KR20060074800A - Method and apparatus for transmitting/receiving a signal in a fast frequency hopping - orthogonal frequency division multiplexing communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 적어도 1개의 서브 캐리어 대역들의 집합인 다수의 서브 채널들을 구비하는 고속 주파수 도약-직교 주파수 분할 다중(FFH-OFDM: Fast Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템에서, 입력 데이터를 상기 다수의 서브 캐리어들중 상기 입력 데이터를 송신할, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하고, 입력 데이터를 상기 설정 개수의 서브 캐리어들에 일대일 대응되도록 입력하고, 상기 널 데이터가 삽입된 서브 캐리어 신호들을 입력하여 미리 설정한 고속 주파수 도약 패턴에 상응하게 고속 주파수 도약을 수행한 후, 상기 고속 주파수 도약된 신호를 고속 푸리에 변환하고, 상기 고속 푸리에 변환된 신호에서 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입한 후, 상기 고속 푸리에 변환된 설정 개수의 서브 캐리어 신호들과 제4과정에서 상기 널 데이터가 삽입된 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어 신호들을 입력하여 역고속 푸리에 변환하고, 상기 역고속 푸리에 변환된 신호를 송신한다.The present invention divides an entire frequency band into a plurality of subcarrier bands, and has a fast frequency hopping-orthogonal frequency division multiplexing (FFH-OFDM) having a plurality of subchannels that are a set of at least one subcarrier bands. In an Orthogonal Frequency Division Multiplexing) communication system, null data is inserted into subcarriers except for a preset number of subcarriers to transmit input data of the plurality of subcarriers, and input data is set to the set number. After the subcarriers are input in one-to-one correspondence, the subcarrier signals into which the null data is inserted are input to perform the fast frequency hopping corresponding to the preset fast frequency hopping pattern, and then the fast frequency hopping signal is fast Fourier. Of the set number in the fast Fourier transformed signal After inserting null data into subcarriers other than the subcarriers, subcarrier signals other than the set number of subcarrier signals with the fast Fourier transform and the set number of subcarriers with null data inserted in the fourth process Inputs an inverse fast Fourier transform and transmits the inverse fast Fourier transformed signal.
고속 주파수 도약, 일부 주파수 대역, 전체 주파수 대역 Fast frequency hopping, some frequency bands, full frequency band
Description
도 1은 본 발명의 제1실시예에서의 기능을 수행하는 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도1 is a block diagram showing a transmitter structure of a fast frequency hopping-OFDM communication system performing a function in the first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1실시예에서의 기능을 수행하는 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도2 is a block diagram showing a receiver structure of a fast frequency hopping-OFDM communication system performing a function in the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2실시예에서의 기능을 수행하는 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도3 is a block diagram showing a transmitter structure of a fast frequency hopping-OFDM communication system performing a function in the second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2실시예에서의 기능을 수행하는 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도4 is a block diagram showing a receiver structure of a fast frequency hopping-OFDM communication system performing a function in the second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3실시예에서의 기능을 수행하는 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도5 is a block diagram showing a transmitter structure of a fast frequency hopping-OFDM communication system performing a function in the third embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제3실시예에서의 기능을 수행하는 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도6 is a block diagram showing a receiver structure of a fast frequency hopping-OFDM communication system performing a function in the third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제4실시예에서의 기능을 수행하는 고속 주파수 도약-OFDMA 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도7 is a block diagram showing a transmitter structure of a fast frequency hopping-OFDMA communication system performing a function in the fourth embodiment of the present invention.
본 발명은 고속 주파수 도약(FFH: Fast Frequency Hopping) 방식 및 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 '고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에 관한 것으로서, 특히 상기 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템에서 사용하는 전체 주파수 대역중 일부의 주파수 대역만을 사용하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention provides a communication system using a fast frequency hopping (FFH) method and an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method (hereinafter referred to as 'high frequency hopping-OFDM'). The present invention relates to an apparatus and method for transmitting and receiving signals using only a part of frequency bands of all frequency bands used in the fast frequency hopping-OFDM communication system.
차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 따라서, 현재 4G 이동 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 고속 서비 스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.In the 4th generation (4G) mobile communication system, which is the next generation communication system, various quality of service (QoS: quality of service, hereinafter referred to as 'QoS') having a high transmission speed are referred to. Active research is being conducted to provide services to users. Therefore, in the current 4G mobile communication system, a wireless local area network (LAN) system and a wireless metropolitan area network (MAN) that guarantee a relatively high transmission speed are referred to as 'MAN'. Researches are being actively conducted to support high-speed services by developing new communication systems in the form of ensuring mobility and QoS in the system.
상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 OFDM 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식이 적극적으로 활용되고 있는 추세에 있다. 상기 OFDM/OFDMA 방식은 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하며, 신호가 송신되는 주파수 대역을 서로 상이한 서브 캐리어 대역을 사용하도록 함으로써 주파수 다이버시티(frequency diversity) 이득을 획득할 수 있는 방식이다. In order to support a broadband transmission network on a physical channel of the wireless MAN system, an OFDM scheme and an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme are referred to. The trend is being actively used. The OFDM / OFDMA scheme enables high-speed data transmission by transmitting a physical channel signal using a plurality of sub-carriers, and frequency diversity by using different subcarrier bands for frequency bands to which signals are transmitted. (frequency diversity) A method for obtaining a gain.
상기 OFDM 통신 시스템은 다수의 서브 캐리어들을 사용하기 때문에 동일 데이터 전송 속도면에서 단일 서브 캐리어를 사용할 경우에 비해 심볼(symbol) 주기가 서브 캐리어들의 수에 비례하여 길어지고, 보호 구간(guard interval), 일 예로 시간 영역의 OFDM 심벌의 마지막 일정 샘플(sample)들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 형태의 'cyclic prefix' 방식으로 삽입되는 보호 구간 혹은 시간 영역의 OFDM 심벌의 처음 일정 샘플들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 형태의 'cyclic postfix' 방식으로 삽입되는 보호 구간을 사용할 경우 다중 경로 페이딩(multipath fading)을 갖는 무선 채널에서 심벌간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference, 이하 'ISI'라 칭하기로 한다)의 영향을 감소시킬 수 있다.Since the OFDM communication system uses a plurality of subcarriers, a symbol period is longer in proportion to the number of subcarriers in comparison to the case of using a single subcarrier in terms of the same data rate, a guard interval, For example, effective OFDM by copying first constant samples of a guard interval or time-domain OFDM symbol inserted in the 'cyclic prefix' method of copying the last constant samples of the OFDM symbol in the time domain and inserting them into the effective OFDM symbol. Inter-symbol interference (ISI) is used in a wireless channel having multipath fading when a guard interval inserted in a form of 'cyclic postfix' is inserted into a symbol. Can reduce the impact.
또한, 각 서브 캐리어 대역의 채널 응답(channel response)이 서브 캐리어 대역내에서는 플랫(flat)한 형태로 근사화되며 각 서브 캐리어 주파수간의 차이 ()를 샘플링 주기(Ts)의 역수배가 되도록( ) 설정함으로써 1개의 OFDM 심볼 주기 동안 캐리어간 간섭(ICI: Inter Carrier Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)의 영향을 감소시킬 수 있다. 상기 서브 캐리어들이 직교하여 간섭의 영향이 존재하지 않을 경우 상기 OFDM 통신 시스템의 수신기에서는 비교적 간단한 단일 탭(tap) 등화기만을 사용하여 데이터를 복조할 수 있다. 또한, 상기 OFDM 통신 시스템은 역고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다) 방식 및 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하여 다수의 서브 캐리어들을 변복조하므로 시스템 복잡도를 최소화시킬 수 있다. 상기 IFFT 방식을 사용하는 역고속 푸리에 변환기(이하, 'IFFT기'라 칭하기로 한다)의 동작은 상기 OFDM 통신 시스템에서의 주파수 변조 동작에 해당하는 것이며, 이는 하기 수학식 1에 나타낸 행렬 로 표현 가능하다.In addition, the channel response of each subcarrier band is approximated to be flat in the subcarrier band, and the difference between each subcarrier frequency ( ) Is the inverse of the sampling period (T s ) By setting it, it is possible to reduce the influence of inter-carrier interference (ICI: referred to as "ICI") during one OFDM symbol period. When the subcarriers are orthogonal and there is no influence of interference, the receiver of the OFDM communication system may demodulate data using only a relatively simple single tap equalizer. In addition, the OFDM communication system includes an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) scheme and a Fast Fourier Transform (FFT) scheme. By using the modulation and demodulation of a plurality of sub-carriers can minimize the system complexity. An operation of an inverse fast Fourier transformer (hereinafter, referred to as an "IFFT unit") using the IFFT method corresponds to a frequency modulation operation in the OFDM communication system, which is a matrix represented by
상기 수학식 1에서, Q는 상기 OFDM 통신 시스템에서 사용하는 전체 서브 캐리어들의 개수를 나타내며, n은 샘플(sample) 인덱스(index)를 나타내며, m은 서브 채널(sub-channel) 인덱스를 나타낸다. 결과적으로, 상기는 크기가 인 IFFT 행렬을 나타낸다. 여기서, 상기 서브 채널이라 함은 다수의, 즉 적어도 1개 이상의 서브 캐리어들로 구성되는 채널을 의미한다. 또한, 상기 IFFT기에 대응되 는, 상기 FFT 방식을 사용하는 고속 푸리에 변환기(이하, 'FFT기'라 칭하기로 한다)의 동작은 상기 수학식 1에 나타낸 IFFT 행렬의 허미시안(Hermitian)으로 표현 가능하다. In
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 OFDM 통신 시스템은 다수의 서브 캐리어들을 사용하므로 상기 다수의 서브 캐리어들중 딥 페이딩(deep fading) 현상을 겪는 서브 캐리어들이 존재할 경우, 상기 딥 페이딩 현상을 겪는 서브 캐리어들을 통해 송신되는 데이터들은 수신기에서 정상적으로 복조될 확률이 낮아진다. 상기 딥 페이딩 현상으로 인한 성능 저하를 극복하기 위해 제안된 방식들로는 주파수 도약 방식 및 순방향 에러 정정(FEC: Forward Error Correction) 방식 등이 있다.As described above, since the OFDM communication system uses a plurality of subcarriers, when there are subcarriers undergoing a deep fading phenomenon among the plurality of subcarriers, the subcarriers undergoing the deep fading phenomenon are present. The data transmitted over is less likely to be normally demodulated at the receiver. Proposed schemes for overcoming the performance degradation due to the deep fading phenomenon include frequency hopping and forward error correction (FEC).
상기 주파수 도약 방식은 신호가 송신되는 주파수 대역을 미리 설정된 주파수 도약 패턴(pattern)에 따라 도약시키는 방식으로, 인접 셀간 간섭(Inter Cell Interference)의 평균화 이득을 획득할 수 있는 방식이다. 즉, 상기 주파수 도약 방식은 주파수 선택적 채널 특성에 따라 임의의 한 사용자에게 지속적으로 딥 페이딩 현상을 겪는 서브 캐리어들을 통해 신호를 송신하는 것을 방지하기 위해 미리 설정된 시간마다 주기적으로 서브 캐리어들을 상기 주파수 도약 패턴에 따라 도약시키면서 신호를 송신하는 방식이다. 여기서, 상기 주파수 도약의 주기는 OFDM 심볼 시간 혹은 상기 OFDM 심볼의 정수배에 해당하는 시간이다. 결과적으로, 상기 주파수 도약 방식을 사용할 경우 임의의 사용자에게 임의의 OFDM 심볼 시간에서는 딥 페이딩 현상을 겪는 서브 캐리어들을 통해 신호를 송신한다고 할지라도, 다음 OFDM 심볼 시간에서는 딥 페이딩 현상을 겪지 않는 서브 캐리어들을 통해 신호를 송신함 으로써 연속적으로 딥 페이딩 현상의 영향을 받지 않도록 하여 주파수 다이버시티 이득 및 간섭을 평균화시킬 수 있다.The frequency hopping method is a method of hopping a frequency band in which a signal is transmitted according to a predetermined frequency hopping pattern, thereby obtaining an averaged gain of inter-cell interference. That is, the frequency hopping scheme periodically subcarriers the frequency carrier pattern at predetermined time intervals to prevent a signal from being transmitted through subcarriers continuously undergoing deep fading to any one user according to a frequency selective channel characteristic. This is a method of transmitting a signal while leaping accordingly. Here, the frequency hopping period is an OFDM symbol time or a time corresponding to an integer multiple of the OFDM symbol. As a result, subcarriers that do not experience deep fading in the next OFDM symbol time may be transmitted to any user through subcarriers that experience deep fading in any OFDM symbol time. By transmitting the signal through it, the frequency diversity gain and the interference can be averaged so as not to be continuously affected by the deep fading phenomenon.
또한, 상기 주파수 도약 방식과 OFDM 방식을 결합한 방식이 FH-OFDM 방식이며, 상기 FH-OFDM 방식은 사용자들 각각에게 서로 다른 서브 채널을 할당하고, 상기 사용자들 각각에게 할당된 서브 채널들을 미리 설정한 주기로 주파수 도약시킴으로써 주파수 다이버시티 이득 및 인접 셀간 간섭 평균화 이득을 획득할 수 있는 방식이다.In addition, a combination of the frequency hopping scheme and the OFDM scheme is a FH-OFDM scheme, and the FH-OFDM scheme allocates different subchannels to each user and presets subchannels assigned to each of the users. By frequency hopping with a period, a frequency diversity gain and an interference averaging gain between adjacent cells can be obtained.
그런데, 종래의 OFDM 통신 시스템에서 주파수 도약 방식으로 인한 충분한 이득을 얻기 위해서는 여러 OFDM 심볼 시간에 걸친 주파수 도약 수행이 필요하며, 사용자들의 수도 많아야 할 뿐만 아니라 채널들에 따라 적절한 주파수 도약 패턴을 선택해야만 한다는 제한을 가진다는 문제점을 가진다. 또한, 종래의 OFDM 통신 시스템에서는 주파수 도약 방식을 사용할 경우 한 사용자에게 연속적으로 딥 페이딩 현상을 겪는 서브 캐리어들을 통해 신호를 송신하지는 않지만, 매 OFDM 심볼 시간마다 딥 페이딩 현상을 겪는 서브 캐리어들을 통해 송신되는 신호는 여전히 수신기에게 복조 불가능하다는 문제점을 가진다.However, in order to obtain sufficient gain due to the frequency hopping scheme in the conventional OFDM communication system, frequency hopping is required over several OFDM symbol times, and the number of users must be large, and an appropriate frequency hopping pattern must be selected according to channels. There is a problem with limitations. In addition, in the conventional OFDM communication system, when a frequency hopping scheme is used, signals are not transmitted through subcarriers that continuously experience deep fading to one user, but transmitted through subcarriers that undergo deep fading every OFDM symbol time. The signal still has the problem that it is impossible to demodulate to the receiver.
따라서, 본 발명의 목적은 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting and receiving signals in a fast frequency hopping-OFDM communication system.
본 발명의 다른 목적은 고속 주파수 도약-OFDM 통신 시스템에서 사용하는 전 체 주파수 대역중 일부 주파수 대역만을 사용하여 고속 주파수 도약을 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing a high frequency hopping using only some frequency bands of all frequency bands used in a high frequency hopping-OFDM communication system.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 적어도 1개의 서브 캐리어 대역들의 집합인 다수의 서브 채널들을 구비하는 고속 주파수 도약-직교 주파수 분할 다중(OFDM: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템의 신호 송신 장치에 있어서, 입력 데이터를 상기 다수의 서브 캐리어들중 상기 입력 데이터를 송신할, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들에 일대일 대응되도록 대응시킨 후 미리 설정한 고속 주파수 도약 패턴에 상응하게 고속 주파수 도약을 수행하는 고속 주파수 도약기와, 상기 고속 주파수 도약된 신호를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환기와, 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하는 제어기와, 상기 고속 푸리에 변환된 설정 개수의 서브 캐리어 신호들과 상기 널 데이터가 삽입된 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어 신호들을 입력하여 역고속 푸리에 변환하는 제1역고속 푸리에 변환기와, 상기 제1역고속 푸리에 변환기에서 역고속 푸리에 변환된 신호를 송신하는 송신기를 포함함을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above objects; Fast Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication, which divides the entire frequency band into a plurality of subcarrier bands and has a plurality of subchannels that are a set of at least one subcarrier bands. In the signal transmission apparatus of the system, the input data corresponding to a one-to-one correspondence to a predetermined number of subcarriers to transmit the input data of the plurality of subcarriers to correspond to a high-speed hopping pattern set in advance A fast frequency hopping to perform frequency hopping, a fast Fourier transformer for fast Fourier transforming the fast frequency honed signal, a controller for inserting null data into subcarriers except the set number of subcarriers, and the fast Fourier transform With a set number of subcarrier signals A first inverse fast Fourier transformer for inputting subcarrier signals excluding the set number of subcarriers into which null data is inserted, and an inverse fast Fourier transform; and a transmitter for transmitting an inverse fast Fourier transform signal from the first inverse fast Fourier transformer Characterized by including.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 적어도 1개의 서브 캐리어 대역들의 집합인 다수의 서브 채널들을 구비하는 고속 주파수 도약-직교 주파수 분할 다중(OFDM: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템의 신호 수신 장치에 있어서, 수신 신호를 고속 푸리에 변환하는 제1고속 푸리에 변환기와, 상기 제1고속 푸리에 변환기에서 고속 푸리에 변환된 신호에서 송신 장치가 상기 다수의 서브 캐리어들중 데이터를 송신한, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들을 제외한 나머지 서브 캐리어들에 대응되는 신호들을 제거하고, 상기 나머지 서브 캐리어들에 대응되도록 널 데이터를 삽입하는 제어기와, 상기 제어기의 출력 신호를 주파수 영역에서 등화하는 제1등화기와, 상기 주파수 영역에서 등화된 신호를 상기 송신 장치에서 적용한 고속 주파수 도약 행렬에 상응하게 역고속 푸리에 변환하는 역고속 푸리에 변환기와, 상기 역고속 푸리에 변환된 신호를 시간 영역에서 등화하는 제2등화기와, 상기 시간 영역에서 등화된 신호를 상기 고속 주파수 도약 행렬의 허미시안에 상응하게 고속 푸리에 변환하는 제2고속 푸리에 변환기를 포함함을 특징으로 한다.Another apparatus of the present invention for achieving the above objects; Fast Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication, which divides the entire frequency band into a plurality of subcarrier bands and has a plurality of subchannels that are a set of at least one subcarrier bands. A signal receiving apparatus of a system, comprising: a first fast Fourier transformer for fast Fourier transforming a received signal, and a transmitting device transmitting data among the plurality of subcarriers in a fast Fourier transformed signal at the first fast Fourier transformer, A controller for removing signals corresponding to remaining subcarriers except a predetermined number of subcarriers and inserting null data to correspond to the remaining subcarriers, and a first equalization for equalizing output signals of the controller in a frequency domain. And a transmission field for equalizing the signal in the frequency domain. An inverse fast Fourier transformer for transforming the inverse fast Fourier transform corresponding to the fast frequency hopping matrix applied by < RTI ID = 0.0 >, < / RTI > a second equalizer for equalizing the inverse fast Fourier transform signal in the time domain, and a fast frequency hopping the equalized signal in the time domain. And a second fast Fourier transformer for fast Fourier transform corresponding to the Hermithian of the matrix.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 장치는; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 적어도 1개의 서브 캐리어 대역들의 집합인 다수의 서브 채널들을 구비하는 고속 주파수 도약-직교 주파수 분할 다중(OFDM: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템의 신호 송신 장치에 있어서, 입력 데이터를 상기 다수의 서브 캐리어들중 상기 입력 데이터를 송신할, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하는 제1제어기와, 입력 데이터를 상기 설정 개수의 서브 캐리어들에 일대일 대응되도록 입력하고, 상기 제1제어기에서 널 데이터가 삽입된 서브 캐리어 신호들을 입력하여 미리 설정한 고속 주파수 도약 패턴에 상응하게 고 속 주파수 도약을 수행하는 고속 주파수 도약기와, 상기 고속 주파수 도약된 신호를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환기와, 상기 고속 푸리에 변환된 신호에서 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하는 제2제어기와, 상기 고속 푸리에 변환된 설정 개수의 서브 캐리어 신호들과 제2제어기에서 상기 널 데이터가 삽입된 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어 신호들을 입력하여 역고속 푸리에 변환하는 제1역고속 푸리에 변환기와, 상기 제1역고속 푸리에 변환기에서 역고속 푸리에 변환된 신호를 송신하는 송신기를 포함함을 특징으로 한다.Another apparatus of the present invention for achieving the above objects is; Fast Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication, which divides the entire frequency band into a plurality of subcarrier bands and has a plurality of subchannels that are a set of at least one subcarrier bands. A signal transmission apparatus of a system, comprising: a first controller for inserting null data into subcarriers except for a predetermined number of subcarriers to transmit the input data among the plurality of subcarriers; A fast frequency hopping device that inputs one-to-one correspondence to the set number of subcarriers, and performs high-speed frequency hopping corresponding to a preset high-speed hopping pattern by inputting subcarrier signals into which null data is inserted in the first controller. And performing fast Fourier transform of the fast frequency honed signal. A fast Fourier transformer, a second controller for inserting null data into subcarriers other than the set number of subcarriers in the fast Fourier transformed signal, the set number of subcarrier signals and the second controller of the fast Fourier transform A first inverse fast Fourier transformer for inputting subcarrier signals excluding the set number of subcarriers into which the null data is inserted, and an inverse fast Fourier transform and a first inverse fast Fourier transform signal transmitted by the first inverse fast Fourier transformer It characterized in that it comprises a transmitter.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 장치는; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 적어도 1개의 서브 캐리어 대역들의 집합인 다수의 서브 채널들을 구비하는 고속 주파수 도약-직교 주파수 분할 다중(OFDM: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템의 신호 수신 장치에 있어서, 수신 신호를 고속 푸리에 변환하는 제1고속 푸리에 변환기와, 상기 제1고속 푸리에 변환기에서 고속 푸리에 변환된 신호에서 송신 장치가 상기 다수의 서브 캐리어들중 데이터를 송신한, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들을 제외한 나머지 서브 캐리어들에 대응되는 신호들을 제거하고, 상기 나머지 서브 캐리어들에 대응되도록 널 데이터를 삽입하는 제1제어기와, 상기 제1제어기의 출력 신호를 주파수 영역에서 등화하는 제1등화기와, 상기 주파수 영역에서 등화된 신호를 상기 송신 장치에서 적용한 고속 주파수 도약 행렬에 상응하게 역고속 푸리에 변환하는 역고속 푸리에 변환기와, 상기 역고속 푸리에 변환된 신호를 시간 영역에서 등화하는 제2등화기와, 상기 시간 영역에서 등화된 신호를 상기 고속 주파수 도약 행렬의 허미시안에 상응하게 고속 푸리에 변환하는 제2고속 푸리에 변환기와, 상기 제2고속 푸리에 변환기에서 고속 푸리에 변환한 신호에서 상기 나머지 서브 캐리어들에 대응되는 신호들을 제거하고, 상기 나머지 서브 캐리어들에 대응되도록 널 데이터를 삽입하는 제2제어기를 포함함을 특징으로 한다.Another apparatus of the present invention for achieving the above objects is; Fast Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication, which divides the entire frequency band into a plurality of subcarrier bands and has a plurality of subchannels that are a set of at least one subcarrier bands. A signal receiving apparatus of a system, comprising: a first fast Fourier transformer for fast Fourier transforming a received signal, and a transmitting device transmitting data among the plurality of subcarriers in a fast Fourier transformed signal at the first fast Fourier transformer, A first controller for removing signals corresponding to remaining subcarriers except a predetermined number of subcarriers and inserting null data to correspond to the remaining subcarriers, and equalizing an output signal of the first controller in a frequency domain A first equalizer for transmitting the equalized signal in the frequency domain An inverse fast Fourier transformer for inverse fast Fourier transform corresponding to the fast frequency hopping matrix applied by the apparatus, a second equalizer for equalizing the inverse fast Fourier transform signal in a time domain, and a signal equalized in the time domain for the fast frequency Removes the signals corresponding to the remaining subcarriers from the second fast Fourier transformer corresponding to the fast Fourier transform and the fast Fourier transform from the second fast Fourier transformer, And a second controller for inserting null data so as to correspond to.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 입력 데이터를 상기 다수의 서브 캐리어들중 상기 입력 데이터를 송신할, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들에 일대일 대응되도록 대응시킨 후 미리 설정한 고속 주파수 도약 패턴에 상응하게 고속 주파수 도약을 수행하는 과정과, 상기 고속 주파수 도약된 신호를 고속 푸리에 변환하는 과정과, 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하는 과정과, 상기 고속 푸리에 변환된 설정 개수의 서브 캐리어 신호들과 상기 널 데이터가 삽입된 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어 신호들을 입력하여 역고속 푸리에 변환하는 과정과, 상기 역고속 푸리에 변환된 신호를 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.The method of the present invention for achieving the above objects; Associating input data with one-to-one correspondence with a predetermined number of subcarriers to transmit the input data among the plurality of subcarriers, and then performing a fast frequency hopping corresponding to a preset high frequency hopping pattern; Performing fast Fourier transform on the fast frequency hopping signal, inserting null data into subcarriers other than the set number of subcarriers, and setting the number of subcarrier signals and the null data by the fast Fourier transform And inputting subcarrier signals excluding the set number of subcarriers into which the inverse fast Fourier transform is inserted, and transmitting the inverse fast Fourier transform signal.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 적어도 1개의 서브 캐리어 대역들의 집합인 다수의 서브 채널들을 구비하는 고속 주파수 도약-직교 주파수 분할 다중(OFDM: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템의 신호 수신 방법에 있어서, 수신 신호를 고속 푸리에 변환하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 고속 푸리에 변환된 신호에서 송신 장치가 상기 다수의 서브 캐리어들중 데이터를 송신한, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들을 제외한 나머지 서브 캐리어들에 대응되는 신호들을 제거하고, 상기 나머지 서브 캐리어들에 대응되도록 널 데이터를 삽입하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 생성된 신호를 주파수 영역에서 등화하는 제3과정과, 상기 주파수 영역에서 등화된 신호를 상기 송신 장치에서 적용한 고속 주파수 도약 행렬에 상응하게 역고속 푸리에 변환하는 제4과정과, 상기 역고속 푸리에 변환된 신호를 시간 영역에서 등화하는 제5과정과, 상기 시간 영역에서 등화된 신호를 상기 고속 주파수 도약 행렬의 허미시안에 상응하게 고속 푸리에 변환하는 제6과정을 포함함을 특징으로 한다.Another method of the present invention for achieving the above objects is; Fast Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication, which divides the entire frequency band into a plurality of subcarrier bands and has a plurality of subchannels that are a set of at least one subcarrier bands. A signal receiving method of a system, comprising: a first number of fast Fourier transforms of a received signal; and a preset number of data transmitted from the plurality of subcarriers by a transmitter in a fast Fourier transformed signal in the first step A second process of removing signals corresponding to the remaining subcarriers except the subcarriers, inserting null data to correspond to the remaining subcarriers, and a third process of equalizing a signal generated in the second process in a frequency domain And a high frequency frequency in which the signal equalized in the frequency domain is applied by the transmitting apparatus. A fourth process of inverse fast Fourier transform corresponding to the hopping matrix, a fifth process of equalizing the inverse fast Fourier transform signal in the time domain, and a signal equalized in the time domain in the Hermithian of the fast frequency hopping matrix And a sixth process for correspondingly fast Fourier transform.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 적어도 1개의 서브 캐리어 대역들의 집합인 다수의 서브 채널들을 구비하는 고속 주파수 도약-직교 주파수 분할 다중(OFDM: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템의 신호 송신 방법에 있어서, 입력 데이터를 상기 다수의 서브 캐리어들중 상기 입력 데이터를 송신할, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하는 제1과정과, 입력 데이터를 상기 설정 개수의 서브 캐리어들에 일대일 대응되도록 입력하고, 상기 제1과정에서 널 데이터가 삽입된 서브 캐리어 신호들을 입력하여 미리 설정한 고속 주파수 도약 패턴에 상응하게 고속 주파수 도약을 수행하는 제2과정과, 상기 고속 주파수 도약된 신호를 고속 푸리에 변환하는 제3과정과, 상기 고속 푸리에 변환된 신호에서 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하는 제4과정과, 상기 고속 푸리 에 변환된 설정 개수의 서브 캐리어 신호들과 제4과정에서 상기 널 데이터가 삽입된 상기 설정 개수의 서브 캐리어들을 제외한 서브 캐리어 신호들을 입력하여 역고속 푸리에 변환하는 제5과정과, 상기 제5과정에서 역고속 푸리에 변환된 신호를 송신하는 제6과정을 포함함을 특징으로 한다.Another method of the present invention for achieving the above objects is; Fast Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication, which divides the entire frequency band into a plurality of subcarrier bands and has a plurality of subchannels that are a set of at least one subcarrier bands. A signal transmission method of a system, comprising: a first process of inserting null data into subcarriers except for a predetermined number of subcarriers to transmit the input data among the plurality of subcarriers; A second step of inputting one-to-one correspondence to the set number of subcarriers, and performing a fast frequency hopping corresponding to a preset high-speed hopping pattern by inputting subcarrier signals into which null data is inserted in the first step; A third step of performing fast Fourier transform of the fast frequency hopping signal; Inserting null data into subcarriers other than the predetermined number of subcarriers in the fast Fourier transformed signal; and null data in the fourth process and the fourth number of subcarrier signals of the fast Fourier transformed number And a fifth process of inputting subcarrier signals excluding the set number of subcarriers into the inverse fast Fourier transform, and transmitting the inverse fast Fourier transformed signal in the fifth process. .
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 적어도 1개의 서브 캐리어 대역들의 집합인 다수의 서브 채널들을 구비하는 고속 주파수 도약-직교 주파수 분할 다중(OFDM: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템의 수신 방법에 있어서, 수신 신호를 고속 푸리에 변환하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 고속 푸리에 변환된 신호에서 송신 장치가 상기 다수의 서브 캐리어들중 데이터를 송신한, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들을 제외한 나머지 서브 캐리어들에 대응되는 신호들을 제거하고, 상기 나머지 서브 캐리어들에 대응되도록 널 데이터를 삽입하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 생성된 신호를 주파수 영역에서 등화하는 제3과정과, 상기 주파수 영역에서 등화된 신호를 상기 송신 장치에서 적용한 고속 주파수 도약 행렬에 상응하게 역고속 푸리에 변환하는 제4과정과, 상기 역고속 푸리에 변환된 신호를 시간 영역에서 등화하는 제5과정과, 상기 시간 영역에서 등화된 신호를 상기 고속 주파수 도약 행렬의 허미시안에 상응하게 고속 푸리에 변환하는 제6과정과, 상기 제6과정에서 고속 푸리에 변환한 신호에서 상기 나머지 서브 캐리어들에 대응되는 신호들을 제거하고, 상기 나머지 서브 캐리어들에 대응되도록 널 데이터를 삽입하는 제7과정을 포함함을 특징으로 한다.Another method of the present invention for achieving the above objects is; Fast Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication, which divides the entire frequency band into a plurality of subcarrier bands and has a plurality of subchannels that are a set of at least one subcarrier bands. A method of receiving a system, the method comprising: a first process of fast Fourier transforming a received signal; and a preset number of subs, in which the transmitting device transmits data among the plurality of subcarriers in the fast Fourier transformed signal in the first process A second process of removing signals corresponding to the remaining subcarriers except for carriers, inserting null data to correspond to the remaining subcarriers, and a third process of equalizing a signal generated in the second process in a frequency domain And a fast frequency hopping in which the signal equalized in the frequency domain is applied by the transmitting apparatus. A fourth process of inverse fast Fourier transform corresponding to the matrix, a fifth process of equalizing the inverse fast Fourier transformed signal in the time domain, and a signal equalized in the time domain in correspondence with the Hermithian of the fast frequency hopping matrix A sixth process of fast Fourier transform and a seventh process of removing signals corresponding to the remaining subcarriers from the fast Fourier transform signal in the sixth process and inserting null data to correspond to the remaining subcarriers Characterized in that it comprises a.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.
본 발명은 고속 주파수 도약(FFH: Fast Frequency Hopping) 방식 및 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 'FFH-OFDM 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 사용하는 전체 주파수 대역중 일부 주파수 대역만을 사용하여 고속 주파수 도약을 수행하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 상기 고속 주파수 도약 방식은 주파수 도약을 수행하는 주기를 OFDM 심볼(symbol) 주기가 아닌 OFDM 샘플(sample) 주기 혹은 상기 OFDM 샘플의 정수배에 해당하는 주기로 설정하여 고속으로 주파수 도약을 수행하는 방식으로서, 상기 고속 주파수 도약 방식을 사용할 경우 1개의 OFDM 심볼이 주파수 영역에서 다수개의 서브 캐리어(sub-carrier)들로 확산되어 송신되는 효과를 가지는 방식이다.The present invention relates to a communication system using a fast frequency hopping (FFH) scheme and an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme (hereinafter referred to as 'OFH-OFDM communications system'). An apparatus and method for transmitting and receiving a signal by performing a fast frequency hopping using only some frequency bands of all the frequency bands used in the present invention will be described. In this case, the fast frequency hopping method is a method of performing frequency hopping at a high speed by setting a frequency hopping period to an OFDM sample period or an integer multiple of the OFDM samples rather than an OFDM symbol period. In case of using the fast frequency hopping method, one OFDM symbol is spread over a plurality of subcarriers in the frequency domain and transmitted.
먼저, 도 1을 참조하여 FFH-OFDM 통신 시스템에서 전체 주파수 대역을 사용하여 고속 주파수 도약을 수행할 경우의 송신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.First, a transmitter structure in the case of performing a fast frequency hopping using the entire frequency band in the FFH-OFDM communication system will be described with reference to FIG.
상기 도 1은 본 발명의 제1실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing a transmitter structure of an FFH-OFDM communication system performing a function in the first embodiment of the present invention.
상기 도 1을 참조하면, 상기 송신기는 직렬/병렬 변환기(serial to parallel converter)(111)와, 고속 주파수 도약기(120)와, 병렬/직렬 변환기(parallel to serial converter)(131)와, 보호 구간 삽입기(guard interval inserter)(133)와, 디지털/아날로그 변환기(digital to analog converter)(135)와, 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 처리기(processor)(137)로 구성된다. 또한, 상기 고속 주파수 도약기(120)는 역고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)기(121)와 선형 처리기(123)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the transmitter includes a serial to parallel converter 111, a fast
먼저, 전송하고자 하는 입력 데이터 심볼들이 발생하면, 상기 입력 데이터 심볼들은 상기 직렬/병렬 변환기(111)로 입력된다. 여기서, 상기 데이터라함은 실제 사용자 데이터(user data) 혹은 파일럿(pilot) 등과 같은 기준 데이터(reference data)를 나타낸다. 상기 직렬/병렬 변환기(111)는 상기 입력 데이터 심볼들을 병렬 변환한 후 상기 IFFT기(121)로 출력한다. 여기서, 상기 직렬/병렬 변환기(111)에서 출력하는 병렬 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 병렬 신호 는 하기 수학식 2와 같이 표현된다.First, when input data symbols to be transmitted are generated, the input data symbols are input to the serial / parallel converter 111. Here, the data refers to reference data such as actual user data or pilot. The serial / parallel converter 111 converts the input data symbols in parallel and outputs them to the IFFT unit 121. Here, the parallel signal output from the serial / parallel converter 111 And the parallel signal Is expressed as in
상기 수학식 2에서 T는 이항(transpose) 연산을 나타내며, Q는 상기 FFH-OFDM 통신 시스템에서 사용하는 전체 서브 캐리어들의 개수를 나타낸다.In
상기 IFFT기(121)는 상기 직렬/병렬 변환기(111)에서 출력한 신호 를 Q-포인트(Q-point) IFFT를 수행한 후 상기 선형 처리기(123)로 출력한다. 상기 선형 처리기(123)는 상기 IFFT기(121)에서 출력한 신호를 입력하여 선형 처리한 후 상기 병렬/직렬 변환기(131)로 출력한다. The IFFT unit 121 outputs the signal output from the serial / parallel converter 111. Is output to the
그러면 여기서 상기 IFFT기(121)와 선형 처리기(123)의 동작에 대해서 설명하기로 한다.Next, operation of the IFFT unit 121 and the
먼저, 상기 도 1에서는 전체 주파수 대역을 사용하므로 매 OFDM 샘플 시간 혹은 상기 OFDM 샘플 시간의 배수에 해당하는 시간마다 데이터를 송신하는 서브 캐리어들을 도약하는 고속 주파수 도약을 수행할 경우 본 발명의 종래 기술 부분에서 설명한 IFFT 행렬과는 상이한, 하기 수학식 3과 같은 새로운 행렬, 즉 고속 주파수 도약 방식을 적용하여 주파수 변조를 수행하는 크기의 행렬(이하, '고속 주파수 도약 행렬'이라 칭하기로 한다)로 변경된다. 여기서, 상기 IFFT 행렬는 상기 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이 IFFT기의 주파수 변조 동작에 해당하는 행렬이다. First, in FIG. 1, since the entire frequency band is used, the prior art portion of the present invention when performing a fast frequency hopping for subcarriers transmitting data every OFDM sample time or a time corresponding to a multiple of the OFDM sample time. IFFT matrix described in Frequency modulation by applying a new matrix, that is, a fast frequency hopping scheme, Matrix of magnitude (hereinafter, referred to as 'high-speed frequency hopping matrix') Is changed to Where the IFFT matrix Is a matrix corresponding to the frequency modulation operation of the IFFT unit as described in the prior art.
상기 수학식 3에서, n은 샘플 인덱스(index)를 나타내며, m은 서브 채널(sub-channel) 인덱스를 나타낸다. 또한, 은 n번째 샘플에서 m번째 서브 채널의 데이터가 송신되는 서브 캐리어를 나타내며, 따라서 이 상기 고속 주파수 도약 수행 시 고속 주파수 도약 패턴을 결정한다. 또한, 본 발명에서는 임의의 샘플에서 데이터가 송신되는 서브 캐리어가 중복되지 않도록 하는 고속 주파수 도약 패턴을 가정하며, 모든 고속 주파수 도약 패턴들에 대해 상기 고속 주파수 도약 행렬 은 하기 수학식 4와 같이 표현된다. In Equation 3, n represents a sample index and m represents a sub-channel index. Also, Denotes a subcarrier on which data of the mth subchannel is transmitted in the nth sample, and thus When performing the fast frequency hopping, a fast frequency hopping pattern is determined. In addition, the present invention assumes a fast frequency hopping pattern that does not overlap the subcarriers to which data is transmitted in any sample, and the fast frequency hopping matrix for all fast frequency hopping patterns. Is expressed as in Equation 4 below.
상기 수학식 4에서 고속 주파수 도약 행렬 및 행렬 의 엘리먼트(element) 값들은 상기 고속 주파수 도약 패턴에 따라 미리 결정된 값으로 주어진다. 여기서, 상기 행렬 는 그 크기가 이다. Fast frequency hopping matrix in Equation 4 And matrices The element values of are given by a predetermined value according to the fast frequency hopping pattern. Where the matrix Its size to be.
상기 고속 주파수 도약 패턴의 fn을 n번째 샘플에서 첫 번째 서브 채널의 데이터가 송신되는 서브 캐리어라고 가정할 때 하기 수학식 5와 같이 정의되는 순환(cyclic) 고속 주파수 도약 패턴을 사용하면 상기 수학식 4의 행렬 는 항상 대각(diagonal) 행렬로 생성된다. Assuming that f n of the fast frequency hopping pattern is a subcarrier to which data of the first subchannel is transmitted in the nth sample, the following equation is used when the cyclic fast frequency hopping pattern defined by Equation 5 below is used. Matrix of four Is always generated as a diagonal matrix.
이 경우, 상기 고속 주파수 도약 행렬 은 일반적인 IFFT 행렬에 상기 행렬 를 곱한 형태로 표현되며, 따라서 상기 고속 주파수 도약을 수행하는 장치는 IFFT기와 상기 행렬 를 곱해주는 선형 처리기로 구현 가능하게 되는 것이다. 한편, 본 발명에서는 설명의 편의상 상기 고속 주파수 도약 패턴을 순환 고속 주파수 도약 패턴을 일 예로 하여 설명하며, 따라서 상기 행렬 역시 대 각 행렬로 정의되는 것이며, 상기 고속 주파수 도약 패턴의 형태는 변형 가능함은 물론이다. In this case, the fast frequency hopping matrix Is a typical IFFT matrix On the matrix Multiplied by, and thus the apparatus for performing the fast frequency hopping is the IFFT group and the matrix This can be implemented with a linear processor that multiplies by. In the present invention, for convenience of description, the fast frequency hopping pattern will be described using a cyclic fast frequency hopping pattern as an example. Again, it is defined as a diagonal matrix, and the shape of the fast frequency hopping pattern can be modified.
한편, 상기 선형 처리기(123)에서 출력하는 신호를 라고 표현하기로 하며, 상기 신호 는 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, the signal output from the
상기 병렬/직렬 변환기(131)는 상기 선형 처리기(123)에서 출력한 신호 를 입력하여 직렬 변환한 후 보호 구간 삽입기(133)로 출력한다. 상기 보호 구간 삽입기(133)는 상기 병렬/직렬 변환기(131)에서 출력한 신호를 입력하여 보호 구간 신호를 삽입한 후 상기 디지털/아날로그 변환기(135)로 출력한다. 여기서, 상기 보호 구간은 상기 FFH-OFDM 통신 시스템에서 OFDM 심벌을 송신할 때 이전 OFDM 심벌 시간에 송신한 OFDM 심벌과 현재 OFDM 심벌 시간에 송신할 현재 OFDM 심벌간에 간섭(interference)을 간섭을 제거하기 위해서 삽입된다. 또한, 상기 보호 구간 신호는 시간 영역의 OFDM 심벌의 마지막 일정 샘플들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 형태의 'Cyclic Prefix' 방식이나 혹은 시간 영역의 OFDM 심벌의 처음 일정 샘플들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 'Cyclic Postfix' 방식중 어느 한 방식을 사용하여 생성된다. The parallel /
상기 디지털/아날로그 변환기(135)는 상기 보호 구간 삽입기(133)에서 출력한 신호를 입력하여 아날로그 변환한 후 상기 RF 처리기(137)로 출력한다. 여기서, 상기 RF 처리기(137)는 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등의 구성들을 포함하며, 상기 디지털/아날로그 변환기(135)에서 출력한 신호를 RF 처리한 후 실제 채널로 전송한다.The digital-to-
상기 도 1에서는 본 발명의 제1실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.In FIG. 1, a transmitter structure of an FFH-OFDM communication system performing a function in the first embodiment of the present invention has been described. Next, referring to FIG. 2, the function of the transmitter in the first embodiment of the present invention is performed. The receiver structure of the FFH-OFDM communication system will be described.
상기 도 2는 본 발명의 제1실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a receiver structure of an FFH-OFDM communication system performing a function in the first embodiment of the present invention.
상기 도 2를 참조하면, 상기 수신기는 RF 처리기(211)와, 아날로그/디지털 변환기(analog/digital converter)(213)와, 채널 추정기(channel estimator)(215)와, 보호 구간 제거기(guard interval remover)(217)와, 직렬/병렬 변환기(219)와, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)기(221)와, 등화기(equalizer)(223)와, IFFT기(225)와, 등화기(227)와, FFT기(229)와, 병렬/직렬 변환기(231)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the receiver includes an
먼저, 상기 도 1에서 설명한 바와 같은 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기에서 송신한 신호는 다중 경로 채널(multipath channel)을 통한 후 백색 가산성 가우시안 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise) 등과 같은 잡음이 가산된 형태로 안테나를 통해 상기 RF 처리기(211)로 입력된다. 여기서, 상기 다중 경로 채널의 채널 응답(channel response)을 나타내는 채널 행렬을 라고 칭하기로 하며, 상 기 잡음을 이라고 칭하기로 하며, t는 시간 영역(time domain)에서 측정된 것임을 나타낸다. 상기 RF 처리기(211)는 상기 안테나를 통해 수신된 신호를 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역으로 다운 컨버팅(down converting)한 후 상기 아날로그/디지털 변환기(213)로 출력한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(213)는 상기 RF 처리기(211)에서 출력한 아날로그 신호를 디지털 변환한 후 상기 채널 추정기(215) 및 보호 구간 제거기(217)로 출력한다. First, a signal transmitted from a transmitter of the FFH-OFDM communication system as described above with reference to FIG. It is input to the
상기 채널 추정기(215)는 상기 아날로그/디지털 변환기(213)에서 출력한 신호를 입력하여 채널 추정을 수행하고 그 결과를 상기 등화기(223)로 출력한다. 여기서, 상기 채널 추정기(215)의 채널 추정 동작은 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 보호 구간 제거기(217)는 상기 아날로그/디지털 변환기(213)에서 출력한 신호를 입력하여 보호 구간 신호를 제거한 후 상기 직렬/병렬 변환기(219)로 출력한다. 상기 직렬/병렬 변환기(219)는 상기 보호 구간 제거기(217)에서 출력한 신호를 입력하여 병렬 변환한 후 상기 FFT기(221)로 출력한다. 여기서, 상기 직렬/병렬 변환기(219)에서 출력한 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 신호 는 시간 영역의 신호로서 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.The
상기 FFT기(221)는 상기 직렬/병렬 변환기(219)에서 출력한 신호 를 Q-포 인트 FFT를 수행한 후 상기 등화기(223)로 출력한다. 여기서, 상기 FFT기(221)에서 출력하는 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 신호 는 주파수 영역의 신호로서 하기 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.The FFT unit 221 is a signal output from the serial /
상기 수학식 8에서, 는 상기 IFFT 행렬의 허미시안(Hermitian)을 나타낸다.In Equation 8, Is the IFFT matrix Hermitian of.
한편, 상기 다중 경로 채널에 의한 신호의 왜곡을 보상하기 위해서 등화 동작을 수행해야만 하는데, 상기 FFH-OFDM 통신 시스템에서는 상기 등화 동작을 시간 영역과 주파수 영역 모두에서 수행해야만 한다. 따라서, 등화기 역시 시간 영역에서의 신호를 입력하여 등화 동작을 수행하는 시간 영역의 등화기와 주파수 영역에서의 신호를 입력하여 등화 동작을 수행하는 주파수 영역의 등화기의 2개의 등화기들이 필요로 하게 된다. Meanwhile, an equalization operation must be performed to compensate for distortion of the signal caused by the multipath channel. In the FFH-OFDM communication system, the equalization operation must be performed in both the time domain and the frequency domain. Therefore, the equalizer also needs two equalizers of the equalizer in the time domain to input the signals in the time domain and the equalizer in the frequency domain to input the signals in the frequency domain to perform the equalization operation. do.
따라서, 상기 등화기(223)는 상기 FFT기(221)에서 출력한 신호를 주파수 영역에서 등화한 후 IFFT기(225)로 출력한다. 상기 등화기(223)는 주파수 영역의 채널 응답을 보상하는 역할을 수행한다. 상기 FFH-OFDM 통신 시스템은 보호 구간 신호를 사용하기 때문에 시간 영역에서의 채널 응답과 주파수 영역에서의 채널 응답은 서로 Singular Value Decomposition 관계에 있으며, 이를 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.Accordingly, the
상기 수학식 9에서 는 주파수 영역에서의 채널 응답을 나타내는 채널 행렬을 나타내며, 상기 채널 행렬 은 대각 행렬이므로 단일 탭(tap) 등화기로도 구현 가능하다. 즉, 주파수 영역의 등화 동작을 수행하는 등화기(223)는 일반적인 OFDM 통신 시스템의 등화기와 실질적으로 동일한 동작을 수행하며, 채널 보상 방식에 따라 ZF(Zero Forcing) 등화기와, 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error) 등화기와, 매칭 필터(matched filter) 등을 모두 포함하는 구조를 가진다. In Equation 9 Denotes a channel matrix representing a channel response in the frequency domain, wherein the channel matrix Since is a diagonal matrix, it can be implemented as a single tap equalizer. That is, the
또한, 상기 IFFT기(225)는 상기 등화기(223)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 IFFT를 수행한 후 상기 등화기(227)로 출력한다. 여기서, 상기 IFFT기(225)는 상기 도 1의 송신기의 IFFT기(121)와 동일한 동작을 수행하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the
상기 등화기(227)는 상기 IFFT기(225)에서 출력한 신호를 입력하여 시간 영역에서 등화한 후 상기 FFT기(229)로 출력한다. 여기서, 상기 시간 영역에서의 등화 동작은 으로 정의하기로 하며, 상기 시간 영역에서의 등화 동작 는 하기 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.The
상기 수학식 10에 나타낸 바와 같이 상기 시간 영역에서의 등화 동작 는 상기 수학식 4에서 나타낸 바와 같은 행렬 의 허미시안 으로 표현되며, 따라서 상기 행렬 역시 대각 행렬이 되는 것이다.Equalization operation in the time domain as shown in Equation 10 Is a matrix as shown in Equation 4 above. Hermitian of Is represented by It is also a diagonal matrix.
상기 FFT기(229)는 상기 등화기(227)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 FFT를 수행한 후 상기 병렬/직렬 변환기(231)로 출력한다. 여기서, 상기 FFT기(229)의 동작은 FFT기(221)의 동작과 실질적으로 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 FFT기(229)에서 출력하는 신호, 즉 입력 데이터 심볼 추정 벡터 는 하기 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.The
일 예로, 상기 등화기(223)가 수학식 8에 나타낸 바와 같은 주파수 영역의 신호를 각 서브 캐리어별 채널 응답을 분류하는 ZF 등화기를 사용하고, 상기 등화기(227)가 상기 수학식 10에 나타낸 바와 같은 등화 동작 를 수행할 경우 상기 수학식 11에 나타낸 바와 같은 입력 데이터 심볼 추정 벡터 는 하기 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.For example, the
상기 병렬/직렬 변환기(231)는 상기 FFT기(229)에서 출력한 신호를 직렬 변 환하여 최종 입력 심볼들로 출력한다.The parallel /
상기 도 1 및 도 2에서는 본 발명의 제1실시예에 따른, 즉 전체 주파수 대역을 사용하여 고속 주파수 도약을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템에 대해서 설명하였으며, 다음으로는 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 따른, 즉 일부 주파수 대역을 사용하여 고속 주파수 도약을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템에 대해서 설명하기로 한다.1 and 2 illustrate the FFH-OFDM communication system according to the first embodiment of the present invention, that is, performing a fast frequency hopping using the entire frequency band, and then, the second embodiment of the present invention. And an FFH-OFDM communication system according to the third embodiment, i.e., performing a fast frequency hopping using some frequency bands.
먼저, 본 발명의 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에서 일부 주파수 대역을 사용하여 고속 주파수 도약을 수행하는 것을 고려하는 이유는 실제 FFH-OFDM 통신 시스템에서는 특정 서브 캐리어들에 해당하는 주파수 대역을 보호 대역(guard band)으로 사용하기 위해 상기 보호 대역에 해당하는 주파수 대역에서 신호를 송신하지 않거나 혹은 사용자들 각각에 전체 주파수 대역중 특정 서브 캐리어들에 해당하는 일부의 주파수 대역을 할당하여 신호를 송신하는 방법이 필요하기 때문이다. 특히, 상기 FFH-OFDM 통신 시스템에서 매 시점에서 사용자들의 채널 상태에 상응하게 서브 채널을 동적으로 할당하는 동적 채널 할당(DCA: Dynamic channel allocation, 이하 'DCA'라고 칭하기로 한다) 방식을 사용할 경우 시스템 성능이 크게 향상되게 된다. 따라서, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에서는 전체 주파수 대역중 일부 주파수 대역을 사용하여 고속 주파수 도약을 수행하는 방안을 제안하는 것이다. 이하, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예를 설명함에 있어 상기 FFH-OFDM 통신 시스템에서 사용하는 전체 서브 캐리어들의 개수를 Q라고 가정하기로 하며, 일부 주파수 대역에 해당하는 서브 캐리어들의 개수를 이라고 가정하 기로 한다.First, in the second and third embodiments of the present invention, the reason for considering the fast frequency hopping using some frequency bands is that a frequency corresponding to specific subcarriers in an actual FFH-OFDM communication system. In order to use the band as a guard band, the signal is not transmitted in the frequency band corresponding to the guard band, or each user is allocated a portion of the frequency band corresponding to specific subcarriers of the entire frequency bands. This is because there is a need for a method of transmitting. Particularly, in the FFH-OFDM communication system, the system uses a dynamic channel allocation (DCA) scheme for dynamically allocating subchannels according to the channel state of users at each time point. Performance will be greatly improved. Accordingly, in the second and third embodiments of the present invention, a method of performing a fast frequency hopping using some frequency bands of all frequency bands is proposed. Hereinafter, in describing the second and third embodiments of the present invention, it is assumed that the total number of subcarriers used in the FFH-OFDM communication system is Q, and the number of subcarriers corresponding to some frequency bands. To Let's assume that.
또한, 상기 본 발명의 제2실시예와 제3실시예의 차이점에 대해서 간략하게 설명하면 다음과 같다.In addition, briefly described the difference between the second embodiment and the third embodiment of the present invention as follows.
먼저, 본 발명의 제2실시예는 상기 M개의 서브 캐리어들에 대해서만 고속 주파수 도약을 수행하여 송신하고, 나머지 서브 캐리어들, 즉 Q-M개의 서브 캐리어들에 대해서는 널 데이터(null data), 일 예로 0을 삽입하여 송신하는 것이다. 이 경우, 상기 M개의 서브 캐리어들에 해당하는 주파수 대역을 전체 주파수 대역으로 가정하면 상기 본 발명의 제1실시예에서 설명한 방식과 동일한 방식으로 구현 가능하게 되는 것이다. First, the second embodiment of the present invention performs fast frequency hopping on only the M subcarriers and transmits them, and null data for the remaining subcarriers, that is, QM subcarriers, for example, 0. Insert it and send it. In this case, assuming that the frequency band corresponding to the M subcarriers is the entire frequency band, the frequency band corresponding to the M subcarriers can be implemented in the same manner as described in the first embodiment of the present invention.
다음으로, 본 발명의 제3실시예는 M개의 서브 캐리어들과 Q-M개의 서브 캐리어들의 총 Q개의 서브 캐리어들에 대해 고속 주파수 도약을 수행하여 데이터를 확산시킨 후 상기 M개의 서브 캐리어들을 제외한 Q-M개의 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하여 송신하는 것이다. 즉, 상기 본 발명의 제3실시예에서는 Q-M개의 서브 캐리어들에 널 데이터를 미리 삽입한 후 Q개의 서브 캐리어들에 대해서 고속 주파수 도약을 수행한 후 다시 Q-M개의 서브 캐리어들에 널 데이터를 삽입하여 송신하는 것이다. 단, 본 발명의 제3실시예가 본 발명의 제2실시예와 동일한 송신 신호를 생성하기 위해서는 2가지 조건들을 만족해야만 하는데, 상기 2가지 조건들에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Next, the third embodiment of the present invention performs fast frequency hopping on a total of Q subcarriers of M subcarriers and QM subcarriers to spread data, and then QM except for the M subcarriers. The null data is inserted into the subcarriers and transmitted. That is, in the third embodiment of the present invention, after null data is pre-inserted into the QM subcarriers, fast frequency hopping is performed on the Q subcarriers, and then null data is inserted into the QM subcarriers. To transmit. However, in order for the third embodiment of the present invention to generate the same transmission signal as the second embodiment of the present invention, two conditions must be satisfied. The two conditions will be described in detail below. Will be omitted.
그러면 여기서 도 3을 참조하여 본 발명의 제2실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.Next, a transmitter structure of the FFH-OFDM communication system performing a function in the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
상기 도 3은 본 발명의 제2실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing a transmitter structure of an FFH-OFDM communication system performing a function in the second embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 상기 송신기는 직렬/병렬 변환기(311)와, 고속 주파수 도약기(320)와, FFT기(331)와, 제어기(333)와, IFFT기(335)와, 병렬/직렬 변환기(337)와, 보호 구간 삽입기(339)와, 디지털/아날로그 변환기(341)와, RF 처리기(343)로 구성된다. 또한, 상기 고속 주파수 도약기(320)는 IFFT기(321)와 선형 처리기(323)로 구성된다.Referring to FIG. 3, the transmitter includes a serial /
먼저, 전송하고자 하는 입력 데이터 심볼들이 발생하면, 상기 입력 데이터 심볼들은 상기 직렬/병렬 변환기(311)로 입력된다. 여기서, 상기 데이터라함은 실제 사용자 데이터 혹은 파일럿 등과 같은 기준 데이터를 나타내며, 본 발명의 제2실시예에서는 M개의 서브 캐리어들에 대해서만 고속 주파수 도약을 수행하는 경우를 제안하므로 상기 직렬/병렬 변환기(311)는 상기 입력 데이터 심볼들을 M개의 심벌들로 병렬 변환한 후 상기 IFFT기(321)로 출력한다. 여기서, 상기 직렬/병렬 변환기(311)에서 출력하는 병렬 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 병렬 신호 는 하기 수학식 13과 같이 표현된다.First, when input data symbols to be transmitted are generated, the input data symbols are input to the serial /
상기 IFFT기(321)는 상기 직렬/병렬 변환기(311)에서 출력한 병렬 신호 를 M-포인트 IFFT를 수행한 후 상기 선형 처리기(323)로 출력한다. 상기 선형 처리기(323)는 상기 IFFT기(321)에서 출력한 신호를 입력하여 선형 처리한 후 상기 FFT기(331)로 출력한다. The IFFT unit 321 is a parallel signal output from the serial /
그러면 여기서 상기 IFFT기(321)와 선형 처리기(323)의 동작에 대해서 설명하기로 한다.The operation of the IFFT unit 321 and the
먼저, 상기 도 3에서는 전체 주파수 대역이 아닌 M개의 서브 캐리어들만을 사용하므로 매 OFDM 샘플 시간 혹은 상기 OFDM 샘플 시간의 배수에 해당하는 시간마다 데이터를 송신하는 서브 캐리어들을 도약하는 고속 주파수 도약을 수행할 경우 본 발명의 제1실시예에서 설명한 고속 주파수 도약행렬 와 동일한 방식으로 생성되지만, 그 행렬 크기가 상이한 고속 주파수 도약 행렬 로 변경되며, 상기 고속 주파수 도약 행렬 은 하기 수학식 14와 같이 표현된다.First, in FIG. 3, only M subcarriers are used instead of the entire frequency band. Therefore, a fast frequency hopping is performed to hop subcarriers transmitting data every OFDM sample time or a time corresponding to a multiple of the OFDM sample time. When the fast frequency hopping matrix described in the first embodiment of the present invention A fast frequency hopping matrix, generated in the same way as, but with different matrix sizes The fast frequency hopping matrix Is expressed by Equation 14 below.
상기 수학식 14에서 고속 주파수 도약 행렬 은 그 크기가 이다.Fast frequency hopping matrix in Equation 14 Is that size to be.
또한, 본 발명에서는 임의의 샘플에서 데이터가 송신되는 서브 캐리어가 중복되지 않도록 하는 고속 주파수 도약 패턴을 가정하며, 모든 고속 주파수 도약 패턴들에 대해 상기 고속 주파수 도약 행렬 를 하기 수학식 15와 같이 표현할 수 있다.In addition, the present invention assumes a fast frequency hopping pattern that does not overlap the subcarriers to which data is transmitted in any sample, and the fast frequency hopping matrix for all fast frequency hopping patterns. It may be expressed as in Equation 15 below.
상기 수학식 15에서 고속 주파수 도약 행렬 및 행렬의 엘리먼트 값들은 상기 고속 주파수 도약 패턴에 따라 미리 결정된 값으로 주어진다. Fast frequency hopping matrix in Equation 15 And matrices The element values of are given by a predetermined value according to the fast frequency hopping pattern.
상기 고속 주파수 도약 패턴의 fn을 n번째 샘플에서 첫 번째 서브 채널의 데이터가 송신되는 서브 캐리어라고 가정할 때 하기 수학식 16과 같이 정의되는 순환 고속 주파수 도약 패턴을 사용하면 상기 수학식 15의 행렬 는 항상 대각 행렬로 생성된다. Assuming that f n of the fast frequency hopping pattern is a subcarrier to which data of the first subchannel is transmitted in the nth sample, using the cyclic fast frequency hopping pattern defined by Equation 16, the matrix of Equation 15 Is always produced as a diagonal matrix.
이 경우, 상기 고속 주파수 도약 행렬 은 일반적인 IFFT 행렬에 상기 행렬 를 곱한 형태로 표현되며, 따라서 상기 고속 주파수 도약을 수행하는 장치는 IFFT기와 상기 행렬 를 곱해주는 선형 처리기로 구현 가능하게 되는 것이다. 한편, 본 발명에서는 설명의 편의상 상기 고속 주파수 도약 패턴을 순환 고속 주파수 도약 패턴을 일 예로 하여 설명하며, 따라서 상기 행렬 역시 대각 행렬로 정의되는 것이며, 상기 고속 주파수 도약 패턴의 형태는 변형 가능함은 물론이다. In this case, the fast frequency hopping matrix Is a typical IFFT matrix On the matrix Multiplied by, and thus the apparatus for performing the fast frequency hopping is the IFFT group and the matrix This can be implemented with a linear processor that multiplies by. In the present invention, for convenience of description, the fast frequency hopping pattern will be described using a cyclic fast frequency hopping pattern as an example. Also defined as a diagonal matrix, the shape of the fast frequency hopping pattern is, of course, deformable.
한편, 상기 선형 처리기(323)에서 출력하는 신호를 라고 표현하기로 하며, 상기 신호 는 하기 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, the signal output from the
상기 FFT기(331)는 상기 선형 처리기(123)에서 출력한 신호 를 입력하여 M-포인트 FFT를 수행한 후 상기 제어기(333)로 출력한다. 상기 제어기(333)는 상기 FFT기(331)에서 출력한 신호를 입력하고, 상기 M개의 서브 캐리어 대역들 이외의 Q-M개의 서브 캐리어 대역들에 널 데이터, 일 예로 0을 삽입한 후 상기 IFFT기(335)로 출력한다. 여기서, 상기 제어기(333)는 일종의 0 삽입기(0 inserter)로서 동작하는 것이며, 상기 제어기(333)의 0 삽입 동작은 하기 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.The
상기 은 상기 도 3의 제어기(333)의 동작을 나타내는 행렬이며, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 제어기(333)의 출력 신호 중에서 상기 M개의 서브 캐리어들을 통해 송신되는 데이터들에 대해서는 이미 고속 주파수 도약이 수행된 것이며, 상기 Q-M개의 서브 캐리어들을 통해 송신되는 널 데이터들에 대해서는 전혀 고속 주파수 도약이 되어 있지 않은 상태이다.remind 3 is a matrix representing the operation of the
상기 IFFT기(335)는 제어기(333)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 IFFT를 수행한 후 상기 병렬/직렬 변환기(337)로 출력한다. 여기서, 상기 IFFT기(335)에서 출력하는 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 신호 은 하기 수학식 19와 같이 나타낼 수 있다.The
상기 병렬/직렬 변환기(337)와, 보호 구간 삽입기(339)와, 디지털/아날로그 변환기(341)와, RF 처리기(343)는 상기 도 1의 병렬/직렬 변환기(131)와, 보호 구간 삽입기(133)와, 디지털/아날로그 변환기(135)와, RF 처리기(137)과 동일한 동작을 수행하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The parallel /
상기 도 3에서는 본 발명의 제2실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 제2실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.In FIG. 3, the transmitter structure of the FFH-OFDM communication system performing the function in the second embodiment of the present invention has been described. Next, the function of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The receiver structure of the FFH-OFDM communication system will be described.
상기 도 4는 본 발명의 제2실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도이다.4 is a block diagram showing a receiver structure of an FFH-OFDM communication system performing a function in the second embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 상기 수신기는 RF 처리기(411)와, 아날로그/디지털 변환기(413)와, 채널 추정기(415)와, 보호 구간 제거기(417)와, 직렬/병렬 변환기(419)와, FFT기(421)와, 제어기(423)와, 등화기(425)와, IFFT기(427)와, 등화기(429)와, FFT기(431)와, 병렬/직렬 변환기(433)로 구성된다. 상기 도 4에서 RF 처리기(411)와, 아날로그/디지털 변환기(413)와, 보호 구간 제거기(417)와, 직렬/병렬 변환기(419)는 상기 도 2에서 설명한 RF 처리기(211)와, 아날로그/디지털 변환 기(213)와, 보호 구간 제거기(217)와, 직렬/병렬 변환기(219)와 동일한 동작을 수행하므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. Referring to FIG. 4, the receiver includes an
상기 직렬/병렬 변환기(419)에서 출력한 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 신호 는 시간 영역의 신호로서 하기 수학식 20과 같이 나타낼 수 있다.The signal output from the serial /
상기 FFT기(421)는 상기 직렬/병렬 변환기(419)에서 출력한 신호 를 Q-포인트 FFT를 수행한 후 상기 제어기(423)로 출력한다. 여기서, 상기 FFT기(421)에서 출력하는 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 신호 는 주파수 영역의 신호로서 하기 수학식 21과 같이 나타낼 수 있다.The FFT unit 421 outputs a signal output from the serial /
한편, 상기 FFT기(421)에서 출력하는 Q개의 서브 캐리어 신호들 중 M개의 서브 캐리어 신호들에만 데이터가 포함되어 있으므로, 상기 제어기(423)는 상기 FFT기(421)에서 출력한 에서 널 데이터, 일 예로 0이 포함되어 있는 Q-M개의 서브 캐리어 신호들을 제거하고 M개의 서브 캐리어들만을 상기 등화기(425)로 출력한다. 여기서, 상기 제어기(423)는 일종의 0 제거기(0 remover)로서 동작하는 것이며, 상기 제어기(423)의 동작은 상기 도 3의 제어기(333)에서 삽입한 0을 제거하는 것이다. Meanwhile, since data is included only in M subcarrier signals among the Q subcarrier signals output from the FFT unit 421, the
한편, 상기 제어기(423)의 동작은 하기 수학식 22와 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, the operation of the
한편, 상기 다중 경로 채널에 의한 신호의 왜곡을 보상하기 위해서 등화 동작을 수행해야만 하는데, 상기 FFH-OFDM 통신 시스템에서는 상기 등화 동작을 시간 영역과 주파수 영역 모두에서 수행해야만 한다. 따라서, 등화기 역시 시간 영역에서의 신호를 입력하여 등화 동작을 수행하는 시간 영역의 등화기와 주파수 영역에서의 신호를 입력하여 등화 동작을 수행하는 주파수 영역의 등화기의 2개의 등화기들이 필요로 하게 된다. Meanwhile, an equalization operation must be performed to compensate for distortion of the signal caused by the multipath channel. In the FFH-OFDM communication system, the equalization operation must be performed in both the time domain and the frequency domain. Therefore, the equalizer also needs two equalizers of the equalizer in the time domain to input the signals in the time domain and the equalizer in the frequency domain to input the signals in the frequency domain to perform the equalization operation. do.
따라서, 상기 등화기(425)는 상기 제어기(423)에서 출력한 신호를 주파수 영역에서 등화한 후 IFFT기(427)로 출력한다. 상기 등화기(425)는 주파수 영역의 채널 응답을 보상하는 역할을 수행한다. Accordingly, the
또한, 상기 IFFT기(427)는 상기 등화기(425)에서 출력한 신호를 입력하여 M-포인트 IFFT를 수행한 후 상기 등화기(429)로 출력한다. 여기서, 상기 IFFT기(427)는 상기 도 3의 송신기의 IFFT기(321)와 동일한 동작을 수행하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the
상기 등화기(429)는 상기 IFFT기(427)에서 출력한 신호를 입력하여 시간 영역에서 등화한 후 상기 FFT기(431)로 출력한다. 여기서, 상기 시간 영역에서의 등화 동작은 으로 정의하기로 하며, 상기 시간 영역에서의 등화 동작 은 하기 수학식 23과 같이 나타낼 수 있다.The
상기 수학식 23에 나타낸 바와 같이 상기 시간 영역에서의 등화 동작 은 상기 수학식 15에서 나타낸 바와 같은 행렬 의 허미시안 으로 표현되며, 따라서 상기 행렬 역시 대각 행렬이 되는 것이다.Equalization operation in the time domain as shown in Equation 23 Is a matrix as shown in Equation 15 above. Hermitian of Is represented by It is also a diagonal matrix.
상기 FFT기(431)는 상기 등화기(429)에서 출력한 신호를 입력하여 M-포인트 FFT를 수행한 후 상기 병렬/직렬 변환기(433)로 출력한다. 여기서, 상기 FFT기(431)의 동작은 도 3의 FFT기(331)의 동작과 실질적으로 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 FFT기(431)에서 출력하는 신호, 즉 입력 데이터 심볼 추정 벡터 는 하기 수학식 24와 같이 나타낼 수 있다. 한편, 하기 수학식 24에서 는 상기 FFT기(431)에서 출력되어 상기 제어기(423)로 입력되는 신호로서, , ,, , 각각은 차례로 상기 FFT기(431)와, 등화기(429)와, IFFT기(427)와, 등화기(425)와, 제어기(423)를 나타내는 행렬이다.The
상기 병렬/직렬 변환기(433)는 상기 FFT기(431)에서 출력한 신호를 직렬 변환하여 최종 입력 심볼들로 출력한다. The parallel /
상기 도 4에서는 본 발명의 제2실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 제3실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.In FIG. 4, the receiver structure of the FFH-OFDM communication system that performs the function in the second embodiment of the present invention has been described. Next, the function of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The transmitter structure of the FFH-OFDM communication system will be described.
상기 도 5는 본 발명의 제3실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도이다.5 is a block diagram showing a transmitter structure of an FFH-OFDM communication system performing a function in the third embodiment of the present invention.
상기 도 5를 참조하면, 상기 송신기는 직렬/병렬 변환기(511)와, 제어기(513)와, 고속 주파수 도약기(520)와, FFT기(531)와, 제어기(533)와, IFFT기(535)와, 병렬/직렬 변환기(537)와, 보호 구간 삽입기(539)와, 디지털/아날로그 변환기(541)와, RF 처리기(543)로 구성된다. 또한, 상기 고속 주파수 도약기(520)는 IFFT기(521)와 선형 처리기(523)로 구성된다.Referring to FIG. 5, the transmitter includes a serial /
먼저, 전송하고자 하는 입력 데이터 심볼들이 발생하면, 상기 입력 데이터 심볼들은 상기 직렬/병렬 변환기(511)로 입력된다. 여기서, 상기 데이터라함은 실제 사용자 데이터 혹은 파일럿 등과 같은 기준 신호를 나타내며, 본 발명의 제3실시예에서는 M개의 서브 캐리어들에 대해서만 고속 주파수 도약을 수행하는 경우를 제안하므로 상기 직렬/병렬 변환기(511)는 상기 입력 데이터 심볼들을 M개의 심벌들로 병렬 변환한 후 상기 제어기(513)로 출력한다. 상기 제어기(513)는 상기 직렬/병렬 변환기(511)에서 출력한 신호를 입력하고, 상기 M개의 서브 캐리어 대역들 이외의 Q-M개의 서브 캐리어 대역들에 널 데이터, 일 예로 0을 삽입한 후 상기 IFFT기(521)로 출력한다. 여기서, 상기 제어기(513)는 일종의 0 삽입기로서 동작하 는 것이다.First, when input data symbols to be transmitted are generated, the input data symbols are input to the serial /
상기 IFFT기(521)는 상기 제어기(513)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 IFFT를 수행한 후 상기 선형 처리기(523)로 출력한다. 상기 선형 처리기(523)는 상기 IFFT기(521)에서 출력한 신호를 입력하여 선형 처리한 후 상기 FFT기(531)로 출력한다. 여기서, 상기 IFFT기(521) 및 선형 처리기(523)의 동작은 도 1의 IFFT기(121) 및 선형 처리기(123)의 동작과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.The IFFT unit 521 inputs a signal output from the
상기 FFT기(531)는 상기 선형 처리기(123)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 FFT를 수행한 후 상기 제어기(533)로 출력한다. 여기서, 상기 FFT기(531)에서 출력한 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 신호 는 데이터가 포함된 M개의 서브 캐리어 신호들과 널 데이터가 포함된 Q-M개의 서브 캐리어 신호들이 시간 영역에서 확산된 신호이다. The
상기 제어기(533)는 상기 FFT기(531)에서 출력한 신호 를 입력하여 Q-M개의 서브 캐리어들에 대응되도록 0을 삽입한 후 상기 IFFT기(535)로 출력한다. 여기서, 상기 제어기(533) 역시 일종의 0 삽입기로서 동작하는 것이며, 상기 제어기(533)의 0 삽입 동작은 하기 수학식 25와 같이 나타낼 수 있다.The
상기 IFFT기(535)는 상기 제어기(533)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 IFFT를 수행한 후 상기 병렬/직렬 변한기(537)로 출력한다. 여기서, 상기 IFFT기(535)에서 출력하는 신호를 라고 칭하기로 하며, 상기 신호 은 하기 수학식 26과 같이 나타낼 수 있다. 한편, 하기 수학식 26에서 은 상기 제어기(513)로 입력되는 데이터 벡터를 나타내며, , , , , , 각각은 차례로 상기 제어기(513)와, 상기 IFFT기(521)와, 선형 처리기(523)와, FFT기(531)와, 제어기(533)와, IFFT기(535)를 나타내는 행렬들이다. The
상기 수학식 26에 나타낸 바와 같이 데이터가 송신되는 M개의 서브 캐리어 신호들과 널 데이터가 송신되는 Q-M개의 서브 캐리어 신호들을 가산하여 크기 Q의 신호로 생성한 후 고속 주파수 도약을 수행할 경우 상기 송신기의 각 구성들에서 사용되는 서브 캐리어들의 개수가 Q개로 고정되기 때문에 실제 데이터가 송신되는 서브 캐리어들의 개수 M과 상관없이 하드웨어적으로 안정적인 송신기 구성이 가능하게 된다는 장점을 가진다.As shown in Equation 26, when the M subcarrier signals to which data is transmitted and the QM subcarrier signals to which null data are transmitted are added to generate a signal of size Q, the fast frequency hopping is performed. Since the number of subcarriers used in each configuration is fixed to Q, hardware transmitters can be configured in a stable manner regardless of the number M of subcarriers to which actual data is transmitted.
한편, 상기 수학식 19에 나타낸 바와 같은 송신 벡터 와 상기 수학식 26에 나타낸 바와 같은 송신 벡터 는 다음과 같은 2가지 조건들을 만족해야만 한다.On the other hand, the transmission vector as shown in equation (19) And a transmission vector as shown in Equation 26 above Must satisfy the following two conditions:
(1) 제1조건(1) First condition
송신 벡터 와 송신 벡터 를 동일한 형태로 해주기 위해 의 엘리먼트들의 값들을 기반으로 하여 의 엘리먼트들의 값들을 설정해야만 한다. 상기 제1조건은 하기 수학식 27과 같이 나타낼 수 있다.Transmission vector And transmit vector To make the same form Based on the values of the elements of You must set the values of the elements of. The first condition may be expressed by Equation 27 below.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 본 발명의 제3실시예에서는 Q-M개의 서브 캐리어들을 통해 송신되는 신호들을 널 데이터들로 교체하였기 때문에 상기 본 발명의 제2실시예에서와 동일한 전체 에너지를 갖도록 하기 위해 상기 수학식 27에서 이 곱해지는 것이다.As described above, in the third embodiment of the present invention, since the signals transmitted through the QM subcarriers are replaced with null data, the above equation is used to have the same total energy as in the second embodiment of the present invention. In Eq 27 Is multiplied.
(2) 제2조건(2) Second condition
상기 제2조건은 본 발명의 제2실시예와 제3실시예에서 송신되는 송신 벡터가 항상 동일한 값이 되도록 하기 위한 조건으로서, 하기 수학식 28과 같이 나타낼 수 있다.The second condition is a condition for ensuring that the transmission vectors transmitted in the second and third embodiments of the present invention are always the same value, and can be expressed by Equation 28 below.
상기 병렬/직렬 변환기(537)와, 보호 구간 삽입기(539)와, 디지털/아날로그 변환기(541)와, RF 처리기(543)는 상기 도 1의 병렬/직렬 변환기(131)와, 보호 구간 삽입기(133)와, 디지털/아날로그 변환기(135)와, RF 처리기(137)과 동일한 동작을 수행하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The parallel /
상기 도 5에서는 본 발명의 제3실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 송신기 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 제3실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.In FIG. 5, the transmitter structure of the FFH-OFDM communication system performing the function in the third embodiment of the present invention has been described. Next, the function in the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The receiver structure of the FFH-OFDM communication system will be described.
상기 도 6은 본 발명의 제3실시예에서의 기능을 수행하는 FFH-OFDM 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도이다.6 is a block diagram showing a receiver structure of an FFH-OFDM communication system performing a function in the third embodiment of the present invention.
상기 도 6을 참조하면, 상기 수신기는 RF 처리기(611)와, 아날로그/디지털 변환기(613)와, 채널 추정기(615)와, 보호 구간 제거기(617)와, 직렬/병렬 변환기(619)와, FFT기(621)와, 제어기(623)와, 등화기(625)와, IFFT기(627)와, 등화기(629)와, FFT기(631)와, 제어기(633)와, 병렬/직렬 변환기(635)로 구성된다. 상기 도 6에서 RF 처리기(611)와, 아날로그/디지털 변환기(613)와, 보호 구간 제거기(617)와, 직렬/병렬 변환기(619)는 상기 도 2에서 설명한 RF 처리기(211)와, 아날로그/디지털 변환기(213)와, 보호 구간 제거기(217)와, 직렬/병렬 변환기(219)와 동일한 동작을 수행하므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 FFT기(621)는 상기 도 4에서 설명한 FFT기(421)와 동일한 동작을 수행하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. Referring to FIG. 6, the receiver includes an
한편, 상기 FFT기(621)로 입력되는 신호 와 상기 FFT기(621)에서 출력하 는 신호 는 상기 수학식 20 및 수학식 21에서 설명한 와 와 동일한 신호이다. 그리고, 상기 도 5에서 설명한 송신기에서 실제 데이터를 송신하는 서브 캐리어들의 개수는 M개이므로 상기 주파수 영역의 신호 는 M개의 서브 캐리어 신호들에는 데이터가, 나머지 Q-M개의 서브 캐리어 신호들에는 잡음만 포함되어 있다. 따라서, 상기 제어기(623)는 상기 FFT기(621)에서 출력한 신호에서 Q-M개의 서브 캐리어들에 해당하는 신호들을 제거하고 널 데이터, 일 예로 0을 삽입한 후 상기 등화기(625)로 출력한다. 여기서, 상기 제어기(623)는 일종이 0 삽입기로서, 상기 도 4에서 설명한 제어기(423)와 동일한 동작을 수행하므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.On the other hand, the signal input to the FFT unit 621 And a signal output from the FFT unit 621 Is described in Equation 20 and Equation 21. Wow Is the same signal as In addition, since the number of subcarriers transmitting actual data in the transmitter described with reference to FIG. 5 is M, signals in the frequency domain The M subcarrier signals contain data, and the remaining QM subcarrier signals contain only noise. Accordingly, the
상기 등화기(625)는 상기 제어기(623)에서 출력한 신호를 입력하여 주파수 영역에서 등화한 후 상기 IFFT기(627)로 출력한다. 상기 IFFT기(627)는 상기 등화기(625)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 IFFT를 수행한 후 상기 등화기(629)로 출력한다. 상기 등화기(629)는 상기 IFFT기(627)에서 출력한 신호를 입력하여 시간 영역에서 등화한 후 상기 FFT기(631)로 출력한다. 여기서, 상기 등화기(629)는 상기 도 5의 송신기의 선형 처리기(623)의 행렬 의 허미시안으로 정의되며 이는 하기 수학식 29와 같이 표현된다.The
상기 FFT기(631)는 상기 등화기(629)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 FFT를 수행한 후 상기 제어기(633)로 출력한다. 상기 FFT기(631)에서 출력하는 신호 역시 실제 데이터를 송신하는 서브 캐리어들의 개수는 M개이므로 상기 제어기(633)는 하기 수학식 30과 같이 상기 M개의 추정 데이터에 해당하는 신호만을 선택하여 출력한다. 여기서, 상기 제어기(633)는 일종의 선택기(selector)로서 동작하는 것이다. The
상기 병렬/직렬 변환기(635)는 상기 FFT기(633)에서 출력한 신호를 직렬 변환하여 최종 입력 심볼들로 출력한다.The parallel /
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예의 송신기들에서 송신하는 송신 벡터가 동일하기 때문에 본 발명의 제2실시예의 송신기에 대응하여 본 발명의 제3실시예의 수신기를 사용할 수도 있고, 본 발명의 제3실시예의 송신기에 대응하여 본 발명의 제2실시예의 수신기를 사용할 수도 있도 있다.As described above, since the transmission vectors transmitted by the transmitters of the second and third embodiments of the present invention are the same, the receiver of the third embodiment of the present invention may be used corresponding to the transmitter of the second embodiment of the present invention. Alternatively, the receiver of the second embodiment of the present invention may be used corresponding to the transmitter of the third embodiment of the present invention.
한편, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에서는 한 명의 사용자만을 타겟으로 하는 데이터를 송신할 경우를 가정하여 고속 주파수 도약을 수행하는 동작에 대해서 설명하였으나, OFDAM 통신 시스템과 같이 다운링크(downlink) 채널에서 전체 주파수 대역을 분할하여 다수의 사용자들에게 할당할 경우 상기 다수의 사용자들 각각에 대해서는 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에서와 같이 일부 주파수 대역을 사용하여 고속 주파수 도약을 수행하는 송신기 및 수신기가 필요로하게 된다. 상기 다수의 사용자들을 고려하는, 즉 다중 접속을 고려하는 고속 주파수 도약을 수행하는 방안을 본 발명의 제4실시예에서 제안하기로 한다.Meanwhile, in the second and third embodiments of the present invention, the operation of performing the fast frequency hopping on the assumption of transmitting data targeting only one user has been described. However, as in the OFDAM communication system, the downlink ( When the entire frequency band is divided and allocated to a plurality of users in a downlink channel, fast frequency hopping is performed for each of the plurality of users using some frequency bands as in the second and third embodiments of the present invention. There is a need for a transmitter and a receiver to perform this. In the fourth embodiment of the present invention, a method of performing a fast frequency hopping considering the plurality of users, that is, considering the multiple access will be proposed.
그러면 여기서 도 7을 참조하여 다수의 사용자들을 고려하여 고속 주파수 도약을 수행하는 OFDMA 통신 시스템(이하 '고속 주파수 도약 OFDMA 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에 대해서 설명하기로 한다.Next, an OFDMA communication system (hereinafter, referred to as a 'high frequency hopping OFDMA communication system') that performs a high frequency hopping in consideration of a plurality of users will be described with reference to FIG. 7.
상기 도 7은 본 발명의 제4실시예에서의 기능을 수행하는 고속 주파수 도약 OFDMA 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a transmitter structure of a fast frequency hopping OFDMA communication system performing a function in the fourth embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참조하면, 상기 송신기는 고속 주파수 도약/OFDM 처리부(710)와, 다중화기(multiplexer)(720)와, IFFT기(730)와, 병렬/직렬 변환기(740)와, 보호 구간 삽입기(750)와, 디지털/아날로그 변환기(760)와, RF 처리기(770)로 구성된다. 또한, 상기 고속 주파수 도약/OFDM 처리부(710)는 다수의 고속 주파수 도약/OFDM 처리기들, 즉 제1사용자를 타겟으로 하는 데이터를 처리하는 제1고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-1) 내지 제K사용자를 타겟으로 하는 데이터를 처리하는 제k고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-K)로 구성된다.Referring to FIG. 7, the transmitter includes a fast frequency hopping /
먼저, 상기 제1사용자 내지 제K사용자에게 할당되는 서브 캐리어들의 개수를 M1 내지 MK라고 가정하기로 하며, 상기 제1사용자 내지 제K사용자에게 송신될 데이터를 내지 라고 가정하기로 한다. 상기 데이터 는 상기 제1고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-1)로, 이런 식으로 상기 데이터 는 상기 제K고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-K)로 입력된다. First, it is assumed that the number of subcarriers allocated to the first to K-th users is M 1 to M K , and data to be transmitted to the first to K-th users is determined. To Let's assume. The data Is the first fast frequency hopping / OFDM processor 711-1, in this way the data. Is input to the K-th fast frequency hopping / OFDM processor 711-K.
상기 제1고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-1) 내지 제K고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-K)는 본 발명의 제2실시예 혹은 제3실시예서 설명한 바와 같은 방식으로 고속 주파수 도약 및 OFDM 변조를 수행한 후 변조 신호 내지 를 출력한다. 일 예로, 상기 제K고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-K)가 본 발명의 제2실시예와 같은 방식으로 고속 주파수 도약 및 OFDM 변조를 수행할 경우 도 3의 제어기(333)에서 출력하는 신호중 실제 사용하는 서브 캐리어들의 개수인 Mk 개의 엘리먼트들이 가 되는 것이며, 이와는 달리 상기 제K고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-K)가 본 발명의 제3실시예와 같은 방식으로 고속 주파수 도약 및 OFDM 변조를 수행할 경우 도 5의 제어기(533)에서 출력하는 신호중 실제 사용하는 서브 캐리어들의 개수인 Mk 개의 엘리먼트들이 가 되는 것이다.The first high speed frequency hopping / OFDM processor 711-1 to the Kth high frequency hopping / OFDM processor 711-K are performed in the same manner as described in the second or third embodiment of the present invention. Modulated Signal After Performing OFDM Modulation To Outputs For example, when the K-th fast frequency hopping / OFDM processor 711-K performs fast frequency hopping and OFDM modulation in the same manner as the second embodiment of the present invention, among the signals output from the
상기 제1고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-1) 내지 제K고속 주파수 도약/OFDM 처리기(711-K)에서 출력하는 신호 내지 는 상기 다중화기(720)로 입력되고, 상기 다중화기(720)는 어떤 사용자에게도 할당되지 않은 에 해당하는 서브 캐리어 신호들에 0을 삽입한 후 상기 IFFT기(730)로 출력한다. 상기 IFFT기(730)는 상기 다중화기(720)에서 출력한 신호를 입력하여 Q-포인트 IFFT를 수행한 후 상기 병렬/직렬 변환기(740)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기(740)와, 보호 구간 삽입기(750)와, 디지털/아날로그 변환기(760)와, RF 처리기(770)는 상기 도 1의 병렬/직렬 변환기(131)와, 보호 구간 삽입기(133)와, 디지털/아날로그 변환기(135)와, RF 처리기(137)과 동일한 동작을 수행하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한 도 7은 송신기에서 여러 사용자를 신호를 함께 다중화(multiplexing)하여 전송하는 반면, 수신기에서는 이와 상관없이 항상 자기 신호만 복조하므로 별도의 구현을 필요로 하지 않고 상기 본 발명의 제2실시예 또는 제3실시예에서 설명한 수신기를 사용할 수 있다.Signals output from the first fast frequency hopping / OFDM processor 711-1 through K-th fast frequency hopping / OFDM processor 711-K To Is input to the
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같은 본 발명은, OFDM 통신 시스템에서 고속 주파수 도약을 가능하게 하여 한 OFDM 심볼 시간내에서도 주파수 다이버시티(diversity) 이득을 획득할 수 있도록 하여 시스템 성능을 향상시킨다는 이점을 가진다. 또한, 본 발명은 OFDM 통신 시스템에서 전체 주파수 대역 뿐만 아니라 일부 주파수 대역에도 고속 주파수 도약 방식을 적용하는 것을 가능하게 하여 상기 OFDM 통신 시스템에 DCA 방식을 적용하거나 혹은 보호 대역 등을 사용하는 등에도 상기 고속 주파수 도약 방식을 적용할 수 있도록 하여 시스템 성능을 향상시킨다는 이점을 가진다. As described above, the present invention has the advantage of enabling fast frequency hopping in an OFDM communication system so that frequency diversity gain can be obtained even within one OFDM symbol time, thereby improving system performance. In addition, the present invention enables the fast frequency hopping scheme to be applied not only to all frequency bands but also to some frequency bands in the OFDM communication system, so that the DCA scheme or the guard band may be used for the OFDM communication system. It is possible to apply the frequency hopping method to improve the system performance.
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