KR20030043964A - 파일럿 신호에 영향을 주는 간섭을 제한하도록 설계된분배된 파일럿 다중 반송파 신호 - Google Patents

파일럿 신호에 영향을 주는 간섭을 제한하도록 설계된분배된 파일럿 다중 반송파 신호 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한 세트의 데이터 요소에 의해 형성된 심볼의 일시적인 연속으로 형성되는 다중 반송파 신호에 관한 것이다. 이때, 상기 각 데이터 요소는 상기 신호의 반송파 주파수를 변조하는데, 주어진 시점에 상기 데이터 요소 중 하나가 상기 반송파 주파수 중 하나를 변조한다. 또한, 상기 데이터 요소는, 전송시 상기 신호를 수신하도록 설계된 적어도 하나의 수신기에 그 값이 공지된, 파일럿이라 불리는 기준 데이터 요소 및 전송시 상기 수신기에 그 값이 미리 공지되지 않은 정보제공 데이터 요소를 포함한다. 본 발명은, 상기 적어도 하나의 정보제공 데이터 요소의 값에 적어도 하나의 제약이 부과되어, 수신시 상기 파일럿 중 적어도 하나에 영향을 주는 적어도 하나의 간섭요소를 줄이는 것을 특징으로 한다.

Description

파일럿 신호에 영향을 주는 간섭을 제한하도록 설계된 분배된 파일럿 다중 반송파 신호{DISTRIBUTED PILOT MULTICARRIER SIGNAL DESIGNED TO LIMIT INTERFERENCE AFFECTING SAID PILOTS}
예를 들어, 에러 정정 부호화 및 인터레이싱(interlacing)과 연관된 다중 반송파(multicarrier) 변조기술은 무선이동 환경에서 정보의 방송 또는 전송에서의 문제에 대한 효율적인 해결책을 제공한다. 따라서, 직교 심볼화 주파수 분할다중방식(COFDM;Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기술은 디지털 오디오 방송(DAB; Digital Audio Broadcasting), 디지털 비디오 방송-지상용(DVB-T; Digital Video Broadcasting-Terrestrial) 및 하이퍼랜/2(HIPERLAN/2; High Performance Local Area Network) 표준으로 채택되었다.
예를 들어, 프랑스 특허번호 FR 2 765 757호에 개시된, COFDM 시스템에 사용되는 다중 반송파 변조는 보호구간(guard interval)의 삽입에 기초한 단순한 균등화 시스템을 포함한다. 이러한 보호구간은, 순환 프리픽스(cyclic prefix)로 불리우며, 스펙트럼 효율이 손실되지만, 에코가 발생하는 경우에도 적절하게 동작한다. 새로운 다중 반송파 기술이 그러한 손실을 회피하거나 또는 적어도 그 손실을 감소시키기 위해서 현재 연구되고 있다. 새로운 다중 반송파 기술 중에서, 본 발명은 반송파가 요타 원형(Iota prototype) 함수의 형태를 한, 직교 주파수 분할 다중방식 / 오프셋 직교 진폭 변조방식(OFDM/OQAM; Orthogoanl Frequency Division Multiplexing / Offset Quadrature Amplitude Modulation)의 변조에 적용된다. 예를 들어, 프랑스 특허 FR 2 733 869 호에 개시된 요타 원형 함수는 상기 함수가 자신의 푸리에 변환과 동일하다는 특징을 갖는다. 본 발명은 다른 어떤 유형의 다중 반송파 변조, 특히, 상기 연관된 원형 함수와 상관없이 다른 OFDM/OQAM 유형에 동등하게 적용될 수 있다.
명백하게, 전송될 정보로부터 출발하는 전기적 신호를 형성하기 위한 프로세스는 그 신호가 전송되는 조건에 따라 변화한다. 전송채널에서 다중 반송파 변조의 이용에 따른 장점을 보다 잘 이해를 위하여, 특히, 무선이동 환경에서 상기 전송채널의 특징을 이하에서 자세하게 설명한다.
무선이동 환경에서, 전송파는 이동경로에서 여러 차례 반사되기 때문에 수신기는 전송 신호의 지연된 값의 합을 수신하게 된다. 이러한 신호들 각각은 감쇄되고 신호들의 위상은 임의로 변위된다. "지연 분산(delay spread)"으로 알려진 이러한 현상은 심볼간 간섭(intersymbol interference: ISI)을 발생시킨다. 예를 들어, 도시 타입 환경에서, 지연 분산은 수 마이크로 초 또는 그 이하의 크기를 갖는다.
수신기(예를 들어, 자동차의 이동 무선전화기)가 이동한다고 가정하면, 도플러 효과가 각각의 경로에 작용하고, 상기 수신기의 이동 속도에 비례하여 수신된 스펙트럼의 주파수 변위가 생기게 된다. 또한, 다른 유형의 도플러 효과도 있기 때문에, 본 발명에 의해서 구현되는 기술에 있어서는 그 도플러 효과들을 모두 고려할 수 있다.
그러한 효과들의 결합으로 인해 어떤 주파수에서는 심한 페이딩(deep fading)을 갖는 비 고정(non-stationary) 전송채널을 갖게 되고, 이로써 주파수 선택 채널을 얻을 수 있다. 어떤 어플리케이션, 특히 본 발명의 목적에 유용한 경우에 대해서는, 전송 대역이 채널 가간섭성 대역(coherence band)보다도 더 넓다(다시 말하면, 채널 주파수 응답에 대한 대역은 주어진 기간동안 일정한 것으로 간주한다). 그러므로, 어떤 주어진 순간에 대역에 페이딩이 나타나고, 그 대역의 주파수는 매우 감쇄하게 된다.
이러한 상이한 현상(ISI 및 도플러 효과에 의한)을 극복하기 위해서는, 특히, OFDM 유형의 시스템에 있어서는, 수신되는 모든 정보가 동일한 신호로부터 발생된다는 것을 보장하기 위해서 정보가 전송되지 않는 보호구간을 삽입하는 것이 고안되었다. 부 반송파(sub-carrier)의 가간섭성 복조의 경우에 있어서는, 시간-주파수 망에 있어서 채널에 기인한 왜곡은 모든 점에서 그 값을 추정하는 것에 의해서 교정된다.
그러한 보호구간을 도입함으로써 심볼 간 간섭에 관련된 문제를 감소시키지만, 종래기술에 따른 이러한 기술의 단점은 보호구간에서 유용한 정보가 전송되지 않기 때문에 스펙트럼 효율이 낮다는 것이다.
본 발명은 디지털 정보의 방송 및 전송에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 제한된 주파수 대역에서 예를 들어, 무선이동 환경에서 높은 스펙트럼 효율을 갖는 디지털 정보 전송 및 방송에 관한 것으로서, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 바람직할 실시예에 대한 하기 설명을 통해 보다 명확해 질 것이다.
도 1은 상기에서 설명한 바와 같이 COFDM DVB-T 프레임에 분배된 파일럿을 포함하는 신호 생성의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 신호에 대한 고유 간섭의 제한을 위해 시도된 주어진 반송파에 관련된 제1 링을 나타내는 도면이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 보호구간을 도입하지 않고, 다중 반송파 신호에 영향을 미치는 심볼 간 간섭을 감소시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
심볼 및/또는 다중의 반송파간 간섭 현상에 대한 이해를 제공하기 위해, 다중 반송파 복조의 주요 특징이 하기에 기술되어 있다. 다중 반송파 변조는 디지털 변조 방식이다. 다시 말하면, 전자기 신호를 발생하기 위한 프로세스는 전송될 디지털 정보로부터 시작한다는 것이다. 그러한 변조의 장점은 신호에 할당된 주파수 대역을 채널 가간섭성 대역보다 더 좁은 폭을 갖도록 선택되고, 채널이 심볼의 전송기간 동안에 일정하다고 간주되는 복수의 서브 대역의 신호로 세분화되는 것이다. 상기 기간동안에 전송되는 디지털 정보는 하기와 같은 목적으로 각 서브 대역에 분배된다.
- 전송된 출력을 변형시키지 않고 변조 속도를 감소시키기 위하여(다시말하면, 심볼 지속기간을 증가시키기 위하여).
- 복잡한 곱셈기 설계와 관련하여, 각각의 서브 밴드에 대하여 채널의 간단한 동작설계를 위하여.
수신시, 수신 데이터(추정된 채널에 의해서 복잡한 분할로 구성된 )의 교정을 위한 간단한 시스템은, 심한 페이딩이 발생하는 반송파를 제외한 각각의 반송파상에 전송되는 정보를 충분히 회수하는 것이 가능하다. 이러한 경우, 그 정보를 보호하기 위한 아무런 조치가 취해지지 않으면, 그러한 반송파에 의해서 전송되는 데이터는 손실된다. 그러므로, 다중 반송파 시스템은 전기 신호의 발생이, 예를 들어에러 정정 코딩 및/또는 인터레이싱과 같은 디지털 데이터 처리에 의해서 선행되는 경우만 유익하다.
특히, 두 가지 유형의 직교의 다중 반송파 변조가 공지되어 있고, 이것은 프랑스 특허 No. FR 2 733 869호에 기재되어 있다. 상기 변조들에 대한 상세한 특징은 다음에 설명되어 진다.
다중 반송파 변조에 있어서 모든 반송파는 다중화로 형성된다. 이러한 다중화의 각 반송파는 다중 반송파 변조를 특징짓는 g(t)로 표시되는 동일한 원형 함수를 사용하여 형성된다. 인접하는 2개의 다중 반송파간의 간격을 υo 로 표시하고, 전송된 2개의 다중 반송파 심볼간의 시간 간격을 τo로 표시한다. 중심 주파수 vm를 갖는 mth 번째 서브대역에 있어서, 각각의 순간 nτo에서 전송된 신호는이고, 여기서 am,n은 전송되는 디지털 데이터를 나타낸다. 낮은 대역(중심 주파수 Mvo 부근)에서 전송되는 신호의 식은 다음과 같이 표현된다.
(Ⅰ)
본 발명에서는 짝수 번째의 주파수 서브 대역을 갖는 신호의 경우인 경우를 고려하고 있음을 유의하라. 상기 신호는 일반적으로 하기와 같은 형식으로 기재될수 있다.
종래기술에 있어서, 스펙트럼의 끝단에서 0(zero) 값을 갖는 디지털 데이터 am,n이 입력이고, 그것이 상기 합에서 실제적으로 사용되는 용어의 수를 변경하며, 예를 들어, 짝수개의 반송파를 갖게한다.
함수를 g(t)의 "시간-주파수" 평행 이동 함수라 한다. 각각의 서브 반송파에 의해 전송되는 정보를 찾기 위해서는, 상기에서 주어진 "시간-주파수" 평행 이동 함수가 분리되도록 g(t)와 위상 φm,n을 선택할 필요가 있다. 이러한 분리성의 성질을 만족시키기 위한 충분조건은 한 세트의 유한 에너지 함수(이것은 수학적 관점에서 Hilbert 공간이다)에서 정의된 스칼라 곱의 관점에서 변형 함수가 직교가 되어야 한다.
다음의 두 개의 스칼라 곱이 유한 에너지 함수 공간에서 계산될 수 있다는 것에 유의하라:
- 복소수 스칼라 곱
- 실수 스칼라 곱
따라서 두 가지 유형의 다중 반송파 변조가 정의된다.
- 선택된 g(t) 함수가 복소수 개념에서 평행 이동된 함수의 직교성을 보장하는 복소수 타입의 다중 멀티반송파 변조. 예를 들어, 이는 OFDM/QAM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Quadrature Amplitude Modulation)라 하는 OFDM 변조의 경우이다. 상기 유형의 변조의 경우, φm,n = 0 이고, 데이터 am,n은 복소수이다.
- 선택된 g(t) 함수가 실수 개념에서 상기 함수의 평행 이동된 함수의 직교성을 가능하게 하는 실시간 다중 반송파 변조. 예를 들어, 이는 OFDM/OQAM, OFDM/OMSK (Offset Minimum Shift Keying) 또는 OFDM/OQAM/IOTA 변조의 경우이다. 이러한 유형의 변조의 경우, φm,n=(π/2) ×(m+n)이고, 데이터 am,n는 실수이다.
이러한 두 유형의 변조의 특징은, 특히 고려되는 변조에 연관된 시간-주파수 망의 밀도의 측면에서 뚜렷한 차이를 갖는다.
이러한 다중 반송파 변조는 고속으로 정보를 전달하도록 설계되어 있고, 결과적으로 그것들의 스팩트럼 효율은 상당히 높고, 특히 (예를 들어, 디지털 텔레비전의 경우에 있어서는) 4 bit/Hz 정도이다. 변조 심볼(맵핑)에 있어서 에러 교정 엔코더로부터 비트 출력의 변형은 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 유형이다. QAM 방식로부터 복소수 변위 출력은 사용되는 다중 반송파 변조 타입에 따라서 상이하게 전송된다.
따라서, 복소수 타입의 변조에 있어서, QAM 방식으로부터의 복소수 출력의 실수 및 허수부는 모든 심볼 시간 Ts에서 동시에 전송되고, 반면에, 실수 타입의 변조에 있어서는 실수 및 허수부는 상기 심볼 시간의 절반 (Ts/2)(이것은 오프셋트 QAM 또는 OQAM 이라고 한다)의 타임 오프세트로 전송된다.
따라서, 특별한 전송 대역 및 주어진 수의 부 반송파에 대하여, 동일한 출력을 수행하기 위한 실수 타입의 다중 반송파 심볼의 전송 속도는 복소수 타입의 다중 반송파 심볼의 전송속도의 2배이어야 한다.
또한, 상기의 두 가지 정보 전송 모드는 연관된 시간-주파수 망의 밀도 d = 1/(νo τo )에 의해서 특징지어진다. 따라서, 실수 타입의 다중 반송파 변조는 밀도 d = 2 에 상응하고, 반면에 복소수 타입 다중 반송파 변조는 밀도 d = 1 에 상응한다. 첫 번째 실수 타입의 다중 반송파 변조 및 두 번째 복소수 타입의 다중 반송파 변조의 구별된 특징은 전송 채널을 추정하는 경우에 상이한 처리과정을 요구한다. 본 발명에 기재되어 있는 바와 같이, 실수 타입의 다중 반송파 변조의 경우에 있어서는, 채널 추정 프로세스는 유효한 모든 채널이 실제적으로 변형된 함수의 직교성을 갖기 때문에 더욱 어렵게 된다. 이러한 문제를 이해하기 위해 위에서 기재한 바와 같이 다중 반송파 변조에 대한 공지된 채널 추정기술을 설명한다.
다중 반송파 변조 파라미터는, 채널이 각각의 OFDM 심볼에 대하여 각각의 부 반송파(곱셈 채널)가 실질적으로 일정하도록 선택된다. 상기 채널은 추정될 복소수 계수 Hm,n (여기서, m은 부 반송파의 지수이고, n은 고려될 OFDM 의 지수이다)에 의해 설계될 수 있다.
OFDM에 있어서 종래의 채널 추정기술은, 수신기에 알려진 위치에서, 유용한 반송파 흐름에 기준 반송파를 삽입하는 것으로 구성된다. 수신시, 파일럿(pilots)이라 불리우는 기준 반송파에 의해 선택된 값은 판독되고, 그 값들로부터 그 기준 위치에서 복소수 채널 이득을 용이하게 구할 수 있다. 전송된 시간-주파수 망의 모든 점에서 상기 채널의 복소수 이득은 기준 위치에서 복소수 이득의 계산된 값으로부터 구해진다.
특히, OFDM/QAM 의 경우, 산란된 파일럿에 의한 추정의 이용에 기초한 방법이 고려된다. 상기 파일럿은 시간-주파수 평면에 있어서 일정한 패턴에 따라서 산란되고, 채널의 샘플된 버전 이하를 측정하기 위해 사용된다. 다음 단계는 시간-주파수 망의 모든 점에서 채널의 값을 결정하기 위해 2차원의 보간법(interpolation)을 수행하는 것이다. 예를 들어, 상기 방법은 DVB-T(Digital Video Broadcasting -DVB) 표준; 디지털 비디오 방송(DVB), 디지털 지상 텔레비전 (DVB-T)에 대한 프레밍 구조, 채널 코딩 및 변조에 사용되고, 0에서 5까지의 6개의 OFDM 심볼이 도시되는 도 1에 설명된다. 각각의 크로스 (X)는 기준 반송파를 나타내고, 각각의 도트 (.)는 전송될 유용한 데이터를 나타낸다.
그러므로, 본 문헌에서 제시되는 발명은 산란 파일럿 채널 추정방법이라고 불리우는, 이러한 방법에 특히 적용할 수 있다.
OFDM/OQAM (오프셋트 QAM)타입의 다중 반송파 변조의 경우에 있어서는, 실수 개념에서 유효한 모든 것이 평행 이동 함수의 직교이기 때문에 변형된 함수의 직교성을 갖기 때문에 채널 추정 프로세스는 더욱 어렵다. 주어진 부 반송파에 있어서채널의 복소수 이득을 추정하기 위해서, 고려된 부 반송파에 수신된 신호의 복소수 프로젝션이 만들어져야 한다. 이러한 경우에, 실질적으로 변형된 함수의 직교성, 및 프로토타입 함수가 시간 및 주파수에 최적으로 위치한다고 하여도, 그것이 적어도 하나의 시간 및 주파수 축에서 무한정 연장된다는 사실은, 이상적인(ideal) 채널에서도 반송파 간에 (고유의)간섭이 있다는 것을 의미한다.
실수 타입 다중 반송파 변조의 프레임워크에 있어서는, 원형 함수의 변형된 함수에 기초한 수신신호의 프로젝션의 허수부는 0 이 아니다. 이로써, 복조 신호에 추가되는 교란 부분(disturbing term)이 나타나게 되는데, 이는 채널이 추정되기 전에 교정되어야 할 것이다. 그러므로, 이러한 복소수 직교성의 부족을 보상하는 방법을 생각할 필요성이 있다.
상기에서 기재된 기술에 따르면, 시간-주파수 영역에서 점 (m0,n0)에서 수신된 다중 반송파 신호 r(t)의 복소수 프로젝션은 이 위치에서 채널을 추정하기 위해서 사용된다.
따라서,가 (m0,n0)에서 전송되면, 상기 채널은 하기와 같다.
그러므로, 채널이 이상 채널(r(t) = S(t))이라고 가정하면,= 1이다.
이 경우 다음의 관계를 갖는다
(Ⅱ)
방정식 (II)는 완전히 전송된 신호의 복소수 프로젝션은 OFDM/OQAM 변조에 고유한 ISI(Inter-symbol interference)에 의해서 영향을 받는다는 것을 나타낸다. 상기 ISI는 시간 심볼들간 및/또는 반송파간 간섭을 포함한다.
전송 채널 추정을 방해하는 고유한 ISI 가 존재하는 것은 종래기술에서의 주요 단점이다.
본 발명의 목적은 종래기술의 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
더욱 자세하게는, 본 발명의 목적은 심볼들간 및/또는 반송파들간 고유한 간섭을 감소시키는 다중 반송파 변조기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단하고 구현시 비용이 적게 드는 다중 반송파 변조 기술을 구현하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 OFDM/OQAM 타입 시스템에 채용될 수 있는 다중 반송파 변조 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 산란 파일럿 채널 추정방법이 OFDM/OQAM 타입 신호에 채용될 수 있는 다중 반송파 변조 기술을 구현하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래기술에 의해서 사용되는 방법보다 더 정확한 산란 파일럿 채널 추정방법을 구현하기 위한 다중 반송파 변조기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방사된 다중 반송파 신호의 수신, 복조 및 디코딩을 개선하는 다중 반송파 변조 기술을 구현하는 것이다.
본 발명의 목적들은 한 세트의 데이터 요소에 의해서 형성된 신호의 일시적 연속으로 구성된 다중 반송파 신호의 수단에 의해서 구현된다. 상기 데이터 요소들은 상기 신호의 반송파 주파수를 변조하고, 상기 데이터 요소들은, 첫째로, 전송할때 그 값은 상기 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기에 알려져 있는 파일럿으로 불리는 기준요소 및 둘째로, 전송할 때 그 값이 미리 상기 수신기에 알려져 있지 않은 정보제공 데이터 요소를 포함하고, 상기 반송파 주파수의 하나는 주어진 순간에 반송파라고 불리는 상기 데이터 요소에 의해서 시간상 한 점에서 변조된다.
본 발명에 따르면, 수신시 상기 파일럿 중에서 적어도 하나에 영향을 미치는 적어도 하나의 간섭을 감소시키기 위해서 상기 정보 데이터 요소들 중에서 적어도 하나의 값에 적어도 하나의 제약이 부가된다.
따라서, 본 발명은 다중 반송파 신호에 영향을 미치는 심볼들 사이 및/또는 반송파들 사이의 고유한 간섭에 기인한 현상을 감소시키기 위한 신규하고 진보성있는 해결수단을 제공한다. 그 순간에, 특히 COFDM/QAM 시스템에 대한 고유 간섭에 관련된 문제를 감소시키기 위해서 사용되는 기술은, 모든 수신 데이터는 동일한 심볼에 관한 것이다는 것을 보장하기 위해서, 유용한 정보가 전송되지 않은 보호구간을 도입하는 것으로 구성된다. 그러나, 그러한 해결수단은 전송될 정보의 흐름을 감소시킨다. 따라서, 본 발명은 간섭현상을 감소시키기 위해, 정확한 채널 추정을더욱 어렵게 하는 ISI (심볼 간 간섭)를 감소시키기 위해서 전송될 하나 또는 몇 개의 정보 데이터의 값에 하나 또는 몇 개의 제약을 부가하는 것으로 구성된 분배된 파일럿을 갖는 다중 반송파 변조를 포함하는 혁신적인 기술에 기반하고 있다.
바람직하게는, OFDM/OQAM 타입의 신호가 사용된다.
본 발명의 중요한 장점은, 특히, 산란된 파일럿에 의해서 추정되는 채널을 만들기 위해서 실수 타입의 변조를 위한 반송파들 사이 및/또는 심볼들 사이의 고유간섭을 감소시키는 것이다. 이미 앞에서 기재한 바와 같이, 채널 추정 프로세스는, 유효한 모든 신호는 실질적으로 변형된 함수의 직교성 때문에 OFDM/OQAM 타입 신호에 대하여 더욱 어렵다. 따라서, 이러한 타입의 다중 반송파 신호에 대한 채널 추정을 개선하기 위해서 시도하는 것은 특히 유용하다.
바람직하게는, 상기 제약의 하나는, 적어도 하나의 파일럿에 대하여, 시간-주파수 공간에서 상기 파일럿에 직접적으로 인접하는 반송파에 기인하는 간섭을 제거하는 것으로 구성되어 있다.
따라서, 이러한 파일럿을 둘러싸는 제1 링에 속하는 반송파에 기인하는 다시 말하면, 고려되는 파일럿에 직접 인접한 반송파에 기인하여, 주어진 파일럿에 영향을 미치는 간섭이 일차적으로는 시간 공간에서 제거되고, 이차적으로는 주파수 공간에서 제거된다. 또한, 일차적으로는 시간 공간에서 또한 이차적으로는 주파수 공간에서, 제1 링의 반송파에 직접 인접하는 반송파로 구성되는, 파일럿을 둘러싸고 있는 제2 링에 기인하는 간섭을 제거하는 것이 가능하다. 또한, N > 2 인, 파일럿을 둘러싼 링 1에서 N에 기인하는 주어진 파일럿에 영향을 미치는 간섭을 제거하는것이 또한 가능하다.
본 발명의 바람직한 하나의 특징에 의하면, 이러한 타입의 신호는 다음의 형식을 갖는다.
여기서, g는 반송파가 직교하도록 하는 설정된 원형 함수이다. 또한, am,n는 실수로서 데이터 요소를 나타내고, τo 는 상기 심볼 중 하나의 지속기간이며, νo는 상기 반송파 주파수 사이의 간격이고,이며,이고, 여기서 m 및 n은 데이터 요소 am,n를 반송하는 반송파의 주파수 공간 및 시간 공간 각각에서의 위치의 지표이다.
위에서 기재된 바와 같이, 종래기술에서는 0 값을 갖는 데이터 요소가 스펙트럼 끝단에 도입된다. 따라서, 예를 들어, 0 데이터 요소의 수는 짝수의 유용한 반송파를 구현하기 위해서 선택된다.
보다 나은 한 기술에 따르면, 상기 타입의 신호는 하기 제약을 고려한다.
여기서,
이다.
또한, 여기서, Ag는 상기 함수 g 의 앰비규어티(ambiguity) 함수이고, mo 및 no 는 간섭이 삭제되는 파일럿의 지표이다.
부록 1은 상기 앰기규어티 함수의 특징을 포함하고 있다. 이러한 타입의 제약은 역시 주어진 파일럿을 둘러싸고 있는 제1 링과 연관된 간섭요소를 제거한다.
바람직하게는, 상기 함수 g는 실수이고, 등방성의 짝수 패리티 함수이다.
따라서, 하기와 같이 확인된다.
바람직하게, 상기 함수 g 는 요타(Iota) 함수이다.
요타 함수는, 자신의 푸리에 변환과 동일한 특징을 갖기 때문에, 특히 OFDM/OQAM 다중 반송파 변조를 위해 바람직한 원형 함수이다.라고 표시된 요타 원형 함수를 사용하면,인 것이 확실하다. 요타 함수는 프랑스 특허 No. FR 2 733 869 호에 개시되어 있다.
바람직하게는, 상기 제약은 선형 변환을 인가하여 상기 파일럿 (mo,no)에 직접적으로 인접하는 상기 반송파를 포함하는 링에 대한 자유도를 개선한다.
바람직하게, 상기 변환은 유니터리(unitary)변환이다.
선형 및 유니터리 변환의 사용은 에너지 보존을 가능하게 하고, 고유의 간섭을 감소시키고 및/또는 제거하기 위해서 시도되는 링을 형성하는 상이한 반송파 사이의 큰 에너지 차이가 나타내는 것을 방지한다.
바람직한 특성에 따르면, 상기 파일럿의 각각에 연관된 에너지는 정보제공 데이터 요소에 의해서 변조되는 반송파의 평균에너지 보다 훨씬 더 크다.
유용한 정보를 전송하는 반송파의 평균 에너지에 비례하게 파일럿의 에너지를 상승시키는 것에 의해서, 파일럿은 전송 채널 왜곡에 대하여 더 양호한 보호를 제공한다. 이것이 질을 평가하는 채널을 증가시킨다.
바람직하게, 상기 파일럿들은 시간-주파수 공간에서 일정한 패턴을 형성하고, 2개의 연속하는 파일럿은 첫 번째는 시간 공간에서, 두 번째는 주파수 공간에서, 적어도 2개의 반송파에 의해서 분리된다.
이것이 시간 공간에서 또는 주파수 공간에서 두 개의 연속되는 파일럿에 연관된 제1 링이 오버랩되지 않는다는 것, 다시 말하면 두 개의 분리된 파일럿의 첫 번째 링에 연관된 반송파가 없다는 것을 보장한다. 또한, 파일럿의 정규의 패턴의 사용은 시간-주파수 공간에서 정규적으로 분포된 위치에서 전송 채널 추정을 구하는 수단이고, 그것은 시간-주파수 망 전체에 걸쳐서 채널 추정을 구하기 위해서 보간법의 사용을 용이하게 한다.
본 발명은 한 세트의 테이터 요소에 의해서 형성된 심볼의 임시적 연속으로구성된 다중 반송파 신호의 구성을 위한 프로세스에 관한 것이고, 각각의 데이터 요소는 상기 신호의 반송파 주파수를 변조하고, 상기 데이터 요소는, 첫째로 전송시 상기 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기에 의해 그 값이 알려진, 파일럿이라고 불리우는 기준 요소와, 둘째로 전송시 상기 수신기에 의해 그 값이 미리 알려지지 않은 정보 데이터 요소를 포함하고, 상기 반송파 주파수의 하나는 어떤 주어진 시간에서 반송파라고 불리우는 상기 데이터 요소의 하나에 의해서 변조된다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 제약이 적어도 하나의 상기 정보 데이터 요소의 값에 부과되어, 수신시에 적어도 하나의 상기 파일럿에 영향을 미치는 적어도 하나의 간섭의 감소를 구하도록 한다.
바람직하게는, 결정된 파일럿에 인접한 상기 반송파를 포함하는 한 세트의 적어도 하나의 링에 속하는 상기 정보제공 데이터 요소는 결정된 간섭 삭제 매트릭스를 곱함으로써 구해지는 제1 벡터와, 상기 적어도 하나의 소스 정보제공 데이터 요소의 값이 고정된 한 세트의 소스 정보제공 데이터 요소로 구성된 제2 벡터를 형성한다.
따라서, 정보제공 데이터가 다중 반송파 신호를 구성하기 위해서 프레임에 인가되는 경우에, 전송될 데이터 요소를 포함하는 벡터와 간섭 삭제 매트릭스의 곱의 형태로 선형 전송이 이루어진다.
바람직하게는, 상기 매트릭스는, 상기 매트릭스의 계수값이 상기 다중 반송파 신호와 연관된 원형 함수에 의존하며, 상기 적어도 하나의 소스 정보제공 데이터 요소는 0 인 단위 매트릭스이고, 더욱 바람직하게는 상기 매트릭스는 대칭이고직교이다.
이러한 방법에 의해서 에너지 보존이 보장된다. 소스 정보제공 데이터 요소의 값은 고정되고, 다른 데이터 요소의 값은 상기 대칭 직교 매트릭스의 계수를 통하여 서로 연관된다.
본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이, 전송 채널의 전달 함수의 추정을 이용한 다중 반송파 신호의 수신을 위한 프로세서에 관한 것이다. 본 발명의 프로세스는 상기 전달 함수의 적어도 하나의 계수값을 결정하기 위한 단계를 포함하고, 상기 채널의 양호한 추정을 얻기 위해서, 상기 파일럿의 적어도 일부는, 수신시의 상기 기준 요소의 값을 전송시 알려진 상기 기준 요소의 값으로 나누는 것을 적용한다.
수신시의 상기 기준 요소의 값을 전송시 알려진 상기 기준 요소의 값으로 나누는 것은, 파일럿에 영향을 미치는 고유 간섭을 제거 및/또는 감소시킬 수 있는 다중 반송파의 특별한 구조에 의하여, 종래기술에 따른 방법보다 더욱 정확한 결과를 제공한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 상기 수신 프로세스는 시간-주파수 공간 전 영역을 거쳐 상기 채널의 추정을 구하기 위해서 시간 및 주파수의 계수를 보간하는 단계를 포함한다.
전송시 알려진 기준 요소값으로 수신시의 기준 요소값을 나눔으로써, 단지 상기 시간-주파수 망에서 상기 파일럿의 위치에 대응하는 기준 위치에서 상기 채널의 전달함수에 대한 추정이 획득된다. 따라서, 상기 채널 추정은 보간단계를 실행함으로써 상기 전체 시간-주파수 망을 포함하도록 확장되어야 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 보간 단계는 시간에서의 서브 보간단계 및 주파수에서의 서브 보간단계를 포함한다.
상기 두 서브 보간단계는 차례대로 실행된다. 시간 보간 단계는 주파수 보간 단계 이후에 실행될 수도 있고, 그 역순으로도 가능하다.
바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 보간 단계는 시간 및 주파수에서 동시 보간의 실행을 포함한다.
바람직하게는, 상기 보간 단계는 디지털 필터링 서브 단계를 적용한다.
바람직하게는, 이러한 타입의 수신 프로세스는 상기 정보제공 데이터 요소의 복조 및/또는 복화화 동안에 상기 제약을 고려한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 신호는 상기한 구성 프로세스에 따라 생성되고, 상기 수신 프로세스는 또한 상기 결정된 간섭 제거 매트릭스의 역 매트릭스가 상기 제1 벡터에 대응하는 수신된 벡터에 적용되는 상기 소스 정보제공 데이터 요소를 수신하는 단계를 포함한다.
이러한 타입의 작용은, 상기 신호가 프레임화 될 때 수행되는 동작의 역순이며, 따라서 상기 작용은, 상기 다중 반송파 신호가 구성될 때 상기 소스 정보제공 데이터 요소를 상기 수신된 데이터 요소에 적용하는 것을 포함한다.
본 발명은 또한 상기에서 기술한 다중 반송파 신호의 수신기 및 전송장치에 관한 것이다.
본 발명의 일반적인 원리는, 시간-주파수 평면에서 파일럿이라 불리는 일부 기준 반송파, 특히 OFDM/OQAM 타입의 다중 반송파 신호 상의 적어도 제1 링에 의한 고유 간섭의 제거에 기초한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 다중 반송파 신호의 한 세트의 산란된 파일럿 상의 고유 간섭의 제거에 대한 일실시예를 설명한다.
이하에서는, 특히 OFDM/OQAM 타입의 신호와 관련지어 설명한다. 표기를 간단하게 하기 위하여, 고려되는 모든 다중 반송파가 변조된다고 가정한다. 그러나, 반대로 하나 이상의 실질적인 실시형태에 따르면, 상기 신호의 디지털 생성에 고유한 스펙트럼 겹침(folding)이 끝단의 반송파를 약화시키는 것을 막기 위하여 서브 샘플링을 사용할 수도 있을 것이다.
이러한 타입의 샘플링은 상기 신호의 저대역 통과 필터링을 용이하게 한다.
이하, 고유 간섭에 대한 몇 가지 개념을 설명한다.
앰비규어티 함수
파형의 앰비규어티 함수의 정의 및 특징은 예를 들어, 프랑스 특허범호 FR 2 733 869호에 기재되어 있다. 이에 대한 정보는 설명용으로 제공되는 본 특허출원의 부록 1에 설명되어 있다. 그러나, 함수 x(t)의 앰비규어티 함수는 하기와 같다.
여기서, 상기 앰비규어티 함수의 몇 가지 특징을 하기에서 설명한다.
- 만약, 함수 x가 짝수이면, 상기 함수의 앰비규어티 함수는 실수이다.
- 만약 함수 x가 실수이면, 상기 함수의 앰비규어티 함수는 상기 주파수 변수 v에 따른 짝수이다.
- 만약, 함수 x가 등방성이라면(다시 말해서, 만약 x가 그의 푸리에 변환과 동일하다면), 상기 함수의 앰비규어티 함수는 상기 시간 변수 τ에 따른 짝수이다.
하기에서는, 고려되는 다중 반송파 신호와 관련된 원형 함수 g(t)가 상기 세 가지 특징들을 만족한다고 가정한다. 이는 특히 프랑스 특허 번호 FR 2 733 869호에 기재된 요타 파형의 경우이다.
부 반송파의 직교
함수 gm,n(t) 및 평행 이동 함수 gm',n'(t)의 복소수 스칼라 곱은 하기와 같다.
(Ⅲ)
상기 방정식 (Ⅲ)에서 u = t - (n+n')τ0/ 2로 변수를 변환하면 하기와 같은 식이 구해진다.
또는,(Ⅳ)
실수 개념에서 직교가 되는 상기 함수 {gm,n(t)}군을 위한 하나의 필요조건은 g(t)가 짝수이고가 되어야 한다.
이 경우, ∀(m,n) 정수에 대하여,
가 증명된다.
이하, g(t)가 이러한 가정들을 만족한다고 가정한다. 이는 특히 g(t)가 요타 함수인 경우이다.
이상(ideal) 채널에 있에서의 고유 간섭(ISI)
이상 채널의 경우, 상기 시간-주파수 망에서 다른 반송파로 인한 조사된 반송파 (m0,n0)상에서의 간섭은 상기 방정식 (Ⅱ)에서 Im0,n0로 표시된다.
시간 및 주파수에서 g(t)의 특성이 매우 제한된다고 가정하는 경우, 상기 간섭에서 중대한 영향을 주는 요소는 상기 반송파 (m0,n0)에 직접적으로 인접한 다른 반송파들로부터 기인한다. 이러한 반송파들은 도 2에 도식적으로 나타나 있는데, 이들은 상기 조사된 반송파와 관련된 "제1 링"이라고 하는 것을 형성한다.
시간 영역에서 그 위치가 n0로 표시되고, 주파수 영역에서 그 위치가 m0로 표시되는 반송파(20)을 고려한다. 이러한 타입의 반송파(20)는 파일럿에 대응한다. 다시 말하면, 상기 반송파는 전송시 그 값이 상기 수신기에 알려진 데이터 요소를 전송한다. 상기 반송파(20)에 직접적으로 인접하고 있는 반송파(21 내지 28)는 상기 파일럿의 제1 링을 형성한다. 이들은 n0-1 및 n0+1 의 지수를 갖는 OFDM 심볼에 속하며, m0, m0-1 및 m0+1의 지수를 갖는 상기 반송파 주파수에 대응한다.
상기 제1 링의 대표적인 간섭 요소, 즉 다시 말해서, 상기 반송파(21 내지 28)로 인한 간섭 요소는 Cmo,no로 표시되고, 상기 시간-주파수 망에서 다른 반송파로 인한 간섭 요소는 Dmo,no로 표시된다.
따라서, 하기 식이 구해진다.
여기서,
이다.
am,n값은 {} 간격 내에 있는 BPSK (Binary Phase Shift Keying) 심볼이라고 가정한다. 이때, 상기 e는 각 반송파상에 전송된 심볼의 에너지를 나타낸다. 명백하게는, am,n값은 다른 특성을 갖는 심볼일 수도 있으나, 간단하게 하기 위해 여기서 적용되는 것은, am,n값이 단지 두 개의 구별되는 값 중 단지 하나에 일치할 수 있는 특정한 실시형태에 대한 것을 기술한다. 또한 명백하게는, 본 발명은 am,n값이 몇 개의 서로 다른 값들중의 하나, 예를 들어, 4 일 수 있는 경우에 적용하다. 만약, g(t)가 요타 함수이고 (m0,n0)에서 단지 하나의 파일럿만 있다면, 하기와 같이 표시될 수 있다.
이 결과는 상기 프레임 내에 산란된 몇 개의 파일럿이 존재하고, 이들이 유용한 반송파와 동일한 에너지를 갖는다면 유효하게 유지될 것이다. 만약 상기 파일럿의 에너지가 상기 유용한 반송파의 에너지 보다 크면, 상기 18.6dB 값은 크게 변경될 것이다(에너지 및 파일럿 삽입 패턴의 비의 함수로서). 이러한 예시적인 실시형태의 나머지 부분의 목적은 상기 "제1 링"으로 인한 ISI를 줄이는 것을 시도하는데 있다.
g(t)(실수, 짝수 및 등방성)의 특징은 하기를 의미한다.
, 이를1이라 한다.
, 이를2라 한다.
, 이를라 한다.
의 제거를 만족하기 위한 더 일반적인 필요충분조건은 하기와 같다.
일부 원형 함수, 특히 요타 함수에서,1은 항상2와 동일하다.
실질적인 채널에 있어서의 고유 간섭(ISI)
실질적인 채널의 경우, 상기한 채널의 동작에 대한 설계에 대한 표기를 적용함으로써, 상기 반송파에 고유한 ISI(inter-symbol interference)는 하기와 같이 다시 쓸 수 있다.
상기와 같은 실질적인 경우에서의 제1 링에 의한 고유 간섭은 하기와 같다.
상기 간섭의 제거가 간단하게 되도록, 상기 채널은 상기 제1 링에 제약이 된다고 가정한다. 그 결과는 하기와 같다.
따라서, 하기와 같은 식이 구해진다.
(Ⅵ)
변조 파라메터의 적절한 값을 선택함으로써 실제적으로 만족한다는 이러한 가정으로, 이상적인 경우에서와 같이 동일 요소 (Cmo,no)가 제거될 수 있다.
상기 제1 링에 의한 간섭의 제거
이하에서는, Q가 산란된 파일럿의 패턴의 시간 간격이라면, 전송 채널이 Q심볼상에서 시간적으로 거의 불변이라고 가정한다.
상기 반송파 (m0,n0)와 관련된 제1 링에 의한 ISI를 제거하는데 필요한 모든 것은 상기 방정식 (Ⅴ)를 만족한다. 이는 상기 링에 자유도를 고정시킴으로써 실현되는데, 상기 링은 (8개 대신) 7개의 유용한 정보 요소와 동등한 값을 전송할 것이다. 상기 직접적인 방법은, 예를 들어, 상기 링의 다른 7개의 요소의 함수로서 표현하도록 결정할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 타입의 동작으로 인해 상기 반송파 및 상기 다른 7개의 요소들 간의 큰 에너지 변화가 발생할 수 있다. 이어, 특정한 선형 변환은 상기 현상을 완화시키도록 하고, 이로써 에너지 변환을 수행하게 된다.
상기 방정식 (Ⅴ)는 시간에 따라 변하기 때문에, 상기 변환은 파일럿이 짝수 심볼 상에 위치하는지 또는 홀수 심볼 상에 위치하는지에 따라 변한다. 짝수 심볼(다시 말하면, 시간 영역에서 고려되는 파일럿의 위치의 지수 n0지표가 짝수인 경우)에 대한 상기 변환의 일 실시형태가 하기에 주어진다.
여기서,
이다.
여기서, e6은 0(zero)라고 가정한다. e0, e1, e2, e3, e4, e5, e7은문자로부터 얻어진다. 여기서, e는 상기 각 반송파상에 전송된 심볼의 에너지를 나타낸다.
홀수 심볼의 경우(다시 말하면, 시간 영역에서 고려되는 파일럿의 위치의 지수 n0지표가 홀수인 경우), 예를 들어, 하기 변환으로 표시된다.
여기서,
이다.
여기서, e6은 0(zero)라고 가정한다.
에너지의 변환을 구현하는 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 매트릭스 M0및 M1은 대칭 및 직교가 되도록 선택된다.
스펙트럼 효율 측면에서, 상기 방법은 파일럿당 2개의 실수 값(파일럿 자체에 의해 전송되는 데이터 요소 및 상기 제1 링에 제공된 반송파에 의해 전송되는데이터 요소)을 고정하는 것을 포함하는데, 이는 상기 파일럿의 복소수 값(즉, 상기 파일럿의 각 실수부 및 허수부에 대응하는 2개의 실수)이 고정되는 종래의 OFDM/OQAM 시스템(예를 들어, DVB-T 표준에 따른)에서 구현되는 것과 동일하다.
채널 추정
각 파일럿 상에 상기 수신된 값은, 상기 공지된 전송값으로 간단히 나눔으로써 상기 계수 Hn,k를 찾는데 사용될 수 있고, 이러한 계수는 상기 파일럿 상의 고유 간섭이 감소되기 때문에 좋은 채널 추정을 제공할 수 있다.
유용한 정보를 전송하는 반송파의 평균 에너지에 비례하는 상기 파일럿의 에너지는 상기 파일럿을 채널 왜곡으로부터 더 나은 보호를 제공하도록 도와준다.
시간-주파수 망에서의 모든 반송파에 대한 채널 추정은 상기 파일럿 반송파 상의 서로 다른 채널 추정들간에 시간 및 주파수에서의 보간을 수행함으로서 구현된다. 예를 들어, 이러한 보간은 시간에서 먼저 수행되고 이어 주파수에서 수행되거나 또는 시간 및 주파수에서 동시에 수행될 수 있다.
프레이밍(framing)
OFDM/OQAM 변조 기반 방송 또는 전송 시스템의 경우, 특히 상기한 채널 추정에 기초한 프레이밍은 하기와 같은 파일럿을 포함한다.
- 도 1에 도시된 것과 같이 일정한 패턴에 따른 유용한 반송파 내에서 산란된 파일럿. 따라서, 예를 들어 도 1에서 하나의 심볼에서 다음 심볼로 이동하기 위해 파일럿의 위치가 주파수 영역에서 우측으로 세 단계만큼 오프셋되는 것이 그 예가 될 수 있다.
섀넌의 정리(Shannon's theorem)는 하기와 같다.
- 시간 영역에서 두 파일럿 간의 간격의 역수는 채널의 스펙트럼 분산, 다시 말하면, 최대 도플러 주파수의 두 배보다 더 크다.
- 주파수 영역에서 두 파일럿 간의 간격의 역수는 채널 응답의 시간 분산, 다시 말하면, 최대 유효 지연(예를 들어, 이전 전파 측정에 의해 알려진 것으로 가정된 평균 지속기간)보다 더 크다.
이러한 파일럿 상에서, 상기 제1 링에 의한 고유 ISI의 제거 과정은 상기한 바와 같이 적용된다.
필요시, 이러한 파일럿은 또한 하기의 반송파에 의해 강화될 수도 있다.
- 유용한 정보를 전송하는 반송파.
- 적용가능한 경우, 동기화 회복과 같은 다른 수신 동작을 위해 사용되는 반송파.
본 발명은 다중 반송파 신호에 영향을 미치는 심볼들 사이 및/또는 반송파들 사이의 고유한 간섭에 기인한 현상을 감소시키기 위한 신규하고 진보성있는 해결수단을 제공한다. 그 순간에, 특히 COFDM/QAM 시스템에 대한 고유 간섭에 관련된 문제를 감소시키기 위해서 사용되는 기술은, 모든 수신 데이터는 동일한 심볼에 관한 것이다는 것을 보장하기 위해서, 유용한 정보가 전송되지 않은 보호구간을 도입하는 것으로 구성된다. 그러나, 그러한 해결수단은 전송될 정보의 흐름을 감소시킨다. 따라서, 본 발명은 간섭현상을 감소시키기 위해, 정확한 채널 추정을 더욱 어렵게 하는 ISI (심볼 간 간섭)를 감소시키기 위해서 전송될 하나 또는 몇 개의 정보 데이터의 값에 하나 또는 몇 개의 제약을 부가하는 것으로 구성된 분배된 파일럿을 갖는 다중 반송파 변조를 포함하는 혁신적인 기술에 기반하고 있다.
바람직하게는, OFDM/OQAM 타입의 신호가 사용된다.
본 발명의 중요한 장점은, 특히, 산란 파일럿에 의해서 추정되는 채널을 만들기 위해서 실수 타입 변조를 위한 반송파들 사이 및/또는 심볼들 사이의 고유간섭을 감소시키는 것이다. 이미 앞에서 기재한 바와 같이, 채널 추정 프로세스는, 유효한 모든 신호는 실질적으로 변형된 함수의 직교성 때문에 OFDM/OQAM 타입 신호에 대하여 더욱 어렵다. 따라서, 이러한 타입의 다중 반송파 신호에 대한 채널 추정을 개선하기 위해서 시도하는 것은 특히 유용하다.
< 부 록 1 >
앰비규어티 함수에 대한 설명
1. 정의
함수 x(t) 및 그의 푸리에 변환 함수 X(f)를 고려하는 경우, 하기와 같이 정의되는 상기 함수의 시간 및 주파수 곱은 상기 함수와 관련될 수 있다.
x의 위그너빌(Wigner-Ville) 변환함수 및 앰비규어티 함수는 하기와 같다.
2. 앰비규어티 함수의 특징에 대한 요약
함수 x(t)를 고려하는 경우, 하기와 같이 정의된 함수는 각각및로 나타낼 수 있다.
이로써, 하기와 같은 관계식이 얻어진다.
이때, u = -t라 두면,
이다.
특히, 만약 함수 x가 짝수이면, 즉 x =이면, 그의 앰비규어티 함수는 실수가 된다는 결론이 날 것이다. 따라서, 다음과 같은 관계식이 구해진다.
상기 두 관계식을 결합하면 하기 관계식이 구해진다.
3. 앰비규어티 함수 및 푸리에 변환
앰비규어티 함수의 정의를 하기와 같이 다시 쓸 수 있다.
또는
4. 앰비규어티 함수 및 시간-주파수 평행이동
임의의 원형 함수 x(t)의 평행 이동 함수를 고려한다. 즉,
관련 앰비규어티 함수는 하기와 같다.
또는, u = t-τk라 두면,
5. 직교 및 앰비규어티 함수
일반적인 경우,
동일 함수 x(t)에 대한 두 개의 평행 이동 함수를 고려한다. 즉,
상기 두 함수의 스칼라 곱은 하기와 같다.
또는,라 두면,
이다.

Claims (25)

  1. 한 세트의 데이터 요소들로 형성된 심볼들의 일시적인 연속으로 구성되고, 상기 데이터 요소들의 각각은 신호의 반송파 주파수를 변조하고, 상기 데이터 요소들은, 첫째로 전송시 상기 신호를 수신할 적어도 하나의 수신기에 그 값이 알려진, 파일럿이라 불리는 기준 요소 및 둘째로 전송시 상기 수신기(들)에 그 값이 미리 알려지지 않은 정보제공 데이터 요소를 포함하며, 상기 반송파 주파수들 중 하나는 반송파라고 하는 어떤 주어진 시점에 상기 데이터 요소들 중 하나에 의해 변조되는 다중 반송파 신호에 있어서,
    적어도 하나의 제약이 상기 정보제공 데이터 요소 중 적어도 하나의 값에 부과되어, 수신시 상기 적어도 하나의 파일럿에 영향을 미치는 적어도 하나의 간섭요소를 감소시키도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 신호는,
    OFDM/OQAM 타입의 신호인 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    적어도 하나의 파일럿에 대하여, 상기 적어도 하나의 제약은 시간-주파수 영역에서 상기 파일럿에 직접적으로 인접하는 반송파에 의한 간섭 요소의 제거를 적어도 부분적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호는 하기와 같은 형식을 갖는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
    (여기서, g는 상기 반송파가 직교가 되기 위한 설정된 원형 함수이고, am,n은 실수로서 상기 데이터 요소를 나타내고,는 상기 심볼 중 하나의 지속시간을 나타내고, v0는 1/(v0τ0)=2일 때 상기 반송파 주파수간의 간격을 나타내고,이며, 이때, m 및 n은 각각 주파수 영역 및 시간 영역에서 상기 데이터 요소 am,n을 포함하는 반송파의 위치의 지표를 나타낸다)
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 신호는 하기와 같은 제약을 고려하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
    (여기서,,및이고, Ag는 상기 함수 g의 앰비규어티 함수이며, m 및 n은 간섭이 제거되는 파일럿의 지표이다)
  6. 제 4항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수 g는 실수이고 등방성의 짝수 패리티 함수인 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  7. 제 4항 내지 제 6항에 있어서,
    상기 함수 g는 요타(Iota) 함수인 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  8. 제 1항 내지 제 7항에 있어서, 상기 제약은,
    선형 변환을 이용하여, 상기 파일럿 (m0,n0)에 인접한 상기 반송파를 포함하는 적어도 하나의 링을 갖는 하나의 세트에 적어도 하나의 자유도를 고정시키도록 고려되는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  9. 제 5항 내지 제 8항에 있어서, 상기 제약은,
    선형 변환을 인가하여, 상기 파일럿 (mo,no)에 직접적으로 인접하는 상기 반송파를 갖는 링에 자유도를 고정시키도록 고려되는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 변환은 유니터리 변환인 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  11. 제 1항 내지 제 10항에 있어서,
    상기 각 파일럿과 연관된 에너지는 상기 정보제공 데이터 요소에 의해 변조된 상기 반송파의 평균 에너지 보다 현저하게 큰 것임을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일럿들은, 시간-주파수 공간에서 규칙적인 채턴을 형성하고, 두 개의 연속적인 파일럿은 첫째로 시간 공간에서, 또한 둘째로 주파수 공간에서 형성되며, 적어도 두 개의 반송파에 의해서 분리되는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호.
  13. 한 세트의 데이터 요소들로 형성된 심볼들의 일시적인 연속으로 구성되고, 상기 데이터 요소들의 각각은 신호의 반송파 주파수를 변조하고, 상기 데이터 요소들은, 첫째로 전송시 상기 신호를 수신할 적어도 하나의 수신기에 그 값이 알려진, 파일럿이라 불리는 기준 요소 및 둘째로 전송시 상기 수신기에 그 값이 미리 알려지지 않은 정보제공 데이터 요소를 포함하며, 상기 반송파 주파수들 중 하나는 반송파라고 하는 어떤 주어진 시점에 상기 데이터 요소들 중 하나에 의해 변조되는 다중 반송파 신호 생성 프로세스에 있어서,
    적어도 하나의 제약이 상기 정보제공 데이터 요소 중 적어도 하나의 값에 부과되어, 수신시 상기 적어도 하나의 파일럿에 영향을 미치는 적어도 하나의 간섭요소를 감소시키도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호 생성 프로세스.
  14. 제 13항에 따른 구성 프로세스에 있어서,
    결정된 파일럿에 인접한 상기 반송파를 포함하는 한 세트의 적어도 하나의 링에 속하는 상기 정보제공 데이터 요소는, 결정된 간섭 제거 매트릭스를 곱하여 구해진 제1 벡터와, 상기 적어도 하나의 소스 정보제공 데이터 요소의 값이 고정된 한 세트의 소스 정보제공 데이터 요소로 구성된 제2 벡터를 형성하는 것을 특징으로 하는 구성 프로세스.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 매트릭스는,
    상기 매트릭스의 계수값이 상기 다중 반송파 신호와 연관된 원형 함수에 의존하며, 상기 적어도 하나의 소스 정보제공 데이터 요소는 0인 단위 매트릭스인 것을 특징으로 하는 구성 프로세스.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 매트릭스는 대칭이고 직교인 것을 특징으로 하는 구성 프로세스.
  17. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 다중 반송파 신호의 수신 프로세스에 있어서,
    전송채널의 전달함수의 적어도 일부의 계수값을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 적어도 일부 파일럿에 대하여, 수신시 상기 기준 요소의 값을 전송시에 알려진 상기 기준 요소의 값으로 나누는 상기 전송채널의 전달함수 추정을 이용하여, 상기 채널의 바람직한 추정을 구하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 신호의 수신 프로세스.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 시간-주파수 영역의 전체에 걸쳐 상기 채널을 추정하기 위하여, 시간 및 주파수 영역에서 상기 계수의 보간법을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 프로세스.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 보간법 실행단계는,
    시간 영역에서의 서브 보간섭 실행단계 및 주파수 영역에서의 서브 보간법 실행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 프로세스.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 보간법 실행단계는,
    시간 영역 및 주파수 영역에서 동시에 보간법을 실행하는 것을 특징으로 하는 수신 프로세스.
  21. 제 18항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보간법 실행단계는 디지털 필터링 서브 단계를 적용하는 것을 특징으로 하는 수신 프로세스.
  22. 제 17항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정보제공 데이터 요소의 복조화 및/또는 복호화 동안 상기 제약을 고려하는 것을 특징으로 하는 수신 프로세스.
  23. 제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호는 상기 제14항의 구성 프로세스에 따라 형성되고, 상기 수신 프로세스는 상기 결정된 간섭 제거 매트릭스의 역 매트릭스가 상기 제1 벡터에 대응하는 수신 벡터에 적용되는 상기 소스 정보제공 데이터 요소를 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 프로세스.
  24. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 다중 반송파 신호 수신기.
  25. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 다중 반송파 신호 송신장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100651525B1 (ko) * 2004-06-16 2006-11-29 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신시스템의 데이터 송수신 방법
KR100943179B1 (ko) * 2008-07-07 2010-02-19 한국전자통신연구원 Ｏｆｄｍ/ｏｑａｍ 통신을 위한 데이터 송수신 방법 및파일럿 구성 방법

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2814303A1 (fr) * 2000-09-20 2002-03-22 France Telecom Signal multiporteuse a symbole de reference concu pour limiter l'interference, procede de reception, procede de construction, recepteur et dispositif correspondants
US7436881B2 (en) * 2001-09-28 2008-10-14 Nec Corporation Per-bin DFE for advanced OQAM-based multi-carrier wireless data transmission systems
US8483189B2 (en) * 2003-03-10 2013-07-09 Panasonic Corporation OFDM signal transmission method, transmission apparatus, and reception apparatus
FR2855000B1 (fr) * 2003-05-14 2005-08-12 Wavecom Procede de reception d'un signal multiporteuse mettant en oeuvre une determination du format du filtrage de mise en forme et recepteur correspondant
FR2885470A1 (fr) * 2005-05-03 2006-11-10 France Telecom Procede de codage d'un signal multiporteuse de type ofdm/oqam utilisant des symboles a valeurs complexes, signal, dispositifs et programmes d'ordinateur correspondants
FR2885471A1 (fr) * 2005-05-03 2006-11-10 France Telecom Procede de decodage iteratif d'un signal ofdm/oqam utilisant des symboles a valeurs complexes, dispositif et programme d'ordinateur correspondants
US7529300B2 (en) 2005-07-26 2009-05-05 Cubic Corporation Shaped-offset quadrature amplitude modulation methods and apparatus
EP3709554B1 (en) * 2005-08-23 2021-09-22 Apple Inc. Pilot design for ofdm systems with four transmit antennas
WO2007022630A1 (en) 2005-08-23 2007-03-01 Nortel Networks Limited Methods and systems for ofdm multiple zone partitioning
EP3576337A1 (en) 2005-09-30 2019-12-04 Apple Inc. Synchronization channel for scalable wireless mobile communication networks
ATE444566T1 (de) 2005-10-26 2009-10-15 France Telecom Verfahren zum senden eines mehrträgersignals, das für die begrenzung von störungen ausgelegt ist, signal, emssionseinrichtung, empfangsverfahren und einrichtung und entsprechende computerprogramme
EP1953940A4 (en) 2006-01-10 2014-03-12 Panasonic Corp MULTI-MODULATION SCHEME SUCH AS SENDING DEVICE AND RECEIVING DEVICE USING THE SCHEME
JP4838185B2 (ja) * 2006-04-14 2011-12-14 パナソニック株式会社 マルチキャリア伝送方法、マルチキャリア変調信号送信装置、マルチキャリア変調信号受信装置、マルチキャリア変調信号送信方法、及びパイロット信号生成方法
US7876842B2 (en) * 2006-04-14 2011-01-25 Panasonic Corporation Multicarrier transmission method, multicarrier modulation signal transmission apparatus, multicarrier modulation signal reception apparatus, multicarrier modulation signal transmission method, and pilot signal generation method
FR2903834A1 (fr) * 2006-07-12 2008-01-18 France Telecom Procedes d'emission et de reception d'un signal multiporteuse comprenant des doublons de donnees,dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants.
FR2903833A1 (fr) * 2006-07-12 2008-01-18 France Telecom Procedes d'emission et de reception d'un signal multiporteuse mettant en oeuvre une estimation de canal, dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants.
JP5200014B2 (ja) * 2006-07-12 2013-05-15 フランス・テレコム 通信路推定を実行するマルチキャリア信号を送信及び受信する方法及び対応するデバイス及びコンピュータ・プログラムプロダクト
WO2008007028A2 (fr) * 2006-07-12 2008-01-17 France Telecom Procédés de réception et d'émission d'un signal multiporteuse comprenant un préambule comprenant des éléments de données, dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants
EP2039094B1 (fr) * 2006-07-12 2012-06-27 France Telecom Procédés d'emission et de recéption d'un signal multiporteuse comprenant des pilotes isolés, dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants
EP2074787B1 (en) * 2006-10-19 2012-08-15 QUALCOMM Incorporated Beacon coding in wireless communications systems
KR101481201B1 (ko) 2007-07-30 2015-01-21 삼성전자주식회사 통신 시스템에서 서로 다른 신호 타입을 송수신하는 방법 및 시스템
WO2009069088A2 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Nxp B.V. Ici cancellation apparatus and method for ofdm systems
EP2255475B1 (fr) * 2008-02-29 2013-11-20 Orange Procede de transmission de signaux multi-porteuses dans un systeme multi-antennes

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2658016B1 (fr) * 1990-02-06 1994-01-21 Etat Francais Cnet Procede de diffusion de donnees numeriques, notamment pour la radiodiffusion a haut debit vers des mobiles, a entrelacement temps-frequence et demodulation coherente, et recepteur correspondant.
JPH05505290A (ja) 1990-03-30 1993-08-05 エヌディーエス・リミテッド 干渉のある不良環境における送信および受信
WO1995007581A1 (de) * 1993-09-10 1995-03-16 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Verfahren zur übertragung von referenzsignalen in einem ofdm-system
FR2733869B1 (fr) * 1995-05-02 1997-07-18 France Telecom Signal multiporteuse, procede de construction d'un tel signal et procedes d'emission et de reception correspondants
KR100464742B1 (ko) * 1996-04-19 2005-02-28 아마티 커뮤니케이션즈 코포레이션 다중-캐리어전송시스템에서의무선주파수 간섭의 완화
KR100266601B1 (ko) * 1998-01-19 2000-09-15 구자홍 디지털 티브이 시스템의 채널 간섭 제거 방법 및 장치
EA002748B1 (ru) * 1998-04-14 2002-08-29 Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. Способ и устройство для точной синхронизации частоты в системах демодуляции множества несущих
US6961364B1 (en) * 2000-04-18 2005-11-01 Flarion Technologies, Inc. Base station identification in orthogonal frequency division multiplexing based spread spectrum multiple access systems

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100651525B1 (ko) * 2004-06-16 2006-11-29 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신시스템의 데이터 송수신 방법
KR100943179B1 (ko) * 2008-07-07 2010-02-19 한국전자통신연구원 Ｏｆｄｍ/ｏｑａｍ 통신을 위한 데이터 송수신 방법 및파일럿 구성 방법

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Publication number Publication date
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