KR20080044717A - Apparatus and method for transmitting uwb of ofdm system - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀을 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing a UWB transmission modem in a typical OFDM system,
도 2는 일반적인 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀에 구비된 DAC를 통해 출력되는 신호를 나타낸 도면,2 illustrates a signal output through a DAC included in a UWB transmission modem of a general OFDM system;
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀을 나타낸 블록도,3 is a block diagram showing a UWB transmission modem of an OFDM system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀에 구비된 DAC를 통해 출력되는 신호를 나타낸 도면,4 is a view showing a signal output through the DAC provided in the UWB transmission modem of the OFDM system according to an embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀을 나타낸 블록도,5 is a block diagram showing a UWB transmission modem of an OFDM system according to another embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 IFFT부의 신호 처리 방법을 나타낸 도면,6 is a view showing a signal processing method of an IFFT unit according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 심볼 출력과 종래 OFDM 심볼 출력을 비교한 도면,7 is a diagram comparing OFDM symbol output and conventional OFDM symbol output according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 UWB 송신 모뎀에서 보간부의 필터 탭 계수를 나타낸 도면,8 is a diagram illustrating filter tap coefficients of an interpolator in a UWB transmitting modem according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 UWB 송신 모뎀의 보간부 필터 구조를 나타낸 도면,9 is a diagram illustrating an interpolator filter structure of a UWB transmitting modem according to an embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 송신 모뎀의 동작 방법을 나타낸 순서 흐름도, 그리고10 is a flowchart illustrating a method of operating a UWB transmitting modem according to an embodiment of the present invention; and
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 UWB 송신 모뎀의 동작 방법을 나타낸 순서 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of operating a UWB transmitting modem according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : UWB 송신 모뎀 110 : 채널 인코딩부100: UWB transmission modem 110: channel encoding unit
120 : 인터리빙 및 맵핑부 130 : 심볼 변조부120: interleaving and mapping unit 130: symbol modulator
140 : IFFT부 140: IFFT unit
150 : 프리앰블 및 보호구간 삽입부150: preamble and protective section insertion unit
160 : 보간부 170 : DAC160: interpolator 170: DAC
180 : LPF180: LPF
본 발명은 OFDM 시스템의 UWB 송신 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 UWB 송신 장치에서 송출 데이터의 이미지 신호가 용이하게 제거되도록 하기 위한 OFDM 시스템의 UWB 송신 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a UWB transmission method and apparatus therefor, and more particularly, to an UWB transmission method and apparatus for an OFDM system for easily removing an image signal of transmission data in a UWB transmission apparatus.
OFDM(Orthodgonal Frequency Division Multiplexing) 시스템과 같은 무선 통신 시스템은 일반적으로 복수의 반송파를 이용하여 데이터를 송수신한다. 특히, MBOA(MultiBand OFDM Alliance) 또는 802.15.3a와 같은 UWB(Ultra-Wide Band) 시스템은 약 128개의 독립된 OFDM 반송파를 이용하여 528MHz 대역폭으로 데이터를 송수신한다. 따라서, OFDM 시스템으로 입력되는 데이터는 변조된 후 다수의 반송파에 실려 송신된다.BACKGROUND Wireless communication systems, such as orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems, generally transmit and receive data using a plurality of carriers. In particular, an ultra-wide band (UWB) system, such as MultiBand OFDM Alliance (MBOA) or 802.15.3a, transmits and receives data in 528 MHz bandwidth using about 128 independent OFDM carriers. Accordingly, data input to the OFDM system is modulated and then transmitted on a plurality of carriers.
도 1은 일반적인 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a UWB transmission modem in a typical OFDM system.
도 1을 참조하면, OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀(10)은 채널 인코딩부(11), 인터리빙 및 맵핑부(12), 심볼 변조부(13), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(14), 프리앰블 및 보호구간 삽입부(15), DAC(Digital Analog Convertor)(16) 및 LPF(Low Pass Filter)(17)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the
여기서, 채널 인코딩부(11)는 MB OFDM PHY 규격에 따라서 수신되는 데이터 비트를 코딩하며, 인터리빙 및 맵핑부(12)는 인코딩된 비트를 재정렬한 후 재정렬된 데이터 비트에 하나 또는 그 이상의 맵핑 동작을 수행한다.Here, the
이에 심볼 변조부(13)는 인터리빙 및 반복 맵핑 처리된 데이터 비트를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식 또는 다른 변조 방식을 통해 QPSK 심볼 또는 다른 변조 방식의 심볼로 변환한다.The
IFFT부(14)는 변환된 심볼을 OFDM 심볼이라 칭하는 시간 영역의 웨이브 폼으 로 변환하고, 이어 프리앰블 및 보호구간 삽입부(15)는 변환된 OFDM 심볼에 프리엠블및 보호구간을 삽입한다.The IFFT
DAC(16)는 OFDM 심볼의 I(Inphase) 및 Q(Quadrature) 성분을 디지털에서 아날로그로 각각 변환하여, 변환된 신호가 528M samples/s로 528MHz마다 반복되는 스펙트럼을 갖도록 한다. The
여기서, 528MHz마다 반복되는 스펙트럼은 기저대역 신호와 이미지 신호로 구성된다.Here, the spectrum repeated every 528 MHz is composed of a baseband signal and an image signal.
이에 LPF(17)는 DAC(16)에 의해 변환된 신호에서 이미지 신호를 삭제하고, 순수 기저대역 신호만이 안테나를 통해 송출되도록 한다.The
도 2는 일반적인 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀에 구비된 DAC를 통해 출력되는 신호를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a signal output through a DAC included in a UWB transmission modem of a general OFDM system.
도 2를 참조하면, UWB 송신 모뎀(10)의 DAC(16)를 통해 출력되는 신호는 528M samples/s로, -264 ~ 264MHz 대역에 존재하는 기저대역 신호와 그 나머지의 이미지 신호를 포함함을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, the signal output through the
따라서, LPF(17)는 도 2에 도시된 a의 cut-off 주파수 특성을 포함하여, DAC(16)로부터 입력된 신호에서 이미지 신호를 제거한다.Thus,
한편, 현재 일반적인 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀은 변조 과정에서 기저대역 신호와 이미지 신호의 가드 주파수 간격이 좁아지는데, 제한된 LPF의 기능에 의해 이와 같은 경우에 대처하여 이미지 신호만을 정확하게 제거하지 못하는 문제점을 가지고 있다.On the other hand, the UWB transmission modem of the current OFDM system narrows the guard frequency interval between the baseband signal and the image signal during the modulation process, and has a problem in that it is not possible to accurately remove only the image signal in response to such a case by the limited LPF function. have.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 OFDM 시스템의 데이터 변조 과정에서 기저대역 신호와 이미지 신호의 가드 주파수 간격을 늘려 LPF의 구현이 용이해지도록 하는 OFDM 시스템의 UWB 송신 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to increase the guard frequency interval of the baseband signal and the image signal in the data modulation process of the OFDM system to facilitate the implementation of the UWB transmission method and apparatus of the OFDM system To provide.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 UWB(Ultra-Wide Band) 송신 장치는, 코딩 및 변조된 주파수 영역의 신호를 오버 샘플링된 시간 영역의 신호로 변환하는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부를 포함한다.Ultra-wide band (UWB) transmission apparatus of the present invention for achieving the above object of the present invention, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) for converting the signal of the frequency domain coded and modulated into a signal of the over-sampled time domain It includes).
상기 IFFT부는, 하기 수학식에 따라 상기 주파수 영역의 신호가 오버 샘플링된 시간 영역의 신호로 변환되도록 하는 것을 특징으로 한다.The IFFT unit may be configured to convert the signal in the frequency domain into a signal in the oversampled time domain according to the following equation.
, 은 샘플링 시간 간격이 n의 0.5배 임. , Is a sampling time interval of 0.5 times n.
(: 주파수 영역의 신호, : 시간 영역의 신호)( = Signal in the frequency domain, : Signal in time domain)
바람직하게 UWB 송신 장치는, 수신되는 데이터 비트를 MB OFDM PHY 규격에 따라 코딩하는 채널 코딩부; 상기 코딩된 데이터 비트를 재정렬한 후, 다수번의 맵핑 동작을 수행하는 인터리빙 및 맵핑부; 상기 인터리빙 및 맵핑 처리된 데이터 비 트를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식을 통해 QPSK 심볼로 변조하는 심볼 변조부; 상기 시간 영역의 신호에 프리엠블 및 보호구간을 삽입하는 프리앰블 및 보호구간 삽입부; 상기 시간 영역의 신호의 I(Inphase) 및 Q(Quadrature) 성분을 디지털에서 아날로그로 각각 변환시키는 DAC(Digital Analog Convertor); 상기 DAC로부터 출력된 신호에서 이미지 신호를 제거한 후 해당 신호가 안테나를 통해 송출되도록 하는 LPF(Low Pass Filter)를 더 포함한다.Preferably, the UWB transmitting apparatus includes a channel coding unit for coding the received data bits according to the MB OFDM PHY standard; An interleaving and mapping unit for rearranging the coded data bits and performing a plurality of mapping operations; A symbol modulator for modulating the interleaved and mapped data bits into QPSK symbols through a Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) modulation scheme; A preamble and guard period inserter for inserting a preamble and a guard period into the signal in the time domain; A digital analog converter (DAC) for converting I (Inphase) and Q (Quadrature) components of the signal in the time domain from digital to analog, respectively; It further includes a low pass filter (LPF) to remove the image signal from the signal output from the DAC and to transmit the signal through the antenna.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 UWB 송신 장치는, 코딩 및 변조된 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호인 OFDM 심볼로 변환하고, 상기 OFDM 심볼의 프리픽스(prefix)와 서픽스(suffix)가 상기 OFDM 심볼의 전후단에 사선으로 더 포함되도록 하는 IFFT부; 적어도 하나 이상의 필터 탭을 포함하여, 상기 OFDM 심볼의 신호에 대한 오버 샘플링을 수행하는 보간부를 포함한다.The UWB transmitting apparatus of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, converts a signal in the frequency domain is coded and modulated into an OFDM symbol which is a signal in the time domain, the prefix and suffix of the OFDM symbol an IFFT unit configured to further include a suffix diagonally in front and rear of the OFDM symbol; And an interpolator configured to oversample the signal of the OFDM symbol, including at least one filter tap.
상기 IFFT는, 상기 OFDM 심볼에서 N*P개의 프리픽스와 서픽스가 전후단에 사선으로 더 포함되도록 하되, 상기 P는 UWB 송신 모뎀의 구현상 데이터를 병렬 처리 하는 경우의 병력 구현 개수이며, 상기 N은 하기 수학식에 따라 산출되는 것임을 특징으로 한다.The IFFT is such that N * P prefixes and suffixes are further diagonally included in the front and rear ends of the OFDM symbol, wherein P is the number of parallel implementations when data is processed in parallel in the implementation of the UWB transmission modem. Is characterized in that it is calculated according to the following equation.
, NTaps : 상기 보간부의 필터 탭 개수 , N Taps : number of filter taps in the interpolation unit
상기 보간부는, 상기 필터 탭의 개수 및 필터 탭 계수의 정확도에 비례된 구현도를 가지는 것을 특징으로 한다.The interpolator may have an implementation proportional to the number of filter taps and an accuracy of a filter tap coefficient.
상기 보간부는, 입력되는 신호와 상기 적어도 하나 이상의 필터 탭 계수 사 이에 콘볼루션 연산을 수행하여 상기 오버 샘플링된 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.The interpolator may perform a convolution operation between the input signal and the at least one filter tap coefficient to output the oversampled signal.
바람직하게 UWB 송신 장치는, 수신되는 데이터 비트를 MB OFDM PHY 규격에 따라 코딩하는 채널 코딩부; 상기 코딩된 데이터 비트를 재정렬한 후, 하나 또는 그 이상의 맵핑 동작을 수행하는 인터리빙 및 맵핑부; 상기 인터리빙 및 맵핑 처리된 데이터 비트를 QPSK 변조 방식을 통해 QPSK 심볼로 변조하는 심볼 변조부; 상기 OFDM 심볼에 프리엠블 및 보호구간을 삽입하는 프리앰블 및 보호구간 삽입부; 상기 오버 샘플링된 OFDM 심볼의 I 및 Q 성분을 디지털에서 아날로그로 각각 변환시키는 DAC; 상기 DAC로부터 출력된 신호의 이미지 신호를 제거하여 안테나를 통해 송출하는 LPF를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the UWB transmitting apparatus includes a channel coding unit for coding the received data bits according to the MB OFDM PHY standard; An interleaving and mapping unit for rearranging the coded data bits and performing one or more mapping operations; A symbol modulator for modulating the interleaved and mapped data bits into QPSK symbols through a QPSK modulation scheme; A preamble and guard interval inserter for inserting a preamble and a guard interval into the OFDM symbol; A DAC for converting the I and Q components of the oversampled OFDM symbol from digital to analog respectively; And removing the image signal of the signal output from the DAC and transmitting the LPF through the antenna.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 UWB 송신 방법에 은, 수신되는 데이터 비트를 코딩하고, 변조하는 단계; 상기 코딩 및 변조된 주파수 영역의 신호를 오버 샘플링된 시간 영역의 신호로 변환하는 단계; 상기 오버 샘플링된 시간 영역 신호의 I 및 Q 성분을 디지털에서 아날로그로 각각 변환하는 단계; 상기 변환된 신호의 이미지 신호를 제거하여 안테나를 통해 송출하는 단계를 포함한다.The UWB transmission method of the present invention for achieving the above object of the present invention comprises the steps of: coding and modulating the received data bits; Converting the signals in the coded and modulated frequency domain into signals in an oversampled time domain; Converting the I and Q components of the oversampled time domain signal from digital to analog respectively; Removing the image signal of the converted signal and transmitting the same through an antenna.
상기 오버 샘플링된 시간 영역의 신호로 변환하는 단계는 하기 수학식을 따르는 것을 특징으로 한다.The step of converting the oversampled time domain signal is characterized by the following equation.
, 은 샘플링 시간 간격이 n의 0.5배 임. , Is a sampling time interval of 0.5 times n.
(: 주파수 영역의 신호, : 시간 영역의 신호)( = Signal in the frequency domain, : Signal in time domain)
상기 수신되는 데이터 비트를 코딩하고, 변조하는 단계는, 상기 수신되는 데이터 비트를 MB OFDM PHY 규격에 따라 코딩하는 단계; 상기 코딩된 데이터 비트를 재정렬한 후 다수번의 맵핑을 수행하는 단계; 상기 데이터 비트를 QPSK 변조 방식을 통해 QPSK 심볼로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Coding and modulating the received data bits may comprise: coding the received data bits according to an MB OFDM PHY specification; Reordering the coded data bits and performing a plurality of mappings; And converting the data bits into QPSK symbols through a QPSK modulation scheme.
상기 시간 영역의 신호를 아날로그로 변환하는 단계는, 상기 시간 영역의 디지털 신호에 프리엠블 및 보호구간을 삽입한 후, 상기 아날로그로 변환하는 것을 특징으로 한다.The converting of the signal in the time domain into an analog may include inserting a preamble and a guard interval into the digital signal in the time domain and converting the signal into the analog.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 UWB 송신 방법에 은, 수신되는 데이터 비트를 코딩하고, 변조하는 단계; 상기 코딩 및 변조된 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호인 OFDM 심볼로 변환하는 단계; 상기 OFDM 심볼의 프리픽스와 서픽스가 상기 OFDM 심볼의 전후단에 사선으로 더 포함되도록 하는 단계; 상기 OFDM 심볼의 신호에 대한 오버 샘플링을 수행하는 단계; 상기 OFDM 심볼의 I 및 Q 성분을 디지털에서 아날로그로 각각 변환하는 단계; 상기 변환된 신호의 이미지 신호를 제거하여 안테나를 통해 송출하는 단계를 포함한다.The UWB transmission method of the present invention for achieving the above object of the present invention comprises the steps of: coding and modulating the received data bits; Converting the coded and modulated signals in the frequency domain into OFDM symbols, which are signals in the time domain; Allowing the prefix and suffix of the OFDM symbol to be further included diagonally in front and rear of the OFDM symbol; Performing oversampling on the signal of the OFDM symbol; Converting the I and Q components of the OFDM symbol from digital to analog respectively; Removing the image signal of the converted signal and transmitting the same through an antenna.
상기 OFDM 심볼의 프리픽스와 서픽스가 상기 OFDM 심볼의 전후단에 사선으로 더 포함되도록 하는 단계는, 상기 OFDM 심볼에서 N*P개의 프리픽스와 서픽스가 전후단에 사선으로 더 포함되도록 하되, 상기 P는 UWB 송신 모뎀의 구현상 데이터를 병렬 처리 하는 경우의 병력 구현 개수이며, 상기 N은 하기 수학식에 따라 산출되는 것임을 특징으로 한다.The step of allowing the prefix and suffix of the OFDM symbol to be further included in diagonal lines at the front and rear ends of the OFDM symbol may include N * P prefixes and suffixes in the OFDM symbol. Is the number of history implementations in the case of parallel processing of data on the implementation of the UWB transmission modem, wherein N is calculated according to the following equation.
, NTaps : 상기 보간부의 필터 탭 개수 , N Taps : number of filter taps in the interpolation unit
상기 오버 샘플링을 수행하는 단계는, 상기 OFDM 심볼의 신호와 구비되는 다수개의 필터 탭 계수 사이의 콘볼루션 연산을 통해 상기 오버 샘플링이 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.The performing of the oversampling may include performing the oversampling through a convolution operation between a signal of the OFDM symbol and a plurality of filter tap coefficients.
상기 OFDM 심볼의 신호에 대한 오버 샘플링을 수행하는 단계는, 상기 OFDM 심볼에 프리엠블 및 보호구간을 삽입한 후, 상기 오버 샘플링을 수행하는 것을 특징으로 한다.The oversampling of the signal of the OFDM symbol may include performing the oversampling after inserting a preamble and a guard interval into the OFDM symbol.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM(Orthodgonal Frequency Division Multiplexing) 시스템의 UWB(Ultra-Wide Band) 송신 모뎀을 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating an ultra-wide band (UWB) transmission modem of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, UWB 송신 모뎀(100)은, 채널 인코딩부(110), 인터리빙 및 맵핑부(120), 심볼 변조부(130), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(140), 프리앰블 및 보호구간 삽입부(150), DAC(Digital Analog Convertor)(170) 및 LPF(Low Pass Filter)(180)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
여기서, 채널 인코딩부(110)는 MB OFDM PHY 규격에 따라서 수신되는 데이터 비트를 코딩하며, 인터리빙 및 맵핑부(120)는 인코딩된 비트를 재정렬한 후 재정렬된 데이터 비트에 하나 또는 그 이상의 맵핑 동작을 수행한다.Here, the
즉, 인터리빙 및 맵핑부(120)는 수신된 데이터에서 인접하는 부반송파가 유사한 멀티패스와 페이딩 조건에 처하는 경우가 많음에 따라 데이터 비트를 재정렬하며, 데이터 비트를 맵핑함에 있어서는 리버스된 순서로, 시프트된 순서로 또는 그 조합과 동일한 순서로 맵핑을 수행한다.That is, the interleaving and
이에 심볼 변조부(130)는 인터리빙 및 반복 맵핑 처리된 비트를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식 또는 다른 변조 방식을 통해 QPSK 심볼 또는 다른 변조 방식의 심볼로 변환한다. 여기서, QPSK 심볼은 128개의 복소 신호가 한 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the
IFFT부(140)는 QPSK 또는 다른 변조 방식의 심볼로 변환된 주파수 영역의 신호를 OFDM 심볼이라 칭하는 시간 영역의 웨이브 신호로 변환한다. The
이와 같은 IFFT부(140)는 하기 수학식 1에 따라, 심볼 변조부(130)로부터 입력되는 매 주파수 영역의 신호 (128개의 복소 신호)를 로 먼저 변화시킨 후, 이로부터 256개의 독립된 시간 영역 복소 신호 를 출력할 수 있다.Such an
, 은 샘플링 시간 간격이 n의 0.5배 임. , Is a sampling time interval of 0.5 times n.
(: 주파수 영역의 신호, : 시간 영역의 신호)( = Signal in the frequency domain, : Signal in time domain)
한편, 일반적인 IFFT부(140)는 하기 수학식 2에 따라, 심볼 변조부(130)로부터 입력되는 매 주파수 영역의 신호 (128개의 복소 신호)를 128개의 시간 영역 신호 로 변환하여 출력한다.On the other hand, the
즉, 본 발명의 IFFT부(140)는 오버 샘플링을 수행하여 일반적인 IFFT부(140)보다 2배 증가된 샘플 속도로 256 IFFT를 획득하여 매 256개의 시간 영역 복소 신호()를 출력하는 것이다.That is, the
이에 프리앰블 및 보호구간 삽입부(150)는 IFFT부(140)에 의해 변환된 OFDM 심볼에 프리엠블 및 보호구간을 삽입하고, DAC(170)는 OFDM 심볼의 I(Inphase) 및 Q(Quadrature) 성분을 디지털에서 아날로그로 각각 변환시켜, 변환된 신호가 1056M samples/s로 1056MHz마다 반복되는 스펙트럼을 갖도록 한다. The preamble and
여기서, 1056M samples/s는 송출된 기저대역 신호에 대한 주파수 변화없이 이미지 신호에 대한 주파수 변화만을 가진다.Here, 1056M samples / s has only a frequency change for the image signal without a frequency change for the transmitted baseband signal.
즉, DAC(170)는 오버 샘플링을 수행한 IFFT부(140)에 의해 도 4에 도시된 바와 같은 스펙트럼을 출력하게 된다.That is, the
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀에 구비된 DAC를 통해 출력되는 신호를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a signal output through a DAC included in a UWB transmission modem of an OFDM system according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, UWB 송신 모뎀(100)의 DAC(170)를 통해 출력되는 신호는 1056M samples/s로, -264 ~ 264MHz 대역에 존재하는 기저대역 신호와 그 나머지의 이미지 신호를 포함하며, 기저대역 신호와 이미지 신호 간에 넓은 가드 주파수 간격이 존재하도록 하고 있다.Referring to FIG. 4, a signal output through the
이에 UWB 송신 모뎀(100)의 LPF(180)는 DAC(170)로부터 출력되는 신호로부터 이미지 신호를 용이하게 제거하고, 순수 기저대역 신호만이 안테나를 통해 송출되도록 한다.Accordingly, the
다음으로 보간기를 통해 오버 샘플링을 수행하는 UWB 송신 모뎀(100)에 대해 살펴보도록 한다.Next, the
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 OFDM 시스템의 UWB 송신 모뎀을 나타낸 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating a UWB transmission modem of an OFDM system according to another embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, UWB 송신 모뎀(100)은 채널 인코딩부(110), 인터리빙 및 맵핑부(120), 심볼 변조부(130), IFFT부(140), 프리앰블 및 보호구간 삽입부(150), 보간부(160), DAC(170) 및 LPF(180)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5, the
여기서, 채널 인코딩부(110)는 MB OFDM PHY 규격에 따라서 수신되는 데이터 비트를 코딩하며, 인터리빙 및 맵핑부(120)는 인코딩된 비트를 재정렬한 후 재정렬된 데이터 비트에 하나 또는 그 이상의 맵핑 동작을 수행한다.Here, the
즉, 인터리빙 및 맵핑부(120)는 수신된 데이터에서 인접하는 부반송파가 유사한 멀티패스와 페이딩 조건에 처하는 경우가 많음에 따라 데이터 비트를 재정렬하며, 데이터 비트를 맵핑함에 있어서는 리버스된 순서로, 시프트된 순서로 또는 그 조합과 동일한 순서로 맵핑을 수행한다.That is, the interleaving and
이에 심볼 변조부(130)는 인터리빙 및 반복 맵핑 처리된 비트를 QPSK 변조 방식 또는 다른 변조 방식을 통해 QPSK 심볼 또는 다른 변조 방식의 심볼로 변환한다. The
IFFT부(140)는 QPSK 또는 다른 변조 방식의 심볼로 변환된 주파수 영역의 신호를 OFDM 심볼이라 칭하는 시간 영역의 웨이브 신호로 변환한다. The
여기서, IFFT부(140)는 변환된 QFDM 심볼을 그대로 출력하는 경우, 후술되는 보간부(160)로 인해 OFDM 심볼의 전후단에서 신호의 왜곡이 발생되는 경우를 방지하기 위해 매 OFDM 심볼의 128 샘플 중 N*P개의 프리픽스(prefix)와 서픽스(suffix)가 하기 도 6과 같이 사선 신호 처리되도록 한다.In this case, when the
여기서, P는 UWB 송신 모뎀(100)의 구현상 데이터를 병렬 처리 하는 경우 병력 구현 개수를 나타내며, N은 를 나타낸다. (NTaps : 보간부의 탭 개수)Here, P represents the number of history implementation in the case of parallel processing data in the implementation of the
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 IFFT부의 신호 처리 방법을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a signal processing method of an IFFT unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, IFFT부(140)는 매 OFDM 심볼의 128 샘플 중에서 N 클락 듀레이션의 프리픽스와 서픽스가 사선으로 각 OFDM 심볼의 전후단에 더 포함되도록 할 수 있다. 도 6은 P가 1인 경우를 일예로 들었다.As illustrated in FIG. 6, the
한편, 각 OFDM 심볼간에는 가이드 시간 구간이 있음에 따라 프리픽스와 서픽스를 OFDM 심볼 전후단에 포함시켜도 각 OFDM 심볼간의 간섭이 발생하지 않으므로 UWB 송신 모뎀(100)의 구현에 문제가 발생하지 않는다.On the other hand, since there is a guide time interval between each OFDM symbol, even if the prefix and suffix are included before and after the OFDM symbol, interference between each OFDM symbol does not occur, so there is no problem in the implementation of the
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 심볼 출력과 종래 OFDM 심볼 출력을 비교한 도면이다.7 is a diagram comparing an OFDM symbol output and a conventional OFDM symbol output according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, (a)는 종래의 OFDM 심볼 출력을 나타내며, (b)는 본 발명에 대한 OFDM 심볼 출력을 나타내어, 본 발명의 각 OFDM 심볼은 종래 OFDM 심볼에 비해 전후단으로 N*P만큼 증가됨을 확인할 수 있다. 도 7은 P가 1인 경루를 일예로 들었다.As shown in Fig. 7, (a) shows a conventional OFDM symbol output, and (b) shows an OFDM symbol output for the present invention, where each OFDM symbol of the present invention is N before and after the conventional OFDM symbol. You can see that it increases by * P. 7 illustrates an example in which P is 1.
한편, 이와 같은 IFFT부(140)로부터 출력되는 OFDM 심볼은 프리앰블 및 보호구간 삽입부(150)에 의해 프리엠블 및 보호구간이 삽입되게 되고, 보간부(160)에 의해 OFDM 심볼이 오버 샘플링된다. 즉, 보간부(160)는 매 OFDM 심볼이 시간 영역에서 2배 오버 샘플링되도록 할 수 있다.Meanwhile, in the OFDM symbol output from the
여기서, 보간부(160)는 적어도 하나 이상의 필터 탭을 포함하여, 포함하는 필터 탭의 개수 및 필터 탭 계수의 정확도에 비례된 구현도를 가질 수 있다.Here, the
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 UWB 송신 모뎀에서 보간부의 필터 탭 계수를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating filter tap coefficients of an interpolator in a UWB transmission modem according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같은 보간부(160) 필터 탭 계수는 MBOA PHY 규격에서 정의하는 송신기 성상도 오차 범위를 초과하지 않는다.The filter tap coefficient of the
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 UWB 송신 모뎀의 보간부 필터 구조를 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating an interpolator filter structure of a UWB transmitting modem according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 보간부(160)는 입력되는 데이터와 필터 탭 계수의 콘볼루션 연산을 수행함을 알 수 있다. 도 9는 P가 1이고, 필터 탭 계수가 대칭이 아닌 경우를 일예로 것이다.Referring to FIG. 9, it may be appreciated that the
한편, 보간부(160)는 필터 탭 특성상 C_0 ~ C_N-1의 값이 대칭구조를 갖는다면, 회로의 크기가 작아지는 구조를 가질 수 있으며, P개의 병렬 구조를 갖는다면 회로의 크기가 커지는 구조를 가지게 된다.On the other hand, the
DAC(170)는 이와 같이 입력 OFDM 심볼을 2배 샘플링한 보간부(160)에 의해, 1056M samples/s로 1056MHz마다 반복되는 스펙트럼을 갖도록 한다. The
즉, DAC(170)는 오버 샘플링을 수행한 보간부(160)에 의해 도 4에 도시된 바와 같은 스펙트럼을 출력하게 되며, 이에 LPF(180)는 DAC(170)로부터 출력되는 신호로부터 이미지 신호만을 정확히 삭제하여, 순수 기저대역 신호가 안테나를 통해 송출되도록 한다.That is, the
이와 같이, 본 발명은 UWB 송신 모뎀(100)에서 오버 샘플링이 수행되어 LPF(180)의 구현이 용이하도록 함에 있어서, IFFT부(140)가 256 IFFT를 수행하도록 하거나, 보간부(160)를 더 구성하도록 할 수 있다.As described above, the present invention allows the
다음으로, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 UWB 송신 모뎀(100)의 동작 방법에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명하도록 한다.Next, an operation method of the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 송신 모뎀의 동작 방법을 나타낸 순서 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of operating a UWB transmitting modem according to an embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이 UWB 송신 모뎀(100)은, 구비된 안테나를 통해 송출할 데이터가 수신되는 경우, 수신된 데이터 비트를 MB OFDM PHY 규격에 따라서 코딩하고(S101), 인코딩된 데이터 비트를 재정렬한 후 재정렬된 데이터 비트에 하나 또는 그 이상의 맵핑 동작을 수행한다(S102).As shown in FIG. 10, when data to be transmitted through the equipped antenna is received, the
그리고, UWB 송신 모뎀(100)은, 인코딩된 데이터 비트를 QPSK 변조 방식 또는 다른 변조 방식을 통해 QPSK 심볼 또는 다른 변조 방식의 심볼로 변환하고(S103), 이를 다시 OFDM 심볼이라 칭하는 시간 영역의 웨이브 신호로 변환하되, 256 IFFT로 변환한다(S104). In addition, the
즉, UWB 송신 모뎀(100)은 전술한 수학식 1에 따라, 주파수 영역의 신호 (128개의 복소 신호)의 크기를 로 먼저 변화시킨 후, 이로부터 256개의 시간 영역 복소 신호 를 생성함으로, 주파수 영역의 신호보다 2배 증가된 샘플 속도로 256 IFFT를 획득하여 매 256개의 시간 영역 복소 신호 를 생성하는 것이다.That is, the
이와 같은 UWB 송신 모뎀(100)은 OFDM 심볼에 프리엠블 및 보호구간을 삽입하고(S105), OFDM 심볼의 I 및 Q 성분을 디지털에서 아날로그로 각각 변환시켜, 변환된 신호가 1056M samples/s로 1056MHz마다 반복되는 스펙트럼을 갖도록 한다(S106).The
그리고, UWB 송신 모뎀(100)은 1056M samples/s마다 포함된 이미지 신호를 제거하고(S107), 순수 기저대역 신호만이 안테나를 통해 송출되도록 한다(S108).In addition, the
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 UWB 송신 모뎀의 동작 방법을 나타낸 순서 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of operating a UWB transmitting modem according to another embodiment of the present invention.
도 11에 도시된 바와 같이 UWB 송신 모뎀(100)은, 구비된 안테나를 통해 송출할 데이터가 수신되는 경우, 수신된 데이터 비트를 MB OFDM PHY 규격에 따라서 코딩하고(S201), 인코딩된 데이터 비트를 재정렬한 후 재정렬된 데이터 비트에 하나 또는 그 이상의 맵핑 동작을 수행한다(S202).As shown in FIG. 11, when data to be transmitted through the equipped antenna is received, the
이어 UWB 송신 모뎀(100)은, 인코딩된 데이터 비트를 QPSK 변조 방식 또는 다른 변조 방식을 통해 QPSK 심볼 또는 다른 변조 방식의 심볼로 변환한 후(S203), 이를 다시 OFDM 심볼이라 칭하는 시간 영역의 웨이브 신호로 변환한다(S204).Subsequently, the
그리고, UWB 송신 모뎀(100)은 변환된 OFDM 심볼의 전후단에서 발생될 수 있는 신호의 왜곡을 방지하기 위해, 매 OFDM 심볼의 128 샘플 중 N*P개의 프리픽스 서픽스가 사선으로 해당 OFDM 심볼의 전후단에 더 포함되도록 신호 처리한다(S205).In order to prevent distortion of a signal that may occur in front and rear of the converted OFDM symbol, the UWB transmit
여기서, P는 UWB 송신 모뎀(100)의 구현상 데이터를 병렬 처리 하는 경우 병력 구현 개수를 나타내며, N은 를 나타낸다. (NTaps : 보간부의 탭 개수)Here, P represents the number of history implementation in the case of parallel processing data in the implementation of the
이와 같은 UWB 송신 모뎀(100)은, OFDM 심볼에 프리엠블 및 보호구간을 삽입하고(S206), 적어도 하나 이상의 필터 탭을 포함하는 보간기를 이용하여 OFDM 심볼이 시간 영역에서 2배 오버 샘플링되도록 한다(S207).The
그리고, OFDM 심볼의 I 및 Q 성분을 디지털에서 아날로그로 각각 변환시켜, 변환된 신호가 1056M samples/s로 1056MHz마다 반복되는 스펙트럼을 갖도록 한 후(S208), 1056M samples/s마다 포함된 이미지 신호를 제거하여(S208), 순수 기저대역 신호만이 안테나를 통해 송출되도록 한다(S209).The I and Q components of the OFDM symbol are converted from digital to analog, respectively, so that the converted signal has a spectrum repeated every 1056 MHz at 1056 M samples / s (S208), and then the image signal included every 1056 M samples / s is obtained. By removing (S208), only the pure baseband signal is transmitted through the antenna (S209).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식 을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다. The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 UWB 송신 방법 및 그 장치는, UWB 송신 모뎀이 오버 샘플링을 통해 출력 데이터의 왜곡 없이 출력 샘플링 주파수를 키우도록 함으로써, 기저대역 신호와 이미지 신호의 가드 주파수 간격이 늘어나도록 하여, 이미지 신호 제거에 대한 정확도를 높일 수 있는 효과를 가진다. As described above, the UWB transmission method and apparatus therefor of an OFDM system according to the present invention allow the UWB transmission modem to increase the output sampling frequency without distortion of the output data through oversampling, thereby preventing the guard frequency interval between the baseband signal and the image signal. By increasing this, it is possible to increase the accuracy of image signal removal.
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