KR102432820B1 - 4 계층 ldm 신호 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 수신 장치는 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 수신하는 수신부; 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 PN 시퀀스를 검출하고, 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 제거하는 PN 시퀀스 검출부 및 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스가 제거된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 세 개의 계층 신호들로 복원하는 LDM 복조부를 포함한다.

Description

4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING LAYER DIVISION MULTIPLEXING SIGNAL OF 4 LAYERS}
본 발명은 계층 분할 다중화(LAYER DIVISION MULTIPLEXING, LDM) 신호 송수신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 4 계층 LDM 신호 송수신 기술에 관한 것이다.
계층 분할 다중화(Layer Division Multiplexing, LDM)는 서로 다른 수신 강인성을 제공하기 위한 전송 다중화 기술의 한 예로서 기존의 시간분할 다중화(Time Division Multiplexing, TDM) 또는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM)와 비교하여 높은 전송 효율을 제공하기 위하여 개발되었다.
이 때, 계층 분할 다중화 변조 기술에서 2계층 LDM 변조 기술은 핵심계층 CL(Core layer)과 향상계층 EL(Enhanced layer)으로 구성된다. CL과 EL은 서로 다른 송신 전력, 변조 및 채널 부호율을 가지는 2개의 PLP(Physical Layer Pipe)를 하나의 RF(Radio Frequency) 주파수 대역폭으로 전송한다.
또한, 계층 분할 다중화 변조 기술에서, 3 계층 LDM 변조는 2계층 LDM 변조의 CL과 EL 사이에 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조 신호를 추가하여 3 계층 변조를 수행한다. 이렇게 하여 얻어진 3 계층 변조 신호의 제1 계층은 UL(Upper Layer), 제2 계층 ML(Middle layer) 및 제3 계층 LL(Lower layer)로 구성된다.
그러나, 기존 3 계층 LDM 변조에서 UL, ML, LL 신호 크기의 조합은 거의 수신 가능한 한계에 근접하였다. 따라서 새로운 변조의 제4 계층 신호를 추가하여 기존 3 계층 LDM 변조의 UL, ML, LL 신호의 정상적인 수신이 가능하면서, 동시에 새로 추가되는 제4 계층 신호의 수신도 가능하기는 매우 어렵다. 기존 3 계층 LDM 변조의 UL, ML, LL 신호의 수신에 영향을 주지 않으려면, 새로 추가되는 제4 계층 신호는 크기가 매우 작아야 한다. 그러나 새로 추가되는 제4 계층 신호의 크기가 너무 작으면, 새로 추가되는 제4 계층 신호의 수신이 매우 어려워진다. 반면에 새로 추가되는 제4 계층 신호가 수신 가능한 충분한 크기를 가지면, 제4 계층 신호는 잡음로 작용하기 때문에 기존의 3 계층 LDM 신호의 관점에서는 잡음의 크기가 커지게 되어 3 계층 LDM 변조 신호의 수신이 어려워지는 문제가 발생한다.
한편, 한국공개특허 제 10-2018-0005608 호“인핸스드 레이어 피지컬 레이어 파이프를 이용하는 방송 신호 프레임 생성 장치 및 방송 신호 프레임 생성 방법”는 방송 시스템에서 사용되는 방송 신호 송/수신 기술에 관한 것으로, 특히 타임 인터리빙을 사용하는 방송 신호 송/수신 시스템에에 관하여 개시하고 있다.
본 발명은 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 새로운 신호를 추가하여 4 계층의 계층 분할 다중화 변조를 수행하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 송수신 성능에 영향을 주지 않으면서 새로운 신호가 추가된 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송수신하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 매우 낮은 신호대 잡음비에서 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송수신할 수 있고, 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 이동 송수신에도 적용하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송신 장치는 세 개의 계층 신호들에 계층 분할 다중화 변조를 수행하여 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하고, 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 PN(PSEUDO RANDOM NOISE) 시퀀스를 삽입하여 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하는 LDM 변조부; 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에 파일럿을 삽입하는 파일럿 삽입부 및 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송신하는 송신부를 포함한다.
이 때, 상기 LDM 변조부는 상기 PN 시퀀스를 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 데이터 부반송파에 삽입할 수 있다.
이 때, 상기 LDM 변조부는 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도(CONSTELLATION)의 적어도 하나의 성상점에 상기 PN 시퀀스의 BPSK(BINARY PHASE SHIFT KEYING) 성상도의 성상점을 삽입할 수 있다.
이 때, 상기 LDM 변조부는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 상기 PN 시퀀스의 개수에 대응하는 QAM(QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION) 변조 차수의 전송률을 상기 4 계층 계층 분할 다중화 신호의 전송률로 결정할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송신 방법은 세 개의 계층 신호들에 계층 분할 다중화 변조를 수행하여 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하고, 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 PN(PSEUDO RANDOM NOISE) 시퀀스를 삽입하여 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하는 단계; 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에 파일럿을 삽입하는 단계 및 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
이 때, 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하는 단계는 상기 PN 시퀀스를 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 데이터 부반송파에 삽입할 수 있다.
이 때, 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하는 단계는 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도(CONSTELLATION)의 적어도 하나의 성상점에 상기 PN 시퀀스의 BPSK(BINARY PHASE SHIFT KEYING) 성상도의 성상점을 삽입할 수 있다.
이 때, 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하는 단계는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 상기 PN 시퀀스의 개수에 대응하는 QAM(QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION) 변조 차수의 전송률을 상기 4 계층 계층 분할 다중화 신호의 전송률로 결정할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 수신 장치는 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 수신하는 수신부; 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 PN 시퀀스를 검출하고, 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 제거하는 PN 시퀀스 검출부 및 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스가 제거된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복조하여 세 개의 계층 신호들로 복원하는 LDM 복조부를 포함한다.
이 때, 상기 PN 시퀀스 검출부는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스의 상관을 산출하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 검출할 수 있다.
이 때, 상기 PN 시퀀스 검출부는 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스를 제거할 수 있다.
이 때, 상기 PN 시퀀스 검출부는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 최대 상관 값인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정할 수 있다.
이 때, 상기 PN 시퀀스 검출부는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 기설정된 상관 값 이상인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정할 수 있다.
이 때, 상기 PN 시퀀스 검출부는 상기 PN 시퀀스에 기설정된 삽입준위 및 채널추정벡터를 곱하여 산출된 상기PN 시퀀스의 신호 성분을 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 제거하여 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복원할 수 있다.
이 때, 상기 LDM 복조부는 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 상기 세 개의 계층 신호들 중 QPSK(QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING) 변조된 제1 계층 신호의 크기를 이용하여 ASK(AMPLITUDE SHIFT KEYING) 변조된 제2 계층 신호를 복원할 수 있다.
이 때, 상기 LDM 복조부는 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 재변조하고 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 재변조된 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 제거하여 상기 세 개의 계층 신호들 중 제3 계층 신호를 복원하는 할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 수신 방법은 4 계층 LDM 신호 수신 장치의 4 계층 LDM 신호 수신 방법에 있어서, 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 수신하는 단계; 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 PN 시퀀스를 검출하고, 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계 및 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스가 제거된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복조하여 세 개의 계층 신호들로 복원하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스의 상관을 산출하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 검출할 수 있다.
이 때, 상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스를 제거할 수 있다.
이 때, 상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 최대 상관 값인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정할 수 있다.
이 때, 상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 기설정된 상관 값 이상인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정할 수 있다.
이 때, 상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는 상기 PN 시퀀스에 기설정된 삽입준위 및 채널추정벡터를 곱하여 산출된 상기PN 시퀀스의 신호 성분을 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 제거하여 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복원할 수 있다.
이 때, 상기 세 개의 계층 신호들로 복원하는 단계는 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 상기 세 개의 계층 신호들 중 QPSK(QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING) 변조된 제1 계층 신호의 크기를 이용하여 ASK(AMPLITUDE SHIFT KEYING) 변조된 제2 계층 신호를 복원할 수 있다.
이 때, 상기 세 개의 계층 신호들로 복원하는 단계는 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 재변조하고 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 재변조된 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 제거하여 상기 세 개의 계층 신호들 중 제3 계층 신호를 복원할 수 있다.
본 발명은 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 새로운 신호를 추가하여 4 계층의 계층 분할 다중화 변조를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 송수신 성능에 영향을 주지 않으면서 새로운 신호가 추가된 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명은 매우 낮은 신호대 잡음비에서 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송수신할 수 있고, 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 이동 송수신에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 2 계층의 계층 분할 다중화 변조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 CL QPSK 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 EL NUC 64 QAM 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 CL QPSK 신호와 EL NUC 64 QAM 신호가 결합된 2계층 LDM 변조 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3 계층 LDM 변조 신호의 생성 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3 계층 LDM 변조 신호의 복조 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM 심볼에 PN 시퀀스를 추가하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 변조 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 도 9에 도시된 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 13은 도 12에 도시된 PN 시퀀스 검출부의 PN 시퀀스 검출 과정을 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 수신된 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 에서 PN 시퀀스 검출 결과를 나타낸 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 방법을 나타낸 동작흐름도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 수신 방법을 나타낸 동작흐름도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 2 계층의 계층 분할 다중화 변조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 2 계층의 계층 분할 다중화(Layer Division Multiplexing, LDM) 변조 과정을 나타낸 것을 알 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 2계층 LDM 시스템은 2개 혹은 그 이상의 물리계층 파이프(PLP)를 결합하여 신호를 전송할 수 있다. 2계층 LDM 변조 신호에서 전력 수준이 높은 신호는 핵심 계층 CL로 나타내며 전력수준이 상대적으로 낮은 신호를 향상 계층 EL로 나타낼 수 있다.
2 계층 LDM 변조는 2 개의 PLP(Physical Layer Pipe) 전송에 대하여 CL(Core Layer)은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 채널부호 부호율 CR=4/15, LDPC 부호 길이 Ninner=64800을 적용하고, EL은 64-QAM, 채널부호 부호율 CR=10/15, LDPC 부호 길이 Ninner=64800을 적용할 수 있다. 2계층 LDM 변조 신호의 수신은 CL 신호는 수신신호에서 바로 복조가 가능하고, EL 신호는 CL 신호를 제거하고 수신할 수 있다. 따라서, EL 신호의 수신을 위해서는 상위계층 CL 신호를 복조하고 재변조하여 수신된 2계층 LDM 변조 신호에서 CL 신호성분을 제거할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 CL QPSK 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 EL NUC 64 QAM 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다. 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 CL QPSK 신호와 EL NUC 64 QAM 신호가 결합된 2계층 LDM 변조 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 핵심계층 CL에 QPSK 변조방식을 적용한 성상도를 나타내고, 도 3을 참조하면, 향상계층 EL에 비균등 성상(non-uniform constellation) 64-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조방식을 적용한 성상도를 나타내고, 도 4를 참조하면, CL QPSK 신호와 EL NUC 64 QAM 신호가 결합된 2계층 LDM 변조 신호의 성상도를 나타낸 것을 알 수 있다. 향상 계층은 핵심 계층보다 4dB 낮은 신호전력으로 삽입되었으며, 전력 수준 조절을 위한 설정 값은 0.6309573이며 최종 출력신호의 전력을 조절하기 위한 정규화 값은 0.845762인 것을 알 수 있다. 수신기에서는 LDM 신호를 복조하기 위해서 가장 강건한 신호인 핵심 계층 신호를 우선적으로 복조하며 수신 신호로부터 복조된 신호를 제거한 후 향상 계층 신호를 복조할 수 있다. LDM 시스템은 기존의 TDM 시스템보다 3~6dB 정도의 높은 QEF(quasi error free) SNR(signal to noise ratio) 이득을 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3 계층 LDM 변조 신호의 생성 과정을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, ASK 변조 기반 3 계층 LDM 변조는 위에서 설명한 2계층 LDM 변조에 ASK 변조신호를 추가하여 3 계층 LDM 신호를 생성할 수 있다. 3 계층 LDM 변조에서 가장 우선순위가 높은 계층을 UL(upper layer), 그 다음 우선순위의 계층을 ML(middle layer) 그리고 가장 우선순위가 낮은 계층을 LL(lower layer)로 정의한다. 여기서
Figure 112020041619939-pat00001
은 UL과 ML의 제1차 2계층 LDM 변조에 적용되는 삽입준위이고,
Figure 112020041619939-pat00002
는 제1차 2계층 LDM 변조 신호 (UL+
Figure 112020041619939-pat00003
ML)와 LL의 제2차 LDM 변조에 적용되는 삽입준위이다.
이 때, 3 계층 LDM 변조에서 UL은 2계층 LDM 변조의 CL QPSK 변조신호에 해당하고, LL은 2계층 LDM 변조의 EL 64QAM 변조신호에 해당하며, ML은 새로 추가된 ASK 변조신호에 해당하는 것을 알 수 있다.
3 계층 LDM 변조에서 UL QPSK 신호는 64QAM을 적용하는 LL에 비해 데이터 전송률은 낮지만 낮은 QEF(quasi error free) SNR을 가지므로, 주로 휴대단말을 대상으로 하는 이동방송에 적용성이 높다. ML ASK 신호는 데이터 전송률이 UL과 비슷하거나 UL의 절반 수준이고, QEF SNR은 UL QPSK 신호보다는 높지만 약 10dB 근처의 낮은 값을 가진다. 따리서 ML도 휴대단말을 대상으로 하는 이동방송에 적용성이 높다. LL 64QAM은 높은 데이터 전송률을 가지지만, UL, ML에 비해 상대적으로 높은 QEF SNR을 가지며, 고정수신에서 UHD 방송 서비스에 적용성이 높다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3 계층 LDM 변조 신호의 복조 과정을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, ML에 QPSK 변조를 적용한 3 계층 LDM 변조 신호를 수신하여 3 계층 LDM 복조 과정을 나타낸 것을 알 수 있다.
UL 신호는 ML 신호 및 LL 신호를 잡음으로 고려하여 복원하는 것을 알 수 있다.
ML 신호는 수신된 3 계층 LDM 변조 신호에서 상위 계층인 UL 신호를 제거하는 것을 알 수 있다. ML에 적용된 ASK 변조는 신호의 크기에만 정보를 가지므로 상위계층 UL QPSK 신호의 크기가 “1”이라는 정보를 이용하여, UL 신호의 수신 및 재변조 없이, 수신된 3 계층 LDM 변조신호에서 상위계층 UL 신호의 신호 크기만 빼주면 ML 신호 측면에서는 수신된 3 계층 LDM 변조 신호에서 UL 신호 성분은 제거되는 것을 알 수 있다.
LL 신호는 수신된 3 계층 LDM 변조 신호에서 상위계층 UL 및 ML 신호를 복원 및 재변조하여 상기 두 신호를 제거한 이후에 LL 신호가 복원되는 것을 알 수 있다.
ASK 기반 3 계층 LDM 변조의 수신 과정은 UL과 ML은 동시에 수신가능하고, LL 수신을 위해 동시에 재변조하여 수신된 3 계층 LDM 신호에서 UL, ML 신호 성분을 제거하여 LL 신호를 복원할 수 있다. 이 때, UL 및 ML은 이동수신에 적용하기 위해서는, 제한된 전력을 사용하는 휴대단말의 특징을 고려할 때 전력소모가 낮아야 한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 장치를 나타낸 블록도이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM 심볼에 PN 시퀀스를 추가하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 장치는 LDM 변조부(110), 파일럿 삽입부(120) 및 송신부(130)를 포함한다.
LDM 변조부(110)는 3 계층 LDM 변조부(111), 주파수 인터리버(112) 및 PN 시퀀스 생성부(113)를 포함한다.
3 계층 LDM 변조부(111)는 세 개의 계층 신호들에 계층 분할 다중화 변조를 수행하여 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성할 수 있다.
주파수 인터리버(112)는 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 주파수 인터리빙을 수행할 수 있다.
PN 시퀀스 생성부(113)는 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 PN(PSEUDO RANDOM NOISE) 시퀀스를 삽입하여 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 생성부(113)는 주파수 인터리빙된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 PN 시퀀스를 삽입할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 생성부(113)는 상기 PN 시퀀스를 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 데이터 부반송파에 삽입할 수 있다.
도 8을 참조하면, OFDM 심볼의 관점에서 PN 시퀀스가 더해지는 것을 알 수 있다. PN 시퀀스는 데이터 부반송파에만 더해지고, 파일럿 부반송파에는 더해지지 않으므로, 파일럿 부반송파 위치에는 PN 시퀀스가 존재하지 않는 것을 알 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 생성부(113)는 PN 시퀀스를 추가하는데 있어서, 파일럿 신호를 삽입한 이후에 PN 시퀀스를 추가할 때, 파일럿 부반송파는 건너뛰면서 데이터 부반송파에만 PN 시퀀스를 추가할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 생성부(113)는 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도(CONSTELLATION)의 적어도 하나의 성상점에 상기 PN 시퀀스의 BPSK(BINARY PHASE SHIFT KEYING) 성상도의 성상점을 삽입할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 생성부(113)는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 상기 PN 시퀀스의 개수에 대응하는 QAM(QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION) 변조 차수의 전송률을 상기 4 계층 계층 분할 다중화 신호의 전송률로 결정할 수 있다.
파일럿 삽입부(120)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에 파일럿을 삽입할 수 있다.
4 계층의 계층 분할 다중화 신호SMS PN 시퀀스 신호가 더해진 이후에 채널추정에 적용되는 파일럿 신호가 삽입되므로, 파일럿 신호에는 PN 시퀀스 신호가 더해지지 않는 것을 알 수 있다.
따라서, 파일럿 신호는 성능 열화가 발생하지 않으므로 파일럿을 이용한 채널추정 성능은 성능 열화가 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
송신부(130)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송신할 수 있다.
이 때, 송신부(130)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 송신할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 변조 과정을 나타낸 도면이다. 도 10은 도 9에 도시된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다. 도 11은 도 9에 도시된 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도를 나타낸 그래프이다.
도 9을 참조하면, 4계층 LDM 변조 과정을 상세하게 나타낸 것을 알 수 있다. TL PN 시퀀스는 +1, -1의 값을 가지므로, TL PN 시퀀스 BPSK 성상(10)를 나타낸 것을 알 수 있다. UL QPSK, ML 2-ASK(BPSK) 및 LL 64QAM 신호가 결합된 3 계층 LDM 변조 신호의 성상(constellation)(20)이 생성되는 것을 알 수 있다. TL PN 시퀀스의 BPSK 성상(10)이 3계층 LDM 변조 신호의 성상(20)과 결합되어 4계층 LDM 변조 신호의 성상(30)이 생성되는 것을 알 수 있다. 4계층 LDM 변조 신호의 성상(30)은 3계층 LDM 변조된 성상(20)의 각 성상점 마다 TL PN 시퀀스 BPSK 성상(10)가 더해져, 3계층 LDM 변조 신호의 성상점이 약간씩 좌우로 퍼져 나오는 모양을 나타내는 것을 알 수 있다.
도 10을 참조하면, 3계층 LDM 변조 신호의 성상(20)을 상세하게 나타낸 것을 알 수 있고, 도 11을 참조하면, 4계층 LDM 변조 신호의 성상(30)을 상세하게 나타낸 것을 알 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 수신 장치는 수신부(210), PN 시퀀스 검출부(220) 및 LDM 복조부(230)를 포함한다.
수신부(210)는 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 수신할 수 있다.
이 때, 수신부(210)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 수신할 수 있다.
PN 시퀀스 검출부(220)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 PN 시퀀스를 검출하고, 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 제거할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 검출부(220)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스의 상관을 산출하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 검출할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 검출부(220)는 PN 시퀀스를 검출하고 제4 계층 신호의 PN 시퀀스 신호 정보를 수신할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 검출부(220)는 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스를 제거할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 검출부(220)는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 최대 상관 값인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 검출부(220)는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 기설정된 상관 값 이상인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 검출부(220)는 상기 PN 시퀀스에 기설정된 삽입준위 및 채널추정벡터를 곱하여 산출된 상기PN 시퀀스의 신호 성분을 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 제거하여 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복원할 수 있다.
LDM 복조부(230)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스가 제거된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복조하여 세 개의 계층 신호들로 복원할 수 있다.
이 때, LDM 복조부(230)는 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 상기 세 개의 계층 신호들 중 QPSK(QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING) 변조된 제1 계층 신호의 크기를 이용하여 ASK(AMPLITUDE SHIFT KEYING) 변조된 제2 계층 신호를 복원할 수 있다.
이 때, LDM 복조부(230)는 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 재변조하고 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 재변조된 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 제거하여 상기 세 개의 계층 신호들 중 제3 계층 신호를 복원할 수 있다.
이 때, LDM 복조부(230)는 수신 3계층 LDM 변조신호의 UL QPSK 신호는 ML 및 LL 신호를 잡음으로 고려하고 UL 신호를 수신할 수 있다.
이 때, LDM 복조부(230)는 ML에 적용된 ASK 변조는 신호의 크기에만 정보를 가지므로 상위계층 UL QPSK 신호의 크기가 "1"이라는 정보를 이용하여, UL 신호의 수신 및 재변조 없이, 수신 3계층 LDM 변조 신호에서 상위계층 UL 신호의 신호 크기만 빼주면 ML 신호 측면에서는 수신된 3계층 LDM 변조 신호에서 UL 신호 성분을 제거할 수 있다.
이 때, LDM 복조부(230)는 수신 3계층 LDM 변조신호의 ML ASK 신호는 상위 계층 UL 신호 성분을 SIC 기술을 적용하여 제거하고, LL 신호는 잡음으로 고려하고 ML 신호를 수신할 수 있다.
이 때, LDM 복조부(230)는 수신 3계층 LDM 변조 신호에서 상위계층 UL 및 ML 신호를 복원 및 재변조하여, 이 두 신호를 SIC 기술을 적용하여 제거한 이후에 LL 신호를 복원할 수 있다.
이 때, LDM 복조부(230)는 UL과 ML은 동시에 수신가능하고, LL 수신을 위해 동시에 재변조하여 수신된 3계층 LDM 신호에서 UL, ML 신호 성분을 제거하여 LL 신호를 복원할 수 있다.
도 13은 도 12에 도시된 PN 시퀀스 검출부의 PN 시퀀스 검출 과정을 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, PN 시퀀스 검출부(220)는 PN 시퀀스의 개수를 QAM 변조 차수에 대응하여 정보를 수신할 수 있다. PN 시퀀스 검출부(220)는 PN 시퀀스 개수에 따라 QAM 변조에 대응할 수 있다.
PN 시퀀스 검출부(220)는 2가지 종류의 동일한 길이의 서로 다른 PN 시퀀스를 적용하는 경우에는 QAM 변조의 BPSK(binary phase shift keying) 변조에 대응시킬 수 있다. BPSK 변조는 2개의 서로 다른 성상을 가지므로, 2개의 서로 다른 PN 시퀀스를 2개의 BPSK 성상에 각각 대응하게 함으로써 BPSK 변조와 동일한 전송률을 가질 수 있다.
PN 시퀀스 검출부(220)는 4가지 종류의 동일한 길이의 서로 다른 PN 시퀀스를 적용하는 경우에는 QAM 변조의 QPSK(quadrature phase shift keying) 변조에 대응시킬 수 있다. QPSK 변조는 4개의 서로 다른 성상을 가지므로, 4개의 서로 다른 PN 시퀀스를 4개의 QPSK 성상에 각각 대응하게 함으로써 QPSK 변조와 동일한 전송률을 가질 수 있다.
PN 시퀀스 검출부(220)는 16가지 종류의 동일한 길이의 서로 다른 PN 시퀀스를 적용하는 경우에는 QAM 변조의 16-QAM 변조에 대응시킬 수 있다. 16-QAM 변조는 16개의 서로 다른 성상을 가지므로, 16개의 서로 다른 PN 시퀀스를 16개의 16-QAM 성상에 각각 대응하게 함으로써 16-QAM 변조와 동일한 전송률을 가질 수 있다.
PN 시퀀스 검출부(220)는 64가지 종류의 동일한 길이의 서로 다른 PN 시퀀스를 적용하는 경우에는 QAM 변조의 64-QAM 변조에 대응시킬 수 있다. 64-QAM 변조는 64개의 서로 다른 성상을 가지므로, 64개의 서로 다른 PN 시퀀스를 64개의 64-QAM 성상에 각각 대응하게 함으로써 64-QAM 변조와 동일한 전송률을 가질 수 있다.
즉, PN 시퀀스 검출부(220)는 2n가지 종류의 동일한 길이의 서로 다른 PN 시퀀스를 적용하는 경우에는 QAM 변조의 2n-QAM 변조에 대응시킬 수 있다. 2n-QAM 변조는 2n개의 서로 다른 성상을 가지므로, 2n개의 서로 다른 PN 시퀀스를 2n개의 2n-QAM 성상에 각각 대응하게 함으로써 2n-QAM 변조와 동일한 전송률을 갖도록 4계층 LDM 신호의 전송률을 가질 수 있다.
즉, PN 시퀀스 생성부(130)는 2n개의 서로 다른 PN 시퀀스를 2n개의 2n-QAM 성상에 각각 대응하게 함으로써 2n-QAM 변조와 동일한 전송률을 갖도록 4계층 LDM 신호의 전송률을 갖도록 4계층 LDM 변조 신호의 전송률을 결정할 수도 있다.
이 때, PN 시퀀스 생성부(130)는 n개의 성상을 가지는 n차 QAM 변조의 성상 개수와 동일한 개수의 PN 시퀀스를 적용함으로써 4계층 LDM 변조 신호가 n차 QAM 변조와 동일한 전송률을 가지도록 할 수 있다.
또한, PN 시퀀스 검출부(220)는 PN 시퀀스 기반 4계층 LDM 변조에서 2n 개의 PN 시퀀스를 적용하여 n차 QAM 변조의 성상에 매핑하였다고 가정하면, 2n 개의 서로 다른 PN 시퀀스 각각은 n개의 비트를 전송할 수 있다.
PN 시퀀스 검출부(220)는 수신된 4계층 LDM 변조신호와 2n 개의 PN 시퀀스와 상관을 취하고, 2n 개의 상관값 중에서 최대값이 얻어지는 PN 시퀀스를 송신한 PN 시퀀스로 판단할 수 있다.
또한, PN 시퀀스 검출부(220)는 PN 시퀀스 상관을 취하다가 특정 PN 시퀀스의 상관값이 미리 설정한 임계값을 넘는 경우 나머지 PN 시퀀스에 대해서는 상관을 구하지 않고, 상관값이 임계값을 넘는 PN 시퀀스를 송신 PN 시퀀스로 판단할 수 있다. 이렇게 함으로써 연산량을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
PN 시퀀스 검출부(220)는 검출된 PN 시퀀스를 수신된 4계층 LDM 변조신호에서 제거할 수 있다.
PN 시퀀스 검출부(220)는 송신한 PN 시퀀스가 검출되면, 제4 계층 TL PN 시퀀스 신호를 삽입할 때 적용한 삽입준위
Figure 112020041619939-pat00004
를 검출된 PN 시퀀스에 곱하고 SIC 기술을 적용하여 수신된 4계층 LDM 신호에서 PN 시퀀스 신호 성분을 제거할 수 있다.
이 때, PN 시퀀스 검출부(220)는 SIC 기술은
Figure 112020041619939-pat00005
신호에 채널추정벡터를 곱하여 수신신호가 가지는 채널왜곡을 가지도록 만들어, 수신된 4계층 LDM 변조 신호에서 PN 시퀀스 신호 성분을 제거하여 3계층 LDM 변조 신호를 얻을 수 있다.
이렇게 얻어진 3계층 LDM 변조 신호로부터 ASK 변조가 적용된 3계층 LDM 변조 과정이 수행될 수 있다.
PN 시퀀스를 QAM 변조에 대응하는 방법으로 정보를 보낼 경우 얻어지는 전송률은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
방송 시스템의 16K-FFT 모드를 사용하는 경우를 일례로 설명한다. 방송 시스템 16K-FFT 모드의 하나의 OFDM 심볼의 길이는
Figure 112020041619939-pat00006
의 시간구간을 가진다. 따라서 1초당 약 421.88개의 OFDM 심볼이 존재할 수 있다.
이 때, 추가하는 PN 시퀀스의 개수 즉 QAM 변조 차수에 따라 얻을 수 있는 전송률은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
동일한 길이의 PN 시퀀스 2개를 사용하는 경우, 2개의 출력 성상을 가지는 BPSK 변조에 대응하므로, PN 시퀀스 1개는 BPSK와 동일한 1비트의 전송률을 가질 수 있다. 이 경우에 PN 시퀀스의 전송률은 다음과 같다.
PN 1024를 적용한 경우의 전송률은 길이 1024인 PN 시퀀스를 적용하는 경우로 나타낸 것을 알 수 있다. 하나의 OFDM 심볼당 12개의 PN 시퀀스를 추가할 수 있으므로, 1초당 PN 시퀀스는 5062.56(=421.88×12)개의 PN 시퀀스가 존재할 수 있다. 따라서 데이터 전송률은 다음과 같이 약 5Kbps가 얻어질 수 있다.
5062.56 PN/초 × 1비트/PN = 5062.56 비트/초
PN 512를 적용한 경우의 전송률은 길이 512인 PN 시퀀스를 적용하는 경우를 나타낸 것을 알 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 하나의 OFDM 심볼당 24개의 PN 시퀀스를 추가할 수 있으므로, 1초당 PN 시퀀스는 10,125.12(=421.88×24)개의 PN 시퀀스가 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서 데이터 전송률은 다음과 같이 약 10Kbps가 얻어진다.
10,125.12 PN/초 × 1비트/PN = 10,125.12 비트/초
동일한 길이의 PN 시퀀스 4개를 사용하는 경우, 4개의 출력 성상을 가지는 QPSK 변조에 대응하므로, PN 시퀀스 1개는 QPSK와 동일한 2비트의 전송률을 가질 수 있다. 이 경우에 PN 시퀀스의 전송률은 다음과 같다.
PN 1024를 적용한 경우의 전송률은 길이 1024인 PN 시퀀스를 적용하는 경우, 하나의 OFDM 심볼당 12개의 PN 시퀀스를 추가할 수 있으므로, 1초당 PN 시퀀스는 5062.56(=421.88×12)개의 PN 시퀀스가 존재할 수 있다. 따라서 데이터 전송률은 다음과 같이 약 10Kbps가 얻어질 수 있다.
5062.56 PN/초 × 2비트/PN = 10,125.12 비트/초
PN 512를 적용한 경우의 전송률은 길이 512인 PN 시퀀스를 적용하는 경우, 하나의 OFDM 심볼당 24개의 PN 시퀀스를 추가할 수 있으므로, 1초당 PN 시퀀스는 10,125.12(=421.88×24)개의 PN 시퀀스가 존재할 수 있다. 따라서 데이터 전송률은 다음과 같이 약 20Kbps가 얻어질 수 있다.
10,125.12 PN/초 × 2비트/PN = 20,250.24 비트/초
동일한 길이의 PN 시퀀스 16개를 사용하는 경우에는 16개의 출력 성상을 가지는 16-QAM 변조에 대응하므로, PN 시퀀스 1개는 16-QAM과 동일한 4비트의 전송률을 가질 수 있다. 이 경우에 PN 시퀀스의 전송률은 다음과 같다.
PN 1024를 적용한 경우의 전송률은 길이 1024인 PN 시퀀스를 적용하는 경우, 하나의 OFDM 심볼당 12개의 PN 시퀀스를 추가할 수 있으므로, 1초당 PN 시퀀스는 5062.56(=421.88×12)개의 PN 시퀀스가 존재할 수 있다. 따라서 데이터 전송률은 다음과 같이 약 20Kbps가 얻어질 수 있다.
5062.56 PN/초 × 4비트/PN = 20,250.24 비트/초
PN 512를 적용한 경우의 전송률은 길이 512인 PN 시퀀스를 적용하는 경우, 하나의 OFDM 심볼당 24개의 PN 시퀀스를 추가할 수 있으므로, 1초당 PN 시퀀스는 10,125.12(=421.88×24)개의 PN 시퀀스가 존재할 수 있다. 따라서 데이터 전송률은 다음과 같이 약 40Kbps가 얻어질 수 있다.
10,125.12 PN/초 × 4비트/PN = 40,500.48 비트/초
동일한 길이의 PN 시퀀스 64개를 사용하는 경우에는 64개의 출력 성상을 가지는 64-QAM 변조에 대응하므로, PN 시퀀스 1개는 64-QAM과 동일한 6비트의 전송률을 가질 수 있다. 이 경우에 PN 시퀀스의 전송률은 다음과 같다.
PN 1024를 적용한 경우의 전송률은 길이 1024인 PN 시퀀스를 적용하는 경우, 하나의 OFDM 심볼당 12개의 PN 시퀀스를 추가할 수 있으므로, 1초당 PN 시퀀스는 5062.56(=421.88×12)개의 PN 시퀀스가 존재할 수 있다. 따라서 데이터 전송률은 다음과 같이 약 30Kbps가 얻어질 수 있다.
5062.56 PN/초 × 6비트/PN = 30,375.36 비트/초
PN 512를 적용한 경우의 전송률은 길이 512인 PN 시퀀스를 적용하는 경우, 하나의 OFDM 심볼당 24개의 PN 시퀀스를 추가할 수 있으므로, 1초당 PN 시퀀스는 10,125.12(=421.88×24)개의 PN 시퀀스가 존재할 수 있다. 따라서 데이터 전송률은 다음과 같이 약 60Kbps가 얻어질 수 있다.
10,125.12 PN/초 × 6비트/PN = 60,750.72 비트/초
상기 에서 설명한 것과 같이, 적용하는 PN 시퀀스의 길이가 짧을수록 1초당 전송되는 PN 시퀀스의 개수가 증가하므로 데이터 전송률은 증가할 수 있다. 반면에 PN 시퀀스의 길이가 짧을수록 수신단에서 PN 시퀀스 검출이 어려워져 수신 성능이 저하될 수 있다. 따라서 PN 시퀀스가 전송되는 채널 상태를 고려하여 PN의 전송률과 수신성능 사이에 절충이 이루어질 수도 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 수신된 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 에서 PN 시퀀스 검출 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14를 참조하면, 길이가 1024인 PN 시퀀스를 적용하였을 때, 수신단에서 PN 시퀀스를 검출한 결과를 나타낸 것을 알 수 있다. 송신단에서 PN 시퀀스의 신호 크기는 3계층 LDM 변조 신호 대비 0.3의 크기를 적용하였다. 그리고 송신신호가 통과하는 전송 채널은 DVB(digital video broadcasting)에서 정의한 전형적인 도시 환경을 모사하는 TU(typical urban)-6 채널 모델에서 수신기가 속도 100Km/h로 이동하는 환경에서 제안하는 PN 시퀀스 기반 4계층 LDM 변조 신호를 수신한다고 가정하였다. 그리고 수신된 4계층 LDM 변조 신호와 잡음의 신호대잡음비 SNR이 5dB 일 때, 수신된 4계층 LDM 변조 신호와 PN 시퀀스의 상관을 통해 상관 첨두치를 구하여 PN 시퀀스를 검출한 일례이다.
도 15를 참조하면, 길이 512인 PN 시퀀스를 적용한 경우에 수신단에서 PN 시퀀스를 검출한 결과를 나타낸 것을 알 수 있다. 길이 512인 PN 시퀀스는 한 개 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼당 추가할 수 있는 PN 시퀀스의 길이가 길이 1024인 PN 시퀀스에 비해 2배 더 많다는 것을 도 14 와 도 15에 나타난 상관 첨두치 개수를 비교해 보면 알 수 있다. 도 14의 PN 1024는 상관 첨두치가 12개가 나타나는 반면, 도 15의 PN 512는 24개의 상관 첨두치가 나타나는 것을 알 수 있다.
적용되는 PN 시퀀스의 길이가 짧을수록 하나의 OFDM 심볼에 추가할 수 있는 PN 시퀀스의 개수가 증가하며, 추가되는 PN 시퀀스의 개수가 많을수록 전송 가능한 데이터량은 증가할 수 있다. 따라서 데이터 전송률 측면에서는 길이가 짧은 PN 시퀀스가 유리하다는 것을 알 수 있다.
반면에 검출된 상관 첨두치를 비교해 보면, PN 1024는 상관 첨두치가 최소 약 240, 최대 약 400의 값을 가지고, PN 512는 상관 첨두치가 최소 약 120, 최대 약 180의 값을 가지므로, PN 1024가 PN 512 대비 약 2배 더 큰 상관 첨두치를 가지는 것을 알 수 있다. 수신 채널이 열악하거나 송신신호의 크기가 작아서 신호대잡음비가 더 낮아지는 조건이 결합되는 경우에는 상관 첨두치가 더 큰 값을 가지는 PN 1024의 수신 성능이 더 우수하게 될 수 있다.
적용하는 전송 채널이 왜곡이 적고 신호대잡음비가 높은 경우에는, 길이가 짧은 PN 시퀀스를 적용하더라도, PN 시퀀스의 수신 성능이 좋을 수도 있다. 이 경우에는 길이가 짧은 PN 시퀀스가 데이터 전송률 측면에서 장점이 있으므로, 길이가 짧은 PN 시퀀스를 적용하는 것이 유리할 수 있다. 반면에 전송 채널이 왜곡이 많고 신호대잡음비가 낮은 경우에는, PN 시퀀스의 검출이 어려워지므로, 길이가 긴 PN 시퀀스를 적용하는 것이 안정된 수신 측면에서 유리할 수 있다. 이 때, 짧은 길이의 PN 시퀀스를 적용하면, PN 시퀀스의 수신 불능이 발생할 가능성이 높아질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송수신 장치는 3 계층 LDM 변조 신호의 성능 열화가 최소화 되도록 새로 추가되는 4 계층 신호를 최대한 작은 크기로 추가하면서, 동시에 작은 크기의 추가되는 제4 계층 신호의 송수신할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 방법을 나타낸 동작흐름도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 방법은 먼저 3 계층 LDM 신호 변조를 수행할 수 있다(S310).
즉, 단계(S310)는 세 개의 계층 신호들에 계층 분할 다중화 변조를 수행하여 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 방법은 주파수 인터리빙을 수행할 수 있다(S320).
즉, 단계(S320)는 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 주파수 인터리빙을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 방법은 PN 시퀀스를 삽입할 수 있다(S330).
즉, 단계(S330)는 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 PN(PSEUDO RANDOM NOISE) 시퀀스를 삽입하여 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성할 수 있다.
이 때, 단계(S330)는 상기 PN 시퀀스를 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 데이터 부반송파에 삽입할 수 있다.
이 때, 단계(S330)는 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도(CONSTELLATION)의 적어도 하나의 성상점에 상기 PN 시퀀스의 BPSK(BINARY PHASE SHIFT KEYING) 성상도의 성상점을 삽입할 수 있다.
이 때, 단계(S330)는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 상기 PN 시퀀스의 개수에 대응하는 QAM(QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION) 변조 차수의 전송률을 상기 4 계층 계층 분할 다중화 신호의 전송률로 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 방법은 파일럿 신호를 삽입할 수 있다(S340).
즉, 단계(S340)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에 파일럿을 삽입할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 방법은 OFDM 변조를 수행할 수 있다(S350).
즉, 단계(S350)는 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에 OFDM 변조를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 송신 방법은 4계층 LDM 신호를 송신할 수 있다(S360).
즉, 단계(S360)는 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송신할 수 있다.
이 때, 단계(S360)는 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 OFDM 방식으로 송신할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 수신 방법을 나타낸 동작흐름도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 수신 방법은 먼저 4계층 LDM 신호를 수신할 수 있다(S410).
즉, 단계(S410)는 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 수신할 수 있다.
이 때, 단계(S410)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 수신 방법은 PN 시퀀스를 검출할 수 있다(S420).
즉, 단계(S420)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 PN 시퀀스를 검출하고, 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 제거할 수 있다.
이 때, 단계(S420)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스의 상관을 산출하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 검출할 수 있다.
이 때, 단계(S420)는 PN 시퀀스를 검출하고 제4 계층 신호의 PN 시퀀스 신호 정보를 수신할 수 있다.
이 때, 단계(S420)는 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스를 제거할 수 있다.
이 때, 단계(S420)는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 최대 상관 값인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정할 수 있다.
이 때, 단계(S420)는 상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 기설정된 상관 값 이상인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정할 수 있다.
이 때, 단계(S420)는 상기 PN 시퀀스에 기설정된 삽입준위 및 채널추정벡터를 곱하여 산출된 상기PN 시퀀스의 신호 성분을 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 제거하여 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복원할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층의 계층 분할 다중화 신호 수신 방법은 3계층 LDM 신호를 복조할 수 있다(S430).
즉, 단계(S430)는 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스가 제거된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복조하여 세 개의 계층 신호들로 복원할 수 있다.
이 때, 단계(S430)는 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 상기 세 개의 계층 신호들 중 QPSK(QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING) 변조된 제1 계층 신호의 크기를 이용하여 ASK(AMPLITUDE SHIFT KEYING) 변조된 제2 계층 신호를 복원할 수 있다.
이 때, 단계(S430)는 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 재변조하고 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 재변조된 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 제거하여 상기 세 개의 계층 신호들 중 제3 계층 신호를 복원하는 할 수 있다.
이 때, 단계(S430)는 수신 3계층 LDM 변조신호의 UL QPSK 신호는 ML 및 LL 신호를 잡음으로 고려하고 UL 신호를 수신할 수 있다.
이 때, 단계(S430)는 ML에 적용된 ASK 변조는 신호의 크기에만 정보를 가지므로 상위계층 UL QPSK 신호의 크기가 "1"이라는 정보를 이용하여, UL 신호의 수신 및 재변조 없이, 수신 3계층 LDM 변조 신호에서 상위계층 UL 신호의 신호 크기만 빼주면 ML 신호 측면에서는 수신된 3계층 LDM 변조 신호에서 UL 신호 성분을 제거할 수 있다.
이 때, 단계(S430)는 수신 3계층 LDM 변조신호의 ML ASK 신호는 상위 계층 UL 신호 성분을 SIC 기술을 적용하여 제거하고, LL 신호는 잡음으로 고려하고 ML 신호를 수신할 수 있다.
이 때, 단계(S430)는 수신 3계층 LDM 변조 신호에서 상위계층 UL 및 ML 신호를 복원 및 재변조하여, 이 두 신호를 SIC 기술을 적용하여 제거한 이후에 LL 신호를 복원할 수 있다.
이 때, 단계(S430)는 UL과 ML은 동시에 수신가능하고, LL 수신을 위해 동시에 재변조하여 수신된 3계층 LDM 신호에서 UL, ML 신호 성분을 제거하여 LL 신호를 복원할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송신 장치 및 4 계층 LDM 신호 수신 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와 같은 컴퓨터 시스템(1100)에서 구현될 수 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(1100)은 버스(1120)를 통하여 서로 통신하는 하나 이상의 프로세서(1110), 메모리(1130), 사용자 인터페이스 입력 장치(1140), 사용자 인터페이스 출력 장치(1150) 및 스토리지(1160)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1100)은 네트워크(1180)에 연결되는 네트워크 인터페이스(1170)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1110)는 중앙 처리 장치 또는 메모리(1130)나 스토리지(1160)에 저장된 프로세싱 인스트럭션들을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1130) 및 스토리지(1160)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(1131)이나 RAM(1132)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법은 제4 계층 신호로 새로운 변조신호를 적용할 경우에, 제4 계층 신호가 수신이 가능한 충분한 신호 크기를 가져야 하는 것과 기존 3 계층 LDM 변조신호에 미치는 영향을 최소화하기 위해 새로 추가되는 제4 계층 신호는 충분히 작은 신호 크기를 가져야 한다는 조건을 만족 시키기 위하여 PN 시퀀스를 제4 계층 시퀀스로 삽입한 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송수신할 수 있다.
PN 시퀀스는 충분한 길이를 가지면, 매우 낮은 신호대 잡음비(SNR) 즉 PN 시퀀스의 크기가 매우 작을 때에도 검출할 수 있다. 작은 신호 크기의 PN 시퀀스를 적용함으로써 3계층 LDM 변조에 미치는 영향을 최소화할 수 있고, 신호의 크기가 작더라도 수신단에서 제4 계층 신호인 PN 시퀀스를 검출할 수 있다. 따라서, PN 시퀀스는 4계층 LDM 변조에서 요구되는 조건을 만족할 수 있다.
PN 시퀀스 기반 4계층 LDM 변조에서 첫 번째 조건은 제4 계층 신호로 적용되는 PN 시퀀스는 수신 가능한 크기를 가져야 한다. 두 번째 조건은 제4 계층 신호로 적용되는 PN 시퀀스는 기3 계층 LDM변조 신호의 수신에 미치는 영향이 거의 없어야 하는 것이다.
첫 번째 조건인 PN 시퀀스가 수신 가능하기 위해서는, 적용되는 PN 시퀀스의 길이를 고려하여 수신단에서 검출 가능한 최소한의 크기를 가져야 한다. 만약 PN 시퀀스의 크기가 너무 작아서 수신단에서 검출이 불가능해지면, 4계층 LDM 변조 자체가 불가능하게 된다. 따라서 새로 추가되는 제4계층 PN 시퀀스 신호는 수신단에서 검출 가능한 충분한 크기를 가져야 한다.
두 번째 조건인 PN 시퀀스가 3계층 LDM 변조 신호의 수신에 미치는 영향이 거의 없기 위해서 3계층 LDM 변조 신호에 PN 시퀀스가 존재하지 않으면 된다. 즉, 수신된 4계층 LDM변조 신호에서 새로 추가된 제4 계층 신호인 PN 시퀀스 신호 성분을 제거하면, 기존 3계층 LDM 변조 신호를 수신할 때는 PN 시퀀스 신호가 거의 존재하지 않아 영향을 주지 않게 된다. 이 때, PN 시퀀스 신호의 제거 성능이 얼마나 우수한가에 따라, 잔존하는 PN 시퀀스 신호의 크기가 결정될 수 있다. 잔존하는 PN 시퀀스 신호는 3계층 LDM 변조 신호의 수신 과정에 잡음으로 영향을 주므로, 잔존하는 PN 시퀀스 신호의 크기를 최소화하는 것이 중요하다. 이렇게 수신된 4계층 LDM변조 신호에서 새로 추가되는 제4 계층 신호인 PN 시퀀스 신호를 제거하는 과정을 통하여, PN 시퀀스 신호가 기존 3계층 LDM 변조 신호의 수신에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법은 SIC 기술을 적용하여 수신된 4계층 LDM변조 신호에서 PN 시퀀스 신호를 제거할 때, 수신된 4계층 LDM 변조신호에 포함된 PN 시퀀스 신호와 동일한 파형을 가지는 PN 시퀀스를 만들어야 오차가 없이 수시 신호에 포함된 PN 시퀀스 신호 성분을 제거할 수 있다. PN 시퀀스를 제거하고 잔존하는 PN 시퀀스 신호 성분은 3계층 LDM 변조 신호에 잡음으로 작용하기 때문에, 잔존하는 PN 시퀀스 신호의 크기가 작을수록 PN 시퀀스가 3계층 LDM 변조 신호의 수신에 미치는 영향은 작아진다.
본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법은 수신된 4계층 LDM 변조 신호에 포함된 PN 시퀀스 신호와 동일한 파형을 가지는 PN 시퀀스 신호를 만들기 위해서는, 수신된 4계층 LDM 변조신호가 가지는 채널특성을 정확하게 추정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법은 채널추정 성능이 우수할수록 수신된 4계층 LDM 신호에 포함된 PN 시퀀스 신호와 동일한 파형의 PN 시퀀스 신호를 만들 수 있고, 정확하게 PN 시퀀스를 제거할 수 있다.
그 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법은 잔존하는 PN 시퀀스 신호의 크기는 최소화하고, 잔존하는 PN 시퀀스가 3계층 LDM 변조 신호의 수신에 미치는 영향도 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법은 수신된 4 계층 LDM 변조 신호에 포함된 PN 시퀀스 신호와 동일한 파형을 가지는 PN 시퀀스 신호를 만들기 위해서는, 수신된 4 계층 LDM 변조신호가 가지는 채널특성을 정확하게 추정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법은 n차 QAM 변조 성상의 개수와 동일한 개수의 길이가 같은 PN 시퀀스 신호를 적용함으로써, n차 QAM 변조와 동일한 전송률을 얻을 수 있도록 하였다. 따라서 수신단에서 하드웨어 구현 복잡도가 허용되는 범위에 따라, 적용하는 PN 시퀀스의 개수를 늘릴 수 있고, 이에 따라 더 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 4 계층 LDM 신호 송수신 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
110: LDM 변조부 111: 3 계층 LDM 변조부
112: 주파수 인터리버 113: PN 시퀀스 생성부
120: 파일럿 삽입부 130: 송신부
210: 수신부 220: PN 시퀀스 검출부
230: LDM 복조부
1100: 컴퓨터 시스템 1110: 프로세서
1120: 버스 1130: 메모리
1131: 롬 1132: 램
1140: 사용자 인터페이스 입력 장치
1150: 사용자 인터페이스 출력 장치
1160: 스토리지 1170: 네트워크 인터페이스
1180: 네트워크

Claims (20)

  1. 세 개의 계층 신호들에 계층 분할 다중화 변조를 수행하여 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하고, 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호에 PN(PSEUDO RANDOM NOISE) 시퀀스를 삽입하여 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 생성하는 LDM 변조부;
    상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에 파일럿을 삽입하는 파일럿 삽입부; 및
    상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 송신하는 송신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 송신 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 LDM 변조부는
    상기 PN 시퀀스를 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 데이터 부반송파에 삽입하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 송신 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 LDM 변조부는
    상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호의 성상도(CONSTELLATION)의 적어도 하나의 성상점에 상기 PN 시퀀스의 BPSK(BINARY PHASE SHIFT KEYING) 성상도의 성상점을 삽입하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 송신 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 LDM 변조부는
    상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 상기 PN 시퀀스의 개수에 대응하는 QAM(QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION) 변조 차수의 전송률을 상기 4 계층 계층 분할 다중화 신호의 전송률로 결정하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 송신 장치.
  5. 4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 수신하는 수신부;
    상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 PN 시퀀스를 검출하고, 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 제거하는 PN 시퀀스 검출부; 및
    상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스가 제거된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 세 개의 계층 신호들로 복원하는 LDM 복조부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 PN 시퀀스 검출부는
    상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스의 상관을 산출하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 검출하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 PN 시퀀스 검출부는
    SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스를 제거하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 PN 시퀀스 검출부는
    상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 최대 상관 값인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 PN 시퀀스 검출부는
    상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 기설정된 상관 값 이상인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 PN 시퀀스 검출부는
    상기 PN 시퀀스에 기설정된 삽입준위 및 채널추정벡터를 곱하여 산출된 상기PN 시퀀스의 신호 성분을 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 제거하여 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 장치.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 LDM 복조부는
    상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 상기 세 개의 계층 신호들 중 QPSK(QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING) 변조된 제1 계층 신호의 크기를 이용하여 ASK(AMPLITUDE SHIFT KEYING) 변조된 제2 계층 신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 LDM 복조부는
    상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 재변조하고 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 재변조된 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 제거하여 상기 세 개의 계층 신호들 중 제3 계층 신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 장치.
  13. 4 계층 LDM 신호 수신 장치의 4 계층 LDM 신호 수신 방법에 있어서,
    4 계층의 계층 분할 다중화 신호를 수신하는 단계;
    상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 PN 시퀀스를 검출하고, 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계; 및
    상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스가 제거된 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 세 개의 계층 신호들로 복원하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는
    상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스의 상관을 산출하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 상기 PN 시퀀스를 검출하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는
    SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호와 상기 PN 시퀀스를 제거하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는
    상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 최대 상관 값인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는
    상기 PN 시퀀스가 복수개인 경우, 복수개의 PN 시퀀스와 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호의 상관 값들을 산출하고, 상기 상관 값들 중에서 기설정된 상관 값 이상인 PN 시퀀스를 상기 PN 시퀀스로 결정하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 방법.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 PN 시퀀스를 제거하는 단계는
    상기 PN 시퀀스에 기설정된 삽입준위 및 채널추정벡터를 곱하여 산출된 상기PN 시퀀스의 신호 성분을 상기 4 계층의 계층 분할 다중화 신호에서 제거하여 상기 3 계층의 계층 분할 다중화 신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 방법.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 세 개의 계층 신호들로 복원하는 단계는
    상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 상기 세 개의 계층 신호들 중 QPSK(QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING) 변조된 제1 계층 신호의 크기를 이용하여 ASK(AMPLITUDE SHIFT KEYING) 변조된 제2 계층 신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 세 개의 계층 신호들로 복원하는 단계는
    상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 재변조하고 SIC(SUCCESIVE INERFERENCE CANCELLATION) 기법을 이용하여 상기 3 계층 계층 분할 다중화 신호에서 재변조된 상기 제1 계층 신호 및 상기 제2 계층 신호를 제거하여 상기 세 개의 계층 신호들 중 제3 계층 신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 4 계층 LDM 신호 수신 방법.
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