KR20070061743A - 무선 통신 시스템을 위한 모뎀, 이를 이용한 송신 장치 및그의 송신 전력 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템을 위한 모뎀, 이를 이용한 송신 장치 및 그의 송신 전력 제어 방법에 관한 것이다.

송신 장치는 다중 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 다양한 종류의 프리앰블을 송신단에서 전송하기 위하여, 프리앰블 생성기를 통해 출력된 프리앰블 데이터를 각 경로의 매퍼와 다중화기로 입력되는 구조로 구현된다. 이와 같은 송신 장치를 이용하면 하드웨어 리소스의 낭비를 줄일 수 있다. 또한, 매체 접속 제어부에서 받은 입력 신호의 모드 정보를 이용하여 보다 높은 신호대 잡음비를 유지하며 긴 신호 도달 거리를 보장받을 수 있으며, 신호 전달 속도를 향상시킬 수 있다.

전송 전력 제어, 무선 랜, 아날로그 디지털 변환기, 다중 안테나, 프리앰블 생성기

Description

무선 통신 시스템을 위한 모뎀, 이를 이용한 송신 장치 및 그의 송신 전력 제어 방법{Effective transmitter architecture and method and apparatus for transmission power control for wireless communication system}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치의 구조도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프리앰블 생성기를 포함한 무선 통신 시스템 송신 장치의 모뎀부 구조도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력 제어부의 구조도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력 조절부의 구조도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력 계산부에서 사용하는 룩업 테이블이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력 제어 방법의 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도달 거리대 스루풋 성능 그래프이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 클리핑 레벨 변화에 따른 비트 에러율을 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 클리핑 레벨 변화에 따른 신호대 잡음비를 나타낸 도면이다.

본 발명은 무선 통신 시스템을 위한 모뎀 구조와 모뎀을 이용한 송신 장치 및 송신 전력 제어 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 다중 안테나 혹은 단일 안테나를 통해 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템에서 효과적인 송신기의 모뎀 구조와 모뎀을 이용한 송신 장치 및 송신 전력 제어 방법에 관한 것이다.

코드 분할 다중화 시스템(CDMA: Code Division Multiple Access)에서는 기지국과 각 이동체간의 거리, 전파 전송 경로가 각각 다르다. 또한, 송수신부의 부정합, 주파수 대역의 차이에 따라 나타나는 상이한 페이딩 특성 및 순방향과 역방향의 채널 차이로 인한 역방향 채널의 경로 손실이 발생한다. 이러한 문제에 의해 단말기는 기지국으로부터 순방향 채널로 전해지는 저속의 전력제어 명령에 의한 출력을 조절한다. 이때, 원격지 이동체로부터 받는 기지국의 신호는 전계가 약하고, 전계가 강한 근거리의 이동체로부터의 신호에 의해서 큰 간섭을 받는 원근 문제가 발생한다.

이를 피하기 위해, 기지국 측면에서는 각 이동체로부터의 수신 전계를 동일한 레벨로 하길 원하며, 동일한 레벨로 할 때 최대 채널의 용량이 소요된다. 기지국이 최대 채널 용량을 얻기 위해서는 이동체가 이동하면서 송신 전력을 변화시킬 필요가 있다.

이와 같이 CDMA 시스템에서 사용하는 송신 전력 제어 방법은 송신단과 수신단 간에 제어 패킷의 교환이 필요하며, 이로 인한 송신 전력 제어단의 제어가 복잡 해지는 문제가 발생한다. 또한, 제어 패킷의 손실이나 에러에 의해 전력 제어가 잘못 수행 될 수도 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다중 안테나 혹은 단일 안테나를 갖고 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템에서 보다 효율적인 송신 장치 및 그의 송신 전력 제어 방법을 제안한다.

또한, 하드웨어 구현 관점에서 하드웨어 리소스 낭비를 줄일 수 있는 송신 장치의 모뎀을 제안한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징인 송신 장치는 다중 안테나 또는 단일 안테나를 갖고 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에 있어서,

상기 다중 또는 단일 안테나를 통해 입력된 신호를 다수의 디지털 신호로 복조하여 송신 경로를 통해 출력하는 모뎀부; 상기 모뎀부로 입력된 입력 신호의 정보를 입력받아 상기 입력 신호의 모드 정보를 저장하고, 각각의 모드별로 전력 제어를 위한 정보가 저장되어 있는 룩업 테이블을 저장하는 송신 제어부 메모리; 및 상기 룩업 테이블로부터 상기 입력 신호의 모드에 해당하는 정보를 제공받고, 상기 제공받은 정보를 토대로 송신하고자 하는 입력 신호의 송신 전력을 제어하는 송신 전력 제어부를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 모 뎀은 다중 안테나 또는 단일 안테나를 갖고 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에 포함되어 있는 모뎀에 있어서,

상기 안테나로부터 신호를 입력받고, 상기 입력된 입력 신호에 하나의 신호 모드를 결정하여 출력하는 매체 접속 제어부; 상기 매체 접속 제어부로부터 전달받은 신호를 스크램블링, 인코딩 및 비트 삭제를 포함하는 신호처리를 수행하여 출력하는 송신신호 처리부; 상기 송신신호 처리부로부터 처리된 신호를 입력받아 I 신호와 Q 신호의 전력으로 분배하여 출력하는 분배기; 상기 I 신호와 Q 신호에 삽입될 프리앰블 데이터열을 생성하여 출력하는 프리앰블 생성기; 상기 분배기로부터 분배된 신호와 상기 프리앰블 생성기로부터 출력된 프리앰블 데이터열을 입력받아 매핑하여 매핑 신호로 출력하는 매퍼; 상기 매퍼로부터 출력된 매핑 신호를 역고속 푸리에 변환하여 주파수 영역에서 직교성을 가지는 신호로 변환하여 출력하는 역고속 푸리에 변환기; 및 상기 역고속 푸리에 변환기로부터 출력된 신호와 상기 프리앰블 생성기로부터 출력된 프리앰블 데이터열을 입력받아 송신 안테나로 전달하는 다중화기를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 송신 전력 제어 방법은 다중 안테나 또는 단일 안테나를 갖고 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에서 송신 전력을 제어하는 방법에 있어서,

(a) 상기 안테나를 통하여 송신 장치로 입력된 입력 신호의 모드 정보를 수집하는 단계; (b) 상기 수집된 입력 신호의 모드와 현재 모드--여기서 현재 모드는 상기 입력 신호 이전에 입력된 신호의 전력 조절을 위해 이용된 모드임--가 동일한 지 판단하여 다른 경우, 이미 저장되어 있는 룩업 테이블로부터 상기 입력 신호의 모드에 해당하는 전력 조절값을 읽어오는 단계; 및 (c) 상기 읽어온 입력 신호의 전력 조절값과 상기 입력 신호를 곱하여, 상기 입력 신호에 대한 전력 조절을 수행하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

멀티미디어 서비스 기술이 발달함에 따라, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 무선 랜 등의 고성능 다기능 핸드헬드(Hand Held) 기기에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 핸드헬드 기기의 성능(긴 신호 도달 거리, 높은 데이터 속도, 낮은 시스템 복잡도 및 저전력 등)을 고려한 시스템 설계가 중요한 부분으로 대두되고 있다.

이를 위해, 송신 장치의 구조를 불필요한 하드웨어 리소스 낭비를 줄일 수 있도록 설계하고, 간단하면서도 효과적인 송신 장치를 제안하며, 이에 앞서 먼저 송신 장치의 구조에 대해서는 다음 도 1을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치의 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 다중 혹은 단일 안테나를 갖는 다중 모드를 지원하는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 송신 장치는 모뎀부(100), I/Q 불균형 보상부(200), 저대역 통과필터(Low Pass Filter, 이하 LPF라 지칭)(300), 송신 제어부 메모리(400), 송신 전력 제어부(500), 디지털 아날로그 변환기(Digital Analog Converter, 이하 DAC라 지칭)(600) 및 증폭기(700)를 포함한다.

모뎀부(100)는 컴퓨터나 단말 장치의 디지털 신호를 아날로그 전송회선에서 전송 가능하도록 아날로그 신호로 변조해주며, 변조된 아날로그 신호를 입력받아 다시 디지털 신호로 복조하는 기능을 수행한다. 이때, 송신 장치의 메모리 크기를 줄이면서 동시에 주어진 무선 통신 시스템의 처리 시간 제약을 만족시킬 수 있도록 하기 위하여 프리앰블 생성기(하기 도 2의 도면부호 107)를 통해 출력된 프리앰블 데이터를 각 경로의 매퍼(하기 도 2의 도면부호 108)와 다중화기(하기 도 2의 도면부호 112)로 입력될 수 있는 구조로 이루어지며, 이에 대해서는 아래 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

I/Q 불균형 보상부(200)는 디지털 신호의 I/Q(In phase/Quadrature phase, 동위상/직각위상) 신호의 불균형을 보상한다. 여기서 I/Q 불균형은 동위상 성분과 직각 위상 성분간에 크기(amplitude)나 이득(gain)이 차이가 나거나 혹은 동위상 성분과 직각 위상 성분간에 위상(phase)이 정확히 90도(°) 가 차이가 나지 않고 어느 정도의 위상 왜곡이 있는 경우를 말한다. LPF(300)는 I/Q 불균형 보상부(200) 를 통과하여 출력된 신호에 대해 저역 통과 필터링을 수행한다.

송신 제어부 메모리(400)는 모뎀부(100)의 매체 접속 제어부(하기 도 2의 도면부호 101)로 입력된 신호의 모드 정보를 입력받고, 이미 저장되어 있는 모드 정보를 읽어들여 저장한다. 또한, 입력 신호의 변조 방식, 코딩 레이트, 전송 속도 및 모드 정보에 따라 실험적으로 구해진 전력 조절값을 포함하는 룩업 테이블을 저장한다. 이때 저장된 모드 정보 및 룩업 테이블의 정보는 송신 전력 제어부(500)에서 전력을 계산하는 데 이용된다.

송신 전력 제어부(500)는 기지국에 수신되는 비트 에너지가 일정하게 되도록 송신하고자 하는 입력 신호의 송신 전력을 제어한다. 즉, 단말국에서 송신하고자 하는 입력 신호의 전송 속도 또는 전송 주기를 고려하여 기지국에 수신되는 전력의 세기를 조절함으로써 수신되는 에너지가 일정하게 되도록 한다.

본 발명의 실시예에서는 낮은 전송 속도 모드에서 송신 전력 제어부(500)는 DAC(600)의 동작 범위를 최대한 활용할 수 있도록 송신 전력을 높이는 기능을 수행한다. 또한, 높은 속도 모드에서는 DAC(600)의 최대 동작 범위보다 작은 동작 범위를 할당하여 모드 별로 필요한 최소 신호대 잡음비를 만족시키면서 긴 도달 거리를 보장할 수 있도록 송신 전력을 제어한다.

DAC(600)는 송신 전력 제어부(500)를 통과한 디지털 신호를 송신 안테나를 통해 전송하기 위하여 아날로그 신호로 변환한다. 증폭기(700)는 DAC(700)를 통과한 I/Q 신호를 증폭하는 기능을 수행하며, 증폭된 신호는 송신 안테나를 통해 수신부로 전송된다. 즉, 최종 단에서 충분한 전력을 가진 신호를 내보낼 수 있도록 전 력을 증폭한다.

이때 도 1에 도시된 모뎀부에 대하여 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프리앰블 생성기를 포함한 무선 통신 시스템 송신 장치의 모뎀부 구조도이다.

도 2를 살펴보면, 송신 장치의 모뎀부(100)는 매체 접속 제어부(MAC: Media Access Control)(101), 스크램블러(Scrambler)(102), 컨볼루션 인코더(Convolution encoder)(103), 펑쳐(Puncture)(104), 분배기(Splitter)(105), 인터리버(Interleaver)(106), 프리앰블 생성기(107, 111), 매퍼(Mapper)(108), 파일럿 생성기(Pilot generator)(109), 역고속 푸리에 변환기(Inverse Fast Fourier Transform)(110) 및 다중화기(112)를 포함한다.

MAC(101)은 IEEE 802.11 MAC 규격에서 정의하는 매체 접속 방법을 따른다. 이때 MAC(101)은 수신단(미도시)을 통해 입력 신호를 입력받고, 입력된 신호에 가장 적합한 변조 방식, 코딩 레이트 및 전송 속도와 같은 신호 모드를 판단, 결정하여 상기 송신 제어부 메모리(100)에 전달하는 기능을 수행한다.

스크램블러(102)는 MAC(101)으로부터 전달된 입력 신호를 소정의 규칙에 따라 스크램블링하여 출력한다. 컨볼루션 인코더(103)는 수신단에서의 오류 정정을 위해 입력된 신호를 에러 정정 코드인 컨볼루션 부호(convolutional code, 또는 길쌈부호)를 사용하여 전송시 발생한 에러를 복구한다.

펑쳐(104)는 컨볼루션 인코더(103)로부터 출력된 신호의 데이터 레이트(data rate)를 조절한 후에 출력한다. 즉, 각각 입력된 신호에 대해 주어진 규칙에 의해 신호 비트 중 일부를 삭제한다.

펑쳐(104)를 통해 데이터 레이트 매칭이 수행된 신호들은 분배기(105)를 통하여 복수의 인터리버(106)들로 입력된다. 이때 신호를 분배하는 방법은, 송신 안테나가 2개라고 가정하면 짝수 비트는 위쪽 인터리버(106)로 홀수 비트는 아래쪽 인터리버(106)로 분배하는 방식을 사용한다. 신호의 분배는 무선 통신 시스템 관련 표준에서 정의되어 있기 때문에 본 발명의 실시예에서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

인터리버(106)는 펑쳐(104)에 의해 데이터 레이트가 조절되고 분배기(105)에서 분배되어 출력된 신호를 입력하여 버스트 에러 방지를 위한 인터리빙(interleaving)을 수행한 후 매퍼(108)로 출력한다.

프리앰블 생성기(107, 111)는 입력 신호에 삽입될 프리앰블 데이터열을 생성한다. 프리앰블은 누군가 지금 곧 신호를 전송하려 한다는 의미로서, 통신 시스템들이 이해할 수 있는 일련의 송신 펄스로 정의될 수 있다. 이는 정보를 수신하고 있는 시스템들이 언제 신호 전송이 시작되는지를 올바르게 이해하도록 보장한다. 프리앰블로서 사용되는 실제 펄스들은 사용하는 네트워크 통신 기술에 따라 달라진다.

매퍼(108)는 프리앰블 생성기(107)에서 생성된 프리앰블 데이터열과 인터리버(106)에서 출력된 인터리빙된 신호를 매핑(mapping)하여 출력하는 기능을 수행한다. 파일럿 생성기(109)는 입력된 신호에서 일련의 파일럿 비트에 대응하는 일련의 복소 파일럿 심볼을 생성한다.

역고속 푸리에 변환기(또는 IFFT라고도 함)(110)는 변조되어 인가되는 신호를 시간축의 신호로 변환하여 출력한다. 즉, 부반송파가 할당된 각각의 신호를 역고속 푸리에 변환하여 주파수 영역에서 직교성을 가지는 서로 다른 부반송파에 싣고, 실제로 전송할 수 있는 시간 영역의 신호로 변환시킨다. 이 때, 역고속 푸리에 변환기(110)로부터 출력되는 신호를 OFDM 심볼이라고 한다.

다중화기(112)는 각 송신 안테나에서 다른 신호들이 전송되도록 순차적으로 전달되는 OFDM 신호들을 다중화하여 복수의 송신 안테나에 각각 할당한다. 즉, 프리앰블 생성기(111)로부터 출력된 신호와 역고속 푸리에 변환기(110)로부터 출력된 신호를 입력받아 두 신호를 다중화하는 역할을 수행하며, 순차적으로 발생되는 OFDM 신호들을 각 송신 안테나에서 병렬적으로 전송한다.

이와 같은 요소로 이루어진 송신 장치에서 송신 과정을 간단히 살펴보면, MAC(101)에서 송신 신호가 전해지며, 신호를 뒤섞는 스크램블러(102)를 거친 후, 수신단의 오류 정정을 위한 채널 부호화를 컨볼루션 인코더(103)에서 수행한다. 그리고 펑쳐(104)를 통해 신호의 데이터 전송률을 조절한다.

펑쳐(104)에서 출력된 신호는 분배기(105)를 통해 이미 정의된 표준에 따라 다수의 송신 경로별로 신호가 분배되고, 신호의 순서를 재배열하는 인터리버(106)를 거친다. 인터리버(106)를 거친 이진수 신호들은 매퍼(108)에서 프리앰블 생성기(107)의 출력 신호와 함께 매핑된다.

매핑된 신호는 파일럿 생성기(109)와 함께 OFDM 변조를 위하여 역고속 푸리 에 변환부(110)로 입력되어 주파수 영역 신호를 시간 영역 신호로 변환된다. 그리고 프리앰블 생성기(111)의 출력 신호와 역고속 푸리에 변화 출력 신호를 이용하여 전체 프레임을 구성하기 위하여 다중화기(112)로 입력된다. 이들 신호는 최종적으로 송신 장치의 모뎀부(100)를 출력되는 신호이며, 이후 송신 RF부(미도시)를 거쳐 안테나를 통해 전송되기 위한 일련의 절차가 수행된다.

다음은 상기 도 1에 도시된 송신 전력 제어부(500)에 대하여 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력 제어부의 구조도이다.

도 3을 살펴보면, 송신 제어부 메모리(400)와 저대역 통과 필터(300)의 출력 신호를 입력받는 송신 전력 제어부(500)는 송신 전력 계산부(510)와 송신 전력 조절부(520)를 포함하여 구성된다.

송신 전력 계산부(510)는 송신 제어부 메모리(400)로부터 저장되어 있는 신호의 모드 정보를 전달받고, 하기 도 5에서 설명할 룩업 테이블의 정보를 토대로 해당 모드에 맞는 송신 전력 조절값을 선택한다. 여기서 모드 정보는 입력 신호의 변조 방식, 코딩 레이트 및 전송 속도를 포함한다. 선택된 송신 전력 조절값을 토대로 송신 전력 계산부(510)는 송신 전력을 계산하여 송신 전력 조절부(520)로 출력한다.

송신 전력 조절부(520)는 송신 전력 계산부(510)로부터 계산된 송신 전력을 제공받아, 입력 신호에 조절값을 곱하여 신호를 증폭시키거나 감쇄시키는 역할을 수행한다. 이와 같은 다중 모드를 지원하는 시스템의 송신 장치에 포함된 송신 전 력 제어부는 위상 편이 변조(Phase Shift Keying Modulation) 방식이나 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation) 방식등의 변조 방식으로 사용할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 기능을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력 조절부의 구조가 도 4에 보다 구체적으로 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 송신 전력 조절부(520)는 모뎀부(100)로 입력된 입력 신호와, 송신 전력 계산부(510)에서 계산되어 출력된 송신 전력 조절값을 입력받아 곱셈기에서 서로 곱한다. 이 과정을 수행하면, 입력 신호는 증폭되거나 감쇄된다.

다음은 도 5를 참조하여 상기 도 3의 송신 전력 계산부(510)에서 송신 전력을 선택하기 위해 사용되는 룩업 테이블을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력 계산부에서 사용하는 룩업 테이블이다.

다중 안테나를 갖고 다중 모드를 지원하는 무선 랜 시스템에서 각 모드별 송신 전력 제어를 위한 조절값에 대한 룩업 테이블의 실시예를 도 5에 나타내었다. 도 5의 룩업 테이블의 조절값은 주어진 시스템의 채널 환경에 따라 시뮬레이션을 통해 다르게 결정될 수 있으며, 이와 같은 방식으로 다른 응용 무선 통신 시스템에도 쉽게 적용하여 사용할 수 있다.

이때 룩업 테이블의 전력 조절값을 실험적으로 구하기 위한 정보인 신호대 잡음비는 다음 [수학식 1]을 통해 구해진다.

[수학식 1]과 같이 신호대 잡음비는 신호 전력을 양자화 잡음, 클립핑 잡음과 채널 잡음의 합으로 나눈 결과이다. 이 수식과 시스템 구성시 사용하는 디지털 아날로그 변환기의 동작 범위를 토대로, 다중 모드 무선 통신 시스템의 각 신호 속도마다 가장 적절한 신호 전력을 추출할 수 있다.

다음은 상기 도 1 내지 도 5를 통해 설명된 구성 요소를 토대로, 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력을 제어하는 방법에 대하여 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송신 전력 제어 방법의 흐름도이다.

도 6을 살펴보면, 모뎀부(100)의 매체 접속 제어부(101)는 입력된 신호의 모드 정보를 수집하여 송신 제어부 메모리(400)로 전달하여 저장한다. 송신 전력 계산부(510)는 송신 제어부 메모리(400)로부터 입력된 신호의 모드 정보를 제공(S100)받고, 현재 모드와 입력된 신호의 모드 정보를 비교(S110)한다. 여기서 현재 모드라 함은, 새로운 신호가 입력되기 전에 이미 입력된 신호에 수행되고 있던 전력 조절을 위한 모드를 의미한다.

두 모드가 동일할 경우 현재의 조절 값을 유지(S140)하지만, 모드가 다를 경우 입력된 모드에 해당하는 조절값을 계산하기 위하여 도 5에 도시된 룩업 테이블 로부터 전력 조절값을 선택(S120)한다. 송신 전력 조절부(520)는 룩업 테이블에서 선택된 전력 조절값과 입력 신호를 곱하여 송신 신호의 전력을 조절(S130)하며, 이 과정을 통해 입력 신호는 증폭되거나 감쇄된다. 송신 전력 조절부(520)에서 조절된 입력 신호는 DAC(600)로 출력되어 송신을 위한 나머지 과정이 수행된다.

다음은, 도 7을 참고하여 본 발명의 실시예를 통해 송신 전력을 제어하는 경우 도달 거리대 스루풋(Throughput)의 성능을, 종래 기술을 통해 얻어진 도달 거리대 스루풋의 성능과 그래프를 통하여 비교하도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도달 거리대 스루풋 성능 그래프이다.

그래프의 X축은 도달거리이고, Y축은 스루풋 성능이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예를 통해 송신 전력을 제어할 경우, 종래의 송신 전력 제어 방법을 사용할 때보다 도달 거리는 확장되고 스루풋의 성능은 향상되었음을 알 수 잇다.

예를 들어 설명하면, 변조 방식 BSPK, 코딩 레이트 1/2, 전송 속도 6.5Mbps의 신호가 입력되었다고 가정하자. 상기 입력 신호는 도 5의 룩업 테이블에 도시된 바와 같이 1.5의 전력 조절값을 갖는다. 이때 전력 조절값은 실험적 수치이며, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.

종래의 송신 전력 제어 방법을 사용할 때에는 모든 신호에 전력 조절값 1을 적용하여 사용하였으나, 상기 예로 든 입력 신호의 경우는 1.5의 전력 조절값을 갖기 때문에 입력 신호가 1.5 증폭된 신호로 출력된다. 그러므로 동일한 신호라 할지라도 도달 거리가 확장될 수 있다.

다음 비트 에러율과 신호대 잡음비로 나타낸 도 8 및 도 9를 참조하여, 상기 도 5의 룩업 테이블 정보인 전력 조절값을 구하고, 본 발명의 실시예에 따라 시스템을 구성하기 위해 요구되는 정보에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 클리핑 레벨 변화에 따른 비트 에러율을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 클리핑 레벨 변화에 따른 신호대 잡음비를 나타낸 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 클립핑 레벨이 커질수록 신호 전력이 커지고, 이에 따라 양자화 잡음이 작아지기 때문에 비트 에러율이 작아진다. 그러나, 어느 시점 이후부터 클립핑 잡음 대문에 성능이 약간씩 저하된다. 이러한 특성은 도 9에서 도시된 클리핑 레벨 변화에 따른 신호대 잡음비에서 확실히 드러난다.

클립핑 레벨 2.5를 정점으로 하여 이후부터 신호대 잡음비가 점점 나빠지기 시작함을 알 수 있다. 이와 같은 특성을 고려하여 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템에서 각 모드에 따른 최소의 신호대 잡음비를 제한 요소로 두고 신호 전력을 구하는 기준으로 사용할 수 잇다.

여기서, 전술한 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체 역시 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

전술한 실시예에 따르면, 다중 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 다양한 종류의 프리앰블을 송신 장치에서 전송하기 위해 프리앰블 생성기를 각 경로의 매퍼와 다중화기로 나눈 구조로 구현하여 하드웨어 리소스의 낭비를 줄일 수 있다.

또한, 각 입력 신호의 모드마다 최적의 평균 전력 수준이 결정되어 있는 전력 제어를 통해 신호 도달 거리를 확장할 수 있으며, 스루풋 성능을 향상할 수 있다.

또한, 프리앰블 생성기와 매퍼 및 다중화기를 포함하는 모뎀을 이용함으로써, 송신 장치에서 수용할 수 있는 처리 제한 시간 내에 매퍼에 입력함으로써 메모리 크기를 줄일 수 있다.

또한, 디지털 아날로그 변환기의 동작 범위, 양자화 잡음, 클리핑 잡음, 채널 잡음을 고려하여 수신단에서 복원할 수 있는 최소한의 신호대 잡음비를 갖는 송신 전력을 추출할 수 있다.

또한, 매체 접속 제어부에서 받은 입력 신호의 모드 정보를 이용하여 보다 높은 신호대 잡음비를 유지하며 긴 신호 도달 거리를 보장받을 수 있으며, 신호 전달 속도를 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

1. 다중 안테나 또는 단일 안테나를 갖고 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에 있어서,

   상기 다중 또는 단일 안테나를 통해 입력된 신호를 다수의 디지털 신호로 복조하여 송신 경로를 통해 출력하는 모뎀부;

   상기 모뎀부로 입력된 입력 신호의 정보를 입력받아 상기 입력 신호의 모드 정보를 저장하고, 각각의 모드별로 전력 제어를 위한 정보가 저장되어 있는 룩업 테이블을 저장하는 송신 제어부 메모리; 및

   상기 룩업 테이블로부터 상기 입력 신호의 모드에 해당하는 정보를 제공받고, 상기 제공받은 정보를 토대로 송신하고자 하는 입력 신호의 송신 전력을 제어하는 송신 전력 제어부

   를 포함하는 송신 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 송신 전력 제어부는,

   상기 송신 제어부 메모리에 저장되어 있는 입력 신호의 모드 정보를 수신하고, 상기 송신 제어부 메모리에 저장되어 있는 룩업 테이블로부터 상기 입력 신호의 모드에 해당하는 송신 전력 조절값을 선택하여 출력하는 송신 전력 계산부; 및

   상기 송신 전력 계산부에서 출력된 송신 전력 조절값과 상기 모뎀부로 입력 된 입력 신호를 곱한 후, 상기 입력 신호의 전력을 조절하여 출력하는 송신 전력 조절부

   를 포함하는 송신 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 송신 전력 조절값은,

   신호 전력을 양자화 잡음, 클리핑 잡음과 채널 잡음의 합으로 나눈 결과인 신호대 잡음비를 기준으로 구하는 송신 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 룩업 테이블은,

   상기 입력 신호의 모드에 해당하는 송신 전력 조절값을 포함하고, 변조 방식, 코딩 레이트 및 전송 속도 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하는 송신 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 모뎀부로부터 출력된 다수의 디지털 신호를 입력받고, 상기 입력받은 디지털 신호의 직각위상/동위상 신호의 불균형을 보상하여 출력하는 직각위상/동위상 불균형 보상부;

   상기 직각위상/동위상 불균형 보상부에서 신호의 불균형이 보상되어 출력된 디지털 신호를 입력 받아 저역 통과 필터링을 수행하여 출력하는 저대역 통과 필 터;

   상기 송신 전력 제어부로부터 출력된 송신 전력이 조절된 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털 아날로그 변환기; 및

   상기 디지털 아날로그 변환기로부터 출력된 아날로그 신호를 입력받아, 미리 정해진 전력만큼 증폭하여 송신 안테나로 출력하는 증폭기

   를 더 포함하는 송신 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 송신 장치는 다중 모드를 지원하는 시스템에서 위상 편이 변조 방식 또는 직교 진폭 변조 방식 등의 변조 방식을 사용하는 송신 장치.
7. 다중 안테나 또는 단일 안테나를 갖고 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에 포함되어 있는 모뎀에 있어서,

   상기 안테나로부터 신호를 입력받고, 상기 입력된 입력 신호에 하나의 신호 모드를 결정하여 출력하는 매체 접속 제어부;

   상기 매체 접속 제어부로부터 전달받은 신호를 스크램블링, 인코딩 및 비트 삭제를 포함하는 신호처리를 수행하여 출력하는 송신신호 처리부;

   상기 송신신호 처리부로부터 처리된 신호를 입력받아 I 신호와 Q 신호의 전력으로 분배하여 출력하는 분배기;

   상기 I 신호와 Q 신호에 삽입될 프리앰블 데이터열을 생성하여 출력하는 프 리앰블 생성기;

   상기 분배기로부터 분배된 신호와 상기 프리앰블 생성기로부터 출력된 프리앰블 데이터열을 입력받아 매핑하여 매핑 신호로 출력하는 매퍼;

   상기 매퍼로부터 출력된 매핑 신호를 역고속 푸리에 변환하여 주파수 영역에서 직교성을 가지는 신호로 변환하여 출력하는 역고속 푸리에 변환기; 및

   상기 역고속 푸리에 변환기로부터 출력된 신호와 상기 프리앰블 생성기로부터 출력된 프리앰블 데이터열을 입력받아 송신 안테나로 전달하는 다중화기

   를 포함하는 모뎀.
8. 제7항에 있어서,

   상기 송신 신호 처리부는,

   상기 매체 접근 제어부로부터 전달된 신호를 소정의 규칙에 따라 스크램블링하여 출력하는 스크램블러;

   상기 스크램블러로부터 출력된 스크램블링된 신호를 컨볼루션 부호를 사용하여 전송시 발생한 에러를 복구하여 출력하는 콘볼루션 인코더; 및

   상기 콘볼루션 인코더에서 출력된 신호의 데이터 레이트를 조절하기 위하여, 이미 주어진 규칙에 의해 신호 비트 중 일부를 삭제하여 출력하는 펑쳐

   를 포함하는 모뎀.
9. 제7항에 있어서,

   상기 분배기로부터 출력된 신호에 대해 버스트 에러 방지를 위한 인터리빙을 수행하여 상기 매퍼로 출력하는 인터리버; 및

   상기 입력 신호에서 일련의 파일럿 비트에 대응하는 일련의 복소 파일럿 심볼을 생성하여 상기 역고속 푸리에 변환기로 출력하는 파일럿 생성기

   를 더 포함하는 모뎀.
10. 다중 안테나 또는 단일 안테나를 갖고 다중 모드를 지원하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에서 송신 전력을 제어하는 방법에 있어서,

    (a) 상기 안테나를 통하여 송신 장치로 입력된 입력 신호의 모드 정보를 수집하는 단계;

    (b) 상기 수집된 입력 신호의 모드와 현재 모드--여기서 현재 모드는 상기 입력 신호 이전에 입력된 신호의 전력 조절을 위해 이용된 모드임--가 동일한지 판단하여 다른 경우, 이미 저장되어 있는 룩업 테이블로부터 상기 입력 신호의 모드에 해당하는 전력 조절값을 읽어오는 단계; 및

    (c) 상기 읽어온 입력 신호의 전력 조절값과 상기 입력 신호를 곱하여, 상기 입력 신호에 대한 전력 조절을 수행하는 단계

    를 포함하는 송신 전력 제어 방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 (b) 단계에서 상기 입력 신호의 모드 정보와 현재 모드가 동일하면, 현 재의 신호에 대한 전력 조절값을 유지하여 상기 입력 신호의 전력을 조절하는 송신 전력 제어 방법.

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