KR20090066170A - 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20090066170A
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황성현
엄중선
송명선
김창주
임세빈
윤태웅
최형진
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한국전자통신연구원
성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산한 OFDM 심볼을 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치는 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산하는 파일럿 가산부와 파일럿 신호가 가산된 데이터 신호에 보호구간을 삽입하는 보호구간 삽입부를 포함하는 송신 장치와, 수신된 신호의 보호구간을 제거하는 보호구간 제거부와 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT부와 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호로부터 채널 값을 추정하는 채널 추정부와 변환된 신호를 추정된 채널 값에 의해 등화하는 등화부와 등화된 신호에서 파일럿 신호를 제거하는 파일럿 제거부를 포함하는 수신 장치를 포함한다.
OFDM, 파일럿 신호

Description

전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법{Apparatus and Method of Transmitting and Receiving Data for Improving Transmission Rate}
본 발명은 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산한 OFDM 심볼을 송수신하는 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-002-03, 과제명: CR(Connitive Radio)표준화 연구].
일반적으로, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multipliexing) 방식은 지상파 디지털 방송 및 무선 근거리 통신망 등에서 광범위하게 적용되고 있다. 이러한 OFDM 방식은 다수의 반송파를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼열을 병렬 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파들, 즉 다수의 부반송파 채널들로 변조하여 전송하는 다중 반송파 변조 방식의 일종이다.
OFDM 방식은 다수 개의 부반송파들 간의 직교성을 유지하여 전송함으로써, 고속 데이터 전송시 높은 전송 효율을 얻을 수 있다. 또한, 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용하므로 주파수 사용이 효율적이고, 주파수 선택적 페이딩 및 다중 경로 페이딩에 강하며, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭을 줄일 수 있는 장점이 있다.
그러나, OFDM 방식에서 동기 및 채널추정 등의 용도로 일부 반송파에 파일럿 신호를 할당하여 전송함에 따라 전체 가용 부반송파 내에서 데이터 부반송파의 수가 감소된다. 이로 인해, 상대적인 데이터 전송률 감소가 불가피하다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 데이터 전송률 향상의 한계를 갖는 종래 기술의 전송 방법에 대해 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 송수신 장치의 개략적인 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2는 종래 기술에서 전송되는 심볼을 주파수 측면에서 나타낸 신호 구조도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 송신 장치는 부반송파 할당기(10), IFFT부(20) 및 보호구간 삽입부(30)를 포함한다.
부반송파 할당기(10)는 변조된 데이터 신호(
Figure 112007091235483-PAT00001
)와 파일럿 신호(
Figure 112007091235483-PAT00002
)를 수신하여 가용 부반송파 내에서 각 신호의 전송 위치를 결정한다.
여기서, 파일럿 신호는 전용 부반송파에 할당된다. 파일럿 전용 부반송파는 다중경로채널 환경에서 주파수 선택적 페이딩 채널을 추정하기 위해 가용 반송파 내에서 일정 간격을 두고 배치된다.
IFFT부(20)는 부반송파 할당기(10)의 출력 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다.
보호구간 삽입부(30)는 시간 영역의 신호에 보호구간을 삽입한다. 이후, 보호구간이 삽입된 신호는 송신 안테나를 통해 전송된다.
수신 장치는 수신 안테나를 통해 송신 장치로부터 출력된 송신 신호를 수신한다.
수신 장치는 보호구간 제거부(40), FFT부(50), 부반송파 추출기(60), 채널 추정부(70) 및 등화부(80)를 포함한다.
보호구간 제거부(40)는 수신된 신호에서 보호구간을 제거한다.
FFT부(50)는 보호구간 제거부(40)의 출력 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다.
부반송파 추출기(60)는 FFT부(50)의 출력 신호로부터 데이터 심볼(
Figure 112007091235483-PAT00003
) 및 파일럿 심볼(
Figure 112007091235483-PAT00004
)을 분리한다.
채널 추정부(70)는 파일럿 심볼을 입력받아 주파수 영역의 채널 값을 추정한다.
등화부(80)는 데이터 심볼을 추정된 채널 값에 의해 채널 왜곡을 보상하여 출력한다.
이와 같이, 종래 기술에 따른 전송 방식은 파일럿 전용 부반송파를 통해 간단한 채널추정이 가능하지만, 파일럿 전용 부반송파를 사용함으로 인해, 상대적으 로 데이터 부반송파 개수가 줄어들어 전체 전송효율이 감소한다. 또한, 파일럿 부반송파의 전력이 증가할 경우, 인접 데이터 신호에 대한 간섭량이 증가할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 파일럿 전용 부반송파를 사용하지 않고, 가용 부반송파에 할당된 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산한 신호를 전송함으로써, 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 해결 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송신 장치는, 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산하는 파일럿 가산부와, 상기 파일럿 신호가 가산된 데이터 신호에 보호구간을 삽입하는 보호구간 삽입부를 포함한다.
상기 해결 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 수신 장치는, 수신된 신호의 보호구간을 제거하는 보호구간 제거부와, 상기 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT부와, 상기 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호로부터 채널 값을 추정하는 채널 추정부와, 상기 변환된 신호를 상기 추정된 채널 값에 의해 등화하는 등화부와, 상기 등화된 신호에서 파일럿 신호를 제거하는 파일럿 제거부를 포함한다.
상기 다른 해결 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송신 방법은, 각각의 부반송파에 데이터 신호를 할당하는 단계와, 상기 할당된 데이터 신호 각각에 파일럿 신호를 가산하는 단계와, 상기 파일럿 신호가 가산된 데이터 신호에 보호구간을 삽입하여 전송하는 단계를 포함한다.
상기 다른 해결 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 수신 방법은, 수신된 신호의 보호구간을 제거하는 단계와, 상기 보호구간이 제거된 신호로부터 채널 값을 추정하는 단계와, 상기 보호구간이 제거된 신호를 상기 추정된 채널 값에 의하여 채널 왜곡 성분을 보상하는 단계와, 상기 보상된 신호에서 파일럿 신호를 제거하여, 데이터 신호를 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 의하면, 파일럿 신호를 데이터 신호에 가산한 OFDM 심볼을 송수신함으로써, 파일럿 신호의 전용 부반송파를 사용하지 않고 모든 가용 부반송파를 데이터 신호의 부반송파로 사용함에 따라, 한 개의 OFDM 유효 심볼당 전송 효율을 최대로 높일 수 있다. 또한, 파일럿 신호의 전력을 데이터 신호의 전력보다 작게 생성함으로써, 인접 데이터 신호에 대한 간섭을 줄일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 기본적인 원리는, 송신 장치와 수신 장치 사이에 약속된 기준인 파일럿 신호을 이용하되, 파일럿 신호의 전용 부반송파를 할당하지 않고, 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산하여 전송한다. 따라서, 모든 가용 부반송파를 데이터 신호의 부반송파로 사용함으로써 데이터의 전송률을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 송신 장치(100)는 가산부(110), IFFT부(120), 보호구간 삽입부(130), 디지털/아날로그 변환부(140) 및 RF 처리부(150)를 포함한다.
가산부(110)는 주파수 영역의 데이터 신호 (
Figure 112007091235483-PAT00005
)에 파일럿 신호 (
Figure 112007091235483-PAT00006
)를 가산한다. 여기서, 데이터 신호 (
Figure 112007091235483-PAT00007
)는 송신하고자 하는 입력 비트 스트림으로써, 부호기(미도시함)에 의하여 부호화된 데이터 신호일 수 있다. 또한, 데이터 신호는 부반송파 할당기(미도시함)에 의해 가용 부반송파에 각각 할당된 신호일 수 있다. 가산부(110)의 출력 신호 즉, 파일럿 신호(
Figure 112007091235483-PAT00008
)가 가산된 주파수 영역의 데이터 신호(
Figure 112007091235483-PAT00009
)는 하기의 [수학식 1]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112007091235483-PAT00010
도 4는 본 발명의 송수신 장치에서 송수신되는 심볼로서, 파일럿 신호가 가산된 데이터 신호를 주파수 측면에서 나타낸 신호 구조도이다.
도 4를 참조하면, 송수신되는 심볼은 파일럿 신호 및 데이터 신호를 포함한다. 구체적으로, 파일럿 신호는 부반송파에 할당된 데이터 신호에 각각 가산된 다. 이러한 파일럿 신호는 동기 및 채널 추정 등의 용도로 사용될 수 있다. 여기서, 파일럿 신호의 전력은 인접한 데이터 신호에 간섭을 일으키지 않도록 데이터 신호의 전력보다 작게 설정될 수 있다.
이러한 신호 구조는, 파일럿 신호가 전용 부반송파에 할당되는 신호 구조보다 데이터 전송률이 높을 수 있다. 이는, 파일럿 신호의 전용 부반송파를 사용하지 않고, 파일럿 신호를 데이터 신호에 가산함에 따라, 모든 가용 부반송파를 데이터 신호의 부반송파로 사용할 수 있음에 기인한다. 결과적으로, 한 개의 OFDM 유효 심볼당 데이터 신호를 증가시킴으로써, 전송 효율을 최대로 높일 수 있다.
한 개의 OFDM 유효 심볼 당 전송 효율(
Figure 112007091235483-PAT00011
)은 하기의 [수학식 2]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112007091235483-PAT00012
Figure 112007091235483-PAT00013
은 전송효율을 나타내고,
Figure 112007091235483-PAT00014
은 가용 부반송파 개수,
Figure 112007091235483-PAT00015
은 데이터 부반송파 개수,
Figure 112007091235483-PAT00016
은 파일럿 부반송파 개수를 나타낸다.
여기서, 전송 효율은 파일럿 부반송파 개수가 적을수록 높음을 알 수 있다. 본 발명에 따른 송수신 장치는 데이터 신호에 파일럿 신호가 가산된 신호를 이용함으로써, OFDM 유효 심볼 당 전송 효율(
Figure 112007091235483-PAT00017
)을 1로 증가시킬 수 있다. 이는, 모든 가용 부반송파를 데이터 부반송파로 사용함에 따라 전송률을 최대로 향상시킬 수 있음을 의미한다.
파일럿 신호는 송신 신호의 PAPR(Peak-to Average Power Ratio) 값이 크게 증가하는 것을 방지하고, 채널 추정 과정에서의 성능을 보다 향상시킬 수 있는 신호를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)시퀀스 계열의 신호를 사용할 수 있다.
계속해서 도 3을 참조하면, IFFT부(120)는 가산부(110)에서 출력한 파일럿 신호가 가산된 주파수 영역의 데이터 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다.
IFFT부(120)의 출력 신호는(
Figure 112007091235483-PAT00018
)는 하기의 [수학식 3]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112007091235483-PAT00019
여기서, N은 부반송파의 개수를 나타낸다.
IFFT부(120)는 N 개의 단위로 역퓨리에 변환을 수행한다.
보호구간 삽입부(130)는 IFFT부(120)에서 출력한 시간 영역의 신호에 채널의 최대지역확산보다 길도록 길이를 설정한 보호구간을 추가 삽입한다. 보호구간은 OFDM 전송 방식에서 OFDM 심볼을 송신할 때, 이전 OFDM 심볼 시간에 송신한 OFDM 심볼과 현재 OFDM 심볼 시간에 송신할 현재 OFDM 십볼간에 간섭을 제거하기 위해서 삽입된다. 여기서, 보호구간은 시간 영역의 OFDM 심볼의 마지막 일정 비트들을 복 사하여 유효 OFDM 심볼에 삽입하는 형태의 Cyclic Prefix 방식을 사용할 수 있다.
디지털/아날로그 변환부(140)는 보호구간 삽입부(130)에서 출력한 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다.
RF 처리부(150)는 필터와 전처리 등의 구성들을 포함하며, 디지털/아날로그 변환부(140)에서 출력한 신호를 실제 에어(air)상에서 전송 가능하도록 RF 처리한 후 송신 안테나를 통해 에어상으로 전송한다.
전송된 신호는 다중 경로를 가지는 소정의 채널을 거쳐 수신 장치로 입력된다.
수신 장치(200)는 RF 처리부(210), 아날로그/디지털 변환부(220), 보호구간 제거부(230), FFT부(240), 채널 추정부(250), 등화부(260), 파일럿 제거부(270), 에러 신호 검출부(280) 및 보정부(290)를 포함한다.
수신 장치(200)는 송신 장치(100)에서 송신된 신호를 수신 안테나를 통해서 수신하되, 수신된 신호는 송신된 신호가 다중경로채널을 통해 잡음이 가산된 형태의 신호일 수 있다. 따라서, 이후 채널 왜곡에 대한 보상이 필요하다.
RF 처리부(210)는 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 중간 주파수(IF) 대역으로 다운 컨버팅한다.
아날로그/디지털 변환부(220)는 RF 처리부(210)에서 출력한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
보호구간 제거부(230)는 아날로그/디지털 변환부(220)의 출력 신호에서 보호구간을 제거한다.
FFT부(240)는 보호구간 제거부(230)의 출력 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다.
FFT부(240)에서 출력되는 주파수 영역의 신호(
Figure 112007091235483-PAT00020
)는 하기의 [수학식 4]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112007091235483-PAT00021
여기서,
Figure 112007091235483-PAT00022
이고,
Figure 112007091235483-PAT00023
는 전송 패널의 임펄스 응답이며,
Figure 112007091235483-PAT00024
은 전송 채널을 통해 수신되는 신호에 포함되는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)이다.
채널 추정부(250)는 보호구간 제거부(230)에서 출력한 시간 영역의 신호로부터 채널 값을 추정한다.
등화부(260)는 FFT부(240)에서 출력한 주파수 영역의 신호를 채널 추정부(250)에서 출력한 추정된 채널 값에 의해 등화한다. 이는, 수신 신호의 채널 왜곡을 보상하는 역할을 할 수 있다. 등화부(260)의 출력 신호는 하기의 [수학식 5]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112007091235483-PAT00025
파일럿 제거부(270)는 가산기일 수 있으며, 등화부(260)의 출력 신호에서 파일럿 신호를 제거하여 데이터 신호를 추출한다. 파일럿 제거부(270)의 출력 신호는 하기의 [수학식 6]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112007091235483-PAT00026
이후, 파일럿이 제거된 데이터 신호는 복호기(미도시함)를 거쳐 비트 스트림으로 출력된다.
수신 장치(200)는 복조 과정에서 성능 향상을 위한 반복적인 추가 보상을 할 수 있다. 이때, 파일럿 신호가 제거된 데이터 신호는 추가 보상을 하기 위해 에러 신호 검출부(280)에 제공될 수 있다.
에러 신호 검출부(280)는 파일럿 신호가 제거된 데이터 신호 및 추정된 채널 값을 입력받아 에러 신호를 출력한다. 이러한 에러 신호 검출부(280)는 파일럿 신호가 제거된 신호를 경판정하는 경판정부(281), 경판정된 신호와 추정된 채널 값을 곱하기 위한 곱셈기(282) 및 곱셈기(282)에서 출력되는 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 IFFT부(283)를 포함한다. 에러 신호 검출부(280)에서 출력되는 에러 신호는 하기의 [수학식 7]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112007091235483-PAT00027
보정부(290)는 보호구간 제거부(230)의 출력 신호(
Figure 112007091235483-PAT00028
) 및 에러 신호 검 출부(280)에서 출력한 에러 신호(
Figure 112007091235483-PAT00029
)를 입력받아 보정 신호(
Figure 112007091235483-PAT00030
)를 출력한다. 여기서, 보정부(290)는 가산기일 수 있으며, 보정 신호는 채널 추정부(250)의 입력 신호가 된다. 결과적으로, 채널 추정부(250)가 보정 신호를 입력받아 보다 더 정확한 채널 값을 추정할 수 있게 됨에 따라, 채널 왜곡에 대한 보상 성능을 향상시킬 수 있다. 보정부(290)에서 출력된 보정 신호는 하기의 [수학식 8]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112007091235483-PAT00031
여기서, i는 보정과정에서의 반복횟수를 나타내는 값이며, i=0인 초기 상태에서 에러 신호는 0으로 설정된다.
상술한 송수신 장치에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 가산부(110)는 IFFT부(120) 전에 위치하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가산부는 IFFT부 이후에 위치할 수도 있다. 이 때, 가산부는 데이터 신호와 파일럿 신호가 각각 IFFT부를 통해 시간 영역으로 변환된 신호를 중첩하는 역할을 할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 송수신 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 방법에 대한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 주파수 영역의 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산한 다(S10).
가산부(110)는 주파수 영역의 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산한다.
여기서, 데이터 신호는 부반송파 할당기(미도시)에 의해 가용 부반송파에 각각 할당된 데이터 신호일 수 있다. 또한, 파일럿 신호는 부반송파에 할당된 데이터 신호에 각각 가산될 수 있다. 한편, 파일럿 신호를 가산하는 단계는, 이에 한정되지 않고 주파수 영역의 데이터 신호가 시간 영역의 데이터 신호로 변환된 이후에 파일럿 신호를 가산할 수도 있다.
이후, IFFT부(120)는 파일럿 신호가 가산된 주파수 영역의 데이터 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다. 이때, IFFT부(120)는 N(N은, 부반송파의 개수) 개의 단위로 역퓨리에 변환을 수행한다.
이어서, 파일럿 신호가 가산된 시간 영역의 데이터 신호에 보호구간을 삽입한 후 송신한다(S20).
구체적으로, 보호구간이 삽입된 데이터 신호를 전송 가능하도록 RF 처리한 후 송신 안테나를 통해 에어상으로 전송한다.
그런 다음, 수신 안테나를 통해 송신 장치(100)에서 송신된 신호를 수신한다. 수신된 신호를 중간 주파수 대역으로 다운 컨버팅한다.
이어서, 수신된 신호의 보호구간을 제거한다(S30).
그런 다음, 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다.
이어서, 보호구간이 제거된 신호의 채널을 등화한다(S40).
먼저, 채널 추정부(250)는 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호로부터 채널 값을 추정한다. 이후, 등화부(260)는 보호구간이 제거된 후 주파수 영역으로 변환된 신호를 채널 추정부에서 추정된 채널 값에 의해 등화한다.
여기서, 채널 값을 추정하는 단계는 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계와 동시에 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 채널 등화된 신호에서 파일럿 신호를 제거한다(S50).
파일럿 제거부(270)는 가산기일 수 있으며, 채널 등화된 신호에서 파일럿 신호를 제거함으로써, 데이터 신호만을 출력할 수 있다.
이후, 데이터 신호는 에러 신호 검출부(280)에 제공될 수 있다. 에러 신호 검출부(280)는 파일럿 신호가 제거된 신호를 경판정하고, 추정된 채널 값을 곱한 후, 시간 영역의 신호로 변환하여 에러 신호를 검출한다. 이러한 에러 신호는 보호구간이 제거된 시간영역의 신호와 함께 보정부(290)에 입력되어 보정 신호를 출력한다. 보정 신호는 에러가 제거된 신호로써, 채널 추정부(250)에 입력된다. 따라서, 채널 추정부(250)는 더 정확한 채널 값을 추정할 수 있다.
도 6은 종래의 데이터 전송 방법과 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 전송 방법에 대한 전송률을 비교한 그래프이다.
종래의 전송 방법은 데이터 신호에 파일럿 신호를 삽입하되, 파일럿 전용 부반송파를 사용하여 전송하는 방법이고, 본 발명에 따른 전송 방법은 파일럿 전용 부반송파를 사용하지 않고, 부반송파에 할당된 데이터 신호에 파일럿 신호를 가산 하여 전송하는 방법이다.
도 6을 참조하면, 가로축은 가용 부반송파 개수에 대한 종래 기술의 파일럿 전용 부반송파의 개수의 비율을 나타내며, 세로축은 전송 효율을 나타낸다. 여기서, 파일럿 신호의 전력과 데이터 신호 전력이 동일하게 설정한 상태(No Boosting)와 데이터 신호 전력 대비 2.5dB 만큼 파일럿 신호 전력을 높여준 상태(2.5dB Boosting)의 2가지 조건을 고려하였다. 결과적으로, 각각의 경우 모두 본 발명의 전송 효율(Normalized Transmission Rate)이 종래 전송 방법보다 높은 것을 확인할 수 있다. 또한, 종래 기술에서 파일럿 전용 부반송파의 개수가 증가할수록 데이터 부반송파의 개수가 감소하여 전송 효율이 낮아진다. 반면, 본 발명에서는 데이터 부반송파의 개수가 감소되지 않으므로, 전송 효율은 상대적으로 더 높은 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 송수신 장치의 개략적인 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2는 종래 기술에서 전송되는 심볼을 주파수 측면에서 나타낸 신호 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 송수신 장치에서 송수신되는 심볼로서, 파일럿 신호가 가산된 데이터 신호를 주파수 측면에서 나타낸 신호 구조도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 송수신 방법에 대한 흐름도이다.
도 6은 종래의 데이터 전송 방법과 본 발명에 따른 전송률 향상을 위한 데이터 전송 방법에 대한 전송률을 비교한 그래프이다

Claims (10)

  1. 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 각 데이터 신호에 파일럿 신호가 가산된 OFDM 심볼을 송신하기 위한 송신 장치에 있어서,
    데이터 신호에 파일럿 신호를 가산하는 파일럿 가산부; 및
    상기 파일럿 신호가 가산된 데이터 신호에 보호구간을 삽입하는 보호구간 삽입부를 포함하는 송신 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 파일럿 신호가 가산된 데이터 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 IFFT부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 신호는 부반송파에 각각 할당된 신호이고, 상기 가산부는 상기 데이터 신호에 각각 상기 파일럿 신호를 가산하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  4. 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 각 데이터 신호에 파일럿 신호가 가산된 OFDM 심볼을 수신하기 위한 수신 장치에 있어서,
    수신된 신호의 보호구간을 제거하는 보호구간 제거부;
    상기 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT부;
    상기 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호로부터 채널 값을 추정하는 채널 추정부;
    상기 변환된 신호를 상기 추정된 채널 값에 의해 등화하는 등화부; 및
    상기 등화된 신호에서 파일럿 신호를 제거하는 파일럿 제거부를 포함하는 수신 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 파일럿 신호가 제거된 신호 및 상기 추정된 채널 값을 입력받아 에러 신호를 출력하는 에러 신호 검출부와
    상기 보호구간이 제거된 신호 및 상기 에러 신호를 입력받아 보정 신호를 출력하는 보정부를 더 포함하되, 상기 보정 신호는 상기 채널 추정부의 입력 신호인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 에러 신호 검출부는
    상기 파일럿 신호가 제거된 신호를 경판정하는 경판정부, 상기 경판정된 신호와 상기 추정된 채널 값을 곱하기 위한 곱셈기 및 상기 곱셈기에서 출력되는 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 IFFT부를 포함하는 수신 장치.
  7. 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 각 데이터 신호에 파일럿 신호가 가산된 OFDM 심볼을 송신하기 위한 송신 방법에 있어서,
    각각의 부반송파에 데이터 신호를 할당하는 단계;
    상기 할당된 데이터 신호 각각에 파일럿 신호를 가산하는 단계; 및
    상기 파일럿 신호가 가산된 데이터 신호에 보호구간을 삽입하여 전송하는 단계를 포함하는 송신 방법.
  8. 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 각 데이터 신호에 파일럿 신호가 가산된 OFDM 심볼을 수신하기 위한 수신 방법에 있어서,
    수신된 신호의 보호구간을 제거하는 단계;
    상기 보호구간이 제거된 신호로부터 채널 값을 추정하는 단계;
    상기 보호구간이 제거된 신호를 상기 추정된 채널 값에 의하여 채널 왜곡 성분을 보상하는 단계; 및
    상기 보상된 신호에서 파일럿 신호를 제거하여, 데이터 신호를 추출하는 단계를 포함하는 수신 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 채널 값을 추정하는 단계 전에, 상기 보호구간이 제거된 시간 영역의 신호를 보정하는 단계를 더 포함하는 수신 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는 상기 보호구간이 제거된 시간 영역에 에러 신호를 가산하여 보정하되, 에러 신호는 상기 파일럿 신호가 제거된 데이터 신호를 경판정하고, 상기 추정된 채널 값을 곱한 후, 시간 영역의 신호로 변환된 신호인 것을 특징으로 하는 수신 방법.
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