KR20110036929A - Ｏｆｄｍ 신호의 ｐａｐｒ을 감소시키기 위한 방법들 및 시스템들 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 특정 실시예들은 싱글 캐리어 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 시스템에서 전송 신호의 PAPR(peak-to-average power ratio)의 감소를 위한 방법 및 장치를 제공한다. 방법은 시간 도메인 신호의 치환, 및/또는 주파수 도메인 신호의 치환 또는 유니타리 매트릭스에 의해 변환되는 신호의 치환을 이용할 수 있다. 장치는 M-포인트 DFT 또는 소정의 다른 M×M 유니타리 매트릭스, N-포인트 IDFT, 보간 및 주파수 변환 유니트들, 및 M×M 크기의 상이한 치환 매트릭스들의 쌍을 포함할 수 있으며, M은 N보다 이하일 수 있다.

Description

ＯＦＤＭ 신호의 ＰＡＰＲ을 감소시키기 위한 방법들 및 시스템들{METHODS AND SYSTEMS FOR REDUCING PAPR OF AN OFDM SIGNAL}
[0001] 본 발명은 일반적으로 무선 통신들에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 신호의 PAPR(peak-to-average power ratio)을 감소시키는 것에 관한 것이다.
[0002] 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)은 주파수 대역(이를 테면, 시스템-대역폭)을 다수의(N) 직교 서브대역들로 분할(partition)하는 멀티-캐리어 멀티플렉싱 방식이다. 또한, 이러한 서브대역들은 톤들, 서브캐리어들, 빈들 등으로도 불린다. OFDM을 이용하여, 각각의 서브대역은 데이터와 독립적으로 변조될 수 있는 각각의 서브캐리어와 연관된다.
[0003] OFDM은 다중경로 효과들에 대한 높은 스펙트럼 효율 및 강건성(robustness)과 같은 특정한 원하는 특성들을 포함한다. 그러나, OFDM이 갖는 주요한 단점은 높은 PAPR에 있으며, 이는 OFDM 파형의 피크 전력 대 평균 전력의 비가 높을 수 있다는 것을 의미한다. OFDM 파형에 대한 높은 PAPR은 모든 서브캐리어들이 데이터로 독립적으로 변조될 때 모든 서브캐리어들의 가능한 동상(in-phase) 부가로 인해 야기된다. 사실상, 피크 전력이 평균 전력의 N배 까지 클 수 있다는 것을 알 수 있다.
[0004] OFDM 파형에 대한 높은 PAPR은 바람직하지 못하며 이는 성능을 경감시킬 수 있다. 예를 들어, OFDM 파형에서의 큰 피크들은 송신기에서의 전력 증폭기가 매우 비선형적인(non-linear) 영역 또는 혹은 클립(clip)에서 동작하게 할 수 있게 하여, 신호 품질을 경감시킬 수 있는 상호변조(intermodulation), 왜곡(distortion) 및 다른 인위적결과들(artifacts)이 야기될 수 있다. 경감된 신호 품질은 채널 추정, 데이터 검출 등에 대한 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
[0005] 따라서, 양호한 성능을 제공하며 높은 PAPR을 갖지 않는 전송 방식이 업계에서 요구되고 있다.
[0006] 특정 실시예들은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법을 제공한다. 일반적으로, 방법은 샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대해 변조된 심볼들의 직렬 대 병렬 변환(serial to parallel conversion)을 수행하는 단계, 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들의 제 1 시퀀스에 대한 시간-대-주파수 변환(time-to-frequency transformation)을 수행하는 단계, 및 전송을 위해 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 시간-대-주파수 변환은 샘플들에 대한 치환된(permuted) 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환(permutation)을 수행하는 단계, 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 치환된 시퀀스상에서서 유니타리 매트릭스(unitary matrix)를 수반하는 변환(transformation)을 수행하는 단계, 및 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하는 단계를 포함한다.
[0007] 특정 실시예들은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 사용하는 무선 통신들을 위한 송신기를 제공한다. 일반적으로, 송신기는 샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대해 변조된 심볼들의 직렬 대 병렬 변환을 수행하기 위한 로직, 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 로직, 및 전송을 위해 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 로직을 포함하며, 상기 시간-대-주파수 변환은 샘플들에 대한 치환된 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환을 수행하는 단계, 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스를 수반하는 변환을 수행하는 단계, 및 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하는 단계를 포함한다.
[0008] 특정 실시예들은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 사용하는 무선 통신들을 위한 장치를 제공한다. 일반적으로, 장치는 샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대한 변조된 심볼들에 대해 직렬 대 병렬 변환을 수행하기 위한 수단, 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 수단, 및 전송을 위해 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 수단을 포함하며, 상기 시간-대-주파수 변환은 샘플들에 대한 치환된 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환을 수행하는 단계, 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스를 수반하는 변환을 수행하는 단계, 및 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하는 단계를 포함한다.
[0009] 특정 실시예들은 직교 주파수 분할 멀티프렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체를 제공한다. 프로세서에 의해 실행될 때, 프로그램은 샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대해 변조된 심볼들의 직렬 대 병렬 변환(serial to parallel conversion)을 수행하는 단계, 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들의 제 1 시퀀스에 대한 시간-대-주파수 변환(time-to-frequency transformation)을 수행하는 단계, 그리고 전송을 위해 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하는 단계를 포함하는 동작들을 수행하며, 상기 시간-대-주파수 변환은 샘플들에 대한 치환된(permuted) 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환(permutation)을 수행하는 단계, 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 치환된 시퀀스상에서서 유니타리 매트릭스(unitary matrix)를 수반하는 변환(transformation)을 수행하는 단계, 및 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하는 단계를 포함한다.
[0010] 특정 실시예들은 명령들의 세트가 저장된 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하며 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 전송을 위해 데이터를 처리하기 위한 컴퓨터-프로그램 물건을 제공하며, 상기 명령들의 세트는 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행가능하다. 명령들의 세트는 샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대한 변조된 심볼들에 대해 직렬 대 병렬 변환을 수행하기 위한 명령들, 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 명령들, 및 전송을 위해 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 명령들을 포함할 수 있다. 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 명령들은 샘플들에 대한 치환된 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환을 수행하기 위한 명령들, 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스를 수반하는 변환을 수행하기 위한 명령들, 및 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하기 위한 명령들을 포함할 수 있다.
[0011] 앞서 언급된 본 발명의 특징들이 보다 상세하게 이해될 수 있도록, 앞서 간략히 요약된 본 발명에 대한 상세한 설명은 첨부되는 도면들에 일부가 예시되는 실시예들을 참조로 이루어질 수 있다. 그러나, 첨부되는 도면들은 단지 본 발명에 대한 특정한 전형적 실시예들을 도시하는 것으로 본 발명의 범주를 제한하고자 의도된 것이 아님을 주목해야 하며, 본 발명에 대한 설명은 다른 등가적인 유효 실시예들에도 허용될 수 있다.
[0012] 도 1은 무선 통신 시스템을 예시한다;
[0013] 도 2는 SC-FDMA에 따른 OFDMA 신호 생성기의 블록 다이어그램을 예시한다;
[0014] 도 3은 SC-FDMA에 따른 OFDMA 신호를 생성하기 위한 예시적인 동작들을 예시한다;
[0015] 도 3a는 도 3에 예시된 동작들을 수행할 수 있는 예시적 콤포넌트들을 예시한다;
[0016] 도 4는 싱글 캐리어 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA)에 따라 감소된 PAPR로 주기적으로 치환된(CyP) OFDMA 신호를 생성하기 위한 예시적 동작들을 예시한다;
[0017] 도 4a는 도 4에 예시된 동작들을 수행할 수 있는 예시적 콤포넌트들을 예시한다;
[0018] 도 5는 본 발명의 특정 실시예들에 따른 예시적 CyP OFDMA 신호 생성기의 블록 다이어그램을 예시한다;
[0019] 도 6은 본 발명의 특정 실시예들에 따라 이용될 수 있는 M×K 크기의 예시적인 방데르몽드(Vandermonde) 유니타리 매트릭스를 예시한다;
[0020] 도 7은 본 발명의 특정 실시예들에서 이용될 수 있는 예시적인 베이스라인 주기적 치환 매트릭스(cyclic permutation matrix)를 예시한다;
[0021] 도 8은 본 발명의 특정 실시예들에 따른 PAPR의 감소 결과들을 시뮬레이션하기 위한 예시적 구성들을 예시하는 테이블을 예시한다;
[0022] 도 9는 상이한 시뮬레이션 구성들에 대한 예시적 PAPR 측정 결과들을 요약하는 테이블을 예시한다;
[0023] 도 10은 1024-포인트 IDFT 및 BPSK 변조를 이용하는 OFDM, SC-FDMA 및 CyP-OFDMA 시스템들에서 예시적 PAPR 성능에 대한 그래프를 예시한다;
[0024] 도 11은 64-포인트 IDFT 및 BPSK 변조를 이용하는 OFDM, SC-FDMA 및 CyP-OFDMA 시스템들에서 예시적 PAPR 성능에 대한 그래프를 예시한다;
[0025] 도 12는 64-포인트 IDFT 또는 1024-포인트 IDFT 및 BPSK 변조를 이용하는 OFDM, SC-FDMA 및 CyP-OFDMA 시스템들에서 예시적 PAPR 성능에 대한 그래프를 예시한다
[0026] 본 발명에서 사용되는 "예시적(exemplary)"이란 단어는 일례, 예증 또는 예시로 작용하는"을 의미한다. "예시적"으로 본 발명에 개시되는 임의의 실시예가 반드시 다른 실시예들에 비해 선호되는 또는 바람직한 것으로 해석되는 것은 아니다.
[0027] 도 1은 다수의 기지국들(110) 및 다수의 단말들(120)을 갖는 무선 통신 시스템(100)을 도시한다. 일반적으로, 기지국은 단말들과 통신하는 고정국(fixed station)이며 액세스 포인트, 노드 B 또는 소정의 다른 용어로도 불릴 수 있다. 각각의 기지국(110)은 특정한 지리적 구역(102)에 대한 통신 커버리지를 제공한다. "셀(cell)"이란 용어는 기지국 및/또는 상기 용어가 사용되는 문맥에 따라 기지국의 커버리지 구역으로 간주될 수 있다. 시스템 용량을 개선하기 위해, 기지국 커버리지 구역은 다수의 작은 구역들, 이를 테면 3개의 작은 구역들(104a, 104b, 104c)로 분할될 수 있다. 이러한 작은 구역들은 기지국에 대해 다수의 안테나들에 의해 형성되는 상이한 안테나 빔들로 정의된다. 각각의 작은 구역은 각각의 BTS(base transceiver subsystem)에 의해 서빙된다. "섹터(sector)"란 용어는 BTS 및/또는 상기 용어가 사용되는 문맥에 따라 BTS의 커버리지 구역으로 간주될 수 있다. 섹터화된(sectorized) 셀에 대해, 셀의 모든 섹터들에 대한 BTS들은 통상적으로 셀에 대한 기지국내에 공동-위치된다(co-located).
[0028] 통상적으로, 단말들(120)은 시스템에 거쳐 분산되며, 각각의 단말은 고정형 또는 이동형일 수 있다. 또한 단말은 이동국, 사용자 장비 또는 소저의 다른 용어로도 불릴 수 있다. 단말은 무선 디바이스, 셀룰러 전화, PDA, 무선 모뎀 카드 등일 수 있다. 각각의 단말은 임의의 주어진 순간에 순방향 링크 및 역방향 링크를 통해 하나 또는 어쩌면 다수의 기지국들과 통신할 수 있다. 순방향 링크(또는 다운링크)는 기지국들로부터 단말들로의 통신 링크로 간주되며, 역방향 링크(또는 업링크)는 단말들로부터 기지국들로의 통신 링크로 간주된다. 간명화를 위해, 도 1은 단지 역방량 링크를 통한 단말들로부터의 전송들만을 도시한다.
[0029] 일부 실시예들에서, 시스템 제어기(130)는 기지국들(110)과 연결되며 이러한 기지국들에 대한 조정 및 제어를 제공한다. 분산형 아키텍처에 대해, 기지국들은 필요에 따라 서로 통신할 수 있다.
[0030] 시스템(100)은 싱글-캐리어 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA), 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 및/또는 소정의 다른 멀티플렉싱 방식을 이용할 수 있다. SC-FDMA는 주파수 대역에 걸쳐 분포되는 서브대역들을 통해 데이터를 전송하는 인터리빙된 FDMA(IFDMA), 인접한 서브대역들의 그룹을 통해 데이터를 전송하는 로컬화된 FDMA(LFDMA), 및 인접한 서브대역들의 다수의 그룹들을 통해 데이터를 전송하는 강화된 FDMA(EFDMA)를 포함한다. IFDMA는 분산형 FDMA로도 불리며, LFDMA는 협대역 FDMA, 클래식(classical) FDMA, 및 FDMA로도 불린다. OFDMA는 OFDM를 이용한다. 변조 심볼들은 IFDMA, LFDMA 및 EFDMA을 이용하는 시간 도메인 및 OFDM를 이용하는 주파수 도메인에서 전송된다. 일반적으로, 시스템(100)은 순방향 링크 및 역방향 링크에 대한 하나 이상의 멀티플렉싱 방식들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 (1) 순방향 링크 및 역방향 링크 모두에 대한 SC-FDMA(이를 테면, IFDMA, LFDMA 또는 EFDMA), (2) 하나의 링크에 대한 SC-FDMA(이를 테면, EFDMA)의 하나의 버전 및 다른 링크에 대한 SC-FDMA(이를 테면, IFDMA)의 또 다른 버전, (3) 역방향 링크에 대한 SC-FDMA 및 순방향 링크에 대한 OFDMA, 또는 (4) 멀티플렉싱 방식들에 대한 소정의 다른 조합을 이용할 수 있다. 원하는 성능을 달성하기 위해, SC-FDMA, OFDMA, 및/또는 소정의 다른 멀티플렉싱 방식, 또는 이들의 조합이 각각의 링크에 대해 이용될 수 있다. 예를 들어, SC-FDMA 및 OFDMA가 제시된(given) 링크에 대해 이용될 수 있으며, SC-FDMA가 일부 서브대역들에 대해 이용되며 다른 서브대역들에 OFDMA가 이용된다. 낮은 PAPR을 달성하고 단말들에 대한 전력 증폭기 요구조건들을 완화시키기 위해 역방향 링크상에서 SC-FDMA를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 잠재적으로 보다 높은 시스템 용량을 달성하기 위해 순방향 링크상에서 OFDMA를 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
[0031] 일반적 OFDM 송신기에서, 입력 데이터
Figure pct00001
는 단일 OFDM 심볼 기간(period) 내에서 전송된다. 직렬/병렬 변환, N-포인트 역 이산 퓨리에 변환(N-IDFT) 및 병렬/직렬 변환 이후, 입력 데이터는 하기의 이산 시간 시퀀스로 변환된다:
Figure pct00002
여기서,
Figure pct00003
는 회전 계수(rotation factor)이다.
[0032] 식(1)로부터 얻어진 이산 시간 시퀀스
Figure pct00004
는 아날로그 신호
Figure pct00005
를 얻기 위해 주기적 프리픽스 삽입(cyclic prefix insertion) 및 디지털-대-아날로그 변환을 거친다. 다음 아날로그 신호는 IQ 변조, 상향 변환(up conversion), 및 전력 증폭을 포함하는 추가의 프로세싱을 위해 무선 주파수(RF) 프론트 엔드(front end)로 전송된다. 아날로그 신호
Figure pct00006
의 PAPR은 (dB 단위로)
Figure pct00007
로 정의될 수 있으며, 여기서 T는 샘플
Figure pct00008
에 대한 시간 지속기간(duration)이며,
Figure pct00009
는 OFDM 블록에 대한 시간 지속기간이며,
Figure pct00010
는 인접한 서브캐리어들 간의 주파수 공간을 나타낸다.
[0033] 통상적으로 아날로그 신호
Figure pct00011
의 PAPR는 대응하는 이산 시간 시퀀스
Figure pct00012
의 PAPR 보다 높은 수 dB 단위(units)이며
Figure pct00013
의 PAPR에 근접하고, 여기서
Figure pct00014
는
Figure pct00015
의 L배의 오버샘플링에 의해 얻어진 시퀀스를 나타낸다. 따라서, 아날로그 신호
Figure pct00016
의 PAPR은 하기와 같이 이산 시간 시퀀스
Figure pct00017
를 사용함으로써 근사될 수 있다:
Figure pct00018
여기서, 는 기대 연산(expectation operation)이다.
Figure pct00020
인 경우 근사치는 충분히 정확하다.
[0034] 멀티캐리어 통신 시스템들의 주요 단점들 중 하나는 변조된 신호의 높은 PAPR에 있다. 높은 PAPR을 갖는 변조된 신호가 RF 프론트 엔드를 통과할 때, RF 전력 증폭기의 비선형성으로 인해 신호가 왜곡될 수 있다. 전력 증폭기의 비선형성은 비트 에러율(BER)의 증가를 유도하는 대역내(in-band) 신호 왜곡 뿐만 아니라, 인접한 채널들의 간섭을 유도하는 대역외(out-of-band) 방사를 야기시킬 수 있다. 이러한 문제점에 대한 단도직입적 해결책은 보다 큰 선형 영역을 갖는 RF 증폭기를 이용하는 것이다. 그러나, 앞서 언급된 해결책은 전력 효율성 감소, 높은 전력 소모 및 높은 제조 비용을 유도한다.
[0035] PAPR를 감소시키기 위해, 다양한 방법들이 이용될 수 있으며, 이를 테면 OFDM형 SC-FDMA, 오프셋 DFT-S-OFDM(DFT spread OFDM) 및 프리코딩된 DFT-S-OFDM의 변형들이 제공된다. OFDM 신호 생성을 변조시키는 이러한 방법들에서, 전송 신호의 PAPR 특성들(characteristics)은 주파수 도메인에서 서브캐리어들로 데이터를 맵핑하기 이전에 DFT에 의해 전송 데이터 벡터를 스프레딩하는(spreading) 방식으로 강화된다. OFDM 신호 생성을 변조시키는 방법들에서, DFT에 의해 신호가 스프레딩되는 것은 공통적이다. 특히, 서브캐리어들에 의해 맵핑된 데이터 신호는 최종 전송 단계에서 IDFT에 의해 수행되기 때문에, 피크 전력들을 갖는 신호들의 기여도(contribution)는 최종 전송 신호의 전력 편차(variation)를 감소시키도록 상쇄될 수 있다.
[0036] 도 2는 OFDM 신호 생성을 위한 예시적 콤포넌트들에 대한 블록 다이어그램을 예시한다. 예시된 콤포넌트들은 제안된 표준들 또는 다양한 상이한 표준들을 따르는 시스템들에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에 대해, 예시된 콤포넌트들은 3-세대 파트너쉽 프로젝트 롱 텀 에볼루션(3GPP-LTE) SC-FDMA 시스템의 전송을 역방향 링크에서 지원할 수 있다.
[0037] 도 2를 참조로, 직렬-대-병렬 변환 유니트(210)는 직렬로 입력된 데이터 심볼을 병렬 신호로 변환한다. 유니트(220)는 예를 들어, OFDM 신호를 생성하는 이산 퓨리에 변환(DFT)를 이용하여, 병렬화된 데이터 심볼상에서 시간-대-주파수 변환(또는 스프레딩)을 수행한다. 식(4)는 M×M 크기의 DFT 매트릭스를 이용하여 병렬 신호를 스프레딩하는 방법을 표시한다.
Figure pct00021
식(4)에서, M은 OFDM 신호에 제공되는 서브캐리어들의 수를 표시하며,
Figure pct00022
는 데이터 심볼 벡터를 표시하며,
Figure pct00023
는 주파수 도메인에서 데이터가 스프레딩되는 벡터를 표시한다. 또한,
Figure pct00024
은 M×M 크기의 DFT 매트릭스이다.
[0038] 서브캐리어 맵핑 유니트(230)는 스프레드 벡터
Figure pct00025
를 이전에 지정되어 할당되는 패턴들 중 하나를 이용하여 서브캐리어들에 맵핑한다. 역 이산 퓨리에 변환(IDFT) 유니트(240)는 서브캐리어로 맵핑된 신호를 시간 도메인의 신호로 변환한다. 식(5)는 역 이산 퓨리에 변환을 나타낸다.
Figure pct00026
식 (5)에서,
Figure pct00027
는
Figure pct00028
벡터이며
Figure pct00029
는 주파수 도메인의 신호를 시간 도메인의 신호로 변환하는데 이용되는
Figure pct00030
매트릭스를 나타내며
Figure pct00031
는 IDFT에 의해 시간 도메인에서 생성된 신호이다. 병렬-대-직렬 변환 유니트(250)는 병렬 시간 도메인 신호를 직렬 신호로 변환한다. 주기적 프리픽스 삽입 유니트(260)는 연속하는 OFDMA 심볼들 간의 간섭을 방지하기 위해 직렬 신호에 주기적 프리픽스(CP)를 삽입한다. 이산형(discrete)에서 아날로그 파형으로의 신호 변환은 디지털-대-아날로그 변환 유니트(D/A 유니트(270))에 의해 수행되며 이후 신호들은 상향 변환되고, 전력 증폭되고 전송된다.
[0039] 도 3은 SC-FDMA 시스템의 역방향 링크에서 OFDMA 신호(사용자 단말로부터 기지국으로의 전송)를 생성하기 위한 예시적 동작들(300)을 예시한다. 310에서, (이를 테면, 트래픽 데이터, 시그널링, 파일럿 또는 이들의 조합에 대한) 변조 심볼들이 생성된다. 다음, 320에서, 변조된 심볼들은 샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 직렬 스트림에서 병렬 스트림으로 변환된다.
[0040] 330에서, 변환된 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 1 시퀀스에 시간-대-주파수 변환이 적용된다. 340에서는, 샘플들에 대한 제 3 시퀀스를 얻기 위해, 변환된 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 앞서 언급된 할당 패턴들 중 하나를 이용하여 서브캐리어들의 세트로 맵핑하는 것이 수행된다. 350에서, 효율적인 이산 시간 도메인 신호인 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 제 3 시퀀스상에서 역 변환(이를 테면, IDFT)이 수행된다.
[0041] 360에서, 직렬 샘플들에 대한 제 5 시퀀스를 얻기 위해 샘플들에 대한 제 4 시퀀스상에서 병렬-대-직렬 변환이 적용된다. 연속적으로 전송된 OFDMA 심볼들 간의 간섭을 방지하기 위해, 370에서는 주기적 프리픽스가 첨부되고 샘플들에 대한 제 6 시퀀스가 얻어진다. 산출되는 샘플들에 대한 시퀀스는 OFDMA 심볼의 이산 버전(discrete version)을 나타낸다. 전송 이전에, 380에서는 OFDMA 심볼에 대한 아날로그 파형이 생성되며 전송 이전에 신호는 상향 변환되고 전력 증폭된다.
[0042] 예시된 SC-FDMA 시스템은 특정 실시예들에 대해 일반적 OFDM 시스템들과 비교할 때 PAPR이 감소될 수 있지만, 주기적 치환들(yclic permutations)을 적용하고 특정한 종류(kind)의 유니타리 매트릭스로 전송 신호를 변환함으로써 PAPR가 추가로 감소될 수 있다. 이러한 특정한 변환들은 도 2의 블록 220 및 도 3의 330에 예시된 시간-대-주파수 변환의 정수부(integral part)일 수 있다.
[0043] 도 4는 다수의 서브파트들로 구성된 시간-대-주파수 변환에 대한 예시적 동작들(400)을 예시한다. 먼저, 410에서 샘플들에 대한 병렬 시퀀스가 주기적으로 치환될 수 있다. 일 실시예에서, 이후 420에서는, 주기적으로 치환된 시간 도메인 신호를 주파수 버전으로 변환하기 위해 M-포인트 DFT가 적용된다. 특정 실시예들에서, 변환된 신호를 얻기 위해 시간 도메인 신호 상에 도 6에 예시되는 M×K 크기의 방데르몽드(Vandermonde) 유니타리 매트릭스와 같은 유니타리 매트릭스가 적용될 수 있다. 또한, DFT 동작은 특정 종류의 유니타리 매트릭스를 적용하기 위한 방법으로서 볼 수 있다. 또한, 430에서, 유니타리 매트릭스 적용 이후, 다시 시간 도메인으로의 변환 이전에, 변환된 신호는 주기적으로 치환될 수 있다.
[0044] 유니타리 매트릭스와의 곱셈(multiplication)의 결과로써, IDFT에 의해 다시 시간 도메인으로 변환된 이후 변환된 전송 신호는 일정한 인벨로프(constant envelope)를 가지며 따라서 PAPR 특성들의 개선이 달성된다. 주기적 치환 매트릭스들의 적용은 시간 도메인 신호에서 교차되는 제로의 빈도(incidence)를 감소시키며, 이는 전송될 신호의 PAPR을 추가로 감소시킨다.
[0045] 도 5는 SC-FDMA에 따라 역방향 링크에서의 전송을 위해 주기적으로 치환된 OFDMA 신호를 생성하기 위한 콤포넌트들에 대한 블록 구조를 예시한다. 이러한 구조는 본 발명에서 주기적으로 치환되는 직교 주파수 분할 다중 액세스(CyP-OFDMA) 전송 시스템으로 간주된다.
[0046] 전송 신호에 대한 주기적 치환은, 예를 들어 BPSK 변조의 경우에, 특정 형태들의 변조 방식들에 대한 PAPR 특성들의 상당한 개선을 제공할 수 있다. 그러나, 예를 들어, QPSK 또는 QAM 변조가 송신기에 적용될 경우, 다른 형태들의 치환들이 보다 나은 PAPR 성능을 산출할 수 있다. 따라서, 전송 신호들은 특정 변조 방식에 대해 최적의 성능을 달성하기 위한 노력으로 선택될 수 있는 임의의 적절한 형태의 치환을 이용하여 치환될 수 있다. 앞서 본 발명은 제한되지 않고 특정한 예시적인 형태의 치환으로서 주기적 치환(CyP)을 언급했다.
[0047] 도 5를 참조로, 직렬-대-병렬 변환 유니트(510)는 직렬로 입력된 데이터 심볼을 병렬 신호로 변환한다. 병렬 신호는 도 7에 예시된 주기적 치환 매트릭스
Figure pct00032
에 의해 유니트(520)에서 치환될 수 있다. 이후, 주기적으로 치환된 신호는 예를 들어 M×M 유니타리 매트릭스(이를 테면, 도 6의 방데르몽드 유니타리 매트릭스)에 의해, 또는 M-포인트 DFT(530)에 의해 변환될 수 있다.
[0048] 또한, 주파수 도메인에서 변환된 신호는 주기적 치환 매트릭스 (540)에 의해 주기적으로 치환될 수 있으며, 시프트 인덱스(shift index) j는 시간 도메인의 신호에 적용되는 주기적 치환 매트릭스
Figure pct00034
의 인덱스 i와 동일하거나 상이할 수 있다. 이후, 주파수 도메인에서 주기적으로 치환된 샘플들은 선택된 서브캐리어 할당 패턴에 따라 서브캐리어들에 맵핑된다(유니트(550)).
[0049] N-포인트 IDFT는 맵핑된 서브캐리어 샘플들을 시간 도메인의 신호로 변환한다(유니트(560)). 병렬-대-직렬 변환 유니트(570)는 시간 도메인에서 변환된 병렬 신호를 직렬 신호로 변환한다. DFT(또는 등가적으로 대안적 유니타리 매트릭스의 크기) 및 IDFT의 크기가 전송된 신호의 크기와 동일하고 그리고 전송된 신호의 크기보다 작을 경우(이를 테면, 1024 변조 심볼들 대신 M= N = 64인 경우), 유니트(572)에 의해 보간(interpolation)이 수행된다.
[0050] 시간 도메인 신호의 중심 주파수가 제로와 상이한 경우, 유니트(574)에 의해 수행되는 주파수 변환이 요구된다. 주기적 프리픽스 삽입 유니트(580)는 연속하는 OFDMA 심볼들 간의 간섭을 방지하기 위해 신호에 주기적 프리픽스를 포함한다. 이산형에서 아날로그 파형으로 OFDMA 신호의 변환은 D/A 유니트(590)에 의해 수행된다. 이후, 아날로그 신호는 전송 이전에 상향 변환되고 전력 증폭된다.
[0051] CyP-OFDMA 송신기에서 시간 도메인 신호의 변환을 위해 이용될 수있는 M×K 크기의 일반적 방데르몽드 유니타리 매트릭스가 도 6에 예시된다. 예시적으로, 베이스라인 주기적 치환 매트릭스 P가 도 7에 정의되며, 여기서
Figure pct00035
이다. 적용되는 주기적 순환 매트릭스들의 인덱스들의 값들(i 및 j)은 이러한 값들이 특정 변조 형태에 대해 최소의 PAPR을 산출하도록 시뮬레이션들에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 인덱스들은 특정한 변조 형태에 대한 다수의 OFDMA 심볼들을 통해 고정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 인덱스들은 송신기와 수신기 사이의 채널 품질에 따라 하나의 OFDMA 심볼에서 다른 OFDMA 심볼로 변할 수 있다. 이런 방식으로, PAPR은 소정의 추가적 계산 복잡도(computational complexity)을 도입함으로써 추가로 감소될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 주기적 치환 매트릭스들의 인덱스들은 이들 값들의 업데이트를 위해 요구되는 계산 복잡도 오버헤드 및 송신기에서 PAPR 감소 레벨 간의 트레이드오프(tradeoff)로써 결정될 수 있다.
[0052] 상이한 통신 시스템들에서 PAPR을 추정하고 비교하기 위해 시뮬레이션들이 수행될 수 있다. 도 8은 M1-M3 및 P1-P6로 라벨링된 다양한 시뮬레이션 구성들을 요약한다. 예시된 것처럼, DFT 및 IDFT는 동일한 또는 상이한 크기를 가질 수 있다. DFT 또는 방데르몽드 매트릭스 이외의 소정의 다른 유니타리 매트릭스가 사용될 수도 있다. 주기적 치환 매트릭스들의 상이한 조합들은 DFT 이전 및/또는 이후(등가적으로, 유니타리 매트릭스를 이용한 변환 이전 및 이후)에 적용될 수 있다. 예를 들어, M=N=64(DFT 및 IDFT가 동일한 크기)인 경우, 병렬-대-직렬로 변환된 신호는 시간 도메인 신호의 원하는 크기를 얻기 위해 보간되며, 이는 이러한 예시적인 경우에 있어 1024 변조 심볼들과 같다.
[0053] 도 8에서 P1-P5로 라벨링된 시뮬레이션 셋업들에 대해, PAPR들은 xl6 보간 필터(보간된 신호의 크기가 필터의 입력에서의 신호 크기 보다 16배 큰 필터) 없이 측정된다. xl6 배 필터는 P6으로 라벨링된 시뮬레이션 셋업에 적용된다.
[0054] 도 9는 상이한 시뮬레이션 구성들 및 상이한 변조 기술들에 대해
Figure pct00036
에서의 PAPR 측정치들에 대한 요약을 도시한다. PAPR 성능을 평가하기 위해 이용되는 CCDF(complementary cumulative distribution function)가 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure pct00037
CCDF는 PAPR이 지정된 값
Figure pct00038
보다 큰 확률(%)을 나타낸다. PAPR은 dB 단위로 측정될 수 있다. 예시적인 시뮬레이션들은 2000 프레임들을 이용함으로써 수행되며, 하나의 프레임은 다수의 OFDMA 심볼들을 나타낸다.
[0055] 주기적 치환 매트릭스들의 상이한 조합들을 갖는 CyP-OFDMA 시스템이 일반적 OFDM 또는 SC-FDMA 시스템들 보다 낮은 PAPR을 산출한다는 것을 도 9의 결과들로부터 관찰할 수 있다. 특히, PAPR 감소는 유니타리 매트릭스 및 IDFT 매트릭스의 크기가 동일할 때 뿐만 아니라 BPSK 변조에 대해서도 현저하다. 또한, xl6 보간 필터가 주기적 프리픽스 삽입 이후 적용될 경우 보다 높은 차수(order)의 변조들에 대해 PAPR이 약간 개선된다는 것을 관찰할 수 있다(셋업 P6).
[0056] 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 1024-포인트 IDFT를 이용하는 OFDM, SC-FDMA 및 CyP-OFDMA 시스템들의 PAPR 성능에 대한 그래프들을 도시한다. 이러한 특정한 예시적 시뮬레이션에 사용되는 변조 형태는 BPSK이며, CP 길이는 OFDMA 심볼의 1/8이다. 64-포인트 DFT는 SC-FDMA 송신기에 이용되며, 64 x 64(M = 64) 크기의 유니타리 매트릭스는 CyP-OFDMA 송신기에 이용된다.
[0057] 도 10을 참조로, 곡선(1010)은 PAPR 성능 강화를 위한 임의의 수단 을 이용하지 않은 일반적 OFDM 시스템의 PAPR 성능을 표시하며, 곡선(1020)은 SC-FDMA 시스템을 적용하는 경우의 PAPR 성능을 표시한다. 곡선(1030)은 도 5에서의 주기적으로 치환되는 OFDMA 신호 생성기(CyP-OFDMA 시스템)를 이용하는 경우의 PAPR 성능을 표시한다. 주기적 치환이 적용될 경우,
Figure pct00039
에서 약 3dB의 PAPR 성능 개선이 관찰된다.
[0058] 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 64-포인트 IDFT를 이용하는 OFDM, SC-FDMA 및 CyP-OFDMA 시스템들의 PAPR 성능에 대한 그래프들을 도시한다. 이러한 특정한 예시적 시뮬레이션에 대해 이용되는 변조 형태는 BPSK이며, CP 길이는 OFDMA 심볼의 1/8이다. 이용되는 DFT의 크기는 64(M = 64)이며 유니타리 매트릭스의 크기는 64 x 64이다.
[0059] 도 11을 참조로, 곡선(1110)은 PAPR 성능 강화를 위한 임의의 수단을 이용하지 않고 64-포인트 IDFT를 이용하는 일반적 OFDM 시스템에 대한 PAPR 성능(도 8 및 도 9의 셋업 P1)을 표시하며, 곡선(1120)은 DFT 대신 64 x 64 유니타리 매트릭스를 이용하는 SC-FDMA 시스템을 적용하는 경우의 PAPR 성능(도 8 및 도 9의 셋업 P2)을 표시한다. 곡선(1130)은 64-포인트 DFT를 이용하는 SC-FDMA를 적용하는 경우의 PAPR 성능(도 8 및 도 9의 셋업 P3)을 표시하며, 곡선(1140)은 주기적 치환이 DFT를 따르는 경우의 PAPR 성능(도 8 및 도 9의 셋업 P4)을 표시한다. 곡선(1150)은 주기적 치환들이 MxM(M=64) 크기의 유니타리 매트릭스를 이용한 변환 이전 및 이후에 적용될 경우 PAPR 성능(도 8 및 도 9의 셋업 P5)을 표시한다.
Figure pct00040
에서 약 3.2 dB의 PAPR 성능 개선은 주기적 치환들을 이용하지 않는 SC-FDMA 시스템과 비교할 때(P5 시뮬레이션 셋업 대 P3 시뮬레이션 셋업 비교) 주기적 치환이 시간-대-주파수 변환 이전 및 이후에 적용될 경우 달성된다.
[0060] 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 1024-포인트 IDFT 또는 64-포인트 IDFT를 이용하는 OFDM, SC-FDMA 및 CyP-OFDMA 시스템들에 대한 PAPR 성능에 대한 그래프를 도시한다. 이러한 특정한 예시적 시뮬레이션에 대해 이용되는 변조 형태는 BPSK이며, CP 길이는 OFDMA 심볼의 1/8이다. 일반적 OFDM 시스템 이외에, 다른 모든 경우들에서, 64 x 64(M=64) 크기의 64-포인트 DFT 또는 유니타리 매트릭스가 이용된다.
[0061] 도 12를 참조로, 곡선(1210)은 PAPR 성능 강화를 위한 임의의 수단을 이용하지 않고 1024-포인트 IDFT를 이용하는 일반적 OFDM 시스템에 대한 PAPR 성능(도 8 및 도 9의 셋업 Ml)을 표시한다. 곡선(1220)은 64-포인트 DFT 및 1024-포인트 IDFT를 이용하는 SC-FDAM 시스템을 적용하는 경우 PAPR 성능(도 8 및 도 9의 셋업 M2)을 표시한다. 곡선(1230)은 64-포인트 DFT, 및 64-포인트 IDFT가 적용된 이후 주기적 치환을 적용하는 경우 PAPR 성능(도 8 및 도 9의 셋업 M4)을 표시한다. 곡선(1240)은 64-포인트 DFT 이후 주기적 치환이 적용되는 경우 PAPR 성능을 표시하며, xl6 보간 필터는 64-포인트 IDFT를 따른다. 주기적 치환을 이용하지 않는 SC-FDMA 시스템과 비교(P4 시뮬레이션 셋업 대 M2 시뮬레이션 셋업 비교)할 때 주기적 치환이 적용될 경우
Figure pct00041
에서 약 4.5 dB의 PAPR 성능 개선이 관찰된다. 이전이 경우에서는 감소된 크기의 IDFT (N = 64)가 이용된다. xl6 보간 필터가 적용될 경우
Figure pct00042
에서 약 0.03 dB의 추가적 PAPR 성능 개선(P6 시뮬레이션 셋업)이 달성된다.
[0062] 시뮬레이션 결과들에 의해 도시된 것처럼, SC-FDMA 전송 시스템에 대한 PAPR은 유니타리 매트릭스 변환과 함께 주기적 치환들이 전송 신호들에 적용될 경우 감소될 수 있다. 또한, 동일한 크기의 DFT(또는 다른 유니타리 매트릭스) 및 IDFT가 적용됨으로써, 상이한 크기들의 DFT 및 IDFT를 이용하는 SC-FDMA와 비교할 때 모든 변조 형태들에 대해 PAPR이 감소될 수 있다(상이한 시뮬레이션 셋업들에 대해 요약된 측정 결과들에 대한 도 9 참조).
[0063] 앞서 개시된 다양한 동작들의 방법들은 도면들에 예시된 수단-플러스-기능 블록들과 대응하는 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 콤포넌트(들) 및/또는 모듈(들)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 예시된 블록들(310-380)은 도 3a에 예시된 수단-플러스-기능 블록들(300A-380A)에 대응한다. 유사하게, 도 4에 예시된 블록들(410-430)은 도 4a에 예시된 수단-플러스-기능 블록들(400A-430A)과 대응한다. 보다 일반적으로, 대응하는 유사(counterpart) 수단-플러스-기능 도면들을 갖는 도면들에 방법들이 예시되는 경우, 동작 블록들은 유사한 넘버링을 갖는 수단-플러스-기능 블록들과 대응한다.
[0064] 본 발명과 관련하여 개시되는 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 회로들은 범용성 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), ASIC, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스(PLD), 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 콤포넌트들 또는 본 발명에 개시된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용성 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있으나, 대안적으로, 프로세서는 상업적으로 이용가능한 임의의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 이를 테면 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로 구현될 수 있다.
[0065] 본 발명과 관련하여 개시되는 방법 및 알고리즘들에 대한 단계들은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이 둘의 조합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 업계에 공지된 임의의 형태의 저장 매체에 상주될 수 있다. 사용될 수 있는 저장 매체들에 대한 일부 예들로는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 플레쉬 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들(registers), 하드 디스크, 이동식 디스크, CD-ROM 등이 포함된다. 소프트웨어 모듈은 단일 명령, 또는 다수의 명령들을 포함할 수 있으며, 다른 프로그램들 중에서 몇 개의 상이한 코드 세그먼트들을 통해 다수의 저장 매체에 걸쳐 분포될 수 있다. 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 연결될 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다.
[0066] 본 발명에 개시된 방법들은 개시되는 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 단계들 또는 동작들을 포함한다. 방법의 단계들 및/또는 동작들은 청구항들의 범주를 이탈하지 않고 서로 상호교환될 수 있다. 다른 말로, 단계들 또는 동작들에 대한 특정한 순서가 지정되지 않는다면, 순서 및/또는 특정 단계들의 사용 및/또는 동작들은 청구항들의 범주를 이탈하지 않고 변경될 수 있다.
[0067] 개시되는 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합물에서 구현될 수 있다. 소프트웨어에서 구현될 경우, 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체 또는 저장 매체 상의 명령들에 대한 하나 이상의 세트들로서 또는 명령들로서 저장될 수 있다. 저장 매체는 하나 이상의 프로세싱 디바이스들에 의해 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한되지 않는 예로써, 이러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장기, 자기 디스크 저장기 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 데이터 구조들 또는 명령들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 전달(carry) 또는 저장하는데 이용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 본 발명에 사용되는 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 콤팩 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광학 디스크(disc), DVD(digital versatile disc), 플로피 디스크(disk), 및 Blu-ray® 디스크(disc)를 포함하며, 디스크(disk)들은 통상적으로 자기적으로 데이터를 재생하는 반면 디스크(disc)들은 레이저들을 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다.
[0068] 또한, 소프트웨어 또는 명령들은 전송 매체를 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버 또는 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍(twisted pair), 디지털 가입자 라인(DSL) 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 이용하는 다른 원격 소스로부터 전송되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍, DSL 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술들이 전송 매체의 정의에 포함된다.
[0069] 또한, 본 발명에 개시되는 방법들 및 기술들을 수행하기 위한 모듈들 및/또는 다른 적절한 수단들은 다운로드되고 및/또는 그렇지 않은 경우 적용가능한 경우 기지국 및/또는 사용자 단말에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 이러한 디바이스는 본 발명에 개시된 방법들을 수행하기 위한 수단의 전달을 원활하게 하기 위해 서버와 연결될 수 있다. 대안적으로, 본 발명에 개시되는 다양한 방법들은 저장 수단(이를 테면, RAM, ROM, 콤팩 디스크(CD) 또는 플로피 디스크 등과 같은 물리적 저장 매체)를 통해 제공될 수 있어, 사용자 단말 및/또는 기지국은 저장 수단을 디바이스에 연결 또는 제공할 때 다양한 방법들을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 개시된 방법들 및 기술들을 디바이스에 제공하기 위한 임의의 다른 적절한 기술이 이용될 수 있다.
[0070] 청구항들은 앞서 개시된 정확한 구성 및 콤포넌트들로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 다양한 변경들, 변화들 및 변형들이 청구항들의 범주를 이탈하지 않고 앞서 개시된 방법들 및 장치들의 배열, 동작 및 상세사항으로 구성될 수 있다.

Claims (40)

  1. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법으로서,
    샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대해 변조된 심볼들의 직렬 대 병렬 변환(serial to parallel conversion)을 수행하는 단계;
    샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환(time-to-frequency transformation)을 수행하는 단계; 및
    전송을 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하는 단계
    를 포함하며, 상기 시간-대-주파수 변환은,
    샘플들에 대한 치환된(permuted) 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환(permutation)을 수행하는 단계;
    샘플들에 대한 변환된(transformed) 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스(unitary matrix)를 수반하는 변환을 수행하는 단계; 및
    상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하는 단계
    를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유니타리 매트릭스는 방데르몽드(Vandermonde) 유니타리 매트릭스를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환을 수행하는 단계는 시간 도메인(time domain)에서 상기 제 1 치환을 수행하는 단계를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    적용되는 주기적(cyclic) 치환 매트릭스들의 인덱스들(i, j)은 시뮬레이션들에 의해 결정되며 특정 변조 형태에 대해 특정 세트의 매트릭스들이 이용되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 치환은 주기적 치환(cyclic permutation)을 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    적용되는 주기적 치환 매트릭스들의 인덱스들(i, j)은 특정 변조 형태에 대해 최소 피크-대-전력비(PAPR) 값들을 산출하는 값들을 선택함으로써 결정되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송을 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하는 단계는,
    샘플들에 대한 제 3 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 서브캐리어들의 세트에 맵핑하는 단계;
    샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 3 시퀀스 상에서 역(inverse) 주파수-대-시간 변환을 수행하는 단계; 및
    OFDM 심볼로서의 전송을 위한 샘플들에 대한 제 5 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스의 병렬 대 직렬 변환을 수행하는 단계
    를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 IFDT를 수행한 이후, 상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 이용하여 보간(interpolation)을 수행하는 단계를 더 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스를 수반하는 변환을 수행하는 단계는 디지털 퓨리에 변환(DFT)을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 3 시퀀스 상에서 역 주파수-대-시간 변환을 수행하는 단계는 역 디지털 퓨리에 변환(IDFT)을 수행하는 단계를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 IDFT의 크기는 DFT의 크기와 같은, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하여 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하기 위한 방법.
  11. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기로서,
    샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대해 변조된 심볼들의 직렬 대 병렬 변환(serial to parallel conversion)을 수행하기 위한 로직;
    샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환(time-to-frequency transformation)을 수행하기 위한 로직; 및
    전송을 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 로직
    를 포함하며, 상기 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 로직은,
    샘플들에 대한 치환된(permuted) 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환(permutation)을 수행하기 위한 로직;
    샘플들에 대한 변환된(transformed) 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스(unitary matrix)를 수반하는 변환을 수행하기 위한 로직; 및
    상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하기 위한 로직
    를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유니타리 매트릭스는 방데르몽드(Vandermonde) 유니타리 매트릭스를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 로직은 시간 도메인(time domain)에서 상기 제 1 치환을 수행하도록 구성되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    적용되는 주기적(cyclic) 치환 매트릭스들의 인덱스들(i, j)은 시뮬레이션들에 의해 결정되며 특정 변조 형태에 대해 특정 세트의 매트릭스들이 이용되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 치환은 주기적 치환(cyclic permutation)을 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    적용되는 주기적 치환 매트릭스들의 인덱스들(i, j)은 특정 변조 형태에 대해 최소 피크-대-전력비(PAPR) 값들을 산출하는 값들을 선택함으로써 결정되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송을 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 로직은,
    샘플들에 대한 제 3 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 서브캐리어들의 세트에 맵핑하고;
    샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 3 시퀀스 상에서 역(inverse) 주파수-대-시간 변환을 수행하고; 그리고
    OFDM 심볼로서의 전송을 위한 샘플들에 대한 제 5 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스의 병렬 대 직렬 변환을 수행하도록
    구성되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 IFDT를 수행한 이후, 상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 이용하여 보간(interpolation)을 수행하기 위한 로직을 더 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스를 수반하는 변환을 수행하기 위한 로직은 디지털 퓨리에 변환(DFT)을 수행하도록 구성되며,
    상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 3 시퀀스 상에서 역 주파수-대-시간 변환을 수행하기 위한 로직은 역 디지털 퓨리에 변환(IDFT)을 수행하도록 구성되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 IDFT의 크기는 DFT의 크기와 같은, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 송신기.
  21. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치로서,
    샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대해 변조된 심볼들의 직렬 대 병렬 변환(serial to parallel conversion)을 수행하기 위한 수단;
    샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환(time-to-frequency transformation)을 수행하기 위한 수단; 및
    전송을 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 수단
    를 포함하며, 상기 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 수단은,
    샘플들에 대한 치환된(permuted) 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환(permutation)을 수행하기 위한 수단;
    샘플들에 대한 변환된(transformed) 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스(unitary matrix)를 수반하는 변환을 수행하기 위한 수단; 및
    상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하기 위한 수단
    를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 유니타리 매트릭스는 방데르몽드(Vandermonde) 유니타리 매트릭스를 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 수단은 시간 도메인(time domain)에서 상기 제 1 치환을 수행하도록 구성되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    적용되는 주기적(cyclic) 치환 매트릭스들의 인덱스들(i, j)은 시뮬레이션들에 의해 결정되며 특정 변조 형태에 대해 특정 세트의 매트릭스들이 이용되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 치환은 주기적 치환(cyclic permutation)을 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    적용되는 주기적 치환 매트릭스들의 인덱스들(i, j)은 특정 변조 형태에 대해 최소 피크-대-전력비(PAPR) 값들을 산출하는 값들을 선택함으로써 결정되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 전송을 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 수단은,
    샘플들에 대한 제 3 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 서브캐리어들의 세트에 맵핑하고;
    샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 3 시퀀스 상에서 역(inverse) 주파수-대-시간 변환을 수행하고; 그리고
    OFDM 심볼로서의 전송을 위한 샘플들에 대한 제 5 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스의 병렬 대 직렬 변환을 수행하도록
    구성되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 IFDT를 수행한 이후, 상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 이용하여 보간(interpolation)을 수행하기 위한 수단을 더 포함하는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스를 수반하는 변환을 수행하기 위한 수단은 디지털 퓨리에 변환(DFT)을 수행하도록 구성되며,
    상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 3 시퀀스 상에서 역 주파수-대-시간 변환을 수행하기 위한 수단은 역 디지털 퓨리에 변환(IDFT)을 수행하도록 구성되는, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 IDFT의 크기는 DFT의 크기와 같은, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신을 위한 장치.
  31. 명령들의 세트를 갖는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 무선 통신 시스템에서 전송을 위해 데이터를 처리하기 위한 컴퓨터-프로그램 물건으로서,
    상기 명령들의 세트는 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되며 상기 명령들의 세트는,
    샘플들에 대한 제 1 시퀀스를 얻기 위해 데이터에 대해 변조된 심볼들의 직렬 대 병렬 변환(serial to parallel conversion)을 수행하기 위한 명령들;
    샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환(time-to-frequency transformation)을 수행하기 위한 명령들; 및
    전송을 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 명령들
    를 포함하며, 상기 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 명령들은,
    샘플들에 대한 치환된(permuted) 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 제 1 치환(permutation)을 수행하기 위한 명령들;
    샘플들에 대한 변환된(transformed) 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스(unitary matrix)를 수반하는 변환을 수행하기 위한 명령들; 및
    상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 변환된 시퀀스의 제 2 치환을 수행하기 위한 명령들
    을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 물건.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 유니타리 매트릭스는 방데르몽드(Vandermonde) 유니타리 매트릭스를 포함하는, 컴퓨터-프로그램 물건 매체.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 1 시퀀스의 시간-대-주파수 변환을 수행하기 위한 명령들은 시간 도메인(time domain)에서 상기 제 1 치환을 수행하기 위한 명령들을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 물건 매체.
  34. 제 33 항에 있어서,
    적용되는 주기적(cyclic) 치환 매트릭스들의 인덱스들(i, j)은 시뮬레이션들에 의해 결정되며 특정 변조 형태에 대해 특정 세트의 매트릭스들이 이용되는, 컴퓨터-프로그램 물건.
  35. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 1 치환은 주기적 치환(cyclic permutation)을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 물건.
  36. 제 35 항에 있어서,
    적용되는 주기적 치환 매트릭스들의 인덱스들(i, j)은 특정 변조 형태에 대해 최소 피크-대-전력비(PAPR) 값들을 산출하는 값들을 선택함으로써 결정되는, 컴퓨터-프로그램 물건.
  37. 제 31 항에 있어서,
    상기 전송을 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스로부터 OFDM 심볼을 생성하기 위한 명령들은,
    샘플들에 대한 제 3 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 2 시퀀스를 서브캐리어들의 세트에 맵핑하기 위한 명령들;
    샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 3 시퀀스 상에서 역(inverse) 주파수-대-시간 변환을 수행하기 위한 명령들; 및
    OFDM 심볼로서의 전송을 위한 샘플들에 대한 제 5 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스의 병렬 대 직렬 변환을 수행하기 위한 명령들
    을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 물건.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 IFDT를 수행한 이후, 상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 이용하여 보간(interpolation)을 수행하기 위한 명령들을 더 포함하는, 컴퓨터-프로그램 물건.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 샘플들에 대한 변환된 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 치환된 시퀀스 상에서 유니타리 매트릭스를 수반하는 변환을 수행하기 위한 명령들은 디지털 퓨리에 변환(DFT)을 수행하기 위한 명령들을 포함하며,
    상기 샘플들에 대한 제 4 시퀀스를 얻기 위해 상기 샘플들에 대한 제 3 시퀀스 상에서 역 주파수-대-시간 변환을 수행하기 위한 명령들은 역 디지털 퓨리에 변환(IDFT)을 수행하기 위한 명령들을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 물건.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 IDFT의 크기는 DFT의 크기와 같은, 컴퓨터-프로그램 물건.
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