KR102177927B1 - 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법 및 장치 - Google Patents

필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법이 제시된다. 본 발명에서 제안하는 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법은 QAM-FBMC(Quadrature Amplitude Modulation-Filter Bank Multi Carrier) 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내는 단계, 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 조건에 따라 수신 결합 필터를 설계하는 단계 및 설계된 수신 결합 필터에 따른 송신 펄스 형성 필터를 설계하는 단계를 포함한다.

Description

필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법 및 장치{Method and Apparatus for Transceiver Filter Design for Minimizing the Self-Interference of FBMC}
본 발명은 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법 및 장치에 관한 것이다.
CP-OFDM 은 LTE, WiFi 등 매우 많은 어플리케이션에서 쉽게 적용할 수 있고, MIMO 기술과 같은 복잡한 시그널 프로세싱을 쉽게 도입할 수 있는 장점이 있다.
그러나, CP-OFDM 은 사각 파형의 심볼로 인해 주파수 도메인에서 대역 외 방출 특성이 높고, 따라서 주파수 제한 특성이 좋지 않기 때문에 LTE 에서도 상당한 수의 가드 밴드를 배정하게 되어 대역폭 효율(bandwidth efficiency)에 손해를 입고 있다. 더욱이 OFDM 시스템의 ISI 에 의한 직교성 손실을 방지하기 위해 CP 를 사용하므로, 시간 축에서도 손실이 강제된다. 이러한 CP-OFDM 의 성질은 다음 세대의 무선 통신 환경에서 요구하는 유연성을 만족하지 못하고 있다. 특히, NB-IoT 와 같은 비동기 환경에서 시간 및 주파수 지역화 특성이 부족한 OFDM 의 입장에서는 직교성의 손실을 피할 수 없다. 이에 따라, 시간 및 주파수 지역화 특성과 직교성을 동시에 만족할 수 있는 새로운 파형 기술이 제안되고 있다.
새로운 파형 기술에 대한 선택된 후보로서 OQAM-FBMC 가 있다. FBMC 는 서브캐리어 당 필터를 각각 적용하여 주파수 제한 특성을 좋게 하고, 유연한 파형 설계를 가능하게 하여 다양한 시나리오를 만족할 수 있다. PHYDYAS 프로젝트 이후 강력한 주제로 제안되어 온 OQAM-FBMC 는 OQAM 변조를 적용하여 실수 축에서의 직교성을 달성하며 성능 면에서 OFDM 과 동일하다. 이러한 실수 축에서의 직교성은 실제적인 복소 채널을 격거나 MIMO 기법을 적용하게 되면 허수 부의 남은 간섭이 침범하여 직교성을 훼손시킨다. 때문에 OQAM-FBMC 에서는 이러한 간섭을 다루기 위한 추가적인 복잡한 송수신 구조가 필요하다.
OQAM-FBMC 의 간섭 문제를 해결하기 위하여 QAM-FBMC 기법이 제안되었다. 최근의 연구에서, 필터 계수의 전역 최적화를 통해 일반적인 나이키스트(Nyquist) 조건을 최대한 만족할 수 있는 QAM-FBMC 필터 설계가 제안되었다. 이 필터 설계에서는 필터 직교성과 주파수 제한 특성을 위한 주파수 감소 비율이 서로 트레이드오프 관계에 있으며, 이를 동시에 만족하는 것은 불가능하다. 추가적으로 다중 필터 뱅크 시스템에 각각 다른 필터 베이스를 적용하는 방식으로 더욱 높은 필터 직교성을 달성키도 하였다. 이러한 필터 설계를 통한 QAM-FBMC 시스템은 어느 정도의 직교성과 높은 주파수 제한 특성을 보장하지만, 필터가 완벽한 직교성을 가지지는 못하므로, 남은 간섭 성분에 의해 성능의 한계가 존재하게 된다.
기존의 QAM-FBMC 시스템을 위한 필터 설계는 송신 필터와 수신 필터의 프로토타입 필터를 동일하게 결정하는 정합 필터(matched filter)를 사용한다. 이 프로토타입 필터는 송수신 필터의 내재 신호 대 간섭 비율(Self-Signal-to-Interference Ratio; Self-SIR)을 최대화 하도록 전역 최적화 기법을 통해 설계되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 송신 펄스 형성 필터의 프로토타입 필터와, 수신 결합 필터의 프로토타입 필터가 동일하게 사용하지 않을 경우에 대하여, 신호의 간섭 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean-Squared-Error)의 방식으로 수신 결합 필터를 설계하고, 수신 결합 필터를 송신 펄스 형성 필터의 식으로 나타낼 수 있는 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법은 QAM-FBMC(Quadrature Amplitude Modulation-Filter Bank Multi Carrier) 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내는 단계, 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 조건에 따라 수신 결합 필터를 설계하는 단계 및 설계된 수신 결합 필터에 따른 송신 펄스 형성 필터를 설계하는 단계를 포함한다.
QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내는 단계는 QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 송신 신호의 쌓인 벡터 표현 및 수신 신호의 쌓인 벡터 표현을 이용하여 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타낸다.
신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 조건에 따라 수신 결합 필터를 설계하는 단계는 송신 펄스 형성 필터의 프로토타입 필터와 수신 결합 필터의 프로토타입 필터를 동일하지 않게 사용하고, 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE의 방식으로 수신 결합 필터를 설계한 후, 수신 결합 필터를 송신 펄스 형성 필터의 식으로 나타낸다.
설계된 수신 결합 필터에 따른 송신 펄스 형성 필터를 설계하는 단계는 수신 결합 필터 및 송신 펄스 형성 필터의 내재 신호 대 간섭 비율(Self-Signal to Interference Ratio; Self-SIR)을 최대화 하기 위해 전역 최적화 기법을 통해 설계한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터는 QAM-FBMC(Quadrature Amplitude Modulation-Filter Bank Multi Carrier) 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내는 모델링부, 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 조건에 따라 설계되는 수신 결합 필터 및 설계된 수신 결합 필터에 따라 설계되는 송신 펄스 형성 필터를 포함한다.
모델링부는 QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 송신 신호의 쌓인 벡터 표현 및 수신 신호의 쌓인 벡터 표현을 이용하여 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타낸다.
수신 결합 필터는 송신 펄스 형성 필터의 프로토타입 필터와 수신 결합 필터의 프로토타입 필터를 동일하지 않게 사용하고, 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE의 방식으로 수신 결합 필터를 설계한 후, 수신 결합 필터를 송신 펄스 형성 필터의 식으로 나타낸다.
송신 펄스 형성 필터는 수신 결합 필터 및 송신 펄스 형성 필터의 내재 신호 대 간섭 비율(Self-Signal to Interference Ratio; Self-SIR)을 최대화 하기 위해 전역 최적화 기법을 통해 설계된다.
본 발명의 실시예들에 따르면 송신 및 수신 필터의 관계식을 고려하여 전역 최적화 기법 및 제약 조건을 사용해 필터를 설계하고, 송신 필터와 수신 필터를 동일하게 사용하는 정합 필터에 비해 더 높은 self-SIR과 더 개선된 BER 성능을 보일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM-FBMC 송신 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터의 시뮬레이션 결과 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제안하는 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법은 QAM-FBMC(Quadrature Amplitude Modulation-Filter Bank Multi Carrier) 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내는 단계(110), 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 조건에 따라 수신 결합 필터를 설계하는 단계(120) 및 설계된 수신 결합 필터에 따른 송신 펄스 형성 필터를 설계하는 단계(130)를 포함한다.
단계(110)에서, QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타낸다. QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 송신 신호의 쌓인 벡터 표현 및 수신 신호의 쌓인 벡터 표현을 이용하여 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따른 QAM-FBMC 의 시스템에서 기존의 송신과 수신 프로토타입 필터를 동일하게 사용하는 대신, 송신과 수신 프로토타입 필터를 서로 다르게 사용하는 방식을 이용한다.
단계(120)에서, 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE 조건에 따라 수신 결합 필터를 설계한다. 송신 펄스 형성 필터의 프로토타입 필터와 수신 결합 필터의 프로토타입 필터를 동일하지 않게 사용하고, 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE의 방식으로 수신 결합 필터를 설계한 후, 수신 결합 필터를 송신 펄스 형성 필터의 식으로 나타낸다.
단계(130)에서, 설계된 수신 결합 필터에 따른 송신 펄스 형성 필터를 설계한다. 수신 결합 필터 및 송신 펄스 형성 필터의 내재 신호 대 간섭 비율을 최대화 하기 위해 전역 최적화 기법을 통해 필터 계수를 결정하고 송신 펄스 형성 필터를 설계한다. 아래에서 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM-FBMC 송신 구조를 나타내는 도면이다.
QAM-FBMC 의 간섭 시스템을 모델링 하기 위하여, QAM-FBMC 시스템을 행렬로 표현할 필요가 있다.
먼저 송신 신호의 쌓인 벡터 표현(stacked matrix representation)을 나타내는 과정을 설명한다.
Figure 112019010036914-pat00001
번째 시간 도메인 송신 신호 벡터
Figure 112019010036914-pat00002
를 표현하면,
Figure 112019010036914-pat00003
로 나타낼 수 있고, 여기서
Figure 112019010036914-pat00004
는 데이터 심볼 벡터(data symbol vector)(Mx1),
Figure 112019010036914-pat00005
는 주파수 도메인 필터 계수 행렬(frequency domain filter coefficient matrix)(NxM),
Figure 112019010036914-pat00006
는 N-포인트 DFT 행렬(N-point DFT matrix)(NxN),
Figure 112019010036914-pat00007
는 확장된 FFT 사이즈(extended FFT size), L은 오버랩핑 팩터를 나타낸다.
오버랩(Overlap) + 합(sum)을 고려할 때
Figure 112019010036914-pat00008
번째 중첩된 송신 신호를 정리하면 다음과 같다.
Figure 112019010036914-pat00009
여기서,
Figure 112019010036914-pat00010
는 오버랩-합(Overlap-and-sum) 구조에 의해
Figure 112019010036914-pat00011
번째 송신 신호에 중첩되는 심볼의 데이터를 횡으로 쌓은 벡터이고,
Figure 112019010036914-pat00012
와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019010036914-pat00013
는 각 데이터 값에 대한 송신 펄스 형성 필터이고,
Figure 112019010036914-pat00014
와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019010036914-pat00015
이고,
Figure 112019010036914-pat00016
는 업샘플링-주파수 도메인(upsampled-frequency domain) QAM-FBMC 필터링 행렬(filtering matrix)이다.
Figure 112019010036914-pat00017
이고,
Figure 112019010036914-pat00018
은 프로토타입의 업샘플링 주파수 도메인 계수이고,
Figure 112019010036914-pat00019
는
Figure 112019010036914-pat00020
의 k번째 요소,
Figure 112019010036914-pat00021
는 시간-도메인 필터링 행렬이고, 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Figure 112019010036914-pat00022
위 정의에서
Figure 112019010036914-pat00023
의 컴포넌트
Figure 112019010036914-pat00024
를 정리하면 다음과 같다:
Figure 112019010036914-pat00025
여기서,
Figure 112019010036914-pat00026
는
Figure 112019010036914-pat00027
을 m번째 콜룸 벡터로 가진
Figure 112019010036914-pat00028
행렬,
Figure 112019010036914-pat00029
는
Figure 112019010036914-pat00030
을 n 번째 요소로 가진
Figure 112019010036914-pat00031
행렬,
Figure 112019010036914-pat00032
는 주파수 도메인 프로토타입 필터
Figure 112019010036914-pat00033
의 시간 도메인 신호(
Figure 112019010036914-pat00034
의 n 번째 요소)를 나타낸다.
다음으로, 수신 신호의 쌓인 벡터 표현을 나타내는 과정을 설명한다.
채널을 통과한
Figure 112019010036914-pat00035
번째 수신 신호
Figure 112019010036914-pat00036
는 다음과 같다:
Figure 112019010036914-pat00037
여기서,
Figure 112019010036914-pat00038
는 시간-도메인 컨볼루션 행렬(time-domain convolution matrix)(circular convolution, Toeplitz matrix)
Figure 112019010036914-pat00039
이고,
Figure 112019010036914-pat00040
는 AWGN 벡터이다.
수신 결합 필터
Figure 112019010036914-pat00041
를 거친
Figure 112019010036914-pat00042
번째 수신 심볼
Figure 112019010036914-pat00043
는 다음과 같다:
Figure 112019010036914-pat00044
여기서,
Figure 112019010036914-pat00045
는
Figure 112019010036914-pat00046
는 설계 대상인 심볼 들에 대한 수신 결합 필터이다.
수신 결합 필터의 MMSE 조건은, 먼저 가산 노이즈(additive noise)를 고려한다. 심볼 인덱스
Figure 112019010036914-pat00047
를 생략하여 표기하면 다음과 같고,
Figure 112019010036914-pat00048
전개과정은 다음과 같다:
Figure 112019010036914-pat00049
제곱 에러(Squared error)
Figure 112019010036914-pat00050
를 각 컴포넌트 별로 분리하면 다음과 같이 나타낼 수 있고,
Figure 112019010036914-pat00051
대입하여 정리하면,
Figure 112019010036914-pat00052
Figure 112019010036914-pat00053
행렬 A 는
Figure 112019010036914-pat00054
으로 SVD에 의해 분해될 수 있으므로, 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Figure 112019010036914-pat00055
Figure 112019010036914-pat00056
를 최소화 하기 위해서는, non-negative 인 첫 텀(term)을 줄이는 것이 최선이므로, 첫 텀을 제로로 설정하면,
Figure 112019010036914-pat00057
이고, 결과적으로
Figure 112019010036914-pat00058
이고,
채널
Figure 112019010036914-pat00059
가 항등 행렬(identity matrix)일 때를 가정하면(AWGN Only),
Figure 112019010036914-pat00060
이 된다.
다음으로, 송신 필터를 설계한다.
송신 필터는 기본적으로 self-SIR(
Figure 112019010036914-pat00061
)가 최대화 되어야 하며, 다음의 제한 조건들이 추가된 최적화 문제로 정의된다:
Figure 112019010036914-pat00062
여기서,
Figure 112019010036914-pat00063
는 설계 타겟 주파수 영역 프로토타입 필터
Figure 112019010036914-pat00064
의 시간 영역 신호이다(
Figure 112019010036914-pat00065
의 n 번째 요소).
종래기술에서는 수신 필터를 정합 필터(matched filter)로 사용하여, 전체 필터(overall filter)를 다음과 같이 정의하였다:
Figure 112019010036914-pat00066
Figure 112019010036914-pat00067
하지만, 본 발명에서는 수신 필터가 달라지므로, self-SIR 에 대한 정의가 달라진다:
Figure 112019010036914-pat00068
전역 최적화 기법을 통해 필터를 설계하였으며, 실시예에 따라 설계된 필터 계수의 예는 아래 표와 같다. 이때, 허용 오차 파라미터(torelance)는
Figure 112019010036914-pat00069
이다.
Figure 112019010036914-pat00070
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터의 구성을 나타내는 도면이다.
필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터(300)는 모델링부(310), 수신 결합 필터(320), 송신 펄스 형성 필터(330)를 포함한다. 모델링부(310), 수신 결합 필터(320), 송신 펄스 형성 필터(330)는 도 1의 단계들(110~130)을 수행하기 위해 구성될 수 있다.
모델링부(310)는 QAM-FBMC(Quadrature Amplitude Modulation-Filter Bank Multi Carrier) 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타낸다. QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 송신 신호의 쌓인 벡터 표현 및 수신 신호의 쌓인 벡터 표현을 이용하여 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따른 QAM-FBMC 의 시스템에서 기존의 송신과 수신 프로토타입 필터를 동일하게 사용하는 대신, 송신과 수신 프로토타입 필터를 서로 다르게 사용하는 방식을 이용한다.
수신 결합 필터(320)는 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 조건에 따라 설계된다. 송신 펄스 형성 필터의 프로토타입 필터와 수신 결합 필터의 프로토타입 필터를 동일하지 않게 사용하고, 신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE의 방식으로 수신 결합 필터를 설계한 후, 수신 결합 필터를 송신 펄스 형성 필터의 식으로 나타낸다.
송신 펄스 형성 필터(330)는 설계된 수신 결합 필터에 따라 설계된다. 수신 결합 필터 및 송신 펄스 형성 필터의 내재 신호 대 간섭 비율을 최대화 하기 위해 전역 최적화 기법을 통해 필터 계수를 결정하고 송신 펄스 형성 필터를 설계한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터의 시뮬레이션 결과 그래프이다.
시뮬레이션 환경은, 송신 필터는 TYPE D(
Figure 112019010036914-pat00071
), TYPE N00, N03, N06을 이용하고, 수신 필터는 아래와 같은 정합 필터가 아닌 MMSE 필터를 사용한다:
Figure 112019010036914-pat00072
AWGN 채널을 이용하고, 반송파 수 M = 64 이다. 오버랩핑 팩터(Overlapping factor) L = 4 이고, QPSK 변조를 이용한다.
송신 펄스 형성 필터의 프로토타입 필터와, 수신 결합 필터의 프로토타입 필터가 동일하게 사용하지 않을 경우에 대하여, 신호의 간섭 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean-Squared-Error)의 방식으로 수신 결합 필터를 설계하고, 수신 결합 필터를 송신 펄스 형성 필터의 식으로 나타낼 수 있는 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터를 사용함으로써, 도 4에 나타낸 바와 같이 송신 필터와 수신 필터를 동일하게 사용하는 정합 필터에 비해 더 높은 self-SIR과 더 개선된 BER 성능을 보일 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 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 실시예를 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.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. QAM-FBMC(Quadrature Amplitude Modulation-Filter Bank Multi Carrier) 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내는 단계;
    신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 조건에 따라 수신 결합 필터를 설계하는 단계; 및
    설계된 수신 결합 필터에 따른 송신 펄스 형성 필터를 전역 최적화 기법을 통해 설계하는 단계
    를 포함하고,
    QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내는 단계는,
    QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 송신 신호의 쌓인 벡터 표현 및 수신 신호의 쌓인 벡터 표현을 이용하여 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내고,
    송신 신호의 쌓인 벡터 표현은 데이터 심볼 벡터, 주파수 도메인 필터 계수 행렬, N-포인트 DFT 행렬, 확장된 FFT 사이즈, 오버랩핑 팩터를 이용하여 나타내는 시간 도메인 송신 신호 벡터를 이용하고,
    수신 신호의 쌓인 벡터 표현은 시간-도메인 컨볼루션 행렬과 AWGN 벡터를 이용하여 나타내는 채널을 통과한 수신 신호 및 수신 결합 필터를 거친 수신 심볼을 이용하며,
    수신 결합 필터의 MMSE 조건은 가산 노이즈(additive noise)를 고려하여 설계하고,
    상기 수신 결합 필터를 설계하는 단계는, 상기 수신 결합 필터가 정합 필터(matched filter)가 되지 않도록, 상기 송신 펄스 형성 필터의 프로토타입 필터와 상기 수신 결합 필터의 프로토타입 필터를 동일하지 않게 사용하여 상기 수신 결합 필터를 설계하고,
    상기 수신 결합 필터는 정합 필터가 아닌 MMSE 필터로서 설계되고,
    상기 수신 결합 필터가 설계된 후, 상기 수신 결합 필터는 상기 송신 펄스 형성 필터의 식으로 표현되고,
    상기 수신 결합 필터 및 상기 송신 펄스 형성 필터의 내재 신호 대 간섭 비율(Self-Signal to Interference Ratio; Self-SIR)이 최대화되도록 전역 최적화 기법을 통해 상기 송신 펄스 형성 필터가 설계되고,
    상기 Self-SIR은 상기 수신 결합 필터가 정합 필터인 경우와는 상이하게 정의되는, 송수신 필터 설계 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. QAM-FBMC(Quadrature Amplitude Modulation-Filter Bank Multi Carrier) 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내는 모델링부;
    신호 간섭의 파워를 최소화 하는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 조건에 따라 설계되는 수신 결합 필터; 및
    설계된 수신 결합 필터에 따라 전역 최적화 기법을 통해 설계되는 송신 펄스 형성 필터
    를 포함하고,
    모델링부는,
    QAM-FBMC 시스템의 신호 간섭을 모델링 하기 위해 송신 신호의 쌓인 벡터 표현 및 수신 신호의 쌓인 벡터 표현을 이용하여 QAM-FBMC 시스템을 행렬로 나타내고,
    송신 신호의 쌓인 벡터 표현은 데이터 심볼 벡터, 주파수 도메인 필터 계수 행렬, N-포인트 DFT 행렬, 확장된 FFT 사이즈, 오버랩핑 팩터를 이용하여 나타내는 시간 도메인 송신 신호 벡터를 이용하고,
    수신 신호의 쌓인 벡터 표현은 시간-도메인 컨볼루션 행렬과 AWGN 벡터를 이용하여 나타내는 채널을 통과한 수신 신호 및 수신 결합 필터를 거친 수신 심볼을 이용하며,
    수신 결합 필터의 MMSE 조건은 가산 노이즈(additive noise)를 고려하여 설계하고,
    상기 수신 결합 필터는, 상기 수신 결합 필터가 정합 필터(matched filter)가 되지 않도록, 상기 송신 펄스 형성 필터의 프로토타입 필터와 상기 수신 결합 필터의 프로토타입 필터를 동일하지 않게 사용하여 설계되고,
    상기 수신 결합 필터는 정합 필터가 아닌 MMSE 필터로서 설계되고,
    상기 수신 결합 필터가 설계된 후, 상기 수신 결합 필터는 상기 송신 펄스 형성 필터의 식으로 표현되고,
    상기 송신 펄스 형성 필터는, 상기 수신 결합 필터 및 상기 송신 펄스 형성 필터의 내재 신호 대 간섭 비율(Self-Signal to Interference Ratio; Self-SIR)이 최대화되도록 전역 최적화 기법을 통해 설계되고,
    상기 Self-SIR은 상기 수신 결합 필터가 정합 필터인 경우와는 상이하게 정의되는, 송수신 필터.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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Atul kumar and Maurizio Magarini, Improved Nyquist Pulse Shaping Filters for Generalized Frequency Division Multiplexing, 2016 8th Latin-American Conference on Communications*

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