KR20230144831A - 초고주파 무선 전송에서 부반송파 할당 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

통신 시스템에서 부반송파의 할당 방법 및 장치가 개시된다. 송신 장치의 동작 방법은, 적어도 하나 이상의 제1 반송파에서 전송되는 OFDM 심볼을 생성하는 단계; 적어도 하나 이상의 제2 반송파에서 전송되는 CDM 심볼을 생성하는 단계; 상기 생성된 CDM 심볼에 대해서 주파수 특성의 열화에 따른 성능 저하를 보상하는 이득 제어를 수행하는 단계; 및 상기 생성된 OFDM 심볼과 상기 생성된 CDM 심볼을 수신 장치에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파는 사전에 정의된 주파수 대비 신호 대 잡음비 값에 기초하여 할당되고, 상기 이득 제어는 사전에 정의된 상기 제2 반송파의 디지털 이득을 상기 CDM 심볼에 곱하여 주파수 대역의 평탄도를 보상하며, 상기 제1 부반송파와 상기 제2 부반송파에 대한 정보는 상기 수신 장치로 제공되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 통신 시스템의 전송 성능이 향상될 수 있다.

Description

초고주파 무선 전송에서 부반송파 할당 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ALLOCATING SUBCARRIERS IN UTRAHIGH FREQUENCY WIRELESS TRANSMISSION}

본 발명은 초고주파를 이용한 무선 전송방식에서 무선 송신 장치의 주파수 특성 열화에 따른 성능 저하를 보상하는 기술에 관한 것이다.

초고주파를 이용한 무선 신호 전송 방식은 광대역을 사용하기 위해 높은 주파수에서 무선 신호를 전송하는 목적으로 구현될 수 있다. 초고주파에서 광대역을 지원하는 무선 송신 장치는 주파수 영역에서 신호 대 잡음비(signal to noise ratio; SNR)를 일정하게 유지하도록 구현하기가 어렵다. 따라서 주파수 영역에서 주파수 대역의 양 끝단에서 발생하는 신호 대 잡음비의 성능 열화를 무시하고 무선 신호를 전송함으로써 초고주파에서 광대역 특성을 구현하는 데는 한계가 있을 수 있다.

초고주파에서 광대역을 지원하는 무선 송신 장치의 전송 능력은 성능 열화가 심하게 나타나는 주파수 영역의 양 끝단으로 인해 전체적인 송신기의 신호 대 잡음비는 낮게 측정될 수 있다. 따라서, 일정한 전송 능력을 위해 요구되는 신호 대 잡음비의 사양을 만족시키기 위해서는 매우 복잡한 송신 장치로 구현될 수밖에 없다.

예를 들어, 200GHz 이상의 주파수 대역에서 10GHz 대역폭을 지원하는 무선 송신 장치는 고차 변조(high order modulation)의 적용에 있어서 20dB 이상의 신호 대 잡음비를 만족시켜야 되는 요구사항있을 수 있다. 이를 위해서 무선 송신 장치는 주파수 대역에서 양 끝단의 신호 대 잡음비(signal to noise ratio; SNR) 또한 20dB 이상으로 구현되어야 요구사항을 만족시킬 수 있을 것이다. 이러한 요구사항은 매우 높은 수준의 구현 사양이며 많은 비용과 복잡도를 수반하게 된다. 따라서, 무선 송신 장치는 지원하는 주파수 대역에서 동일한 전송 능력을 얻기 위해 신호 대 잡음비가 낮은 주파수 대역에서의 전송 방식을 보상할 수 있는 새로운 방법이 필요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 초고주파에서 광대역을 지원하는 무선 송신 장치에서 부반송파 할당 방법과 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 송신 장치의 동작 방법은 적어도 하나 이상의 제1 반송파에서 전송되는 OFDM 심볼을 생성하는 단계, 적어도 하나 이상의 제2 반송파에서 전송되는 CDM 심볼을 생성하는 단계, 상기 생성된 CDM 심볼에 대해서 주파수 특성의 열화에 따른 성능 저하를 보상하는 이득 제어를 수행하는 단계, 및 상기 생성된 OFDM 심볼과 상기 생성된 CDM 심볼을 수신 장치에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파는 사전에 정의된 주파수 대비 신호 대 잡음비 값에 기초하여 할당되고, 상기 이득 제어는 사전에 정의된 상기 제2 반송파의 디지털 이득을 상기 CDM 심볼에 곱하여 주파수 대역의 평탄도를 보상하며, 상기 제1 부반송파와 상기 제2 부반송파에 대한 정보는 상기 수신 장치로 제공되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 초고주파를 이용한 무선 전송 방식에서 무선 송신 장치는 주파수 대비 신호 대 잡음비 값의 테이블에 따라 부반송파의 영역을 분류할 수 있고, 주파수 분할 다중화 방식이 적용되는 부반송파는 기존과 동일한 데이터 매핑 기법을 사용하여 시간 영역으로 변환할 수 있고 코드 분할 다중화 방식이 적용되는 부반송파는 코드 이득을 가지는 PN 코드로 매핑하고 이득 제어를 통해 주파수 대역의 이득 평탄을 보상하는 방법을 사용하여 시간 영역으로 변환할 수 있다. 따라서 초고주파를 이용한 무선 전송 방식에서 무선 송신 장치는 신호 대 잡음비의 여유가 있는 부반송파의 전력을 신호 대 잡음비가 낮은 부반송파 영역으로 옭길 수 있고, 이에 따라 주파수 대역에서 신호 대 잡음비의 균형이 향상될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 시스템에서 무선 송신 장치의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4는 통신 시스템에서 무선 송신 장치의 주파수 특성을 도시한 개념도이다.
도 5는 주파수 대비 신호 대 잡음비 측정 방식의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 송신 장치에서 전송 방법을 도시한 개념도이다.
도 7은 초고주파를 이용한 무선 전송방식에서 주파수 특성 열화에 따른 성능 저하를 보상하는 무선 송신 장치의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity))를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 시스템)인 경우, 코어 네트워크는 AMF(access and mobility management function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등을 포함할 수 있다.

복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 통신 프로토콜(예를 들어, LTE 통신 프로토콜, LTE-A 통신 프로토콜, NR 통신 프로토콜 등)을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 CDMA(code division multiple access) 기술, WCDMA(wideband CDMA) 기술, TDMA(time division multiple access) 기술, FDMA(frequency division multiple access) 기술, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기술, Filtered OFDM 기술, CP(cyclic prefix)-OFDM 기술, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기술, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술, SC(single carrier)-FDMA 기술, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access) 기술, GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기술, FBMC(filter bank multi-carrier) 기술, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기술, SDMA(Space Division Multiple Access) 기술 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260)중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 NB(NodeB), eNB(evolved NodeB), gNB, ABS(advanced base station), HR-BS(high reliability-base station), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RAS(radio access station), MMR-BS(mobile multihop relay-base station), RS(relay station), ARS(advanced relay station), HR-RS(high reliability-relay station), HNB(home NodeB), HeNB(home eNodeB), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point) 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), TE(terminal equipment), AMS(advanced mobile station), HR-MS(high reliability-mobile station), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device), OBU(on board unit) 등으로 지칭될 수 있다.

한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.

또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 집성(carrier aggregation, CA) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)), IoT(Internet of Things) 통신, 이중 연결성(dual connectivity, DC) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.

제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.

도 3은 통신 시스템에서 무선 송신 장치의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 무선 송신 장치(300)에서 변조(310)는 데이터를 설정된 변조 방식에 따라 변조하며, BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 54-QAM, 256-QAM 등의 방식을 적용할 수 있다. 변조된 데이터는 맵퍼(320)를 통하여 부반송파들에 매핑되고, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)(330)를 거쳐서 시간 영역 샘플들로 변조될 수 있다. IFFT(330)에서 출력되는 OFDM 심볼은 DAC(digital-to-analog converter)(340)를 거쳐 아날로그 신호로 변환될 수 있다. 또한, 무선 송신 장치(300)는 인접한 OFDM 심볼 사이의 ISI(Inter Symbol Interference)를 제거하기 위한 순환 전치(cyclic prefix; CP)를 추가로 OFDM 심볼에 포함시킬 수 있다.

변환된 아날로그 신호는 하나의 중간 주파수(intermediate frequency, IF)에 대응되는 로컬 오실레이터(local oscillator; LO)(350) 및 믹서(360)를 통하여 전송 대역으로 변환될 수 있다. 전송 대역으로 변환된 신호는 목표 전송 출력을 모두 만족시키기 위한 하나의 파워 증폭기(power amplifier; PA)(370)에서 증폭될 수 있다. 통신 노드(300)는 PA(370)에서 증폭된 후 RF 필터(380)를 통과한 신호를, 안테나(390)를 통하여 송신할 수 있다.

5세대에 걸쳐 통신 기술이 발전함에 따라 통신 인프라를 활용하는 응용 서비스가 다양화되고 사용자들의 트래픽 사용 요구가 더 증가됨에 따라, 통신 서비스는 더 높은 전송률, 더 큰 통신 용량, 더 높은 신뢰성 등을 요구할 수 있다. 이와 같은 요구를 달성하기 위해서, 통신 시스템에서 통신 노드는 초고주파 대역에서 넓은 광대역으로 무선 신호를 전송할 수 있는 무선 전송 방식을 포함할 수 있다. 초고주파 대역에서 넓은 광대역을 일 실시예에서 통신 노드의 무선 송신 장치(300)는 다음과 같은 주파수 특성을 가질 수 있다.

도 4는 통신 시스템에서 무선 송신 장치의 주파수 특성을 도시한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 초고주파 대역을 지원하는 무선 송신 장치는 광대역 특성에서 주파수의 양 끝단으로 갈수록 신호 대 잡음비(signal to noise ratio; SNR)의 성능이 열화되는 특성을 가질 수 있다. 주파수 대역의 중심에서는 비교적 높은 신호 대 잡음비를 가지게 되나 주파수 대역의 양 끝단에서는 중심 주파수에 비해 5~10dB 이상의 성능 열화가 발생할 수 있다. 이러한 이유는 무선 송신 장치를 구성하는 부품들 간의 주파수 정합이 대역폭이 넓을수록 열화가 심하게 되며 높은 주파수에서 동작하는 소자의 신뢰성에 한계를 지니기 때문일 수 있다. 무선 송신 장치의 주파수 대비 신호 대 잡음비의 값을 측정하는 신호 대 잡음비 측정 장치는 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 5는 주파수 대비 신호 대 잡음비의 값을 측정하는 신호 대 잡음비 측정 장치의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 5를 참조하면, 신호 대 잡음비 측정 장치(500)는 CW 생성기(510), 로컬 오실레이터(520), 믹서(530), RF 송신기(540), 안테나(550), 스펙트럼 분석기(560)를 포함할 수 있다.

CW 생성기(510)는 신호 대 잡음비의 값을 측정하는 대상이 되는 기준 신호를 생성하여 제공할 수 있다. 여기서 기준 신호는 신호 대 잡음비를 측정하는데 사용되는 고주파 신호로서, 가우시안 처프 신호가 사용될 수 있다. 처프(Chirp) 신호는 시간에 따라 주파수를 선형으로 변환할 수 있다.

CW 생성기(510)에서 생성된 신호는 로컬 오실레이터(520)와 믹서(530)에 의해서 중간 주파수(Intermediate Frequency; IF)의 신호로 변환될 수 있다. 상기 변환된 IF 신호는 RF 송신기(540)에 의해 RF 신호로 변환되어 안테나(550)로 송신될 수 있다.

스펙트럼 분석기(560)는 안테나의 입력단에 연결되어 주파수 특성을 측정하고 이를 메모리에 저장하는 기능 등을 수행할 수 있다. 주파수 특성은 시간에 따라 열화가 발생할 수 있으므로 주기적인 측정과정을 통해 주파수 대비 신호 대 잡음비의 값을 메모리에 업데이트하는 기능을 수행할 수 있다.

무선 송신 장치(300)는 직교 분할 주파수 다중화 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM)을 적용하여 적어도 하나 이상의 부반송파에서 각각의 부반송파에 데이터를 실어 무선으로 전송할 수 있다. 상기 무선 송신 장치는 도 3에 도시한 바와 같은 주파수 특성에 의해서 중심 주파수 대역에 실린 데이터는 원활하게 전송이 가능하지만 주파수 대역의 양 끝단에 실린 데이터는 손실이 발생하여 원하게 전송되지 못할 수도 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 무선 송신 장치의 전송 방법은 다음과 같이 구성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 송신 장치에서 전송 방법을 도시한 개념도이다.

도 6을 참조하면, 무선 송신 장치는 적어도 하나 이상의 반송파에 직교 주파수 다중화 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 또는 코드 분할 다중화 방식(Code Division Multiplexing; CDM)을 적용할 수 있다. 상기 무선 송신 장치에서의 전송 방법은 주파수 대비 신호 대 잡음비(signal to noise ratio; SNR)를 기록한 메모리의 테이블을 기반으로 OFDM 방식이 적용되는 적어도 하나 이상의 부반송파와 CDM 방식이 적용되는 적어도 하나 이상의 부반송파로 분류할 수 있다.

상기 무선 송신 장치는 상기 OFDM 방식이 적용된 부반송파와 상기 CDM 방식이 적용된 부반송파를 시간적으로 다르게 적용하여 전송할 수 있다. 상기 무선 송신 장치에서 상기 CDM 방식이 적용되어 부반송파에 실리는 데이터는 PN 코드의 길이에 의해 전송률이 결정될 수 있으며 곱해지는 디지털 이득에 의해 주파수 대역의 평탄도를 보상할 수 있다. 상기 무선 송신 장치는 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 7은 초고주파를 이용한 무선 전송방식에서 주파수 특성 열화에 따른 성능 저하를 보상하는 무선 송신 장치의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 무선 송신 장치(700)는 변조기(710), 보상기(720) 등을 포함할 수 있다. 보상기(720)는 주파수 특성에 따른 성능 열화를 보상하는 기능을 수행하며 OFDM 맵퍼(721), CDM 맵퍼(722), 이득 제어기(723), 부반송파 매핑 테이블(724), 부반송파 할당부(725)로 구성할 수 있다. 무선 송신 장치(700)는 보상기(720)를 통해 주파수 특성의 열화를 보상한 후, 역고속 퓨리에 변환기(730), 병렬/직렬 변환기(740), 디지털-아날로그 변환기(750), RF 처리기(760), 안테나를 거쳐서 전송할 수 있다.

변조기(710)는 데이터를 설정된 변조방식에 따라 매핑하며 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 54-QAM, 256-QAM 등의 같은 방식이 적용될 수 있다. 보상기(720)에서 OFDM 맵퍼(721)는 변조기(710)로부터 변조된 데이터를 OFDM 심볼로 매핑하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고 CDM 맵퍼(722)는 변조기(710)로부터 변조된 데이터에 대해서 코드이득을 가지는 PN 코드로 매핑할 수 있다. 이득 제어기(723)는 매핑된 PN 코드에 디지털 이득을 곱하여 CDM 심볼을 생성 및 주파수 대역의 이득 평탄을 보상할 수 있다. 부반송파 할당부(725)는 OFDM 맵퍼(721)에서 생성된 OFDM 심볼과 CDM 맵퍼(722) 및 이득 제어기(723)를 이용하여 생성된 CDM 심볼에 대해서 역고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform; IFFT)을 수행할 수 있도록 부반송파를 할당하는 기능을 수행할 수 있다.

역고속 퓨리에 변환기(740)는 보상기(720)로부터 출력된 병렬 심볼열에 대해 역고속 퓨리에 변환을 수행하여 시간 영역 심볼로 변환할 수 있다. 병렬/직렬 변환기(740)는 역고속 퓨리에 변환기(730)에서 출력된 병렬 신호를 직렬로 변환한다. 디지털-아날로그 변환기(750)는 병렬/직렬 변환기(740)로부터 출력되는 심볼을 아날로그 신호로 변환한다. RF 처리기(760)는 디지털-아날로그 변환기(750)로부터 출력된 신호를 고주파에 의해 변조하여 안테나를 통해 송신한다.

송신 데이터는 설정된 변조방식에 의해 변조되고 주파수 대비 신호 대 잡음비 값의 테이블에 따라 부반송파 영역을 분류하는 블록이 배치된다. OFDM 이 적용되는 부반송파는 기존과 동일한 데이터 매핑 기법을 사용하여 역고속 퓨리에 변환기에 인가되고, CDM이 적용되는 부반송파는 코드 이득을 가지는 PN 코드로 매핑하고 이득 제어를 통해 주파수 대역의 이득 평탄을 보상하는 블록을 거치게 된다.

이러한 방법을 통해 데이터율이 감소하더라도 송신하고자 하는 데이터를 코드 이득을 통해 손실없이 전송할 수 있고, 이득 제어를 통해 신호 대 잡음비(signal to noise ratio; SNR)의 여유가 있는 부반송파의 전력을 신호 대 잡음비가 낮은 부반송파 영역으로 ?グ餠횬막館? 주파수 대역에서 균형 있는 전송효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서 무선 송신 장치는 적어도 하나 이상의 반송파에 직교 주파수 다중화 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM)과 적어도 하나 이상의 부반송파에 코드 분할 다중화 방식을 적용할 수 있고, 시간적으로 다르게 분류할 수 있다. 따라서, 상기 무선 송신 장치는 시간적으로 다르게 분류되는 부반송파의 분류 및 할당 등을 포함하는 제어 정보를 수신 장치에게 제공할 수 있어야 한다. 상기 수신 장치는 수신된 상기 제어 정보를 적용하여 수신된 데이터를 복조할 수 있어야 한다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 방법으로서,
   적어도 하나 이상의 제1 부반송파에서 전송되는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 생성하는 단계;
   적어도 하나 이상의 제2 부반송파에서 전송되는 CDM(Code Division Multiplexing) 심볼을 생성하는 단계;
   상기 생성된 CDM 심볼에 대해서 주파수 특성의 열화에 따른 성능 저하를 보상하는 이득 제어를 수행하는 단계; 및
   상기 생성된 OFDM 심볼과 상기 생성된 CDM 심볼을 수신 장치에게 전송하는 단계를 포함하고,
   상기 제1 부반송파와 제2 부반송파는 사전에 정의된 주파수 대비 신호 대 잡음비 값에 기초하여 할당되고, 상기 이득 제어는 사전에 정의된 상기 제2 부반송파의 디지털 이득을 상기 CDM 심볼에 곱하여 주파수 대역의 평탄도를 보상하며, 상기 제1 부반송파와 상기 제2 부반송파에 대한 정보는 상기 수신 장치로 제공되는 것을 특징으로 하는
   송신 장치의 동작 방법.

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