KR102085403B1 - Mimo 안테나에 적용되는 fbmc를 이용한 신호 송신 및 수신 장치와 그 방법 - Google Patents

Mimo 안테나에 적용되는 fbmc를 이용한 신호 송신 및 수신 장치와 그 방법 Download PDF

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Abstract

MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 및 수신 장치와 그 방법이 개시된다. 개시된 송신 장치는 입력 신호에 전처리를 수행하는 전처리부; 및 상기 전처리된 신호를 QAM 기반의 FBMC 송신 행렬을 이용하여 송신하는 FBMC송신부를 포함하되, 상기 전처리부는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 오른쪽 특이 벡터 행렬 V를 이용하여 전처리를 수행하는 것을 특징으로 한다. 개시된 장치에 따르면, 필터의 모양을 바꾸지 않으면서 보호 구간 없이 QAM 기반의 FMBC를 MIMO 안테나에 적용 가능한 장점이 있다. 또한, MIMO 안테나에서 부반송파간 간섭과 심볼간 간섭을 모두 제거 가능한 FMBC 송신이 가능한 장점이 있다.

Description

MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 및 수신 장치와 그 방법{Apparatus for Signal Transmitting and Receiving using FBMC applied to MIMO Antenna, and Method Thereof}
본 발명은 신호 송신 및 수신 장치와 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 및 수신 장치와 그 방법에 관한 것이다.
FBMC(Filter-Bank Multicarrier) 시스템은 대역 외 방사가 낮으며 보호 구간이 없이도 다중 경로 페이딩에 강인하여 미래의 이동통신 시스템에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템을 대체할 시스템 중 하나로서 연구되고 있다.
다양한 FBMC 시스템 중, 가장 연구가 많이 되는 시스템은 OQAM(Offset Quadrature Amplitude Modulation) 기반의 FBMC 시스템이다. OQAM 기반의 FBMC 시스템은 실수부와 허수부를 번갈아 전송하여 필터링 된 신호의 중첩에 의해 생기는 고유 간섭을 피하는 시스템이다. 하지만, 이 시스템은 오직 실수 영역에서만 직교 조건을 만족하기 때문에, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 안테나에 적용할 경우 허수 값을 갖는 고유 간섭에 의해 성능 열화가 발생한다.
또한, QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 기반의 FBMC 시스템의 경우에는 두개의 필터를 시용하는데, 하나의 높은 성능의 필터와 그 필터에 직교하는 필터를 이용하여 간섭을 피하게 된다. 하지만, QAM을 MIMO 안테나에 적용할 경우 필터의 모양을 해치기 때문에 FBMC의 기본 장점인 대역 외 방사 성능이 매우 떨어진다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 MIMO 안테나에 적용할 수 있는 QAM 기반의 FBMC를 이용한 신호 송신 및 수신 장치와 그 방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 입력 신호에 전처리를 수행하는 전처리부; 및 상기 전처리된 신호를 QAM 기반의 FBMC 송신 행렬을 이용하여 송신하는 FBMC송신부를 포함하되, 상기 전처리부는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 오른쪽 특이 벡터 행렬 V를 이용하여 전처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치가 제공된다.
상기 입력 신호는 홀수 번호의 부반송파와 짝수 번호의 부반송파 중 어느 하나만을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력 신호에 전력을 할당하는 전력 할당부를 더 포함하되, 상기 전력 할당부는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 대각행렬의 성분을 이용하여 전력을 할당하며, 상기 전처리부는 상기 전력이 할당된 신호에 전처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 전처리된 신호를 직렬로 변환하는 직렬 변환부를 더 포함하되, 상기 FBMC송신부는 상기 직렬로 변환된 신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 전처리부는 하기 수학식에 의해 전처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112017059298645-pat00001
위 수학식에서,
Figure 112017059298645-pat00002
은 전처리된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00003
는 FBMC 송신 행렬의 오른쪽 특이 벡터 행렬이고,
Figure 112017059298645-pat00004
은 입력 신호이다.
상기 전력 할당부는 하기 수학식에 의해 전력을 할당하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112017059298645-pat00005
위 수학식에서,
Figure 112017059298645-pat00006
은 전력이 할당된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00007
은 입력 신호이고,
Figure 112017059298645-pat00008
은 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 대각행렬의 구성 성분이다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, QAM 기반의 FBMC 송신 행렬을 이용하여 송신된 신호를 수신하는 FBMC 수신부; 및 상기 수신된 신호에 후처리를 수행하는 후처리부를 포함하되, 상기 후처리부는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 왼쪽 특이 벡터 행렬 U를 이용하여 후처리를 수행하며, 상기 수신된 신호는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 오른쪽 특이 벡터 행렬 V를 이용하여 전처리가 수행된 후 수신된 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 수신 장치가 제공된다.
상기 송신된 신호는 홀수 번호의 부반송파와 짝수 번호의 부반송파 중 어느 하나만을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신된 신호를 병렬로 변환하는 병렬 변환부를 더 포함하되, 상기 후처리부는 상기 병렬로 변환된 신호에 후처리를 수행하며, 상기 수신된 신호는 직렬로 변환된 후 수신된 것을 특징으로 한다.
상기 후처리부는 하기 수학식에 의해 후처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112017059298645-pat00009
위 수학식에서,
Figure 112017059298645-pat00010
은 후처리된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00011
는 FBMC 송신 행렬의 왼쪽 특이 벡터 행렬이고,
Figure 112017059298645-pat00012
은 수신된 신호이다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, (a)입력 신호에 전처리를 수행하는 단계; 및 (b)상기 전처리된 신호를 QAM 기반의 FBMC 송신 행렬을 이용하여 송신하는 단계를 포함하되, 상기 (b)단계는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 오른쪽 특이 벡터 행렬 V를 이용하여 전처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 송신 방법이 제공된다.
상기 입력 신호는 홀수 번호의 부반송파와 짝수 번호의 부반송파 중 어느 하나만을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a)단계 이전에, (c)상기 입력 신호에 전력을 할당하는 단계를 더 포함하되, 상기 (c)단계는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 대각행렬의 성분을 이용하여 전력을 할당하며, 상기 (a)단계는 상기 전력이 할당된 신호에 전처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기(b)단계 이전에, (d)상기 전처리된 신호를 직렬로 변환하는 단계를 더 포함하되, 상기 (b)단계는 상기 직렬로 변환된 신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a)단계는 하기 수학식에 의해 전처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112017059298645-pat00013
위 수학식에서,
Figure 112017059298645-pat00014
은 전처리된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00015
는 FBMC 송신 행렬의 오른쪽 특이 벡터 행렬이고,
Figure 112017059298645-pat00016
은 입력 신호이다.
상기 (c)단계는 하기 수학식에 의해 전력을 할당하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112017059298645-pat00017
위 수학식에서,
Figure 112017059298645-pat00018
은 전력이 할당된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00019
은 입력 신호이고,
Figure 112017059298645-pat00020
은 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 대각행렬의 구성 성분이다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, (a)QAM 기반의 FBMC 송신 행렬을 이용하여 송신된 신호를 수신하는 단계; 및 (b)상기 수신된 신호에 후처리를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 (b)단계는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 왼쪽 특이 벡터 행렬 U를 이용하여 후처리를 수행하며, 상기 수신된 신호는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 오른쪽 특이 벡터 행렬 V를 이용하여 전처리가 수행된 후 수신된 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 수신 방법이 제공된다.
상기 송신된 신호는 홀수 번호의 부반송파와 짝수 번호의 부반송파 중 어느 하나만을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계 이전에, (c)상기 수신된 신호를 병렬로 변환하는 단계를 더 포함하되, 상기 (b)단계는 상기 병렬로 변환된 신호에 후처리를 수행하며, 상기 수신된 신호는 직렬로 변환된 후 수신된 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계는 하기 수학식에 의해 후처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112017059298645-pat00021
위 수학식에서,
Figure 112017059298645-pat00022
은 후처리된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00023
는 FBMC 송신 행렬의 왼쪽 특이 벡터 행렬이고,
Figure 112017059298645-pat00024
은 수신된 신호이다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따르면, 상기의 FBMC를 이용한 신호 송신 방법 또는 수신 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공된다.
본 발명은 필터의 모양을 바꾸지 않으면서 보호 구간 없이 QAM 기반의 FMBC를 MIMO 안테나에 적용 가능한 장점이 있다.
또한, MIMO 안테나에서 부반송파간 간섭과 심볼간 간섭을 모두 제거 가능한 FMBC 송신이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 QAM 기반의 FBMC를 이용한 신호의 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 수신 장치의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치 및 수신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 수신 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 자세히 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 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. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 QAM 전송 기반의 FBMC를 이용하여 신호를 송수신한다.
도 1은 본 발명의 QAM 기반의 FBMC를 이용한 신호의 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, QAM 기반의 FBMC를 이용한 신호의 송수신 방법은 홀수 번호의 부반송파에는 데이터를 실어 보내지 않고 짝수 번호의 부반송파에는 QAM 데이터를 실어 보낸다. 또한, OQAM 전송 기반의 FBMC와 동일하게 각각의 전송 심볼은 전체 부반송파 길이의 절반의 차이를 두고 중첩하여 전송한다. 이와 같이 전송하게 되면, 수신 측에서는 부반송파간 간섭(Inter-carrier Interference, ICI)은 없고, 심볼 중첩으로 인한 심볼간 간섭(Inter-symbol Interference, ISI)만 존재한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치의 구조도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치는 전력 할당부(110), 전처리부(120), 직렬변환부(130) 및 FBMC송신부(140)를 포함할 수 있다.
전력 할당부(110)는 잡음 증폭 현상을 방지할 수 있도록 입력된 신호를 변환한다. 전력 할당부(110)에서 변환된 신호는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00025
수학식 1에서,
Figure 112017059298645-pat00026
은 전력 할당부(110)에서 변환된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00027
는 전력 할당 행렬이고,
Figure 112017059298645-pat00028
은 입력된 신호이며, 부반송파
Figure 112017059298645-pat00029
이다.
본 발명의 QAM 기반의 FBMC를 이용한 신호의 송수신은 부반송파간 간섭을 피하기 위해 홀수 번호의 부반송파에는 데이터를 실어 보내지 않고 짝수 번호의 부반송파에만 QAM 데이터를 실어 보내므로, 부반송파
Figure 112017059298645-pat00030
은 짝수 번호만 고려할 수 있다.
한편, 본 발명의 QAM 기반의 FBMC 송신에 사용되는 FBMC 송신 행렬에 SVD(Singular Value Decomposition)를 수행하면, 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00031
수학식 2에서,
Figure 112017059298645-pat00032
는 FBMC 송신 행렬이며,
Figure 112017059298645-pat00033
는
Figure 112017059298645-pat00034
의 왼쪽 특이 벡터 행렬이고,
Figure 112017059298645-pat00035
는
Figure 112017059298645-pat00036
의 오른쪽 특이 벡터 행렬이며,
Figure 112017059298645-pat00037
는
Figure 112017059298645-pat00038
대각 행렬이고,
Figure 112017059298645-pat00039
및
Figure 112017059298645-pat00040
는
Figure 112017059298645-pat00041
유니터리 행렬이다. FBMC 송신 행렬의 특징에 의해
Figure 112017059298645-pat00042
와
Figure 112017059298645-pat00043
는 동일하고,
Figure 112017059298645-pat00044
의 모든 구성 성분은 양의 실수이다.
한편, 신호대잡음비(SNR)는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00045
수학식 3에서,
Figure 112017059298645-pat00046
은 신호대잡음비이며,
Figure 112017059298645-pat00047
은 FBMC 채널 계수이고,
Figure 112017059298645-pat00048
은 대각 행렬
Figure 112017059298645-pat00049
의 구성 성분이며,
Figure 112017059298645-pat00050
은 대각 행렬인 전력 할당 행렬
Figure 112017059298645-pat00051
의 구성 성분이다.
그러므로, 잡음 증폭을 최소화하기 위해, 하기 수학식을 만족하는
Figure 112017059298645-pat00052
을 구할 수 있다.
Figure 112017059298645-pat00053
그러므로, 수학식 4에 의해
Figure 112017059298645-pat00054
으로 구할 수 있으며, 전력 할당 행렬
Figure 112017059298645-pat00055
는
Figure 112017059298645-pat00056
로 구성된 대각 행렬이다.
전력 할당부(110)는 상기의 전력 할당 행렬
Figure 112017059298645-pat00057
를 이용하여 신호에 전력 할당을 함으로 FBMC를 이용한 신호 송신 및 수신 과정에서 잡음 증폭 현상을 방지할 수 있게 된다.
전처리부(120)는 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위해 전력 할당부(110)에서 변환된 신호에 전처리를 한다. 전처리부(120)에서 변환된 신호는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00058
수학식 2에서,
Figure 112017059298645-pat00059
은 전처리부(120)에서 변환된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00060
는
Figure 112017059298645-pat00061
의 오른쪽 특이 벡터 행렬이다.
전처리부(120)는
Figure 112017059298645-pat00062
의 오른쪽 특이 벡터 행렬
Figure 112017059298645-pat00063
를 이용하여 전처리를 함으로, 심볼간 간섭(ISI)을 제거할 수 있게 된다.
직렬변환부(130)는 전처리부(120)에서 변환된 신호를 FBMC송신부(140)를 통해 송신하기 위해 병렬에서 직렬로 변환한다.
전처리부(120)에서 변환된 신호는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00064
한편, 직렬변환부(130)에서 직렬로 변환된 신호는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00065
수학식 7에서,
Figure 112017059298645-pat00066
은 직렬로 변환된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00067
은 심볼의 개수이다.
FBMC송신부(140)는 직렬변환부(130)에서 직렬로 변환된 신호를 QAM 기반의 FBMC 를 이용하여 송신한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 수신 장치의 구조도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 수신 장치는 FBMC수신부(210), 병렬변환부(220) 및 후처리부(230)를 포함할 수 있다.
FBMC수신부(210)는 FBMC송신부(140)에 의해 송신되는 신호를 수신한다. FBMC수신부(210)에서 수신된 신호는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00068
수학식 2에서,
Figure 112017059298645-pat00069
는 QAM 기반의 FBMC 송신 행렬이며,
Figure 112017059298645-pat00070
은 수신된 신호이다.
병렬변환부(220)는 FBMC수신부(210)에서 수신된 직렬 신호를 병렬로 변환한다.
FBMC수신부(210)에서 수신된 직렬 신호는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00071
한편, 병렬변환부(220)에서 병렬로 변환된 신호는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00072
수학식 10에서,
Figure 112017059298645-pat00073
은 병렬변환부(220)에서 병렬로 변환된 신호이다.
후처리부(230)에서는 병렬변환부(220)에서 병렬로 변환된 신호에 후처리를 한다. 후처리부(230)에서 변환된 신호는 하기 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00074
수학식 11에서,
Figure 112017059298645-pat00075
은 후처리부(230)에서 변환된 신호이며,
Figure 112017059298645-pat00076
는
Figure 112017059298645-pat00077
의 왼쪽 특이 벡터 행렬이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치 및 수신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 입력된 신호
Figure 112017059298645-pat00078
은 전력 할당부(110)를 거쳐 잡음 증폭이 방지되며, 전처리부(120)를 거쳐 심볼간 간섭이 제거된다. 그리고, 직렬변환부(130)를 통해 직렬로 변환되어 FBMC송신부(140)에 의해 송신된다. 송신된 신호는 FBMC수신부(210)에서 수신되어 병렬변환부(220)에서 다시 병렬로 변환된다. 그 후 후처리부(230)에서의 변환을 통해 원하는 신호
Figure 112017059298645-pat00079
를 얻을 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치 및 수신 장치에 의한 과정은 하기의 수학식과 같다.
Figure 112017059298645-pat00080
수학식 12에서,
Figure 112017059298645-pat00081
은 FBMC송신부(140)와 FBMC수신부(210)의 송수신 과정에서 발생하는 잡음이다. 잡음
Figure 112017059298645-pat00082
은 전력 할당 행렬
Figure 112017059298645-pat00083
에 의해 최소화될 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 송신 방법은 전력 할당 단계(S510), 전처리 단계(S520), 직렬 변환 단계(S530) 및 FBMC 송신 단계(S540)를 포함한다.
전력 할당 단계(S510)는 전력 할당부(110)에서 입력된 신호에 전력을 할당하는 단계이다. 전력 할당부(110)는 수학식 1에 의해 입력된 신호가 변환되며, 잡음의 증폭이 방지된다.
전처리 단계(S520)는 전력 할당부(110)에서 변환된 신호의 심볼간 간섭(ISI)을 제거하기 위하여 전처리 변환을 하는 단계이다. 수학식 5에 의해 신호는 변환된다.
직렬 변환 단계(S530)는 직렬 변환부(130)에서 수학식 6의 병렬 신호를 수학식 7의 직렬 신호로 변환하는 단계이다.
FBMC 송신 단계(S540)는 FBMC 송신부에서 신호를 송신하는 단계이다. 신호는 QAM 방법으로 송신된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 수신 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO 안테나에 적용되는 FBMC를 이용한 신호 수신 방법은 FBMC 수신 단계(S610), 병렬 변환 단계(S620) 및 후처리 단계(S630)를 포함한다.
FBMC 수신 단계(S610)는 FBMC 수신부(210)에서 신호를 수신하는 단계이다. 수신된 신호는 수학식 8과 같다.
병렬 변환 단계(S620)는 병렬 변환부(220)에서 수학식 9의 직렬 신호를 수학식 10의 병렬 신호로 변환하는 단계이다.
후처리 단계(S630)는 후처리부(230)에서 수학식 11을 이용하여 신호를 변환하는 단계이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 FBMC 송신에 사용되는 행렬에 SVD를 수행한 후 얻은 행렬을 이용하여 전력 할당 및 전후처리를 하므로 심볼간 간섭 제거 및 잡음 증폭을 방지한다. 또한, 부반송파들 중 짝수번째와 홀수번째 중 어느 하나에만 데이터를 실어 보내므로, 부반송파들간의 간섭 또한 피할 수 있다. 특히, 본 발명을 이용하면, 필터의 모양을 바꾸지 않으면서 보호 구간 없이 QAM 기반의 FMBC를 MIMO 안테나에 적용 가능하게 된다.
앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 전력 할당부
120: 전처리부
130: 직렬 변환부
140: FBMC송신부
210: FBMC수신부
220: 병렬 변환부
230: 후처리부

Claims (21)

  1. 입력 신호에 전력을 할당하는 전력 할당부;
    상기 전력이 할당된 신호에 전처리를 수행하는 전처리부;
    상기 전처리된 신호를 직렬로 변환하는 직렬 변환부; 및
    상기 직렬로 변환된 신호를 QAM 기반의 FBMC 송신 행렬을 이용하여 송신하는 FBMC송신부를 포함하되,
    상기 전처리부는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 오른쪽 특이 벡터 행렬 V를 이용하여 전처리를 수행하고,
    상기 전력 할당부는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 대각행렬의 성분을 이용하여 전력을 할당하며,
    상기 전처리부는 하기 수학식에 의해 전처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치.
    Figure 112019101829319-pat00114

    위 수학식에서,
    Figure 112019101829319-pat00115
    은 전처리된 신호이며,
    Figure 112019101829319-pat00116
    는 FBMC 송신 행렬의 오른쪽 특이 벡터 행렬이고,
    Figure 112019101829319-pat00117
    은 입력 신호임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 신호는 홀수 번호의 부반송파와 짝수 번호의 부반송파 중 어느 하나만을 이용하는 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 할당부는 하기 수학식에 의해 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 송신 장치.
    Figure 112019101829319-pat00088

    위 수학식에서,
    Figure 112019101829319-pat00089
    은 전력이 할당된 신호이며,
    Figure 112019101829319-pat00090
    은 입력 신호이고,
    Figure 112019101829319-pat00091
    은 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 대각행렬의 구성 성분임.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. (a)입력 신호에 전처리를 수행하는 단계; 및
    (b)상기 전처리된 신호를 QAM 기반의 FBMC 송신 행렬을 이용하여 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 (a)단계는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 오른쪽 특이 벡터 행렬 V를 이용하여 전처리를 수행하고,
    상기(b)단계 이전에, (d)상기 전처리된 신호를 직렬로 변환하는 단계를 더 포함하되, 상기 (b)단계는 상기 직렬로 변환된 신호를 송신하며,
    상기 (a)단계 이전에,
    (c)상기 입력 신호에 전력을 할당하는 단계를 더 포함하되,
    상기 (c)단계는 상기 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 대각행렬의 성분을 이용하여 전력을 할당하며, 상기 (a)단계는 상기 전력이 할당된 신호에 전처리를 수행하고,
    상기 (a)단계는 하기 수학식에 의해 전처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 송신 방법.
    Figure 112019101829319-pat00122

    위 수학식에서,
    Figure 112019101829319-pat00123
    은 전처리된 신호이며,
    Figure 112019101829319-pat00124
    는 FBMC 송신 행렬의 오른쪽 특이 벡터 행렬이고,
    Figure 112019101829319-pat00125
    은 입력 신호임.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 입력 신호는 홀수 번호의 부반송파와 짝수 번호의 부반송파 중 어느 하나만을 이용하는 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 송신 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서,
    상기 (c)단계는 하기 수학식에 의해 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 FBMC를 이용한 신호 송신 방법.
    Figure 112019101829319-pat00100

    위 수학식에서,
    Figure 112019101829319-pat00101
    은 전력이 할당된 신호이며,
    Figure 112019101829319-pat00102
    은 입력 신호이고,
    Figure 112019101829319-pat00103
    은 FBMC 송신 행렬에 SVD를 수행하여 생성된 대각행렬의 구성 성분임.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제11항의 FBMC를 이용한 신호 송신 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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