KR20090105303A - 무선통신시스템에서 중계 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 중계 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 변조 차수에 따라 전송 신호를 변조하는 변조기와, 링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 상기 변조기로부터 제공받은 변조 심볼을 부호화하는 부호기와, 상기 부호기로부터 제공받은 신호를 중계국으로 전송하는 송신부를 포함하여 중계국은 서로 다른 송신 단으로부터 제공받은 신호들이 실제 영역(Real Domain)에서 더해진 신호를 검출하고, 상기 검출한 신호를 중계하여 시간 자원의 추가 없이 중계 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.
중계 방식, 링 도메인(Ring domain), 변조 차수(Modulation order), 변조 및 부호화 기법

Description

무선통신시스템에서 중계 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RELAYING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상기 무선통신시스템에서 중계 서비스에 따른 추가적인 시간 자원 없이 중계 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선통신시스템은 정보를 교환하고자하는 두 노드의 전체 링크 성능을 증대시키기 위해 중계 서비스를 제공한다. 즉, 상기 무선통신시스템은 중계국을 이용하여 정보를 교환하고자하는 두 노드의 신호를 중계하여 두 노드의 전체 링크 성능을 증대시킬 수 있다. 여기서, 정보를 교환하고자하는 두 노드는 단말과 단말 또는 단말과 기지국을 포함한다.
상기 무선통신시스템에서 시분할 복신(Time Division Duplex) 방식을 이용하여 중계 서비스를 제공하는 경우, 상기 무선통신시스템의 중계국은 제 1 노드로부터 제공받은 신호를 제 2 노드로 전송한 후, 상기 제 2 노드로부터 제공받은 신호 를 상기 제 1 노드로 전송한다. 즉, 상기 무선통신시스템은 네 번의 독립적인 시간 자원을 사용하여 중계서비스를 지원한다.
이 경우, 상기 무선통신시스템은 정보를 교환하고자하는 두 노드끼리 직접 통신을 수행하는 경우에 비해 두 배의 시간 자원을 필요로 한다. 따라서, 상기 무선통신시스템은 하기 도 1에 도시된 바와 같이 추가적인 시간 자원 없이 중계 서비스를 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 구성을 도시하고 있다. 이하 설명은 정보를 교환하고자 하는 단말들의 정보를 중계하는 것으로 가정하여 설명한다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 단말 1(100), 단말 2(110) 및 중계국(120)을 포함하여 구성된다.
상기 단말 1(100)은 첫 번째 시간 자원을 통해 단말 2(110)로 전송할 신호를 중계국(120)으로 전송한다(131단계). 또한, 상기 단말 2(110)는 상기 첫 번째 시간 자원을 통해 중계국(120)으로 상기 단말 1(100)로 전송할 신호를 전송한다(131단계). 이때, 상기 단말 1(100)과 단말 2(110)는 상기 중계국(120)에서 수신신호의 검출을 용이하도록 전송 신호에 상기 중계국(120)과의 채널 정보의 역수를 곱하여 전송한다.
상기 중계국(120)은 서로 다른 단말로부터 제공받은 신호를 간섭으로 인식하여 각각의 단말로부터 제공받은 신호를 분리하여 검출하는 대신 상기 단말들(100, 110)로부터 제공받은 신호들이 더해진 신호 자체를 검출한다.
이후, 상기 중계국(120)은 두 번째 시간 자원을 통해 상기 검출한 신호를 상기 단말 1(100)과 단말 2(110)로 전송한다(133단계).
상기 단말 1(100)은 상기 중계국(120)으로부터 제공받은 신호에 상기 첫 번째 시간 자원을 통해 상기 중계국(120)으로 전송한 신호를 적용하여 상기 단말 2(110)가 전송한 신호를 확인한다. 또한, 상기 단말 2(110)는 상기 중계국(120)으로부터 제공받은 신호에 상기 첫 번째 시간 자원을 통해 상기 중계국(120)으로 전송한 신호를 적용하여 상기 단말 1(100)이 전송한 신호를 확인한다.
상술한 바와 같이 무선통신시스템의 중계국에서 서로 다른 단말들로부터 제공받은 신호들이 더해진 신호를 검출하여 시간 자원의 낭비를 줄일 수 있다. 이때, 상기 중계국은 서로 다른 단말들로부터 제공받은 부호화된 신호들이 더해진 신호를 검출하므로 부호워드(Codeword)들의 선형성(linearity)이 실제 영역(real Domain)에서 보장되어야 한다.
하지만, 상기 무선통신시스템에서 전송 용량을 높이기 위해 변조 차수를 높이는 경우, 중계국에서 서로 다른 단말들로부터 수신받는 신호들은 실제 영역(real domain)에서 더해지므로 부호워드의 선형성을 보장할 수 없다. 따라서, 상기 무선통신시스템의 중계국에서 서로 다른 단말들로부터 제공받은 신호들이 더해진 신호를 검출할 수 없는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 시간 자원의 추가 없이 중계 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 중계 서비스를 제공하는 무선통신시스템의 중계국에서 서로 다른 노드들로부터 수신되는 신호의 합을 검출할 수 있도록 송신 단에서 변조 차수를 이용한 콘볼루션 부호(Convolution code)를 이용하여 전송 신호를 부호화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 중계 서비스를 제공하는 무선통신시스템의 중계국에서 변조 차수를 적용한 모듈로 연산을 통해 서로 다른 노드들로부터 수신받은 신호의 합을 검출하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 중계 서비스를 사용하는 무선통신시스템의 송신 장치는, 변조 차수에 따라 전송 신호를 변조하는 변조기와, 링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 상기 변조기로부터 제공받은 변조 심볼을 부호화하는 부호기와, 상기 부호기로부터 제공받은 신호를 중계국으로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 중계 서비스를 사용하는 무선통신시스템의 중계 장치는, 적어도 두 개의 송신 단들이 전송한 신호들이 합해진 신호를 수신받은 수신부와, 상기 수신 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드를 생성하는 부호워드 생성기와, 상기 부호워드를 링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 복호하여 상기 신호들이 합해진 신호의 변조 심볼을 생성하는 복호기와, 상기 변조 심볼을 상기 송신 단들로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 중계 서비스를 사용하는 무선통신시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 방법은, 전송 신호를 변조 차수에 따라 변조하는 과정과, 링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 상기 변조를 통해 생성한 변조 심볼을 부호화하는 과정과, 상기 부호화된 변조 심볼을 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 중계 서비스를 사용하는 무선통신시스템의 중계국에서 신호를 중계하기 위한 방법은, 적어도 두 개의 송신 단들이 전송한 신호들이 합해진 신호가 수신되는 경우, 상기 수신 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드를 생성하는 과정과, 상기 부호워드를 링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 복호하여 상기 신호들이 합해진 신호의 변조 심볼을 생성하는 과정과, 상기 변조 심볼을 상기 송신 단들로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 중계 서비스를 제공하는 무선통신시스템의 송신 단에서 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호로 변조 심볼을 부호화하여 중계국으로 전송함으로써, 중계국은 서로 다른 송신 단으로부터 제공받은 신호들이 실제 영역(Real Domain)에서 더해진 신호를 검출하고, 상기 검출한 신호를 중계하여 시간 자원의 추가 없이 중계 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선통신시스템에서 중계 서비스를 사용하지 않는 경우에 비해 추가적인 시간 자원을 사용하지 않고 중계서비스를 제공하기 위한 기술에 대해 설명한다. 여기서, 상기 무선통신시스템은 중계국을 이용하여 기지국과 단말 간 송수신하는 신호를 중계하거나 단말과 단말 간 송수신하는 신호를 중계할 수도 있다.
이하 설명에서 상기 무선통신시스템은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용하는 것을 가정하여 설명한다. 하지만, 상기 무선통신시스템이 다른 통신 방식을 사용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
상기 무선통신시스템에서 시간 자원의 추가 없이 중계 서비스를 제공하기 위 해 중계국은 첫 번째 시간 자원을 통해 노드 1과 노드 2로부터 동시에 제공받은 더해져서 들어오는 신호를 분리하지 않고 한번에 검출한다. 이후, 상기 중계국은 두 번째 시간 자원을 통해 상기 검출한 신호를 상기 노드 1과 노드 2로 동시에 전송한다. 이때, 상기 중계국은 첫 번째 시간 자원을 통해 제공받은 ㅅ니호를 복호하기 위해서는 상기 노드 1과 노드 2로부터 제공받은 부호화된 신호들을 실제 영역(real domain)에서 더한 결과가 또 하나의 부호워드가 되어야 한다. 이하 설명에서는 상기 노드 1과 노드 2가 단말 1과 단말 2인 것으로 가정하여 설명하지만 기지국과 단말도 동일하게 동작한다.
상기 무선통신시스템의 송신 단은 하기 도 2에 도시된 바와 같이 변조 차수를 이용한 콘볼루션 부호(Convolution code)를 이용하여 변조 심볼을 부호화하여 전송한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면 상기 도 2의 (a)는 두 송신 단에서 중계국으로 신호를 전송할 때의 블록 구성을 나타내고, 상기 도 2의 (b)는 중계국에서 두 수신 단으로 신호를 전송할 때의 블록 구성을 나타낸다.
상기 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 단말 1(200)은 첫 번째 시간 동안 상기 단말 2(210)로 전송할 데이터 1을 상기 중계국(220)으로 전송한다. 이때, 상기 단말 1(200)은 변조기(201)와 콘볼루션 부호기(Convolution Encoder)(203)를 포함하여 구성된다.
상기 변조기(201)는 미리 정해진 변조 차수에 따라 상기 데이터 1을 변조한다. 여기서, 상기 변조 차수는 채널 환경에 따라 결정된다.
상기 콘볼루션 부호기(203)는 상기 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 변조기(201)로부터 제공받은 변조 심볼을 부호화한다. 여기서, 상기 콘볼루션 부호는 콘볼루션 부호화, 터보 부호화, LDPC(Low Density Parity Check) 부호화 등을 위한 링 도메인의 부호를 의미한다.
또한, 상기 단말 2(210)는 상기 첫 번째 시간 동안 상기 단말 1(200)로 전송할 데이터 2를 상기 중계국(220)으로 전송한다. 이때, 상기 단말 2(210)는 변조기(211)와 콘볼루션 부호기(213)를 포함하여 구성된다.
상기 변조기(211)는 미리 정해진 변조 차수에 따라 상기 데이터 2를 변조한다. 여기서, 상기 변조 차수는 채널 환경에 따라 결정된다. 이때, 상기 변조기(211)는 상기 단말 1(200)의 변조 차수와 동일한 변조 차수를 사용한다.
상기 콘볼루션 부호기(213)는 상기 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 변조기(211)로부터 제공받은 변조 심볼을 부호화한다. 여기서, 상기 콘볼루션 부호는 콘볼루션 부호화, 터보 부호화, LDPC 부호화 등을 위한 링 도메인의 부호를 의미한다.
상기 중계국(220)은 첫 번째 시간 자원을 통해 상기 단말 1(200)과 단말 2(210)로부터 제공받은 데이터 1과 데이터 2를 더해진 채로 한번에 검출한다. 이때, 상기 단말 1(200)과 단말 2(210)는 링 도메인에서의 선형성을 갖는 채널 부호기를 통해 형성한 심볼 스트림을 전송하므로 상기 중계국(220)은 데이터 1과 데이 터 2를 더해진 채로 한번에 검출할 수 있다.
이때, 상기 중계국(220)은 부호워드 생성기(221)와 콘볼루션 복호기(223)를 포함하여 구성된다.
상기 부호워드 생성기(221)는 상기 단말 1(200)과 단말 2(210)의 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 데이터 1과 데이터 2가 더하진 신호에 대한 부호워드를 생성한다. 예를 들어, 상기 부호워드 생성기(221)는 상기 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 콘볼루션 복호기(223)로 제공할 부호워드의 경판정 값을 생성한다. 다른 실시 예를 들어, 상기 부호워드 생성기(221)는 상기 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 콘볼루션 복호기(223)로 제공할 부호워드의 연판정 값을 생성한다.
상기 콘볼루션 복호기(223)는 상기 단말 1(200)과 단말 2(210)의 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 부호워드 생성기(221)로부터 제공받은 신호를 복호한다. 이때, 상기 콘볼루션 복호기(223)는 복호를 통해 상기 데이터 1과 데이터 2가 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00001
)을 생성한다.
상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 중계국(220)은 두 번째 시간 자원 동안 상기 콘볼루션 복호기(223)에서 복호를 통해 생성한 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00002
)을 상기 단말 1(200)과 단말 2(210)로 전송한다.
상기 단말 1(200)은 상기 중계국(220)으로부터 제공받은 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00003
)과 상기 첫 번째 시간 자원을 통해 전송한 데이터 1의 변조 심볼(w1)을 이용하여 상기 단말 2(210)가 전송한 상기 데이터 2를 확인한다.
이때, 상기 단말 1(200)은 신호 검출기(205), 모듈로 연산기(207) 및 복조기(209)를 포함하여 구성된다.
상기 신호 검출기(205)는 상기 중계국(220)으로부터 제공받은 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00004
)에서 상기 첫 번째 시간 자원을 통해 전송한 데이터 1의 변조 심볼(w1)을 제거하여 상기 단말 2(210)가 전송한 신호를 검출한다.
상기 모듈로 연산기(207)는 상기 신호 검출기(205)에서 검출한 신호에 대한 모듈로 연산을 통해 상기 데이터 2의 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00005
)을 생성한다. 이때, 상기 모듈로 연산기(207)는 변조 차수를 이용하여 상기 검출 신호를 모듈로 연산한다.
상기 복조기(209)는 상기 모듈로 연산기(207)로부터 제공받은 상기 데이터 2의 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00006
)을 복조하여 상기 데이터 2를 확인한다.
또한, 상기 단말 2(210)는 상기 중계국(220)으로부터 제공받은 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00007
)과 상기 첫 번째 시간 자원을 통해 전송한 데이터 2의 변조 심볼(w2)을 이용하여 상기 단말 1(200)이 전송한 상기 데이터 1을 확인한다.
이때, 상기 단말 2(210)는 신호 검출기(215), 모듈로 연산기(217) 및 복조기(219)를 포함하여 구성된다.
상기 신호 검출기(215)는 상기 중계국(220)으로부터 제공받은 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00008
)에서 상기 첫 번째 시간 자원을 통해 전송한 데이터 2의 변조 심볼(w2)을 제거하여 상기 단말 1(200)이 전송한 신호를 검출한다.
상기 모듈로 연산기(217)는 상기 신호 검출기(215)에서 검출한 신호에 대한 모듈로 연산을 통해 상기 데이터 1의 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00009
)을 생성한다. 이때, 상기 모듈로 연산기(217)는 변조 차수를 이용하여 상기 검출 신호를 모듈로 연산한다.
상기 복조기(219)는 상기 모듈로 연산기(217)로부터 제공받은 상기 데이터 1의 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00010
)을 복조하여 상기 데이터 1을 확인한다.
상술한 바와 같이 상기 무선통신시스템의 송신 단은 부호워드의 선형성을 보장하기 위해 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 통해 변조 심볼을 부호화하여 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 하기 도 3에 도시된 바와 같이 구성한다. 여기서, 서로 정보를 교환하는 단말 1과 단말 2의 송신 단은 동일하게 구성되므로 하기 도 3과 같이 구성되는 송신 단을 예를 들어 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 신호를 전송하기 위한 송신 단의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 송신 단은 변조기(301), 콘볼루션 부호기(303), 선부호기(305), 채널 추정기(307), OFDM 변조기(309) 및 RF(Radio Frequency)처리기(311)를 포함하여 구성된다.
상기 변조기(301)는 전송 신호를 미리 정해진 변조 차수에 따라 변조한다. 상기 콘볼루션 부호기(303)는 상기 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 변조기(301)로부터 제공받은 변조 심볼을 부호화한다. 이때, 상기 콘볼루션 부호기(303)는 이진 신호가 아닌 변조 심볼을 부호화한다. 따라서, 상기 콘볼루션 부호기(303)는 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호화, 터보 부호화, LDPC 부호화 등을 위한 링 도메인의 콘볼루션 부호를 이용하여 변조 심볼을 부호화한다.
상기 선부호화기(305)는 상기 콘볼루션 부호기(303)로부터 제공받은 신호를 상기 채널 추정기(307)로부터 제공받은 중계국과의 채널의 역채널 정보로 선부호화하여 출력한다.
상기 채널 추정기(307)는 상기 중계국과의 채널을 추정하여 상기 선부호화기(305)로 제공한다. 이때, 상기 채널 추정기(307)는 상기 중계국으로부터 제공받은 신호를 통해 상기 중계국과의 채널을 추정할 수 있다.
상기 OFDM 변조기(309)는 상기 선부호화기(305)로부터 제공받은 주파수 영역의 신호를 역 푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)하여 시간 영역의 신호로 변환하여 출력한다. 예를 들어, 상기 OFDM 변조기(309)는 역 고속 푸리에 변환을 통해 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다.
상기 RF처리부(311)는 상기 OFDM 변조기(309)로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 중계국으로 전송한다.
상술한 바와 같이 구성되는 송신 단들이 첫 번째 시간 자원을 통해 신호를 전송하는 경우, 중계국은 하기 도 4와 같이 구성되어 상기 송신 단들로부터 제공받은 신호를 더하여 한번에 검출한다.
도 4는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 신호를 중계하기 위한 중계국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 중계국은 수신기(400)와 송신기(410)로 구성된다.
먼저, 상기 수신기(400)는 RF처리기(401), OFDM 복조기(403), 부호워드 생성기(405) 및 콘볼루션 복호기(407)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리기(401)는 안테나를 통해 수신되는 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 이때, 상기 RF처리기(401)는 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 더해진 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다.
상기 OFDM 복조기(403)는 상기 RF처리기(401)로부터 제공받은 시간 영역 신호를 푸리에 변환(Fourier Transform)하여 주파수 영역 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 OFDM 복조기(403)는 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다.
상기 부호워드 생성기(405)는 상기 단말 1과 단말 2로부터 제공받은 신호를 변조한 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 OFDM 복조기(403)로부터 제공받은 신호에 대한 부호워드를 생성한다. 예를 들어, 상기 부호워드 생성기(405)는 상기 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 OFDM 복조기(403)로부터 제공받은 신호에 대한 부호워드의 경판정 값을 생성한다. 다른 실시 예를 들어, 상기 부호워드 생성기(405)는 상기 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 OFDM 복조기(403)로부터 제공받은 신호에 대한 부호워드의 연판정 값을 생성한다. 이 경우, 정보 비트가 이진수가 아니므로 상기 부호워드 생성기(405)는 각각의 심볼마다 여러 개의 연판정 값을 산출해야한다. 예를 들어, 상기 단말 1과 단말 2가 첫 번째 시간 자원 동안 4PAM(Pulse Amplitude Modulation)을 통해 신호를 전송하는 경우, 상기 중계국이 수신받는 단말 1과 단말 2로부터 제공받은 데이터가 더해진 심볼들은 {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}의 값을 가질 수 있다. 이때, 상기 부호워드 생성기(405)는 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 정보의 심볼은 {0, 1, 2, 3} 중 하나의 값을 갖는다. 따라서, 상기 부호워드 생성기(405)는 {0,1},{0,2},{0,3},{1,2},{1,3},{2,3}의 연판정 값들을 산출한다. 여기서, 상기 연판정 값은 로그 우도율(Log Likelihood Ratio)을 의미한다. 또한, 상기 부호워드 생성기(405)는 각각의 연판정 값을 하기 <수학식 1>을 이용하여 산출한다.
Figure 112008023951473-PAT00011
여기서, 상기 x는 모듈로 연산을 통해 생성한 심볼들 중 어느 하나의 심볼을 나타내고, 상기 Es는 수신신호의 세기를 나타내며, 상기 No는 잡음의 세기를 나타내고, 상기 xi max는 수신 신호의 심볼이 가질 수 있는 값(xR)들에 대해 변조 차수로 모듈로 연산할 때 i가 되는 심볼 값들 중 수신신호에 가장 가까운 값을 의미한다. 예를 들어, 4PAM 변조 방식을 사용할 때 수신신호가 4.8인 경우, 상기 xi max는 i가 각각 0, 1, 2, 3인 경우 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008023951473-PAT00012
여기서, 상기 xR은 중계국으로부터 제공받은 수신신호의 심볼이 가질 수 있는 값들을 나타내고, 상기 y는 수신신호를 나타낸다.
상기 콘볼루션 복호기(407)는 상기 단말 1과 단말 2로부터 제공받은 신호를 변조한 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 부호워드 생성기(405)로부터 제공받은 신호를 복호한다. 이때, 상기 콘볼루션 복호기(407)는 복호를 통해 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00013
)을 생성한다.
다음으로 상기 송신기(410)는 콘볼루션 부호기(411), OFDM 변조기(413) 및 RF처리기(415)를 포함하여 구성된다.
상기 콘볼로션 부호기(411)는 단말 1과 단말 2와의 채널 정보에 따라 결정된 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 수신기(400)의 콘볼루션 복호 기(407)로부터 제공받은 변조 심볼을 부호화한다. 여기서, 상기 변조 차수는 상기 단말 1과 단말 2가 신호를 변조한 변조 차수와 동일하다.
상기 OFDM 변조기(413)는 상기 콘볼루션 부호기(411)로부터 제공받은 주파수 영역의 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역의 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 OFDM 변조기(413)는 역 고속 푸리에 변환을 통해 상기 콘볼루션 부호기(411)로부터 제공받은 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다.
상기 RF처리부(415)는 상기 OFDM 변조기(413)로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 단말 1과 단말 2로 전송한다.
상술한 바와 같이 구성되는 중계국이 두 번째 시간 자원을 통해 신호를 전송하는 경우, 수신 단은 하기 도 5와 같이 구성되어 상기 중계국으로부터 제공받은 신호에서 수신받은 신호를 검출한다. 여기서, 서로 정보를 교환하는 단말 1과 단말 2의 수신 단은 동일하게 구성되므로 하기 도 5와 같이 구성되는 수신 단을 예를 들어 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 신호를 수신받기 위한 수신 단의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 수신 단은 RF처리기(501), OFDM 복조기(503), 콘볼루션 복호기(505), 신호 검출기(507), 모듈로 연산기(509) 및 복조기(511)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 RF처리기(501)는 안테나를 통해 상기 중계국으로부터 수신받은 고주파를 기저대역 신호로 변환한다.
상기 OFDM 복조기(503)는 상기 RF처리기(501)로부터 제공받은 시간 영역 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 OFDM 복조기(503)는 고속 푸리에 변환을 통해 상기 RF처리기(501)로부터 제공받은 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 변환한다.
상기 콘볼루션 복호기(505)는 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 OFDM 복조기(503)로부터 제공받은 신호를 복호한다. 이때, 상기 콘볼루션 복호기(505)는 복호를 통해 상기 중계국이 전송한 신호의 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00014
)을 생성한다.
상기 신호 검출기(507)는 상기 콘볼루션 복호기(505)로부터 제공받은 변조 심볼과 첫 번째 시간 자원 동안 중계국으로 전송한 변조 심볼을 이용하여 수신받기 위한 신호를 검출한다. 예를 들어, 상기 신호 검출기(507)는 상기 콘볼루션 복호기(505)로부터 제공받은 변조 심볼과 첫 번째 시간 자원 동안 중계국으로 전송한 변조 심볼을 합하여 수신받기 위한 신호를 검출한다.
상기 모듈로 연산기(509)는 상기 신호 검출기(507)에서 검출한 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 상기 중계국을 통해 다른 단말이 전송한 신호의 변조 심볼을 확인한다. 여기서, 상기 변조 차수는 상기 콘볼루션 복호기(505)에서 사용하는 변조 차수와 동일하다.
상기 복조기(511)는 상기 모듈로 연산기(509)로부터 제공받은 변조 심볼을 상기 변조 차수로 복조하여 상기 중계국을 통해 다른 단말이 전송한 신호를 복원한 다.
상술한 실시 예에서 중계국은 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼(
Figure 112008023951473-PAT00015
)을 콘볼루션 부호로 부호화하여 두 번째 시간 자원 동안 상기 단말 1과 단말 2로 전송한다. 다른 실시 예를 들에서 상기 중계국은 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼()을 이진 신호로 변형하여 두 번째 시간 자원 동안 상기 단말 1과 단말 2로 전송할 수도 있다. 이 경우, 상기 중계국은 하기 도 6에 도시된 바와 같이 구성된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 중계하기 위한 중계국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 중계국은 수신기(600)와 송신기(610)로 구성된다.
먼저, 상기 수신기(600)는 RF처리기(601), OFDM 복조기(603), 부호워드 생성기(605), 콘볼루션 복호기(607) 및 복조기(609)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리기(601)는 안테나를 통해 수신되는 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 이때, 상기 RF처리기(601)는 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 더해진 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다.
상기 OFDM 복조기(603)는 상기 RF처리기(601)로부터 제공받은 시간 영역 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 OFDM 복조 기(603)는 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다.
상기 부호워드 생성기(605)는 상기 단말 1과 단말 2로부터 제공받은 신호를 변조한 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 OFDM 복조기(603)로부터 제공받은 신호에 대한 부호워드를 생성한다. 예를 들어, 상기 부호워드 생성기(605)는 상기 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 OFDM 복조기(603)로부터 제공받은 신호에 대한 부호워드의 경판정 값을 생성한다. 다른 실시 예를 들어, 상기 부호워드 생성기(605)는 상기 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 OFDM 복조기(603)로부터 제공받은 신호에 대한 부호워드의 연판정 값을 생성한다.
상기 콘볼루션 복호기(607)는 상기 단말 1과 단말 2로부터 제공받은 신호를 변조한 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 부호워드 생성기(605)로부터 제공받은 신호를 복호한다. 이때, 상기 콘볼루션 복호기(607)는 복호를 통해 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼을 생성한다.
상기 복조기(609)는 상기 변조 차수를 이용하여 상기 콘볼루션 복호기(607)로부터 제공받은 변조 심볼을 복조하여 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 링 도메인에서 더해진 신호의 이진 신호를 생성한다.
다음으로 상기 송신기(610)는 이진 부호기(611), 변조기(613), OFDM 변조기(615) 및 RF처리기(617)를 포함하여 구성된다.
상기 이진 부호기(611)는 GF(Galois Field)를 통해 생성한 이진 부호를 이용 하여 상기 수신기(600)의 복조기(609)로부터 제공받은 이진 신호를 부호화한다.
상기 변조기(613)는 상기 부호기(611)로부터 제공받은 부호화된 신호를 해당 변조 수준에 따라 변조한다.
상기 OFDM 변조기(615)는 상기 변조기(613)로부터 제공받은 주파수 영역의 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역의 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 OFDM 변조기(615)는 역 고속 푸리에 변환을 통해 상기 변조기(613)로부터 제공받은 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다.
상기 RF처리부(617)는 상기 OFDM 변조기(615)로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 단말 1과 단말 2로 전송한다.
상술한 바와 같이 구성되는 중계국이 두 번째 시간 자원을 통해 신호를 전송하는 경우, 수신 단은 하기 도 7과 같이 구성되어 상기 중계국으로부터 제공받은 신호에서 수신받은 신호를 검출한다. 여기서, 서로 정보를 교환하는 단말 1과 단말 2의 수신 단은 동일하게 구성되므로 하기 도 7과 같이 구성되는 수신 단을 예를 들어 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 수신받기 위한 수신 단의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 상기 수신 단은 RF처리기(701), OFDM 복조기(703), 제 1 복조기(705), 이진 부호기(707), 변조기(709), 신호 검출기(711), 모듈로 연산기(713) 및 제 2 복조기(715)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 RF처리기(701)는 안테나를 통해 상기 중계국으로부터 수신받은 고 주파를 기저대역 신호로 변환한다.
상기 OFDM 복조기(703)는 상기 RF처리기(701)로부터 제공받은 시간 영역 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 OFDM 복조기(703)는 고속 푸리에 변환을 통해 상기 RF처리기(701)로부터 제공받은 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 변환한다.
상기 제 1 복조기(705)는 상기 OFDM 복조기(703)로부터 제공받은 신호를 복조한다. 즉, 상기 제 1 복조기(705)는 상기 중계국의 송신기(610)에서 변조한 신호를 복조한다.
상기 이진 복호기(707)는 상기 제 1 복조기(705)에서 복조한 신호를 GF를 통해 생성한 이진 부호를 통해 복호한다.
상기 변조기(709)는 상기 이진 복호기(707)로부터 제공받은 신호를 변조하여 상기 중계국의 콘볼루션 복호기(607)에서 생성했던 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼을 다시 생성한다.
상기 신호 검출기(711)는 상기 변조기(709)로부터 제공받은 변조 심볼과 첫 번째 시간 자원 동안 중계국으로 전송한 변조 심볼을 이용하여 수신받기 위한 신호를 검출한다.
상기 모듈로 연산기(713)는 상기 신호 검출기(711)에서 검출한 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 상기 중계국을 통해 다른 단말이 전송한 신호의 변조 심볼을 확인한다. 여기서, 상기 변조 차수는 상기 변조기(709)에서 사용하는 변조 차수와 동일하다.
상기 복조기(715)는 상기 모듈로 연산기(713)로부터 제공받은 변조 심볼을 상기 변조 차수로 복조하여 상기 중계국을 통해 다른 단말이 전송한 신호를 복원한다.
이하 설명은 무선통신시스템에서 부호워드의 선형성을 보장하기 위해 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 통해 변조 심볼을 부호화하여 전송하기 위한 송신 단의 동작 방법에 대해 설명한다. 이때, 상기 송신 단은 하기 도 8에 도시된 바와 같이 동작한다. 여기서, 서로 정보를 교환하는 단말 1과 단말 2의 송신 단은 동일하게 동작한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참조하면 먼저 상기 송신 단은 801단계에서 다른 단말로 신호를 전송할 것인지 확인한다.
상기 다른 단말로 신호를 전송하는 경우, 상기 송신 단은 803단계로 진행하여 상기 전송할 신호를 미리 정해진 변조 차수에 따라 변조한다. 여기서, 상기 송신 단은 상기 변조 차수를 중계국과의 채널 정보에 따라 결정한다.
상기 전송 신호를 변조한 후, 상기 송신 단은 805단계로 진행하여 상기 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 변조 심볼을 부호화한다. 여기서, 상기 콘볼루션 부호는 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호화, 터보 부호화, LDPC 부호화 등을 위한 링 도메인의 콘볼루션 부호를 나타낸다.
상기 변조 심볼을 부호화한 후, 상기 송신 단은 807단계로 진행하여 상기 부 호화된 전송 신호를 상기 중계국과의 채널의 역채널 정보로 선부호화 한다.
상기 전송 신호를 부호화 한 후, 상기 송신 단은 809단계로 진행하여 상기 선부호화한 전송 신호를 상기 중계국으로 전송한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 선부호화한 전송 신호를 역 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역의 신호로 변환한다. 이후, 상기 송신 단은 상기 시간 영역의 기저대역 신호를 고주파 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 중계국으로 전송한다.
이후, 상기 송신 단은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 송신 단들이 첫 번째 시간 자원을 통해 신호를 전송하는 경우, 중계국은 하기 도 9와 같이 동작하여 상기 송신 단들로부터 제공받은 신호들을 더해진 채로 한번에 검출한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 중계하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참조하면 먼저 상기 중계국은 901단계에서 단말 1과 단말 2로부터 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 단말들로부터 신호가 수신되면, 미 도시되었지만 상기 중계국은 상기 단말들로부터 제공받은 신호들이 더해진 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 이후, 상기 중계국은 상기 기저대역 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변환한다.
이후, 상기 중계국은 903단계로 진행하여 상기 단말 1과 단말 2로부터 수신된 신호들이 더해진 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드를 생성한다. 예 를 들어, 상기 중계국은 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 단말 1과 단말 2로부터 수신된 신호들이 더해진 신호에 대한 부호워드의 경판정 값을 생성한다. 다른 실시 예를 들어, 상기 중계국은 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 단말 1과 단말 2로부터 수신된 신호들이 더해진 신호에 대한 부호워드의 연판정 값을 생성한다.
상기 부호워드를 생성한 후, 상기 중계국은 905단계로 진행하여 상기 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 부호워드를 복호한다. 즉, 상기 중계국은 상기 콘볼루션 부호를 이용한 복호를 통해 상기 단말 1과 단말 2로부터 수신된 신호들이 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼을 생성한다.
이후, 상기 중계국은 907단계로 진행하여 상기 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 변조 심볼을 부호화한다.
상기 변조 심볼을 부호화한 후, 상기 중계국은 909단계로 진행하여 상기 부호화한 변조 심볼을 상기 단말 1과 단말 2로 전송한다. 예를 들어, 상기 중계국은 상기 부호화된 변조 심볼을 역 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역의 신호로 변환한다. 이후, 상기 중계국은 상기 시간 영역의 기저대역 신호를 고주파 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 단말들로 전송한다.
이후, 상기 중계국은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 구성되는 중계국이 두 번째 시간 자원을 통해 신호를 전송하는 경우, 수신 단은 하기 도 10에 도시된 바와 같이 동작하여 상기 중계국으로부터 제공받은 신호에서 수신받은 신호를 검출한다. 여기서, 서로 정보를 교환하는 단말 1과 단말 2의 수신 단은 동일하게 동작한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 수신받기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 10을 참조하면 먼저 상기 수신 단은 1001단계에서 중계국으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 중계국으로부터 신호가 수신되면, 상기 수신 단은 미 도시되었지만 상기 중계국으로부터 제공받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 이후, 상기 수신 단은 상기 기저대역 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변환한다.
이후, 상기 수신 단은 1003단계로 진행하여 상기 중계국으로부터 제공받은 수신신호를 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호로 복호한다. 이때, 상기 수신 단은 상기 수신신호를 상기 콘볼루션 부호로 복호하여 상기 중계국이 전송한 변조 심볼을 생성한다.
상기 변조 심볼을 생성한 후, 상기 수신 단은 1005단계로 진행하여 상기 생성한 변조 심볼과 첫 번째 시간 자원 동안 중계국으로 전송한 변조 심볼을 이용하여 수신받기 위한 신호를 검출한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 상기 생성한 변조 심볼과 첫 번째 시간 자원 동안 중계국으로 전송한 변조 심볼을 합하여 수신받기 위한 신호를 검출한다.
상기 신호를 검출한 후, 상기 수신 단은 1007단계로 진행하여 상기 검출한 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 상기 중계국을 통해 다른 단말이 전송한 신호 의 변조 심볼을 확인한다. 여기서, 상기 수신 단은 상기 수신신호를 복호할 때 사용한 변조 차수와 동일한 변조 차수를 이용하여 모듈로 연산을 수행한다.
상기 변조 심볼을 확인한 후, 상기 수신 단은 1009단계로 진행하여 상기 변조 심볼을 복조하여 다른 단말이 전송한 신호를 확인한다.
이후, 상기 수신 단은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 실시 예에서 중계국은 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼을 콘볼루션 부호로 부호화하여 두 번째 시간 자원 동안 상기 단말 1과 단말 2로 전송한다. 다른 실시 예를 들어 상기 중계국은 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 신호가 링 도메인에서 더해진 신호의 변조 심볼을 이진 신호로 변형하여 두 번째 시간 자원 동안 상기 단말 1과 단말 2로 전송할 수도 있다. 이 경우, 상기 중계국은 하기 도 11에 도시된 바와 같이 동작한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 중계하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 11을 참조하면 먼저 상기 중계국은 1101단계에서 단말 1과 단말 2로부터 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 단말들로부터 신호가 수신되면, 미 도시되었지만 상기 중계국은 상기 단말들로부터 제공받은 신호들이 더해진 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 이후, 상기 중계국은 상기 기저대역 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변환한다.
이후, 상기 중계국은 1103단계로 진행하여 상기 단말 1과 단말 2로부터 수신 된 신호들이 더해진 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드를 생성한다. 예를 들어, 상기 중계국은 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 단말 1과 단말 2로부터 수신된 신호들이 더해진 신호에 대한 부호워드의 경판정 값을 생성한다. 다른 실시 예를 들어, 상기 중계국은 변조 차수를 이용한 모듈로 연산을 통해 상기 단말 1과 단말 2로부터 수신된 신호들이 더해진 신호에 대한 부호워드의 연판정 값을 생성한다.
상기 부호워드를 생성한 후, 상기 중계국은 1105단계로 진행하여 상기 변조 차수를 고려한 콘볼루션 부호를 이용하여 상기 부호워드를 복호한다. 즉, 상기 중계국은 상기 콘볼루션 부호를 이용한 복호를 통해 상기 단말 1과 단말 2로부터 수신된 신호들이 더해진 신호의 변조 심볼을 생성한다.
상기 변조 심볼을 생성한 후, 상기 중계국은 1107단계로 진행하여 상기 변조 심볼을 복조하여 이진 신호를 생성한다.
이후, 상기 중계국은 1109단계로 진행하여 GF(Galois Field)를 통해 생성한 이진 부호를 이용하여 상기 이진 신호를 부호화한다.
상기 이진 신호를 부호화한 후, 상기 중계국은 1111단계로 진행하여 상기 이진 신호를 변조한다.
상기 이진 신호를 변조한 후, 상기 중계국은 1113단계로 진행하여 상기 변조한 이진 신호를 상기 단말 1과 단말 2로 전송한다. 예를 들어, 상기 중계국은 상기 변조한 이진 신호를 역 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역의 신호로 변환한다. 이후, 상기 중계국은 상기 시간 영역의 기저대역 신호를 고주파 신호로 변환하여 안 테나를 통해 상기 단말들로 전송한다.
이후, 상기 중계국은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 구성되는 중계국이 두 번째 시간 자원을 통해 신호를 전송하는 경우, 수신 단은 하기 도 12에 도시된 바와 같이 동작하여 상기 중계국으로부터 제공받은 신호에서 수신받은 신호를 검출한다. 여기서, 서로 정보를 교환하는 단말 1과 단말 2의 수신 단은 동일하게 동작한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 수신받기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 12를 참조하면 먼저 상기 수신 단은 1201단계에서 중계국으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 중계국으로부터 신호가 수신되면, 상기 수신 단은 미 도시되었지만 상기 중계국으로부터 제공받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 이후, 상기 수신 단은 상기 기저대역 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변환한다.
이후, 상기 수신 단은 1203단계로 진행하여 상기 중계국으로부터 제공받은 수신신호를 복조한다.
상기 수신신호를 복조한 후, 상기 수신 단은 1205단계로 진행하여 GF를 통해 생성한 이진 부호를 이용하여 상기 복조한 신호를 복호한다.
이후, 상기 수신 단은 1207단계로 진행하여 상기 복호한 신호를 변조하여 상기 중계국에서 생성했던 상기 단말 1과 단말 2가 전송한 신호들이 더해진 신호의 변조 심볼을 재생성한다.
상기 변조 심볼을 생성한 후, 상기 수신 단은 1209단계로 진행하여 상기 생성한 변조 심볼과 첫 번째 시간 자원 동안 중계국으로 전송한 변조 심볼을 이용하여 수신받기 위한 신호를 검출한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 상기 생성한 변조 심볼과 첫 번째 시간 자원 동안 중계국으로 전송한 변조 심볼을 합하여 수신받기 위한 신호를 검출한다.
상기 신호를 검출한 후, 상기 수신 단은 1211단계로 진행하여 상기 검출한 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 상기 중계국을 통해 다른 단말이 전송한 신호의 변조 심볼을 확인한다. 여기서, 상기 수신 단은 상기 수신신호를 복호할 때 사용한 변조 차수와 동일한 변조 차수를 이용하여 모듈로 연산을 수행한다.
상기 변조 심볼을 확인한 후, 상기 수신 단은 1213단계로 진행하여 상기 변조 심볼을 복조하여 다른 단말이 전송한 신호를 확인한다.
이후, 상기 수신 단은 본 알고리즘을 종료한다.
이하 설명은 상기 무선통신시스템에서 시간 자원의 추가 없이 중계 서비스를 제공하는 경우 성능 변화에 대해 설명한다. 이하 설명에서 상기 무선통신시스템은 4PAM 변조 방식과 1/2의 부호율의 링도메인의 콘볼루션 코드를 사용하는 것으로 가정한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 성능 그래프를 도시하고 있다. 여기서, 가로축은 신호대 잡음비(Eb/No)를 나타내고, 세로축은 심볼당 에 러율(Symbol Error rate)을 나타낸다.
상기 도 13에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템의 노드들이 신호를 순차적으로 전송할 때(1300, 1320)와 상기 노드들 동시에 신호를 전송할 때(1310, 1330)의 성능 변화를 도시한다. 즉, 상기 노드들이 신호를 순차적으로 전송하는 경우, 서로 정보를 교환하기 위한 제 1 노드와 제 2 노드 중 제 1 노드가 중계국으로 신호를 전송할 때 제 2 노드는 아무 정보도 전송하지 않는다. 또한, 상기 노드들이 동시에 신호를 전송하는 경우, 상기 제 1 노드와 제 2 노드는 동일한 시간 자원을 이용하여 상기 중계국으로 신호를 전송한다.
먼저, 채널 부호를 적용하는 경우, 상기 노드들이 신호를 순차적으로 전송할 때(1300) 간섭이 존재하지 않으므로 상기 노드들이 동시에 신호를 전송할 때(1310)보다 에러 발생율이 낮게 나타난다. 다음으로 채널 부호를 적용하지 않는 경우에도 상기 노드들이 신호를 순차적으로 전송할 때(1320) 간섭이 존재하지 않으므로 상기 노드들이 동시에 신호를 전송할 때(1330)보다 에러 발생율이 낮게 나타난다.
하지만, 상기 노드들이 동시에 신호를 전송할 때(1310, 1330) 상기 노드들이 신호를 순차적으로 전송하는 경우(1300, 1320)보다 두 배의 전송량을 가질 수 있으므로 상기 무선통신시스템의 성능이 향상된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 블록 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 신호를 전송하기 위한 송신 단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 신호를 중계하기 위한 중계국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 신호를 수신받기 위한 수신 단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 중계하기 위한 중계국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 수신받기 위한 수신 단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 중계하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 수신받기 위 한 절차를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 중계하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 신호를 수신받기 위한 절차를 도시하는 도면, 및
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 성능 그래프를 도시하는 도면.

Claims (26)

  1. 중계 서비스를 사용하는 무선통신시스템의 송신 장치에 있어서,
    변조 차수에 따라 전송 신호를 변조하는 변조기와,
    링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 상기 변조기로부터 제공받은 변조 심볼을 부호화하는 부호기와,
    상기 부호기로부터 제공받은 신호를 중계국으로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부호기는, 콘볼루션 부호화, 터보 부호화, LDPC(Low Density Parity Check) 부호화 중 어느 하나의 부호화를 위한 링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호로 상기 변조기로부터 제공받은 변조 심볼을 부호화하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 송신부는,
    역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 상기 부호기 로부터 제공받은 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기와,
    상기 시간 영역의 신호를 고주파(RF : Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 중계국으로 전송하는 RF 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 부호기로부터 제공받은 신호를 중계국과의 채널에 대한 역 채널로 선부호화하여 상기 송신부로 제공하는 선부호기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 송신부는,
    역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 상기 선부호기로부터 제공받은 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기와,
    상기 시간 영역의 신호를 고주파(RF : Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 중계국으로 전송하는 RF 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징 으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 변조기는, 상기 중계국과의 채널 정보에 따라 결정된 변조 차수를 이용하여 전송 신호를 변조하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 중계 서비스를 사용하는 무선통신시스템의 중계 장치에 있어서,
    적어도 두 개의 송신 단들이 전송한 신호들이 합해진 신호를 수신받은 수신부와,
    상기 수신 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드를 생성하는 부호워드 생성기와,
    상기 부호워드를 링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 복호하여 상기 신호들이 합해진 신호의 변조 심볼을 생성하는 복호기와,
    상기 변조 심볼을 상기 송신 단들로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7에 있어서,
    상기 수신부는,
    안테나를 통해 수신된 적어도 두 개의 송신 단들이 전송한 신호들이 링 도메인에서 합해진 고주파(RF : Radio Frequency) 신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF 처리부와,
    고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 상기 기저대역 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 부호워드 생성기는, 상기 수신 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드의 경판정(Hard Decision) 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 부호워드 생성기는, 상기 수신 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드의 연 판정(Soft Decision) 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 부호워드 생성기는, 각각의 심볼마다 적어도 두 개의 연판정 값을 생성하여 각각의 연판정 값들의 합을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 부호워드 생성기는, 하기 <수학식 3>과 같이 연판정 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008023951473-PAT00017
    여기서, 상기 x는 모듈로 연산을 통해 생성한 심볼들 중 어느 하나의 심볼, 상기 Es는 수신신호의 세기, 상기 No는 잡음의 세기, 상기 xi max는 수신 신호의 심볼이 가질 수 있는 값(xR)들에 대해 변조 차수로 모듈로 연산할 때 i가 되는 심볼 값들 중 수신신호에 가장 가까운 값을 나타냄.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 송신부는
    역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 상기 변조 심 볼을 시간 영역의 신호로 변환하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기와,
    상기 시간 영역의 신호를 고주파(RF : Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 송신 단들로 전송하는 RF 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 중계 서비스를 사용하는 무선통신시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 방법에 있어서,
    전송 신호를 변조 차수에 따라 변조하는 과정과,
    링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 상기 변조를 통해 생성한 변조 심볼을 부호화하는 과정과,
    상기 부호화된 변조 심볼을 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 변조 차수는, 상기 중계국과의 채널 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 콘볼루션 부호는, 콘볼루션 부호화, 터보 부호화, LDPC(Low Density Parity Check) 부호화 중 어느 하나의 부호화를 위한 링도메인의 부호인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 중계국으로 전송하는 과정은,
    역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 상기 부호기로부터 제공받은 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 과정과,
    상기 시간 영역의 신호를 고주파(RF : Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 부호화된 신호를 상기 중계국과의 채널에 대한 역 채널로 선부호화하는 과정과,
    상기 선부호화한 신호를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 중계국으로 전송하는 과정은,
    역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 상기 선부호화된 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 과정과,
    상기 시간 영역의 신호를 고주파(RF : Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 중계 서비스를 사용하는 무선통신시스템의 중계국에서 신호를 중계하기 위한 방법에 있어서,
    적어도 두 개의 송신 단들이 전송한 신호들이 합해진 신호가 수신되는 경우, 상기 수신 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드를 생성하는 과정과,
    상기 부호워드를 링도메인(Ring Domain)의 콘볼루션 부호(Convolutin code)로 복호하여 상기 신호들이 합해진 신호의 변조 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 변조 심볼을 상기 송신 단들로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 신호가 수신되는 경우, 안테나를 통해 수신된 적어도 두 개의 송신 단들이 전송한 신호들이 링 도메인에서 합해진 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 과정과,
    고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 상기 기저대역 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 과정을 더 포함하여,
    상기 부호워드를 생성하는 과정은, 주파수 영역의 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 상기 부호워드를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 부호워드를 생성하는 과정은, 상기 수신 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드의 경판정(Hard Decision) 값을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 부호워드를 생성하는 과정은, 상기 수신 신호를 변조 차수로 모듈로 연산하여 부호워드의 연 판정(Soft Decision) 값을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 연판정 값을 생성하는 과정은,
    각각의 심볼마다 적어도 두 개의 연판정 값을 생성하는 과정과
    상기 생성한 연판정 값들의 합을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 연판정 값은, 하기 <수학식 4>와 같이 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008023951473-PAT00018
    여기서, 상기 x는 모듈로 연산을 통해 생성한 심볼들 중 어느 하나의 심볼, 상기 Es는 수신신호의 세기, 상기 No는 잡음의 세기, 상기 xi max는 수신 신호의 심볼이 가질 수 있는 값(xR)들에 대해 변조 차수로 모듈로 연산할 때 i가 되는 심볼 값들 중 수신신호에 가장 가까운 값을 나타냄.
  26. 제 20항에 있어서,
    상기 송신 단들로 전송하는 과정은,
    역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 상기 변조 심볼을 시간 영역의 신호로 변환하는 과정과,
    상기 시간 영역의 신호를 고주파(RF : Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 상기 송신 단들로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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