KR102530452B1 - Multiantenna Backscatter Communication System and Method for estimating Forward Channel in the same - Google Patents
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Abstract
다중 안테나 후방산란 통신 시스템 및 순방향 채널 추정 방법이 개시된다.
이 장치에서, 하이브리드 액세스 포인트(Hybrid Access Point, HAP)는 후방산란 통신을 위한 에너지 소스로서 복수의 안테나를 통해 반송파 신호를 송신한다. 복수의 후방산란 디바이스는 HAP에서 송신되는 반송파 신호를 수신하고, 수신된 신호의 반사시 데이터가 포함된 후방산란 신호로 변조하여 상기 HAP으로 송신한다. HAP은 채널 추정을 수행하는 훈련 단계에서 안테나별 채널 전력 정보에 기초하여 복수의 안테나 중 하나의 안테나만을 선택하고, 선택된 하나의 안테나를 통해서 훈련 신호를 복수의 후방산란 디바이스로 송신하며, HAP은 하나의 안테나를 통해 송신된 훈련 신호에 대응하여 특정 후방산란 디바이스로부터 반사 변조된 신호가 수신되는 경우, 훈련 신호를 전송하도록 선택된 안테나에 기초하여 HAP으로부터 후방산란 디바이스로의 순방향 채널을 추정한다. A multi-antenna backscatter communication system and forward channel estimation method are disclosed.
In this device, a Hybrid Access Point (HAP) transmits a carrier signal through a plurality of antennas as an energy source for backscatter communication. A plurality of backscattering devices receive a carrier signal transmitted from the HAP, and when the received signal is reflected, modulates the received signal into a backscattered signal containing data and transmits it to the HAP. HAP selects only one antenna among a plurality of antennas based on channel power information for each antenna in a training step of performing channel estimation, transmits a training signal to a plurality of backscatter devices through the selected one antenna, and HAP has one When a reflection modulated signal is received from a specific backscatter device in response to a training signal transmitted through an antenna of HAP, a forward channel from the HAP to the backscatter device is estimated based on the antenna selected to transmit the training signal.
Description
본 발명은 다중 안테나 후방산란 통신 시스템 및 순방향 채널 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-antenna backscatter communication system and a forward channel estimation method.
후방산란 통신(backscatter communication)은 최근 사물 인터넷(Internet of Things, IoT)의 핵심 구성 요소인 소형 디바이스의 전력 소모를 줄이기 위해 대두되었다. 이러한 후방산란 통신은 전력 소모가 큰 반송파를 생성하지 않아 초저전력 또는 무전원 통신이 가능하다. 예를 들어, 후방산란 통신은, 우리 주변에 존재하는 TV, MF 라디오, LoRa(Long Range) 및 Wi-Fi 등의 반송파 신호를 이용하거나 또는 지정된 RF 소스에서 송신되는 반송파 신호를 이용한다. Backscatter communication has recently emerged to reduce power consumption of small devices, which are key components of the Internet of Things (IoT). Such backscattered communication does not generate a carrier wave that consumes a lot of power, so ultra-low power or powerless communication is possible. For example, backscatter communication uses carrier signals such as TV, MF radio, LoRa (Long Range), and Wi-Fi that exist around us or a carrier signal transmitted from a designated RF source.
이러한 후방산란 통신에서 반송파를 후방산란 디바이스로 송신하는 송신기와 후방산란 디바이스로부터 반사 변조된 신호를 수신하는 리더가 같은 위치에 있는 모노스터틱(monostatic) 후방산란 통신에서 송신기와 리더의 역할을 동시에 수행하는 장치를 하이브리드 액세스 포인트(Hybrid Access Point, HAP)이라 한다.In this backscattering communication, a transmitter that transmits a carrier wave to a backscattering device and a reader that receives a reflection-modulated signal from the backscattering device simultaneously perform the roles of a transmitter and a reader in monostatic backscattering communication in the same location. A device that does this is called a Hybrid Access Point (HAP).
HAP은 코히어런트 복조를 위해 HAP-디바이스-HAP으로의 후방산란 채널을 추정하거나, 송신 빔포밍을 위해 HAP-디바이스 간 순방향 채널을 추정할 필요가 있다. The HAP needs to estimate a backscatter channel from HAP-device-HAP for coherent demodulation or estimate a forward channel between HAP-device for transmit beamforming.
이를 위해 HAP-디바이스 순방향 채널과 디바이스-HAP 역방향 채널이 서로 가역적인 경우 다중 안테나 HAP에서 HAP-디바이스-HAP 사이의 후방산란 채널 추정치로부터 HAP-디바이스 순방향 채널을 추정하는 방법이 제안되었다.To this end, when the HAP-device forward channel and the device-HAP reverse channel are mutually reciprocal, a method of estimating the HAP-device forward channel from the backscatter channel estimate between the HAP-device-HAP in a multi-antenna HAP has been proposed.
그러나, 해당 기술들은 채널에 상관없이 동일한 직교하는 훈련 신호를 다중 안테나로 송신하였다. However, these technologies transmit the same orthogonal training signal through multiple antennas regardless of channels.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복조 및 송신 빔포밍을 위해 필요한 채널 추정 성능을 향상시키는 다중 안테나 후방산란 통신 시스템 및 순방향 채널 추정 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a multi-antenna backscatter communication system and a method for estimating a forward channel for improved channel estimation performance required for demodulation and transmission beamforming.
상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.In order to achieve the objects of the present invention as described above and realize the characteristic effects of the present invention described later, the characteristic configuration of the present invention is as follows.
본 발명의 일 측면에 따르면, 후방산란 통신 시스템이 제공되며, 이 시스템은,According to one aspect of the present invention, a backscatter communication system is provided, comprising:
후방산란 통신을 위한 에너지 소스로서 복수의 안테나를 통해 반송파 신호를 송신하는 하이브리드 액세스 포인트(Hybrid Access Point, HAP), 그리고 상기 HAP에서 송신되는 반송파 신호를 수신하고, 수신된 신호의 반사시 데이터가 포함된 후방산란 신호로 변조하여 상기 HAP으로 송신하는 복수의 후방산란 디바이스를 포함하며, 상기 HAP은 채널 추정을 수행하는 훈련 단계에서 안테나별 채널 전력 정보에 기초하여 상기 복수의 안테나 중 하나의 안테나만을 선택하고, 선택된 하나의 안테나를 통해서 훈련 신호를 상기 복수의 후방산란 디바이스로 송신하며, 상기 HAP은 상기 하나의 안테나를 통해 송신된 훈련 신호에 대응하여 특정 후방산란 디바이스로부터 반사 변조된 신호가 수신되는 경우, 상기 훈련 신호를 전송하도록 선택된 안테나에 기초하여 상기 HAP으로부터 상기 후방산란 디바이스로의 순방향 채널을 추정한다.A Hybrid Access Point (HAP) that transmits a carrier signal through a plurality of antennas as an energy source for backscatter communication, receives the carrier signal transmitted from the HAP, and includes data when the received signal is reflected. and a plurality of backscatter devices that modulate a backscattered signal and transmit the modulated backscattered signal to the HAP, wherein the HAP selects only one antenna from among the plurality of antennas based on channel power information for each antenna in a training step of performing channel estimation. and transmits a training signal to the plurality of backscatter devices through one selected antenna, and the HAP receives a reflection-modulated signal from a specific backscatter device in response to the training signal transmitted through the one antenna. , estimates the forward channel from the HAP to the backscatter device based on the antenna selected to transmit the training signal.
여기서, 상기 HAP은 상기 순방향 채널의 안테나별 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 상태에서, 안테나의 인덱스가 중복 값을 갖지 않도록 채널 전력이 높은 순으로 선택하는 순차(Order/ideal) 선택 방식에 따라 상기 하나의 안테나 선택이 수행된다.Here, the HAP is based on an order/ideal selection method in which the order of channel power of each antenna of the forward channel is known in advance, and the order of channel power is selected so that the index of the antenna does not have a duplicate value. The one antenna selection is performed.
또한, 상기 HAP은 상기 순방향 채널의 안테나별 채널 전력 가운데 가장 높은 채널 전력을 갖는 안테나를 알고 있는 상태에서, 안테나의 인덱스가 중복이 되는 것을 허락하여 가장 높은 전력을 갖는 안테나를 선택하는 최선(best/ideal) 선택 방식에 따라 상기 하나의 안테나 선택이 수행된다.In addition, the HAP selects the antenna having the highest power by allowing overlapping antenna indices in a state in which the antenna having the highest channel power among the channel powers of each antenna of the forward channel is known. The one antenna selection is performed according to an ideal) selection method.
또한, 상기 HAP은 첫 번째의 훈련 신호를 송신할 하나의 안테나를 랜덤으로 선택하고, 그 이후 훈련 신호를 송신할 하나의 안테나는 이전까지 송신된 훈련 신호에 대응하여 수신된 신호들의 누적에 기초하여 추정되는 상기 복수의 안테나 각각의 채널 전력에 따라 선택된다.In addition, the HAP randomly selects one antenna to transmit the first training signal, and then one antenna to transmit the training signal is based on the accumulation of received signals corresponding to the previously transmitted training signals It is selected according to the estimated channel power of each of the plurality of antennas.
또한, 상기 HAP이 n번째(n은 2이상의 자연수임) 훈련 신호를 송신하는 상기 하나의 안테나의 선택은 상기 HAP이 송신한 훈련 신호에 대한 후방산란 신호가 q번째(q<n임) 훈련 신호까지 있을 때, m번째(1≤m≤M임) 안테나에 대한 다음의 수신 전력In addition, the selection of the one antenna through which the HAP transmits the n-th (n is a natural number equal to or greater than 2) training signal results in the backscattered signal for the training signal transmitted by the HAP being the q-th (q<n) training signal. up to, the next received power for the mth antenna (where 1≤m≤M)
에 따라 이루어지며, 여기서 은 l번째 훈련 신호에 대한 상기 m번째 안테나에서의 수신 신호이다.is done according to, where Is the received signal at the m-th antenna for the l-th training signal.
또한, 상기 HAP은 상기 q의 값을 증가시키기 위해, 안테나 선택을 위한 수신 신호와 연산 시간을 미리 확보할 수 있도록 상기 복수의 후방산란 디바이스를 지원하는 경우에 적용 가능한 분산 방식의 훈련 신호 송신을 수행한다.In addition, the HAP performs training signal transmission in a distributed manner applicable to the case of supporting the plurality of backscatter devices so as to secure a received signal and calculation time for antenna selection in advance to increase the value of q. do.
또한, 상기 하나의 안테나( )는 다음의 관계식In addition, the one antenna ( ) is the relational expression
에 따라 선택되며, 여기서 M은 상기 안테나의 개수이고, N<M이다.It is selected according to, where M is the number of antennas, and N<M.
또한, 상기 하나의 안테나( )는 다음의 관계식In addition, the one antenna ( ) is the relational expression
에 따라 선택되며, 여기서 M은 상기 안테나의 개수이고, N<M이다.It is selected according to, where M is the number of antennas, and N<M.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 순방향 채널 추정 방법이 제공되며, 이 방법은,According to another aspect of the present invention, a forward channel estimation method is provided, which includes:
후방산란 통신 시스템이 순방향 채널을 추정하는 방법으로서, 상기 후방산란 통신 시스템에서 복수의 안테나를 통해 반송파 신호를 복수의 후방산란 디바이스로 송신하는 하이브리드 액세스 포인트(HAP)가 미리 설정된 안테나 선택 방식과 안테나별 채널 전력 정보에 기초하여 훈련 신호를 생성하는 단계, 상기 미리 설정된 안테나 선택 방식과 상기 안테나별 채널 전력 정보에 기초하여 대응하는 하나의 안테나를 선택하는 단계, 상기 선택하는 단계에서 선택된 하나의 안테나를 통해 상기 복수의 후방산란 디바이스로 상기 생성하는 단계에서 생성된 훈련 신호를 송신하는 단계, 상기 하나의 안테나를 통해 송신된 훈련 신호에 대응하여 상기 후방산란 디바이스로부터 반사 변조된 신호를 수신하는 단계, 그리고 상기 훈련 신호를 전송하도록 선택된 안테나에 기초하여 상기 순방향 채널을 추정하는 단계를 포함한다.A method for estimating a forward channel in a backscatter communication system, wherein a hybrid access point (HAP) that transmits a carrier signal to a plurality of backscatter devices through a plurality of antennas in the backscatter communication system uses a preset antenna selection method and each antenna Generating a training signal based on channel power information, selecting a corresponding antenna based on the preset antenna selection method and the channel power information for each antenna, through the one antenna selected in the selecting step. transmitting the training signal generated in the generating step to the plurality of backscattering devices; receiving a reflection-modulated signal from the backscattering device in response to the training signal transmitted through the one antenna; and estimating the forward channel based on an antenna selected to transmit a training signal.
여기서, 상기 하나의 안테나를 선택하는 단계는, 훈련 신호의 송신이 처음인지를 판단하는 단계, 그리고 상기 훈련 신호의 송신이 처음인 경우, 상기 미리 설정된 안테나 선택 방식에 따라 대응하는 하나의 안테나를 선택하거나, 또는 상기 훈련 신호의 송신이 처음이 아닌 경우, 이전의 훈련 신호의 송신에 대응하여 반사 변조된 신호를 사용하여 산출된 채널 전력 정보와 상기 미리 설정된 안테나 선택 방식에 따라 대응하는 하나의 안테나를 선택하는 단계를 포함한다.Here, the step of selecting the one antenna includes determining whether transmission of a training signal is the first time, and if the transmission of the training signal is the first time, selecting a corresponding antenna according to the preset antenna selection method. or, if the transmission of the training signal is not the first time, a corresponding one antenna is selected according to the channel power information calculated using the reflection modulated signal corresponding to the transmission of the previous training signal and the preset antenna selection method. It includes a selection step.
또한, 상기 미리 설정된 안테나 선택 방식은, 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하지 않는 순차 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하는 최선 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있지 않은 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하지 않는 순차/누적 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있지 않은 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하는 최선/누적 선택 방식이다.In addition, the preset antenna selection method may be a sequential selection method in which overlapping is not allowed when selecting antennas in a state in which the order of higher channel powers of the forward channel is known in advance, or the order of higher channel powers of the forward channel is known in advance. A best selection method that allows overlapping when selecting antennas in a state in which there is a forward channel, or a sequential/accumulative selection method that does not allow overlapping when selecting antennas in a state where the order of higher channel powers of the forward channel is not known in advance, or This is a best/accumulative selection method that allows overlapping when selecting antennas in a state where the order of higher channel power is not known in advance.
또한, 상기 순차/누적 선택 방식 및 상기 최선/누적 선택 방식의 경우, 상기 훈련 신호를 송신하는 단계는, 이전까지 전송된 훈련 신호에 대응하여 수신된 신호들의 누적에 기초하여 상기 복수의 안테나 각각의 채널 전력을 추정하는 단계, 그리고 추정된 채널 전력 중 가장 높은 채널 전력을 갖는 안테나를 상기 하나의 안테나로 선택하는 단계를 포함한다.In addition, in the case of the sequential/cumulative selection method and the best/accumulative selection method, the transmitting of the training signal may include each of the plurality of antennas based on accumulation of signals received corresponding to previously transmitted training signals. Estimating channel power, and selecting an antenna having the highest channel power among the estimated channel powers as the one antenna.
본 발명에 따르면, 후방산란 통신 시스템에서 복조 및 송신 빔포밍을 위해 필요한 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, channel estimation performance required for demodulation and transmit beamforming in a backscatter communication system can be improved.
또한, 순방향 채널 추정 성능을 향상시킴으로써 송신 빔포밍 성능을 개선하고 이에 따라 모노스터틱 후방산란 통신의 정보 전송 반경과 에너지 전송 반경이 넓어진다.In addition, by improving the forward channel estimation performance, the transmission beamforming performance is improved, and accordingly, the information transmission radius and the energy transmission radius of the monostatic backscatter communication are widened.
도 1은 본 발명이 적용되는 다중 안테나 후방산란 통신 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 후방산란 통신 시스템의 구체적인 구성도이다.
도 3은 일반적인 후방산란 통신에서 사용되는 데이터 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 순방향 채널 추정 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 5는 SNR의 함수로서 다양한 채널 적응 훈련 신호에 대한 순방향 채널 추정치 의 정규화된 MUSE를 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of a multi-antenna backscatter communication system to which the present invention is applied.
2 is a detailed configuration diagram of a backscatter communication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a data frame structure used in general backscatter communication.
4 is a schematic flowchart of a forward channel estimation method according to an embodiment of the present invention.
5 shows forward channel estimates for various channel adaptive training signals as a function of SNR. It is a diagram showing the normalized MUSE of
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description have been omitted, and similar reference numerals have been attached to similar parts throughout the specification.
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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as “… unit”, “… unit”, and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. there is.
명세서 전체에서, "및/또는"이라는 용어는 관련된 객체를 기술하기 위한 연관 관계만을 설명하고 세 가지 관계가 존재할 수 있음을 나타낸다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, A 및/또는 B는 A만 존재하고, A와 B가 모두 존재하며, B만 존재하는 세 가지 경우를 나타낼 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 문자 "/"는 일반적으로 연관된 객체 사이의 "또는" 관계를 지시한다.Throughout the specification, it should be understood that the term "and/or" describes only an association relationship for describing the related objects and indicates that three relationships may exist. For example, A and/or B may indicate three cases in which only A exists, both A and B exist, and only B exists. Also, throughout the specification, the character "/" generally indicates an "or" relationship between related objects.
본 발명에서 설명하는 장치들은 적어도 하나의 프로세서, 메모리 장치, 통신 장치 등을 포함하는 하드웨어로 구성되고, 지정된 장소에 하드웨어와 결합되어 실행되는 프로그램이 저장된다. 하드웨어는 본 발명의 방법을 실행할 수 있는 구성과 성능을 가진다. 프로그램은 도면들을 참고로 설명한 본 발명의 동작 방법을 구현한 명령(instructions)을 포함하고, 프로세서와 메모리 장치 등의 하드웨어와 결합하여 본 발명을 실행한다. Devices described in the present invention are composed of hardware including at least one processor, memory device, communication device, and the like, and a program to be executed in combination with the hardware is stored in a designated place. The hardware has the configuration and capability to implement the method of the present invention. The program includes instructions implementing the operating method of the present invention described with reference to the drawings, and implements the present invention in combination with hardware such as a processor and a memory device.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 후방산란 통신 시스템에 대해 설명한다. Hereinafter, a multi-antenna backscatter communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
먼저, 도 1을 참조하여 일반적인 다중 안테나 후방산란 통신 시스템을 기준으로 설명한다.First, a general multi-antenna backscatter communication system will be described with reference to FIG. 1 .
도 1을 참조하면, 후방산란 통신 시스템(10)은 하이브리드 액세스 포인트(Hybrid Access Point, HAP)(100) 및 복수 개의 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)(여기서 k는 1 이상의 자연수임)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
HAP(100)은 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)의 전력원으로서 작동하는 동시에 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)에서 감지된 데이터를 수집한다.The HAP 100 operates as a power source for the backscatter devices 200-1, 200-2, ..., 200-k and at the same time detects the backscatter devices 200-1, 200-2, ..., 200-k. collect the data
이러한 HAP(100)은 복수 개의 안테나, 예를 들어 M(여기서 M은 1 이상의 자연수임)개의 안테나(110)를 구비하고, M개의 안테나(110)를 사용하여 활성화 반송파 신호를 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신한다.The
또한, HAP(100)은 특정 시간에 하나의 후방산란 디바이스(200-k)로부터 후방산란 변조되어 송신되는 후방산란 신호를 수신한다. 도 1을 참조하면, HAP(100)이 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신하는 반송파 신호는 실선으로 표시되어 있고, 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로부터 HAP(100)으로 송신되는 후방산란 신호는 점선으로 표시되어 있다.In addition, the
이와 같이, 후방산란 통신 시스템(10)에서 여러 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)가 존재할 경우, HAP(100)은 각각의 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)를 위한 훈련 신호를 서로 시간 기준으로 직교하도록 송신하므로, 각각의 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)를 위한 훈련 신호 송신 방법과 채널 추정 방법은 동일하게 적용될 수 있어서, HAP(100)과 하나의 후방산란 디바이스(예를 들어, 200-1, 이하 “200”으로 지칭함)를 사용하여 그 사이 순방향 채널 추정을 위한 훈련 신호 송신과 채널 추정 방법을 설명한다. In this way, when there are several backscatter devices 200-1, 200-2, ..., 200-k in the
먼저, HAP(100)은 개의 송수신 안테나를 가지고 있으며, HAP(100)과 후방산란 다비이스(200) 사이의 순방향 채널은 다음의 [수학식 1]과 같다. First, the
[수학식 1][Equation 1]
여기서, 복소 행렬 집합을 나타낸다.here, Represents a set of complex matrices.
후방산란 통신 시스템(10)에서의 순방향 채널 벡터를 추정하기 위해, HAP(100)은 개의 훈련 신호 벡터를 후방산란 디바이스(200)로 송신한다. 여기서, HAP(100)이 송신하는 n(1≤n≤N)번째 훈련 신호 벡터를 이라고 하면(여기서 일반성 상실 없이 로 가정함), HAP(100)이 송신한 훈련 신호를 후방산란 디바이스(200)가 반사 전력 비율 로 반사한 신호를 HAP(100)이 수신한다. 이 때, HAP(100)에서 수신되는 신호를 스케일링하여 나타내면 다음의 [수학식 2]와 같다. To estimate the forward channel vector in the
[수학식 2][Equation 2]
여기서 는 스케일링 후의 M개의 안테나(110)의 잡음 벡터로, 분산이 인 독립인 가우시안 잡음으로 구성되며, 여기서 는 송신 전력이고, 는 경로 손실이며, 는 HAP(100)에서의 배경 잡음 분산이다. here Is the noise vector of the
N개의 훈련 신호 벡터에 대해 HAP(100)에서 수신한 신호를 행렬로 표현하면 다음의 [수학식 3]과 같다.When the signals received by the
[수학식 3][Equation 3]
여기서 는 HAP-디바이스-HAP으로의 후방산란 채널이고, 는 훈련 신호 행렬이며, 은 잡음 행렬이다. here is the backscatter channel to the HAP-device-HAP, is the training signal matrix, is the noise matrix.
일반적인 후방산란 통신에서는, 개의 훈련 신호 송신 구간에 직교 훈련 신호 행렬 을 처음 N개의 송신 안테나로 송신한다. 이 때의 훈련 신호 행렬은 다음의 [수학식 4]와 같이 표현할 수 있다. In general backscatter communication, An orthogonal training signal matrix in the training signal transmission interval is transmitted through the first N transmit antennas. The training signal matrix at this time can be expressed as the following [Equation 4].
[수학식 4][Equation 4]
, ,
여기서 이다. 즉, 은 를 만족하는 임의의 직교 행렬이다.here am. in other words, silver is any orthogonal matrix that satisfies
전술한 [수학식 4]에 따른 훈련 신호에 대한 수신 신호는 다음의 [수학식 5]와 같이 다시 쓸 수 있다. The received signal for the training signal according to the above-described [Equation 4] can be rewritten as the following [Equation 5].
[수학식 5][Equation 5]
여기서 후방산란 채널 은 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.where the backscatter channel can be expressed as in [Equation 6].
[수학식 6][Equation 6]
일반적인 기술에서는 [수학식 5]에서 절단된 후방산란 채널 을 LS(least square) 또는 LMMSE(linear minimum mean square error)와 같은 선형 추정 기법으로 추정한 을 얻고, 이로부터 순방향 채널 추정치 를 얻는다. In a general technique, the truncated backscattered channel in [Equation 5] estimated by a linear estimation technique such as least square (LS) or linear minimum mean square error (LMMSE). is obtained, from which the forward channel estimate get
이 때 순방향 채널 추정치 를 얻는 방법으로 순방향 채널 를 훈련 신호가 송신되는 안테나 그룹 에 해당하는 채널 와 훈련 신호가 송신되지 않는 안테나 그룹 에 해당하는 채널 로 나누어 추정한다. In this case, the forward channel estimate How to get forward channel Channel corresponding to the antenna group through which the training signal is transmitted and a channel corresponding to an antenna group on which training signals are not transmitted. estimated by dividing by
전술한 설명에 따르면, 와 임을 알 수 있고, 따라서 와 로 나누어 채널 추정을 순차적으로 수행한다. According to the above explanation, and can be known, and therefore and Divided by , channel estimation is sequentially performed.
따라서, [수학식 6]의 절단된 후방산란 채널은 [수학식 7]과 같이 표현될 수 있다. Therefore, the truncated backscatter channel of [Equation 6] can be expressed as [Equation 7].
[수학식 7] [Equation 7]
여기서 이고 이다. here ego am.
이에 따라 훈련 신호가 송신된 안테나 그룹(A)은 를 만족하며, 이를 실수값으로 바꾸어 나타내면 다음의 [수학식 8]과 같다. Accordingly, the antenna group A through which the training signal is transmitted is is satisfied, and when expressed by converting it to a real value, the following [Equation 8] is obtained.
[수학식 8][Equation 8]
여기서, 과 는 실수 부분과 허수 부분을 각각 나타낸다. here, class represents the real part and the imaginary part, respectively.
한편, 훈련 신호가 송신되지 않은 안테나 그룹(B)은 다음의 [수학식 9]를 만족한다. Meanwhile, the antenna group (B) to which the training signal is not transmitted satisfies the following [Equation 9].
[수학식 9][Equation 9]
전술한 [수학식 8]과 [수학식 9]에 따라 절단된 후방 산란 채널 추정치 로부터, 의 추정치 와 의 추정치 를 얻을 수 있다. Backscattered channel estimate truncated according to [Equation 8] and [Equation 9] described above from, estimate of and estimate of can be obtained.
구체적으로 는 [수학식 8]에 따라 다음의 [수학식 10]의 행렬의 최대 고유값(eigenvalue)에 해당하는 고유 벡터 (eigenvector)를 구해 얻을 수 있다. Specifically can be obtained by obtaining an eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the matrix of the following [Equation 10] according to [Equation 8].
[수학식 10] [Equation 10]
다음, 추정치 는 [수학식 9]와 전술한 바와 같이 산출되는 를 이용하여 다음의 [수학식 11]과 같이 산출할 수 있다. Next, estimate Is calculated as described above with [Equation 9] It can be calculated as in the following [Equation 11] using
[수학식 11] [Equation 11]
이와 같이, 일반적인 기술에서는 훈련 신호 수가 이면 개의 안테나(110)를 통해 훈련 신호가 송신되었다. 이에 따라, 이면 모든 안테나(110)를 통해 훈련 신호가 송신되었다. As such, in the general technique, if the number of training signals is , training signals are transmitted through the number of
따라서, 일반적인 기술에서는 채널에 상관없이 동일한 직교하는 훈련 신호를 다중 안테나를 통해 송신하였다.Therefore, in a general technique, the same orthogonal training signal is transmitted through multiple antennas regardless of channels.
한편, 본 발명의 실시예에서, 훈련 신호는, 다음의 [수학식 12]를 참조하면, 길이가 인 벡터에서 한 원소만 0이 아니고 나머지는 0인 형태를 갖는다. 이 때, 0이 아닌 값이 송신되는 인덱스가 바로 선택된 안테나 인덱스 이다. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, referring to the following [Equation 12], the training signal has a form in which only one element of a vector having a length is not 0 and the rest are 0. At this time, the index to which a value other than 0 is transmitted is the selected antenna index.
[수학식 12] [Equation 12]
= [0 … 010 … 0]T = [0 … 010 … 0] T
이러한 [수학식 12]를 참조하여 전술한 [수학식 3]에 따른 수신 신호를 다시 쓰면 다음의 [수학식 13]과 같다. Referring to [Equation 12], the received signal according to [Equation 3] described above is rewritten as the following [Equation 13].
[수학식 13] [Equation 13]
여기서 은 n번째 훈련 신호에 대한 번째 수신 안테나 신호이다. here is the th receive antenna signal for the n th training signal.
먼저, HAP(100)이 순방향 채널 의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 경우를 고려한다. 즉, HAP(100)이 m번째로 채널 전력이 큰 안테나 인덱스를 으로 표시하는 경우, HAP(100)은 다음의 [수학식 14]와 같이 안테나별 채널 전력이 높은 순서를 알고 있다. First,
[수학식 14] [Equation 14]
이러한 상태에서, HAP(100)에서 훈련 신호를 송신하는 안테나를 선택하는 방법으로 중복을 허용하지 않는 순차(Order/ideal) 선택 방법, 즉 n번째 훈련 신호에 대한 안테나 인덱스를 으로 할 수 있고, 이 경우, N개의 훈련 신호를 송신할 때 신호를 송신한 안테나 그룹 인덱스는 이고, 그에 따른 수신 신호는 다음의 [수학식 15]와 같다. 즉, 순차 선택 방법에서는 총 N개의 서로 다른 안테나로 훈련 신호가 전송되는 것이다.In this state, as a method of selecting an antenna for transmitting a training signal in the
[수학식 15][Equation 15]
따라서, 와 를 구성하고, [수학식 15]의 수신 벡터의 열 순서를 에 해당하는 열이 위에 오도록 다음의 [수학식 16]과 같이 변환할 수 있다. thus, and , and the order of the columns of the received vector in [Equation 15] It can be converted as shown in [Equation 16] so that the column corresponding to is at the top.
[수학식 16][Equation 16]
전술한 [수학식 16]은 에 해당하므로 전술한 [수학식 10]과 [수학식 11]을 사용하면 훈련 신호를 송신하는 그룹의 안테나 인덱스 에 대응하는 채널 추정치 와 훈련 신호를 송신하지 않는 그룹의 안테나 인덱스 에 대응하는 채널 추정치 를 산출할 수 있다. The above [Equation 16] is , so using [Equation 10] and [Equation 11] described above, the antenna index of the group transmitting the training signal Channel estimate corresponding to and a channel estimate corresponding to the antenna index n of the group not transmitting the training signal. can be calculated.
한편, HAP(100)이 안테나별 채널 전력이 높은 순서를 알고 있을 때, 즉 [수학식 14]를 알고 있을 때, HAP(100)에서 훈련 신호를 송신하는 안테나(110)를 선택하는 방법으로, 중복을 허용하는 최선(Best/ideal) 선택 방법, 즉 을 적용할 수 있다. On the other hand, when the
이 경우, 훈련 신호를 송신하는 안테나 그룹은 이다. 따라서, 이 경우 수신 신호에 대한 전술한 [수학식 13]은 가 된다. 이 경우, 수신 신호를 다음의 [수학식 17]과 같이 평균화하여 잡음을 줄일 수 있다.In this case, the antenna group transmitting the training signal is am. Therefore, in this case, the above-described [Equation 13] for the received signal becomes In this case, noise can be reduced by averaging the received signal as shown in [Equation 17] below.
[수학식 17][Equation 17]
전술한 [수학식 17]의 벡터를 에 해당하는 수신 신호가 위에 오도록 다음의 [수학식 18]과 같이 순서를 바꿀 수 있다. The vector of [Equation 17] described above The order can be changed as shown in [Equation 18] so that the received signal corresponding to is on top.
[수학식 18][Equation 18]
전술한 [수학식 18]은 에 해당하므로 전술한 [수학식 10]과 [수학식 11]을 사용하면 훈련 신호를 송신하는 그룹의 안테나 인덱스 에 대응하는 채널 추정치 와 훈련 신호를 송신하지 않는 그룹의 안테나 인덱스 에 대응하는 채널 추정치 를 산출할 수 있다. The above [Equation 18] is , so using [Equation 10] and [Equation 11] described above, the antenna index of the group transmitting the training signal Channel estimate corresponding to and a channel estimate corresponding to the antenna index n of the group not transmitting the training signal. can be calculated.
다음, 본 발명의 다른 실시예에서, HAP(100)이 순방향 채널 의 채널 전력 정보를 모르고 있는 경우를 고려한다.Next, in another embodiment of the present invention,
이 경우, 첫 번째 훈련 신호는 임의의 안테나를 사용하여 송신된다().In this case, the first training signal is transmitted using an arbitrary antenna ( ).
그 다음 훈련 신호를 송신할 안테나 를 선택하기 위해 HAP(100)은 현재 이용 가능한 수신 신호 (즉 [수학식 13]에서 n<2인 신호)를 이용하여 안테나별 수신 전력을 추정할 수 있다. Then, in order to select an antenna to transmit a training signal, the
또한, 그 다음 훈련 신호를 송신할 안테나 를 선택하기 위해 HAP(100)은 현재 이용 가능한 수신신호 (즉 [수학식 13]에서 n<3인 신호)를 이용하여 안테나별 수신 전력을 추정할 수 있다. In addition, in order to select an antenna to transmit the next training signal, the
이를 일반화한다면, HAP(100)이 n번째 훈련 신호를 송신하는 안테나를 선택하는 기준에 있어서 HAP(100)이 수신한 훈련 신호에 대한 후방산란 신호가 q 번째(q<n) 훈련 신호까지 있을 때, 안테나 m에 대한 수신 전력을 다음의 [수학식 19]와 같이 추정하여 선택할 수 있다. If this is generalized, in the criterion for the
[수학식 19] [Equation 19]
이 경우, 본 발명의 실시예에서는 중복을 허용하지 않는 순차/누적(Order/Acc) 선택 방법을 적용할 수 있으며, 이 경우 일 때 훈련 신호를 송신하는 안테나는 임의로 으로 선택하고, 일 때 훈련 신호를 송신하는 안테나는 [수학식 19]를 활용하여 다음의 [수학식 20]과 같이 산출할 수 있다.In this case, in the embodiment of the present invention, an order/accumulation (Order/Acc) selection method that does not allow overlap can be applied, and in this case, the antenna transmitting the training signal is randomly An antenna that is selected as , and transmits a training signal when , can be calculated as shown in [Equation 20] using [Equation 19].
[수학식 20] [Equation 20]
여기서 =이고, 은 순차/누적(Order/Acc) 안테나 선택 방법을 통해 q 번째 훈련 신호까지 훈련 신호를 송신한 안테나 그룹을 나타낸다. here = and denotes an antenna group that has transmitted training signals up to the q th training signal through an order/accumulation (Order/Acc) antenna selection method.
이 경우, N개의 훈련 신호 송신 시간 동안 훈련 신호를 송신한 안테나 그룹 을 설정할 수 있으며, 이는 중복을 허용하지 않으므로 전술한 [수학식 13]으로부터 순차 선택(Order/ideal) 방법에서의 프로세스를 적용함으로써, 에 대응하는 채널 추정치 와 훈련 신호를 송신하지 않는 그룹의 안테나 인덱스 에 대응하는 채널 추정치 를 산출할 수 있다.In this case, the antenna group that transmitted the training signal during N training signal transmission times can be set, which does not allow duplication, so by applying the process in the order / ideal method from [Equation 13] described above, Channel estimate corresponding to and a channel estimate corresponding to the antenna index n of the group not transmitting the training signal. can be calculated.
한편, HAP(100)이 순방향 채널 의 채널 전력 정보를 모르고 있는 경우, 중복을 허용한 최선/누적(Best/Acc) 안테나 선택 방법이 적용될 수 있다.On the other hand, HAP (100) is the forward channel If the channel power information of is not known, the best/accumulation (Best/Acc) antenna selection method allowing overlapping may be applied.
이 경우, 일 때 훈련 신호를 송신하는 안테나는 임의로 으로 선택하고 일 때 훈련 신호를 송신하는 안테나를 선택하는 방법은 전술한 [수학식 19]를 활용하여 다음의 [수학식 21]과 같이 얻을 수 있다.In this case, the antenna transmitting the training signal when A method for selecting an antenna for transmitting a training signal when , and when , can be obtained as shown in [Equation 21] using the above-described [Equation 19].
[수학식 21] [Equation 21]
여기서, , n=1,2,..,N 값이 동일한 값을 갖는 경우가 많다. here, , n = 1,2,.., N values often have the same value.
[수학식 19]에서 볼 수 있듯이 더 많은 훈련 신호의 수신 신호를 이용할수록 안테나별 수신 전력 추정이 더 정확할 것임을 알 수 있다. 이에 최선/누적 안테나 선택 방법에서는 마지막에 선택한 안테나 를 훈련 신호를 송신한 안테나 그룹 으로 선택하고, 해당 안테나로 송신된 훈련 신호에 대한 수신 신호만을 평균화한 다음의 [수학식 22]를 사용한다. As can be seen from [Equation 19], it can be seen that the more received signals of the training signals are used, the more accurate the received power estimation for each antenna is. Therefore, in the best/cumulative antenna selection method, the last selected antenna The antenna group that transmitted the training signal to is selected, and the following [Equation 22] is used after averaging only the received signal for the training signal transmitted through the corresponding antenna.
[수학식 22][Equation 22]
여기서, 이다.here, am.
이에 [수학식 22]의 벡터를 에 해당하는 수신 신호가 위에 오도록 다음의 [수학식 23]과 같이 순서를 바꿀 수 있다.Accordingly, the vector of [Equation 22] The order can be changed as shown in [Equation 23] so that the received signal corresponding to is on top.
[수학식 23][Equation 23]
전술한 [수학식 23]은 에 해당하므로 전술한 [수학식 10]과 [수학식 11]을 사용하면 훈련 신호를 송신하는 그룹의 안테나 인덱스 에 대응하는 채널 추정치 와 훈련 신호를 송신하지 않는 그룹의 안테나 인덱스 에 대응하는 채널 추정치 를 산출할 수 있다. The above [Equation 23] is , so using [Equation 10] and [Equation 11] described above, the antenna index of the group transmitting the training signal Channel estimate corresponding to and a channel estimate corresponding to the antenna index n of the group not transmitting the training signal. can be calculated.
이하, 전술한 설명에 기초한 본 발명의 실시예에 따른 후방산란 통신 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, a backscatter communication system according to an embodiment of the present invention based on the above description will be described.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 후방산란 통신 시스템의 구체적인 구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of a backscatter communication system according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 후방산란 통신 시스템(10)은 하이브리드 액세스 포인트(HAP)(100) 및 복수 개의 후방산란 디바이스(BD1(200-1), BD2(200-2), …, BDK(200-k))(여기서 k는 1 이상의 자연수임)를 포함한다.As shown in FIG. 2, a
HAP(100)은 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)의 전력원으로서 작동하는 동시에 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)에서 감지된 데이터를 수집한다.The
이러한 HAP(100)은 복수 개의 안테나, 예를 들어 M(여기서 M은 2 이상의 자연수임)개의 안테나(110)를 구비하고, M개의 안테나(110)를 사용하여 활성화 반송파 신호를 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신한다.The
또한, HAP(100)은 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)에 각각 할당된 시간에 후방산란 변조되어 송신되는 후방산란 신호를 수신한다. 도 1을 참조하면, HAP(100)이 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신하는 반송파 신호는 실선으로 표시되어 있고, 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로부터 HAP(100)으로 송신되는 후방산란 신호는 점선으로 표시되어 있다.In addition, the
구체적으로, HAP(100)은 디커플러(decoupler)(120), 훈련 신호 생성부(130), 반송파 송신부(140), 복조부(150), 채널 추정부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.Specifically, the
디커플러(120)는 다수의 안테나(110)를 통해 훈련 신호 또는 반송파를 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신하고, 또한 특정 시간에 하나의 후방산란 디바이스(200-k)로부터 후방산란 변조되어 송신되는 후방산란 신호를 수신한다. 이러한 디커플러(120)는 안테나(110)를 통해 동시에 신호 송수신이 가능하도록 하는 전이중 작동이 가능하다.The
훈련 신호 생성부(130)는 채널 추정부(160)에서의 채널별 전력 정보를 사용하여 후방산란 통신 시스템(10)의 채널 추정을 위한 훈련 신호를 생성한다. 본 발명의 실시예에 따른 훈련 신호 생성부(130)는 채널 추정부(160)에서의 채널별 전력 정보를 사용하여 M개의 안테나(110) 중에서 하나의 안테나에서만 훈련 신호를 송신할 수 있도록 하는 훈련 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로는, 채널 추정부(160)에서의 채널별 전력 정보를 사용하여, 중복을 허용하지 않는 순차(Order/ideal) 선택 방식, 중복을 허용하는 최선(Best/ideal) 선택 방식, 중복을 허용하지 않는 순차/누적(Order/Acc) 선택 방식 및 중복을 허용하는 최선/누적(Best/Acc) 선택 방식 중 어느 하나의 안테나 선택 방식에 대응하는 형태의 훈련 신호를 생성할 수 있다.The training
반송파 송신부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 데이터 프레임의 훈련 단계(Tranining phase)(21)에서는 훈련 신호 생성부(130)에서 생성된 훈련 신호를 디커플러(120)를 통해 연결되는 안테나(110)를 통해 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신하고, 데이터 단계(Data phase)(22)에서는 디커플러(120)를 통해 연결되는 안테나(110)를 통해 반송파를 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신한다. 여기서, 훈련 단계(21)에서 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)에 대한 훈련 신호의 할당은 클러스터링 방식(clustered) 또는 분산 방식(distributed)으로 이루어질 수 있다. 여기서, 분산 방식은 안테나 선택을 위한 수신 신호와 연산 시간을 미리 확보할 수 있도록 여러 디바이스를 지원하는 경우에 훈련 신호의 송신에 대해 적용될 수 있다. As shown in FIG. 3 , the
또한, 반송파 송신부(140)는 훈련 신호 생성부(130)에서 생성된 훈련 신호를 송신하는 경우, 훈련 신호 생성부(130)에서 훈련 신호를 생성할 때 사용된 선택 방식에 따라 훈련 신호를 송신할 안테나(110)를 선택할 수 있다. 구체적으로, 반송파 송신부(140)는 중복을 허용하지 않는 순차(Order/ideal) 선택 방식, 중복을 허용하는 최선(Best/ideal) 선택 방식, 중복을 허용하지 않는 순차/누적(Order/Acc) 선택 방식 및 중복을 허용하는 최선/누적(Best/Acc) 선택 방식 중에서 훈련 신호 생성부(130)에서 사용된 선택 방식에 따라 훈련 신호를 송신할 안테나(110)를 선택할 수 있다.In addition, when transmitting the training signal generated by the
복조부(150)는 디커플러(120)를 통해 수신되는 신호를 복조한다. 이러한 복조에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.The
채널 추정부(160)는 복조부(150)에 의해 복조된 신호를 사용하여 후방산란 통신 시스템(10)의 채널별 전력 정보를 산출하여 이에 기초한 채널 추정을 수행한다. 이러한 채널 추정은 N개의 훈련 신호가 모두 전송된 후에 수행될 수 있다. 특히, 채널 추정부(160)는 훈련 단계(21)에서 반송파 송신부(140)에서 M개의 안테나(110) 중에서 하나의 안테나에서 훈련 신호를 송신한 후 이 신호가 하나의 후방산란 디바이스(200-k)로부터 반사 변조되어 수신되어 복조된 신호를 사용하여 채널 전력 정보를 산출한 후 이에 따른 순방향 채널 추정을 수행한다. 이러한 채널 추정부(160)는 훈련 신호 생성부(130)에서 훈련 신호를 생성할 때 사용된 선택 방식에 따라 순방향 채널 추정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 채널 추정부(160)는 중복을 허용하지 않는 순차(Order/ideal) 선택 방식, 중복을 허용하는 최선(Best/ideal) 선택 방식, 중복을 허용하지 않는 순차/누적(Order/Acc) 선택 방식 및 중복을 허용하는 최선/누적(Best/Acc) 선택 방식 중에서 훈련 신호 생성부(130)에서 사용된 선택 방식에 따라 순방향 채널 추정을 수행할 수 있다. The
제어부(170)는 훈련 신호 생성부(130), 반송파 송신부(140), 복조부(150) 및 채널 추정부(160)를 제어하여 후방산란 통신 시스템(10)의 전체적인 작동을 제어한다. 특히, 제어부(170)는 후방산란 통신 시스템(10)에서 수행될 안테나 선택 방식을 나타내는 정책 플래그(171)를 포함하고 있다. 즉, 정책 플래그(171)는 전술한 바와 같은, 중복을 허용하지 않는 순차(Order/ideal) 선택 방식, 중복을 허용하는 최선(Best/ideal) 선택 방식, 중복을 허용하지 않는 순차/누적(Order/Acc) 선택 방식 및 중복을 허용하는 최선/누적(Best/Acc) 선택 방식 중 하나의 안테나 선택 방식을 나타내는 값 또는 식별자를 저장한다. 여기서, 정책 플래그(171)는 사용자 또는 운영자에 의해 직접 또는 간접적으로 전술한 네 가지 안테나 선택 방식 중에서 하나의 선택 방식으로 설정될 수 있거나 또는 설정된 후에 추가로 수정될 수 있다.The
따라서, 훈련 신호 생성부(130), 반송파 송신부(140) 및 채널 추정부(160)는 제어부(170) 내의 정책 플래그(171)를 통해 안테나 선택 방식을 확인하고, 확인된 안테나 선택 방식에 따라, 훈련 신호를 생성하고, 안테나를 선택하며, 또한 수신된 신호를 사용하여 순방향 채널 추정을 수행할 수 있다.Therefore, the
한편, 상기에서는 제어부(170) 내에 정책 플래그(171)를 두어 네 가지 안테나 선택 방식을 자유롭게 설정하여 설정된 선택 방식에 따라 훈련 신호를 생성하여 순방향 채널 추정을 수행할 수 있는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이것으로만 한정되지 않고, 네 가지 선택 방식 중에서 선택된 하나의 선택 방식으로 고정적으로 작동하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 후방산란 통신 시스템(10)은 중복을 허용하지 않는 순차(Order/ideal) 선택 방식으로만 작동하도록 설계될 수 있는 형태이다.Meanwhile, in the above, it has been described that the
다음, 본 발명의 실시예에 따른 순방향 채널 추정 방법에 대해 설명한다.Next, a forward channel estimation method according to an embodiment of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 순방향 채널 추정 방법의 개략적인 흐름도이다. 도 4에 따른 순방향 채널 추정 방법은 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한 후방산란 통신 시스템(10)의 HAP(100)에 의해 수행될 수 있다.4 is a schematic flowchart of a forward channel estimation method according to an embodiment of the present invention. The forward channel estimation method according to FIG. 4 may be performed by the
도 4를 참조하면, 먼저, HAP(100)은 후방산란 통신 시스템(10)에서 수행될 안테나 선택 방식 및 안테나별 채널 전력 정보를 확인한다(S100). 예를 들어, 후방산란 통신 시스템(10)에서 수행될 안테나 선택 방식은 정책 플래그(171)를 통해 확인될 수 있다.Referring to FIG. 4 , first, the
다음, 확인된 안테나 선택 방식과 안테나별 채널 전력 정보에 따라 훈련 신호를 생성한다(S110).Next, a training signal is generated according to the confirmed antenna selection method and channel power information for each antenna (S110).
그 후, 특정 후방산란 디바이스(200-k)를 위한 훈련 신호의 송신이 처음인지를 판단한다(S120).Then, it is determined whether transmission of a training signal for a specific backscatter device 200-k is the first time (S120).
만약 훈련 신호의 송신이 처음인 경우, 확인된 안테나 선택 방식에 따라 선택되거나 임의로 선택한 안테나(110)를 통해 상기 단계(S110)에서 생성된 훈련 신호를 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신한다(S130).If the training signal is transmitted for the first time, the training signal generated in step S110 is sent to the backscattering devices 200-1, 200-2, ..., 200-k) is transmitted (S130).
그러나, 훈련 신호의 송신이 처음이 아닌 경우에는 이전의 훈련 신호 송신에 따라 산출된 안테나별 채널 전력 정보와 확인된 안테나 선택 방식에 따라 선택된 안테나(110)를 통해 상기 단계(S110)에서 생성된 훈련 신호를 후방산란 디바이스(200-1, 200-2, …, 200-k)로 송신한다(S140).However, if the transmission of the training signal is not the first time, the training generated in step S110 is performed through the
이렇게 특정 후방산란 디바이스(200-k)를 위해 송신된 훈련 신호는 후방 산란 디바이스(200-k)에 의해 고정된 반사 계수로 반사 변조되어 다시 HAP(100)으로 송신된다.The training signal transmitted for the specific backscattering device 200-k is reflected-modulated with a fixed reflection coefficient by the backscattering device 200-k and transmitted to the
따라서, HAP(100)은 후방산란 디바이스(200-k)로부터 반사 변조된 신호를 수신한다(S150).Accordingly, the
그 후, 훈련 신호를 전송한 안테나, 즉 상기 단계(S130 또는 S140)에서 선택된 안테나에 기초하여 순방향 채널을 추정한다(S160). Then, the forward channel is estimated based on the antenna that transmitted the training signal, that is, the antenna selected in step S130 or S140 (S160).
이하, 전술한 네 가지 안테나 선택 방법에 따라 대응되는 채널 추정 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of estimating a channel corresponding to the above four antenna selection methods will be described.
본 발명의 실시예에서는, M개의 안테나(110) 중에서 하나의 안테나에서 훈련 신호를 송신한 후, 이렇게 송신된 훈련 신호에 대한 반사 변조된 신호가 수신되는 경우, 수신된 신호를 사용하여 순방향 채널 추정을 수행하는 것을 기본으로 한다.In an embodiment of the present invention, when a training signal is transmitted from one of the
먼저, 중복을 허용하지 않는 순차(Order/ideal) 선택 방식의 경우에 대해 설명한다. 이 방식에서 HAP(100)은 순방향 채널 의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있다. First, the case of an order/ideal selection method that does not allow duplication will be described. In this scheme,
상기 단계(S110)에서, 0이 아닌 훈련 신호가 송신되는 안테나의 인덱스가 n(1≤n≤N, N≤M)이므로 n인덱스에 해당되는 훈련 신호가 송신될 수 있도록 전술한 [수학식 12]와 같이 훈련 신호가 생성될 수 있다.In the step S110, since the index of the antenna through which the non-zero training signal is transmitted is n (1≤n≤N, N≤M), the training signal corresponding to the n index can be transmitted using [Equation 12] ], a training signal may be generated.
상기 단계(S120)에서, 훈련 신호를 송신하는 그룹의 안테나 인덱스가 이고 훈련 신호를 송신하지 않는 그룹의 안테나 인덱스가 가 되도록 안테나가 선택된다. 이 때, 안테나의 선택은 중복이 허용되지 않는다. In the step S120, the antenna index of the group transmitting the training signal is , and an antenna is selected such that the antenna index of a group not transmitting a training signal is . At this time, overlapping antenna selection is not allowed.
상기 단계(S130)에서, 전술한 [수학식 15], [수학식 16], [수학식 10], [수학식 11] 등을 사용하여 채널 추정이 수행된다.In step S130, channel estimation is performed using Equation 15, Equation 16,
다음, 중복을 허용하는 최선(Best/ideal) 선택 방식의 경우에 대해 설명한다.Next, the case of the best/ideal selection method allowing duplication will be described.
이 방식에서 HAP(100)은 순방향 채널 의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있다. In this scheme,
상기 단계(S110)에서, 0이 아닌 훈련 신호가 송신되는 안테나의 인덱스가 채널 전력이 가장 높은 이므로 이에 해당되는 훈련 신호만이 송신될 수 있도록 훈련 신호가 생성될 수 있다.In step S110, the index of the antenna through which the non-zero training signal is transmitted has the highest channel power. Therefore, a training signal can be generated so that only the corresponding training signal can be transmitted.
상기 단계(S120)에서, 훈련 신호를 송신하는 그룹의 안테나 인덱스가 이고 훈련 신호를 송신하지 않는 그룹의 안테나 인덱스가 가 되도록 안테나가 선택된다. 이 때, 안테나의 선택은 중복이 허용된다. In the step S120, the antenna index of the group transmitting the training signal is , and an antenna is selected such that the antenna index of a group not transmitting a training signal is . At this time, overlapping antenna selection is allowed.
상기 단계(S130)에서, 전술한 [수학식 17], [수학식 18], [수학식 10], [수학식 11] 등을 사용하여 채널 추정이 수행된다.In step S130, channel estimation is performed using Equation 17, Equation 18,
다음, 중복을 허용하지 않는 순차/누적(Order/Acc) 선택 방식의 경우에 대해 설명한다.Next, the case of a sequential/accumulative (Order/Acc) selection method that does not allow duplication will be described.
이 방식에서 HAP(100)은 순방향 채널 의 채널 전력이 높은 순서를 모른다.In this scheme,
상기 단계(S110)에서, 하나의 안테나에서만 훈련 신호가 송신될 수 있도록 전술한 [수학식 12]와 같이 훈련 신호가 생성될 수 있다.In the step S110, a training signal may be generated as shown in [Equation 12] so that the training signal can be transmitted only from one antenna.
상기 단계(S120)에서, 첫 번째 훈련 신호의 송신이면 임의의 안테나가 선택된다.In step S120, an arbitrary antenna is selected when the first training signal is transmitted.
그러나, 두 번째 이상의 훈련 신호의 송신이면 현재까지 이용 가능한 수신 신호들을 사용하여 추정된 채널 전력이 가장 높은 안테나가 선택된다. 이 때, 안테나의 선택은 중복이 허용되지 않는다. 구체적으로는, 전술한 [수학식 19] 및 [수학식 20]을 통해 산출된 안테나가 선택될 수 있다.However, if the second or more training signals are transmitted, an antenna having the highest channel power estimated using received signals available up to now is selected. At this time, overlapping antenna selection is not allowed. Specifically, the antenna calculated through [Equation 19] and [Equation 20] described above may be selected.
상기 단계(S130)에서, 훈련 신호를 송신한 안테나 그룹 과 훈련 신호를 송신하지 않는 그룹 를 사용하여 전술한 [수학식 15], [수학식 16], [수학식 10], [수학식 11] 등을 통해 채널 추정이 수행된다.In the step S130, the antenna group that transmitted the training signal Channel estimation is performed using [Equation 15], [Equation 16], [Equation 10], [Equation 11], etc.
다음, 중복을 허용한 최선/누적(Best/Acc) 안테나 선택 방식의 경우에 대해 설명한다.Next, the case of the best/accumulation (Best/Acc) antenna selection method allowing overlap will be described.
이 방식에서 HAP(100)은 순방향 채널 의 채널 전력이 높은 순서를 모른다.In this scheme,
상기 단계(S110)에서, 하나의 안테나에서만 훈련 신호가 송신될 수 있도록 전술한 [수학식 12]와 같이 훈련 신호가 생성될 수 있다.In the step S110, a training signal may be generated as shown in [Equation 12] so that the training signal can be transmitted only from one antenna.
상기 단계(S120)에서, 첫 번째 훈련 신호의 송신이면 임의의 안테나가 선택된다.In step S120, an arbitrary antenna is selected when the first training signal is transmitted.
그러나, 두 번째 이상의 훈련 신호의 송신이면 현재까지 이용 가능한 수신 신호들을 사용하여 추정된 채널 전력이 가장 높은 안테나가 선택된다. 이 때, 안테나의 선택은 중복이 허용된다. 구체적으로는, 전술한 [수학식 19] 및 [수학식 21]을 통해 산출된 안테나가 선택될 수 있다.However, when the second or more training signals are transmitted, an antenna having the highest channel power estimated using received signals available up to now is selected. At this time, overlapping antenna selection is allowed. Specifically, the antenna calculated through [Equation 19] and [Equation 21] described above may be selected.
상기 단계(S130)에서, 훈련 신호를 송신한 안테나 그룹 과 훈련 신호를 송신하지 않는 그룹 를 사용하여 전술한 [수학식 22], [수학식 23], [수학식 10], [수학식 11] 등을 통해 채널 추정이 수행된다.In the step S130, the antenna group that transmitted the training signal Channel estimation is performed using [Equation 22], [Equation 23], [Equation 10], [Equation 11], etc.
한편, 도 5는 SNR의 함수로서 다양한 채널 적응 훈련 신호에 대한 순방향 채널 추정치 의 정규화된 MUSE(mean unsigned square error)를 나타낸 도면이다.Meanwhile, FIG. 5 shows forward channel estimates for various channel adaptive training signals as a function of SNR. It is a diagram showing the normalized mean unsigned square error (MUSE) of .
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 채널 적응 설계의 성능을 나타내며, (a)는 M = 8, N = 2, ρ = 0.8 (ρ는 상관계수임)일 때의 그래프이고, (b)는 M = 16, N=8, ρ = 0일 때의 그래프이다. 도 5의 (a) 및 (b)에서는 종래 기술에 대한 Orth/LS 방식의 성능과 채널 적응 설계와 동일한 전력 제약 조건을 갖는 통계적 설계에 대한 OSPC/LM 방식의 성능을 비교한다. OSPC/LM 방식이 매우 낮은 SNR 영역에서 다른 방식보다 성능이 우수하지만, 실제 채널 전력 추정을 사용하더라도 대부분의 채널 적응 설계는 SNR이 증가함에 따라 OSPC/LM 방식 및 Orth/LS 방식보다 성능이 우수하다. 또한, N이 작을수록 더 큰 이득이 관찰된다. Order/Ideal 방식과 Best/Ideal 방식이 순방향 채널 추정에 대해 두 개의 훈련 신호를 사용하여 N = 2일 때 유사하게 수행되지만, 두 개의 훈련 신호를 사용하는 Order/Acc 방식은 도 5의 (a)에서 그들 중 하나만을 사용하는 Best/Acc 방식보다 성능이 뛰어나다. 도 5의 (b)에서 N이 8로 증가되는 경우, Best 방식이 [수학식 22]에서 더 큰 를 갖는 경향이 있어서, 그들이 더 많은 훈련 신호를 결합함으로써 Order 방식을 능가할 수 있다.Referring to FIG. 5, the performance of the channel adaptive design according to an embodiment of the present invention is shown, (a) is a graph when M = 8, N = 2, ρ = 0.8 (ρ is a correlation coefficient), ( b) is a graph when M = 16, N = 8, and ρ = 0. In (a) and (b) of FIG. 5 , the performance of the Orth/LS scheme for the prior art and the OSPC/LM scheme for the statistical design having the same power constraints as the channel adaptive design are compared. Although the OSPC/LM scheme outperforms the other schemes in the very low SNR region, even with real channel power estimation, most channel adaptive designs outperform the OSPC/LM scheme and the Orth/LS scheme as the SNR increases. . Also, the smaller N is, the larger the gain is observed. Although the Order/Ideal method and the Best/Ideal method perform similarly when N = 2 using two training signals for forward channel estimation, the Order/Acc method using two training signals is shown in FIG. 5(a). outperforms the Best/Acc method using just one of them. When N is increased to 8 in (b) of FIG. 5, the Best method is larger in [Equation 22]. , so they can outperform the Order scheme by combining more training signals.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only through devices and methods, and may be implemented through programs that realize functions corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention or a recording medium on which the programs are recorded.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.
Claims (12)
상기 HAP에서 송신되는 반송파 신호를 수신하고, 수신된 신호의 반사시 데이터가 포함된 후방산란 신호로 변조하여 상기 HAP으로 송신하는 복수의 후방산란 디바이스
를 포함하며,
상기 HAP은 채널 추정을 수행하는 훈련 단계에서 미리 설정된 안테나 선택 방식과 안테나별 채널 전력 정보에 기초하여 상기 복수의 안테나 중 하나의 안테나만을 선택하고, 선택된 하나의 안테나를 통해서 훈련 신호를 상기 복수의 후방산란 디바이스로 송신하며,
상기 HAP은 상기 하나의 안테나를 통해 송신된 훈련 신호에 대응하여 특정 후방산란 디바이스로부터 반사 변조된 신호가 수신되는 경우, 상기 훈련 신호를 전송하도록 선택된 안테나에 기초하여 상기 HAP으로부터 상기 후방산란 디바이스로의 순방향 채널을 추정하며,
상기 미리 설정된 안테나 선택 방식은,
상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하지 않는 순차 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하는 최선 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있지 않은 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하지 않는 순차/누적 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있지 않은 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하는 최선/누적 선택 방식인,
후방산란 통신 시스템.A hybrid access point (HAP) that transmits a carrier signal through a plurality of antennas as an energy source for backscatter communication, and
A plurality of backscattering devices for receiving a carrier signal transmitted from the HAP, modulating the received signal into a backscattered signal containing data when the received signal is reflected, and transmitting the modulated backscattered signal to the HAP.
Including,
The HAP selects only one antenna among the plurality of antennas based on a preset antenna selection method and channel power information for each antenna in the training step of performing channel estimation, and transmits a training signal to the plurality of rear antennas through the selected antenna. transmit to the scattering device;
When the HAP receives a reflection-modulated signal from a specific backscatter device in response to the training signal transmitted through the one antenna, the HAP transmits the training signal to the backscatter device based on the antenna selected to transmit the training signal. estimate the forward channel;
The preset antenna selection method,
A sequential selection method that does not allow overlapping when selecting antennas in a state in which the order of high channel power of the forward channel is known in advance, or a sequential selection method that allows overlapping when selecting antennas in a state in which the order of high channel power of the forward channel is known in advance A best selection method, or a sequential/accumulative selection method that does not allow overlapping when selecting antennas in a state in which the order of the highest channel power of the forward channel is not known in advance, or a method in which the order of the highest channel power of the forward channel is not known in advance A best/accumulative selection method that allows overlap when selecting an antenna in the state,
Backscatter communication system.
상기 HAP은 상기 순방향 채널의 안테나별 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 상태에서,
안테나의 인덱스가 중복 값을 갖지 않도록 채널 전력이 높은 순으로 선택하는 순차(Order/ideal) 선택 방식에 따라 상기 하나의 안테나 선택이 수행되는,
후방산란 통신 시스템.According to claim 1,
In a state in which the HAP knows in advance the order in which the channel power of each antenna of the forward channel is high,
Selecting the one antenna is performed according to an order / ideal selection method in which channel power is selected in order of increasing channel power so that the index of the antenna does not have a redundant value.
Backscatter communication system.
상기 HAP은 상기 순방향 채널의 안테나별 채널 전력 가운데 가장 높은 채널 전력을 갖는 안테나를 알고 있는 상태에서,
안테나의 인덱스가 중복이 되는 것을 허락하여 가장 높은 전력을 갖는 안테나를 선택하는 최선(best/ideal) 선택 방식에 따라 상기 하나의 안테나 선택이 수행되는,
후방산란 통신 시스템.According to claim 1,
In a state in which the HAP knows an antenna having the highest channel power among channel powers for each antenna of the forward channel,
Selecting the one antenna is performed according to a best / ideal selection method for selecting an antenna having the highest power by allowing overlapping antenna indices.
Backscatter communication system.
상기 HAP은 첫 번째의 훈련 신호를 송신할 하나의 안테나를 랜덤으로 선택하고, 그 이후 훈련 신호를 송신할 하나의 안테나는 이전까지 송신된 훈련 신호에 대응하여 수신된 신호들의 누적에 기초하여 추정되는 상기 복수의 안테나 각각의 채널 전력에 따라 선택되는,
후방산란 통신 시스템.According to claim 1,
The HAP randomly selects one antenna to transmit the first training signal, and then one antenna to transmit the training signal is estimated based on the accumulation of received signals corresponding to previously transmitted training signals Selected according to the channel power of each of the plurality of antennas,
Backscatter communication system.
상기 HAP이 n번째(n은 2이상의 자연수임) 훈련 신호를 송신하는 상기 하나의 안테나의 선택은 상기 HAP이 송신한 훈련 신호에 대한 후방산란 신호가 q번째(q<n임) 훈련 신호까지 있을 때, m번째(1≤m≤M임) 안테나에 대한 다음의 수신 전력
에 따라 이루어지며,
여기서 은 l번째 훈련 신호에 대한 상기 m번째 안테나에서의 수신 신호인,
후방산란 통신 시스템.According to claim 4,
The selection of the one antenna through which the HAP transmits the n-th (n is a natural number equal to or greater than 2) training signal is such that the backscattered signal for the training signal transmitted by the HAP is up to the q-th (q<n) training signal. When, the next received power for the mth antenna (1≤m≤M)
is made according to
here Is the received signal at the m-th antenna for the l-th training signal,
Backscatter communication system.
상기 HAP은 상기 q의 값을 증가시키기 위해, 안테나 선택을 위한 수신 신호와 연산 시간을 미리 확보할 수 있도록 상기 복수의 후방산란 디바이스를 지원하는 경우에 적용 가능한 분산 방식의 훈련 신호 송신을 수행하는,
후방산란 통신 시스템.According to claim 5,
The HAP transmits a training signal in a distributed manner applicable when supporting the plurality of backscatter devices so as to secure a reception signal and calculation time for antenna selection in advance to increase the value of q,
Backscatter communication system.
상기 하나의 안테나( )는 다음의 관계식
에 따라 선택되며,
여기서 M은 상기 안테나의 개수이고, N<M인,
후방산란 통신 시스템.According to claim 6,
The one antenna ( ) is the relational expression
is selected according to
Where M is the number of antennas, N < M,
Backscatter communication system.
상기 하나의 안테나( )는 다음의 관계식
에 따라 선택되며,
여기서 M은 상기 안테나의 개수이고, N<M인,
후방산란 통신 시스템.According to claim 6,
The one antenna ( ) is the relational expression
is selected according to
Where M is the number of antennas, N < M,
Backscatter communication system.
상기 후방산란 통신 시스템에서 복수의 안테나를 통해 반송파 신호를 복수의 후방산란 디바이스로 송신하는 하이브리드 액세스 포인트(HAP)가 미리 설정된 안테나 선택 방식과 안테나별 채널 전력 정보에 기초하여 훈련 신호를 생성하는 단계,
상기 미리 설정된 안테나 선택 방식과 상기 안테나별 채널 전력 정보에 기초하여 대응하는 하나의 안테나를 선택하는 단계,
상기 선택하는 단계에서 선택된 하나의 안테나를 통해 상기 복수의 후방산란 디바이스로 상기 생성하는 단계에서 생성된 훈련 신호를 송신하는 단계,
상기 하나의 안테나를 통해 송신된 훈련 신호에 대응하여 상기 후방산란 디바이스로부터 반사 변조된 신호를 수신하는 단계, 그리고
상기 훈련 신호를 전송하도록 선택된 안테나에 기초하여 상기 순방향 채널을 추정하는 단계
를 포함하며,
상기 미리 설정된 안테나 선택 방식은,
상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하지 않는 순차 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있는 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하는 최선 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있지 않은 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하지 않는 순차/누적 선택 방식, 또는 상기 순방향 채널의 채널 전력이 높은 순서를 미리 알고 있지 않은 상태에서 안테나 선택시 중복을 허용하는 최선/누적 선택 방식인,
순방향 채널 추정 방법.A method for estimating a forward channel in a backscatter communication system, comprising:
Generating, by a hybrid access point (HAP) transmitting a carrier signal to a plurality of backscatter devices through a plurality of antennas in the backscatter communication system, a training signal based on a preset antenna selection method and channel power information for each antenna;
Selecting a corresponding antenna based on the preset antenna selection method and the channel power information for each antenna;
transmitting the training signal generated in the generating step to the plurality of backscattering devices through one antenna selected in the selecting step;
Receiving a reflection-modulated signal from the backscatter device in response to the training signal transmitted through the one antenna; and
estimating the forward channel based on an antenna selected to transmit the training signal;
Including,
The preset antenna selection method,
A sequential selection method that does not allow overlapping when selecting antennas in a state in which the order of high channel power of the forward channel is known in advance, or a sequential selection method that allows overlapping when selecting antennas in a state in which the order of high channel power of the forward channel is known in advance A best selection method, or a sequential/accumulative selection method that does not allow overlapping when selecting antennas in a state in which the order of the highest channel power of the forward channel is not known in advance, or a method in which the order of the highest channel power of the forward channel is not known in advance A best/accumulative selection method that allows overlapping when selecting an antenna in the state,
Forward channel estimation method.
상기 하나의 안테나를 선택하는 단계는,
훈련 신호의 송신이 처음인지를 판단하는 단계, 그리고
상기 훈련 신호의 송신이 처음인 경우, 상기 미리 설정된 안테나 선택 방식에 따라 대응하는 하나의 안테나를 선택하거나, 또는
상기 훈련 신호의 송신이 처음이 아닌 경우, 이전의 훈련 신호의 송신에 대응하여 반사 변조된 신호를 사용하여 산출된 채널 전력 정보와 상기 미리 설정된 안테나 선택 방식에 따라 대응하는 하나의 안테나를 선택하는 단계
를 포함하는, 순방향 채널 추정 방법.According to claim 9,
The step of selecting the one antenna,
determining whether transmission of a training signal is the first time; and
When the training signal is transmitted for the first time, a corresponding antenna is selected according to the preset antenna selection method, or
selecting a corresponding antenna according to channel power information calculated using a reflection modulated signal corresponding to a previous transmission of a training signal and the preset antenna selection method when the transmission of the training signal is not the first time;
Including, forward channel estimation method.
상기 순차/누적 선택 방식 및 상기 최선/누적 선택 방식의 경우, 상기 훈련 신호를 송신하는 단계는,
이전까지 전송된 훈련 신호에 대응하여 수신된 신호들의 누적에 기초하여 상기 복수의 안테나 각각의 채널 전력을 추정하는 단계, 그리고
추정된 채널 전력 중 가장 높은 채널 전력을 갖는 안테나를 상기 하나의 안테나로 선택하는 단계
를 포함하는, 순방향 채널 추정 방법.According to claim 9,
In the case of the sequential/cumulative selection method and the best/cumulative selection method, the transmitting of the training signal comprises:
Estimating channel power of each of the plurality of antennas based on the accumulation of received signals corresponding to previously transmitted training signals; and
Selecting an antenna having the highest channel power among estimated channel powers as the one antenna
Including, forward channel estimation method.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |