KR102139720B1 - DFT-s-OFDM TRANSMISSION APPARATUS AND METHOD, AND DFT-s-OFDM RECEPTION APPARATUS AND METHOD FOR SPECTRAL EFFICIENCY IMPROVEMENT IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 양태는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기를 개시하고 있다. 상기 송신기는, M 개의 BPSK 심볼 벡터를 입력받아 L 개 - L은 M보다 작은 자연수임 - 의 부반송파를 사용하기 위해 프루닝된 DFT 매트릭스(pruned DFT matrix)를 사용하여 프리코딩하는 DFT 프리코더(여기서, 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미하며, 퓨리에 변환 함수의 분자 상의 인덱스 i와 관련된 컴포넌트에 (L-1)/2의 항을 포함함) 및 상기 프리코딩된 L 개의 심볼벡터들을 OFDM 신호로 변환하는 OFDM 변조기를 포함한다.One aspect of the present invention discloses a DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system. The transmitter is a DFT precoder that receives M BPSK symbol vectors and precodes using a pruned DFT matrix to use subcarriers of L-L is a natural number less than M (here , The pruned DFT matrix Where i and j are the indices of the rows and columns of the matrix, containing the term of (L-1)/2 in the component related to the index i on the numerator of the Fourier transform function) and the precoded And an OFDM modulator for converting L symbol vectors into OFDM signals.
Description
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 신호를 효율적으로 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for efficiently transmitting and receiving signals in a wireless communication system.
4G 이동통신에서는 상향링크에서는 PAPR(peak-to-average-power ratio)을 낮추기 위해 localized SC-FDMA(single-carrier frequency domain multiple access)의 일종인 DFT-s-OFDM (DFT spread OFDM) 기술을 사용하여 무선 통신을 수행한다. In 4G mobile communication, DFT-s-OFDM (DFT spread OFDM) technology, which is a kind of localized single-carrier frequency domain multiple access (SC-FDMA), is used to lower the peak-to-average-power ratio (PAPR) in the uplink. To perform wireless communication.
또한, 5G 이동통신의 상향링크에서도 PAPR이 큰 문제를 해결하기 위해 종래의 DFT-s-OFDM과 더불어 pi/2-BPSK 심볼을 사용하여 PAPR을 낮추고자 한다. In addition, in order to solve the large problem of PAPR in the uplink of 5G mobile communication, it is intended to lower the PAPR by using pi/2-BPSK symbols together with the conventional DFT-s-OFDM.
하지만, BPSK 심볼의 경우 QPSK 심볼에 비해 주파수 효율이 2배가 낮아진다. 즉, PAPR과 주파수 효율은 서로 상보적인(trade-off) 관계를 갖게 되는데, 5G 이동통신에서 고려하는 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 시스템의 경우, 이러한 부분이 최적화되어 있지 않아 PAPR 이득에 비해 비효율적으로 주파수 효율을 낭비하고 있다. 따라서 주파수 효율과 PAPR의 상보적인(trade-off) 이득을 극대화하는 최적화가 필요하다. However, in the case of the BPSK symbol, the frequency efficiency is reduced by 2 times compared to the QPSK symbol. That is, PAPR and frequency efficiency have a trade-off relationship with each other. In the case of the pi/2-BPSK DFT-s-OFDM system considered in 5G mobile communication, these parts are not optimized, and therefore the PAPR gain In comparison, frequency efficiency is wasted. Therefore, optimization is needed to maximize the frequency efficiency and the trade-off of PAPR.
최근, 순환전치(CP: Cyclic Prefix)와 같은 오버헤드(overhead)를 플렉서블(flexible)하게 신호에 적용할 수 있도록 하는 ZT(zero tail) DFT-s-OFDM이 제안되었다. 이 ZT 기법은 순환전치 대신 보낼 송신 심볼 벡터의 앞부분과 뒷부분에 심볼 대신 0를 전송하는 방법이다. 이렇게 전송할 경우, DFT-s-OFDM의 시간축에서 마치 보호 구간(guard band)과 같은 역할을 하여 IBI(Inter-Block Interference)를 줄여 다중경로 채널에 강인하게 만들어 주고 주파수 축에서는 대역외 방사를 줄여준다. 하지만 이 방법은 심볼 대신 0를 보내기 때문에 주파수 효율이 감소하게 되는 문제점이 있다.. 따라서 주파수 효율을 개선할 수 있는 방법이 요구되는 실정이다.Recently, a zero tail (ZT) DFT-s-OFDM has been proposed that allows an overhead such as a cyclic prefix (CP) to be flexibly applied to a signal. This ZT technique is a method of transmitting zeros instead of symbols at the front and back of a transmission symbol vector to be transmitted instead of a cyclic prefix. When transmitting in this way, it acts as a guard band on the time axis of DFT-s-OFDM, reducing IBI (Inter-Block Interference), making it robust to multipath channels, and reducing out-of-band radiation on the frequency axis. . However, this method has a problem in that frequency efficiency is reduced because 0 is sent instead of a symbol. Therefore, a method for improving the frequency efficiency is required.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 목적은 5G에서 고려하고있는 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 시스템을 보완하여 PAPR이득은 유지하면서 주파수 효율을 높일 수 있는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기 및 수신기를 제공하는 것이다.An object according to an aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is to complement a pi/2-BPSK DFT-s-OFDM system considered in 5G, in a wireless communication system capable of increasing frequency efficiency while maintaining PAPR gain. DFT-s-OFDM transmitter and receiver.
또한, 본 발명의 다른 양태에 따른 목적은 직관적으로 PAPR과 주파수 효율 간의 trade off 관계를 조정 가능한 DFT-s-OFDM 시스템을 제공하는 것이다.In addition, an object according to another aspect of the present invention is to provide a DFT-s-OFDM system that can intuitively adjust the trade-off relationship between PAPR and frequency efficiency.
추가적으로, 본 발명의 또 다른 양태에 따른 목적은, 상기 방법을 활용한 주파수 효율의 손해없이, 그리고 순환전치 없이 다중경로 시스템에 강인하며 대역외 방사가 적은 새로운 ZT(zero tail) DFT-s-OFDM 시스템을 제공하는 것이다.In addition, the object according to another aspect of the present invention is a new ZT (zero tail) DFT-s-OFDM that is robust to a multi-path system and has low out-of-band emission without loss of frequency efficiency and cyclic prefix using the above method. It is to provide a system.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기는, M 개의 BPSK 심볼 벡터를 입력받아 L 개 - L은 M보다 작은 자연수임 - 의 부반송파를 사용하기 위해 프루닝된 DFT 매트릭스(pruned DFT matrix)를 사용하여 프리코딩하는 DFT 프리코더(여기서, 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미하며, 퓨리에 변환 함수의 분자 상의 인덱스 i와 관련된 컴포넌트에 (L-1)/2의 항을 포함함) 및 상기 프리코딩된 L 개의 심볼벡터들을 OFDM 신호로 변환하는 OFDM 변조기를 포함할 수 있다.A DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system according to an aspect of the present invention for achieving the above object receives M BPSK symbol vectors and uses subcarriers of L-L is a natural number less than M- In order to do this, a DFT precoder that precodes using a pruned DFT matrix (where the pruned DFT matrix is Where i and j are the indices of the rows and columns of the matrix, containing the term of (L-1)/2 in the component related to the index i on the numerator of the Fourier transform function) and the precoded And an OFDM modulator for converting L symbol vectors into OFDM signals.
상기 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 산출될 수 있다.The pruned DFT matrix is Can be calculated as
상기 송신기는 상기 프리코딩된 L 개의 심볼벡터들에 대각 행렬()(diagonal matrix)을 곱해주는 스펙트럼 쉐이퍼(spectrum shaper)를 더 포함할 수 있다.The transmitter diagonally matrixes the L symbol vectors of the precoding ( ) (diagonal matrix) may further include a spectrum shaper (spectrum shaper).
상기 대각행렬은 L X 1 벡터로 s0 내지 sL-1을 포함하는 L개의 계수로 구성된 행렬일 수 있다.The diagonal matrix may be a matrix of L coefficients including s 0 to s L-1 as
파워 스펙트럴 밀도를 대칭적으로 하기 위해, 상기 대각행렬의 계수들은 대칭적으로 설정될 수 있다.In order to make the power spectral density symmetric, the coefficients of the diagonal matrix can be set symmetrically.
상기 대각행렬의 계수들은 다음의 제 1 수학식의 조건을 만족할 수 있다.The coefficients of the diagonal matrix may satisfy the following condition of the first equation.
상기 대각행렬의 계수들은 다음의 제 2 수학식의 조건을 만족할 수 있다.The coefficients of the diagonal matrix may satisfy the following condition of the second equation.
상기 송신기는, M 개의 부반송파를 사용하도록, 상기 DFT 프리코더에 (MO-M) 개 - MO는 M보다 큰 자연수임 - 의 제로 패딩된 심볼을 제공하는 제로패딩 심볼 제공기를 더 포함할 수 있다.The transmitter may further include a zero padding symbol provider that provides zero padded symbols of (M O -M)-M O is a natural number greater than M to the DFT precoder to use M subcarriers. have.
상기 송신기는 상기 OFDM 신호에 순환전치(CP: Cyclic Prefix)를 삽입하는 순환전치 삽입기를 더 포함할 수 있다.The transmitter may further include a cyclic prefix inserter to insert a cyclic prefix (CP) into the OFDM signal.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 수신기는, 수신신호를 수신하여 순환전치(CP: Cyclic Prefix)를 제거하는 순환전치 제거기, 상기 순환전치가 제거된 N 개의 심볼벡터에 대해 N개의 DFT 연산을 수행하는 N-point DFT 연산기, DFT 연산을 수행한 N 개의 심볼벡터에 대해 주파수 샘플들을 제거하여 L 개 - L은 N보다 작은 자연수임 - 의 심볼벡터를 출력하는 등화기(equalizer) 및 L 개의 심볼벡터를 입력받아 M 개 - M은 L보다 큰 자연수임 - 의 심볼벡터를 생성하기 위해 프루닝된 IDFT 매트릭스(pruned IDFT matrix)를 사용하여 IDFT 연산을 수행하는 IDFT 연산기를 포함하되, 상기 프루닝된 IDFT 매트릭스는 의 역행렬로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미하며, 퓨리에 변환 함수의 분자 상의 인덱스 i와 관련된 컴포넌트에 (L-1)/2의 항을 포함할 수 있다.DFT-s-OFDM receiver in a wireless communication system according to another aspect of the present invention for achieving the above object, a cyclic prefix remover for receiving a received signal to remove a cyclic prefix (CP: Cyclic Prefix), the cyclic prefix N-point DFT operator that performs N DFT operations on the N symbol vectors from which N is removed, and L samples-N is a natural number less than N-by removing frequency samples for N symbol vectors that have undergone DFT computation. IDFT using a pruned IDFT matrix to generate a symbol vector of an equalizer outputting a symbol vector and L symbol vectors and M-M is a natural number greater than L. An IDFT operator to perform the operation, wherein the pruned IDFT matrix is Represented by the inverse matrix of, where i and j mean the index of the row and column of the matrix, and may include the term of (L-1)/2 in the component related to the index i on the numerator of the Fourier transform function.
상기 수신기는 상기 등화기와 상기 IDFT 연산기 사이에 스펙트럼 쉐이퍼를 더 포함하되, 상기 스펙트럼 쉐이퍼는 상기 L 개의 심볼벡터들에 대각 행렬()(diagonal matrix)을 곱해줄 수 있다.The receiver further includes a spectral shaper between the equalizer and the IDFT operator, wherein the spectral shaper is diagonal to the L symbol vectors ( )(diagonal matrix).
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양태에 따른 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기의 송신 방법은, M 개의 BPSK 심볼 벡터를 입력받아 L 개 - L은 M보다 작은 자연수임 - 의 부반송파를 사용하기 위해 프루닝된 DFT 매트릭스(pruned DFT matrix)를 사용하여 프리코딩하는 단계(여기서, 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미하며, 퓨리에 변환 함수의 분자 상의 인덱스 i와 관련된 컴포넌트에 (L-1)/2의 항을 포함함) 및 상기 프리코딩된 L 개의 심볼벡터들을 OFDM 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.A method of transmitting a DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system according to another aspect of the present invention for achieving the above object, receives M BPSK symbol vectors, L-L is a natural number less than M- Precoding using a pruned DFT matrix to use a subcarrier of (where the pruned DFT matrix is Where i and j are the indices of the rows and columns of the matrix, containing the term of (L-1)/2 in the component related to the index i on the numerator of the Fourier transform function) and the precoded And converting the L symbol vectors into OFDM signals.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 수신기의 수신 방법은, 수신신호를 수신하여 순환전치(CP: Cyclic Prefix)를 제거하는 단계, 상기 순환전치가 제거된 N 개의 심볼벡터에 대해 N개의 DFT 연산을 수행하는 단계, DFT 연산을 수행한 N 개의 심볼벡터에 대해 주파수 샘플들을 제거하여 L 개 - L은 N보다 작은 자연수임 - 의 심볼벡터를 출력하는 단계 및 L 개의 심볼벡터를 입력받아 M 개 - M은 L보다 큰 자연수임 - 의 심볼벡터를 생성하기 위해 프루닝된 IDFT 매트릭스(pruned IDFT matrix)를 사용하여 IDFT 연산을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 프루닝된 IDFT 매트릭스는 의 역행렬로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미하며, 퓨리에 변환 함수의 분자 상의 인덱스 i와 관련된 컴포넌트에 (L-1)/2의 항을 포함할 수 있다.A method of receiving a DFT-s-OFDM receiver in a wireless communication system according to another aspect of the present invention for achieving the above object comprises: receiving a received signal and removing a cyclic prefix (CP), the circulation Performing N DFT operations on N symbol vectors from which the transposition is removed, and removing frequency samples for N symbol vectors on which DFT operation has been performed, thereby removing symbol samples of L-L is a natural number less than N- Including the step of outputting and performing an IDFT operation using a pruned IDFT matrix to generate a symbol vector of M symbols-M is a natural number greater than L by receiving L symbol vectors. However, the pruned IDFT matrix is Represented by the inverse matrix of, where i and j mean the index of the row and column of the matrix, and may include the term of (L-1)/2 in the component related to the index i on the numerator of the Fourier transform function.
본 발명의 DFT-s-OFDM 송신기 및 수신기에 따르면, 송신 신호는 종래 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM과 비슷한 PAPR을 유지하면서도 주파수 효율을 개선시키는 효과가 있다.According to the DFT-s-OFDM transmitter and receiver of the present invention, the transmission signal has an effect of improving frequency efficiency while maintaining PAPR similar to that of the conventional pi/2-BPSK DFT-s-OFDM.
또한, 제로 테일링(zero tailing)을 수행하여 주파수 효율의 손해 없이도 다중경로 채널에서 순환전치 없이 송수신할 수 있으며 대역외 방사 역시 줄이는 효과가 있다.In addition, by performing zero tailing (zero tailing) can be transmitted and received without cyclic prefix in the multipath channel without loss of frequency efficiency, there is also an effect of reducing the out-of-band radiation.
도 1은 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 송신 구조를 도시한 블록도,
도 2는 도1과 equivalent한 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 송신 구조를 도시한 블록도,
도 3은 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 수신 구조를 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 효율적인 DFT-s-OFDM 송신 구조를 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 효율적인 DFT-s-OFDM 수신 구조를 도시한 블록도,
도 6는 도4를 활용한 주파수 효율적인 제로 테일링(zero tailing) DFT-s-OFDM 송신 구조를 도시한 블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 효율적인 DFT-s-OFDM 송신 및 수신 구조를 갖는 기지국 및 단말을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a pi/2-BPSK DFT-s-OFDM transmission structure,
2 is a block diagram showing a pi/2-BPSK DFT-s-OFDM transmission structure equivalent to FIG. 1;
3 is a block diagram showing a pi/2-BPSK DFT-s-OFDM reception structure,
4 is a block diagram showing a frequency-efficient DFT-s-OFDM transmission structure according to an embodiment of the present invention,
5 is a block diagram showing a frequency-efficient DFT-s-OFDM reception structure according to an embodiment of the present invention,
6 is a block diagram showing a frequency-efficient zero tailing DFT-s-OFDM transmission structure using FIG. 4;
7 is a block diagram illustrating a base station and a terminal having a frequency-efficient DFT-s-OFDM transmission and reception structure according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.The present invention can be applied to various changes and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.
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.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제 1, 제 2 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 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and/or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the overall understanding in describing the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 80211 (Wi-Fi), IEEE 80216e (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향 링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-Advanced(LTE-A)는 3GPP LTE의 진화이다. The following technologies include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), and single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA). It can be used in various wireless communication systems. CDMA may be implemented by radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000. TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM)/General Packet Radio Service (GPRS)/Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE). OFDMA may be implemented with wireless technologies such as IEEE 80211 (Wi-Fi), IEEE 80216e (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA). UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). The 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and adopts OFDMA in the downlink and SC-FDMA in the uplink. LTE-Advanced (LTE-A) is an evolution of 3GPP LTE.
기본적으로, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(BS: Base Station)을 포함한다. 각 기지국은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(UE: User Equipment)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.Basically, a wireless communication system includes at least one base station (BS). Each base station provides communication services for a specific geographic area (generally called a cell). The cell can be further divided into a number of regions (called sectors). A user equipment (UE) may be fixed or mobile, and a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device (PDA), a personal digital assistant (PDA), and a wireless modem (wireless modem), handheld device (handheld device) can be called in other terms. A base station generally refers to a fixed station that communicates with a terminal, and may be called other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.Hereinafter, downlink (DL) means communication from a base station to a terminal, and uplink (UL) means communication from a terminal to a base station. In the downlink, the transmitter may be part of the base station, and the receiver may be part of the terminal. In the uplink, the transmitter may be part of the terminal, and the receiver may be part of the base station.
무선 통신 시스템은 MIMO(multiple input multiple output) 시스템, MISO(multiple input single output) 시스템, SISO(single input single output) 시스템 및 SIMO(single input multiple output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.The wireless communication system may be any one of a multiple input multiple output (MIMO) system, a multiple input single output (MISO) system, a single input single output (SISO) system, and a single input multiple output (SIMO) system. The MIMO system uses a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas. The MISO system uses multiple transmit antennas and one receive antenna. The SISO system uses one transmit antenna and one receive antenna. The SIMO system uses one transmit antenna and multiple receive antennas.
이하에서, 무선 통신 시스템은 MIMO 시스템을 가정한다. 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.Hereinafter, the wireless communication system assumes a MIMO system. The transmit antenna means a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream, and the receive antenna means a physical or logical antenna used to receive one signal or stream.
MIMO 시스템의 운영(operation)을 위한 다중 안테나 송수신 기법(scheme)으로서, STBC(Space Time Block Code), SFBC(Space Frequency Block Code), FSTD(frequency switched transmit diversity), CDD(Cyclic Delay Diversity), 공간 다중화, 전송 다이버시티(transmit diversity), PVS(Precoding Vector Switching), 안테나 선택(antenna selection), 안테나 가상화(antenna virtualization), TSTD(time switched transmit diversity) 등이 사용될 수 있다.As a multi-antenna transmission/reception scheme for operation of a MIMO system, Space Time Block Code (STBC), Space Frequency Block Code (SFBC), Frequency switched transmit diversity (FSTD), Cyclic Delay Diversity (CDD), Space Multiplexing, transmit diversity, precoding vector switching (PVS), antenna selection, antenna virtualization, and time switched transmit diversity (TSTD) may be used.
STBC에서 신호는 시간과 공간 영역에서 분리되어 전송되며, 각 안테나별로 수신된 신호들은 최대 우도 결합(Maximum Likelihood Combining) 기법에 의해 결정된다. SFBC는 공간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 효율적으로 적용하여 해당 차원에서의 다이버시티 이득과 다중 사용자 스케줄링 이득까지 모두 확보할 수 있는 기법이다. FSTD는 다중 안테나로 전송되는 신호를 주파수로 구분하는 기법이고, TSTD는 다중 안테나로 전송되는 신호를 시간으로 구분하는 기법이다. CDD는 각 송신안테나간의 경로 지연을 이용하여 다이버시티 이득을 얻는 기법이다. 공간 다중화는 안테나별로 서로 다른 데이터를 전송하여 전송률을 높이는 기법이다. 전송 디이버시티는 서로 다른 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 전송의 신뢰성을 높이는 기법이다. PVS는 전송 다이버시티 기법의 일종으로서, 일정 시간, 슬롯 또는 심벌단위로 프리코딩 벡터(weight)를 스위칭하여, 랜덤한 빔포밍 이득을 얻는 방법이다. 안테나 선택은 신호를 송수신하는 안테나를 채널 상태에 따라 선택하는 기법이고, 안테나 가상화는 수신기에서 전송기의 안테나 개수와 다른 개수의 가상적인 안테나를 통해 신호를 수신하는 효과를 나타내는 기법이다.In STBC, signals are transmitted separately in the time and space domains, and signals received for each antenna are determined by a maximum likelihood combining technique. SFBC is a technique that can secure both diversity gain and multi-user scheduling gain in a corresponding dimension by effectively applying selectivity in a spatial domain and a frequency domain. FSTD is a technique for classifying signals transmitted through multiple antennas by frequency, and TSTD is a technique for classifying signals transmitted through multiple antennas by time. CDD is a technique for obtaining diversity gain by using a path delay between transmission antennas. Spatial multiplexing is a technique of increasing data rates by transmitting different data for each antenna. Transmission diversity is a technique that increases the reliability of transmission by transmitting the same data from different antennas. PVS is a kind of transmission diversity technique, and is a method of obtaining a random beamforming gain by switching a precoding vector (weight) in a predetermined time, slot or symbol unit. Antenna selection is a technique of selecting an antenna for transmitting and receiving a signal according to a channel state, and antenna virtualization is a technique showing an effect of receiving a signal through a virtual antenna having a different number from the number of antennas of the transmitter in the receiver.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 및 5G(5세대 이동통신 서비스로, 28GHz의 초고대역 주파수를 사용하여 4G 이동통신망보다 수백배 이상 빠른 네트워크를 구성)를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.To clarify the description, 3GPP LTE/LTE-A and 5G (5th generation mobile communication service, which constructs a network that is hundreds of times faster than a 4G mobile communication network using an ultra-high-bandwidth frequency of 28 GHz) are mainly described. The technical idea is not limited to this.
도 1은 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 송신 구조를 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 송신기는 좌표회전기(constellation rotation: 110), DFT 프리코더(120), OFDM 변조기(130) 및 순환전치 삽입기(140)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram illustrating a pi/2-BPSK DFT-s-OFDM transmission structure. As shown in FIG. 1, the pi/2-BPSK DFT-s-OFDM transmitter includes a constellation rotation (110), a DFT precoder (120), an OFDM modulator (130), and a cyclic prefix inserter (140). It can contain.
도 1을 참조하면, 일반적인 무선통신 환경의 송수신 모델은 다음의 수학식을 따른다.Referring to FIG. 1, a transmission/reception model of a general wireless communication environment follows the following equation.
여기서, H는 다중 경로 채널(multipath channel)로 Toeplitz matrix이고 N은 AWGN(Additive white Gaussian noise) 잡음 벡터이다.Here, H is a Toeplitz matrix as a multipath channel, and N is an additive white Gaussian noise (AWGN) noise vector.
상기 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 송신기에 있어서, 좌표회전기(110)는 M개의 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 심볼벡터 b 를 수신한다. 좌표회전기(110)는 수신된 심볼벡터를 R(π/2) b 로 좌표를 회전시킨다. R(π/2)는 다음의 수학식을 통해 정의된다.In the pi/2-BPSK DFT-s-OFDM transmitter, the coordinate
좌표회전기(110)를 통과한 pi/2-BPSK 심볼은 DFT 프리코더(120)에서 M-point DFT 프리코딩된 후, OFDM 변조기(130)로 제공된다. DFT 프리코더(120)는 M-point DFT 매트릭스 WM을 이용하여 프리코딩을 수행한다. WM의 컴포넌트(component)들은 다음과 같이 정의된다.The pi/2-BPSK symbol that has passed through the coordinate
여기서, M은 입력 심볼의 갯수를, i,j는 매트릭스의 인덱스를 나타낸다. DFT 프리코더(120)의 출력은 OFDM 변조기(130)의 연속된 부반송파로 입력된다. Here, M represents the number of input symbols and i,j represents the index of the matrix. The output of the DFT precoder 120 is input as a continuous subcarrier of the
OFDM 변조기(130)는 프리코딩된 출력 심볼에 대해 N-point IDFT를 수행한다. 이때, N개의 변조 심볼이 입력되는데, N > M 이므로, 사용되지 않는 IDFT의 입력은 O으로 설정될 수 있다. OFDM 변조기(130)에서 N-point IDFT를 수행한 후, N개의 전송블록들에 대해 일반적인 OFDM과 마찬가지로, 매 전송블록별로 순환전치(CP)가 삽입된다.
도 2는 도1과 equivalent한 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 송신 구조를 도시한 블록도이다. 도 2와 도 1의 송신 구조의 다른점은 좌표회전기(110)와 DFT 프리코더(120)를 하나의 기능블록인 변형된 DFT 프리코더(210)에서 한다는 점이다. FIG. 2 is a block diagram showing a pi/2-BPSK DFT-s-OFDM transmission structure equivalent to FIG. 1; The difference between the transmission structure of FIGS. 2 and 1 is that the coordinate
도 2를 참조하면, 변형된 DFT 프리코더(210)는 의 M-point DFT 매트릭스를 사용하는데, 이는 좌표효전 효과를 합쳐서 DFT를 수행하도록 정의된다. 이는 다음과 같이 정의될 수 있다. 2, the modified
도 3은 pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 수신 구조를 도시한 블록도이다. pi/2-BPSK DFT-s-OFDM 수신기는 순환전치 제거기(310), DFT 연산기(320), 등화기(330) 및 IDFT 연산기(340)를 포함할 수 있다. 3 is a block diagram illustrating a pi/2-BPSK DFT-s-OFDM reception structure. The pi/2-BPSK DFT-s-OFDM receiver may include a
도 3을 참조하면, 수신기는 도 1 또는 도 2의 송신기의 역과정을 수행하는 구조로 볼 수 있다. 순환전치 제거기(310)는 (N+NC) 개의 수신블록에서 순환전치를 제거하고, DFT 연산기(320)는 N-point DFT(WN)를 수행한다. Referring to FIG. 3, the receiver may be viewed as a structure that performs the reverse process of the transmitter of FIG. 1 or 2. The
DFT 연산기(320)의 출력은 1개의 수신심볼을 포함하고, 이는 등화기(330)로 제공된다. 등화기(330)는 1-tap 채널 등화기로 구현될 수 있다. 등화기(330)는 무선채널의 주파수 선택성을 보상하기 위해, N개의 심볼벡터에서 주파수 샘플들을 일 부 제거한다. The output of the
그리고는, M개의 심볼벡터를 IDFT 연산기(340)로 제공한다. IDFT 연산기(340)는 앞서 설명한 의 역행렬을 이용하여 변형된 IDFT 연산을 수행한다. Then, M symbol vectors are provided to the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 효율적인 DFT-s-OFDM 송신 구조를 도시한 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 DFT-s-OFDM 송신기는 DFT 프리코더(410), 스펙트럼 쉐이퍼(420: spectrum shaper), OFDM 변조기(430) 및 순환전치 삽입기(440)를 포함할 수 있다. 4 is a block diagram showing a frequency-efficient DFT-s-OFDM transmission structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the DFT-s-OFDM transmitter according to an embodiment of the present invention includes a
도 4를 참조하면, OFDM 변조기(430)와 순환전치 삽입기(440)는 도 3의 OFDM 변조기(320) 및 순환전치 삽입기(330)와 동일 또는 유사한 기능을 수행한다. Referring to FIG. 4, the
DFT 프리코더(410)는, 변형된 DFT 매트릭스를 프루닝한 변형 DFT 매트릭스(Modified pruned DFT matrix)를 사용하여 프리코딩을 수행한다. 이는 로 표현가능하며, 다음과 같이 정의할 수 있다. The DFT precoder 410 performs precoding using a modified pruned DFT matrix obtained by pruning the modified DFT matrix. this is It can be expressed as and can be defined as follows.
DFT 프리코더(410)에서, 상기의 프루닝된 DFT 매트릭스를 사용하면, M 개의 심볼 입력에 대해 L 개의 심볼이 출력되고, 이때, L은 M보다 작은 자연수로써 사용되는 부반송파(subcarrier)의 수를 의미한다. 즉, 도 2의 시스템에서는, M 개의 BPSK 심볼을 보내는데, M개의 부반송파를 사용하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기에서는, M 개의 BPSK 심볼을 전송할 때, M보다 작은 L 개의 부반송파들을 사용하므로, 주파수 효율을 높일 수 있는 것이다. In the
스펙트럼 쉐이퍼(420)는 프루닝된 변형 DFT 매트릭스를 사용하여 프리코딩된 출력 심볼에 대해 대락행렬(diagonal matrix)()을 곱한다. 이때, s는 L by 1 벡터로 다음과 같이 so, s1, ... , sL-1을 포함하는 L개의 계수로 이루어진다. The
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 구조에서는 임의의 s를 모두 허용하는 것은 아니다. 다음의 조건을 만족하는 s를 계수로 취하는 것이 바람직하다. 조건은 다음의 수학식 7 및 수학식 8로 표현된다.However, in the structure of the transmitter according to an embodiment of the present invention, not all arbitrary s are allowed. It is preferable to take s satisfying the following condition as a coefficient. The condition is expressed by the following equation (7) and (8).
이때, 수학식 7은 계수들(coefficients)이 대칭적(symmetric)일 조건으로 파워 스펙트럴 밀도(power spectral density)를 대칭적(symmetric)이게 설정하기 위한 조건이다. At this time, Equation 7 is a condition for setting the power spectral density to be symmetric under the condition that the coefficients are symmetric.
수학식 8을 만족하는 경우 BPSK 심볼을 ISI(Inter Symbol Interference) 프리(free)하게 전송할 수 있는 나이퀴스트 기준(Nyquist criterion)을 만족하게 되며 주파수 효율이 상승하면서도 수신 성능이 저하되지 않는 효과를 발휘한다.When Equation 8 is satisfied, the Nyquist criterion that can freely transmit the BPSK symbol to ISI (Inter Symbol Interference) is satisfied, and the frequency efficiency increases and the reception performance does not deteriorate. do.
수학식 7, 8을 만족하는 s를 사용하는 경우, 수신 성능에선 차이가 없기 문에 주파수 효율은 L과 M의 비율에 따라 결정된다. 종래 방식의 pi/2-BPSK 심볼을 사용하는 DFT-s-OFDM 시스템 대비 주파수 효율은 수학식 9와 같다. When using s that satisfies Equations 7, 8, there is no difference in reception performance, so the frequency efficiency is determined by the ratio of L and M. Frequency efficiency compared to a DFT-s-OFDM system using a conventional pi/2-BPSK symbol is shown in Equation (9).
예를 들어 M = 48이고 L = 32인 시스템의 경우 종래 시스템보다 같은 대역폭 대비 1.5배 더 많은 심볼을 보낼 수 있다. For example, a system with M = 48 and L = 32 can send 1.5 times more symbols compared to the same bandwidth as the conventional system.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 효율적인 DFT-s-OFDM 수신 구조를 도시한 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 DFT-s-OFDM 수신기는 순환전치 제거기(510), DFT 연산기(520), 등화기(530), 및 스펙트럼 쉐이퍼(540) 및 IDFT 연산기(550)를 포함할 수 있다. 5 is a block diagram showing a frequency-efficient DFT-s-OFDM reception structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the DFT-s-OFDM receiver according to an embodiment of the present invention includes a
도 5를 참조하면, 순환전치 제거기(510), DFT 연산기(520)는 도 3의 순환전치 제거기(310), DFT 연산기(320)와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 다만, 등화기(530)는 N개의 수신심볼을 입력받아, M개가 아닌, M보다 작은 L개의 출력을 스펙트럼 쉐이퍼(540)로 제공한다. Referring to FIG. 5, the
이때, 스펙트럼 쉐이퍼(540)는 앞서 도 4의 스펙트럼 쉐이퍼(420)의 동작에 대응되는 동작을 수행하여, 수학식 7 및 8을 만족하는 계수를 기반으로 하는 대락행렬을 곱해준다. At this time, the
IDFT 연산기(550)는 스펙트럼 쉐이퍼(540)의 출력으로 L개의 심볼을 입력받아, 프루닝된 변환 IDFT 매트릭스를 이용하여 IDFT를 수행한다. 이는 앞선 도 4의 DFT 프리코더(410)의 의 역행렬을 이용하여 IDFT를 수행하는 것이다. 이 경우, L 개의 입력에 대해 M개의 심볼이 출력된다. The
도 6는 도4를 활용한 주파수 효율적인 제로 테일링(zero tailing) DFT-s-OFDM 송신 구조를 도시한 블록도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 ZT DFT-s-OFDM 송신기는 프루닝된 변형 DFT 프리코더(610), 스펙트럼 쉐이퍼(620) 및 OFDM 변조기(630)를 포함할 수 있다. 즉, 순환전치 삽입기가 반드시 요구되지 않는 구조이다. FIG. 6 is a block diagram showing a frequency-efficient zero tailing DFT-s-OFDM transmission structure using FIG. 4. As shown in FIG. 6, the ZT DFT-s-OFDM transmitter according to an embodiment of the present invention may include a pruned modified
도 6을 참조하면, 주파수 효율을 높이는 송수신 구조를 활용한 제로 테일링(zero tailing) 기법이 도 4의 송신기 구조에 추가될 수 있다. 즉, M개의 BPSK 심볼을 보내는데 M개의 부반송파(subcarrier)를 사용하며 총 (MO-M)개의 zero가 패딩(padding)된 심볼을 전송한다. 즉, 전송하고자 하는 송신 심볼 기반의 심볼벡터 b에 (MO-M)개의 zero가 패딩된 심볼을 추가하여, 프루닝된 변형 DFT 프리코더(610)에 입력한다. 그러면, 프로닝된 변형 DFT 매트릭스를 기반으로 하는 연산에 의해, M개의 심볼이 출력되고, 이를 스펙트럼 쉐이핑하여 M 개의 출력 심볼을 획득한다. 그리고는, 획득된 M개의 출력과 (N-M) 개의 0을 입력으로 하여, N-point IDFT를 수행함에 의해, 최종적으로 N개의 출력신호를 생성할 수 있다. Referring to FIG. 6, a zero tailing technique using a transmission/reception structure that increases frequency efficiency may be added to the transmitter structure of FIG. 4. That is, M subcarriers are used to transmit the M BPSK symbols, and a total of (M O -M) zeros are padded symbols. That is, (M O -M) zero padded symbols are added to a symbol vector b based on a transmission symbol to be transmitted and input to the pruned modified
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 ZT DFT-s-OFDM 시스템과 종래의 ZT DFT-s-OFDM 시스템의 주파수 효율은 수학식 10과 같다.The frequency efficiency of the ZT DFT-s-OFDM system and the conventional ZT DFT-s-OFDM system according to an embodiment of the present invention is expressed by Equation (10).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 효율적인 DFT-s-OFDM 송신 및 수신 구조를 갖는 기지국 및 단말을 나타내는 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a base station and a terminal having a frequency-efficient DFT-s-OFDM transmission and reception structure according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 기지국(700)은 프로세서(710: processor), 메모리(720: memory) 및 RF 부(730: RF(radio frequency) unit)를 포함한다. 프로세서(710)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 상술한 도 5의 수신기의 기능은 프로세서(710)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(720)는 프로세서(710)와 연결되어, 프로세서(710)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다. Referring to FIG. 7, the
단말(800)은 프로세서(810), 메모리(820) 및 RF 부(830)를 포함한다. 프로세서(810)는 시간 영역에서 복수의 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 제어정보만이 전송될 수 있는 제어 영역(PUCCH 영역)과 상향링크 제어정보 및 데이터가 함께 전송될 수 있는 데이터 영역(PUSCH 영역)을 포함하는 서브프레임을 구성하고, 상기 서브프레임의 PUSCH 영역에서 상향링크 제어정보 및 데이터를 기지국(700)으로 전송한다. 이때, 상기 상향링크 제어정보는 복수의 전송 안테나를 통해 전송될 수 있다. 상술한 바와 같이 상향링크 제어정보는 유형에 따라 데이터 전송에 사용되는 MIMO 전송 기법 또는 다른 MIMO 전송 기법이 사용될 수 있다. 또한, 데이터 전송에 사용되는 프리코딩과 동일한 프리코딩이 적용된 후 전송될 수 있다. 또한, 상향링크 제어정보는 동일한 제어정보가 랭크 수만큼 반복되거나 서로 다른 제어정보로 다중화되어 전송될 수 있다. 상술한 도 4 또는 도 6의 전송기(400, 600)의 기능은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.The terminal 800 includes a
프로세서(710,810)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(720,820)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(730,830)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(720,820)에 저장되고, 프로세서(710,810)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(720,820)는 프로세서(710,810) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(710,810)와 연결될 수 있다.The
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the drawings and examples, the protection scope of the present invention is not meant to be limited by the drawings or examples, and those skilled in the art will think of the present invention described in the following claims And it will be understood that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the scope.
Claims (13)
M 개의 BPSK 심볼 벡터를 입력받아 L 개 - L은 M보다 작은 자연수임 - 의 부반송파를 사용하기 위해 프루닝된 DFT 매트릭스(pruned DFT matrix)를 사용하여 프리코딩하는 DFT 프리코더, 여기서, 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미함; 및
상기 프리코딩된 L 개의 심볼벡터들을 OFDM 신호로 변환하는 OFDM 변조기를 포함하되,
상기 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 산출되는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기.In a DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system,
A DFT precoder that receives M BPSK symbol vectors and precodes them using a pruned DFT matrix to use subcarriers of L-L is a natural number less than M. DFT matrix , Where i and j mean the index of the row and column of the matrix; And
Includes an OFDM modulator for converting the pre-coded L symbol vectors into OFDM signals,
The pruned DFT matrix is DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system calculated with.
상기 프리코딩된 L 개의 심볼벡터들에 대각 행렬()(diagonal matrix)을 곱해주는 스펙트럼 쉐이퍼(spectrum shaper)를 더 포함하는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기.According to claim 1,
A diagonal matrix (L) of the precoded L symbol vectors ) (diagonal matrix) DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system further comprising a spectrum shaper (spectrum shaper).
상기 대각행렬은 L X 1 벡터로 s0 내지 sL-1을 포함하는 L개의 계수로 구성된 행렬인 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기.The method of claim 3,
The diagonal matrix is a DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system that is a matrix of L coefficients including s 0 to s L-1 as LX 1 vectors.
파워 스펙트럴 밀도를 대칭적으로 하기 위해, 상기 대각행렬의 계수들은 대칭적으로 설정되는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기.The method of claim 4,
DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system in which the coefficients of the diagonal matrix are symmetrically set to make power spectral density symmetric.
상기 대각행렬의 계수들은 다음의 제 1 수학식의 조건을 만족하는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기.
The method of claim 5,
The coefficients of the diagonal matrix are DFT-s-OFDM transmitters in a wireless communication system satisfying the following condition of the first equation.
상기 대각행렬의 계수들은 다음의 제 2 수학식의 조건을 만족하는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기.
The method of claim 6,
The coefficients of the diagonal matrix are DFT-s-OFDM transmitters in a wireless communication system satisfying the following condition of the second equation.
M 개의 BPSK 심볼 벡터 및 (MO-M) 개 - MO는 M보다 큰 자연수임 - 의 제로 패딩된 심볼을 입력받아 M 개의 부반송파를 사용하기 위해 프루닝된 DFT 매트릭스(pruned DFT matrix)를 사용하여 프리코딩하는 DFT 프리코더, 여기서, 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미함;
상기 프리코딩된 M 개의 심볼벡터들을 OFDM 신호로 변환하는 OFDM 변조기; 및
상기 DFT 프리코더에 상기 (MO-M) 개의 제로 패딩된 심볼을 제공하는 제로패딩 심볼 제공기를 포함하되,
상기 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 산출되는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기.In a DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system,
Pruned DFT matrix is used to use M subcarriers after receiving the zero padded symbols of M BPSK symbol vectors and (M O -M)-M O is a natural number greater than M Precoding DFT precoder, where the pruned DFT matrix is , Where i and j mean the index of the row and column of the matrix;
An OFDM modulator for converting the precoded M symbol vectors into an OFDM signal; And
A zero padding symbol provider providing the (M O -M) zero padded symbols to the DFT precoder,
The pruned DFT matrix is DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system calculated with.
상기 OFDM 신호에 순환전치(CP: Cyclic Prefix)를 삽입하는 순환전치 삽입기를 더 포함하는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신기.According to claim 1,
A DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system further comprising a cyclic prefix inserter to insert a cyclic prefix (CP) into the OFDM signal.
수신신호를 수신하여 순환전치(CP: Cyclic Prefix)를 제거하는 순환전치 제거기;
상기 순환전치가 제거된 N 개의 심볼벡터에 대해 N개의 DFT 연산을 수행하는 N-point DFT 연산기;
DFT 연산을 수행한 N 개의 심볼벡터에 대해 주파수 샘플들을 제거하여 L 개 - L은 N보다 작은 자연수임 - 의 심볼벡터를 출력하는 등화기(equalizer); 및
L 개의 심볼벡터를 입력받아 M 개 - M은 L보다 큰 자연수임 - 의 심볼벡터를 생성하기 위해 프루닝된 IDFT 매트릭스(pruned IDFT matrix)를 사용하여 IDFT 연산을 수행하는 IDFT 연산기를 포함하되,
상기 프루닝된 IDFT 매트릭스는 의 역행렬로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미하며,
상기 프루닝된 IDFT 매트릭스는 의 역행렬로 산출되는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 수신기.In the DFT-s-OFDM receiver in a wireless communication system,
A cyclic prefix remover that receives a received signal and removes a cyclic prefix (CP);
An N-point DFT operator performing N DFT operations on N symbol vectors from which the cyclic prefix is removed;
An equalizer that outputs symbol vectors of L-L is a natural number less than N by removing frequency samples for N symbol vectors that have undergone DFT calculation; And
Includes an IDFT operator that performs IDFT calculation using a pruned IDFT matrix to generate a symbol vector of M symbols-M is a natural number greater than L, receiving L symbol vectors,
The pruned IDFT matrix is Is represented by the inverse matrix, where i and j mean the index of the row and column of the matrix,
The pruned IDFT matrix is DFT-s-OFDM receiver in a wireless communication system calculated with an inverse matrix of.
상기 등화기와 상기 IDFT 연산기 사이에 스펙트럼 쉐이퍼를 더 포함하되,
상기 스펙트럼 쉐이퍼는 상기 L 개의 심볼벡터들에 대각 행렬()(diagonal matrix)을 곱해주는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 수신기.The method of claim 10,
Further comprising a spectral shaper between the equalizer and the IDFT operator,
The spectral shaper is a diagonal matrix of the L symbol vectors ( DFT-s-OFDM receiver in a wireless communication system that multiplies (diagonal matrix).
M 개의 BPSK 심볼 벡터를 입력받아 L 개 - L은 M보다 작은 자연수임 - 의 부반송파를 사용하기 위해 프루닝된 DFT 매트릭스(pruned DFT matrix)를 사용하여 프리코딩하는 단계, 여기서, 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미함; 및
상기 프리코딩된 L 개의 심볼벡터들을 OFDM 신호로 변환하는 단계를 포함하되,
상기 프루닝된 DFT 매트릭스는 로 산출되는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 송신 방법.A method for transmitting a DFT-s-OFDM transmitter in a wireless communication system,
Precoding using a pruned DFT matrix to use the subcarriers of L-L is a natural number less than M-receiving M BPSK symbol vectors, wherein the pruned DFT matrix The , Where i and j mean the index of the row and column of the matrix; And
And converting the precoded L symbol vectors into OFDM signals,
The pruned DFT matrix is DFT-s-OFDM transmission method in a wireless communication system calculated by.
수신신호를 수신하여 순환전치(CP: Cyclic Prefix)를 제거하는 단계;
상기 순환전치가 제거된 N 개의 심볼벡터에 대해 N개의 DFT 연산을 수행하는 단계;
DFT 연산을 수행한 N 개의 심볼벡터에 대해 주파수 샘플들을 제거하여 L 개 - L은 N보다 작은 자연수임 - 의 심볼벡터를 출력하는 단계; 및
L 개의 심볼벡터를 입력받아 M 개 - M은 L보다 큰 자연수임 - 의 심볼벡터를 생성하기 위해 프루닝된 IDFT 매트릭스(pruned IDFT matrix)를 사용하여 IDFT 연산을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 프루닝된 IDFT 매트릭스는 의 역행렬로 표현되고, 여기서, i 및 j는 매트릭스의 행 및 열의 인덱스를 의미하며,
상기 프루닝된 IDFT 매트릭스는 의 역행렬로 산출되는 무선통신 시스템에서의 DFT-s-OFDM 수신 방법.
A method for receiving a DFT-s-OFDM receiver in a wireless communication system,
Removing a cyclic prefix (CP) by receiving a received signal;
Performing N DFT operations on the N symbol vectors from which the cyclic prefix is removed;
Outputting a symbol vector of L-L is a natural number less than N by removing frequency samples for N symbol vectors that have undergone DFT calculation; And
And performing IDFT operations using a pruned IDFT matrix to generate a symbol vector of M symbols, where M is a natural number greater than L, after receiving L symbol vectors,
The pruned IDFT matrix is Is represented by the inverse matrix, where i and j mean the index of the row and column of the matrix,
The pruned IDFT matrix is DFT-s-OFDM reception method in a wireless communication system calculated with an inverse matrix of.
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'Generalized DFT-Spread-OFDM as 5G Waveform', IEEE Communications Magazine ( Volume: 54 , Issue: 11 , November 2016 ) |
'On the Potential of OFDM Enhancements as 5G Waveforms', 2014 IEEE 79th Vehicular Technology Conference (VTC Spring) |
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R.Nissel, "Pruned DFT-Spread FBMC: Low PAPR, Low Latency, High Spectral Efficiency ", IEEE Transactions on Communications ( Volume: 66 , Issue: 10 , Oct. 2018 ) |
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