KR101999116B1 - Iq 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법 - Google Patents

Iq 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101999116B1
KR101999116B1 KR1020170177058A KR20170177058A KR101999116B1 KR 101999116 B1 KR101999116 B1 KR 101999116B1 KR 1020170177058 A KR1020170177058 A KR 1020170177058A KR 20170177058 A KR20170177058 A KR 20170177058A KR 101999116 B1 KR101999116 B1 KR 101999116B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
imbalance
radio signal
signal
receiving
transmitting
Prior art date
Application number
KR1020170177058A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190075451A (ko
Inventor
신수용
김진우
Original Assignee
금오공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 금오공과대학교 산학협력단 filed Critical 금오공과대학교 산학협력단
Priority to KR1020170177058A priority Critical patent/KR101999116B1/ko
Publication of KR20190075451A publication Critical patent/KR20190075451A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101999116B1 publication Critical patent/KR101999116B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/38—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/3845—Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier
    • H04L27/3854—Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier using a non - coherent carrier, including systems with baseband correction for phase or frequency offset
    • H04L27/3863—Compensation for quadrature error in the received signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0204—Channel estimation of multiple channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2032—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner
    • H04L27/2053—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases
    • H04L27/206—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers
    • H04L27/2067—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states
    • H04L27/2089—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states with unbalanced quadrature channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2695—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법에 관한 것으로, IQ 임밸런스에 대응하는 매핑 테이블을 이용하여 송신단에서 입력데이터를 매핑 및 변조한 후, 상기 매핑 테이블에 따라 상기 IQ 임밸런스를 부가하여 상기 입력데이터에 대응하는 무선신호를 송신하는 단계와, 수신단에서 상기 무선신호를 수신한 후, 상기 IQ 임밸런스를 추정 및 보상하여 상기 입력데이터에 대응하는 출력데이터를 검출하는 단계를 포함함으로써, 무선 통신 시스템에서 IQ 임밸런스를 효과적으로 보상하여 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법{METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING RADIO SIGNAL USING IQ IMBALANCE}
본 발명은 송신단에서 무선신호에 IQ 임밸런스를 인위적으로 부가하여 송신하고, 수신단에서 수신하여 IQ 임밸런스를 추정 및 보상한 후에 이를 복조하여 원래의 데이터를 검출함으로써, 무선 통신 시스템에서 IQ 임밸런스를 효과적으로 보상하여 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 무선 통신 기기의 소형화, 고집적화와 맞물려 송수신기의 RF 부분에 대한 집적 회로화도 지속적으로 구현되고 있다.
이러한 RF 회로의 집적 회로화는 기존의 헤테로다인(Heterodyne) 형태의 RF 송수신기에서 직접변환 형태의 RF 회로로 변경을 요구하고 있는데, 그 중에서 직접변환 RF 송수신기는 집적화에 유리하여 소형화되고 있는 대부분의 무선 통신 기기로 점차 확대되어 가고 있다.
상술한 바와 같은 직접변환 RF 송수신기의 채용과 함께, 직접 변환 과정에서의 불완전성이 기저대역 데이터 수신 성능에 영향을 미치는 것에 대해 알려지고 있는데, I(In-phase) 신호와 Q(Quadrature-phase) 신호에 대한 IQ 임밸런스(IQ imbalance)로 대표되는 이러한 불완전성은 기저대역 복소신호를 RF 신호로 변환하는 송신 과정과 RF 신호를 기저대역 복소신호로 변환하는 수신 과정에 작용함으로써, 수신된 기저대역 신호의 실수부와 허수부 사이의 직교성을 유지할 수 없게 만들어 수신 성능의 저하를 가져오게 된다.
이러한 IQ 임밸런스는 주로 RF 송신단(Front-end)에서 직접 변환(direct conversion)에 의해 발생하는데, IQ 임밸런스는 신호의 기하학적 표현인 성상도(constellation)에 영향을 미쳐 무선 신호를 복조할 경우 오류로 작용하기 때문에, 이를 감쇄하거나 보상하여 수신 성능을 향상시키기 위한 다양한 기술이 개발되고 있는 실정이다.
1. 한국등록특허 제10-1238877호(2013.02.25.등록)
본 발명은 송신단에서 무선신호에 IQ 임밸런스를 인위적으로 부가하여 송신하고, 수신단에서 수신하여 IQ 임밸런스를 추정 및 보상한 후에 이를 복조하여 원래의 데이터를 검출함으로써, 무선 통신 시스템에서 IQ 임밸런스를 효과적으로 보상하여 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 송신단에서 입력데이터를 매핑 테이블에 따라 매핑 및 변조하여 획득한 무선신호에 매핑 테이블에 따른 IQ 임밸런스를 부가하여 송신하고, 이를 수신단에서 수신하여 IQ 임밸런스를 추정 및 보상하여 무선신호를 검출함으로써, 매핑 테이블을 통해 IQ 임밸런스를 송신단에서 부가하여 송신하면서 수신단에서 추정 및 보상하여 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, IQ 임밸런스에 대응하는 매핑 테이블을 이용하여 송신단에서 입력데이터를 매핑 및 변조한 후, 상기 매핑 테이블에 따라 상기 IQ 임밸런스를 부가하여 상기 입력데이터에 대응하는 무선신호를 송신하는 단계와, 수신단에서 상기 무선신호를 수신한 후, 상기 IQ 임밸런스를 추정 및 보상하여 상기 입력데이터에 대응하는 출력데이터를 검출하는 단계를 포함하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 매핑 테이블은, 상기 입력데이터를 매핑 및 변조하기 위한 IQ 임밸런스 레벨, 변조 방식, IQ 임밸런스 크기, IQ 임밸런스 각도 및 전송심볼을 포함하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 출력데이터를 검출하는 단계는, 상기 무선신호를 수신하여 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 IQ 임밸런스 추정값의 IQ 임밸런스 크기 추정값 및 IQ 임밸런스 각도 추정값을 이용하여 IQ 임밸런스 보상값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 IQ 임밸런스 보상값을 이용하여 상기 IQ 임밸런스를 보상하는 단계와, 상기 IQ 임밸런스가 보상된 보상신호를 복조하여 상기 출력데이터를 검출하는 단계를 포함하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 단계는, 상기 매핑 테이블을 이용하여 모든 경우의 신호를 재생산하는 방식으로 IQ 임밸런스 신호를 추정하고, 상기 추정된 IQ 임밸런스 신호와 상기 무선신호와 비교하여 상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 단계는, 최대우도(Maximum Likelihood)를 이용하여 상기 무선신호 및 재생산된 신호의 차이가 최소가 되는 상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 IQ 임밸런스 보상값을 산출하는 단계는, 상기 IQ 임밸런스 크기 추정값 및 IQ 임밸런스 각도 추정값을 이용하여 상기 무선신호의 실수부와 허수부를 역산하여 상기 IQ 임밸런스 보상값을 산출하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 출력데이터를 검출하는 단계는, 상기 보상신호를 복조하여 IQ 임밸런스 데이터와 복조 데이터를 포함하는 상기 출력데이터를 검출하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 IQ 임밸러스 데이터는, 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 IQ 임밸런스 보상값을 복조하여 획득되는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복조 데이터는, 상기 보상신호를 복조하여 전송심볼 데이터로 획득되는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.
본 발명은 송신단에서 무선신호에 IQ 임밸런스를 인위적으로 부가하여 송신하고, 수신단에서 수신하여 IQ 임밸런스를 추정 및 보상한 후에 이를 복조하여 원래의 무선신호를 검출함으로써, 무선 통신 시스템에서 IQ 임밸런스를 효과적으로 보상하여 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 송신단에서 입력데이터를 매핑 테이블에 따라 매핑 및 변조하여획득한 무선신호에 매핑 테이블에 따른 IQ 임밸런스를 부가하여 송신하고, 이를 수신단에서 수신하여 IQ 임밸런스를 추정 및 보상하여 입력데이터에 대응하는 출력데이터를 검출함으로써, 매핑 테이블을 통해 IQ 임밸런스를 송신단에서 부가하여 송신하면서 수신단에서 추정 및 보상하여 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IQ 임밸런스를 이용하여 무선신호를 송수신하는 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 3, 도 4a 및 도 4b, 도 5, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IQ 임밸런스를 이용하여 무선신호를 송수신하는 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 3, 도 4a 및 도 4b, 도 5, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2, 도 3, 도 4a 및 도 4b, 도 5, 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법은 IQ 임밸런스에 대응하는 매핑 테이블을 이용하여 송신단에서 입력데이터를 매핑 및 변조한 후, 매핑 테이블에 따라 IQ 임밸런스를 부가하여 입력데이터에 대응하는 무선신호를 송신하는 단계(100)와, 수신단에서 무선신호를 수신한 후, IQ 임밸런스를 추정 및 보상하여 입력데이터에 대응하는 출력데이터를 검출하는 단계(200)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 단계(100)에서 사용되는 매핑 테이블은, 도 4a에 도시한 바와 같이 입력데이터를 매핑 및 변조하기 위한 IQ 임밸런스 레벨, 변조 방식, IQ 임밸런스 크기, IQ 임밸런스 각도 및 전송심볼을 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 단계(200)는, 무선신호를 수신하여 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 단계(210)와, 산출된 IQ 임밸런스 추정값의 IQ 임밸런스 크기 추정값 및 IQ 임밸런스 각도 추정값을 이용하여 IQ 임밸런스 보상값을 산출하는 단계(220)와, 산출된 IQ 임밸런스 보상값을 이용하여 IQ 임밸런스를 보상하는 단계(230)와, IQ 임밸런스가 보상된 보상신호를 복조하여 출력데이터를 검출하는 단계(240)를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 단계(210)는, 매핑 테이블을 이용하여 모든 경우의 신호를 재생산하는 방식으로 IQ 임밸런스 신호를 추정하고, 추정된 IQ 임밸런스 신호와 무선신호와 비교하여 IQ 임밸런스 추정값을 산출할 수 있으며, 최대우도(Maximum Likelihood)를 이용하여 무선신호 및 재생산된 신호의 차이가 최소가 되는 IQ 임밸런스 추정값을 산출할 수 있다.
그리고, 상기 IQ 임밸런스 보상값을 산출하는 단계(220)는 IQ 임밸런스 크기 추정값 및 IQ 임밸런스 각도 추정값을 이용하여 무선신호의 실수부와 허수부를 역산하여 IQ 임밸런스 보상값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 출력데이터를 검출하는 단계(240)는, 보상신호를 복조하여 IQ 임밸런스 데이터와 복조 데이터를 포함하는 출력데이터를 검출할 수 있다.
여기에서, IQ 임밸러스 데이터는 매핑 테이블을 이용하여 IQ 임밸런스 보상값을 복조하여 획득될 수 있고, 복조 데이터는 보상신호를 복조하여 전송심볼 데이터로 획득될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 과정에 대해 예를 들어 구체적으로 설명하면, 입력데이터(Input Bits)를 도 4a에 도시한 바와 같은 매핑 테이블(Mapping Table)에 따라 매핑하고 변조한 후 이 매핑 테이블에 따라 IQ 임밸런스를 신호에 추가하여 전송할 수 있다.
예를 들면, IQ 임밸런스 레벨(IQ Imbalance Level)이 4이고, BPSK(Binary Phase Shift Keying, 이진 위상 편이 변조)를 이용한다면 010의 비트를 전송할 경우 ??1의 전송심볼에 IQ 임밸런스의 각도 성분 20을 추가하여 전송할 수 있고, 이때 전송가능 비트는 아래의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112017127652139-pat00001
여기에서, IQ는 IQ 임밸런스 레벨이고, M은 변조 차수를 의미한다.
이에 따라, 종래의 전송가능 비트와 본 발명의 실시예에 따른 전송가능 비트를 비교하면, 도 5에 도시한 바와 같이 기존 변조방식(즉, BPSK를 적용할 경우)에서는 1bit가 전송가능한 반면에, 본 발명의 IQ 임밸런스를 활용한 변조방식(즉, IQ 임밸런스 레벨 3*3, BPSK를 적용할 경우)에서는 4bit가 전송가능한 장점이 있다.
아울러, 도 4b에 도시한 바와 같이 IQ 임밸런스 크기(Amp, Amplitude 성분)와 IQ 임밸런스 각도(Phase, Degree 성분)가 각각 2단계일 때의 표현 가능 비트로 전체 4가지의 조합이 가능할 경우
Figure 112017127652139-pat00002
와 같이 2bit의 정보를 표현할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 일반적으로 전송되는 무선신호는 아래의 수학식 2와 같이 실수부(xR) 및 허수부(xI)를 포함할 수 있다.
Figure 112017127652139-pat00003
그리고, IQ 임밸런스가 부가된 무선신호는 아래의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017127652139-pat00004
여기에서 I a 는 IQ 임밸런스 크기 성분(Amplitude 성분)이고, I d 는 IQ 임밸런스 각도 성분(Degree 성분)이며, π는 원주율을 의미한다.
그리고, 무선채널(무선통신망)을 통과하여 수신단에서 수신된 무선신호는 다음과 같은 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112017127652139-pat00005
여기에서, h는 채널이고, n은 가산백색가우시안잡음(Additive white Gaussian noise : AWGN)을 의미한다.
한편, 수신단에서 수신된 무선신호(y)는 다음과 같은 수학식 5에 따라 복조될 수 있다.
Figure 112017127652139-pat00006
여기에서,
Figure 112017127652139-pat00007
는 각각 IQ 임밸런스 크기 추정값, IQ 임밸런스 각도 추정값, 전송심볼 추정값을 의미하고, est iq-signal 은 매핑 테이블을 이용하여 가능한 모든 경우의 신호를 재생산한 것을 의미하며, y와 est iq-signal 을 비교하여 차이가 최소가 되는 IQ 임밸런스 추정값을 산출할 수 있는데, y와 최대한 유사한 신호를 선택하는 최대우도(ML : Maximum Likelihood)를 이용할 수 있다.
이러한 과정을 통해 복구해낸 I a 값(IQ 임밸런스 크기 성분)과 I d 값(IQ 임밸런스 각도 성분)과 매핑 테이블을 이용하여 IQ 임밸런스 데이터를 복구하고, 보상된 보상신호의 전송심볼은 적용된 통신방식에 따라 복조(demodulation)하여 복구할 수 있다.
예를 들면, 수신단에서는 매핑 테이블을 이용하여 가능한 모든 경우의 신호로 하여 재생산된 각 est iq-signal 신호(I/Q Imbalance Estimator에서 재생산된 IQ 임밸런스 신호)와 수신된 무선신호(y)를 서로 비교하여 차이가 최소가 되는 est iq-signal 추정값을 최대우도(ML) 검출 방식을 통해 산출할 수 있는데, 이는 아래의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
그리고, 산출된 est iq-signal 추정값을 이용하여 IQ 임밸런스 보상값을 산출(Calculate I/Q Imbalance value)한 후, 이러한 IQ 임밸런스 보상값을 이용하여 무선신호에 대한 IQ 임밸런스를 보상(I/Q Imbalance Compensator)할 수 있는데, 상기 수학식 5에 따라 추정된 I a 값(IQ 임밸런스 크기 성분)과 I d 값(IQ 임밸런스 각도 성분)을 이용하여 상기 수학식 3을 역산하여 IQ 임밸런스 보상값을 산출할 수 있다.
즉, 무선신호(y)와 I a 값(IQ 임밸런스 크기 성분)과 I d 값(IQ 임밸런스 각도 성분)를 이용하여 상기 수학식 3에 따른 무선신호의 실수부 및 허수부를 역산하여 IQ 임밸런스 값이 부가되지 않은 상기 수학식 2와 같은 신호(즉, 보상된 수신신호 y')을 구할 수 있다.
또한, 인위적으로 발생한 IQ 임밸런스가 보상된 보상신호(y')를 복조(Demodulate)하여 전송심볼을 검출할 수 있다.
이러한 과정을 통해 구해진
Figure 112017127652139-pat00008
은 데이터(bits)로 복조(Check LUT & decide I/Q Imbalance bit)될 수 있는데, 이때 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같은 매핑 테이블(LUT : Lookup Table or mapping table)를 이용한다. 예를 들면,
Figure 112017127652139-pat00009
일 경우 IQ 임밸런스를 이용하여 할당된 정보는 01로 변환될 수 있다.
상술한 바와 같은 과정을 통해 IQ 임밸런스 데이터(IQ Imbalance bits)와 전송심볼 데이터(symbol bit)로 이루어진 출력 데이터(output bit)를 검출할 수 있다.
한편, 도 6a는 IQ 임밸런스가 적용되지 않았을 경우의 무선신호 성좌도이고, 도 6b는 IQ 임밸런스 중 크기 성분(Amp : 10dB)만이 적용되었을 경우의 무선신호 성좌도(적색원)이며, 도 6c는 IQ 임밸런스 중 각도 성분(Deg : 20ㅀ)만이 적용되었을 경우의 무선신호 성좌도(적색원)를 나타내는데, IQ 임밸런스가 인위적으로 적용될 경우, 원래의 성좌도(청색점)와의 비교 및 보상을 통해 변화된 값을 산출한 후에, 도 4a 또는 도 4b에 도시한 바와 같은 IQ 임밸런스에 대한 매핑 테이블을 이용하여 정보(데이터)를 다시 복구할 수 있다.
따라서, 본 발명은 송신단에서 무선신호에 IQ 임밸런스를 인위적으로 부가하여 송신하고, 수신단에서 수신하여 IQ 임밸런스를 추정 및 보상한 후에 이를 복조하여 원래의 무선신호를 검출함으로써, 무선 통신 시스템에서 IQ 임밸런스를 효과적으로 보상하여 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 송신단에서 입력데이터를 매핑 테이블에 따라 매핑 및 변조하여 획득한 무선신호에 매핑 테이블에 따른 IQ 임밸런스를 부가하여 송신하고, 이를 수신단에서 수신하여 IQ 임밸런스를 추정 및 보상하여 입력데이터에 대응하는 출력데이터를 검출함으로써, 매핑 테이블을 통해 IQ 임밸런스를 송신단에서 부가하여 송신하면서 수신단에서 추정 및 보상하여 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. IQ 임밸런스에 대응하는 매핑 테이블을 이용하여 송신단에서 입력데이터를 매핑 및 변조한 후, 상기 매핑 테이블에 따라 상기 IQ 임밸런스를 부가하여 상기 입력데이터에 대응하는 무선신호를 송신하는 단계와,
    수신단에서 상기 무선신호를 수신한 후, 상기 IQ 임밸런스를 추정 및 보상하여 상기 입력데이터에 대응하는 출력데이터를 검출하는 단계
    를 포함하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매핑 테이블은, 상기 입력데이터를 매핑 및 변조하기 위한 IQ 임밸런스 레벨, 변조 방식, IQ 임밸런스 크기, IQ 임밸런스 각도 및 전송심볼을 포함하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력데이터를 검출하는 단계는,
    상기 무선신호를 수신하여 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 IQ 임밸런스 추정값의 IQ 임밸런스 크기 추정값 및 IQ 임밸런스 각도 추정값을 이용하여 IQ 임밸런스 보상값을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 IQ 임밸런스 보상값을 이용하여 상기 IQ 임밸런스를 보상하는 단계와,
    상기 IQ 임밸런스가 보상된 보상신호를 복조하여 상기 출력데이터를 검출하는 단계
    를 포함하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 단계는, 상기 매핑 테이블을 이용하여 모든 경우의 신호를 재생산하는 방식으로 IQ 임밸런스 신호를 추정하고, 상기 추정된 IQ 임밸런스 신호와 상기 무선신호와 비교하여 상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 단계는, 최대우도(Maximum Likelihood)를 이용하여 상기 무선신호 및 재생산된 신호의 차이가 최소가 되는 상기 IQ 임밸런스 추정값을 산출하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 IQ 임밸런스 보상값을 산출하는 단계는, 상기 IQ 임밸런스 크기 추정값 및 IQ 임밸런스 각도 추정값을 이용하여 상기 무선신호의 실수부와 허수부를 역산하여 상기 IQ 임밸런스 보상값을 산출하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 출력데이터를 검출하는 단계는, 상기 보상신호를 복조하여 IQ 임밸런스 데이터와 복조 데이터를 포함하는 상기 출력데이터를 검출하는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 IQ 임밸런스 데이터는, 상기 매핑 테이블을 이용하여 상기 IQ 임밸런스 보상값을 복조하여 획득되는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복조 데이터는, 상기 보상신호를 복조하여 전송심볼 데이터로 획득되는 IQ 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법.
KR1020170177058A 2017-12-21 2017-12-21 Iq 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법 KR101999116B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177058A KR101999116B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 Iq 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177058A KR101999116B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 Iq 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190075451A KR20190075451A (ko) 2019-07-01
KR101999116B1 true KR101999116B1 (ko) 2019-10-01

Family

ID=67255347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170177058A KR101999116B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 Iq 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101999116B1 (ko)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101238877B1 (ko) 2009-06-30 2013-03-05 (주)에프씨아이 아이큐 임밸런스 추정 및 보상 방법

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ERTUGRUL BASAR 외 5인, Index Modulation Techniques for Next-Generation Wireless Networks, IEEE Access Volume 5, August 8 2017
이혜영 외 1인, IQ 임밸런스를 이용한 인덱스 변조, 2018년도 한국통신학회 하계종합학술발표회 논문집, 2018.06
이혜영 외 1인, 임피던스 스위칭을 이용한 새로운 전송 방법에 관한 연구, 2016년도 한국통신학회 하계종합학술발표회 논문집, 2016
진영환 외 3인, IQ 불균형에 의하여 왜곡된 OFDM 시스템에서의 다이버시티 이득 획득 기법, 한국통신학회논문지 31(12A) 1205-1213 pages, 20016.12.

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190075451A (ko) 2019-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8098772B2 (en) Method for digital wireless communications
US7653151B2 (en) Communication system with demodulation of two-level differential amplitude-shift-keying signals
US20070297536A1 (en) Dc offset removal apparatus and dc offset removal method
US20110150143A1 (en) Soft-decision demapping method for digital signal
KR100914102B1 (ko) 기저대역 반송파 유입을 사용한 셀룰라 통신시스템 및 그에관련된 방법
AU2057399A (en) Transmission method and radio system
US9049091B2 (en) System and method for in-phase/quadrature-phase (I/Q) time delay measurement and compensation
US6373903B1 (en) Apparatus and method for increasing the effective data rate in communication systems utilizing phase modulation
US9106485B1 (en) System and method for FSK demodulation
KR101999116B1 (ko) Iq 임밸런스를 이용한 무선신호의 송수신 방법
JP4714806B2 (ja) 差動位相及びコヒーレント振幅変調を有する信号のための信号対雑音比推定の分散を低減する方法
KR101101081B1 (ko) Ｄ-ｐｓｋ에 대한 최적의 코히어런트 복조
WO1996013111A1 (en) A qam constellation which is robust in the presence of phase noise; encoder and decoder for this constellation
US6246730B1 (en) Method and arrangement for differentially detecting an MPSK signal using a plurality of past symbol data
KR100768409B1 (ko) 디시젼 오차를 줄이기 위한 복조기 및 그 방법
JP3980017B2 (ja) 送信装置及び通信方法
US11146441B2 (en) Technique for coherent data communication
JP4335121B2 (ja) キャリア位相同期回路
JPH05176007A (ja) 復調装置
Lee et al. A novel phase-compensated PSK modulation technique for PCS
Moriyama Reduction of errors due to random FM noise
JP2015041850A (ja) 軟判定値生成装置および受信装置
JP2002077003A (ja) 信号受信装置
KR20010091626A (ko) 하나의 적산기 사용을 통한 개선된 구조의 ｄｆ-ｄｐｄ디코더
WO2002060141A1 (fr) Dispositif de transmission/reception en couches et dispositif de transmission

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right