KR102049925B1 - Data Transmitting Apparatus and Data Receiving Apparatus for Improving Spectral Efficiency - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데이터 송신 장치 및 수신 장치로서, 특히, FBMC 시스템에서 적응적으로 길이가 조절되는 프리앰블을 전송할 시간 영역에 중첩되는 심볼간 간섭을 제거하는 유도된 동기 시퀀스를 이용하여 데이터를 송신하는 장치를 개시한다. 본 발명의 데이터 송신 장치는 송신하고자 하는 데이터 심볼 및 상기 데이터 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 적어도 하나의 변조 심볼들을 생성하는 변조부; 및 상기 생성된 변조 심볼들 및 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신하는 통신부; 를 포함한다.The present invention relates to a data transmission apparatus and a reception apparatus, and in particular, to an apparatus for transmitting data using an induced synchronization sequence that eliminates intersymbol interference superimposed on a time domain in which an adaptively adjusted preamble is transmitted in an FBMC system. To start. The data transmission apparatus of the present invention inversely Fourier transforms a data symbol to be transmitted and a synchronization sequence for removing intersymbol interference of the data symbol based on at least one filter having a predetermined frequency response to perform at least one modulation symbol. A modulator to generate; And a communication unit for superimposing and transmitting the generated modulation symbols and a preamble for synchronization of the data symbols on a time axis. It includes.
Description
본 발명은 데이터 송신 장치 및 수신 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 FBMC 시스템에서 데이터 송수신을 위한 데이터 송신 장치 및 수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission apparatus and a reception apparatus. More particularly, the present invention relates to a data transmission device and a reception device for data transmission and reception in an FBMC system.
최근 이동통신 시스템은 OFDM 시스템을 기반으로 하는 물리계층 전송구조를 가지나, Internet of Things(IOT), Machine-to-Machine(M2M) 시장이 확대됨에 따라 OFDM 시스템보다 높은 주파수 효율성을 갖는 시스템이 필요로 해지고 있다. 이에 따라 차세대 이동통신 시스템을 위한 새로운 물리계층 전송 기법으로 필터뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multi Carrier, FBMC) 시스템이 활발하게 연구되고 있다.Recently, a mobile communication system has a physical layer transmission structure based on an OFDM system, but as the Internet of Things (IOT) and Machine-to-Machine (M2M) markets expand, a system having a higher frequency efficiency than an OFDM system is needed. Is getting. Accordingly, the Filter Bank Multi Carrier (FBMC) system has been actively studied as a new physical layer transmission technique for the next generation mobile communication system.
FBMC는 OFDM보다 높은 복잡도를 요구하지만, 프로토 타입 필터의 Confinement 특성으로 인하여 OFDM과 달리 Cyclic Prefix(CP)와 가드 밴드(Guard Band)의 삽입으로 인한 주파수 효율성 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다. FBMC는 다중 반송파 변조 기술로서 송신단 및 수신단에서 동기를 매칭하는 것이 매우 중요하다.FBMC requires higher complexity than OFDM, but due to the Confinement feature of the prototype filter, unlike OFDM, it has the advantage of preventing the loss of frequency efficiency due to the insertion of Cyclic Prefix (CP) and Guard Band. FBMC is a multi-carrier modulation technique, and it is very important to match synchronization at a transmitter and a receiver.
FBMC 시스템의 경우 필터링 과정에서 프로토 타입 필터(Prototype filter)에 의한 송신 신호의 Envelope이 변하고, 시간축에서의 중첩 과정에서 FBMC 심볼들 간 간섭이 발생하는 문제점이 있고, 이는 상관(Correlation)을 기반으로 수행되는 프리앰블 동기화 과정에 악영향을 미친다.In the case of the FBMC system, there is a problem that the envelope of the transmission signal by the prototype filter changes during the filtering process, and the interference between the FBMC symbols occurs in the overlapping process on the time axis, which is performed based on correlation. Adversely affect the preamble synchronization process.
따라서, 프리앰블과 중첩되는 FBMC 심볼들에 의한 간섭 성분을 제거하면서 동시에 주파수 효율을 향상 시킬 수 있는 기술 개발이 요구 되고 있다.Therefore, there is a need for a technology development that can improve frequency efficiency while eliminating interference components caused by FBMC symbols overlapping the preamble.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 데이터 송신 장치 및 수신 장치를 개시한다. 특히, 적응적으로 길이가 조절되는 프리앰블을 전송할 시간 영역에 중첩되는 심볼간 간섭을 제거하는 동기 시퀀스를 유도하여 데이터를 송신하는 송신 장치 및 수신 장치를 개시한다.The present invention has been made in view of solving the above problems, and discloses a data transmission apparatus and a reception apparatus. In particular, a transmitter and a receiver for transmitting data by inducing a synchronization sequence for removing intersymbol interference superimposed on a time domain in which an adaptively adjusted preamble is to be transmitted are disclosed.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 데이터 송신 장치는 송신하고자 하는 데이터 심볼 및 상기 데이터 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 적어도 하나의 변조 심볼들을 생성하는 변조부; 및 상기 생성된 변조 심볼들 및 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신하는 통신부; 를 포함한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above object, and the apparatus for transmitting data of the present invention includes at least one data symbol to be transmitted and a synchronization sequence for removing interference between symbols of the data symbol having a preset frequency response. A modulator for generating at least one modulation symbol by inverse Fourier transform based on a filter; And a communication unit for superimposing and transmitting the generated modulation symbols and a preamble for synchronization of the data symbols on a time axis. It includes.
본 발명에서 상기 변조부는 상기 데이터 심볼을 상기 필터를 기반으로 역푸리에 변환하여 제1 변조 심볼을 생성하는 제1 변조부; 를 더 포함하고, 상기 변조 심볼들은 상기 제1 변조 심볼을 포함할 수 있다.The modulator may include: a first modulator configured to generate a first modulated symbol by inverse Fourier transforming the data symbol based on the filter; Further comprising, the modulation symbols may include the first modulation symbol.
본 발명에서 상기 변조부는 상기 프리앰블이 송신되는 시간영역에서 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 유도된 동기 시퀀스를 상기 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 제2 변조 심볼을 생성하는 제2 변조부; 를 더 포함하고, 상기 변조 심볼들은 상기 제2 변조 심볼을 포함할 수 있다.In the present invention, the modulator induces a synchronization sequence for removing inter-symbol interference of the first modulation symbol in the time domain in which the preamble is transmitted, and inversely Fourier transforms the derived synchronization sequence based on the filter to generate a second sequence. A second modulator for generating a modulation symbol; Further comprising, the modulation symbols may include the second modulation symbol.
본 발명에서 상기 데이터 송신 장치는 데이터 심볼, 상기 동기 시퀀스 및 상기 프리앰블을 송신하기 위한 송신 자원을 미리 설정하는 자원 설정부; 를 더 포함하고, 상기 송신 자원은 상기 데이터 심볼 및 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 특성 및 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In the present invention, the data transmission apparatus includes a resource setting unit that presets a transmission resource for transmitting a data symbol, the synchronization sequence and the preamble; The transmission resource may further include at least one of a frequency characteristic of a subcarrier for transmitting the data symbol and the synchronization sequence and a time domain in which the preamble is transmitted.
본 발명에서 상기 데이터 심볼은 기 설정된 간격으로 배치된 실수부 또는 허수부 중 하나에 오프셋(Offset)을 적용하여 변조된 오프셋 직교 진폭 변조(Offset Quadrature Amplitude Modulation, OQAM)데이터 심볼 또는 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)데이터 심볼을 포함하고, 상기 변조부는 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터와 서로 다른 주파수 대역의 부반송파들을 기반으로 필터 뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multicarrier, FBMC)방식을 이용하여 상기 변조 심볼들을 생성할 수 있다.In the present invention, the data symbols are offset quadrature amplitude modulation (OQAM) data symbols or quadrature amplitude modulation (OQAM) modulated by applying an offset to one of a real part or an imaginary part arranged at predetermined intervals. Amplitude Modulation (QAM) data symbol, wherein the modulator uses the filter bank multicarrier (FBMC) scheme based on a filter having the preset frequency response and subcarriers of different frequency bands. Can create them.
본 발명에서 상기 제1 변조부는 상기 데이터 심볼을 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑하는 맵핑부; 및 상기 부반송파에 맵핑된 데이터 심볼을 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 데이터 심볼을 역 푸리에 변환하는 제1 주파수 역변환부; 를 더 포함하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 데이터 심볼을 이용하여 상기 제1 변조 심볼을 생성할 수 있다.In the present invention, the first modulator comprises: a mapping unit for mapping the data symbols to subcarriers having different frequency bands; And a first frequency that convolves a data symbol mapped to the subcarrier on a frequency axis with a prototype filter, the filter having the preset frequency response, and inverse Fourier transforms the data symbol convolved with the prototype filter. Inverse transform unit; The method may further include: generating the first modulation symbol by using the data symbol convolved with the prototype filter and inversely Fourier transformed.
본 발명에서 상기 제2 변조부는 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 유도하는 간섭 유도부; 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하는 동기 시퀀스 유도부; 를 더 포함하고, 상기 유도된 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다.In the present invention, the second modulator includes an interference inducing unit for inducing inter-symbol interference (ISI) of the first modulation symbol overlapping in the time domain in which the preamble is transmitted; And a synchronization sequence derivation unit for deriving a synchronization sequence for removing inter-symbol interference (ISI) of the first modulation symbol overlapping in the time domain. The apparatus may further include and generate the second modulation symbol by using the derived synchronization sequence.
본 발명에서 상기 제2 변조부는 상기 유도된 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역을 선택하는 선택부; 및 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파에 맵핑된 상기 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 동기 시퀀스를 역 푸리에 변환하는 제2 주파수 역변환부; 를 더 포함하고, 상기 선택된 부반송파 영역, 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 심볼간 간섭(ISI)을 이용하여 상기 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다.In the present invention, the second modulator comprises: a selector for selecting a subcarrier region for transmitting the derived synchronization sequence; And convolving the synchronization sequence mapped to the subcarrier for transmitting the synchronization sequence on a frequency axis with a prototype filter which is a filter having a predetermined frequency response, and inverting the synchronization sequence convolved with the prototype filter. A second frequency inverse transform unit for Fourier transform; Further comprising, deriving the synchronization sequence using the selected subcarrier region, the time domain in which the preamble is transmitted, and the inter-symbol interference (ISI) overlapping in the time domain, and convoluted with the prototype filter to inverse Fourier The second modulation symbol may be generated using the converted synchronization sequence.
본 발명에서 상기 통신부는 상기 제1 변조 심볼, 상기 제2 변조 심볼 및 상기 프리앰블을 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩하여 전송하고, 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파는 주파수 영역에서 동일한 간격을 갖는 상기 부반송파의 집합으로 마련될 수 있다.In the present invention, the communication unit transmits the first modulation symbol, the second modulation symbol and the preamble by overlapping in the time domain in which the preamble is transmitted, and the subcarriers for transmitting the synchronization sequence have the same interval in the frequency domain. It may be provided as a set of the subcarriers.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 데이터 수신 장치는 송신측으로부터 수신된 적어도 하나의 데이터 심볼들이 변조된 변조 심볼들과 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블의 상호 상관을 기반으로 상기 변조 심볼들의 동기를 획득하는 동기화부; 상기 동기가 획득된 변조 심볼들에서 상기 변조 심볼들이 송신되는 채널의 임펄스 응답 및 상기 프리앰블의 컨벌루션 연산을 기반으로 상기 변조 심볼들에서 상기 프리앰블을 제거하는 프리앰블 제거부; 및 상기 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 푸리에 변환하여 상기 데이터 심볼들을 검출하는 데이터 심볼 검출부; 를 포함한다.In addition, in order to achieve the above object, the data receiving apparatus of the present invention provides the modulation symbol based on cross-correlation of modulation symbols in which at least one data symbol received from a transmitter is modulated and a preamble for synchronizing the data symbol. Synchronizing unit for obtaining the synchronization of the; A preamble remover configured to remove the preamble from the modulation symbols based on an impulse response of a channel through which the modulation symbols are transmitted and a convolution operation of the preamble from the obtained synchronization symbols; And a data symbol detector configured to perform Fourier transform on the modulation symbols from which the preamble is removed based on at least one filter having a preset frequency response to detect the data symbols. It includes.
본 발명에서 상기 데이터 수신 장치는 상기 변조 심볼들이 송신되는 채널의 주파수 특성에 따른 임펄스 응답을 계산하여 채널의 상태를 추정하는 채널 추정부; 를 더 포함하고, 상기 프리앰블 제거부는 상기 계산된 채널의 임펄스 응답을 이용하여 상기 변조 심볼들에서 상기 프리앰블을 제거할 수 있다.In the present invention, the data receiving apparatus includes: a channel estimating unit estimating a state of a channel by calculating an impulse response according to a frequency characteristic of a channel through which the modulation symbols are transmitted; The preamble removing unit may remove the preamble from the modulation symbols by using the calculated impulse response of the channel.
본 발명에서 상기 데이터 심볼 검출부는 상기 필터의 주파수 응답을 고려하여 상기 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 푸리에 변환하고, 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)의 서로 다른 가중치(Filter Weighted)를 이용하여 푸리에 변환된 변조 심볼들을 복조하는 복조부; 를 더 포함하고, 상기 복조된 변조 심볼들을 이용하여 상기 데이터 심볼을 검출할 수 있다.In the present invention, the data symbol detector Fourier transforms the modulation symbols from which the preamble is removed in consideration of the frequency response of the filter, and different weights of a prototype filter that is a filter having a preset frequency response. A demodulator for demodulating the Fourier transformed modulation symbols using < RTI ID = 0.0 > The apparatus may further include: detecting the data symbol using the demodulated modulation symbols.
본 발명에서 상기 데이터 심볼 검출부는 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑된 상기 복조된 변조 심볼들을 상기 부반송파의 서로 다른 주파수 대역으로 디맵핑하는 디맵핑부; 를 더 포함하고, 상기 디맵핑되어 복조된 변조 심볼들을 이용하여 상기 데이터 심볼들을 검출할 수 있다. The data symbol detector may include: a demapping unit configured to demap the demodulated modulation symbols mapped to subcarriers having different frequency bands to different frequency bands of the subcarriers; Further, the data symbols may be detected using the demapped and demodulated modulation symbols.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 데이터 송신 방법은 송신하고자 하는 데이터 심볼을 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 제1 변조 심볼을 생성하는 단계; 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 상기 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 제2 변조 심볼을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 제1 변조 심볼, 상기 생성된 제2 변조 심볼 및 상기 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신하는 단계; 를 포함한다.In addition, to achieve the above object, the data transmission method of the present invention comprises the steps of generating a first modulation symbol by inverse Fourier transform the data symbol to be transmitted based on at least one filter having a predetermined frequency response; Generating a second modulation symbol by inverse Fourier transforming a synchronization sequence for removing intersymbol interference of the first modulation symbol in a time domain in which a preamble for synchronization of the data symbol is transmitted based on the filter; And transmitting the generated first modulation symbol, the generated second modulation symbol, and the preamble by overlapping on a time axis. It includes.
본 발명에서 상기 데이터 송신 방법은 상기 데이터 심볼, 상기 동기 시퀀스 및 상기 프리앰블을 송신하기 위한 송신 자원을 미리 설정하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 송신 자원은 상기 데이터 심볼 및 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 특성 및 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제1 변조 심볼 및 상기 제2 변조 심볼은 상기 송신자원을 이용하여 생성될 수 있다.In the present invention, the data transmission method includes the steps of: preset transmission resources for transmitting the data symbol, the synchronization sequence, and the preamble; Wherein the transmission resource includes at least one of a frequency characteristic of a subcarrier for transmitting the data symbol and the synchronization sequence and a time domain in which the preamble is transmitted, wherein the first modulation symbol and the second modulation symbol May be generated using the transmission resource.
본 발명에서 상기 데이터 심볼은 기 설정된 간격으로 배치된 실수부 또는 허수부 중 하나에 오프셋(Offset)을 적용하여 변조된 오프셋 직교 진폭 변조(Offset Quadrature Amplitude Modulation, OQAM)데이터 심볼 또는 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, OQAM)데이터 심볼을 포함하고, 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하는 것은 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터와 서로 다른 주파수 대역의 부반송파들을 기반으로 필터 뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multicarrier, FBMC)방식을 포함할 수 있다.In the present invention, the data symbols are offset quadrature amplitude modulation (OQAM) data symbols or quadrature amplitude modulation (OQAM) modulated by applying an offset to one of a real part or an imaginary part arranged at predetermined intervals. An inverse Fourier transform based on at least one filter including an Amplitude Modulation (OQAM) data symbol and based on at least one filter having the predetermined frequency response is based on a filter bank based on a filter having the predetermined frequency response and subcarriers of different frequency bands. It may include a multi-carrier (Filter Bank Multicarrier, FBMC) scheme.
본 발명에서 상기 제1 변조 심볼을 생성하는 단계는 상기 데이터 심볼을 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑하는 단계; 및 상기 부반송파에 맵핑된 데이터 심볼을 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 데이터 심볼을 역 푸리에 변환하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 데이터 심볼을 이용하여 상기 제1 변조 심볼을 생성할 수 있다.The generating of the first modulation symbol may include mapping the data symbol to subcarriers having different frequency bands; And convolving a data symbol mapped to the subcarrier on a frequency axis with a prototype filter, the filter having the preset frequency response, and inversely Fourier transforming the data symbol convolved with the prototype filter. The method may further include: generating the first modulation symbol by using the data symbol convolved with the prototype filter and inversely Fourier transformed.
본 발명에서 상기 제2 변조 심볼을 생성하는 단계는 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 유도하는 단계; 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 유도된 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다.In the present invention, the generating of the second modulation symbol comprises: inducing inter-symbol interference (ISI) of the first modulation symbol overlapping in a time domain in which the preamble is transmitted; And deriving a synchronization sequence for canceling inter-symbol interference (ISI) of the first modulation symbol overlapping in the time domain; The apparatus may further include and generate the second modulation symbol by using the derived synchronization sequence.
본 발명에서 상기 제2 변조 심볼을 생성하는 단계는 상기 유도된 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역을 선택하는 단계; 및 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파에 맵핑된 상기 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 동기 시퀀스를 역 푸리에 변환하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 선택된 부반송파 영역, 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 심볼간 간섭(ISI)을 이용하여 상기 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다.Generating the second modulation symbol in the present invention includes selecting a subcarrier region for transmitting the derived synchronization sequence; And convolving the synchronization sequence mapped to the subcarrier for transmitting the synchronization sequence on a frequency axis with a prototype filter which is a filter having a predetermined frequency response, and inverting the synchronization sequence convolved with the prototype filter. Fourier transform; Further comprising, deriving the synchronization sequence using the selected subcarrier region, the time domain in which the preamble is transmitted, and the inter-symbol interference (ISI) overlapping in the time domain, and convoluted with the prototype filter to inverse Fourier The second modulation symbol may be generated using the converted synchronization sequence.
본 발명에서 상기 프리앰블을 송신할 시간 영역은 상기 프로토 타입 필터의 임펄스 응답을 고려하여 상기 필터 계수의 크기가 큰 영역으로 선택되고, 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 상기 부반송파는 주파수 영역에서 동일한 간격을 갖는 상기 부반송파의 집합으로 마련될 수 있다.In the present invention, the time domain for transmitting the preamble is selected as an area having a large magnitude of the filter coefficient in consideration of an impulse response of the prototype filter, and the subcarriers for transmitting the synchronization sequence have the same interval in the frequency domain. It may be provided as a set of the subcarriers.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 데이터 수신 방법은 송신측으로부터 수신된 적어도 하나의 데이터 심볼들이 변조된 변조 심볼들과 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블의 상호 상관을 기반으로 상기 변조 심볼들의 동기를 획득하는 단계; 상기 변조 심볼들이 송신되는 채널의 주파수 특성에 따른 임펄스 응답을 계산하여 채널의 상태를 추정하는 단계; 상기 동기가 획득된 변조 심볼들에서 상기 채널의 임펄스 응답 및 상기 프리앰블의 컨벌루션 연산을 기반으로 상기 변조 심볼들에서 상기 프리앰블을 제거하는 단계; 및 상기 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 푸리에 변환하여 상기 데이터 심볼들을 검출하는 단계; 를 포함한다.In addition, the data receiving method of the present invention to achieve the above object is based on the cross-correlation of the modulation symbols in which at least one data symbol received from the transmitting side is modulated and the preamble for synchronization of the data symbols of the modulation symbols Obtaining motivation; Estimating a state of a channel by calculating an impulse response according to a frequency characteristic of a channel through which the modulation symbols are transmitted; Removing the preamble from the modulation symbols based on the impulse response of the channel and the convolution operation of the preamble in the synchronized modulation symbols; And detecting the data symbols by Fourier transforming the modulation symbols from which the preamble is removed based on at least one filter having a preset frequency response. It includes.
본 발명에서 상기 데이터 심볼들을 검출하는 단계는 상기 필터의 주파수 응답을 고려하여 상기 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 푸리에 변환하고, 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)의 서로 다른 가중치(Filter Weighted)를 이용하여 푸리에 변환된 변조 심볼들을 복조하는 단계; 및 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑된 상기 복조된 변조 심볼들을 상기 부반송파의 서로 다른 주파수 대역으로 디맵핑하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 디맵핑되어 복조된 변조 심볼들을 이용하여 상기 데이터 심볼들을 검출할 수 있다. In the present invention, the detecting of the data symbols includes Fourier transforming modulation symbols from which the preamble is removed in consideration of the frequency response of the filter and different weights of a prototype filter which is a filter having a preset frequency response. Demodulating Fourier transformed modulation symbols using Filter Weighted; And demapping the demodulated modulation symbols mapped to subcarriers having different frequency bands to different frequency bands of the subcarriers. Further, the data symbols may be detected using the demapped and demodulated modulation symbols.
또한 본 발명은 컴퓨터에서 상기한 데이터 송신 방법 및 데이터 수신 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 개시한다.The present invention also discloses a computer program stored in a computer-readable recording medium for executing the above-described data transmission method and data reception method in a computer.
본 발명에 따르면, 데이터 심볼의 간섭 성분을 제거하여 원하는 데이터 심볼을 수신할 수 있다.According to the present invention, a desired data symbol can be received by removing interference components of the data symbol.
특히, 본 발명에 따르면 종래 기법 대비 스펙트럼 효율이 향상된 동기화 기술을 이용하여 데이터를 송신할 수 있는 잇점이 있다. In particular, according to the present invention, there is an advantage in that data can be transmitted using a synchronization technique with improved spectral efficiency compared to the conventional technique.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 송신 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 실시 예에서 자원 설정부가 설정하는 송신 자원 중에서 프리앰블을 송신할 시간 영역을 결정하는 방법을 나타내는 예시도이다.
도 3은 도 1의 실시 예에서 자원 설정부가 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 간격을 나타내는 예시도이다.
도 4는 도 1의 실시 예에서 제1 변조부의 확대 블록도이다.
도 5는 도 1의 실시 예에서 제2 변조부의 확대 블록도이다.
도 6은 도 5의 실시 예에서 동기 시퀀스 유도부가 동기 시퀀스를 유도하기 위한 과정을 그림으로 나타내는 참고도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호와 프리앰블간에 상관을 비교한 결과를 나타내는 참고도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 송신 방법의 과정을 나타내는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수신 장치의 블록도이다.
도 10은 도 9의 실시 예에서 데이터 심볼 검출부의 확대 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 송신 방법의 흐름도이다.
도 12는 도 11의 실시 예에서 제1 변조 심볼을 생성하는 단계의 확대 흐름도이다.
도 13은 도 11의 실시 예에서 제2 변조 심볼을 생성하는 단계의 확대 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수신 방법의 흐름도이다.
도 15는 도 14의 실시 예에서 데이터 심볼들을 검출하는 단계의 확대 흐름도이다.
도 16은 프리앰블의 종류 및 길이에 따른 데이터 송신 장치의 성능을 비교하는 참고도이다.
도 17은 프리앰블의 종류 및 길이에 따른 데이터 송신 장치의 성능을 비교하는 참고도이다.1 is a block diagram of a data transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a method of determining a time domain for transmitting a preamble among transmission resources set by a resource setting unit in the embodiment of FIG. 1.
3 is an exemplary diagram illustrating a frequency interval of a subcarrier for transmitting a synchronization sequence by a resource setting unit in the embodiment of FIG. 1.
4 is an enlarged block diagram of a first modulator in the embodiment of FIG. 1.
FIG. 5 is an enlarged block diagram of a second modulator in the embodiment of FIG. 1.
FIG. 6 is a reference diagram illustrating a process for inducing a sync sequence by the sync sequence inducing unit in the embodiment of FIG. 5.
7 is a reference diagram illustrating a result of comparing correlation between a transmission signal and a preamble according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view illustrating a process of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram of a data receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an enlarged block diagram of a data symbol detector in the embodiment of FIG. 9.
11 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an enlarged flowchart of generating a first modulation symbol in the embodiment of FIG. 11.
FIG. 13 is an enlarged flowchart of generating a second modulation symbol in the embodiment of FIG. 11; FIG.
14 is a flowchart illustrating a data receiving method according to an embodiment of the present invention.
15 is an enlarged flowchart of detecting data symbols in the embodiment of FIG. 14.
16 is a reference diagram comparing the performance of a data transmission apparatus according to the type and length of a preamble.
17 is a reference diagram comparing the performance of a data transmission apparatus according to the type and length of a preamble.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 용어를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하에서 설명하는 각 단계는 하나 또는 여러 개의 소프트웨어 모듈로도 구비가 되거나 또는 각 기능을 담당하는 하드웨어로도 구현이 가능하며, 소프트웨어와 하드웨어가 복합된 형태로도 가능하다. 각 용어의 구체적인 의미와 예시는 각 도면의 순서에 따라 이하 설명 한다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 송신 장치(10) 및 데이터 수신 장치(20)의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the gist of the present invention, the detailed description may be omitted. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of terms. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Each step described below may be provided by one or several software modules or may be implemented by hardware that is responsible for each function, or may be a combination of software and hardware. Specific meanings and examples of each term will be described below in the order of the drawings. Hereinafter, the configuration of the
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 송신 장치(10)의 블록도이다.1 is a block diagram of a
본 발명의 데이터 송신 장치(10)는 자원 설정부(100), 제1 변조부(200), 제2 변조부(300) 및 통신부(400)를 포함한다. 예를 들어, 데이터 송신 장치(10)는 FBMC 시스템(FBMC)을 기반으로 한 무선 통신 시스템에서, 프리앰블과 중첩되는 FBMC 변조 심볼들에 의한 간섭 성분을 제거하고 원하는 형태의 프리앰블을 생성하는 동기 시퀀스를 유도하는 구성을 통하여 심볼간 간섭(ISI, Inter Symbol Interference)을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 데이터 송신 장치(10)는 한 개의 FBMC 심볼 전체를 동기화 과정을 위해 활용해야 했었던 종래의 기술과는 달리, 적응적으로 길이 조정이 가능한 시퀀스를 프리앰블로 설정하여 동기화에 이용함으로서 적은 수의 부반송파를 활용한 전송이 가능하여 종래 기법 대비 주파수 스펙트럼 효율의 향상을 꾀할 수 있다.The
일 실시 예로, 본 발명의 데이터 송신 장치(10)는 자원 설정부(100), 변조부 및 통신부(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송신 장치(10)는 송신하고자 하는 데이터 심볼 및 데이터 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 변조하고, 변조된 변조 심볼들과 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신할 수 있다. 본 발명의 데이터 송신 장치(10)는 제1 변조부(200) 및 제2 변조부(300)를 변조부로 통합하여 데이터 심볼 및 데이터 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 변조 할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예로, 데이터 송신 장치(10)가 제1 변조부(200) 및 제2 변조부(300)를 합하여 변조부 및 통신부를 이용하여 데이터를 송신하는 경우를 설명한다. 변조부는 송신하고자 하는 데이터 심볼 및 상기 데이터 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 적어도 하나의 변조 심볼들을 생성한다. 본 발명에서 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하는 것은 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터와 서로 다른 주파수 대역의 부반송파들을 기반으로 필터 뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multicarrier, FBMC)방식을 포함한다.For example, as an embodiment of the present invention, a case in which the
본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 송신하고자 하는 데이터 심볼들은 원시 데이터 또는 원시 데이터가 변조된 오프셋 직교 진폭 변조(OQAM) 데이터 심볼 또는 직교 진폭 변조(QAM) 데이터 심볼을 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 데이터 심볼은 기 설정된 간격으로 배치된 실수부 또는 허수부 중 하나에 오프셋(Offset)을 적용하여QAM 심볼의 실수 성분과 허수 성분을 반 주기만큼 교차하여 전송하여 변조된 오프셋 직교 진폭 변조(Offset Quadrature Amplitude Modulation, OQAM)데이터 심볼 또는 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)데이터 심볼로 마련될 수 있다.The data symbols to be transmitted by the
자원 설정부(100)는 데이터 심볼, 상기 동기 시퀀스 및 상기 프리앰블을 송신하기 위한 송신 자원을 미리 설정한다. 예를 들어, 자원 설정부(100)가 설정하는 송신 자원은 데이터 심볼 및 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 특성 및 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자원 설정부(100)에서 프리앰블이 송신 되는 시간 영역 및 동기 시퀀스를 송신할 부반송파의 주파수 특성으로서 부반송파의 주파수 영역을 선택하면 제1 변조부(200) 및 제2 변조부(300)는 이를 사용하여 제1 변조 심볼 및 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다. 본 발명의 자원 설정부(100)는 별도로 구비되지 않고, 변조부, 제1 변조부(200) 및 제2 변조부(300)내 각각 마련되어 동일한 기능을 수행할 수 있다. 도 2를 참조하여 설명한다.The
예를 들어, 자원 설정부(100)는 프리앰블을 송신할 시간 영역을 선택함에 있어, 프로토 타입 필터(ProtoTypeFilter)의 임펄스 응답을 고려하여 계수(Coefficient) 크기가 큰 영역으로 선택할 수 있다. 자원 설정부(100)는 프로토 타입 필터의 계수 크기가 큰 영역(152)으로 프리앰블을 송신할 시간영역을 설정함으로서 필터링 과정에서 프로토 타입 필터에 의해 감쇄되는 파워를 최소화 하고, 중첩되는 간섭 성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 도 3을 참조하여 설명한다.For example, in selecting a time domain in which the preamble is to be transmitted, the
예를 들어, 자원 설정부(100)는 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 특성을 설정함에 있어, 주파수 영역에서 동일한 간격을 갖는 부반송파 집합(162, 164, 166, 168)을 부반송파 영역으로 설정하여 동기 시퀀스의 파워가 지나치게 커지는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에서 프로토 타입 필터는 FBMC 통신 시스템에서 널리 사용되는 PHYDYAS로 마련될 수 있다. 도 4를 참조하여 설명한다.For example, in setting a frequency characteristic of a subcarrier for transmitting a synchronization sequence, the
제1 변조부(200)는 맵핑부(220) 및 제1 주파수 역 변환부(240)를 포함한다. 예를 들어, 제1 변조부(200)는 데이터 심볼을 필터를 기반으로 역푸리에 변환하여 제1 변조 심볼을 생성한다. 예를 들어, 제1 변조부(200) 및 제2 변조부(300)가 변조부로 통합되어 데이터 송신 장치가 실시되는 경우에는 변조 심볼들은 제1 변조 심볼들을 포함한다. 제1 변조부(200)가 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 제1 변조 심볼을 생성하는 것은 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터와 서로 다른 주파수 대역의 부반송파들을 기반으로 필터 뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multicarrier, FBMC)방식으로 제1 변조 심볼을 생성하는 것을 포함한다.The
맵핑부(220)는 데이터 심볼을 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 송신 장치(10)는 멀티 캐리어(Multi Carrier)를 사용하고 사용하는 캐리어의 대역폭을 다수의 서브-채널로 나누어 전송하므로 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. The mapping unit 220 maps data symbols to subcarriers having different frequency bands. The
제1 주파수 역 변환부(240)는 상기 부반송파에 맵핑된 데이터 심볼을 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 데이터 심볼을 역 푸리에 변환한다. 예를 들어, 본 발명의 제1 주파수 역 변환부(240)는 맵핑된 데이터 심볼을 프로토 타입 필터와 컨벌루션 하기 전, 필터차수(FilterOrder)만큼 오버 샘플링하는 과정을 더 포함할 수 있다. 제1 주파수 역 변환부(240)가 부반송파에 맵핑된 데이터 심볼을 프로토 타입 필터와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 푸리에 역 변환하는 것은 FBMC 변조 과정을 포함한다. 도 5를 참조하여 설명한다.The first
제2 변조부(300)는 간섭 유도부(320), 선택부(340), 동기 시퀀스 유도부(360) 및 제2 주파수 역 변환부(380)를 포함한다. 예를 들어, 제2 변조부(300)는 프리앰블이 송신되는 시간영역에서 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 유도된 동기 시퀀스를 상기 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 제2 변조 심볼을 생성한다. 예를 들어, 데이터 송신 장치(10)가 제1 변조부(200) 및 제2 변조부(300)를 포함하는 변조부를 이용하여 변조 심볼을 생성하는 경우, 생성된 변조 심볼은 제2 변조 심볼을 포함한다.The
간섭 유도부(320)는 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 유도한다. 예를 들어, 간섭 유도부(320)는 데이터 심볼이 변조되어 생성된 제1 변조 심볼들을 시간 축에서 중첩하여 유도된 제1 변조 심볼들의 심볼간 간섭을 유도할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 간섭 유도부(320)는 제2 변조부(300)에 포함되어 제1 변조 심볼의 중첩에 따른 심볼간 간섭을 유도할 수도 있지만, 제1 변조부(200)에 포함되어 제1 변조 심볼의 중첩에 따른 심볼간 간섭을 유도하도록 마련될 수 있다. 선택부(340)는 유도된 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역을 선택한다. 예를 들어, 선택부(340)에서 선택된 부반송파 영역은 자원 설정부(100)에서 설정된 프리앰블을 송신하기 위한 시간 영역과 더불어 동기 시퀀스 유도부(360)로 전송될 수 있다.The
동기 시퀀스 유도부(360)는 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도한다. 종래의 FBMC 시스템의 경우 시간축에서의 중첩(Overlap and Sum) 과정에서 FBMC 심볼들 간에 간섭이 발생할 수 있고, 발생된 간섭은 프리앰블 기반의 동기화 과정에 악 영향을 미칠 수 있다. 따라서, FBMC 심볼들간의 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하고, 이를 데이터 송신 과정에서 중첩하여 전송하여 간섭 성분을 제거하거나 감소할 수 있다. 도 6을 참조하여 설명한다. 예를 들어, 동기 시퀀스 유도부(360)는 설정된 프리앰블을 전송할 시간 영역 및 선택된 동기 시퀀스를 송신할 부반송파 영역을 이용하여 하기의 수식 관계를 기반으로 프리앰블을 전송할 시간 영역에 중첩되는 간섭 성분을 제거하는 동기 시퀀스를 유도할 수 있다. The synchronization
본 발명의 동기 시퀀스 유도부(360)는 종래의 동기 시퀀스를 유도하는 기술과는 달리 적응적으로 길이 조정이 가능한 시퀀스로 설정되는 프리앰블이 송신되는 시간 영역과 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역을 변수로 포함하는 FBMC 변조 과정의 역 과정을 이용하여 동기 시퀀스를 유도함으로서 데이터 송신 장치(10)의 주파수 스펙트럼의 효율 향상을 꾀할 수 있다. Unlike the conventional technique for deriving a synchronization sequence, the synchronization
여기에서, Xn은 본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블을 중첩하여 생성하는 송신 신호(362)이고, i는 임의의 정수, 는 FBMC-OQAM시스템의 Effective channel 행렬로서, FBMC 변조 과정을 의미하는 행렬(364), di는 i번째 OQAM 심볼 벡터로서 본 발명에서는 직교 진폭 변조된 데이터 심볼(366)을 의미한다.Here, Xn is a
여기에서 Xn 본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블을 중첩하여 생성하는 송신 신호(362), n과 n+1은 임의의 정수로서 직교 진폭 변조된 데이터 심볼의 인덱스, dn은 n번째 데이터 심볼(366), dn+1은 n+1번째 데이터 심볼(366), 는 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(370), , 은 FBMC-OQAM 시스템의 Effective Channel 행렬(364)을 의미한다. 상기 데이터 송신 장치(10)가 송신하는 송신 신호(362)를 실수 및 허수부를 포함하는 복소 성분으로 변환하면 하기 수학식 3과 같다.Here, x n is a
여기에서 Re{Xn}은 데이터 송신 장치(10)가 송신하는 송신 신호(362)의 실수 성분, Im{Xn}은 데이터 송신 장치(10)가 송신하는 송신 신호의 허수 성분, n과 n+1은 임의의 정수, dn은 n번째 데이터 심볼(366), dn+1 은n+1번째 데이터 심볼(366), 은 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI, 370)의 실수 성분, 은 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI, 370)의 허수 성분을 의미한다.Where Re {X n } is a real component of the
여기에서, 은 프리앰블을 송신하는 시간 영역(366에서 368의 영역), 는 동기 시퀀스를 송신할 부반송파 영역, 는 프리앰블을 송신하는 시간 영역에서 송신 신호(362)의 실수 성분, 는 프리앰블을 송신하는 시간 영역에서 송신 신호(362)의 허수 성분, 는 동기 시퀀스(368)를 송신하기 위한 부반송파 영역에서의 n번째 데이터 심볼로 표기되는 동기 시퀀스, 는 동기 시퀀스(368)를 송신하기 위한 부반송파 영역에서의 n+1번째 데이터 심볼로 표기되는 동기 시퀀스, 는 프리앰블을 전송할 시간 영역에서 제1 변조 심볼의 간섭 성분(370)의 실수 성분, 는 프리앰블을 전송할 시간 영역에서 제1 변조 심볼의 간섭 성분(370)의 허수 성분, ,, 및 는 해당 부반송파 전송 영역 및 프리앰블을 송신할 시간 영역에서의 FBMC-OQAM 시스템의 Effective Channel 행렬(364)의 실수 및 허수 성분을 의미한다. 상기 수학식 4에서 및 로 표현되는 선택된 부반송파 영역에서의 n, n+1번째 데이터 심볼로 표기되는 동기 시퀀스를 역 행렬을 사용하여 구하면 하기 수학식 5와 같다.From here, Is the time domain in which to transmit the preamble (from 366 to 368), Is a subcarrier area to transmit a synchronization sequence, Is the real component of the
여기에서, 는 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역에서의 n번째 데이터 심볼로 표기되는 동기 시퀀스(368), 는 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역에서의 n+1번째 데이터 심볼로 표기되는 동기 시퀀스(368), ,, 및 는 해당 부반송파 전송 영역 및 프리앰블을 송신할 시간 영역에서의 FBMC-OQAM 시스템의 Effective Channel 행렬(364)의 실수 및 허수 성분, 는 프리앰블을 송신하는 시간 영역에서 송신 신호(362)의 실수 성분, 는 프리앰블을 송신하는 시간 영역에서 송신 신호(362)의 허수 성분, 는 프리앰블을 전송할 시간 영역에서 제1 변조 심볼의 간섭 성분(370)의 실수 성분, 는 프리앰블을 전송할 시간 영역에서 제1 변조 심볼의 간섭 성분(370)의 허수 성분을 의미한다. 상기 수학식 5에서 FBMC-OQAM 시스템의 Effective Channel 행렬(364)의 역행렬을 이용하여 및 를 유도하는 것은 도 6에 도시된 프리앰블을 전송할 시간 영역 및 선택된 부반송파 영역에서의 간섭 성분을 제거하는 동기 시퀀스(368)을 유도하는 과정과 같다.From here, Is a
예를 들어, 본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 FBMC-QAM 시스템을 이용하는 경우에 유도되는 동기 시퀀스를 구하는 과정은 하기의 수학식으로 표현될 수 있다.For example, a process of obtaining a synchronization sequence derived when the
여기에서, Xn은 본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블을 중첩하여 생성하는 송신 신호(362)이고, i는 임의의 정수, 및 는 FBMC-QAM시스템의 Effective channel 행렬로서, FBMC 변조 과정을 의미하는 행렬(364), 는 짝수 번째 부반송파에 실린 i번째 데이터 심볼, 는 홀수 번째 부반송파에 실린 i번째 데이터 심볼을 의미한다. 여기에서 심볼간 간섭(ISI)성분을 반영하면 하기의 수학식 7과 같다.X n is a
여기에서, Xn은 본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블을 중첩하여 생성하는 송신 신호(362), 는 짝수번째 부반송파에 실린 n번째 QAM 심볼 벡터, 홀수번째 부반송파에 실린 n번째 QAM 심볼 벡터, 는 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭, 및 는 해당 부반송파 전송 영역 및 프리앰블을 송신할 시간 영역에서의 FBMC-QAM 시스템의 Effective Channel 행렬을 의미한다. 상기 수학식 7에서 동기 시퀀스를 송신할 부반송파 영역 와 프리앰블을 송신할 시간 영역 을 대입하여 역행렬의 곱을 통한 동기 시퀀스를 유도하면 하기 수학식 8과 같다.Here, X n is a
여기에서, 는 동기 시퀀스를 송신할 부반송파 영역, 는 프리앰블을 송신할 시간 영역,는 부반송파 영역에서 짝수 번째 부반송파에 실린 n번째 데이터 심볼로 표현되는 동기 시퀀스, 는 상기 수학식 7에서 해당 부반송파 전송 영역 및 프리앰블을 송신할 시간 영역에서의 FBMC-QAM 시스템의 Effective Channel 행렬의 역 행렬, 는 프리앰블을 전송할 시간 영역에서 송신 신호, 는 프리앰블을 전송할 시간 영역에서의 심볼간 간섭을 의미한다.From here, Is a subcarrier area to transmit a synchronization sequence, Is a time domain for transmitting the preamble, Is the subcarrier region A synchronization sequence represented by the n th data symbol on an even subcarrier in Is an inverse matrix of the effective channel matrix of the FBMC-QAM system in the time domain in which the corresponding subcarrier transmission region and the preamble are transmitted in Equation 7, Is a transmission signal in the time domain to transmit the preamble, Means inter-symbol interference in the time domain in which the preamble is to be transmitted.
동기 시퀀스 유도부(360)는 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도한다.The synchronization
제2 주파수 역 변환부(380)는 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파에 맵핑된 상기 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 동기 시퀀스를 역 푸리에 변환한다. 예를 들어, 제2 주파수 역 변환부(380)가 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터를 이용하여 주파수 축에서 컨벌루션하고, 컨벌루션된 동기 시퀀스를 역 푸리에 변환(IFFT) 하는 과정은 전술한 바와 같이, FBMC 변조 방식으로 마련될 수 있다. 따라서 제2 변조부(300)는 선택된 부반송파 영역, 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 심볼간 간섭(ISI)을 이용하여 상기 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다. The second frequency
본 발명의 제1 변조부(200) 및 제2 변조부(300)는 상기 제1 변조 심볼 및 제2 변조 심볼을 생성하기 위하여 Frequency Domain FBMC representation 기법으로서, 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로, 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 데이터 심볼을 역 푸리에 변환하는 방법을 사용함은 전술한 바와 같다. 또한, 본 발명의 제1 변조부(200) 및 제2 변조부(300)는 전술한 Frequency Domain FBMC representation 기법 외에도 제1 변조 심볼 및 제2 변조 심볼을 생성하기 위한 동일한 과정을 적어도 하나의 필터 뱅크를 기반으로 하는 Filer-bank-Form 또는 시간 영역에서의 필터 주파수 응답에 따른 time domain FBMC representation 기법을 사용하여 제1 변조 심볼 및 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다.The
통신부(400)는 생성된 변조 심볼들 및 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신한다. 예를 들어, 통신부(400)는 제1 변조 심볼 및 제2 변조 심볼을 포함하는 변조 심볼과 프리앰블을 시간 축에서 중첩하여 수신단 측으로 송신할 수 있다. 통신부(400)는 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블을 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩하여 전송하고, 이때 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파는 주파수 영역에서 동일한 간격을 갖는 상기 부반송파의 집합으로 마련될 수 있다. The
본 발명에서 제1 변조부(200) 및 통신부(400)가 시간축에서 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블 중 적어도 하나를 중첩한다는 것은 Overlap & Sum과정을 포함한다. 예를 들어, 통신부(400)는 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신함에 있어 송신하는 데이터 심볼의 수, 프로토 타입의 필터 차수(FilterOrder)를 고려하여 시간축에서 중첩된 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블의 간격을 설정할 수 있다. 또한, 통신부(400)가 중첩을 위하여 사용하는 프리앰블의 길이는 적응적으로 길이 조절이 가능한 시퀀스로 마련될 수 있다. In the present invention, overlapping at least one of the first modulation symbol, the second modulation symbol, and the preamble on the time axis by the
본 발명의 데이터 송신 장치(10)는 동기 시퀀스를 유도하기 위하여 FBMC 심볼 전체를 이용하는 것이 아니라, 프리앰블을 송신하는 시간 영역에서 중첩되는 심볼간 간섭 성분을 제거하는 동기 시퀀스를 유도하여 중첩하기 때문에 상대적으로 적은 수의 부반송파를 활용하더라도, 특정 시간 영역에 원하는 형태의 프리앰블을 생성할 수 있는 새로운 동기화 기술을 이용함으로서 종래 기법 대비 주파수 스펙트럼 효율의 향상을 꾀할 수 있음은 전술한 바와 같다.The
도 2는 도 1의 실시 예에서 자원 설정부가 설정하는 송신 자원 중에서 프리앰블을 송신할 시간 영역을 결정하는 방법을 나타내는 예시도이다.FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a method of determining a time domain for transmitting a preamble among transmission resources set by a resource setting unit in the embodiment of FIG. 1.
자원 설정부(100)는 프리앰블을 송신할 시간 영역을 송신 자원으로서 결정하고, 프리앰블을 송신할 시간 영역은 프로토 타입 필터의 임펄스 응답을 고려하여 계수(Coefficient)의 크기가 큰 영역으로 선택할 수 있다. 자원 설정부(100)가 프로토 타입 필터의 임펄스 응답을 고려하여 프리앰블을 송신할 시간 영역을 선택함으로서, 데이터 송신 장치(10)는 필터링 과정에서 프로토 타입 필터에 의해 감쇄되는 파워를 최소화 하고, 중첩되는 간섭 성분을 효과적으로 제거할 수 있음은 전술한 바와 같으므로 생략한다.The
도 3은 도 1의 실시 예에서 자원 설정부가 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 간격을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating a frequency interval of a subcarrier for transmitting a synchronization sequence by a resource setting unit in the embodiment of FIG. 1.
자원 설정부(100)는 데이터 심볼, 동기 시퀀스 및 프리앰블을 송신하기 위한 송신 자원을 미리 설정한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 자원 설정부(100)는 동기 시퀀스를 송신할 부반송파의 간격을 동일하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 자원 설정부(100)는 부반송파의 간격을 동일하게 설정하되, 데이터 2 심볼당 1개의 부반송파 간격 또는 데이터 4 심볼당 1개의 부반송파 간격을 설정할 수 있다.The
도 4는 도 1의 실시 예에서 제1 변조부(200)의 확대 블록도이다.FIG. 4 is an enlarged block diagram of the
제1 변조부(200)는 맵핑부(220) 및 제1 주파수 역변환부(240)를 포함한다. 에를 들어, 제1 변조부(200)는 데이터 심볼을 FBMC 변조하여 제1 변조 심볼을 생성할 수 있다. 보다 상세하게는 본 발명의 제1 변조부(200)는 송신하고자 하는 데이터 심볼로서, OQAM 심볼 또는 QAM 심볼을 이용하여 FBMC-OQAM 방식 또는 FBMC-QAM 방식을 사용하여 제1 변조 심볼을 생성할 수 있다.The
도 5는 도 1의 실시 예에서 제2 변조부(300)의 확대 블록도이다.FIG. 5 is an enlarged block diagram of the
제2 변조부(300)는 간섭 유도부(320), 선택부(340), 동기 시퀀스 유도부(360) 및 제2 주파수 역 변환부(380)를 포함한다. 예를 들어, 제2 변조부(300)는 프리앰블이 중첩되는 시간 영역에서 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭을 유도하고, 유도된 심볼간 간섭을 제거하는 동기 시퀀스를 FBMC 변조하여 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다. 제2 변조부(300)는 데이터 심볼로서 오프셋 직교 변조된 심볼(OQAM) 데이터 심볼 또는 직교 변조 심볼(QAM)을 송신하기 위해 FBMC-OQAM 또는 FBMC-QAM 방식을 이용하여 데이터 심볼을 송신할 수 있다.The
도 6은 도 5의 실시 예에서 동기 시퀀스 유도부가 동기 시퀀스를 유도하기 위한 과정을 그림으로 나타내는 참고도이다.FIG. 6 is a reference diagram illustrating a process for inducing a sync sequence by the sync sequence inducing unit in the embodiment of FIG. 5.
본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 송신하는 송신 신호를 y(362)라고 하고, A(364)를 FBMC-QAM 시스템의 Effective Channel 행렬, x(366)를 송신하고자 하는 동기 시퀀스를 포함하는 데이터 심볼, b(370)를 심볼간 간섭(ISI)이라고 하면 y=Ax+b의 관계식을 만족한다. 여기에서, FBMC-QAM 시스템의 Effective Channel 의 역행렬을 이용하여 x에 포함된 동기 시퀀스(368)을 유도할 수 있다. 본 발명에서 동기 시퀀스 유도부(360)가 프리앰블을 송신할 시간 영역 및 선택된 부반송파 영역에서 유도하는 동기 시퀀스를 구하는 구체적인 방법은 전술한 바와 같으므로 생략한다.The transmission signal transmitted by the
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호와 프리앰블간에 상관을 비교한 결과를 나타내는 참고도이다.7 is a reference diagram illustrating a result of comparing correlation between a transmission signal and a preamble according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하는 동기 시퀀스를 유도하고 프리앰블을 중첩하는 경우 프리앰블을 생성하는 동기 시퀀스를 바로 생성한 경우와는 달리 상관(Correlation) 특성을 보장하여 일부 부반송파를 활용하더라도 종래 동기화 기술 대비 우수한 주파수 효율(Spectral Efficiency)을 달성할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 데이터 송신 장치(10)는 서브 캐리어가 1024개이고, 오버 샘플링 계수(Oversampling Factor)가 4, 프로토 타입 필터가 PHYDYAS 필터이고, 프리앰블을 위한 시퀀스가 Zadoff-Chu Sequence(128 length)인 경우 ISI를 제거하는 동기 시퀀스를 유도하고 프리앰블을 중첩함으로서 송신 신호와 프리앰블 간 더 우수한 상관 특성을 보장할 수 있다. When the
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 송신 방법의 과정을 나타내는 예시도이다.8 is an exemplary view illustrating a process of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 송신 장치(10)가 수행하는 데이터 송신 방법을 그래프로 간략하게 도시하면 도 8에 도시된 과정으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 데이터 송신 장치(10)는 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하는 동기 시퀀스 및 데이터 심볼(368)을 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 프로토 타입 필터(358)를 기반으로 FBMC 변조하여 제1 변조 심볼 및 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다. 데이터 송신 장치(10)는 프리앰블을 송신할 시간 영역을 설정하고, 설정된 시간 영역에 프리앰블(408)을 중첩하여 전송함으로서, 심볼간 간섭을 제거하는 동기 시퀀스 및 프리앰블 성분이 포함된 송신 신호(412)를 수신단 측으로 송신할 수 있다.If a data transmission method performed by the
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수신 장치(20)의 블록도이다.9 is a block diagram of an
본 발명의 데이터 수신 장치(20)는 동기화부(500), 채널 추정부(600), 프리앰블 제거부(700) 및 데이터 심볼 검출부(800)를 포함한다. 예를 들어, 데이터 수신 장치(20)는 데이터 송신 장치(10)에서 송신되는 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블이 시간축에서 중첩되어 송신된 송신 신호에서 동기를 획득하고, 동기가 획득된 송신 신호에서 프리앰블을 제거하며, 프리앰블이 제거된 송신 신호를 FBMC 복조(Demodulation) 하여 송신측에서 송신하고자 하는 데이터 심볼을 검출할 수 있다. 본 발명의 데이터 수신 장치(20)가 수신하는 송신 신호는 변조 심볼을 포함하고, 보다 상세하게는 FBMC 변조 방식으로 변조된 변조 심볼을 포함한다.The
동기화부(500)는 송신측으로부터 수신된 적어도 하나의 데이터 심볼들이 변조된 변조 심볼들과 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블의 상호 상관을 기반으로 상기 변조 심볼들의 동기를 획득한다. 예를 들어, 동기화부(500)는 적어도 하나의 상관기(Correlator)를 포함하고, 상관기를 이용하여 수신된 변조 심볼과 프리앰블 간 상호 상관(Cross-Correlation)을 수행하여 수신된 변조 심볼의 동기를 획득할 수 있다. 본 발명의 동기화부(500)는 획득된 동기를 기반으로 시간 또는 주파수 영역에서 동기가 획득된 FBMC 변조 심볼을 출력한다.The
채널 추정부(600)는 변조 심볼들이 송신되는 채널의 주파수 특성에 따른 임펄스 응답을 계산하여 채널의 상태를 추정한다. 예를 들어, 채널 추정부(600)는 송신 장치와 수신 장치간에 데이터가 송신되는 채널의 고유 주파수 특성에 따른 임펄스 응답(Impulse Response)을 계산하고, 계산된 임펄스 응답을 기반으로 채널의 상태를 나타낼 수 있다. The
프리앰블 제거부(700)는 동기가 획득된 변조 심볼들에서 상기 변조 심볼들이 송신되는 채널의 고유 주파수 특성에 따른 임펄스 응답 및 상기 프리앰블의 컨벌루션 연산을 기반으로 채널을 통과한 프리앰블을 획득하고, 변조 심볼들의 동기를 참조하여 상기 변조 심볼들에서 프리앰블을 제거한다. 예를 들어, 본 발명의 프리앰블 제거부(700)는 채널 추정부(600)에서 계산된 채널의 임펄스 응답을 이용하여 시간축(Time Domain Region)에서 중첩되어 송신된 프리앰블을 동기를 참조하여 상기 변조 심볼들에서 제거한다. 도 10을 참조하여 설명한다.The preamble remover 700 obtains a preamble that has passed through the channel based on an impulse response according to a natural frequency characteristic of a channel through which the modulation symbols are transmitted and a convolution operation of the preamble in the modulation symbols obtained from the synchronization, and the modulation symbol The preamble is removed from the modulation symbols by referring to the synchronization of the two symbols. For example, the preamble remover 700 according to the present invention uses the impulse response of the channel calculated by the
데이터 심볼 검출부(800)는 복조부(820) 및 디맵핑부(840)를 포함한다. 예를 들어, 데이터 심볼 검출부(800)는 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 푸리에 변환하여 상기 데이터 심볼들을 검출한다. 본 발명에서 데이터 심볼 검출부(800)가 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 푸리에 변환하는 것은 필터 뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multicarrier, FBMC) 방식에 따른 복조(Demodulation)기법을 이용하여 수행할 수 있다. The
복조부(820)는 필터의 주파수 응답을 고려하여 상기 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 푸리에 변환하고, 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)의 서로 다른 가중치(Filter Weighted)를 이용하여 푸리에 변환된 변조 심볼들을 복조한다. 예를 들어, 복조부(820)는 FBMC 통신 시스템에서 프로토 타입의 필터 특성에 따른 서로 다른 가중치를 이용하여 FBMC 복조(FBMC Demodulation) 함으로서 변조 심볼을 복조할 수 있다. 디맵핑부(840)는 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑된 상기 복조된 변조 심볼들을 상기 부반송파의 서로 다른 주파수 대역으로 디맵핑한다. 예를 들어, 디맵핑부(840)는 복조부(820)가 송신 측에서 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 데이터 심볼을 맵핑하여 FBMC 변조된 변조 심볼들을 복조하면, 부반송파에 맵핑된 복조된 변조심볼들을 부반송파의 서로 다른 주파수 대역으로 디맵핑 한다.The demodulator 820 performs Fourier transform on the modulation symbols from which the preamble has been removed in consideration of the frequency response of the filter, and uses different filter weights of a prototype filter that is a filter having a preset frequency response. Demodulate the Fourier transformed modulation symbols. For example, the demodulator 820 may demodulate modulation symbols by performing FBMC demodulation using different weights according to filter characteristics of the prototype in the FBMC communication system. The demapping unit 840 demaps the demodulated modulation symbols mapped to subcarriers having different frequency bands to different frequency bands of the subcarriers. For example, the demapping unit 840 demodulates FBMC modulated modulation symbols by mapping the data symbols to subcarriers having different frequency bands at the transmitting side, and demodulating the demodulated modulation symbols mapped to the subcarriers. Demap to different frequency bands of subcarriers.
도 10은 도 9의 실시 예에서 데이터 심볼 검출부의 확대 블록도이다.FIG. 10 is an enlarged block diagram of a data symbol detector in the embodiment of FIG. 9.
데이터 심볼 검출부(800)는 복조부(820) 및 디맵핑부(840)를 포함한다. 데이터 심볼 검출부(800)가 변조 심볼을 복조하여 서로 다른 주파수 대역으로 디 맵핑하는 과정은 전술한 바와 같으므로 생략한다.The
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 송신 방법의 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 데이터 송신 장치(10)가 수행하는 데이터 송신 방법은 하기의 시계열적으로 수행되는 단계들을 포함한다. The data transmission method performed by the
S100에서, 자원 설정부(100)는 데이터 심볼, 상기 동기 시퀀스 및 상기 프리앰블을 송신하기 위한 송신 자원을 미리 설정한다. 예를 들어, 자원 설정부(100)가 설정하는 송신 자원은 데이터 심볼 및 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 특성 및 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 자원 설정부(100)는 프로토 타입 필터의 임펄스 응답을 고려하여 계수(Coefficient)의 크기가 큰 영역으로 시간 영역을 설정함으로서 중첩되는 간섭 성분을 효과적으로 제거하고, 필터링 과정에서 프로토 타입 필터에 의해 감쇄되는 파워를 최소화 할 수 있음은 전술한 바와 같다.In S100, the
S200에서, 제1 변조부(200)는 데이터 심볼을 필터를 기반으로 역푸리에 변환하여 제1 변조 심볼을 생성한다. 예를 들어, 제1 변조부(200)는 송신하고자 하는 데이터 심볼을 FBMC-OQAM 기법을 이용하여 변조(Modulation)하여 제1 변조 심볼을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 변조부(200)에서 생성된 제1 변조 심볼은 FBMC 변조 심볼을 포함한다. 또한, 제1 변조부(200)는 송신하고자 하는 데이터 심볼을 FBMC-QAM 기법을 이용하여 변조하여 제1 변조 심볼을 생성할 수 있다. 본 발명의 제1 변조부(200)에서 이용하는 송신하고자 하는 데이터 심볼은 오프셋 직교 진폭 변조(OQAM) 또는 직교 진폭 변조(QAM) 변조된 데이터 심볼을 포함한다.In S200, the
S300에서, 제2 변조부(300)는 프리앰블이 송신되는 시간영역에서 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 유도된 동기 시퀀스를 상기 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 제2 변조 심볼을 생성한다. 예를 들어, 제2 변조부(300)는 프리앰블이 송신 되는 시간 영역에서 중첩되는 FBMC 변조 심볼의 심볼간 간섭을 계산하고, 계산된 심볼간 간섭을 제거하는 동기 시퀀스를 유도하며, 유도된 동기 시퀀스를 FBMC 변조 하여 제2 변조 심볼을 생성할 수 있다. 제2 변조부(300)가 이용하는 데이터 심볼은 오프셋 직교 진폭 변조(OQAM) 또는 직교 진폭 변조(QAM) 변조된 데이터 심볼을 포함한다. 또한, 본 발명에서 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하는 것은 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터 및 서로 다른 주파수 대역의 부반송파들을 기반으로 필터 뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multicarrier, FBMC)방식을 이용한 변조 방식을 포함한다.In S300, the
S400에서, 통신부(400)는 제1 변조 심볼, 상기 생성된 제2 변조 심볼 및 상기 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신한다. 예를 들어, 통신부(400)가 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블을 시간축에서 중첩하는 것은 Overlap & Sum 과정을 포함하고. 통신부(400)가 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블을 시간축에서 중첩하는 간격은 송신하고자 하는 데이터 심볼의 수와 필터 차수를 고려하여 설정될 수 있다. 통신부(400)에서 Overlap & Sum 구조를 통하여 제1 변조 심볼, 제2 변조 심볼 및 프리앰블이 중첩된 송신 신호를 송신함으로서, 데이터 송신 장치(10)는 서로 다른 심볼 사이의 직교성(Orthogonality)를 확보할 수 있다.In S400, the
도 12는 도 11의 실시 예에서 제1 변조 심볼을 생성하는 단계의 확대 흐름도이다.FIG. 12 is an enlarged flowchart of generating a first modulation symbol in the embodiment of FIG. 11.
S220에서, 맵핑부(220)는 송신하고자 하는 데이터 심볼을 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑한다. 예를 들어, 맵핑부(220)는 FBMC 기법에 따른 인접하는 주파수 대역을 가지는 다중 부반송파를 이용하기 위하여 데이터 심볼을 복수의 부반송파에 맵핑하고, 맵핑에 사용되는 부반송파의 주파수 영역상에서 간격은 동일하게 마련될 수 있다.In S220, the mapping unit 220 maps data symbols to be transmitted to subcarriers having different frequency bands. For example, the mapping unit 220 maps data symbols to a plurality of subcarriers in order to use multiple subcarriers having adjacent frequency bands according to the FBMC scheme, and spaces the same on the frequency domain of the subcarriers used for mapping. Can be.
S240에서, 제1 주파수 역 변환부(240)는 부반송파에 맵핑된 데이터 심볼을 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 데이터 심볼을 역 푸리에 변환한다. 예를 들어, 제1 주파수 역 변환부(240)가 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터를 이용하여 주파수 축에서 컨벌루션 하고, 필터와 컨벌루션된 데이터 심볼을 역 푸리에 변환하는 과정은 FBMC 변조 방식을 포함한다.In S240, the first
도 13은 도 11의 실시 예에서 제2 변조 심볼을 생성하는 단계의 확대 흐름도이다.FIG. 13 is an enlarged flowchart of generating a second modulation symbol in the embodiment of FIG. 11; FIG.
S320에서, 간섭 유도부(320)는 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 유도한다. 예를 들어, 간섭 유도부(320)는 데이터 심볼이 변조되어 생성된 제1 변조 심볼들을 시간 축에서 중첩하여 유도된 제1 변조 심볼들의 심볼간 간섭을 유도할 수 있다. S340에서, 선택부(340)는 선택부(340)는 유도된 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역을 선택한다.In S320, the
S360에서, 동기 시퀀스 유도부(360)는 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도한다. 동기 시퀀스 유도부(360)는 설정된 프리앰블이 중첩되는 시간 영역 및 선택된 부반송파 영역을 이용하여 FBMC Effective Channel 행렬로 표현되는 전술한 수학식 1 내지 수학식 8에 따라 동기 시퀀스를 유도할 수 있다.In S360, the synchronization
S380에서, 제2 주파수 역 변환부(380)는 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파에 맵핑된 상기 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 동기 시퀀스를 역 푸리에 변환한다. 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 프로토 타입 필터와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 동기 시퀀스를 역 푸리에 변환하는 과정은 FBMC 변조 방식을 포함함은 전술한 바와 같다.In operation S380, the second frequency
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 수신 방법의 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a data receiving method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 데이터 수신 장치(20)가 수행하는 데이터 수신 방법은 시계열적으로 수행되는 하기의 단계들을 포함한다.The data receiving method performed by the
S500에서, 동기화부(500)는 송신측으로부터 수신된 적어도 하나의 데이터 심볼들이 변조된 변조 심볼들과 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블의 상호 상관(CrossCorrelation)을 기반으로 상기 변조 심볼들의 동기를 획득한다. 동기화부(500)가 송신측으로부터 수신된 변조 심볼들의 동기를 획득하는 구체적인 방법은 전술한 바와 같다. S600에서, 채널 추정부(600)는 변조 심볼들이 송신되는 채널의 주파수 특성에 따른 임펄스 응답을 계산하여 채널의 상태를 추정한다. 채널 추정부(600)가 채널의 상태를 추정 하는 것은 각 채널의 고유한 주파수 특성에 반영된 임펄스 응답을 계산하는 과정을 포함한다.In S500, the
S700에서, 프리앰블 제거부(700)는 동기가 획득된 변조 심볼들에서 상기 변조 심볼들이 송신되는 채널의 임펄스 응답 및 상기 프리앰블의 컨벌루션 연산을 기반으로 상기 변조 심볼들에서 상기 프리앰블을 제거한다. 예를 들어, 프리앰블 제거부(700)는 데이터 송신 장치(10)가 시간축에서 신호 동기를 위하여 중첩하여 송신하는 프리앰블을 제거하고, 데이터 심볼 검출부(800)로 출력할 수 있다. S800에서, 데이터 심볼 검출부(800)는 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 푸리에 변환하여 상기 데이터 심볼들을 검출한다. 데이터 심볼 검출부(800)가 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 복조하여 데이터 심볼을 검출하는 구체적인 방법은 전술한 바와 같다.In S700, the preamble removing unit 700 removes the preamble from the modulation symbols based on the impulse response of the channel through which the modulation symbols are transmitted and the convolution operation of the preamble. For example, the preamble remover 700 may remove the preambles transmitted by the
도 15는 도 14의 실시 예에서 데이터 심볼들을 검출하는 단계의 확대 흐름도이다.15 is an enlarged flowchart of detecting data symbols in the embodiment of FIG. 14.
S820에서, 복조부(820)는 필터의 주파수 응답을 고려하여 상기 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 푸리에 변환하고, 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)의 서로 다른 가중치(Filter Weighted)를 이용하여 푸리에 변환된 변조 심볼들을 복조한다. 예를 들어, 복조부(820)는 프리앰블이 제거된 변조 심볼들을 FBMC 복조(FBMC Demodulation) 기법을 이용하여 복조할 수 있음은 전술한 바와 같다. S840에서, 디맵핑부(840)는 디맵핑부(840)는 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑된 상기 복조된 변조 심볼들을 상기 부반송파의 서로 다른 주파수 대역으로 디맵핑한다. 디맵핑부(840)가 복조된 변조 심볼들을 서로 다른 주파수 대역으로 디맵핑하는 구체적인 방법은 전술한 바와 같으므로 생략한다.In S820, the demodulator 820 performs Fourier transform on the modulation symbols from which the preamble is removed in consideration of the frequency response of the filter, and different weights of the prototype filter, which is a filter having a preset frequency response. Demodulate the Fourier transformed modulation symbols. For example, as described above, the demodulator 820 may demodulate the modulation symbols from which the preamble is removed by using an FBMC demodulation technique. In S840, the demapping unit 840 demaps the demodulated modulation symbols mapped to subcarriers having different frequency bands to different frequency bands of the subcarriers. A detailed method of demapping the demodulated modulation symbols to different frequency bands by the demapping unit 840 is as described above, and thus will be omitted.
도 16은 프리앰블의 종류 및 길이에 따른 데이터 송신 장치(10)의 성능을 비교하는 참고도이다.16 is a reference diagram comparing the performance of the
본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 FBMC-OQAM 또는 FBMC-QAM 시스템하에서 데이터 심볼을 송신하는 경우 프리앰블의 길이에 따른 성능을 하기에서 설명한다. 자원 설정부(100)는 송신 FBMC 신호를 구성하기 위하여 상관(Correlation) 특성이 좋으면서 적응적으로 길이 조절이 가능한 시퀀스를 프리앰블로 설정할 수 있고, 프리앰블 설정을 위한 시퀀스는 Zadoff-Chu 시퀀스(902, 904 및 906) 및 PN 시퀀스(908, 910 및 912)를 포함한다. 본 발명의 자원 설정부(100)가 설정하는 프리앰블 설정을 위한 시퀀스는 전술한 Zadoff-Chu 시퀀스(902, 904 및 906) 및 PN 시퀀스(908, 910 및 912)에 한정 되지 않으며, 시스템 환경에 따른 상관 특성을 고려한 다른 공지의 시퀀스를 사용하여 설정될 수 있다. 본 발명의 데이터 송신 장치(10)의 프리앰블 종류 및 길이에 따른 성능을 측정하기 위하여 부반송파 1024개, 데이터 심볼 수 10, 오버 샘플링 팩터 4 및 Ped-A-Channel 하에서 시뮬레이션 결과 SNR에 따른 RMSE 및 BER은 도 16에 도시된 바와 같다. 데이터 송신 장치(10)가 이용하는 프리앰블의 길이가 길수록, 낮은 SNR에서 RMSE(Root Mean Square Deviation)가 수렴하고, 프리앰블의 길이가 짧을수록 높은 SNR에서 RMSE가 수렴하는 것을 관측할 수 있다. 다만, 길이가 긴 시퀀스를 이용하여 프리앰블을 설정하는 경우 데이터 송신 장치(10)는 많은 수의 부반송파가 필요하고 그 결과 주파수 효율이 떨어질 수 있다. 본 발명의 데이터 송신 장치(10)의 BER(Bit Error Rate)의 경우 프리앰블의 길이 및 종류에 따른 성능 차이가 크지 않고, SNR 가변에 따른 일관된 BER 특성을 나타낸다.When the
도 17은 프리앰블의 종류 및 길이에 따른 데이터 송신 장치(10)의 성능을 비교하는 참고도이다.17 is a reference diagram comparing the performance of the
본 발명의 데이터 송신 장치(10)가 FBMC-QAM 시스템하에서 데이터 심볼을 송신하는 경우 프리앰블의 길이에 따른 성능을 비교하면 도 17과 같다. 데이터 송신 장치(10)가 FBMC-OQAM 시스템 하에서 데이터 심볼을 송신하는 경우와 같이 프리앰블의 길이가 길수록 낮은 SNR에서 RMSE가 수렴하고, BER 성능은 프리앰블의 길이에 따른 변화가 크지 않음을 관측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 데이터 송신 장치(10)는 주파수 효율(Sprectral Efficiency)향상을 위하여 시스템 환경에 따른 적절한 프리앰블의 종류 및 길이의 설정이 바람직하다.When the
상기 표 1은 프리앰블 길이에 따른 본 발명의 자원 이용률을 나타낸다. 데이터 송신 장치(10) 및 데이터 수신 장치(20)의 자원 이용률을 비교하기 위하여 부반송파 1024개 및 데이터 심볼수 10으로 설정하여 시뮬레이션 한 결과, 종래 기법은 동기를 위한 자원 이용률이 10%를 나타내었으나, 제안 발명은 프리앰블 길이가 128, 256, 512인 경우 각각 1.25%, 2.5%, 5%로 종래 기법대비 낮은 자원 이용률을 나타내었다. 따라서, 본 발명의 데이터 송신 장치(10) 및 데이터 수신 장치(20)는 적응적으로 길이 조절이 가능한 프리앰블을 동기화 과정에 적용하여 주파수 효율(Spectral Efficiency) 향상을 꾀할 수 있는 장점이 있다.Table 1 shows the resource utilization rate of the present invention according to the preamble length. In order to compare the resource utilization rates of the
상기 설명된 본 발명의 일 실시예의 방법의 전체 또는 일부는, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 기록 매체의 형태(또는 컴퓨터 프로그램 제품)로 구현될 수 있다. 여기에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.All or part of the method of one embodiment of the present invention described above may be implemented in the form of a computer-executable recording medium (or a computer program product), such as a program module executed by a computer. Here, the computer readable medium may include a computer storage medium (eg, memory, hard disk, magnetic / optical media or solid-state drive, etc.). Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 전체 또는 일부는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하며, 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다.In addition, all or part of the method according to an embodiment of the present invention includes instructions executable by a computer, the computer program including programmable machine instructions processed by a processor, and a high-level programming language. Language, an object-oriented programming language, an assembly language, or a machine language.
본 명세서에서의 부(means) 또는 모듈(Module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다. 다시 말해, 부(means) 또는 모듈(Module)은 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다. Means or modules in the present specification may mean hardware capable of performing functions and operations according to each name described in the present specification, and computer program code capable of performing specific functions and operations. It may also mean an electronic recording medium, for example, a processor or a microprocessor, on which computer program code capable of performing specific functions and operations may be implemented. In other words, a means or module may mean a functional and / or structural combination of hardware for performing the technical idea of the present invention and / or software for driving the hardware.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.Thus, a method according to an embodiment of the present invention may be implemented by executing a computer program as described above by a computing device. The computing device may include at least some of a processor, a memory, a storage device, a high speed interface connected to the memory and a high speed expansion port, and a low speed interface connected to the low speed bus and the storage device. Each of these components are connected to each other using a variety of buses and may be mounted on a common motherboard or otherwise mounted in a suitable manner.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (23)
상기 생성된 변조 심볼들 및 상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신하는 통신부; 를 포함하며,
상기 변조부는 상기 데이터 심볼을 상기 필터를 기반으로 역푸리에 변환하여 제1 변조 심볼을 생성하는 제1 변조부를 포함하고, 상기 변조 심볼들은 상기 제1 변조 심볼을 포함하며,
상기 변조부는 상기 프리앰블이 송신되는 시간영역에서 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 유도된 동기 시퀀스를 상기 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 제2 변조 심볼을 생성하는 제2 변조부를 포함하고, 상기 변조 심볼들은 상기 제2 변조 심볼을 포함하며,
상기 제2 변조부는 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 유도하는 간섭 유도부, 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하는 동기 시퀀스 유도부를 포함하고, 상기 유도된 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.A modulator for inversely Fourier transforming a data symbol to be transmitted and a synchronization sequence for removing intersymbol interference of the data symbol based on at least one filter having a predetermined frequency response to generate at least one modulation symbol; And
A communication unit for superimposing and transmitting the generated modulation symbols and a preamble for synchronization of the data symbols on a time axis; Including;
The modulator includes a first modulator for generating a first modulated symbol by inverse Fourier transforming the data symbol based on the filter, wherein the modulated symbols include the first modulated symbol,
The modulator induces a synchronization sequence for removing intersymbol interference of the first modulation symbol in a time domain in which the preamble is transmitted, and inversely Fourier transforms the derived synchronization sequence based on the filter to convert a second modulation symbol. Generating a second modulation unit, wherein the modulation symbols include the second modulation symbol,
The second modulator may include an interference inducing unit for inducing inter-symbol interference (ISI) of the first modulation symbol overlapping in the time domain in which the preamble is transmitted, and the inter-symbol interference of the first modulation symbol overlapping in the time domain. And a synchronization sequence derivation unit for deriving a synchronization sequence for removing ISI), wherein the second modulation symbol is generated using the derived synchronization sequence.
상기 데이터 심볼, 상기 동기 시퀀스 및 상기 프리앰블을 송신하기 위한 송신 자원을 미리 설정하는 자원 설정부; 를 더 포함하고,
상기 송신 자원은 상기 데이터 심볼 및 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 특성 및 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치. The method of claim 1,
A resource setting unit which presets a transmission resource for transmitting the data symbol, the synchronization sequence, and the preamble; More,
The transmission resource includes at least one of a frequency characteristic of a subcarrier for transmitting the data symbol and the synchronization sequence and a time domain in which the preamble is transmitted.
상기 데이터 심볼은 오프셋 직교 진폭 변조(Offset Quadrature Amplitude Modulation, OQAM)된 데이터 심볼 및 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM )된 데이터 심볼 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 변조부는 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터와 서로 다른 주파수 대역의 부반송파들을 기반으로 필터 뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multicarrier, FBMC)방식을 이용하여 상기 변조 심볼들을 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.The method of claim 1,
The data symbol includes at least one of Offset Quadrature Amplitude Modulation (OQAM) data symbol and Quadrature Amplitude Modulation (QAM) data symbol,
The modulator generates the modulation symbols using a filter bank multicarrier (FBMC) scheme based on a filter having the preset frequency response and subcarriers of different frequency bands.
상기 데이터 심볼을 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑하는 맵핑부; 및
상기 부반송파에 맵핑된 데이터 심볼을 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 데이터 심볼을 역 푸리에 변환하는 제1 주파수 역변환부; 를 더 포함하고,
상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 데이터 심볼을 이용하여 상기 제1 변조 심볼을 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.The method of claim 1, wherein the first modulator
A mapping unit for mapping the data symbols to subcarriers having different frequency bands; And
A first frequency inverse transform that convolves a data symbol mapped to the subcarrier on a frequency axis with a prototype filter, the filter having the preset frequency response, and inverse Fourier transforms the data symbol convolved with the prototype filter part; More,
And generating the first modulation symbol using the data symbol convolved with the prototype filter and inversely Fourier transformed.
상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역을 선택하는 선택부; 및
상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파에 맵핑된 상기 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 동기 시퀀스를 역 푸리에 변환하는 제2 주파수 역변환부; 를 더 포함하고,
상기 선택된 부반송파 영역, 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 심볼간 간섭(ISI)을 이용하여 상기 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.The method of claim 1, wherein the second modulator
A selection unit for selecting a subcarrier region for transmitting the synchronization sequence; And
Convolving the synchronization sequence mapped to the subcarrier for transmitting the synchronization sequence on a frequency axis with a prototype filter, which is a filter having a preset frequency response, and inverse Fourier convolves the synchronization sequence convolved with the prototype filter. A second frequency inverse transform unit to convert; More,
The synchronization sequence is derived by using the selected subcarrier region, the time domain in which the preamble is transmitted, and the inter-symbol interference (ISI) overlapping in the time domain, and is convolutional with the prototype filter and inversely Fourier transformed. And generating the second modulation symbol by using the symmetric symbol.
상기 통신부는 상기 제1 변조 심볼, 상기 제2 변조 심볼 및 상기 프리앰블을 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩하여 전송하고,
상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파는 주파수 영역에서 동일한 간격을 갖는 상기 부반송파의 집합으로 마련되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.The method of claim 1,
The communication unit transmits the first modulation symbol, the second modulation symbol and the preamble by overlapping in the time domain in which the preamble is transmitted.
And a subcarrier for transmitting the synchronization sequence is provided as a set of subcarriers having equal intervals in a frequency domain.
상기 데이터 심볼의 동기를 위한 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 상기 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하여 제2 변조 심볼을 생성하는 단계;
상기 생성된 제1 변조 심볼, 상기 생성된 제2 변조 심볼 및 상기 프리앰블을 시간축에서 중첩하여 송신하는 단계; 및
상기 데이터 심볼, 상기 동기 시퀀스 및 상기 프리앰블을 송신하기 위한 송신 자원을 미리 설정하는 단계를 포함하며,
상기 송신 자원은 상기 데이터 심볼 및 상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파의 주파수 특성 및 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제1 변조 심볼 및 상기 제2 변조 심볼은 상기 송신자원을 이용하여 생성되며,
상기 제2 변조 심볼을 생성하는 단계는 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 유도하는 단계, 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 제1 변조 심볼의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위한 동기 시퀀스를 유도하는 단계를 포함하고, 상기 유도된 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.Generating a first modulation symbol by inverse Fourier transforming a data symbol to be transmitted based on at least one filter having a preset frequency response;
Generating a second modulation symbol by inverse Fourier transforming a synchronization sequence for removing intersymbol interference of the first modulation symbol in a time domain in which a preamble for synchronization of the data symbol is transmitted based on the filter;
Transmitting the generated first modulation symbol, the generated second modulation symbol, and the preamble by overlapping on a time axis; And
Preset transmission resources for transmitting the data symbols, the synchronization sequence, and the preamble,
The transmission resource includes at least one of a frequency characteristic of a subcarrier for transmitting the data symbol and the synchronization sequence and a time domain in which the preamble is transmitted, wherein the first modulation symbol and the second modulation symbol represent the transmission resource. Is generated using
Generating the second modulation symbol includes inducing inter-symbol interference (ISI) of the first modulation symbol that overlaps in the time domain in which the preamble is transmitted, and generating the second modulation symbol that overlaps in the time domain. Deriving a synchronization sequence for canceling inter-symbol interference (ISI), wherein the second modulation symbol is generated using the derived synchronization sequence.
상기 데이터 심볼은 오프셋 직교 진폭 변조(Offset Quadrature Amplitude Modulation, OQAM)된 데이터 심볼 및 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM )된 데이터 심볼 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 적어도 하나의 필터를 기반으로 역 푸리에 변환하는 것은 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터와 서로 다른 주파수 대역의 부반송파들을 기반으로 필터 뱅크 멀티 캐리어(Filter Bank Multicarrier, FBMC)방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.The method of claim 14,
The data symbol includes at least one of Offset Quadrature Amplitude Modulation (OQAM) data symbol and Quadrature Amplitude Modulation (QAM) data symbol,
Inverse Fourier transform based on at least one filter having a predetermined frequency response is based on a filter bank multicarrier (FBMC) scheme based on a filter having the predetermined frequency response and subcarriers of different frequency bands. Data transmission method comprising a.
상기 데이터 심볼을 서로 다른 주파수 대역을 가지는 부반송파에 맵핑하는 단계; 및
상기 부반송파에 맵핑된 데이터 심볼을 상기 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 데이터 심볼을 역 푸리에 변환하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 데이터 심볼을 이용하여 상기 제1 변조 심볼을 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.15. The method of claim 14, wherein generating the first modulation symbol is
Mapping the data symbols to subcarriers having different frequency bands; And
Convolving a data symbol mapped to the subcarrier on a frequency axis with a prototype filter which is a filter having the preset frequency response, and inverse Fourier transforming the data symbol convolved with the prototype filter; More,
And generating the first modulation symbol using the data symbol convolved with the prototype filter and inversely Fourier transformed.
상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파 영역을 선택하는 단계; 및
상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 부반송파에 맵핑된 상기 동기 시퀀스를 미리 설정된 주파수 응답을 가지는 필터인 프로토 타입 필터(Prototype filter)와 주파수 축에서 컨벌루션하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션된 상기 동기 시퀀스를 역 푸리에 변환하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 선택된 부반송파 영역, 상기 프리앰블이 송신되는 시간 영역 및 상기 시간 영역에서 중첩되는 상기 심볼간 간섭(ISI)을 이용하여 상기 동기 시퀀스를 유도하고, 상기 프로토 타입 필터와 컨벌루션되어 역 푸리에 변환된 상기 동기 시퀀스를 이용하여 상기 제2 변조 심볼을 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.15. The method of claim 14, wherein generating the second modulation symbol is
Selecting a subcarrier region for transmitting the synchronization sequence; And
Convolving the synchronization sequence mapped to the subcarrier for transmitting the synchronization sequence on a frequency axis with a prototype filter, which is a filter having a preset frequency response, and inverse Fourier convolves the synchronization sequence convolved with the prototype filter. Converting; More,
The synchronization sequence is derived using the selected subcarrier region, the time domain in which the preamble is transmitted, and the inter-symbol interference (ISI) overlapping in the time domain, and is convolutional with the prototype filter and inversely Fourier transformed. And generating the second modulation symbol by using a data transmission method.
상기 프리앰블을 송신할 시간 영역은 상기 프로토 타입 필터의 임펄스 응답을 고려하여 상기 필터의 계수 크기가 큰 영역으로 선택되고,
상기 동기 시퀀스를 송신하기 위한 상기 부반송파는 주파수 영역에서 동일한 간격을 갖는 상기 부반송파의 집합으로 마련되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.The method of claim 19,
The time domain for transmitting the preamble is selected as a region having a large coefficient size in consideration of an impulse response of the prototype filter.
And the subcarriers for transmitting the synchronization sequence are provided as a set of subcarriers having equal intervals in a frequency domain.
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