KR20120072221A

KR20120072221A - Wireless communication system

Info

Publication number: KR20120072221A
Application number: KR1020100134056A
Authority: KR
Inventors: 윤찬호
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-07-03

Abstract

PURPOSE: A wireless communication system is provided to effectively embody digital wireless communication for multiple users in simple configuration, low data rates, and low power consumption. CONSTITUTION: One or more transmission apparatuses(100) transmit data signals after the data signals of each user is automatically encoded and interleaved. A reception apparatus(300) executes de-interleaving and turbo decoding for a signal of one or more transmission apparatuses according to user channels. The reception apparatus provides the restored signals to a central control unit(400). The data signal of each user is interleaved by a first inter-leaver(120).

Description

Wireless Communication System

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 낮은 데이터 레이트(data rate), 낮은 전력 소모 및 비교적 간단한 구성에 의해 다중 사용자에 대한 디지털 무선 통신을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a wireless communication system that enables digital wireless communication for multiple users by low data rate, low power consumption, and relatively simple configuration.

다중 사용자 간 디지탈 무선 통신을 위해, 종래에는 흔히 휴대폰에 적용되었던 CDMA 방식이 사용되었다. 이 때 사용자의 단말기에서 기지국으로 신호를 전송할 경우(uplink), 할당된 확산 코드(spreading code)를 가지고 다른 사용자와의 간섭을 피하거나 최소화하여 다중화를 구현하였다. 여기서 확산(spreading) 기법은 월시 코드(walsh code)와 같은 주파수 확장을 적용시키는 기법으로서, 하마드 행렬(hadamard matrix) 등을 이용하여 생성 할 수 있으며 코드의 길이, 크기 및 확장성이 매우 유연하다. 하지만, 확산 코드 자체만으로는 한계가 있기 때문에 대부분 채널 코딩(channel coding)과 인터리버(interlaver)를 적용시켜 서로 간의 간섭(interference)을 완화시키는 방법을 이용하였다. For digital wireless communication between multi-users, the CDMA scheme, which is commonly applied to a mobile phone, has been used in the past. At this time, when a signal is transmitted from a user terminal to a base station (uplink), multiplexing is implemented by avoiding or minimizing interference with another user with an assigned spreading code. The spreading technique is a technique for applying a frequency extension such as a Walsh code. The spreading technique can be generated using a hamadard matrix, and the code length, size, and scalability are very flexible. However, since the spreading code itself is limited, most of the methods use a channel coding and an interlaver to mitigate interference with each other.

또한, 기지국의 수신기는 구현이 상대적으로 간단한 레이크 수신기(rake receiver)로부터 선형 등화기, 및 터보 이퀄라이저(turbo equalizer)까지 다양하며, 복잡도와 성능을 비교 고려하여 구현하였다. In addition, the receiver of the base station varies from a rake receiver, which is relatively simple to implement, to a linear equalizer and a turbo equalizer, and is implemented by comparing complexity and performance.

이 때, 하향링크(downlink)의 경우 각 사용자는 기지국으로부터 자신만이 할당받은 월시 코드를 가지고 여러 사용자에게 보내진 다중화된 신호를 수신하여 자신에게 필요한 신호만 복조 할수 있었다. 따라서, 동시에 여러 사용자가 복조를 할 수 있는 방식을 이용하고 있었다. 또한, 마찬가지로 상향링크(uplink)의 경우에는, 여러 사용자들은 각자 할당 받은 월시 코드(walsh code)를 가지고 전송점을 맞춰서 기지국으로 전송하였으며, 그러면 기지국은 무선 채널상에서 다중화된 다수의 사용자 신호를 월시 코드별로 분류하여 처리하였다.In this case, in case of downlink, each user can demodulate only the signals necessary for the user by receiving the multiplexed signal sent to the various users with the Walsh code assigned only by the base station. Therefore, a method in which multiple users can demodulate at the same time was used. Similarly, in the case of uplink, several users have their Walsh codes assigned to each other, and transmit them to the base station in accordance with transmission points, and then the base station transmits multiple user signals multiplexed on the radio channel to the Walsh code. Treated by classification.

그런데, 종래의 CDMA 방식은 사용자마다 동일한 인터리버를 가지고 효과적인 채널 디코딩 성능을 얻어내는 것을 목적으로 적용되었으며, 또한 사용자가 많은 휴대폰과 기지국의 역할을 모델로 하여 주파수 효율성이 중요하고 네트워크 처리량(network throughput)이 중요하였기 때문에, 비교적 높은 채널 코딩률(channel coding rate)을 사용하였고 데이터의 오고 가는 트래픽양 자체도 비교적 크고, 큰 안테나 송신 전력으로 통신을 하여야만 하였으며 그 시스템 구성도 매우 복잡하였다. 따라서, 종래의 CDMA 등의 무선 통신 기술은, 각 사용자별 송신 신호의 저전력 소모를 지향하면서도 안정적인 데이터 통신을 필수 요소로 하는 스마트 그리드나 센터 네트워크 등의 환경에서는 적합하지 못한 문제점이 있었다.
However, the conventional CDMA method has been applied for the purpose of obtaining effective channel decoding performance with the same interleaver for each user. Also, the frequency efficiency is important and the network throughput is modeled by the role of many mobile phones and base stations. Because this was important, a relatively high channel coding rate was used, the amount of data traffic was relatively large, the communication had to be performed at a large antenna transmission power, and the system configuration was very complicated. Therefore, the conventional wireless communication technology such as CDMA has a problem that is not suitable in an environment such as a smart grid or a center network which aims at low power consumption of transmission signals for each user and makes stable data communication essential.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에 있어서 낮은 데이터 레이트, 낮은 전력 소모 및 비교적 간단한 구성에 의해서도 다중 사용자에 대한 디지털 무선 통신을 가능하게 하는 무선 통신 시스템을 제공하는 데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a wireless communication system that enables digital wireless communication for multiple users even by a low data rate, low power consumption, and relatively simple configuration in a wireless communication system.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 각 사용자별 데이터신호를 입력받아 이를 터보 인코딩 및 인터리빙하여 전송하는 하나 이상의 전송기; 및 상기 하나 이상의 전송기로부터의 신호를 사용자 채널별로 디인터리빙 및 터보 디코딩함으로써 복원하여 중앙제어부에 제공하는 수신기를 포함하되, 상기 각 사용자별 데이터 신호는 사용자별로 상호 독립적인 제 1 인터리버에 의해 각각 인터리빙되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention receives at least one transmitter for receiving the data signal for each user and turbo encoding and interleaving it; And a receiver for restoring by deinterleaving and turbo decoding the signals from the one or more transmitters for each user channel and providing the same to the central controller, wherein each user data signal is interleaved by a first interleaver independent of each other. A wireless communication system is provided.

본 발명에서, 상기 하나 이상의 전송기의 각각은 사용자별 데이터신호를 입력받아 터보 인코딩한 후 골레이 시퀀스 코드(golay sequence code)화하여 출력하는 제 1 인코더; 상기 제 1 인코더의 출력을 인터리빙하는 제 1 인터리버; 상기 제 1 인터리버의 출력을 디지털-아날로그 변환하는 DA변환기; 및 상기 DA변환기의 출력을 RF 변조하는 RF 변조기를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In the present invention, each of the one or more transmitters comprises: a first encoder that receives a user-specific data signal and turbo encodes the same and then outputs the result in a Golay sequence code; A first interleaver for interleaving the output of the first encoder; A DA converter for digital-analog converting the output of the first interleaver; And an RF modulator for RF modulating the output of the DA converter.

본 발명에서, 상기 제 1 인코더는 상기 사용자별 데이터 신호를 터보 인코딩하는 터보 인코더; 상기 터보 인코더의 출력을 BPSK 변조하여 출력하는 BPSK 변조기; 및 상기 BPSK 변조기의 출력을 골레이 시퀀스 코드화하여 출력하는 골레이 코드화수단을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first encoder comprises a turbo encoder for turbo encoding the user-specific data signal; A BPSK modulator for outputting the turbo encoder by BPSK modulation; And Golay coding means for outputting the output of the BPSK modulator by Golay sequence coding.

본 발명에서, 상기 수신기는 상기 하나 이상의 전송기로부터의 신호를 RF 복조하는 RF 복조기; 상기 RF 복조기의 출력을 아날로그-디지털 변환하는 AD 변환기; 및 상기 AD 변환기의 출력에 기초하여 사용자별 데이터 신호를 복원하는 신호복원부를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the receiver comprises: an RF demodulator for RF demodulating a signal from the one or more transmitters; An AD converter for analog-to-digital converting the output of the RF demodulator; And a signal restoring unit for restoring a user-specific data signal based on the output of the AD converter.

본 발명에서, 상기 신호복원부는 상기 AD 변환기로부터의 출력을 이용하여 사용자 채널별 검출신호를 생성하는 신호 검출기; 및 상기 신호 검출기로부터 출력되는 사용자 채널별 검출 신호를 처리하여 사용자별 데이터 신호를 복원하여 출력하는 하나 이상의 신호 처리부를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the signal restorer comprises: a signal detector for generating a detection signal for each user channel using the output from the AD converter; And at least one signal processor for processing the user-specific detection signal output from the signal detector to restore and output the data signal for each user.

본 발명에서, 상기 하나 이상의 신호 처리부의 각각은 상기 사용자 채널별 검출신호를 디인터리빙하는 디인터리버; 상기 디인터리버의 출력을 역-골레이 시퀀스 코드화(golay sequence de-spreading) 및 터보 디코딩하는 디코더; 상기 디코더의 출력을 터보 인코딩한 후 골레이 시퀀스 코드화하는 제 2 인코더; 및 상기 제 2 인코더의 출력을 인터리빙하여 상기 신호검출기에 제공하는 제 2 인터리버를 포함하되, 상기 신호 검출기는 상기 AD 변환기로부터의 출력신호와 상기 제 2 인터리버의 출력신호에 기초한 연산을 통해 상기 사용자 채널별 검출신호를 생성하는 것이 바람직하다.In the present invention, each of the one or more signal processing unit includes a deinterleaver for deinterleaving the detection signal for each user channel; A decoder for degoing golay sequence de-spreading and turbo decoding the output of the deinterleaver; A second encoder for turbo encoding the output of the decoder and then coding the Golay sequence; And a second interleaver interleaving an output of the second encoder and providing the signal detector to the signal detector, wherein the signal detector is configured to perform operations based on an output signal from the AD converter and an output signal of the second interleaver. It is preferable to generate a star detection signal.

본 발명에서, 상기 하나 이상의 신호 처리부의 각각은, 상기 신호 검출기가 상기 연산을 미리 설정된 횟수만큼 반복하는 것에 의하여, 상기 사용자별 데이터 신호를 복원하여 상기 디코더를 통해 출력하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that each of the one or more signal processing units restores the user-specific data signal and outputs the same through the decoder by repeating the calculation by a predetermined number of times.

본 발명에서, 상기 무선 통신 시스템은 스마트 그리드 시스템에 적용되는 것이 바람직하다.
In the present invention, the wireless communication system is preferably applied to a smart grid system.

본 발명에 따른 무선 통신 시스템은 낮은 데이터 레이트, 낮은 전력 소모 및 비교적 간단한 구성에 의해서도 효과적으로 다중 사용자에 대한 디지털 무선 통신을 가능하게 하는 효과가 있다.
The wireless communication system according to the present invention has the effect of effectively enabling digital wireless communication for multiple users even by low data rate, low power consumption and relatively simple configuration.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 실시예에 사용된 송신측 전송기의 인코더의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 실시예에 사용된 수신기의 신호 복원부의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 실시예의 상기 인코더의 골레이 코드화수단에 의한 골레이 시퀀스 코드화를 설명하기 위한 참고도이다.1 illustrates a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 shows the configuration of the encoder of the transmitter on the transmitting side used in this embodiment.
3 shows the configuration of the signal recovery unit of the receiver used in the present embodiment.
4 is a reference diagram for explaining Golay sequence encoding by the Golay encoding means of the encoder of the present embodiment.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and the scope of rights of the present invention is not limited by these embodiments.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 도시한 것이고, 도 2는 본 실시예에 사용된 송신측 전송기의 인코더의 구성을 도시한 것이며, 도 3은 본 실시예에 사용된 수신기의 신호 복원부의 구성을 도시한 것이다.1 shows a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a configuration of an encoder of a transmitter of a transmitting side used in this embodiment, and FIG. The configuration of the signal recovery section of the receiver used is shown.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 각 사용자별 데이터신호(d_k)를 입력받아 이를 터보 인코딩 및 인터리빙하여 전송하는 하나 이상의 전송기(100); 및 상기 하나 이상의 전송기(100)로부터의 신호를 사용자 채널별로 디인터리빙 및 터보 디코딩함으로써 복원하여 중앙제어부(400)에 제공하는 수신기(300)를 포함하되, 상기 각 사용자별 데이터 신호(d_k)는 사용자별로 상호 독립적인 제 1 인터리버(120)에 의해 각각 인터리빙되는 것을 특징으로 한다.
1 to 3, the wireless communication system according to the present embodiment includes at least one transmitter 100 that receives a user-specific data signal d _k and turbo encodes and interleaves the data signal; And, said respective data signal (d _k) by the user, but restored by de-interleaving, and turbo-decodes the signal from the at least one transmitter 100 for each user channel includes a receiver 300 that provides the central control unit 400, It is characterized by being interleaved by each of the first interleaver 120 independent of each user.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 도 1 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.The operation of this embodiment configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.

도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어 각 가정, 수용가 등의 각 사용자별로 구비된 하나 이상의 전송기(100)가 사용자로부터 사용자별 데이터 신호(d_k)를 입력받아 이를 터보 인코딩 및 인터리빙하여 전송한다(단, k=1, 2, 3...). 여기서, 하나 이상의 전송기(100)의 각각은 사용자별 데이터신호(d_k)를 입력받아 터보 인코딩한 후 골레이 시퀀스 코드(golay sequence code)화하여 출력하는 제 1 인코더(110); 상기 제 1 인코더(110)의 출력을 인터리빙하는 제 1 인터리버(120); 상기 제 1 인터리버(120)의 출력을 디지털-아날로그 변환하는 DA변환기(130); 및 DA변환기(130)의 출력을 RF 변조하는 RF 변조기(140)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, for example, one or more transmitters 100 provided for each user such as each home, a customer, etc. receive a user-specific data signal d _k from the user and turbo-encode and interleave the data signal. (Where k = 1, 2, 3 ...). Here, each of the one or more transmitters 100 includes: a first encoder (110) for receiving a user-specific data signal (d _k ), turbo encoding, and converting the result into a Golay sequence code; A first interleaver (120) for interleaving the output of the first encoder (110); A DA converter (130) for digital-analog conversion of the output of the first interleaver (120); And an RF modulator 140 for RF modulating the output of the DA converter 130.

이를 좀 더 구체적으로 살펴 보면, 우선 제 1 인코더(110)가 사용자별 데이터신호(d_k)를 입력받아 터보 인코딩한 후 골레이 시퀀스 코드화하여 출력한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 인코더(110)의 터보 인코더(111)가 사용자별 데이터신호(d_k)를 터보 인코딩하여 출력하고, BPSK 변조기(112)는 상기 터보 인코더(111)의 출력을 BPSK(Binary Phase Shiftin Keying) 변조하며, 골레이 코드화수단(113)은 BPSK 변조기(112)의 출력을 골레이 시퀀스 코드화하여 신호(c_k(n))를 출력한다. 상기에서, 사용자별 데이터신호(d_k)는 먼저 6비트의 트렐리스 종료비트 0(trellis terminating bit)가 붙여지며, 터보 인코더(111)는 이를 기초로 하여 (d_k+6)의 4배에 해당하는 길이를 갖는 패리티 비트(parity bit)를 추가로 생성하여 출력한다. 이에 따라, 터보 인코더(111)의 출력은 [XY₀Y₁Y₂Y₃]의 형태를 갖는 신호가 되며, BPSK 변조기(112)와 골레이 코드화수단(113)을 거치면서 신호(c_k(n))는 도 4에 도시된 바와 같은 길이 32의 신호가 된다.In more detail, first, the first encoder 110 receives a user-specific data signal d _k and turbo encodes the same, and outputs the result by encoding a Golay sequence. That is, as shown in FIG. 2, the turbo encoder 111 of the first encoder 110 turbo encodes and outputs a user-specific data signal d _k , and the BPSK modulator 112 performs the turbo encoder 111. Binary Phase Shiftin Keying (BPSK) modulation is performed, and the Golay coding means 113 outputs a signal c _k (n) by Golay sequence coding the output of the BPSK modulator 112. In the above description, the user-specific data signal d _k is first appended with a trellis terminating bit of 6 bits, and the turbo encoder 111 is four times (d _k +6) based on this. A parity bit having a length corresponding to is additionally generated and output. Accordingly, the output of the turbo encoder 111 is a signal having the form of [XY ₀ Y ₁ Y ₂ Y ₃ ], while passing through the BPSK modulator 112 and the Golay encoding means 113, the signal c _k ( n)) becomes a signal of length 32 as shown in FIG.

이어서, 제 1 인터리버(120)는 제 1 인코더(110)의 출력(c_k(n))을 인터리빙하여 신호(x_k(n))를 출력한다. 이 때, 제 1 인터리버(120)로는 k개의 전송기(100)마다 각각 랜덤하게 상호 독립적인 인터리버가 적용된다. Subsequently, the first interleaver 120 interleaves the output c _k (n) of the first encoder 110 and outputs a signal x _k (n). In this case, the k interleavers are randomly applied to the first interleaver 120 at random intervals.

DA 변환기(130)는 신호(x_k(n))를 디지털-아날로그 변환하여 출력하며, RF 변조기(140)는 DA변환기(130)의 출력을 RF 변조하여 출력한다. 여기서, 모든 사용자별 신호는 동기화가 맞춰진 상태에서 동시에 같은 시간 프레임 스케줄(time frame schedule)을 가지고 전송되는 것으로 가정한다. 이에 따라, 전송기(100)로부터는 상기와 같은 신호 처리를 거친 신호들은 각각 무선채널(h_k)을 통해 무선 송신되어 결합기(200)를 거쳐 수신 안테나를 통해 수신기(300)에 제공된다.
The DA converter 130 digitally-analog converts the signal x _k (n), and outputs the RF modulator 140 by RF-modulating the output of the DA converter 130. Here, it is assumed that all the user-specific signals are transmitted with the same time frame schedule at the same time in synchronization. Accordingly, the signals that have undergone the above-described signal processing from the transmitter 100 are wirelessly transmitted through the radio channel h _k , respectively, and are provided to the receiver 300 through the combiner 200 through the receiving antenna.

다음으로, 수신기(300)는 상기 하나 이상의 전송기(100)로부터의 신호를 사용자 채널별로 디인터리빙 및 터보 디코딩함으로써 복원하여 중앙제어부(400)에 제공한다. 여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 수신기(300)는 상기 하나 이상의 전송기(100)로부터의 신호를 RF 복조하는 RF 복조기(330); 상기 RF 복조기(330)의 출력을 아날로그-디지털 변환하는 AD 변환기(320); 및 상기 AD 변환기(320)의 출력에 기초하여 사용자별 데이터 신호(d_k')를 복원하는 신호복원부(310)를 포함한다.Next, the receiver 300 restores the signals from the one or more transmitters 100 by deinterleaving and turbo decoding the respective user channels and provides them to the central controller 400. Here, as shown in FIG. 1, the receiver 300 includes: an RF demodulator 330 for RF demodulating a signal from the one or more transmitters 100; An AD converter (320) for analog-to-digital conversion of the output of the RF demodulator (330); And a signal restoration unit 310 for restoring the user-specific data signal d _k ′ based on the output of the AD converter 320.

수신기(300)의 동작을 좀 더 구체적으로 살펴 보면, RF 복조기(330)는 하나 이상의 전송기(100)로부터의 신호를 RF 복조하고, AD 변환기(320)는 이를 아날로그-디지털 변환하여 신호복원부(310)에 제공한다.Referring to the operation of the receiver 300 in more detail, the RF demodulator 330 RF demodulates signals from one or more transmitters 100, and the AD converter 320 converts them to analog-to-digital signals to restore the signal. 310).

도 3에 도시된 바와 같이, 신호복원부(310)는 AD 변환기(320)로부터의 출력을 이용하여 사용자 채널별 검출신호(x_k'(n))를 생성하는 신호 검출기(311); 및 상기 신호 검출기(311)로부터 출력되는 사용자 채널별 검출 신호(x_k'(n))를 처리하여 사용자별 데이터 신호(d_k')를 복원하여 출력하는 하나 이상의 신호 처리부(312)를 포함한다. 그리고, 상기 하나 이상의 신호 처리부(312)의 각각은 상기 사용자 채널별 검출신호(x_k'(n))를 디인터리빙하는 디인터리버(10); 상기 디인터리버(10)의 출력(c_k'(n))을 역-골레이 시퀀스 코드화(golay sequence de-spreading) 및 터보 디코딩하는 디코더(20); 상기 디코더(20)의 출력을 터보 인코딩한 후 골레이 시퀀스 코드화하는 제 2 인코더(30); 및 상기 제 2 인코더(30)의 출력(c_k''(n))을 인터리빙하여 상기 신호검출기(311)에 제공하는 제 2 인터리버(40)를 포함하며, 신호 검출기(311)는 상기 AD 변환기(320)로부터의 출력신호와 상기 제 2 인터리버(40)의 출력신호(x_k''(n))에 기초한 연산을 통해 상기 사용자 채널별 검출신호(x_k'(n))를 생성한다.As shown in FIG. 3, the signal restoration unit 310 may include a signal detector 311 which generates a detection signal x _k '(n) for each user channel using the output from the AD converter 320; And one or more signal processing units 312 for reconstructing and outputting user-specific data signals d _k 'by processing the detection signals x _k ' (n) for each user channel output from the signal detector 311. . Each of the one or more signal processing units 312 may include a deinterleaver 10 for deinterleaving the detection signal x _k '(n) for each user channel; A decoder (20) for de-spreading and turbo decoding the output (c _k '(n)) of the deinterleaver (10); A second encoder (30) for turbo encoding the output of the decoder (20) and then encoding the Golay sequence; And a second interleaver 40 for interleaving the output c _k '' (n) of the second encoder 30 to the signal detector 311, wherein the signal detector 311 includes the AD converter. The detection signal x _k '(n) for each user channel is generated through an operation based on the output signal from 320 and the output signal x _k ''(n) of the second interleaver 40.

신호복원부(310)의 동작을 살펴 보면, 우선 신호 검출기(311)는 AD 변환기(320)로부터의 출력을 이용하여 사용자 채널별 검출신호(x_k'(n))를 생성한다. AD 변환기(320)로부터 제공되는 신호는 각 사용자별 데이터 신호마다 프리앰블에 부가되어 있는 정보에 기초하여, 신호검출기(311)에서 각 사용자 채널별 검출신호((x_k'(n))로서 분리되어 출력되며, 이를 출력하기 위한 연산작용은 이하에서 수학식 1 내지 5를 이용하여 구체적으로 설명된다.Referring to the operation of the signal restorer 310, first, the signal detector 311 generates the detection signal x _k '(n) for each user channel using the output from the AD converter 320. The signal provided from the AD converter 320 is separated as a detection signal (x _k '(n)) for each user channel in the signal detector 311 based on the information added to the preamble for each user-specific data signal. The calculation operation for outputting the same is described in detail using Equations 1 to 5 below.

하나 이상의 신호 처리부(312)의 각각은 신호 검출기(311)로부터 출력되는 사용자 채널별 검출 신호(x_k'(n))를 처리하여 사용자별 데이터 신호(d_k')를 복원하여 출력하는데, 이를 구체적으로 설명하면, 먼저 디인터리버(10)가 상기 사용자 채널별 검출신호(x_k'(n))를 디인터리빙하여 디인터리빙된 신호(c_k'(n))을 출력한다. 그리고, 디코더(20)는 신호(c_k'(n))를 역-골레이 시퀀스 코드화(golay sequence de-spreading) 및 터보 디코딩하여 출력하는 바, 즉 전송기(100)의 인코더(110)에서의 과정의 역과정을 수행하는 것이다. 이어서, 제 2 인코더(30)가 상기 디코더(20)의 출력을 다시 터보 인코딩한 후 골레이 시퀀스 코드화하여 신호(c_k''(n))를 출력하며, 제 2 인터리버(40)는 제 2 인코더(30)의 출력(c_k''(n))을 인터리빙하여 인터리빙된 신호(x_k''(n))를 신호검출기(311)에 제공한다.Each of the one or more signal processing units 312 processes the detection signal x _k '(n) for each user channel output from the signal detector 311 to restore and output the data signal d _k ' for each user. Specifically, the deinterleaver 10 first deinterleaves the detection signal x _k '(n) for each user channel and outputs the deinterleaved signal c _k ' (n). The decoder 20 decodes and outputs the signal c _k '(n) by performing Go-Go Sequence De-spreading and turbo decoding, that is, at the encoder 110 of the transmitter 100. To reverse the process. Subsequently, the second encoder 30 turbo-encodes the output of the decoder 20 and outputs a signal c _k '' (n) by performing Golay sequence coding, and the second interleaver 40 outputs a second signal. The interleaved output c _k '' (n) of the encoder 30 is provided to provide the interleaved signal x _k '' (n) to the signal detector 311.

신호 검출기(311)는 AD 변환기(320)로부터의 출력신호와 제 2 인터리버(40)의 출력신호(x_k''(n))에 기초하여 이하 수학식 1 내지 5에 따른 연산을 통해 사용자 채널별 검출신호(x_k'(n))를 다시 생성하여 디인터리버(40)에 제공한다. 신호복원부(310)는 이러한 신호 처리과정을 미리 정해진 횟수만큼 반복하고, 이에 따라 신호검출기(311)도 이하 수학식에 따른 연산을 미리 정해진 횟수만큼 반복한다. 이하의 식에서, 초기에는 x_k'(n)의 검출시 x_k''(n)는 0으로 설정된다.The signal detector 311 is based on the output signal from the AD converter 320 and the output signal of the second interleaver 40 (x _k '' (n)) through a calculation according to Equations 1 to 5 below. The star detection signal x _k '(n) is generated again and provided to the deinterleaver 40. The signal restoration unit 310 repeats this signal processing process a predetermined number of times, and accordingly, the signal detector 311 also repeats the operation according to the following equation a predetermined number of times. "Upon detection of x _k (n) '' (n) wherein x is less than the beginning of the _k is set to zero.

단, 여기서Where

이와 같이, 하나 이상의 신호 처리부(312)의 각각은, 상기 신호 검출기(311)가 상기 연산을 미리 설정된 횟수만큼 반복하는 것에 의하여, 상기 사용자별 데이터 신호(d_k')를 복원하여 중앙제어부(400)로 출력한다. 중앙제어부(400)는 전송받은 데이터 신호(d_k')에 근거하여 각 사용자별 데이터 예를 들어 전력사용량, 전력 사용 정보 등을 분석, 파악하여 전체 시스템을 제어하는 역할을 담당한다. 여기서, 신호복원부(310) 및 신호처리부(311)가 상기 과정 내지는 연산을 반복하는 것은, 상기와 같은 디인터리빙, 디코딩, 인코딩 및 인터리빙 등의 과정을 반복함으로써, 데이터 복원시의 오류를 최소화하고 최종적인 사용자별 데이터 신호(d_k')를 보다 원래 신호에 근접하게 복원하기 위함이다. As described above, each of the one or more signal processing units 312 restores the user-specific data signal d _k ′ by the signal detector 311 repeating the operation a predetermined number of times, thereby allowing the central control unit 400 to recover. ) The central controller 400 controls the entire system by analyzing and identifying data for each user, for example, power consumption and power usage information, based on the received data signal d _k '. Here, the signal restoration unit 310 and the signal processing unit 311 repeating the above-described process or operation, by repeating the above-deinterleaving, decoding, encoding and interleaving, such as to minimize the error in data restoration This is to restore the final user-specific data signal d _k 'closer to the original signal.

본 실시예에서 제시된 상기의 무선 통신 시스템은 각 사용자별 데이터에 대하여 상호 독립적으로 제공된 제 1 인터리버(120)에 의해 인터리빙을 함으로써 비교적 간단한 시스템 구성에 의해서도 양호한 무선 통신이 가능하게 한다. 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 종래의 CDMA 방식 등에 비하여 보다 낮은 데이터 레이트, 낮은 전력 소모 및 비교적 간단한 구성에 의해서도 효과적으로 다중 사용자에 대한 디지털 무선 통신을 가능한다. 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 특히 높은 데이터 레이트를 요구하지 않는 환경, 예를 들어 스마트 그리드 시스템, 센서 네트워크 등에 널리 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 무선 통신 환경에 대하여 사용될 수 있다.
In the above-described wireless communication system, interleaving is performed by the first interleaver 120 provided independently of each user data, thereby enabling good wireless communication even with a relatively simple system configuration. The wireless communication system according to the present embodiment enables digital wireless communication to multiple users more effectively with a lower data rate, lower power consumption, and a relatively simple configuration as compared to the conventional CDMA scheme. The wireless communication system according to the present embodiment may be widely applied to an environment that does not particularly require a high data rate, for example, a smart grid system or a sensor network, but is not limited thereto and may be used for various wireless communication environments.

100 : 전송기
110 : 인코더
111 : 터보 인코더 112 : BPSK 변조기
113 : 골레이 코드화 수단 120 : 인터리버
130 : DA변환기 140 : RF 변조기
200 : 결합기
300 : 수신기
310 : 신호 복원부
311 : 신호 검출기 312 : 신호 처리부
10 : 디인터리버 20 : 디코더
30 : 인코더 40 : 인터리버
320 : AD 변환기 330 : RF 복조기
400 : 중앙 제어부100: transmitter
110: encoder
111: Turbo Encoder 112: BPSK Modulator
113: Golay encoding means 120: interleaver
130: DA converter 140: RF modulator
200: combiner
300 receiver
310: signal recovery unit
311: signal detector 312: signal processor
10: deinterleaver 20: decoder
30: encoder 40: interleaver
320: AD converter 330: RF demodulator
400: central control unit

Claims

At least one transmitter that receives data signals for each user and turbo encodes and interleaves the data signals; And
It includes a receiver for restoring by deinterleaving and turbo decoding the signal from the at least one transmitter for each user channel provided to the central control unit,
And wherein each user-specific data signal is interleaved by a first interleaver independent of each other.