KR20240081875A - 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송/수신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

프리코딩 기반 준직교 수열 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송/수신 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 프리코딩 기반 준직교 수열 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법은, 입력된 정보 비트들을 복수의 그룹들로 분배하고, 복수의 그룹들마다 정보 비트가 매핑된 변조 심볼을 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산된 신호를 생성하는 단계, 복수의 그룹들마다 스펙트럼 확산된 신호를 프리코딩하는 단계, 프리코딩된 복수의 그룹들의 신호를 인터리빙하는 단계 및 인터리빙된 신호를 OFDM 심볼로 변조하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송/수신 장치 및 방법{Apparatus and Method for transmission and reception for precoded index modulated orthogonal frequency division multiplexing with quasi-orthogonal sequence}
기재된 실시예는 준직교 수열에 기반한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 시스템의 성능 개선을 위해 프리코딩을 적용한 송신 및 수신기에서의 디코딩 방법에 관한 것이다.
인덱스 변조는 높은 에너지 효율성을 가지며, 5G 이후 차세대 통신 시스템의 후보 기술로서 꾸준히 거론되고 있다. 특히, 5G NR부터 mMTC 시나리오가 3가지 메인 시나리오 중 하나가 되면서 높은 에너지 효율성을 요구하는 서비스가 증가하고 있는 추세이고, 인덱스 변조는 IoT 기기들간의 D2D 통신 및 무선 센서 네트워크를 포함하는 머신 타입 통신(machine type communication)을 위한 매력적인 차세대 후보 기술 중 하나이다.
최근 들어, 직교 주파수 분할 다중화를 이용한 인덱스 변조 기술들이 활발하게 연구되고 있다. 특히, 부반송파 인덱스 변조를 시작으로 직교 주파수 분할 다중화의 인덱스 변조, 스펙트럼 확산을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화와 같은 기술들이 개발되었다. 스펙트럼 확산을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화에서는 스펙트럼 확산 코드로서 Walsh 수열, Zadoff-Chu 수열과 같은 직교 수열과, 준직교 수열이 적용 가능하다.
준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화(Index Modulated Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Quasi-Orthogonal Sequence, IM-OFDM-QOS) IM-OFDM-QOS)는 전송하고자 하는 정보 비트 값에 해당하는 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산을 수행함으로써 정보를 전달하는 방법이다. 동일한 수열 길이에서 준직교 수열은 직교 수열에 비해 더 많은 수열이 존재하므로, 직교 수열을 사용한 경우보다 더 많은 정보를 동시에 전달할 수 있다.
따라서, 동일한 데이터율을 기준으로 IM-OFDM-QOS가 직교 수열을 이용한 시스템보다 더 좋은 성능을 보인다.
기재된 실시예는 준직교 수열을 이용하여 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 방법에 프리코딩을 적용함으로써 보다 강건한 통신 성능을 얻는 것을 목적으로 한다.
기재된 실시예는 준직교 수열을 이용하여 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 방법에 적용 가능한 다양한 프리코딩 행렬과 프리코딩의 적용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법은, 입력된 정보 비트들을 복수의 그룹들로 분배하고, 복수의 그룹들마다 정보 비트가 매핑된 변조 심볼을 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산된 신호를 생성하는 단계, 복수의 그룹들마다 스펙트럼 확산된 신호를 프리코딩하는 단계, 프리코딩된 복수의 그룹들의 신호를 인터리빙하는 단계 및 인터리빙된 신호를 OFDM 심볼로 변조하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 준직교 수열은, 복수의 그룹들마다 적어도 하나 이상 선택될 수 있다.
이때, 스펙트럼 확산된 신호는, 복수의 그룹들마다 할당되는 부반송파 갯수 K(K는 자연수)에 상응하는 길이를 갖는 송신 벡터이고, 프리코딩하는 단계는, 크기가 KxK이고, 상이한 원소들로 구성된 프리코딩 행렬을 송신 벡터에 연산할 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT) 행렬 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 행렬일 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 송수신 채널 품질에 따라 원소의 크기가 설정될 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 둘 이상의 정방 행렬들이 결합된 것일 수 있다.
실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법은, 수신된 신호를 직교 주파수 분할 복조하는 단계, 복조된 신호를 역인터리빙하여 복수의 그룹들의 신호로 구분하는 단계, 복수의 그룹들마다 복조된 신호에 등화 및 역 프리코딩을 수행하는 단계 및 복수의 그룹들마다 역 프리코딩된 신호를 송신시 사용된 준직교 수열을 사용하여 역 확산한 변조 심볼을 역 매핑하여 송신된 정보 비트로 복조하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 등화 및 역 프리코딩을 수행하는 단계는, 복수의 그룹들마다 수신된 신호에 채널 이득 행렬의 역행렬 및 송신시 사용된 프리코딩 행렬의 역행렬을 연산할 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT) 행렬 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 행렬일 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 송수신 채널 품질에 따라 원소의 크기가 설정될 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 둘 이상의 정방 행렬들이 결합된 것일 수 있다.
이때, 송신된 정보 비트로 복조하는 단계는, 결합 최대 우도 결정 룰(maximum-likelihood decision rule)에 의해 수행될 수 있다.
실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치는, 입력된 정보 비트들을 복수의 그룹들로 분배하고, 복수의 그룹들마다 정보 비트가 매핑된 변조 심볼을 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산된 신호를 생성하는 IM-OFDM-QOS 변조부, 복수의 그룹들마다 스펙트럼 확산된 신호를 프리코딩하는 프리코딩부, 프리코딩된 복수의 그룹들의 신호를 인터리빙하는 인터리버 및 인터리빙된 신호를 OFDM 심볼로 변조하는 OFDM 변조부를 포함할 수 있다.
이때, 준직교 수열은, 복수의 그룹들마다 적어도 하나 이상 선택될 수 있다.
이때, 스펙트럼 확산된 신호는, 복수의 그룹들마다 할당되는 부반송파 갯수 K(K는 자연수)에 상응하는 길이를 갖는 송신 벡터이고, 프리코딩부는, 크기가 KxK이고, 상이한 원소들로 구성된 프리코딩 행렬을 송신 벡터에 연산할 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT) 행렬 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 행렬일 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 송수신 채널 품질에 따라 원소의 크기가 설정될 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 둘 이상의 정방 행렬들이 결합된 것일 수 있다.
실시예에 따라, IM-OFDM-QOS 시스템에 프리코딩을 적용함으로써, 추가적인 다이버시티 이득을 획득할 수 있어, 더욱 강건한 통신 성능을 달성할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치의 개략적인 블록 구성도이다.
도 2는 PEP 분석 결과와 전산 실험 결과의 예시도이다.
도 3은 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 장치의 개략적인 블록 구성도이다.
도 4는 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 실시예에 따른 컴퓨터 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 "제1" 또는 "제2" 등이 다양한 구성요소를 서술하기 위해서 사용되나, 이러한 구성요소는 상기와 같은 용어에 의해 제한되지 않는다. 상기와 같은 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 또는 단계가 하나 이상의 다른 구성요소 또는 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 의미를 내포한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송/수신 장치 및 방법이 상세히 설명된다.
도 1은 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치의 개략적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치(이하 '송신 장치'로 기재함)(100)는, IM-OFDM-QOS 변조부(110), 프리코딩부(120), 인터리빙부(130) 및 OFDM 변조부(140)를 포함할 수 있다.
IM-OFDM-QOS 변조부(110)는, 입력된 정보 비트들을 복수의 그룹들로 분배하고, 복수의 그룹들마다 정보 비트가 매핑된 변조 심볼을 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산된 신호를 생성한다.
이를 위해, IM-OFDM-QOS 변조부(110)는, 상세하게는 비트 분배부(111), 준직교 수열 선택부(112-1,??,112-g), 맵퍼(113-1, ??,113-g) 및 스펙트럼 확산부(114-1,??,114-g)를 포함할 수 있다. 이때, 준직교 수열 선택부(112-1,??,112-g), 맵퍼(113-1, ??,113-g) 및 스펙트럼 확산부(114-1,??,114-g)는 복수의 그룹들과 동일한 수가 존재할 수 있다.
비트 분배부(111)는 입력된 정보 비트를 복수의 그룹들로 분배한다.
준직교 수열 선택부(112-1,?? ,112-g)는 각 그룹마다 입력된 정보 비트에 대한 준직교 수열을 선택한다. 이때, 수신 성능을 향상시키기 위해 직교성이 보장되는 준직교 수열의 집합을 구성하여 해당 집합 내의 준직교 수열 중에서 선택할 수 있다.
맵퍼(113-1, ??,113-g)는 각 그룹마다 입력된 정보 비트를 변조 심볼로 맵핑한다.
스펙트럼 확산부(114-1,??,114-g)는 준직교 수열 선택부(112-1,??,112-g)에 의해 선택된 준직교 수열을 이용하여 맵퍼(113-1, ??,113-g)에 의해 생성된 변조 심볼을 확산한다.
이때, 스펙트럼 확산된 신호는, 복수의 그룹들마다 할당되는 부반송파 갯수 K(K는 자연수)에 상응하는 길이를 갖는 송신 벡터일 수 있다. 즉, 번째 그룹에 대해 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산까지 수행했을 때의 신호는 다음의 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.
여기서, 는 번째 그룹 내에서 번째 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산을 한 결과를 의미한다.
한편, 도 1의 프리코딩부(120)는, 복수의 그룹들마다 스펙트럼 확산된 신호를 다음의 <수학식 2>와 같이 프리코딩 할 수 있다.
<수학식 2>에서, 각 그룹마다 개의 부반송파가 할당된다고 했을 때, 는 의 길이를 갖는 확산된 송신 벡터이고, 는 의 크기를 갖는 프리코딩 행렬을 의미한다.
또한, 도 1의 프리코딩부(120)는, 스펙트럼 확산된 신호에서 다음의 <수학식 3>과 같이 각 그룹의 동일한 부반송파 위치에 해당하는 신호들에 대해 프리코딩 할 수도 있다.
또한, 도 1의 프리코딩부(120)는, 스펙트럼 확산된 신호를 다음의 <수학식 4>와 같이 모든 그룹의 신호를 그룹 순서로 하나의 벡터로 재구성한 신호 에 대해 프리코딩 할 수도 있다.
또한, 도 1의 프리코딩부(120)는, 스펙트럼 확산된 신호를 다음의 <수학식 5>와 같이 모든 그룹의 신호를 부반송파 순서로 하나의 벡터로 재구성한 신호 에 대해 프리코딩 할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 실시예에 따라 IM-OFDM-QOS에 프리코딩을 적용하는 것은 확산된 송신 벡터 또는 , , 와 같이 확산된 송신 벡터의 원소들을 재구성한 벡터의 모든 값이 프리코딩 행렬에 의해 서로 다른 가중치 값이 곱해지고 더해진 값이 각 부반송파에 매핑됨으로써, 추가적인 다이버시티 이득이 획득될 수 있다.
따라서, 프리코딩 행렬은, 그 형태에 따라 수신 장치에서 보여지는 채널의 랭크를 결정하는 중요한 요소가 되고, 다이버시티 이득의 정도도 달라진다.
이때, 프리코딩 행렬은, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT) 행렬 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 행렬일 수 있다.
또한, 프리코딩 행렬의 각 원소는 DFT 행렬과 같이 각 부반송파에 할당된 값의 위상을 변화시키는 형태를 가질 수도 있다.
또한, 송수신 채널에 따라 프리코딩 행렬의 각 원소의 크기를 다르게 설정함으로써, 채널 품질에 따라 파워를 다르게 할당하는 형태도 가능하다. 예를 들어, 채널 품질이 나쁠 경우 더 큰 파워를 할당할 수 있도록 프리코딩 행렬의 해당 원소의 크기를 더 크게 설정할 수도 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 둘 이상의 정방 행렬들이 순차적으로 적용할 수 있도록 결합한 행렬 형태일 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 인터리빙부(130)는, 프리코딩이 적용된 각 그룹의 신호는 기존 IM-OFDM-QOS 시스템과 동일하게 각 그룹 간의 신호를 인터리빙한다. 또한, 인터리빙부(130)는 프리코딩이 적용되기 전에 먼저 적용될 수 있고, 이 경우, 인터리빙 된 신호에 대해 <수학식 2>부터 <수학식 5> 중 한 가지의 프리코딩 방법이 적용될 수 있다. 마지막으로 OFDM 변조부(140)는, 인터리빙된 신호를 OFDM 심볼로 변조하여 최종 송신 신호를 생성한다.
이때, 프리코딩을 적용했을 때의 성능 분석을 위해 다음 <수학식 6>과 같이 PEP(pairwise error probability) 분석을 수행할 수 있다.
여기서, 는 와 다른 신호를 의미하며, 는 Q 함수를 의미한다. 또한, 이고, 이다. 여기서, , , 는 각각 인터리빙 행렬, DFT 행렬, permutation 행렬을 의미한다. 그리고, 성능 분석을 위해 각 탭이 의 값을 갖는 채널 임펄스 응답을 만족하는 채널을 가정한다. 높은 SNR 영역을 가정할 때, 평균 PEP는 다음 <수학식 7>과 같이 간략화할 수 있다.
여기서, 과 는 각각 다이버시티 이득과 코딩 이득을 의미한다.
도 2는 PEP 분석 결과와 전산 실험 결과의 예시도이다.
도 2를 참조하면, PEP 분석 결과와 전산 실험 결과가 높은 SNR에서 일치함으로 보여주고 있으며, 프리코딩을 적용함으로써 PEP=10^-4에서 약 1 dB의 SNR 이득을 얻을 수 있음을 보여준다.
도 3은 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 장치의 개략적인 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 장치(이하 '수신 장치'로 기재함)(200)는, OFDM 복조부(210), 디인터리빙부(220), 등화/역프리코딩부(230) 및 IM-OFDM-QOS 복조부(240)를 포함한다.
OFDM 복조부(210)는, 송신 장치(100)로부터 수신된 복수의 그룹의 수신 신호를 복조하여 주파수 영역의 신호로 변환한다. 즉, 안테나로부터 수신된 신호는 OFDM 복조부(210)를 거쳐 주파수 영역의 신호로 변환된다.
역 인터리빙부(220)는, 복조된 신호를 역인터리빙하여 복수의 그룹들의 신호로 구분한다.
이와 같이, 역인터리빙까지 수행된 번째 그룹의 수신 신호는 다음의 <수학식 8>과 같이 나타낼 수 있다.
<수학식 8>에서 와 는 각각 송수신 채널 이득 행렬과 가산 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise, AWGN) 벡터를 의미한다.
종래에는 <수학식 8>로부터 준직교 수열 검출 및 심볼 역맵핑 과정이 수행될 수 있다. 이때, 준직교 수열과 변조 심볼 검출을 위한 결합 최대 우도 결정 방법(maximum-likelihood decision rule)은 다음의 <수학식 9>와 같이 계산될 수 있다.
<수학식 9>에서 는 검출된 준직교 수열 및 변조 심볼을 의미한다.
그런데, 실시예에 따른 송신 장치(100)에서 프리코딩이 적용되었으므로, 실시예에 따른 수신 장치(200)는 복수의 그룹들마다 복조된 신호에 등화 및 역 프리코딩을 수행한다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 그룹들의 갯수에 상응하는 등화/역프리코딩부(230-1, ?? ,230-g)에 의해 복수의 그룹들마다 수신된 신호에 채널 이득 행렬의 역행렬 및 송신시 사용된 프리코딩 행렬의 역행렬을 순차적으로 적용할 수 있다.
즉, 등화와 역프리코딩이 수행된 결과 는 다음의 <수학식 10>과 같이 계산될 수 있다.
그러면, IM-OFDM-QOS 복조부(240)는 복수의 그룹들마다 역 프리코딩된 신호를 송신시 사용된 준직교 수열을 사용하여 역 확산한 변조 심볼을 역 매핑하여 송신된 정보 비트로 복조할 수 있다.
도 3을 참조하면, IM-OFDM-QOS 복조부(240)는, 상세하게는 준직교 수열 검출부(241-1,??,241-g), 스펙트럼 역확산부(242-1,??,242-g), 역맵퍼(243-1,??,243-g) 및 비트 결합부(244)를 포함한다. 이때, 준직교 수열 검출부(241-1,??,241-g), 스펙트럼 역확산부(242-1,??,242-g), 역맵퍼(243-1,??,243-g)는 복수의 그룹들의 개수만큼 존재할 수 있다.
준직교 수열 검출부(241-1,??,241-g)는 송신 장치(100)에서 사용된 준직교 수열을 검출하여 송신된 정보 비트를 추정한다.
스펙트럼 역확산부(242-1,??,242-g)는 검출된 준직교 수열을 이용하여 역확산을 수행한다.
역맵퍼(243-1,??,243-g)는 스펙트럼 역확산부(242-1,??,242-g)에서 역확산된 신호로부터 얻은 변조 심볼을 변조 차수에 따라 역맵핑을 수행하여 송신된 정보 비트를 추정한다.
전술한 바와 같은 준직교 수열 검출 및 심볼 역맵핑을 통해 <수학식 10>으로부터 다음의 <수학식 11>이 도출될 수 있다.
다음으로, 비트 결합부(244)는 추정된 정보 비트들을 하나의 직렬 비트 스트림으로 결합한다.
도 4는 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법은, 입력된 정보 비트들을 복수의 그룹들로 분배하고, 복수의 그룹들마다 정보 비트가 매핑된 변조 심볼을 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산된 신호를 생성하는 단계(S310), 복수의 그룹들마다 스펙트럼 확산된 신호를 프리코딩하는 단계(S320), 프리코딩된 복수의 그룹들의 신호를 인터리빙하는 단계(S330) 및 인터리빙된 신호를 OFDM 심볼로 변조하는 단계(S340)를 포함할 수 있다.
이때, 준직교 수열은, 복수의 그룹들마다 적어도 하나 이상 선택될 수 있다.
이때, 스펙트럼 확산된 신호는, 복수의 그룹들마다 할당되는 부반송파 갯수 K(K는 자연수)에 상응하는 길이를 갖는 송신 벡터이고, 프리코딩하는 단계는, 크기가 KxK이고, 상이한 원소들로 구성된 프리코딩 행렬을 송신 벡터에 연산할 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT) 행렬 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 행렬일 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 송수신 채널 품질에 따라 원소의 크기가 설정될 수 있다.
이때, 프리코딩 행렬은, 둘 이상의 정방 행렬들이 결합된 것일 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법은, 수신된 신호를 직교 주파수 분할 복조하는 단계(S410), 복조된 신호를 역인터리빙하여 복수의 그룹들의 신호로 구분하는 단계(S420), 복수의 그룹들마다 복조된 신호에 등화 및 역 프리코딩을 수행하는 단계(S430) 및 복수의 그룹들마다 역 프리코딩된 신호를 송신시 사용된 준직교 수열을 사용하여 역 확산한 변조 심볼을 역 매핑하여 송신된 정보 비트로 복조하는 단계(S440)를 포함할 수 있다.
이때, 등화 및 역 프리코딩을 수행하는 단계(S430)는, 복수의 그룹들마다 수신된 신호에 채널 이득 행렬의 역행렬 및 송신시 사용된 프리코딩 행렬의 역행렬을 연산할 수 있다.
이때, 송신된 정보 비트로 복조하는 단계는, 결합 최대 우도 결정 룰(maximum-likelihood decision rule)에 의해 수행될 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 컴퓨터 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 송/수신 장치(100, 200)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와 같은 컴퓨터 시스템(1000)에서 구현될 수 있다.
컴퓨터 시스템(1000)은 버스(1020)를 통하여 서로 통신하는 하나 이상의 프로세서(1010), 메모리(1030), 사용자 인터페이스 입력 장치(1040), 사용자 인터페이스 출력 장치(1050) 및 스토리지(1060)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1000)은 네트워크(1080)에 연결되는 네트워크 인터페이스(1070)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 중앙 처리 장치 또는 메모리(1030)나 스토리지(1060)에 저장된 프로그램 또는 프로세싱 인스트럭션들을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1030) 및 스토리지(1060)는 휘발성 매체, 비휘발성 매체, 분리형 매체, 비분리형 매체, 통신 매체, 또는 정보 전달 매체 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 저장 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리(1030)는 ROM(1031)이나 RAM(1032)을 포함할 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (18)

  1. 입력된 정보 비트들을 복수의 그룹들로 분배하고, 복수의 그룹들마다 정보 비트가 매핑된 변조 심볼을 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산된 신호를 생성하는 단계;
    복수의 그룹들마다 스펙트럼 확산된 신호를 프리코딩하는 단계;
    프리코딩된 복수의 그룹들의 신호를 인터리빙하는 단계; 및
    인터리빙된 신호를 OFDM 심볼로 변조하는 단계를 포함하는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 준직교 수열은,
    복수의 그룹들마다 적어도 하나 이상 선택되는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법.
  3. 제2 항에 있어서, 스펙트럼 확산된 신호는,
    복수의 그룹들마다 할당되는 부반송파 갯수 K(K는 자연수)에 상응하는 길이를 갖는 송신 벡터이고,
    프리코딩하는 단계는,
    크기가 KxK이고, 상이한 원소들로 구성된 프리코딩 행렬을 송신 벡터에 연산하는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법.
  4. 제3 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT) 행렬 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 행렬인, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법.
  5. 제3 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    송수신 채널 품질에 따라 원소의 크기가 설정되는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법.
  6. 제4 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    둘 이상의 정방 행렬들이 결합된 것인, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 방법.
  7. 수신된 신호를 직교 주파수 분할 복조하는 단계;
    복조된 신호를 역인터리빙하여 복수의 그룹들의 신호로 구분하는 단계;
    복수의 그룹들마다 복조된 신호에 등화 및 역 프리코딩을 수행하는 단계; 및
    복수의 그룹들마다 역 프리코딩된 신호를 송신시 사용된 준직교 수열을 사용하여 역 확산한 변조 심볼을 역 매핑하여 송신된 정보 비트로 복조하는 단계를 포함하는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법.
  8. 제7 항에 있어서, 등화 및 역 프리코딩을 수행하는 단계는,
    복수의 그룹들마다 수신된 신호에 채널 이득 행렬의 역행렬 및 송신시 사용된 프리코딩 행렬의 역행렬을 연산하는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법.
  9. 제8 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT) 행렬 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 행렬인, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법.
  10. 제8 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    송수신 채널 품질에 따라 원소의 크기가 설정되는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법.
  11. 제8 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    둘 이상의 정방 행렬들이 결합된 것인, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법.
  12. 제9 항에 있어서, 송신된 정보 비트로 복조하는 단계는,
    결합 최대 우도 결정 룰(maximum-likelihood decision rule)에 의해 수행되는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 수신 방법.
  13. 입력된 정보 비트들을 복수의 그룹들로 분배하고, 복수의 그룹들마다 정보 비트가 매핑된 변조 심볼을 준직교 수열을 이용하여 스펙트럼 확산된 신호를 생성하는 IM-OFDM-QOS 변조부;
    복수의 그룹들마다 스펙트럼 확산된 신호를 프리코딩하는 프리코딩부;
    프리코딩된 복수의 그룹들의 신호를 인터리빙하는 인터리버; 및
    인터리빙된 신호를 OFDM 심볼로 변조하는 OFDM 변조부를 포함하는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 준직교 수열은,
    복수의 그룹들마다 적어도 하나 이상 선택되는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 스펙트럼 확산된 신호는,
    복수의 그룹들마다 할당되는 부반송파 갯수 K(K는 자연수)에 상응하는 길이를 갖는 송신 벡터이고,
    프리코딩부는,
    크기가 KxK이고, 상이한 원소들로 구성된 프리코딩 행렬을 송신 벡터에 연산하는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT) 행렬 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 행렬인, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치.
  17. 제15 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    송수신 채널 품질에 따라 원소의 크기가 설정되는, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치.
  18. 제15 항에 있어서, 프리코딩 행렬은,
    둘 이상의 정방 행렬들이 결합된 것인, 프리코딩이 적용된 준직교 수열을 이용한 인덱스 변조된 직교 주파수 분할 다중화 송신 장치.
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