KR20100064322A - 송신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

송신 장치는 송신하고자 하는 데이터를 정해진 변조 방식에 의해 변조한 데이터 심볼이 할당될 데이터 부반송파 대역 외의 좌우 양쪽 대역에 할당한 간섭 제거 반송파로 보낼 간섭 제거 신호를 생성한다. 또한, 송신 장치는 좌우 양쪽 대역의 전력 레벨이 최소가 되도록 하는 바이너리 코드와 간섭 제거 반송파의 크기를 결정한 후에, 데이터 부반송파에 매핑될 바이너리 코드가 곱해진 데이터 심볼 및 간섭 제거 부반송파에 매핑될 간섭 제거 신호들을 역고속 푸리에 변환하여 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 생성한 후 이를 수신 장치로 전송한다.
Figure P1020090086515
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), 인접 채널, 간섭, 제거, 반송파

Description

송신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING}
본 발명은 송신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 인접 채널의 간섭 제거를 위한 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식은 유무선 채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식으로 최근 활발히 연구되고 있다. OFDM 방식에서는 상호 직교성을 갖는 복수의 반송파를 사용하므로 주파수 이용 효율을 높일 수 있다.
그러나, OFDM 변조 방식은 대역 외(out-band)에 많은 간섭을 준다. 따라서, 대역 외(out-band)로의 간섭을 줄이기 위해 주로 보호 대역(Guard band)과 같이 반송파를 사용하지 않는 대역을 두고 있다. 이러한 보호 대역(Guard band)은 시스템마다 다르지만 전체 대역의 10~40% 정도를 차지하고 있으며, 결과적으로 상당히 많은 주파수 자원이 쓰이지 않고 낭비되고 있으므로, 전체 시스템 주파수 이용 효율을 저하되는 요인으로 작용되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전체 시스템 주파수 이용 효율을 향상시킬 수 있는 송신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 송신 장치에서 데이터를 송신하는 방법이 제공된다. 이 송신 방법에 따르면, 바이너리 코드 집합 중에서 상기 데이터가 정해진 변조 방식에 의해 변조된 병렬의 데이터 심볼에 곱할 바이너리 코드를 결정하는 단계, 상기 병렬의 데이터 심볼을 전송할 데이터 부반송파가 할당되어 있는 유효 대역폭의 양 끝 대역에 할당되어 있는 간섭 제거 부반송파의 크기를 결정하는 단계, 상기 간섭 제거 부반송파에 매핑할 신호를 생성하는 단계, 선택한 상기 바이너리 코드가 상기 병렬의 데이터 심볼에 곱해진 신호와 상기 간섭 제거 신호를 역고속 푸리에 변환하여 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 OFDM 신호를 수신 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 데이터를 송신하는 송신 장치가 제공된다. 송신 장치는 변조부, 간섭 제어부, 바이너리 코드 곱셈부, 그리고 역고속 푸리에 변환부를 포함한다. 변조부는 상기 데이터를 정해진 변조 방식에 의해 변조하여 데이터 심볼을 출력한다. 간섭 제어부는 상기 데이터 심볼을 전송할 데이터 부반송파가 할당되어 있는 유효 대역 외의 대역에 간섭 제거 신호를 전송할 간섭 제거 반송파를 할당하고, 상기 간섭 제거 반송파의 크기 및 바이너리 코드 집합 중에서 상기 데이터 심볼에 곱할 바이너리 코드를 결정한다. 바이너리 코드 곱셈부는 상기 간섭 제거 반송파에 매핑될 간섭 제거 신호와 상기 결정한 바이너리 코드를 상기 데이터 심볼에 곱한 신호를 각각 출력한다. 그리고 역고속 푸리에 변환부는 상기 데이터 심볼에 상기 바이너리 코드가 곱해진 신호와 상기 간섭 제거 신호를 각각 입력으로 하여 역고속 푸리에 변환하여 OFDM 신호를 생성하고, 생성한 OFDM 신호를 수신 장치로 전송한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자가 사용하지 않는 대역의 간섭을 줄일 수 있으며, 이로 인해 사용자가 사용하지 않는 대역을 무선인지 통신(Cognitive Radio)을 이용하는 다른 사용자가 사용할 수 있으므로, 전체 시스템 주파수 효율을 증대시킬 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리 하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 주파수 영역 상에서 부반송파를 할당한 실시 예를 나타낸 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치에서 데이터를 송신하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치(100)는 직/병렬 변환부(110), 변조부(120), 간섭 제어부(130), 바이너리 코드 곱셈부(140), 역고속푸리에 변환부(150), 병/직렬 변환부(160) 및 순환전치 삽입부(170)를 포함한다.
직/병렬 변환부(110)는 전송하고자 하는 데이터 시퀀스를 유효 대역폭(effective bandwidth) 내의 부채널의 수만큼 병렬화하여 출력한다(S310).
변조부(120)는 직/병렬 변환부(100)로부터 변환된 병렬 데이터를 정해진 변조 방식으로 변조한 데이터 심볼(d-N/2, …, d(N/2)-1)을 출력한다(S320). 여기서, dk는 k번째 부반송파로 보낼 데이터를 의미하며, N은 유효 대역폭에 할당된 부반송파의 개수를 나타낸다. 이때, 변조 방식으로 BPSK, QPSK, 16QAM 및 64QAM 등이 사용되어질 수 있다.
간섭 제어부(140)는 전체 대역폭에서 데이터 심볼(d-N/2, …, d(N/2)-1)이 할당 된 부반송파 대역 즉, 유효 대역폭 외의 좌우 양쪽 대역에 할당할 부반송파(이하, "간섭 제거 반송파"라 함)로 보낼 간섭 제거 신호를 생성하고(S330), 간섭 제거 반송파의 크기(g1, …, gM)와 바이너리 코드(b-N/2, …, b(N/2)-1)를 결정한다(S340).
바이너리 코드 곱셈부(140)는 바이너리 코드의 집합 중에서 간섭 제어부(130)에서 결정한 바이너리 코드(b-N/2, …, b(N/2)-1)를 변조부(120)로부터 출력되는 데이터 심볼(d-N/2, …, d(N/2)-1)에 각각 곱한다(S350).
또한, 바이너리 코드 곱셈부(140)는 유효 대역폭 내의 각 부채널에 할당되는 부반송파 및 간섭 제거 반송파에 각각 매핑될 바이너리 코드(b-N/2, …, b(N/2)-1)가 곱해진 신호(b-N/2d-N/2, …, b(N/2)-1d(N/2)-1) 및 간섭 제거 신호들을 역고속 푸리에 변환부(150)로 출력한다.
도 2를 참고하면, 유효 대역폭 내에는 데이터 심볼(d-N/2, …, d(N/2)-1)의 전송에 사용되는 N개의 부반송파가 할당되어 있으며, 유효 대역폭의 양쪽 대역에 각각 간섭 제거 신호의 전송에 사용되는 M/2 개의 간섭 제거 부반송파가 할당되어 있다. 이와 같이 할당되어 있는 간섭 제거 부반송파에 간섭 제어부(140)에서 결정한 간섭 제거 부반송파의 크기에 해당하는 값을 곱하면, 간섭 제거 신호가 생성될 수 있다.
다시, 도 1을 보면, 역고속푸리에 변환부(150)는 유효 대역폭 내의 각 부채널에 할당되는 부반송파 및 간섭 제거 반송파에 매핑될 신호들을 역고속 푸리에 변환하여 시간 영역의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 출 력한다(S360).
OFDM 신호는 시간 영역에서 심볼 주기 길이의 구형파 윈도우를 곱한 형태이므로 각 부채널에서의 전송 스펙트럼은 sinc 함수로 표현될 수 있다. 이때, 인접 부반송파의 간격을 심볼 주기의 역수의 정수배로 설정하면 모든 부반송파 사이의 직교조건이 만족된다. 이러한 sinc 함수는 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112009056425094-PAT00001
간섭 제거 부반송파는 유효 대역폭 내의 sinc 함수의 합으로 생긴 파형과 가장 비슷하게 생긴 sinc 함수를 만들어 극성을 반대로 하여 외부로의 에너지 방사를 줄이기 위한 것이다.
OFDM 신호 중 하나의 부반송파를 주파수 영역에서 보면, sinc 함수에 바이너리 코드를 곱한 형태로 나타나므로, 송신하고자 하는 데이터에 바이너리 코드가 곱해지고 또한 간섭 제거 신호가 적용된 OFDM 신호[S(t)]는 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009056425094-PAT00002
여기서, ts≤t≤ts+T이다. ts는 OFDM 심볼의 길이이고, T는 OFDM 심볼의 주기이다. 또한, Ns=N+M으로, 부반송파의 개수를 나타낸다.
이때, 바이너리 코드와 간섭 제거 반송파의 크기는 유효 대역폭 외의 대역의 전력 레벨이 최소로 되도록 수학식 3과 같이 결정될 수 있다.
Figure 112009056425094-PAT00003
수학식 3에서, Cm은 m번째 부반송파를 나타내고, dn은 데이터 심볼을 나타낸다. N은 데이터 심볼의 개수를 나타내고 M은 간섭 제거 반송파의 개수를 나타낸다. bk,n은 바이너리 코드로서, k는 바이너리 코드의 종류를 나타내고 n은 바이너리 코드 벡터에서 각 부반송파에 곱할 인덱스를 나타낸다. g는 간섭 제거 부반송파의 크기를 나타내며, sinc(x)는 부채널의 스펙트럼을 나타낸다.
병/직렬 변환부(160)는 역고속푸리에 변환부(150)로부터 출력된 시간 영역의 OFDM 신호[s(t)]를 직렬 신호로 변환하여 출력한다(S370).
순환전치 삽입부(170)는 직렬 신호로 변환된 OFDM 신호 앞에 순환 전치(Cyclic prefix)를 추가하여 수신 장치로 전송한다(S380).
이와 같이 하면, 유효 대역폭 외의 대역에서 간섭이 현저하게 줄어들며, 이에 따라 무선인지 통신을 이용하는 다른 사용자가 유효 대역폭 외의 대역을 사용할 수가 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 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 권리 범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 주파수 영역 상에서 부반송파를 할당한 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치에서 데이터를 송신하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

Claims (5)

  1. 송신 장치에서 데이터를 송신하는 방법에 있어서,
    바이너리 코드 집합 중에서 상기 데이터가 정해진 변조 방식에 의해 변조된 병렬의 데이터 심볼에 곱할 바이너리 코드를 결정하는 단계,
    상기 병렬의 데이터 심볼을 전송할 데이터 부반송파가 할당되어 있는 유효 대역폭의 양 끝 대역에 할당되어 있는 간섭 제거 부반송파의 크기를 결정하는 단계,
    상기 간섭 제거 부반송파에 매핑할 신호를 생성하는 단계,
    선택한 상기 바이너리 코드가 상기 병렬의 데이터 심볼에 곱해진 신호와 상기 간섭 제거 신호를 역고속 푸리에 변환하여 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 OFDM 신호를 수신 장치로 송신하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이너리 코드 및 상기 간섭 제거 반송파의 크기는 각각 상기 유효 대역폭의 양 끝 대역에서의 전력 레벨이 최소가 되도록 하는 값으로 결정되는 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신하는 단계는,
    상기 OFDM 신호를 직렬 신호로 변환한 후 순환 전치(Cyclic prefix)를 추가하는 단계를 포함하는 송신 방법.
  4. 데이터를 송신하는 송신 장치에 있어서,
    상기 데이터를 정해진 변조 방식에 의해 변조하여 데이터 심볼을 출력하는 변조부,
    상기 데이터 심볼을 전송할 데이터 부반송파가 할당되어 있는 유효 대역 외의 대역에 간섭 제거 신호를 전송할 간섭 제거 반송파를 할당하고, 상기 간섭 제거 반송파의 크기 및 바이너리 코드 집합 중에서 상기 데이터 심볼에 곱할 바이너리 코드를 결정하는 간섭 제어부,
    상기 간섭 제거 반송파에 매핑될 간섭 제거 신호와 바이너리 코드 집합에서 바이너리 코드를 상기 데이터 심볼에 곱한 신호를 각각 출력하는 바이너리 코드 곱셈부, 그리고
    상기 데이터 심볼에 상기 바이너리 코드가 곱해진 신호와 상기 간섭 제거 신호를 각각 입력으로 하여 역고속 푸리에 변환하여 OFDM 신호를 생성하고, 생성한 OFDM 신호를 수신 장치로 전송하는 역고속 푸리에 변환부
    를 포함하는 송신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 간섭 제어부는,
    상기 유효 대역 외의 대역에서의 전력 레벨이 최소가 되도록 상기 바이너리 코드와 상기 간섭 제거 반송파의 크기를 결정하는 송신 장치.
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