 벡터군으로 구성된 후보 벡터군을 생성하는 후보 벡터 생성부;
   상기 생성된 후보 벡터군을 이용하여 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 무선광통신 시스템의 신호 검출 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 부후보 벡터군은 송신 가능한 모든 심볼을 마지막 행의 바로 전 행에 대입하여 제1 부후보 벡터군과 제2 부후보 벡터군인 것을 특징으로 하는 무선광통신 시스템의 신호 검출 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 생성된 후보 벡터군을 이용하여 ML방식으로 신호를 검출하는 ML방식 신호 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 광통신 시스템의 신호 검출 장치.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단위행렬과 상 삼각행렬을 이용하여 수신 신호 벡터를 변환하는 수신 신호 벡터 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 광통신 시스템의 신호 검출 장치.
9. 실수부와 허수부를 포함하는 신호로 데이터를 변조하는 변조부;
   상기 변조부에서 변조된 신호의 실수부와 허수부를 광원을 직접변조하기 위해 변환하는 크기 변환부;
   상기 크기 변환부의 크기값에 대응되는 빛의 세기를 송출하는 복수의 광원;
   상기 송출된 복수의 광원의 빛을 수신하는 복수의 포토다이오드;
   상기 복수의 포토다이오드에서 수신된 빛을 이용하여 채널을 추정하여 채널 행렬을 생성하는 채널 추정부;
   상기 채널 행렬을 QR분해하여 단위행렬과 상 삼각행렬을 생성하는 QR분해부;
   상기 상 삼각행렬과 송신 가능한 모든 심볼을 고려하여, 상기 복수의 포토다이오드보다 개수가 적은 복수의 부후보 벡터군으로 구성된 후보 벡터군을 생성하는 후보 벡터 생성부;
   상기 생성된 후보 벡터군을 이용하여 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 무선광통신 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 부후보 벡터군은 송신 가능한 모든 심볼을 마지막 행의 바로 전 행에 대입하여 제1 부후보 벡터군과 제2 부후보 벡터군인 것을 특징으로 하는 무선광통신 시스템.
    

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