KR20110134224A - 중요도가 다른 데이터 전송을 위한 계층적 변조 방법 및 이 방법을 사용하는 무선 통신 시스템의 송수신 장치 - Google Patents

Abstract

중요도가 다른 데이터 전송을 위한 계층적 변조 방법 및 이 방법을 사용하는 무선 통신 시스템의 송수신 장치가 개시된다.
무선 통신 시스템의 송신 장치는 중요도가 다른 여러 개의 데이터를 이용해 하나의 데이터 스트림을 구성하는 과정에서 중요도가 높은 주요 데이터가 반복적으로 다수의 중요도가 낮은 부가 데이터와 결합되도록 송신할 데이터를 재구성하여 여러 개의 변조 신호로 전송한다. 특히, 주요 데이터의 비트수가 부가 데이터의 비트수와 동일해지도록 주요 데이터를 반복 전송함으로써 주요 데이터에 대한 무선 채널 상에서의 오류 정도가 감소된다. 또한, 중요도가 낮은 부가 데이터는 다수의 심볼로 나누어 전송함으로써 낮은 차수의 변조 방식을 적용할 수 있어 데이터 심볼 간의 거리 증가를 통해 오류 감소 효과를 얻을 수 있다.

Description

중요도가 다른 데이터 전송을 위한 계층적 변조 방법 및 이 방법을 사용하는 무선 통신 시스템의 송수신 장치 {HIERARCHICAL MUDULATION METHOD FOR THE TRANSMISSION OF DATA WITH DIFFERENT PRIORITIES AND TRANSMISSION/RECEPTION APPARATUS OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 중요도가 다른 데이터를 계층적 변조 방식을 이용하여 전송하는 무선 통신 시스템의 송수신 장치에 관한 것이다.

이동 통신망과 같은 무선 통신망을 통한 멀티미디어 데이터 사용에 대한 요구가 급속도로 증가함에 따라 기지국에서 셀 내의 모든 사용자에게 동일한 데이터를 효율적으로 전송하는 브로드캐스트 방식의 사용이 확대되고 있다.

무선 통신 시스템에서는 송신단과 수신단의 거리에 따른 경로 손실로 인해 기지국이 서비스할 수 있는 영역의 가장자리에 위치한 단말기는 낮은 품질의 서비스만을 제공받게 된다. 이 때, 기존의 브로드캐스트 방식을 이용하는 경우에는 셀 가장자리에 위치한 단말기의 채널 상황에 맞춰서 변조 방식을 결정하기 때문에 높은 데이터율을 요구하는 고품질의 멀티미디어 전송이 불가능하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 송신단으로부터 먼 거리에 위치한 단말기는 수신한 데이터 중 중요도가 높은 데이터만이라도 복원해서 기본적인 품질의 서비스를 제공받을 수 있고, 비교적 가까운 위치에 있는 단말기는 중요도가 높은 데이터와 낮은 데이터 모두를 복원해서 고품질의 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 계층적 변복조 방식이 사용된다.

이러한, 계층적 변조 방식은 서로 독립적인 복수의 데이터를 이용해서 하나의 심볼을 생성해내는 방법으로, 다수의 단말기가 서로 다른 채널 상황을 겪고 있는 경우 한 번의 데이터 전송만으로 다수의 단말기가 채널 상황에 맞는 데이터를 수신할 수 있도록 하는 데이터 가공 방법이다. 계층적 변조 방식을 이용하여 서로 다른 채널 상황을 겪는 다양한 위치의 단말기들에게 채널 상황에 맞는 서로 다른 데이터 복호 능력을 부여함으로써 환경에 맞는 유연한 서비스의 제공이 가능하게 된다.

계층적 변조 방식에서는 하나의 데이터 패킷 내에 중요도가 다른 다수의 데이터를 포함하고 있는 형태로 송신 데이터를 변조하여 송신하기 때문에, 채널 상황이 좋지 않은 단말은 주요 데이터(base data)만 수신하여 기본적인 서비스가 가능하고, 채널 상황이 좋은 단말은 주요 데이터 및 부가 데이터(refinement data)까지 복원하여 높은 품질의 서비스가 가능하게 한다. 또한, 서로 다른 중요도를 갖는 데이터들의 중요한 정도에 따라 차등된 에너지를 할당함으로써 채널 상황에 맞는 능동적이고 효율적인 데이터의 송수신이 가능해진다.

그런데, 기존의 계층적 변조 방식은 서로 독립적인 데이터를 하나의 심볼을 통해 전송함으로써 사용자의 채널 상황에 맞는 유연한 복조 능력을 제공하는 장점을 지닌 반면, 채널 상황이 나빠서 중요도가 높은 데이터만을 복원할 수 있는 단말기에서는 중요도가 낮은 데이터로 인한 심볼 거리 감소가 시스템에 추가적인 열 잡음처럼 작용하여 중요도가 높은 데이터만으로 심볼을 구성하는 경우에 비해 오류를 발생시킬 가능성이 높다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 손실이 많이 발생하는 무선 통신 환경에서 채널 상황에 맞는 다양한 품질의 멀티미디어 서비스를 효과적으로 제공할 수 있으며, 나아가 수신 데이터의 보호도를 능동적으로 제어할 수 있는 계층적 전송 방법 및 이 방법을 사용하는 무선 통신 시스템의 송수신 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 계층적 변조 방법은,

무선 통신 시스템의 송신기가 송신할 데이터를 계층적 변조하는 방법으로서, 상기 송신할 데이터－여기서 송신할 데이터에는 중요도가 높은 주요 데이터와 중요도가 낮은 부가 데이터가 포함되어 있음－를 수신하여 상기 주요 데이터가 반복 전송되도록 하기 위해 상기 송신할 데이터를 재구성하여 재구성 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 재구성 데이터를 계층적 변조하여 변조된 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 계층적 변조 방법은,

무선 통신 시스템의 수신기가 수신되는 데이터를 결합하여 결합 데이터를 생성하는 단계; 상기 결합 데이터를 복조한 후 상기 결합 데이터로부터 중요도가 높은 주요 데이터를 복원하는 단계; 상기 수신되는 데이터를 각각 복조하여 중요도가 낮은 부가 데이터를 복원하는 단계; 및 상기 주요 데이터와 상기 부가 데이터를 결합하여 수신 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 송신 장치는,

송신할 데이터를 계층적 변조하여 수신기로 송신하는 무선 통신 시스템의 송신 장치로서, 송신할 데이터－여기서 송신할 데이터에는 중요도가 높은 주요 데이터와 중요도가 낮은 부가 데이터가 포함되어 있음－를 수신하여 상기 주요 데이터가 반복 전송되도록 하기 위해 상기 송신할 데이터를 재구성하여 재구성 데이터를 생성하는 재구성부; 상기 재구성 데이터를 계층적 변조하여 변조된 데이터를 생성하는 계층적 변조부; 및 상기 변조된 데이터를 외부로 송신하는 송신부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 수신 장치는,

무선 통신 시스템의 송신기로부터 송신되는 데이터를 수신하여 복원하는 수신 장치로서, 수신되는 복수의 상기 데이터를 결합하여 결합 데이터를 생성하는 결합부; 상기 결합 데이터를 복조한 후 복조된 결합 데이터로부터 중요도가 높은 주요 데이터를 복원하는 주요 데이터 복원부; 수신되는 복수의 상기 데이터를 각각 복조하여 중요도가 낮은 부가 데이터를 복원하는 부가 데이터 복원부; 및 상기 주요 데이터 복원부에서 복원되는 주요 데이터와 상기 부가 데이터 복원부에서 복원되는 부가 데이터를 결합하여 수신 데이터를 생성하는 수신 데이터 복원부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 기지국의 서비스 커버리지 내에 있는 모든 단말기에게 동일 데이터를 전송해야 하는 무선 브로드캐스트 방식을 사용하는 경우 각 단말기들이 처한 채널 상황에 맞는 수신 능력을 부여함으로써 무선 자원의 낭비를 줄이고 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존의 계층적 변조 방식이 가지고 있던 잡음 증가 효과를 극복할 수 있고, 낮은 차수의 변조 방식을 사용할 수 있어 중요도가 낮은 데이터에 대한 수신 오류도 감소시킬 수 있다.

또한, 중요도가 높은 데이터만을 수신하는 경우에도 기본적인 서비스를 제공받을 수 있고, 중요도가 낮은 데이터까지 모두 수신할 수 있는 단말기들은 고품질의 서비스를 제공받을 수 있는 멀티미디어 가공 방법들이 계층적 변조 방식과 결합되면서 채널 환경이 좋은 장소에 위치한 사용자들은 그렇지 못한 사용자들에 비해 고품질의 서비스를 제공받을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 변조 방식을 변화시킴으로써 중요도가 높은 데이터와 낮은 데이터들의 보호도를 손쉽게 조절할 수 있기 때문에 시스템 환경에 맞춰서 보다 효율적인 전송이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래 방식에 따라 송신되는 데이터의 구성과 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신되는 데이터의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 송신기에 있는 재구성부의 구체적인 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 심볼 구성부의 구체적인 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제2 심볼 구성부의 구체적인 블록도이다.
도 6은 도 1에 도시된 송신기에 있는 계층적 변조부의 구체적인 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 계층적 변조부에서 데이터를 각각 QPSK 변조 방식으로 변조하는 4/16-QAM 방식을 나타내는 예시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 수신기에 있는 결합부의 구체적인 블록도이다.
도 9는 도 1에 도시된 주요 데이터 복원부의 구체적인 블록도이다.
도 10은 도 1에 도시된 부가 데이터 복원부의 구체적인 블록도이다.
도 11은 도 2에 도시된 데이터의 구성에 시간 간격을 표시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신기와 수신기간의 채널 상황(수신 Es/No)에 따라 수신기에서 발생할 수 있는 데이터의 오류 확률을 종래의 방법에 따른 데이터 오류 확률과 함께 나타낸 그래프이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.

본 명세서에서 단말기는 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 단말(terminal), 이동국(Mobile Station, MS), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 중요도가 다른 데이터 전송을 위한 계층적 변조 방법 및 이 방법을 사용하는 무선 통신 시스템에 대해 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

설명 전에 본 발명의 실시예에서 전송되는 데이터 패킷에 포함되는 데이터들은 중요도가 높은 데이터(이하 "주요 데이터(base data)"라고 함)와 중요도가 낮은 데이터(이하 "부가 데이터(refinement data)"라고 함)로 구분되며, 이러한 구분에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법은 송신기가 송신할 데이터 패킷을 계층적으로 변조하여 송신하는 것뿐만 아니라 송신기에서 계층적 변조를 통해 전송되는 데이터 패킷을 수신하여 계층적 복조를 통해 원래의 데이터 패킷을 복원하는 것도 포함하는 광의의 계층적 변조 방법으로 가정하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)은 송신기(100)와 수신기(200)를 포함한다.

주로 무선 통신 시스템(10)에서의 기지국에 포함되는 송신기(100)는 수신기(200)에 대한 무선 통신 서비스를 제공하기 위해 수신기(200)와의 사이에 데이터 송수신을 수행한다. 특히, 송신기(100)는 수신기(200)로 전송할 데이터를 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법에 따라 처리하여 수신기(200)로 전송한다.

본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법은 데이터 심볼 내에 있는 중요도가 높은 데이터, 즉 주요 데이터의 개수가 데이터 심볼 내에 있는 중요도가 낮은 데이터, 즉 부가 데이터의 개수와 동일하게 전송되도록 하기 위해 송신할 데이터 심볼에 대한 계층적 변조를 수행하는 방법이다. 즉, 데이터 심볼 내에 있는 주요 데이터는 부가 데이터에 비해 같거나 적게 존재하므로, 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법에서는 주요 데이터가 부가 데이터의 개수와 동일해질 때까지 반복 전송하는 것에 그 특징이 있다. 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법에 대해서는 아래에서 구체적으로 설명한다.

한편, 수신기(200)는 송신기(100)와의 데이터 송수신을 통해 송신기(100)에서 제공하는 무선 통신 서비스를 제공받는다. 특히, 수신기(200)는 송신기(100)에서 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법을 통해 처리되어 전송되는 데이터를 수신하여 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법을 통해 송신 데이터를 복원한다.

수신기(200)는 수신되는 데이터 심볼들로부터 주요 데이터와 부가 데이터를 각각 복원하여 송신기(100)에서의 계층적 변조 방법을 수행하기 전의 원래의 데이터 심볼로 복원한다. 특히, 수신기(200)는 송신기(100)에서 반복 전송되는 동일한 주요 데이터가 속해 있는 데이터 심볼들을 결합하여 주요 데이터를 복원하고, 또한 각 데이터 심볼들로부터 각각의 부가 데이터들을 복원한 후, 복원된 주요 데이터와 부가 데이터들을 결합하여 원래의 데이터 심볼을 복원한다.

이하, 상기한 송신기(100) 및 수신기(200)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

송신기(100)는 재구성부(110), 계층적 변조부(120) 및 송신부(130)를 포함한다.

재구성부(110)는 송신기(100)가 수신기(200)로 송신할 데이터를 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법에 적합한 구조로 재구성한다.

재구성부(110)는 송신할 데이터에 대해 데이터 심볼별로 데이터 재구성을 수행하며, 데이터 심볼 내에 있는 주요 데이터와 부가 데이터의 개수에 따라 재구성 처리를 수행한다. 이러한 재구성의 주요 특징으로는 데이터 심볼 내에 있는 주요 데이터와 부가 데이터가 전송되는 개수가 동일하도록 재구성 처리를 수행한다는 것이다. 예를 들어, 데이터 심볼 내에 주요 데이터의 개수가 2개이고, 부가 데이터의 개수가 4개인 경우, 2개의 주요 데이터를 2번 반복 전송하여 전송되는 주요 데이터의 총 개수가 부가 데이터의 개수와 동일해지도록 송신할 데이터를 재구성한다. 이와 같이, 데이터 심볼 내에 있는 주요 데이터와 부가 데이터의 전송되는 개수가 동일해지도록 하기 위한 재구성 방법으로는 여러 가지 방식이 있을 수 있다. 본 실시예에서는 여러 가지 방식 중 하나로 반복 전송되는 주요 데이터를 한 번씩 전송되는 부가 데이터와 별개의 데이터 심볼로 각각 묶어서 하나 이상의 데이터 심볼로 재구성하는 방식이 사용된다. 그 결과, 재구성되는 데이터 심볼 내에 포함되는 주요 데이터와 부가 데이터의 개수는 동일해진다.

도 2를 참조하는 경우, 재구성부(110)에 의해 재구성되기 전의 데이터 심볼(DS1)과 재구성부(110)에 의해 재구성된 후의 데이터 심볼(DS2, DS3)이 도시되어 있다. 도 2에 도시된 송신하기 위한 데이터로써 재구성부(110)에 의해 재구성되기 전의 데이터 심볼(DS1)은 2비트의 주요 데이터(B1, B2)와 4비트의 부가 데이터(R1, R2, R3, R4)를 가지고 있다. 즉, 재구성전의 데이터 심볼(DS1)의 주요 데이터와 부가 데이터의 비트수는 1:2의 비율을 갖는다.

따라서, 주요 데이터와 부가 데이터가 동일한 비트수로 전송되기 위해서는 부가 데이터가 한 번 더 반복 전송되어야 함을 알 수 있다. 이와 같이, 주요 데이터를 한 번 더 반복 전송하기 위해 재구성부(110)가 데이터 심볼(DS1)을 재구성한 후의 데이터 심볼이 DS2, DS3이다. 재구성부(110)는 주요 데이터 2비트와 부가 데이터 4비트 중 2비트를 하나의 데이터 심볼(DS2)로 생성하고, 다시 주요 데이터의 2비트와 부가 데이터 4비트 중 DS2에 포함되지 않은 나머지 부가 데이터 2비트로 데이터 심볼(DS3)을 생성하여, 전체 2개의 데이터 심볼로 재구성한다. 따라서, 재구성 후의 데이터 심볼(DS2, DS3)이 모두 전송되는 경우, 송신 데이터 심볼(DS1)에 대해 송신기(100)에서 수신기(200)로 전송되는 주요 데이터(B1, B2)와 부가 데이터(R1, R2, R3, R4)의 개수, 즉 비트수가 동일해지게 된다.

이와 같이, 재구성부(110)는 송신할 데이터 심볼을 재구성하여 출력한다. 일반적으로 데이터 심볼은 주요 데이터가 부가 데이터에 비해 적은 개수, 즉 적은 비트수로 구성되기 때문에 재구성부(110)는 하나의 데이터 심볼을 재구성하여 하나 이상의 데이터 심볼을 출력한다. 상기한 예의 경우, 재구성부(110)는 하나의 데이터 심볼(DS1)을 수신하여 2개의 데이터 심볼(DS2, DS3)로 재구성하여 출력한다.

다음, 계층적 변조부(120)는 재구성부(110)에서 재구성되어 출력되는 데이터 심볼을 계층적 변조하여 출력한다.

기존의 계층적 변조 방법에서는 주요 데이터와 부가 데이터의 비트수가 다른 데이터 심볼을 변조하는 경우, 주요 데이터에 대해서는 낮은 변조 방식, 예를 들어 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식을 사용하여 변조를 수행하고, 부가 데이터에 대해서는 높은 변조 방식, 예를 들어 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식을 사용하여 변조를 수행한다. 상기한 예의 경우, 6비트의 송신할 데이터 심볼(DS1)에서 주요 데이터가 2비트이므로 주요 데이터에 대해서는 QPSK 변조 방식을 사용하고, 부가 데이터는 4비트이므로 부가 데이터에 대해서는 16QAM 변조 방식을 사용하여 4/64 QAM의 계층적 변조 방식으로 데이터 심볼을 가공하게 된다.

그러나, 본 발명의 실시예에서는 주요 데이터가 부가 데이터의 비트수와 동일하게 전송되도록 재구성부(110)에 의해 데이터 심볼이 재구성되어, 전송되는 심볼에 포함되는 주요 데이터와 부가 데이터의 비트수가 1:1로 동일해지므로, 주요 데이터와 부가 데이터가 동일한 변조 방식을 사용하여 변조 처리될 수 있다. 상기의 예를 참조하는 경우, 6비트의 송신 데이터 심볼(DS1)을 재구성부(110)가 재구성한 2개의 데이터 심볼(DS2, DS3)은 모두 2비트씩의 주요 데이터와 부가 데이터를 포함하고 있으므로, 주요 데이터와 부가 데이터 모두 QPSK 변조 방식을 사용하여 4/16QAM의 계층적 변조 방식으로 데이터 심볼들을 가공할 수 있다. 그리고, 계층적 변조부(120)가 변조 처리하는 데이터 심볼들이 재구성부(110)에 의해 비트수가 감소된 데이터 심볼들로 재구성되기 때문에 종래에 비해 낮은 변조 방식을 사용하여 변조 처리하게 된다.

다음, 송신부(130)는 계층적 변조부(120)에서 변조된 데이터 심볼들을 무선 방식을 통해 수신기(200)로 송신한다.

한편, 수신기(200)는 수신부(210), 결합부(220), 주요 데이터 복원부(230), 부가 데이터 복원부(240) 및 수신 데이터 복원부(250)를 포함한다.

수신부(210)는 송신기(100)에서 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방식에 따라 재구성되어 출력되는 데이터를 수신한다.

결합부(220)는 수신부(210)에서 수신되는 데이터 심볼들을 결합하여 출력한다. 특히, 결합부(220)는 동일한 주요 데이터가 포함되어 있는 데이터 심볼들을 수신부(210)로부터 수신하여 결합한다. 상기 송신기(100)의 예에서와 같이, 6비트의 하나의 데이터 심볼(DS1)이 4비트씩의 두 개의 데이터 심볼(DS2, DS3)로 재구성되어 계층적 변조를 통해 송신되는 경우, 결합부(220)는 수신부(210)로부터 두 개의 데이터 심볼을 수신하여 결합하여 하나의 데이터 심볼로써 출력한다.

결합부(220)가 수신되는 데이터 심볼들을 결합하는 방식으로는 최대비 결합(Maximal Ratio Comnining) 방식, 평균 결합 방식 등 다수의 방식들이 있다. 본 발명의 실시예에서는 최대비 결합 방식을 사용하여 데이터 심볼들을 결합하는 것으로 가정하여 설명하지만, 이외에도 다른 결합 방식들이 다양한 형태를 위해 사용될 수 있다.

최대비 결합 방식은 서로 다른 채널을 통해 전송된 동일 데이터를 결합하는 목적으로 사용되는 결합 방식으로, 수신 신호의 에너지를 극대화하기 위해 송신 신호에 곱해지는 채널의 상태에 따라 가중치를 다르게 부여하는 방식이다. 수신 신호에 추정한 채널의 공액을 곱해줌으로써 채널의 진폭을 송신 신호에 곱하는 것과 동일한 효과를 갖게 되고, 이는 채널이 좋은 경우는 큰 값이 곱해지고, 그렇지 않은 경우는 작은 값이 곱해지는 것을 의미하게 된다.

따라서, 결합부(220)는 수신부(210)를 통해 수신되는 데이터 심볼들을 예를 들어 최대비 결합 방식으로 결합하여 생성되는 데이터 심볼을 출력한다. 상기 예를 참조하는 경우, 두 개의 데이터 심볼들이 최대비 결합 방식으로 결합되어 하나의 데이터 심볼로 생성되어 출력된다. 이러한 결합부(220)는 수신되는 데이터 심볼들에 공통으로 포함되는 동일한 데이터, 즉 주요 데이터가 포함되어 있는 경우에 해당 심볼들에서 주요 데이터를 복원하기 쉽도록 결합을 수행하는 것이다. 이것은 결합부(220)에 의해 데이터 심볼들이 결합되는 경우, 결합되는 데이터 심볼들에 공통으로 포함되는 동일한 주요 데이터는 그 값을 유지하며 그 에너지만이 증폭되지만, 결합되는 데이터 심볼들에 각각 포함되어 있는 부가 데이터들은 이러한 결합을 통해 새로운 데이터로써 결합되기 때문이다.

주요 데이터 복원부(230)는 결합부(220)에서 결합되어 출력되는 데이터 심볼을 복조하고, 복조된 데이터 심볼로부터 주요 데이터를 복원한다.

결합부(220)에서 출력되는 데이터 심볼이 주요 데이터 복원부(230)에서 복조되는 경우, 복조되는 데이터 심볼에는 송신기(100)에서 송신하고자 하는 주요 데이터가 포함되어 있다. 따라서, 주요 데이터 복원부(230)는 복조된 데이터 심볼에서 이미 알고 있는 주요 데이터의 비트수만큼 추출함으로써 주요 데이터를 복원할 수 있다.

상기 예를 참조하면, 주요 데이터 복원부(230)는 결합부(220)에서 출력되는 하나의 데이터 심볼을 복조하여 4비트의 데이터 심볼을 생성하고, 이 데이터 심볼에서 2비트의 주요 데이터를 복원할 수 있다.

부가 데이터 복원부(240)는 수신부(210)에서 출력되는 데이터 심볼들을 각각 복조한 후 복조된 데이터 심볼들로부터 각각 부가 데이터를 복원한다. 상기 예를 참조하면, 부가 데이터 복원부(240)는 수신부(210)로부터 두 개의 데이터 심볼을 수신하고, 수신되는 두 개의 데이터 심볼들을 각각 복조하여 두 개의 4비트짜리 데이터 심볼들을 생성하고, 이 4비트의 데이터 심볼들 각각으로부터 2비트씩 부가 데이터를 각각 추출함으로써 전체 4비트의 부가 데이터를 복원할 수 있다.

한편, 부가 데이터 복원부(240)에서도 주요 데이터를 복원할 수 있지만, 상기와 같이 결합부(220)와 주요 데이터 복원부(250)를 통해 주요 데이터를 복원하는 것은 송신기(100)에서 송신할 데이터 심볼을 재구성하여 비트수가 많아진 데이터 심볼들로 계층적 변조하여 송신하기 때문이다.

본 발명의 실시예에 따라, 높은 보호도를 요구하는 주요 데이터를 중요도가 낮은 부가 데이터의 비트수만큼 전송하기 때문에 총 전송하는 데이터의 양이 기존의 방식에 비해 증가하게 된다. 한정된 양의 에너지를 요구하는 무선 통신 시스템에서 많은 양의 데이터를 동일한 시간 내에 전송하기 위해서 데이터에 할당되는 에너지의 크기가 줄어들게 되고, 이로 인해 중요도가 높은 데이터, 즉 주요 데이터들의 심볼간 거리가 짧아지게 된다. 따라서, 부가 데이터 복원부(240)에서와 같이 수신되는 데이터 심볼들을 각각 복조한 후 복조된 데이터 심볼들에서 주요 데이터를 복원하는 경우에는 오류 발생 확률이 증가하게 된다.

그러나, 결합부(220)에서 동일한 주요 데이터가 반복 전송되는 데이터 심볼들을 결합하여 주요 데이터 복원부(230)에서 결합된 데이터 심볼을 복조한 후 복조된 데이터 심볼에서 주요 데이터를 복원함으로써 주요 데이터 복원의 오류 발생 확률이 감소될 수 있다.

수신 데이터 복원부(250)는 주요 데이터 복원부(230)에서 복원되는 주요 데이터와 부가 데이터 복원부(240)에서 복원되는 부가 데이터를 결합하여 송신기(100)에서 송신기(100)에 송신하고자 하는 원래의 데이터로 복원한다. 즉, 수신 데이터 복원부(250)는 송신기(100)의 재구성부(110)에서 재구성되기 전의 데이터로 복원하는 것이다.

이하, 도 2에 도시된 바와 같이, 송신할 데이터 심볼이 6비트이고, 그 중에서 2비트가 주요 데이터이며, 나머지 4비트가 부가 데이터인 데이터 심볼(DS1)인 경우를 예로 들어 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)에 대해 구체적으로 설명한다.

먼저, 송신기(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 송신기(100)에 있는 재구성부(110)의 구체적인 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 재구성부(110)는 수신 버퍼(111), 제1 심볼 구성부(112), 제2 심볼 구성부(113), 송신 버퍼(114) 및 재구성 제어부(115)를 포함한다.

수신 버퍼(111)는 송신기(100)가 수신기(200)로 송신할 데이터, 즉 6비트(2비트의 주요 데이터와 4비트의 부가 데이터로 구성됨)의 데이터 심볼(DS1)을 순차적으로 수신하여 저장한다.

제1 심볼 구성부(112)는 수신 버퍼(111)에 수신되어 저장된 데이터 심볼(DS1)에서 2비트의 주요 데이터(B1, B2)와 4비트의 부가 데이터 중 2비트의 부가 데이터(R1, R2)(이하, "제1 부가 데이터"라고도 함)를 각각 추출하여 4비트의 제1 데이터 심볼(DS2)로 재구성한다. 즉, 제1 심볼 구성부(112)에 의해 재구성되는 제1 데이터 심볼(DS2)은 주요 데이터(B1, B2)와 제1 부가 데이터(R1, R2)로 구성된다.

제2 심볼 구성부(113)는 수신 버퍼(111)에 수신되어 저장된 데이터 심볼(DS1)에서 2비트의 주요 데이터(B1, B2)와 4비트의 부가 데이터 중 제1 심볼 구성부(112)에서 추출되지 않은 2비트의 부가 데이터(R3, R4)(이하, "제2 부가 데이터"라고도 함)를 각각 추출하여 4비트의 제2 데이터 심볼(DS3)로 재구성한다. 즉, 제2 심볼 구성부(113)에 의해 재구성되는 제2 데이터 심볼(DS3)은 주요 데이터(B1, B2)와 제2 부가 데이터(R3, R4)로 구성된다.

송신 버퍼(114)는 제1 심볼 구성부(112)에서 재구성되는 제1 데이터 심볼(DS2)과 제2 심볼 구성부(113)에서 재구성되는 제2 데이터 심볼(DS3)을 수신하여 제1 데이터 심볼(DS2)부터 그 다음에 제2 데이터 심볼(DS3)의 순서로 순차적으로 계층적 변조부(120)로 출력한다.

재구성 제어부(115)는 제1 데이터 심볼(112), 제2 데이터 심볼(113) 및 송신 버퍼(114)를 제어하여 송신될 데이터 심볼(DS1)을 제1 데이터 심볼(DS2)과 제2 데이터 심볼(DS3)로 재구성하는 동작을 수행한다.

이와 같이 하여, 재구성부(110)는 송신될 1개의 데이터 심볼로부터 주요 데이터의 비트수가 부가 데이터의 비트수와 동일해지도록 2개의 데이터 심볼을 재구성하여 출력한다.

도 4는 도 3에 도시된 제1 심볼 구성부(112)의 구체적인 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 심볼 구성부(112)는 주요 데이터 추출부(1121), 제1 부가 데이터 추출부(1122) 및 제1 심볼 결합부(1123)를 포함한다.

주요 데이터 추출부(1121)는 수신 버퍼(111)에 저장되어 있는 데이터 심볼(DS1)에서 2비트의 주요 데이터(B1, B2)를 추출한다.

제1 부가 데이터 추출부(1122)는 수신 버퍼(111)에 저장되어 있는 데이터 심볼(DS1)에서 4비트의 부가 데이터(R1, R2, R3, R4) 중 주요 데이터에 근접해 있는 앞부분 2비트의 부가 데이터, 즉 제1 부가 데이터(R1, R2)를 추출한다.

제1 심볼 결합부(1123)는 주요 데이터 추출부(1121)에서 추출된 주요 데이터(B1, B2)와 제1 부가 데이터 추출부(1122)에서 추출된 제1 부가 데이터(R1, R2)를 결합하여 4비트의 제1 데이터 심볼(DS2)을 생성하여 송신 버퍼(114)로 출력한다.

도 5는 도 3에 도시된 제2 심볼 구성부(113)의 구체적인 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2 심볼 구성부(113)는 주요 데이터 추출부(1131), 제2 부가 데이터 추출부(1132) 및 제2 심볼 결합부(1133)를 포함한다.

주요 데이터 추출부(1131)는 수신 버퍼(111)에 저장되어 있는 데이터 심볼(DS1)에서 2비트의 주요 데이터(B1, B2)를 추출한다.

제2 부가 데이터 추출부(1132)는 수신 버퍼(111)에 저장되어 있는 데이터 심볼(DS1)에서 4비트의 부가 데이터(R1, R2, R3, R4) 중 주요 데이터로부터 떨어져 있는 뒷부분 2비트의 부가 데이터, 즉 제2 부가 데이터(R3, R4)를 추출한다.

제2 심볼 결합부(1133)는 주요 데이터 추출부(1131)에서 추출된 주요 데이터(B1, B2)와 제2 부가 데이터 추출부(1132)에서 추출된 제2 부가 데이터(R3, R4)를 결합하여 4비트의 제2 데이터 심볼(DS3)을 생성하여 송신 버퍼(114)로 출력한다.

도 6은 도 1에 도시된 송신기(100)에 있는 계층적 변조부(120)의 구체적인 블록도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 계층적 변조부(120)는 수신 버퍼(121), 제1 QPSK 변조부(122), 제2 QPSK 변조부(123) 및 계층적 맵핑부(124)를 포함한다.

수신 버퍼(121)는 재구성부(110)의 송신 버퍼(114)로부터 출력되는 데이터 심볼을 수신하여 저장한다. 본 실시예에서 수신 버퍼(121)는 하나의 데이터 심볼(DS1)을 전송하기 위해 제1 데이터 심볼(DS2)과 제2 데이터 심볼(DS3)을 순차적으로 수신하고 저장한다.

제1 QPSK 변조부(122)는 수신 버퍼(121)에 저장되어 있는 데이터 심볼에서 2비트의 주요 데이터(B1, B2)를 추출하여 QPSK 변조를 수행하여 출력한다.

제2 QPSK 변조부(123)는 수신 버퍼(121)에 저장되어 있는 데이터 심볼에서 주요 데이터(B1, B2)를 제외한 나머지 2비트의 데이터, 즉 부가 데이터를 추출하여 QPSK 변조를 수행하여 출력한다. 즉, 제2 QPSK 변조부(123)는 두 번의 변조 동작을 수행하는데, 첫 번째의 변조 동작에서는 수신 버퍼(121)에 제1 데이터 심볼(DS2)이 저장되어 있으므로 제1 부가 데이터(R1, R2)를 추출하여 QPSK 변조를 수행하고, 두 번째의 변조 동작에서는 수신 버퍼(121)에 제2 데이터 심볼(DS3)이 저장되어 있으므로 제2 부가 데이터(R3, R4)를 추출하여 QPSK 변조를 수행한다.

따라서, 제1 QPSK 변조부(122)와 제2 QPSK 변조부(123)는 첫 번째 사이클에서는 제1 데이터 심볼(DS2)에 대한 QPSK 변조를 수행하고, 두 번째 사이클에서는 제2 데이터 싱볼(DS3)에 대한 QPSK 변조를 수행하게 된다.

계층적 맵핑부(124)는 제1 QPSK 변조부(122)에서 변조된 데이터와 제2 QPSK 변조부(123)에서 변조된 데이터를 수신하여 16QAM의 계층적 맵핑을 수행하여 송신부(130)로 출력한다.

계층적 맵핑부(124)도 하나의 데이터 심볼(DS1)이 재구성된 두 개의 데이터 심볼(DS2, DS3)을 송신하기 위해 두 번의 사이클 동안 맵핑을 수행하며, 첫 번째의 사이클에서는 제1 데이터 심볼(DS2)에 대한 계층적 맵핑을 수행하여 변조된 제1 데이터 심볼(MDS1)을 출력하고, 두 번째의 사이클에서는 제2 데이터 심볼(DS2)에 대한 계층적 맵핑을 수행하여 변조된 제2 데이터 심볼(MDS2)을 출력한다.

상기와 같이, 송신기(100)는 하나의 데이터 심볼(DS1)을 송신하기 위해 재구성된 두 개의 데이터 심볼(DS2, DS3)을 계층적 변조 처리하여 생성되는 두 개의 변조된 데이터 심볼(MDS1, MDS2)을 생성하여 수신기(200)로 송신하게 된다.

한편, 계층적 변조부(120)에서 제1 QPSK 변조부(122)에 의해 변조되는 주요 데이터와 제2 QPSK 변조부(123)에 의해 변조되는 부가 데이터의 비트 수가 1:1이 된다.

일반적으로, 계층적 변조 방식은 주요 데이터의 양과 부가 데이터의 양의 비율에 따라 달라질 수 있는데, 일 실시예로 SVC(Scalable Video Coding)의 경우 주요:부가의 비가 1:4이고 이를 위해서는 2/32-QAM 계층 변조 방식을 이용할 수 있다.

첨부한 도 7은 16QAM 변조 방식을 사용했을 때와 동일한 성상도를 나타내는데, 하나의 데이터 패킷을 이용해 심볼을 생성하는 단일 변조 방식을 사용했을 때와는 다르게 변조된 실제 전송 데이터는 주요 데이터(B1, B2)와 부가 데이터(R1, R2, R3, R4)의 조합으로 이루어져 있다.

주요 데이터와 부가 데이터에 대해 서로 다른 변조 방식을 적용했을 때 데이터 오류에 따른 성능은 성상도 내의 데이터간 거리에 의해 결정되는데, 단일 변조 방식을 사용했을 때 각 데이터가 동일한 거리를 갖는 것과 달리 계층적 변조 방식을 사용했을 때는 서로 다른 중요도를 갖는 데이터의 중요도에 따라 자원을 할당함으로써 도 7에 나타난 심볼 간격 d1, d1', d2 가 유동적으로 변하면서 무선 통신 시스템(10)의 성능을 결정한다. 예를 들어, d1'와 d2가 동일한 경우 기존의 16QAM 단일 변조 방식을 적용한 경우와 동일한 성능을 나타내고, d1이 커짐에 따라 주요 데이터에 많은 자원, 즉 큰 전력을 할당함으로써 주요 데이터의 복호율을 높일 수 있다.

계층적 변조 방식을 사용했을 때의 수신 데이터의 복조는 부가 데이터에 비해 큰 전력이 할당된 주요 데이터가 높은 신뢰도로 복조될 수 있기 때문에, 채널 상황이 안 좋은 셀 가장자리에 위치한 단말도 주요 데이터를 성공적으로 복조할 수 있다. 또한, 좋은 채널 상황을 겪는 셀 안쪽의 단말들은 주요 데이터와 부가 데이터 모두를 복조할 수 있기 때문에 가장자리 사용자에 비해 고품질의 서비스를 제공받을 수 있다.

다음, 수신기(200)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

설명 전에, 송신기(100)가 송신될 하나의 데이터 심볼(DS1)을 두 개의 데이터 심볼(DS2, DS3)로 재구성하고 계층적 변조 처리하여 생성되는 변조된 2개의 데이터 심볼(MDS1, MDS2)을 순차적으로 송신하고, 수신기(200)는 송신기(100)로부터 송신되는 두 개의 변조된 데이터 심볼(MDS1, MDS2)을 순차적으로 수신하는 것을 가정한다.

도 8은 도 1에 도시된 수신기(200)에 있는 결합부(220)의 구체적인 블록도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 결합부(220)는 제1 심볼 추출부(221), 제2 심볼 추출부(222), MRC 처리부(223) 및 결합 제어부(224)를 포함한다.

제1 심볼 추출부(221)는 수신부(210)에서 수신되는 데이터 심볼 중에서 제1 데이터 심볼(MDS1)을 추출하여 출력한다.

제2 심볼 추출부(222)는 수신부(210)에서 수신되는 데이터 심볼 중에서 제2 데이터 심볼(MDS2)을 추출하여 출력한다.

MRC 처리부(223)는 제1 심볼 추출부(221)에서 추출되어 출력되는 제1 데이터 심볼(MDS1)과 제2 심볼 추출부(222)에서 추출되어 출력되는 제2 데이터 심볼(MDS2)에 대한 최대비 결합(MRC)을 수행하여 하나의 데이터 심볼(MDS3)을 생성하여 출력한다.

결합 제어부(224)는 수신되는 2개의 데이터 심볼(MDS1, MDS2)을 MRC 결합하여 하나의 데이터 심볼(MDS3)로 생성하기 위해, 제1 심볼 추출부(221), 제2 심볼 추출부(222) 및 MRC 처리부(223)의 동작을 제어한다.

이와 같이, 결합 제어부(224)에서 결합되어 출력되는 데이터 심볼(MDS3)에는 동일한 값을 갖는 주요 데이터(B1, B2)가 중복되어 결합되어 있으나, 부가 데이터들(R1, R2, R3, R4)은 새로운 값의 데이터로써 결합되어 있다.

도 9는 도 1에 도시된 주요 데이터 복원부(230)의 구체적인 블록도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 주요 데이터 복원부(230)는 16QAM 복조부(231) 및 주요 데이터 추출부(232)를 포함한다.

16QAM 복조부(231)는 결합부(220)에서 출력되는 데이터 심볼(MDS3)을 수신하여 16QAM 복조 처리한 후 4비트의 데이터 심볼을 생성하여 출력한다. 이러한 데이터 심볼의 첫 번째 2비트는 반복 전송되어 결합된 주요 데이터에 대응된다. 그리고, 16QAM에 따른 복조 처리에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.

주요 데이터 추출부(232)는 16QAM 복조부(231)에서 복조되어 출력되는 4비트의 데이터 심볼에서 주요 데이터 2비트(B1, B2)를 추출하여 수신 데이터 복원부(250)로 출력한다.

도 10은 도 1에 도시된 부가 데이터 복원부(240)의 구체적인 블록도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 부가 데이터 복원부(240)는 16QAM 복조부(241), 부가 데이터 추출부(242), 제1 부가 데이터 저장부(243), 제2 부가 데이터 저장부(244), 부가 데이터 결합부(245) 및 복원 제어부(246)를 포함한다.

16QAM 복조부(241)는 수신부(210)에서 출력되는 2개의 데이터 심볼(MDS1, MDS2)를 순차적으로 수신한 후 16QAM 복조 처리하여 대응되는 4비트의 데이터 심볼을 생성하여 출력한다. 이러한 데이터 심볼의 첫 번째 2비트는 주요 데이터에 대응되고, 나머지 2비트가 부가 데이터에 대응된다.

부가 데이터 추출부(242)는 16QAM 복조부(241)에서 복조되어 출력되는 4비트의 데이터 심볼에서 주요 데이터 2비트를 추출하여 출력한다.

16QAM 복조부(241)와 부가 데이터 추출부(242)는 2개의 데이터 심볼(MDS1, MDS2)을 순차적으로 수신하여 각각 복조 및 추출 동작을 수행해야 하므로 두 번의 사이클이 필요하다. 첫 번째의 사이클에서 부가 데이터 추출부(242)는 2비트의 부가 데이터(R1, R2)를 추출하게 되고, 두 번째의 사이클에서는 2비트의 부가 데이터(R3, R4)를 추출하게 된다.

이와 같이, 두 번의 사이클에 걸쳐 부가 데이터가 추출되므로, 제1 부가 데이터 저장부(243)는 부가 데이터 추출부(242)에서 첫 번째 사이클에서 추출되어 출력되는 2비트의 부가 데이터(R1, R2)를 저장한다.

제2 부가 데이터 저장부(244)는 부가 데이터 추출부(242)에서 두 번째 사이클에서 추출되어 출력되는 2비트의 부가 데이터(R3, R4)를 저장한다.

부가 데이터 결합부(245)는 제1 부가 데이터 저장부(243)에 저장된 2비트의 부가 데이터(R1, R2)와 제2 부가 데이터 저장부(244)에 저장된 2비트의 부가 데이터(R3, R4)를 결합하여 결과적으로 4비트의 부가 데이터(R1, R2, R3, R4)를 생성하여 수신 데이터 복원부(250)로 출력한다.

따라서, 수신 데이터 복원부(250)는 도 9에 도시된 주요 데이터 복원부(230)에서 출력되는 2비트의 주요 데이터(R1, R2)와 부가 데이터 복원부(240)에서 출력되는 4비트의 부가 데이터(R1, R2, R3, R4)를 수신하여 상호 결합한 후 최종으로 6비트의 부가 데이터, 즉 송신기(100)가 송신하고자 한 송신 데이터 심볼(DS1)을 복원하여 출력할 수 있게 된다.

첨부한 도 11에는 송신될 데이터 심볼(DS1), 즉 종래의 방식에 따라 송신되는 데이터 심볼(DS1)과 본 발명의 실시예에 따라 재구성되어 전송되는 데이터 심볼(DS2, DS3)에 대한 시간 간격이 도시되어 있다. 종래의 방식과 비교를 위해 두 개의 데이터 심볼(DS2, DS3)이 직렬로 연결되도록 배치되어 있다.

도 11을 참조하면, 두 개의 데이터 심볼(DS2, DS3)로 재구성하여 전송하는 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방식에 따르면, 송신될 하나의 데이터 심볼(DS1)을 그대로 전송하는 종래의 계층적 변조 방식에 비해 많은 양의 데이터를 전송해야하기 때문에 동일한 전송 시간(Ts)내에 전송을 마치기 위해 종래의 비트 전송 시간(Tb)에 비해 본 발명의 실시예에 따른 방식의 비트 전송 시간(Tb')이 더 짧아져야 한다.

만일 각 데이터 비트에 동일한 크기의 전력(P)이 할당된다고 가정했을 때, 에너지와 전력, 비트의 전송 시간의 관계에 의해 본 발명의 실시예에 따른 전송 방식에서의 데이터가 가질 수 있는 에너지의 크기는 [수학식 1]과 같다. 여기서 E1은 종래 계층적 변조 방식의 데이터가 갖는 에너지의 크기를 나타내고, E2는 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방식의 데이터가 갖는 에너지의 크기를 나타낸다.

[수학식 1]에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방식에서의 데이터가 갖는 에너지가 종래의 계층적 변조 방식에서의 데이터가 갖는 에너지보다 작은 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따라 전송되는 데이터는 중요도가 높은 주요 데이터를 반복해서 전송함으로써 종래의 방식을 사용해서 전송되는 데이터의 에너지에 비해 3/4에 해당되는 크기만을 사용할 수 있고, 이 에너지를 이용해 두 개의 데이터 심볼을 연속적으로 전송해야 하므로 각 데이터 심볼은 종래의 방식에 비해 3/8의 에너지만을 이용해서 전송된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신기(100)와 수신기(200)간의 채널 상황(수신 Es/No)에 따라 수신기(200)에서 발생할 수 있는 데이터의 오류 확률을 종래의 방법에 따른 데이터 오류 확률과 함께 나타낸 그래프이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방법을 사용하여 데이터를 전송했을 때 중요도가 높은 주요 데이터의 오류 확률(newB)과 종래의 방법을 사용했을 때의 중요도가 높은 주요 데이터의 오류 확률(oldB)을 비교했을 때, 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방식이 중요도가 높은 주요 데이터의 보호도를 증가시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방식으로 인한 중요도가 낮은 부가 데이터의 오류 확률(newR)과 종래 방법을 사용했을 때의 중요도가 낮은 부가 데이터의 오류 확률(oldR)을 비교했을 때도, 본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방식이 더 나은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 계층적 변조 방식은 높은 보호도를 요구하는 주요 데이터를 중요도가 낮은 부가 데이터의 수만큼 전송하기 때문에 총 전송하는 데이터의 양이 종래의 계층적 변조 방식에 비해 증가하게 된다. 한정된 양의 에너지를 요구하는 무선 데이터 통신에서 많은 양의 데이터를 동일한 시간 내에 전송하기 위해서 데이터에 할당되는 에너지의 크기가 줄어들게 되고, 이로 인해 중요도가 높은 데이터들의 심볼간 거리가 짧아지게 된다.

본 발명의 실시예에서는, 심볼간의 거리가 짧아짐으로 인해 발생하는 중요도가 높은 주요 데이터의 오류 발생 확률 증가를 반복 전송을 통한 신호 결합으로 극복하고 있다. 또한, 중요도가 낮은 부가 데이터의 경우에는 종래의 계층적 변조 방식에 비해 낮은 변조 방식을 사용함으로써 심볼간의 거리를 증가시키는 효과를 이용할 수 있어 오류 발생 확률을 감소시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 동일한 데이터를 서비스 지역 내의 모든 단말에게 동시에 전송하는 브로드캐스트 방식의 효율적 사용에 대한 요구가 증가하고 있는 상황에서 종래의 방법에 비해 향상된 성능을 제공함으로써 단말이 처한 채널 상황에 맞는 유연한 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

1. 무선 통신 시스템의 송신기가 송신할 데이터를 계층적 변조하는 방법에 있어서,
   상기 송신할 데이터－여기서 송신할 데이터에는 중요도가 높은 주요 데이터와 중요도가 낮은 부가 데이터가 포함되어 있음－를 수신하여 상기 주요 데이터가 반복 전송되도록 하기 위해 상기 송신할 데이터를 재구성하여 재구성 데이터를 생성하는 단계; 및
   상기 재구성 데이터를 계층적 변조하여 변조된 데이터를 생성하는 단계
   를 포함하는 계층적 변조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 재구성 데이터를 생성하는 단계에서, 상기 주요 데이터의 비트수가 상기 부가 데이터의 비트수와 동일해지도록 상기 주요 데이터를 반복 배치하여 상기 재구성 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 계층적 변조 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 송신할 데이터의 하나의 데이터 심볼에 대해 두 개의 데이터 심볼로 상기 재구성 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 계층적 변조 방법.
4. 무선 통신 시스템의 수신기가 수신되는 데이터를 결합하여 결합 데이터를 생성하는 단계;
   상기 결합 데이터를 복조한 후 상기 결합 데이터로부터 중요도가 높은 주요 데이터를 복원하는 단계;
   상기 수신되는 데이터를 각각 복조하여 중요도가 낮은 부가 데이터를 복원하는 단계; 및
   상기 주요 데이터와 상기 부가 데이터를 결합하여 수신 데이터를 생성하는 단계
   를 포함하는 계층적 변조 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 결합 데이터를 생성하는 단계에서 최대비 결합 방식을 사용하여 상기 수신되는 데이터들을 결합하는 것을 특징으로 하는 계층적 변조 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 주요 데이터를 복원하는 단계가,
   상기 결합 데이터를 복조하는 단계; 및
   복조된 상기 결합 데이터에서 상기 주요 데이터를 추출하는 단계
   를 포함하는 계층적 변조 방법.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 부가 데이터를 복원하는 단계가,
   상기 수신되는 데이터들을 각각 복조하는 단계;
   복조되는 상기 수신되는 데이터들로부터 각각 부가 데이터를 추출하는 단계; 및
   추출되는 상기 부가 데이터들을 결합하는 단계
   를 포함하는 계층적 변조 방법.
8. 송신할 데이터를 계층적 변조하여 수신기로 송신하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에 있어서,
   송신할 데이터－여기서 송신할 데이터에는 중요도가 높은 주요 데이터와 중요도가 낮은 부가 데이터가 포함되어 있음－를 수신하여 상기 주요 데이터가 반복 전송되도록 하기 위해 상기 송신할 데이터를 재구성하여 재구성 데이터를 생성하는 재구성부;
   상기 재구성 데이터를 계층적 변조하여 변조된 데이터를 생성하는 계층적 변조부; 및
   상기 변조된 데이터를 외부로 송신하는 송신부
   를 포함하는 송신 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 재구성부는 상기 주요 데이터의 비트수가 상기 부가 데이터의 비트수와 동일해지도록 상기 주요 데이터를 반복 배치하여 상기 재구성 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 재구성부는,
    상기 송신할 데이터에서 상기 주요 데이터와 상기 부가 데이터 중 제1 부가 데이터를 추출하여 제1 데이터 심볼을 생성하는 제1 심볼 구성부;
    상기 송신할 데이터에서 상기 주요 데이터와 상기 부가 데이터 중 제2 부가 데이터를 추출하여 제2 데이터 심볼을 생성하는 제2 심볼 구성부; 및
    상기 제1 심볼 구성부 및 제2 심볼 구성부를 제어하여 상기 주요 데이터가 반복 배치되도록 상시 송신할 데이터를 재구성하는 재구성 제어부
    를 포함하는 송신 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 계층적 변조부는,
    상기 재구성부에서 출력되는 재구성 데이터에서 상기 주요 데이터를 추출하여 변조를 수행하는 제1 변조부;
    상기 재구성부에서 출력되는 재구성 데이터에서 상기 부가 데이터를 추출하여 변조를 수행하는 제2 변조부; 및
    상기 제1 변조부에서 변조된 데이터와 상기 제2 변조부에서 변조된 데이터에 대해 계층적 맵핑을 수행하여 상기 송신부로 출력하는 계층적 맵핑부
    를 포함하는 송신 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 송신할 데이터가 2비트의 주요 데이터와 4비트의 부가 데이터를 포함하는 6비트의 데이터인 경우, 상기 제1 변조부 및 제2 변조부는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식을 사용하여 변조를 수행하고, 상기 계층적 맵핑부는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식의 계층적 맵핑을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
13. 무선 통신 시스템의 송신기로부터 송신되는 데이터를 수신하여 복원하는 수신 장치에 있어서,
    수신되는 복수의 상기 데이터를 결합하여 결합 데이터를 생성하는 결합부;
    상기 결합 데이터를 복조한 후 복조된 결합 데이터로부터 중요도가 높은 주요 데이터를 복원하는 주요 데이터 복원부;
    수신되는 복수의 상기 데이터를 각각 복조하여 중요도가 낮은 부가 데이터를 복원하는 부가 데이터 복원부; 및
    상기 주요 데이터 복원부에서 복원되는 주요 데이터와 상기 부가 데이터 복원부에서 복원되는 부가 데이터를 결합하여 수신 데이터를 생성하는 수신 데이터 복원부
    를 포함하는 수신 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 결합부는,
    수신되는 데이터에서 제1 데이터 심볼을 추출하는 제1 심볼 추출부;
    수신되는 데이터에서 제2 데이터 심볼을 추출하는 제2 심볼 추출부; 및
    상기 제1 심볼 추출부에서 추출되는 제1 데이터 심볼과 상기 제2 심볼 추출부에서 추출되는 제2 데이터 심볼을 결합하여 하나의 데이터 심볼을 생성하여 출력하는 심볼 결합부
    를 포함하는 수신 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 주요 데이터 복원부는,
    상기 심볼 결합부에서 출력되는 데이터 심볼을 복조하여 복조된 데이터 심볼로 출력하는 복조부; 및
    상기 복조부에서 출력되는 복조된 데이터 심볼에서 상기 주요 데이터를 추출하는 주요 데이터 추출부
    를 포함하는 수신 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 부가 데이터 복원부는,
    수신되는 복수의 데이터를 순차적으로 각각 복조하여 복조된 데이터 심볼을 출력하는 복조부;
    상기 복조부에서 순차적으로 출력되는 데이터 심볼에서 부가 데이터를 추출하는 부가 데이터 추출부; 및
    상기 부가 데이터 추출부에서 순차적으로 추출되는 부가 데이터를 결합하여 결합된 부가 데이터를 출력하는 부가 데이터 결합부
    를 포함하는 수신 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 수신 데이터 복원부는 상기 주요 데이터 추출부에서 추출되는 상기 주요 데이터와 상기 부가 데이터 결합부에서 결합되어 출력되는 부가 데이터를 결합하여 상기 수신 데이터를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.

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