WO2012053859A2 - Apparatus and method for transceiving data - Google Patents

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    • H04L27/2651Modification of fast Fourier transform [FFT] or discrete Fourier transform [DFT] demodulators for performance improvement

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for transmitting and receiving data, and in particular, a peak-to-average power ratio in a communication system for transmitting data using an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) scheme. And a data transmission / reception apparatus and method for controlling a PAPR).
  • OFDM orthogonal frequency-division multiplexing
  • Orthogonal frequency-division multiplexing can be implemented through a simple equalizer, but has strong characteristics of multipath fading, so it can be used in a wireless local area network (WLAN), a wireless metropolitan area network (WLAN). WMAN), digital audio broadcast (DAB), digital video broadcast (Digital Video Broadcast, DVB) and other wireless communication systems such as have been adopted and used.
  • WLAN wireless local area network
  • WLAN wireless metropolitan area network
  • DVB digital audio broadcast
  • DVB Digital Video Broadcast
  • the PAPR needs to be increased for reception performance. That is, the performance of the system can be improved when the PAPR can be adjusted according to the reception environment in the OFDM system.
  • the present invention has been made in an effort to provide an apparatus and method for transmitting and receiving data capable of controlling PAPR according to a reception environment.
  • an apparatus for transmitting data includes a symbol mapping unit, a normalization and real signal conversion unit, an angular modulation unit, a PAPR control and power normalization unit, and a signal transmission unit.
  • the symbol mapping unit generates a plurality of modulation data symbols by symbol mapping the input signal.
  • a normalization and real signal converter converts the plurality of modulated data symbols into a real signal in the time domain in the frequency domain.
  • An angular modulator angulates the real signal.
  • the PAPR control and power normalization unit controls the magnitude of the sine component of each modulated real signal according to the first gain, and power normalizes the sine and cosine components of the real signal.
  • the signal transmitter converts the power normalized real signal into a radio frequency signal and transmits the signal.
  • the PAPR control and power normalization unit may vary the first gain according to an input control signal.
  • the normalization and real signal converter may include a normalization unit for power normalizing the plurality of modulation data symbols such that an average power of the plurality of modulation data symbols is 1.
  • the normalization and real signal converters include an inverse fast Fourier transform unit for inverse fast Fourier transform on a plurality of input signals, and a plurality of conjugated complex symbols generated by conjugate complex-converting the plurality of modulation data symbols and the plurality of modulation data symbols. It may include an input signal processing unit for outputting to the inverse fast Fourier transform unit.
  • the angular modulator may include a phase controller for controlling the magnitude of the real signal in accordance with a second gain, and a modulator for angularly modulating the real signal into a cosine signal and a sine signal.
  • the PAPR control and power normalization unit includes: a PAPR controller for controlling the magnitude of a sine component of the angularly modulated real signal according to the first gain, and multiplying a cosine component of the real signal by a set value for power normalization to baseband I signal. And a second multiplier for generating a baseband Q signal by multiplying the set value by a sine component of the real signal whose magnitude is controlled according to the first gain.
  • the PAPR may be zero.
  • an apparatus for receiving data includes a received signal processor, a power compensator, an angular demodulator, a normalized and real signal inverse transformer, a symbol demapping unit, and a parallel-serial converter.
  • the received signal processor outputs a phase signal in a digital signal corresponding to the received data.
  • the power compensator compensates for the magnitude of the phase signal corresponding to the magnitude controlled by the data transmission apparatus for PAPR control.
  • An angular demodulator angulates the phase signal.
  • the normalized and real-signal inverse transform unit converts each demodulated phase signal into a plurality of data symbols in the frequency domain in the time domain through fast Fourier transform.
  • the symbol demapping unit generates a plurality of data signals by symbol demapping the plurality of data symbols.
  • the parallel-serial converter converts the plurality of data signals into serial data signals to restore the received data.
  • the reception signal processor may include: a multiplier for multiplying a signal multiplied by a baseband Q signal by the data transmission device with the received data, and an analog for converting an output signal of the multiplier into a digital signal and outputting the phase signal from the digital signal. It may include a digital converter.
  • the power compensator includes a multiplier for compensating power by multiplying the phase signal by a first set value, and a PAPR controller for outputting a sine signal of the phase signal by dividing a power compensated phase signal by the first gain. It may include.
  • a sine signal and a cosine signal are generated through each modulation in the data transmission apparatus, and magnitude control for PAPR is performed on the sine signal, and the first setting value is estimated for the cosine signal generated in the data transmission apparatus. Value and an estimated value for the sine signal having the magnitude control.
  • the normalized and real-signal inverse transform unit may include a fast Fourier transform unit for generating a plurality of data symbols by performing fast Fourier transform on a plurality of input signals, a serial-parallel converter for converting each demodulated phase signal from a serial signal to a parallel signal; And a signal processor for outputting some of the plurality of data symbols to the demapping unit.
  • a method for transmitting data by a data transmission device may include: generating a plurality of modulation data symbols by symbol mapping an input signal, converting the plurality of modulation data symbols into a real signal in a time domain in a frequency domain, and angularly modulating the real signal; Controlling the magnitude of the sinusoidal signal with respect to the angularly modulated real signal according to the set gain, and converting the angularly modulated real signal into a radio frequency signal and transmitting the same.
  • the controlling may include varying the gain according to an input control signal.
  • a method for receiving data by a data receiving apparatus may include generating a phase signal corresponding to a real signal from a digital signal corresponding to received data, compensating for the magnitude of the phase signal corresponding to a magnitude controlled by a data transmission device for PAPR control, Angular demodulating a phase signal, converting the angulated demodulated phase signal into a plurality of data symbols in a frequency domain in the time domain, and symbol demapping the plurality of data symbols to generate a plurality of data signals Restoring the data.
  • the PAPR can be varied from 0 dB depending on the reception environment, problems caused by high PAPR, such as distortion caused by cross-frequency modulation and nonlinear distortion caused by a power amplifier, etc. Can be improved.
  • a service considering both PAPR and reception performance, which is in inverse relationship, can be enabled according to a reception environment without changing a transmitter specification. For example, in the case of visible light wireless communication using lighting, the control may prevent flicker by controlling the PAPR to 0 dB, and in the case of communication using wireless light rather than infrared light, the PAPR may be increased to improve reception performance.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an OFDM transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a data transmission method of an OFDM transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an NRSC shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of modulated data symbols symbol-mapped by digital modulation in the symbol mapping unit of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of modulated data symbols normalized in the NRSC of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating each modulator shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a phase magnitude distribution of an input signal of each modulator.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a phase magnitude distribution of an output signal of each modulator.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a PCPN shown in FIG. 1.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a data receiving method of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a received signal processor illustrated in FIG. 10.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the reception signal processor illustrated in FIG. 10.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the power compensator shown in FIG. 10.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating each demodulator shown in FIG. 10.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an NRSDC shown in FIG. 10.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an OFDM transmitter according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a data transmission method of an OFDM transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • the OFDM transmitter 100 may include a serial to parallel converter (SPC) 110, a symbol mapper 120, and a normalization and real signal converter.
  • SPC serial to parallel converter
  • NRSC 130
  • Angle Modulation unit 140
  • PAPR Peak to Average Power Ratio
  • PCPN power normalization unit
  • the SPC 110 converts the plurality of serial data signals into a plurality of parallel data signals (S210).
  • the symbol mapping unit 120 performs symbol mapping on a plurality of parallel data signals through digital modulation such as Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Amplitude Modulation (QAM), 16-QAM, 64-QAM, etc. To generate (S220).
  • digital modulation such as Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Amplitude Modulation (QAM), 16-QAM, 64-QAM, etc.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • 16-QAM 16-QAM
  • 64-QAM 64-QAM
  • the NRSC 130 normalizes the average power to 1 for a plurality of modulated data symbols (S240), and performs an inverse fast Fourier transform (IFFT) on the normalized symbols to perform modulation data symbols in the frequency domain. Is converted into a real signal in the time domain (S240). The NRSC 130 converts the real signal in the time domain into a serial signal (S250).
  • S240 modulated data symbols
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • Each modulator 140 modulates the size of the real signal by modulating each real signal normalized by the NRSC 130 (S260).
  • S260 a phase modulation method may be used.
  • the PCPN 150 controls the PAPR by adjusting the magnitude of the sine component of each modulated signal according to the input gain value (S270) and normalizes the power (S280).
  • the signal transmitter 160 multiplies the real component of the power normalized signal by A, multiplies the imaginary component of the power normalized signal by B, and adds the two components to convert the power normalized signal into a radio frequency signal.
  • A may be cos (2 ⁇ f c t) or sin (2 ⁇ f c t)
  • B may be cos (2 ⁇ f c t) or sin (2 ⁇ f c t), which may be different from A.
  • f c is the radio frequency.
  • A is cos (2 ⁇ f c t) and B is sin (2 ⁇ f c t).
  • the signal transmitter 160 may multiply the imaginary component of the power normalized signal by -B.
  • the signal transmitter 160 transmits a radio frequency signal (S290).
  • the radio frequency signal transmitted from the OFDM transmitter 100 may be defined as an OFDM signal.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an NRSC shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of modulated data symbols symbol-mapped by digital modulation in the symbol mapping unit of FIG. 1
  • FIG. 5 is a diagram of an NRSC of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows an example of a normalized modulated data symbol.
  • the NRSC 130 includes a normalizer 131, an input signal processor 133, an IFFT unit 135, a parallel to serial converter (PSC) 137, and a multiplier 139. ).
  • the symbol mapping unit 120 modulates a plurality of parallel data signals to represent positions in constellations according to modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), quadrature amplitude modulation (QAM), 16-QAM, and 64-QAM. Mapping to a symbol, the modulation data symbol may be as shown in FIG.
  • modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), quadrature amplitude modulation (QAM), 16-QAM, and 64-QAM.
  • the normalization unit 131 obtains an average value by taking an absolute value of the modulation data symbol, squares it, obtains a square root of the obtained average value, and divides the modulation data symbol by the square root, thereby obtaining an average power of 1. Can be normalized to
  • the symbol mapping unit 120 locates a plurality of parallel data signals in constellations according to modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), quadrature amplitude modulation (QAM), 16-QAM, and 64-QAM.
  • BPSK binary phase shift keying
  • QAM quadrature amplitude modulation
  • 16-QAM 16-QAM
  • 64-QAM 64-QAM.
  • a modulation data symbol is mapped to the modulation data symbol to be represented, and the modulation data symbol may be as shown in FIG. 4.
  • the normalized modulated data symbols can be shown as shown in FIG.
  • the input signal processor 133 converts the normalized modulated data symbol into an input signal X (0), of the IFFT unit 135, in order to convert the modulated data symbol normalized by the normalizer 131 into a real signal in the time domain.
  • N exponential power of 2 represents the number of modulation data symbols, and if the number of modulation data symbols is N, the size of the IFFT may be 2N.
  • the input signal processing unit 133 may input the input signals X (0), X (1),... Of the IFFT unit 135.
  • X (N-1), X (N), X (N + 1),... , N (modulated data) symbols are used for X (2N-1), and the input signals X (N), X (N + 1),... Of the IFFT unit 135 are used.
  • X (2N-1)] is used by conjugate conjugated N modulation data symbols. The 0th modulation data symbol is 0, so that the modulation data symbols inputted to the input signals X (0) and (X (N)] become 0.
  • k is N + 1, N + 2, ..., 2N-1.
  • Input signal to IFFT unit 135 [(X (0), X (1), ..., X (N-1), X (N), X (N + 1), ..., X (2N-1)] Is input, the IFFT unit 135 inputs the input signal [(X (0), X (1), ..., X (N-1), X (N), X (N + 1), ..., X (2N). -1)], where the modulated data symbols are the real-time signals [(X '(0), X' (1), ..., X '(N-1), X' (N) in the frequency domain). ), X '(N + 1), ..., X' (2N-1)].
  • the PSC 137 converts a real time signal in a time domain from a parallel signal to a serial signal.
  • the multiplier 139 is used for a series real signal. Normalize by multiplying
  • FIG. 6 is a diagram illustrating each modulator illustrated in FIG. 1
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a phase magnitude distribution of an input signal of each modulator
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a phase magnitude distribution of an output signal of each modulator.
  • each modulator 140 includes a phase controller 141 and a modulator 143.
  • the phase controller 141 receives a normalized real signal from the NRSC 130 as an input signal IN.
  • the phase controller 141 adjusts the magnitude of the input signal IN by varying the gain G1 such that the magnitude of the input signal IN is in the range of ⁇ / 2 to ⁇ / 2. Where ⁇ is the circumference.
  • the phase controller 141 may have the magnitude of the input signal IN in a range of ⁇ / 2 to ⁇ / 2,
  • the size of the input signal IN may be adjusted by multiplying the input signal IN by a gain 0.4.
  • the phase magnitude of the input signal IN may be in the range of ⁇ / 2 to ⁇ / 2.
  • the modulator 143 angulates the real signal adjusted by the phase controller 141 into a cosine signal and a sine signal [cos (IN), sin (IN)].
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a PCPN shown in FIG. 1.
  • the PCPN 150 includes a PAPR controller 151 and multipliers 153 and 155.
  • the multipliers 153 and 155 may operate as a power normalizer for power normalization.
  • the cosine signal [a (t)], which is the output signal of the modulator 143, is input to the multiplier 153 without passing through the PAPR controller 151, and the sine signal [sin (IN)], which is the output signal of the modulator 143, is It is input to the PAPR controller 151.
  • the PAPR controller 151 controls the gain G2 according to the input control signal, and adjusts the magnitude of the sine signal sin (IN) input according to the gain G2.
  • the control signal may include a gain value to be controlled.
  • the PAPR controller 151 controls the PAPR by adjusting only the magnitude of the sine component of each modulated signal.
  • the sine signal b (t) adjusted by the PAPR controller 151 is input to the multiplier 155.
  • the PAPR in one OFDM symbol is represented by Equation (1).
  • a guard interval is inserted into a time-domain serial signal output from the NRSC 130, and the guard interval and a signal corresponding to one modulation data symbol are combined to be called an OFDM symbol.
  • E ⁇ . ⁇ represents an expected value
  • T represents a period of one OFDM symbol.
  • the PAPR (dB) according to the embodiment of the present invention may be expressed as Equation 2 and Equation 2.
  • Gain represents the gain G2 of the PAPR controller 151, and when Gain is 1, the PAPR becomes 0 dB.
  • the PAPR varies depending on the gain. That is, since it is possible to control the gain G2 using the control signal according to the reception environment, the control of the PAPR may be possible accordingly.
  • the gain G1 of the phase controller 141 shown in FIG. 6 is 0.4
  • the size of the IFFT is 2048
  • the PAPR is the gain G2 of the PAPR controller 151 as shown in Table 1 below. ) May vary.
  • the cosine signal a (t) and the scaled sine signal b (t) are multiplied by the value of C for power normalization.
  • C is the same as Equation 4.
  • the multiplier 153 multiplies the cosine signal [a (t)] by C to power normalization, and the multiplier 155 multiplies the sine signal [b (t)] by C to normalize power.
  • the power normalized cosine signal is called a baseband I signal
  • the power normalized sine signal is called a baseband Q signal, respectively, and Multiply by and add to convert to a radio frequency signal.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a data reception method of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.
  • the OFDM receiver 200 includes a received signal processor 210, a power compensator 220, an angle demodulation unit 230, and a normalized and real signal inverse transform unit. -Converter (NRSDC) 240, a symbol demapping unit 250, and a PSC 260.
  • the OFDM receiver 200 performs the reverse operation of the OFDM transmitter 100.
  • the reception signal processor 210 when the reception signal processor 210 receives an OFDM signal as received data, the received signal processor 210 multiplies the real component of the OFDM signal by A 'and multiplies the imaginary component of the power normalized signal by B', and then converts the analog signal through analog-to-digital conversion.
  • a bandpass analog signal is converted into a plurality of baseband digital signals.
  • a 'and B' may be the same as A and B of the OFDM receiver 100, and B 'may be -B.
  • a ' may be cos (2 ⁇ f c t) or sin (2 ⁇ f c t), and B' may be cos (2 ⁇ f c t) or sin (2 ⁇ f c t), which may be different from A '.
  • f c is the radio frequency.
  • the power compensator 220 compensates for the size adjusted by the PAPR controller 151 with respect to the plurality of baseband digital signals (S1120).
  • Each demodulator 230 demodulates each of a plurality of baseband digital signals whose magnitude is compensated by the power compensator 220 (S1130).
  • the NRSDC 240 converts each demodulated signal from a serial signal to a parallel signal (S1140) and performs a Fast Fourier Transform (FFT) on the converted parallel signal, so that parallel data symbols in the frequency domain are performed in the parallel signal in the time domain. Convert to (S1150).
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the symbol demapping unit 250 demaps the parallel data symbols in the frequency domain output from the NRSDC 240 through digital demodulation such as BPSK, QAM, 16-QAM, and 64-QAM to generate a plurality of parallel data signals. (S1160).
  • the PSC 270 converts a plurality of parallel data signals output from the symbol demapping unit 260 into a plurality of serial data signals and outputs the converted serial data signals (S1170), thereby restoring an OFDM signal to a data signal.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a received signal processor illustrated in FIG. 10
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a received signal processor illustrated in FIG. 10.
  • the reception signal processor 210 includes a multiplier 211 and 213, a low pass filter (LPF) 215 and 217, and an analog to digital converter (ADC) 219. It includes.
  • LPF low pass filter
  • ADC analog to digital converter
  • the multiplier 211 multiplies the received OFDM signal by A ', converts it to a cosine signal or a sine signal, and outputs the result to the LPF 215.
  • a ′ is shown to be cos (2 ⁇ f c t). In this case, the signal output from the multiplier 211 may be a cosine signal.
  • the multiplier 213 multiplies the received OFDM signal by B ', converts it to a cosine signal or a sine signal, and outputs the result to the LPF 217.
  • B ′ is illustrated as sin (2 ⁇ f c t), and the signal output from the multiplier 211 may be a sine signal.
  • a ' may be cos (2 ⁇ f c t) or sin (2 ⁇ f c t)
  • B' may be cos (2 ⁇ f c t) or sin (2 ⁇ f c t), which may be different from A '.
  • the LPFs 215 and 217 respectively filter cosine signals and sinusoidal signals input from the multipliers 211 and 213, and pass only signals of a desired band in the input signal.
  • the ADC 219 converts the cosine signal and the sine signal passed through the LPFs 215 and 217 into a digital signal through analog-to-digital conversion, and then outputs a phase value from any one of the digital signals.
  • the ADC 219 may output a phase value from the digital signal generated by multiplying the OFDM signal by a signal multiplied by the baseband Q signal by the OFDM transmitter 100 between A 'and B'.
  • the received signal processor 210 ′ may further include a switching unit 212 as compared to the received signal processor 210 illustrated in FIG. 12.
  • the switching unit 212 multiplies the received OFDM signal so that the signal multiplied by the baseband Q signal (cos (2 ⁇ f c t) or sin (2 ⁇ f c t)) is multiplied by the OFDM signal in the OFDM transmitter 100. 211) or to the multiplier 213. For example, when the baseband Q signal is multiplied by sin (2 ⁇ f c t) and converted into a radio frequency signal in the OFDM transmitter 100, the switching unit 212 may output the OFDM signal to the multiplier 213. have.
  • the ADC 219 when the signal multiplied by the baseband Q signal [cos (2 ⁇ f c t) or sin (2 ⁇ f c t)] is multiplied by a negative sign, the ADC 219 outputs a phase value. You can multiply (phase) by the minus sign.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the power compensator shown in FIG. 10.
  • the power compensator 220 includes a multiplier 221 and a PAPR controller 223.
  • the multiplier 221 multiplies D by a phase value output from the reception signal processor 210 or 210 'to compensate for power and outputs the power to the PAPR controller 223.
  • D may be represented as in Equation 5.
  • T means a period of the OFDM symbol.
  • FIG. Gain also represents the gain G3 of the PAPR controller 223.
  • the estimate according to the gain G1 of the phase controller 141 of FIG. 6 of the OFDM transmitter 100 may be as shown in Table 2.
  • the PAPR controller 223 divides the power-compensated signal by the multiplier 221 by the gain G3 of the PAPR controller 223 and outputs a sine signal [sin (phase)]. It is equal to the gain G2 of the PAPR controller 151 of the gain G3 of the PAPR controller 223. For example, if the gain G1 of the phase controller 141 of FIG. 6 is 0.4 and the gain G3 of the PAPR controller 223 is 2, D is 1.179. Dividing the phase multiplied by 1.179 by 2 produces a sine signal [sin (phase)].
  • FIG. 15 is a diagram illustrating each demodulator shown in FIG. 10.
  • each demodulator 230 includes a demodulator 231 and a phase controller 233.
  • the demodulator 231 obtains the inverse sine of the sine signal [sin (phase)] output from the power compensator 220, that is, the inverse sine value [Asin (phase)], and then outputs it to the phase controller 233. do.
  • the inverse sine (z) of the sine signal sin (z) may be obtained as in Equation 6.
  • the phase controller 233 has a gain G4 and outputs a phase value by dividing the inverse value [Asin (phase)] from the demodulator 231 by the gain G4.
  • the gain G4 is equal to the gain G1 of the phase controller 141 of each modulator 140.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an NRSDC shown in FIG. 10.
  • the NRSDC 250 includes a multiplier 251, an SPC 253, an FFT unit 255, and a signal processor 257.
  • the multiplier 251 multiplies and normalizes a real signal output from each demodulator 230 to SPC 253.
  • the SPC 253 converts the normalized signal by the multiplier 251 into a parallel signal and outputs it to the FFT unit 255.
  • the parallel signals converted by the SPC 253 are input signals P (0), P (1),... Of the FFT unit 255. , P (N-1), P (N), P (N + 1),... , P (2N-1)], the FFT unit 255 enters the input signals P (0), P (1),... , P (N-1), P (N), P (N + 1),... , P (2N-1)] is FFTed. Then, the input signals P (0), P (1),... , P (N-1), P (N), P (N + 1),... , P (2N-1)] are the data symbols X (0), X (1), ... in the frequency domain in the time domain. , X (N-1), X (N), X (N + 1),... , X (2N-1)].
  • the signal processor 257 stores data symbols [(X (0), X (1), ..., X (N-1), X (N), X (N + 1), ..., X (2N-) in the frequency domain. 1)] and outputs a signal in the frequency domain [(X (0), X (1), ..., X (N-1)] to the symbol demapping unit 260. At this time, the signal processing unit 257 outputs data.
  • the symbols [(X (0), X (1), ..., X (N-1)] may be output as they are to the symbol demapping unit 260.
  • the signal processing unit 257 may output data symbols [X] in the frequency domain.
  • the symbol demapping unit 260 demaps each data symbol into a plurality of parallel data signals in a constellation diagram according to a demodulation scheme corresponding to the symbol mapping unit 120 of the OFDM transmitter 100, and a plurality of parallel data.
  • the signal is output to the PSC 270.
  • the PSC 270 then recovers the data by converting the plurality of parallel data signals into a plurality of serial data signals.

Abstract

The invention relates to a data-transmitting apparatus which symbol-maps a plurality of input data signals to generate a plurality of modulated data symbols, converts the plurality of modulated data symbols into real signals of a time domain in a frequency domain and angle-modulates the real signals, controls the sizes of sine signals for the real signals which are angle-modulated to gains varying in accordance with a control signal, and transmits the real signals.

Description

데이터 송수신 장치 및 방법Data transmitting and receiving device and method
본 발명은 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM) 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 통신 시스템에서 평균전력 대 첨두전력비(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)를 제어하기 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for transmitting and receiving data, and in particular, a peak-to-average power ratio in a communication system for transmitting data using an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) scheme. And a data transmission / reception apparatus and method for controlling a PAPR).
OFDM(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)은 간단한 등화기를 통해 구현될 수 있으면서도 다중경로 페이딩에 강한 특성을 지니고 있어, 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network, WLAN), 무선 도시권 통신망 (Wireless Metropolitan Area Network, WMAN), 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcast, DAB), 디지털 비디오 방송(Digital Video Broadcast, DVB) 등의 여러 무선통신 시스템에서 채택되어 사용되고 있다.Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) can be implemented through a simple equalizer, but has strong characteristics of multipath fading, so it can be used in a wireless local area network (WLAN), a wireless metropolitan area network (WLAN). WMAN), digital audio broadcast (DAB), digital video broadcast (Digital Video Broadcast, DVB) and other wireless communication systems such as have been adopted and used.
그러나 OFDM은 다수의 반송파를 이용하기 때문에 동위상의 신호가 합쳐져 높은 평균전력 대 첨두전력비(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)이 발생하고, 높은 PAPR로 인하여 OFDM 송신기의 전력증폭기(power amplifier)의 동작점이 비선형 영역에 위치하게 되어 신호의 비선형 왜곡이 발생한다. 따라서, OFDM 시스템에서는 PAPR에 의한 영향을 감소시키기 위하여 전력 증폭기를 백오프(back-off)시키고 있는데, 전력 증폭기에 충분한 백오프를 주지 않으면 시스템의 주파수 스펙트럼이 넓어지고 상호 주파수간 변조에 의한 왜곡이 발생하여 결과적으로 시스템 성능의 저하를 초래하게 된다. However, because OFDM uses a large number of carriers, in-phase signals are combined to generate a high average-to-average power ratio (PAPR), and the high PAPR results in the power amplifier of the OFDM transmitter. The operating point is located in the nonlinear region, resulting in nonlinear distortion of the signal. Therefore, in an OFDM system, the power amplifier is back-off to reduce the effect of PAPR. If the power amplifier is not sufficiently backed off, the frequency spectrum of the system is widened and the distortion caused by inter-frequency modulation is reduced. And result in a decrease in system performance.
OFDM 송신기의 전력 효율과 소형화를 위해서 PAPR을 낮추어야 하는 것은 필수적이나, PAPR을 낮추면 낮출수록 수신 성능이 저하되는 단점이 있다. It is essential to reduce the PAPR for the power efficiency and miniaturization of the OFDM transmitter. However, the lower the PAPR, the lower the reception performance.
또한 OFDM을 이용한 가시광 무선 통신(Visible Light Communication, VLC)의 경우 PAPR을 0dB로 낮추는 것이 효율적이지만, 적외선 등 조명이 아닌 광 통신의 경우 수신 성능을 위해 PAPR을 높일 필요가 있다. 즉, OFDM 시스템에서 수신 환경에 따라 PAPR의 조절이 가능해야 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, in the case of visible light wireless communication using VLC, it is effective to reduce the PAPR to 0 dB. However, in the case of non-infrared light communication, the PAPR needs to be increased for reception performance. That is, the performance of the system can be improved when the PAPR can be adjusted according to the reception environment in the OFDM system.
OFDM 시스템에서 PAPR을 낮추기 위한 방법으로, 블록 부호(Block Coding) 기법, 클리핑(Clipping) 기법 등의 다양한 방법들이 제안되었으나, 이들 방법은 PAPR을 궁극적으로 0dB로 낮추는 것이 불가능하며, 수신 환경에 따라 PAPR의 가변이 용인되지 않고 있다. As a method for lowering PAPR in an OFDM system, various methods, such as a block coding technique and a clipping technique, have been proposed, but these methods cannot ultimately lower the PAPR to 0 dB. Is not acceptable.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 수신 환경에 따라 PAPR을 제어할 수 있는 데이터 송수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made in an effort to provide an apparatus and method for transmitting and receiving data capable of controlling PAPR according to a reception environment.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 데이터를 송신하는 장치가 제공된다. 데이터 송신 장치는 심볼 매핑부, 정규화 및 실수 신호 변환부, 각변조부, PAPR 제어 및 전력 정규화부, 그리고 신호 송신부를 포함한다. 심볼 매핑부는 입력 신호에 대해 심볼 매핑하여 복수의 변조 데이터 심볼을 생성한다. 정규화 및 실수 신호 변환부는 상기 복수의 변조 데이터 심볼을 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환한다. 각변조부는 상기 실수 신호를 각변조한다. PAPR 제어 및 전력 정규화부는 제1 이득에 따라서 각 변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 제어하고, 상기 실수 신호의 사인 성분과 코사인 성분을 전력 정규화한다. 그리고 신호 송신부는 상기 전력 정규화된 실수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 송신한다. According to an embodiment of the present invention, an apparatus for transmitting data is provided. The data transmission apparatus includes a symbol mapping unit, a normalization and real signal conversion unit, an angular modulation unit, a PAPR control and power normalization unit, and a signal transmission unit. The symbol mapping unit generates a plurality of modulation data symbols by symbol mapping the input signal. A normalization and real signal converter converts the plurality of modulated data symbols into a real signal in the time domain in the frequency domain. An angular modulator angulates the real signal. The PAPR control and power normalization unit controls the magnitude of the sine component of each modulated real signal according to the first gain, and power normalizes the sine and cosine components of the real signal. The signal transmitter converts the power normalized real signal into a radio frequency signal and transmits the signal.
상기 PAPR 제어 및 전력 정규화부는 입력되는 제어 신호에 따라서 상기 제1 이득을 가변시킬 수 있다. The PAPR control and power normalization unit may vary the first gain according to an input control signal.
상기 정규화 및 실수 신호 변환부는 상기 복수의 변조 데이터 심볼의 평균 전력이 1이 되도록 상기 복수의 변조 데이터 심볼을 전력 정규화하는 정규화부를 포함할 수 있다. The normalization and real signal converter may include a normalization unit for power normalizing the plurality of modulation data symbols such that an average power of the plurality of modulation data symbols is 1.
상기 정규화 및 실수 신호 변환부는 복수의 입력 신호에 대해 역고속 푸리에 변환하는 역고속 푸리에 변환부, 그리고 상기 복수의 변조 데이터 심볼과 상기 복수의 변조 데이터 심볼을 공액 복소 변환하여 생성된 복수의 공액 복소 심볼을 상기 역고속 푸리에 변환부로 출력하는 입력 신호 처리부를 포함할 수 있다. The normalization and real signal converters include an inverse fast Fourier transform unit for inverse fast Fourier transform on a plurality of input signals, and a plurality of conjugated complex symbols generated by conjugate complex-converting the plurality of modulation data symbols and the plurality of modulation data symbols. It may include an input signal processing unit for outputting to the inverse fast Fourier transform unit.
상기 각변조부는 제2 이득에 따라서 상기 실수 신호의 크기를 제어하는 위상 제어기, 그리고 상기 실수 신호를 코사인 신호와 사인 신호로 각변조하는 변조기를 포함할 수 있다.The angular modulator may include a phase controller for controlling the magnitude of the real signal in accordance with a second gain, and a modulator for angularly modulating the real signal into a cosine signal and a sine signal.
상기 PAPR 제어 및 전력 정규화부는, 상기 제1 이득에 따라서 상기 각변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 제어하는 PAPR 제어기, 상기 실수 신호의 코사인 성분에 전력 정규화를 위한 설정 값을 곱하여 기저대역 I 신호를 생성하는 제1 곱셈기, 그리고 상기 제1 이득에 따라 크기가 제어된 상기 실수 신호의 사인 성분을 상기 설정 값을 곱하여 기저대역 Q 신호를 생성하는 제2 곱셈기를 포함할 수 있다. The PAPR control and power normalization unit includes: a PAPR controller for controlling the magnitude of a sine component of the angularly modulated real signal according to the first gain, and multiplying a cosine component of the real signal by a set value for power normalization to baseband I signal. And a second multiplier for generating a baseband Q signal by multiplying the set value by a sine component of the real signal whose magnitude is controlled according to the first gain.
상기 제1 이득이 1인 경우 PAPR이 0이 될 수 있다. When the first gain is 1, the PAPR may be zero.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 데이터를 수신하는 장치가 제공된다. 데이터 수신 장치는 수신 신호 처리부, 전력 보상부, 각복조부, 정규화 및 실수 신호 역변환부, 심볼 디매핑부, 그리고 병렬-직렬 변환부를 포함한다. 수신 신호 처리부는 수신 데이터에 대응하는 디지털 신호에서 위상 신호를 출력한다. 전력 보상부는 상기 위상 신호의 크기를 PAPR 제어를 위해 데이터 송신 장치에서 제어한 크기에 대응하여 보상한다. 각복조부는 상기 위상 신호를 각복조한다. 정규화 및 실수 신호 역변환부는 각복조된 위상 신호를 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역에서 주파수 영역의 복수의 데이터 심볼로 변환한다. 심볼 디매핑부는 상기 복수의 데이터 심볼에 대해 심볼 디매핑하여 복수의 데이터 신호를 생성한다. 그리고 병렬-직렬 변환부는 상기 복수의 데이터 신호를 직렬 데이터 신호로 변환하여 상기 수신 데이터를 복원한다. According to another embodiment of the present invention, an apparatus for receiving data is provided. The data receiving apparatus includes a received signal processor, a power compensator, an angular demodulator, a normalized and real signal inverse transformer, a symbol demapping unit, and a parallel-serial converter. The received signal processor outputs a phase signal in a digital signal corresponding to the received data. The power compensator compensates for the magnitude of the phase signal corresponding to the magnitude controlled by the data transmission apparatus for PAPR control. An angular demodulator angulates the phase signal. The normalized and real-signal inverse transform unit converts each demodulated phase signal into a plurality of data symbols in the frequency domain in the time domain through fast Fourier transform. The symbol demapping unit generates a plurality of data signals by symbol demapping the plurality of data symbols. The parallel-serial converter converts the plurality of data signals into serial data signals to restore the received data.
상기 수신 신호 처리부는, 상기 데이터 송신 장치에서 기저대역 Q 신호에 곱해진 신호를 상기 수신 데이터에 곱하는 곱셈기, 그리고 상기 곱셈기의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하고 상기 디지털 신호에서 상기 위상 신호를 출력하는 아날로그 디지털 변환기를 포함할 수 있다. The reception signal processor may include: a multiplier for multiplying a signal multiplied by a baseband Q signal by the data transmission device with the received data, and an analog for converting an output signal of the multiplier into a digital signal and outputting the phase signal from the digital signal. It may include a digital converter.
상기 전력 보상부는 상기 위상 신호에 제1 설정 값을 곱하여 전력 보상하는 곱셈기, 그리고 제1 이득을 가지며, 전력 보상된 위상 신호를 상기 제1 이득으로 나누어서 상기 위상 신호의 사인 신호를 출력하는 PAPR 제어기를 포함할 수 있다.The power compensator includes a multiplier for compensating power by multiplying the phase signal by a first set value, and a PAPR controller for outputting a sine signal of the phase signal by dividing a power compensated phase signal by the first gain. It may include.
상기 데이터 송신 장치에서 각 변조를 통해 사인 신호와 코사인 신호가 생성되고, 상기 사인 신호에 대해 PAPR을 위한 크기 제어가 이루어지며, 상기 제1 설정 값은 상기 데이터 송신 장치에서 생성된 코사인 신호에 대한 추정 값과 상기 크기 제어가 이루어진 사인 신호에 대한 추정 값에 의해 정해질 수 있다. A sine signal and a cosine signal are generated through each modulation in the data transmission apparatus, and magnitude control for PAPR is performed on the sine signal, and the first setting value is estimated for the cosine signal generated in the data transmission apparatus. Value and an estimated value for the sine signal having the magnitude control.
상기 정규화 및 실수 신호 역변환부는, 복수의 입력 신호에 대해 고속 푸리에 변환하여 복수의 데이터 심볼을 생성하는 고속 푸리에 변환부, 각복조된 위상 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하는 직렬-병렬 변환부, 그리고 상기 복수의 데이터 심볼 중 일부를 상기 디매핑부로 출력하는 신호 처리부를 포함할 수 있다. The normalized and real-signal inverse transform unit may include a fast Fourier transform unit for generating a plurality of data symbols by performing fast Fourier transform on a plurality of input signals, a serial-parallel converter for converting each demodulated phase signal from a serial signal to a parallel signal; And a signal processor for outputting some of the plurality of data symbols to the demapping unit.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 데이터 송신 장치가 데이터를 송신하는 방법이 제공된다. 데이터 송신 방법은, 입력 신호를 심볼 매핑하여 복수의 변조 데이터 심볼을 생성하는 단계, 상기 복수의 변조 데이터 심볼을 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환하는 단계, 상기 실수 신호를 각변조하는 단계, 설정된 이득에 따라서 각변조된 실수 신호에 대한 사인 신호의 크기를 제어하는 단계, 그리고 상기 각변조된 실수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 송신하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a method for transmitting data by a data transmission device is provided. The data transmission method may include: generating a plurality of modulation data symbols by symbol mapping an input signal, converting the plurality of modulation data symbols into a real signal in a time domain in a frequency domain, and angularly modulating the real signal; Controlling the magnitude of the sinusoidal signal with respect to the angularly modulated real signal according to the set gain, and converting the angularly modulated real signal into a radio frequency signal and transmitting the same.
상기 제어하는 단계는 입력되는 제어 신호에 따라서 상기 이득을 가변시키는 단계를 포함할 수 있다. The controlling may include varying the gain according to an input control signal.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 데이터 수신 장치가 데이터를 수신하는 방법이 제공된다. 데이터 수신 방법은, 수신 데이터에 대응하는 디지털 신호에서 실수 신호에 해당하는 위상 신호를 생성하는 단계, 상기 위상 신호의 크기를 데이터 전송 장치에서 PAPR 제어를 위해 제어한 크기에 대응하여 보상하는 단계, 상기 위상 신호를 각복조하는 단계, 각복조된 위상 신호를 시간 영역에서 주파수 영역의 복수의 데이터 심볼로 변환하는 단계, 그리고 상기 복수의 데이터 심볼에 대해 심볼 디매핑하여 복수의 데이터 신호를 생성하여 상기 수신 데이터를 복원하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a method for receiving data by a data receiving apparatus is provided. The data receiving method may include generating a phase signal corresponding to a real signal from a digital signal corresponding to received data, compensating for the magnitude of the phase signal corresponding to a magnitude controlled by a data transmission device for PAPR control, Angular demodulating a phase signal, converting the angulated demodulated phase signal into a plurality of data symbols in a frequency domain in the time domain, and symbol demapping the plurality of data symbols to generate a plurality of data signals Restoring the data.
본 발명의 실시 예에 의하면, PAPR을 0dB부터 수신환경에 따라 가변시킬 수 있으므로, 높은 PAPR로 인한 문제 예를 들면, 상호 주파수간 변조에 의한 왜곡 발생 및 전력 증폭기에 의해 야기되는 비선형 왜곡 등의 문제를 개선할 수 있다. 또한 송신기 규격의 변경 없이 수신환경에 따라서 역비례 관계에 있는 PAPR과 수신 성능 모두를 고려한 서비스가 가능해질 수 있다. 일례로, 조명을 이용한 가시광 무선 통신의 경우 PAPR을 0dB로 제어함으로써 플리커 발생을 방지할 수 있고, 적외선 등 조명이 아닌 무선 광을 이용한 통신의 경우 PAPR을 높여서 수신 성능을 향상시킬 수 있다. According to the embodiment of the present invention, since the PAPR can be varied from 0 dB depending on the reception environment, problems caused by high PAPR, such as distortion caused by cross-frequency modulation and nonlinear distortion caused by a power amplifier, etc. Can be improved. In addition, a service considering both PAPR and reception performance, which is in inverse relationship, can be enabled according to a reception environment without changing a transmitter specification. For example, in the case of visible light wireless communication using lighting, the control may prevent flicker by controlling the PAPR to 0 dB, and in the case of communication using wireless light rather than infrared light, the PAPR may be increased to improve reception performance.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 송신 장치를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating an OFDM transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 송신 장치의 데이터 송신 방법을 나타낸 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a data transmission method of an OFDM transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 1에 도시된 NRSC를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating an NRSC shown in FIG. 1.
도 4는 도 1의 심볼 매핑부에서 디지털 변조에 의해 심볼 매핑된 변조 데이터 심볼의 일 예를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating an example of modulated data symbols symbol-mapped by digital modulation in the symbol mapping unit of FIG. 1.
도 5는 도 1의 NRSC에서 정규화된 변조 데이터 심볼의 일 예를 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of modulated data symbols normalized in the NRSC of FIG. 1.
도 6은 도 1에 도시된 각 변조부를 나타낸 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating each modulator shown in FIG. 1.
도 7은 각 변조부의 입력 신호의 위상 크기 분포를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram illustrating a phase magnitude distribution of an input signal of each modulator.
도 8은 각 변조부의 출력 신호에 대한 위상 크기 분포를 나타낸 도면이다. 8 is a diagram illustrating a phase magnitude distribution of an output signal of each modulator.
도 9는 도 1에 도시된 PCPN를 나타낸 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating a PCPN shown in FIG. 1.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신 장치를 나타낸 도면이다. 10 is a diagram illustrating an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신 장치의 데이터 수신 방법을 나타낸 흐름도이다. 11 is a flowchart illustrating a data receiving method of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.
도 12는 도 10에 도시된 수신 신호 처리부의 일 예를 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a received signal processor illustrated in FIG. 10.
도 13은 도 10에 도시된 수신 신호 처리부의 다른 예를 나타낸 도면이다. FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the reception signal processor illustrated in FIG. 10.
도 14는 도 10에 도시된 전력 보상부를 나타낸 도면이다. FIG. 14 is a diagram illustrating the power compensator shown in FIG. 10.
도 15는 도 10에 도시된 각 복조부를 나타낸 도면이다. FIG. 15 is a diagram illustrating each demodulator shown in FIG. 10.
도 16은 도 10에 도시된 NRSDC를 나타낸 도면이다. FIG. 16 is a diagram illustrating an NRSDC shown in FIG. 10.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 송수신 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 상세하게 설명한다. An apparatus and method for transmitting and receiving data according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 송신 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 송신 장치의 데이터 송신 방법을 나타낸 흐름도이다. 1 is a diagram illustrating an OFDM transmitter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a data transmission method of an OFDM transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, OFDM 송신 장치(100)는 직렬-병렬 변환부(Serial to Parallel Converter, SPC)(110), 심볼 매핑부(Symbol mapper)(120), 정규화 및 실수 신호 변환부(Normalize & Real Signal Converter, NRSC)(130), 각 변조부(Angle Modulation unit)(140), PAPR(Peak to Average Power Ratio) 제어 및 전력 정규화부(PAPR Control & Power Normalize unit, PCPN)(150) 및 신호 송신부(160)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the OFDM transmitter 100 may include a serial to parallel converter (SPC) 110, a symbol mapper 120, and a normalization and real signal converter. Real Signal Converter, NRSC (130), Angle Modulation unit (140), Peak to Average Power Ratio (PAPR) control and power normalization unit (PAP Control & Power Normalize unit, PCPN) 150 and signals Transmitter 160 is included.
도 2를 보면, SPC(110)는 비트 형태의 입력 데이터에 해당하는 복수의 직렬 데이터 신호가 입력되면, 복수의 직렬 데이터 신호를 복수의 병렬 데이터 신호로 변환한다(S210).2, when a plurality of serial data signals corresponding to bit data are input, the SPC 110 converts the plurality of serial data signals into a plurality of parallel data signals (S210).
심볼 매핑부(120)는 복수의 병렬 데이터 신호에 대해 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM, 64-QAM 등과 같은 디지털 변조를 통해 심볼 매핑하여 복수의 변조 데이터 심볼을 생성한다(S220).The symbol mapping unit 120 performs symbol mapping on a plurality of parallel data signals through digital modulation such as Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Amplitude Modulation (QAM), 16-QAM, 64-QAM, etc. To generate (S220).
NRSC(130)는 복수의 변조 데이터 심볼에 대해 평균 전력이 1이 되도록 정규화하고(S240), 정규화된 심볼에 대해 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)을 수행함으로써 주파수 영역의 변조 데이터 심볼을 시간 영역의 실수 신호로 변환한다(S240). NRSC(130)는 시간 영역의 실수 신호를 직렬 신호로 변환한다(S250).The NRSC 130 normalizes the average power to 1 for a plurality of modulated data symbols (S240), and performs an inverse fast Fourier transform (IFFT) on the normalized symbols to perform modulation data symbols in the frequency domain. Is converted into a real signal in the time domain (S240). The NRSC 130 converts the real signal in the time domain into a serial signal (S250).
각 변조부(140)는 NRSC(130)에 의해 정규화된 실수 신호를 각 변조하여 실수 신호의 크기를 조정한다(S260). 각 변조 방식으로 위상 변조 방식이 사용될 수 있다. Each modulator 140 modulates the size of the real signal by modulating each real signal normalized by the NRSC 130 (S260). As each modulation method, a phase modulation method may be used.
PCPN(150)는 입력되는 이득 값(Gain Value)에 따라서 각 변조된 신호의 사인 성분의 크기를 조정하여 PAPR을 제어하고(S270), 전력 정규화한다(S280). The PCPN 150 controls the PAPR by adjusting the magnitude of the sine component of each modulated signal according to the input gain value (S270) and normalizes the power (S280).
다음, 신호 송신부(160)는 전력 정규화된 신호의 실수 성분에 A를 곱하고 전력 정규화된 신호의 허수 성분에 B를 곱한 후 두 성분을 더하여, 전력 정규화된 신호를 무선 주파수 신호로 변환한다. 이때, A는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있으며, B는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있는데, A와는 다른 값일 수 있다. fc는 무선 주파수이다. 도 1에서는 A는 cos(2πfct)이고, B 는 sin(2πfct)인 것으로 도시하였다. 또는 신호 송신부(160)는 전력 정규화된 신호의 허수 성분에 -B를 곱할 수 있다. 신호 송신부(160)는 무선 주파수 신호를 송신한다(S290). OFDM 송신 장치(100)에서 송신되는 무선 주파수 신호를 OFDM 신호로 정의할 수 있다. Next, the signal transmitter 160 multiplies the real component of the power normalized signal by A, multiplies the imaginary component of the power normalized signal by B, and adds the two components to convert the power normalized signal into a radio frequency signal. In this case, A may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t), and B may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t), which may be different from A. f c is the radio frequency. In FIG. 1, A is cos (2πf c t) and B is sin (2πf c t). Alternatively, the signal transmitter 160 may multiply the imaginary component of the power normalized signal by -B. The signal transmitter 160 transmits a radio frequency signal (S290). The radio frequency signal transmitted from the OFDM transmitter 100 may be defined as an OFDM signal.
그러면, OFDM 송신 장치(100)에 대해 도 3 내지 도 9를 참고로 하여 자세하게 설명한다. Next, the OFDM transmitter 100 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 9.
도 3은 도 1에 도시된 NRSC를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 심볼 매핑부에서 디지털 변조에 의해 심볼 매핑된 변조 데이터 심볼의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1의 NRSC에서 정규화된 변조 데이터 심볼의 일 예를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating an NRSC shown in FIG. 1, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of modulated data symbols symbol-mapped by digital modulation in the symbol mapping unit of FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram of an NRSC of FIG. 1. FIG. 1 shows an example of a normalized modulated data symbol.
도 3을 참고하면, NRSC(130)는 정규화부(131), 입력 신호 처리부(133), IFFT부(135), 병렬-직렬 변환부(Parallel to Serial Converter, PSC)(137) 및 곱셈기(139)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the NRSC 130 includes a normalizer 131, an input signal processor 133, an IFFT unit 135, a parallel to serial converter (PSC) 137, and a multiplier 139. ).
심볼 매핑부(120)는 복수의 병렬 데이터 신호를 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM, 64-QAM 등의 변조 방식에 따른 성상도에서 위치를 표현하는 변조 데이터 심볼로 매핑하며, 변조 데이터 심볼은 도 4와 같을 수 있다. The symbol mapping unit 120 modulates a plurality of parallel data signals to represent positions in constellations according to modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), quadrature amplitude modulation (QAM), 16-QAM, and 64-QAM. Mapping to a symbol, the modulation data symbol may be as shown in FIG.
정규화부(131)는 변조 데이터 심볼을 정규화하기 위해 변조 데이터 심볼에 절대값을 취한 뒤 자승을 하여 평균 값을 구하고, 구한 평균값의 제곱근을 구한 후 변조 데이터 심볼을 제곱근으로 나눔으로써, 평균 전력이 1이 되도록 정규화할 수 있다. In order to normalize the modulation data symbol, the normalization unit 131 obtains an average value by taking an absolute value of the modulation data symbol, squares it, obtains a square root of the obtained average value, and divides the modulation data symbol by the square root, thereby obtaining an average power of 1. Can be normalized to
예를 들어, 심볼 매핑부(120)는 복수의 병렬 데이터 신호를 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM, 64-QAM 등의 변조 방식에 따른 성상도에서 위치를 표현하는 변조 데이터 심볼로 매핑하며, 변조 데이터 심볼은 도 4와 같을 수 있다. For example, the symbol mapping unit 120 locates a plurality of parallel data signals in constellations according to modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), quadrature amplitude modulation (QAM), 16-QAM, and 64-QAM. A modulation data symbol is mapped to the modulation data symbol to be represented, and the modulation data symbol may be as shown in FIG. 4.
변조 데이터 심볼이 도 4와 같다면, 평균 값은 10(=
Figure PCTKR2011007890-appb-I000001
)이 되고, 변조 데이터 심볼에
Figure PCTKR2011007890-appb-I000002
을 곱함으로써 변조 데이터 심볼을 정규화할 수 있으며, 정규화된 변조 데이터 심볼은 도 5와 같이 나타날 수 있다.
If the modulation data symbol is equal to FIG. 4, the average value is 10 (=
Figure PCTKR2011007890-appb-I000001
) To the modulated data symbol
Figure PCTKR2011007890-appb-I000002
By multiplying the modulated data symbols can be normalized, the normalized modulated data symbols can be shown as shown in FIG.
입력 신호 처리부(133)는 정규화부(131)에 의해 정규화된 변조 데이터 심볼을 시간 영역의 실수 신호로 변환하기 위해, 정규화된 변조 데이터 심볼을 IFFT부(135)의 입력 신호[X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]로서 입력한다. 여기서, N(2의 지수승)은 변조 데이터 심볼의 수를 나타내며, 변조 데이터 심볼의 수가 N개인 경우, IFFT의 크기는 2N이 될 수 있다. The input signal processor 133 converts the normalized modulated data symbol into an input signal X (0), of the IFFT unit 135, in order to convert the modulated data symbol normalized by the normalizer 131 into a real signal in the time domain. X (1),... , X (N-1), X (N), X (N + 1),... , X (2N-1)]. Here, N (exponential power of 2) represents the number of modulation data symbols, and if the number of modulation data symbols is N, the size of the IFFT may be 2N.
즉, 입력 신호 처리부(133)는 IFFT부(135)의 입력 신호[X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]로 N개의 변조 데이터 심볼을 사용하고, IFFT부(135)의 입력 신호[X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]로 N개의 변조 데이터 심볼을 공액 복소 변환(conjugate)하여 사용한다. 0번째 변조 데이터 심볼은 0이며, 이에 따라 입력 신호[X(0), (X(N)]로 입력되는 변조 데이터 심볼은 0이 된다. 즉, 입력 신호[X(1), …, X(N-1)]로는 N개의 데이터 심볼을 사용하고입력 신호[X(N+1), …, X(2N-1)]로는 입력 신호[X(2N-k)]의 변조 데이터 심볼을 공액 복소 변환(conjugate)하여 사용할 수 있다. 여기서, k는 N+1, N+2, …, 2N-1이다. That is, the input signal processing unit 133 may input the input signals X (0), X (1),... Of the IFFT unit 135. , X (N-1), X (N), X (N + 1),... , N (modulated data) symbols are used for X (2N-1), and the input signals X (N), X (N + 1),... Of the IFFT unit 135 are used. , X (2N-1)] is used by conjugate conjugated N modulation data symbols. The 0th modulation data symbol is 0, so that the modulation data symbols inputted to the input signals X (0) and (X (N)] become 0. That is, the input signals X (1), ..., X ( N-1)] using N data symbols and conjugate signal complex modulation of the modulation data symbol of the input signal [X (2N-k)] with the input signals [X (N + 1), ..., X (2N-1)]. Can be used, where k is N + 1, N + 2, ..., 2N-1.
IFFT부(135)로 입력 신호[(X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]가 입력되면, IFFT부(135)는 입력 신호[(X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]를 IFFT한다. 그러면, 변조 데이터 심볼이 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호[(X'(0), X'(1), …, X'(N-1), X'(N), X'(N+1), …, X'(2N-1)]로 변환된다. Input signal to IFFT unit 135 [(X (0), X (1), ..., X (N-1), X (N), X (N + 1), ..., X (2N-1)] Is input, the IFFT unit 135 inputs the input signal [(X (0), X (1), ..., X (N-1), X (N), X (N + 1), ..., X (2N). -1)], where the modulated data symbols are the real-time signals [(X '(0), X' (1), ..., X '(N-1), X' (N) in the frequency domain). ), X '(N + 1), ..., X' (2N-1)].
PSC(137)는 시간 영역의 실수 신호를 병렬 신호에서 직렬 신호로 변환한다. The PSC 137 converts a real time signal in a time domain from a parallel signal to a serial signal.
곱셈기(139)는 직렬의 실수 신호에
Figure PCTKR2011007890-appb-I000003
을 곱하여 정규화한다.
The multiplier 139 is used for a series real signal.
Figure PCTKR2011007890-appb-I000003
Normalize by multiplying
도 6은 도 1에 도시된 각 변조부를 나타낸 도면이고, 도 7은 각 변조부의 입력 신호의 위상 크기 분포를 나타낸 도면이고, 도 8은 각 변조부의 출력 신호에 대한 위상 크기 분포를 나타낸 도면이다. 6 is a diagram illustrating each modulator illustrated in FIG. 1, FIG. 7 is a diagram illustrating a phase magnitude distribution of an input signal of each modulator, and FIG. 8 is a diagram illustrating a phase magnitude distribution of an output signal of each modulator.
도 6을 참고하면, 각 변조부(140)는 위상 제어기(141) 및 변조기(143)를 포함한다. Referring to FIG. 6, each modulator 140 includes a phase controller 141 and a modulator 143.
위상 제어기(141)는 NRSC(130)로부터 정규화된 실수 신호가 입력 신호(IN)로 입력된다. 위상 제어기(141)는 입력 신호(IN)의 크기가 -π/2에서 π/2 범위에 있도록 이득(G1)을 가변하여, 입력 신호(IN)의 크기를 조정한다. 여기서, π는 원주율이다. The phase controller 141 receives a normalized real signal from the NRSC 130 as an input signal IN. The phase controller 141 adjusts the magnitude of the input signal IN by varying the gain G1 such that the magnitude of the input signal IN is in the range of −π / 2 to π / 2. Where π is the circumference.
예를 들어, 위상 제어기(141)의 입력 신호(IN)의 크기가 도 8과 같은 경우, 위상 제어기(141)는 입력 신호(IN)의 크기가 -π/2에서 π/2 범위에 있도록, 입력 신호(IN)에 이득으로 0.4를 곱하여 입력 신호(IN)의 크기를 조정할 수 있다. 그러면, 도 8에 도시한 바와 같이, 입력 신호(IN)의 위상 크기가 -π/2에서 π/2 범위 사이에 있을 수 있게 된다. For example, when the magnitude of the input signal IN of the phase controller 141 is equal to that of FIG. 8, the phase controller 141 may have the magnitude of the input signal IN in a range of −π / 2 to π / 2, The size of the input signal IN may be adjusted by multiplying the input signal IN by a gain 0.4. Then, as shown in FIG. 8, the phase magnitude of the input signal IN may be in the range of −π / 2 to π / 2.
변조기(143)는 위상 제어기(141)에 의해 조정된 실수 신호를 코사인 신호와 사인 신호[cos(IN), sin(IN)]로 각변조한다. The modulator 143 angulates the real signal adjusted by the phase controller 141 into a cosine signal and a sine signal [cos (IN), sin (IN)].
도 9는 도 1에 도시된 PCPN를 나타낸 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating a PCPN shown in FIG. 1.
도 9를 참고하면, PCPN(150)는 PAPR 제어기(151) 및 곱셈기(153, 155)를 포함한다. 곱셈기(153, 155)는 전력 정규화를 위한 전력 정규화부로서 동작할 수 있다. Referring to FIG. 9, the PCPN 150 includes a PAPR controller 151 and multipliers 153 and 155. The multipliers 153 and 155 may operate as a power normalizer for power normalization.
변조기(143)의 출력 신호인 코사인 신호[cos(IN)]는 표기의 편의상 도 9에서는 a(t)로 표기하였다. The cosine signal [cos (IN)], which is an output signal of the modulator 143, is denoted as a (t) in FIG. 9 for convenience of description.
변조기(143)의 출력 신호인 코사인 신호[a(t)]는 PAPR 제어기(151)를 거치지 않고 곱셈기(153)로 입력되고, 변조기(143)의 출력 신호인 사인 신호[sin(IN)]는 PAPR 제어기(151)로 입력된다. The cosine signal [a (t)], which is the output signal of the modulator 143, is input to the multiplier 153 without passing through the PAPR controller 151, and the sine signal [sin (IN)], which is the output signal of the modulator 143, is It is input to the PAPR controller 151.
PAPR 제어기(151)는 입력되는 제어 신호에 따라서 이득(G2)을 제어하고, 이득(G2)에 따라 입력되는 사인 신호[sin(IN)]의 크기를 조정한다. 이때, 제어 신호는 제어하고자 하는 이득 값을 포함할 수 있다. The PAPR controller 151 controls the gain G2 according to the input control signal, and adjusts the magnitude of the sine signal sin (IN) input according to the gain G2. In this case, the control signal may include a gain value to be controlled.
즉, PAPR 제어기(151)는 각 변조된 신호의 사인 성분의 크기만을 조정함으로써 PAPR을 제어한다. PAPR 제어기(151)에 의해 조정된 사인 신호[b(t)]는 곱셈기(155)로 입력된다. That is, the PAPR controller 151 controls the PAPR by adjusting only the magnitude of the sine component of each modulated signal. The sine signal b (t) adjusted by the PAPR controller 151 is input to the multiplier 155.
일반적으로 하나의 OFDM 심볼 내의 PAPR은 수학식 1과 같이 표현된다. 일반적으로 NRSC(130)로부터 출력되는 시간 영역의 직렬 신호에 보호 구간이 삽입되며, 보호 구간과 하나의 변조 데이터 심볼에 대응하는 신호를 합쳐서 OFDM 심볼이라 한다. In general, the PAPR in one OFDM symbol is represented by Equation (1). In general, a guard interval is inserted into a time-domain serial signal output from the NRSC 130, and the guard interval and a signal corresponding to one modulation data symbol are combined to be called an OFDM symbol.
[수학식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2011007890-appb-I000004
Figure PCTKR2011007890-appb-I000004
여기서, E{.}는 기대치를 의미하며, T는 하나의 OFDM 심볼의 주기를 나타낸다. Here, E {.} Represents an expected value, and T represents a period of one OFDM symbol.
이때, 본 발명의 실시 따른 PAPR(dB)는 수학식 2 및 수학식 2과 같이 표현될 수 있다. In this case, the PAPR (dB) according to the embodiment of the present invention may be expressed as Equation 2 and Equation 2.
[수학식 2][Equation 2]
Figure PCTKR2011007890-appb-I000005
Figure PCTKR2011007890-appb-I000005
[수학식 3][Equation 3]
Figure PCTKR2011007890-appb-I000006
Figure PCTKR2011007890-appb-I000006
수학식 3에서, Gain은 PAPR 제어기(151)의 이득(G2)을 나타내며, Gain이 1이 되면 PAPR은 0dB가 된다. In Equation 3, Gain represents the gain G2 of the PAPR controller 151, and when Gain is 1, the PAPR becomes 0 dB.
특히, 수학식 3을 통해 알 수 있듯이, Gain에 따라서 PAPR이 달라진다. 즉, 수신 환경에 따라서 제어 신호를 이용하여 이득(G2)의 제어가 가능하므로, 이에 따라 PAPR의 제어 또한 가능해질 수 있다. In particular, as can be seen from Equation 3, the PAPR varies depending on the gain. That is, since it is possible to control the gain G2 using the control signal according to the reception environment, the control of the PAPR may be possible accordingly.
예를 들어, 도 6에 도시된 위상 제어기(141)의 이득(G1)이 0.4이고, IFFT의 크기가 2048이며, 16QAM 변조의 경우, PAPR은 표 1과 같이 PAPR 제어기(151)의 이득(G2)에 따라서 달라질 수 있다. For example, the gain G1 of the phase controller 141 shown in FIG. 6 is 0.4, the size of the IFFT is 2048, and for 16QAM modulation, the PAPR is the gain G2 of the PAPR controller 151 as shown in Table 1 below. ) May vary.
[표 1]TABLE 1
Figure PCTKR2011007890-appb-I000007
Figure PCTKR2011007890-appb-I000007
그리고 코사인 신호[a(t)]와 크기가 조정된 사인 신호[b(t)]는 전력 정규화를 위해 C의 값이 곱해진다. C는 수학식 4와 같다. The cosine signal a (t) and the scaled sine signal b (t) are multiplied by the value of C for power normalization. C is the same as Equation 4.
[수학식 4][Equation 4]
Figure PCTKR2011007890-appb-I000008
Figure PCTKR2011007890-appb-I000008
즉, 곱셈기(153)는 코사인 신호[a(t)]에 C를 곱하여 전력 정규화하고, 곱셈기(155)는 사인 신호[b(t)]에 C를 곱하여 전력 정규화한다. That is, the multiplier 153 multiplies the cosine signal [a (t)] by C to power normalization, and the multiplier 155 multiplies the sine signal [b (t)] by C to normalize power.
전력 정규화된 코사인 신호를 기저대역 I 신호라 하고, 전력 정규화된 사인 신호를 기저대역 Q 신호라 하면, 기저대역 I 신호와 기저대역 Q 신호에 각각
Figure PCTKR2011007890-appb-I000009
Figure PCTKR2011007890-appb-I000010
를 곱한 후 더해져서 무선 주파수 신호로 변환된다.
If the power normalized cosine signal is called a baseband I signal, and the power normalized sine signal is called a baseband Q signal, respectively,
Figure PCTKR2011007890-appb-I000009
and
Figure PCTKR2011007890-appb-I000010
Multiply by and add to convert to a radio frequency signal.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신 장치를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신 장치의 데이터 수신 방법을 나타낸 흐름도이다. 10 is a diagram illustrating an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a flowchart illustrating a data reception method of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참고하면, OFDM 수신 장치(200)는 수신 신호 처리부(210), 전력 보상부(220), 각복조부(Angle demodulation unit)(230), 정규화 및 실수 신호 역변환부(Normalize & Real Signal De-Converter, NRSDC)(240), 심볼 디매핑부(250) 및 PSC(260)를 포함한다. 이러한 OFDM 수신 장치(200)는 OFDM 송신 장치(100)의 역과정의 동작을 수행한다. Referring to FIG. 10, the OFDM receiver 200 includes a received signal processor 210, a power compensator 220, an angle demodulation unit 230, and a normalized and real signal inverse transform unit. -Converter (NRSDC) 240, a symbol demapping unit 250, and a PSC 260. The OFDM receiver 200 performs the reverse operation of the OFDM transmitter 100.
도 11을 보면, 수신 신호 처리부(210)는 수신 데이터로서 OFDM 신호를 수신하면, OFDM 신호의 실수 성분에 A'를 곱하고 전력 정규화된 신호의 허수 성분에 B'를 곱한 후, 아날로그 디지털 변환을 통하여, 대역 통과(passband) 아날로그 신호에서 복수의 기저대역(baseband) 디지털 신호로 변환한다(S1110). 여기서, A'및 B'는 OFDM 수신 장치(100)의 A 및 B와 동일할 수 있으며, B'는 -B일 수도 있다. A'는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있으며, B'는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있는데, A'와는 다른 값일 수 있다. fc는 무선 주파수이다. Referring to FIG. 11, when the reception signal processor 210 receives an OFDM signal as received data, the received signal processor 210 multiplies the real component of the OFDM signal by A 'and multiplies the imaginary component of the power normalized signal by B', and then converts the analog signal through analog-to-digital conversion. In operation S1110, a bandpass analog signal is converted into a plurality of baseband digital signals. Here, A 'and B' may be the same as A and B of the OFDM receiver 100, and B 'may be -B. A 'may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t), and B' may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t), which may be different from A '. f c is the radio frequency.
전력 보상부(220)는 복수의 기저대역 디지털 신호에 대해 PAPR 제어기(151)에서 조정된 크기를 보상한다(S1120). The power compensator 220 compensates for the size adjusted by the PAPR controller 151 with respect to the plurality of baseband digital signals (S1120).
각 복조부(230)는 전력 보상부(220)에 의해 크기가 보상된 복수의 기저대역 디지털 신호를 각 복조한다(S1130). Each demodulator 230 demodulates each of a plurality of baseband digital signals whose magnitude is compensated by the power compensator 220 (S1130).
NRSDC(240)는 각 복조된 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하고(S1140), 변환한 병렬 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 시간 영역의 병렬 신호에서 주파수 영역의 병렬 데이터 심볼로 변환한다(S1150). The NRSDC 240 converts each demodulated signal from a serial signal to a parallel signal (S1140) and performs a Fast Fourier Transform (FFT) on the converted parallel signal, so that parallel data symbols in the frequency domain are performed in the parallel signal in the time domain. Convert to (S1150).
심볼 디매핑부(250)는 NRSDC(240)로부터 출력되는 주파수 영역의 병렬 데이터 심볼에 BPSK, QAM, 16-QAM, 64-QAM 등과 같은 디지털 복조를 통해 디매핑하여 복수의 병렬 데이터 신호를 생성한다(S1160). The symbol demapping unit 250 demaps the parallel data symbols in the frequency domain output from the NRSDC 240 through digital demodulation such as BPSK, QAM, 16-QAM, and 64-QAM to generate a plurality of parallel data signals. (S1160).
PSC(270)는 심볼 디매핑부(260)에서 출력되는 복수의 병렬 데이터 신호를 복수의 직렬 데이터 신호로 변환하여 출력함으로써(S1170), OFDM 신호가 데이터 신호로 복원된다. The PSC 270 converts a plurality of parallel data signals output from the symbol demapping unit 260 into a plurality of serial data signals and outputs the converted serial data signals (S1170), thereby restoring an OFDM signal to a data signal.
그러면, OFDM 수신 장치(200)에 대해 도 12 내지 도 16을 참고로 하여 자세하게 설명한다. Next, the OFDM receiver 200 will be described in detail with reference to FIGS. 12 to 16.
도 12는 도 10에 도시된 수신 신호 처리부의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 13은 도 10에 도시된 수신 신호 처리부의 다른 예를 나타낸 도면이다. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a received signal processor illustrated in FIG. 10, and FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a received signal processor illustrated in FIG. 10.
도 12를 참고하면, 수신 신호 처리부(210)는 곱셈기(211, 213), 저역 통과 필터(Low Pass Filter, LPF)(215, 217) 및 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, ADC)(219)를 포함한다. Referring to FIG. 12, the reception signal processor 210 includes a multiplier 211 and 213, a low pass filter (LPF) 215 and 217, and an analog to digital converter (ADC) 219. It includes.
곱셈기(211)는 수신되는 OFDM 신호에 A'를 곱하여 코사인 신호 또는 사인 신호로 변환하여 LPF(215)로 출력한다. 도 12에서는 A'는 cos(2πfct)인 것으로 도시하였으며, 이 경우, 곱셈기(211)로부터 출력되는 신호는 코사인 신호일 수 있다. The multiplier 211 multiplies the received OFDM signal by A ', converts it to a cosine signal or a sine signal, and outputs the result to the LPF 215. In FIG. 12, A ′ is shown to be cos (2πf c t). In this case, the signal output from the multiplier 211 may be a cosine signal.
곱셈기(213)는 수신되는 OFDM 신호에 B'를 곱하여 코사인 신호 또는 사인 신호로 변환하여 LPF(217)로 출력한다. 도 12에서는 B'는 sin(2πfct)인 것으로 도시하였으며, 곱셈기(211)로부터 출력되는 신호는 사인 신호일 수 있다. The multiplier 213 multiplies the received OFDM signal by B ', converts it to a cosine signal or a sine signal, and outputs the result to the LPF 217. In FIG. 12, B ′ is illustrated as sin (2πf c t), and the signal output from the multiplier 211 may be a sine signal.
여기서, A'는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있으며, B'는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있는데, A'와는 다른 값일 수 있다. Here, A 'may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t), and B' may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t), which may be different from A '.
LPF(215, 217)는 각각 곱셈기(211, 213)로부터 입력되는 코사인 신호와 사인 입 신호를 필터링하여, 입력 신호에서 원하는 대역의 신호만을 통과시킨다. The LPFs 215 and 217 respectively filter cosine signals and sinusoidal signals input from the multipliers 211 and 213, and pass only signals of a desired band in the input signal.
ADC(219)는 LPF(215, 217)를 통과한 코사인 신호와 사인 신호를 아날로그 디지털 변환을 통해 디지털 신호로 변환한 후, 어느 하나의 디지털 신호로부터 위상 값(phase)을 출력한다. ADC(219)는 A'와 B' 중에서 OFDM 송신 장치(100)가 기저대역 Q 신호에 곱한 신호가 OFDM 신호에 곱해져서 생성된 디지털 신호로부터 위상 값(phase)을 출력할 수 있다. The ADC 219 converts the cosine signal and the sine signal passed through the LPFs 215 and 217 into a digital signal through analog-to-digital conversion, and then outputs a phase value from any one of the digital signals. The ADC 219 may output a phase value from the digital signal generated by multiplying the OFDM signal by a signal multiplied by the baseband Q signal by the OFDM transmitter 100 between A 'and B'.
이와 달리, 도 13을 참고하면, 수신 신호 처리부(210')는 도 12에 도시된 수신 신호 처리부(210)에 비해 스위칭부(212)를 더 포함할 수 있다. Unlike this, referring to FIG. 13, the received signal processor 210 ′ may further include a switching unit 212 as compared to the received signal processor 210 illustrated in FIG. 12.
스위칭부(212)는 OFDM 송신 장치(100)에서 기저대역 Q 신호에 곱해진 신호[cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)]가 OFDM 신호에 곱해지도록, 수신되는 OFDM 신호를 곱셈기(211) 또는 곱셈기(213)로 출력한다. 예를 들어, OFDM 송신 장치(100)에서 기저대역 Q 신호에 sin(2πfct)가 곱해져서 무선 주파수 신호로 변환된 경우, 스위칭부(212)는 OFDM 신호를 곱셈기(213)로 출력할 수 있다. The switching unit 212 multiplies the received OFDM signal so that the signal multiplied by the baseband Q signal (cos (2πf c t) or sin (2πf c t)) is multiplied by the OFDM signal in the OFDM transmitter 100. 211) or to the multiplier 213. For example, when the baseband Q signal is multiplied by sin (2πf c t) and converted into a radio frequency signal in the OFDM transmitter 100, the switching unit 212 may output the OFDM signal to the multiplier 213. have.
한편, OFDM 송신 장치(100)에서 기저대역 Q 신호에 곱해진 신호[cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)]에 (-) 부호를 곱한 경우, ADC(219)는 출력되는 위상 값(phase)에 (-) 부호를 곱할 수 있다. On the other hand, in the OFDM transmitter 100, when the signal multiplied by the baseband Q signal [cos (2πf c t) or sin (2πf c t)] is multiplied by a negative sign, the ADC 219 outputs a phase value. You can multiply (phase) by the minus sign.
도 14는 도 10에 도시된 전력 보상부를 나타낸 도면이다. FIG. 14 is a diagram illustrating the power compensator shown in FIG. 10.
도 14를 참고하면, 전력 보상부(220)는 곱셈기(221) 및 PAPR 제어기(223)를 포함한다. Referring to FIG. 14, the power compensator 220 includes a multiplier 221 and a PAPR controller 223.
곱셈기(221)는 수신 신호 처리부(210 또는 210')에서 출력되는 위상 값(phase)에 D를 곱하여 전력 보상한 후에 PAPR 제어기(223)로 출력한다. 이때, D는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. The multiplier 221 multiplies D by a phase value output from the reception signal processor 210 or 210 'to compensate for power and outputs the power to the PAPR controller 223. In this case, D may be represented as in Equation 5.
[수학식 5][Equation 5]
Figure PCTKR2011007890-appb-I000011
Figure PCTKR2011007890-appb-I000011
여기서, T는 OFDM 심볼의 주기를 의미한다.
Figure PCTKR2011007890-appb-I000012
는 OFDM 송신 장치(100)에서의 코사인 신호[도 9의 a(t)]의 추정치를 나타내며,
Figure PCTKR2011007890-appb-I000013
는 OFDM 송신 장치(100)에서의 사인 신호[도 9의 sin(IN(t))]의 추정치를 나타낸다. 또한 Gain은 PAPR 제어기(223)의 이득(G3)을 나타낸다.
Here, T means a period of the OFDM symbol.
Figure PCTKR2011007890-appb-I000012
Denotes an estimate of the cosine signal (a (t) in FIG. 9) in the OFDM transmitting apparatus 100,
Figure PCTKR2011007890-appb-I000013
Denotes an estimate of a sine signal (sin (IN (t)) in FIG. 9) in the OFDM transmitter 100. FIG. Gain also represents the gain G3 of the PAPR controller 223.
Figure PCTKR2011007890-appb-I000014
Figure PCTKR2011007890-appb-I000015
는 IFFT된 신호가 랜덤 신호이므로 정확히 구할 수가 없다. 따라서, 여러 번 반복하여 평균함으로써 오차를 줄일 수 있고, OFDM 송신 장치(100)의 위상 제어기(도 6의 141)의 이득(G1)에 따른 추정치는 표 2와 같을 수 있다.
Figure PCTKR2011007890-appb-I000014
And
Figure PCTKR2011007890-appb-I000015
Since the IFFT signal is a random signal cannot be accurately obtained. Therefore, the error can be reduced by averaging over and over again, and the estimate according to the gain G1 of the phase controller 141 of FIG. 6 of the OFDM transmitter 100 may be as shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
Figure PCTKR2011007890-appb-I000016
Figure PCTKR2011007890-appb-I000016
PAPR 제어기(223)는 곱셈기(221)에 의해 전력 보상된 신호를 PAPR 제어기(223)의 이득(G3)으로 나누어서, 사인 신호[sin(phase)]를 출력한다. PAPR 제어기(223)의 이득(G3)의 PAPR 제어기(151)의 이득(G2)과 동일하다. 예를 들어, 위상 제어기(도 6의 141)의 이득(G1)이 0.4이고, PAPR 제어기(223)의 이득(G3)이 2이면, D는 1.179가 된다. 위상 값(phase)에 1.179가 곱해진 값을 2로 나누면, 사인 신호[sin(phase)]가 생성된다. The PAPR controller 223 divides the power-compensated signal by the multiplier 221 by the gain G3 of the PAPR controller 223 and outputs a sine signal [sin (phase)]. It is equal to the gain G2 of the PAPR controller 151 of the gain G3 of the PAPR controller 223. For example, if the gain G1 of the phase controller 141 of FIG. 6 is 0.4 and the gain G3 of the PAPR controller 223 is 2, D is 1.179. Dividing the phase multiplied by 1.179 by 2 produces a sine signal [sin (phase)].
도 15는 도 10에 도시된 각 복조부를 나타낸 도면이다. FIG. 15 is a diagram illustrating each demodulator shown in FIG. 10.
도 15를 참고하면, 각복조부(230)는 복조기(231) 및 위상 제어기(233)를 포함한다. Referring to FIG. 15, each demodulator 230 includes a demodulator 231 and a phase controller 233.
복조기(231)는 전력 보상부(220)로부터 출력되는 사인 신호[sin(phase)]의 역함수(Inverse sine) 즉, 역사인 값[Asin(phase)]을 구한 후, 위상 제어기(233)로 출력한다. The demodulator 231 obtains the inverse sine of the sine signal [sin (phase)] output from the power compensator 220, that is, the inverse sine value [Asin (phase)], and then outputs it to the phase controller 233. do.
사인 신호[sin(z)]의 역함수[Inverse sine(z)]는 수학식 6과 같이 구해질 수 있다. The inverse sine (z) of the sine signal sin (z) may be obtained as in Equation 6.
[수학식 6][Equation 6]
Figure PCTKR2011007890-appb-I000017
Figure PCTKR2011007890-appb-I000017
여기서, j는 복소수의 허수 단위이고, j2=1을 만족한다. Here j is a complex imaginary unit and satisfies j 2 = 1.
위상 제어기(233)는 이득(G4)을 가지며, 복조기(231)로부터 역사인 값[Asin(phase)]를 이득(G4)으로 나누어 위상 값(phase)을 출력한다. 여기서, 이득(G4)은 각 변조부(140)의 위상 제어기(141)의 이득(G1)과 동일하다. The phase controller 233 has a gain G4 and outputs a phase value by dividing the inverse value [Asin (phase)] from the demodulator 231 by the gain G4. Here, the gain G4 is equal to the gain G1 of the phase controller 141 of each modulator 140.
도 16은 도 10에 도시된 NRSDC를 나타낸 도면이다. FIG. 16 is a diagram illustrating an NRSDC shown in FIG. 10.
도 16을 참고하면, NRSDC(250)는 곱셈기(251), SPC(253), FFT부(255) 및 신호 처리부(257)를 포함한다. Referring to FIG. 16, the NRSDC 250 includes a multiplier 251, an SPC 253, an FFT unit 255, and a signal processor 257.
곱셈기(251)는 각 복조부(230)로부터 출력되는 실수 신호(phase)에 을 곱하여 정규화한 후에 SPC(253)로 출력한다. The multiplier 251 multiplies and normalizes a real signal output from each demodulator 230 to SPC 253.
SPC(253)는 정규화된 신호를 FFT하기 위해 곱셈기(251)에 의해 정규화된 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하여 FFT부(255)로 출력한다. In order to FFT the normalized signal, the SPC 253 converts the normalized signal by the multiplier 251 into a parallel signal and outputs it to the FFT unit 255.
SPC(253)에 의해 변환된 병렬 신호가 FFT부(255)의 입력 신호[P(0), P(1), …, P(N-1), P(N), P(N+1), …, P(2N-1)]로서 입력되면, FFT부(255)는 입력 신호[P(0), P(1), …, P(N-1), P(N), P(N+1), …, P(2N-1)]를 FFT한다. 그러면, 입력 신호[P(0), P(1), …, P(N-1), P(N), P(N+1), …, P(2N-1)]가 시간 영역에서 주파수 영역의 데이터 심볼[X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]로 변환된다. The parallel signals converted by the SPC 253 are input signals P (0), P (1),... Of the FFT unit 255. , P (N-1), P (N), P (N + 1),... , P (2N-1)], the FFT unit 255 enters the input signals P (0), P (1),... , P (N-1), P (N), P (N + 1),... , P (2N-1)] is FFTed. Then, the input signals P (0), P (1),... , P (N-1), P (N), P (N + 1),... , P (2N-1)] are the data symbols X (0), X (1), ... in the frequency domain in the time domain. , X (N-1), X (N), X (N + 1),... , X (2N-1)].
신호 처리부(257)는 주파수 영역의 데이터 심볼[(X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)] 중 주파수 영역의 신호[(X(0), X(1), …, X(N-1)]를 심볼 디매핑부(260)로 출력한다. 이때, 신호 처리부(257)는 데이터 심볼[(X(0), X(1), …, X(N-1)]을 그대로 심볼 디매핑부(260)로 출력할 수도 있다. 신호 처리부(257)는 주파수 영역의 데이터 심볼[X(N+1), …, X(2N-1)]을 복소 공액 변환(conjugate)한 후 X(2N-k)의 위치에 데이터 심볼을 재배치(relocation)하여 심볼 디매핑부(260)로 출력할 수 있다. 여기서, k는 N+1, N+2, …, 2N-1이다. 예를 들어, FFT한 후의 주파수 영역의 심볼[X(2N-1)]의 경우, 신호 처리부(257)는 주파수 영역의 심볼[X(2N-1)]을 복소 공액 변환한 후 X(1)의 위치에 재배치할 수 있다. The signal processor 257 stores data symbols [(X (0), X (1), ..., X (N-1), X (N), X (N + 1), ..., X (2N-) in the frequency domain. 1)] and outputs a signal in the frequency domain [(X (0), X (1), ..., X (N-1)] to the symbol demapping unit 260. At this time, the signal processing unit 257 outputs data. The symbols [(X (0), X (1), ..., X (N-1)] may be output as they are to the symbol demapping unit 260. The signal processing unit 257 may output data symbols [X] in the frequency domain. Complex conjugate conversion of (N + 1), ..., X (2N-1)], and then relocate the data symbol at the position of X (2N-k) and output it to the symbol demapping unit 260. Here, k is N + 1, N + 2, ..., 2N-1 For example, in the case of the symbol [X (2N-1)] in the frequency domain after FFT, the signal processing unit 257 Can be rearranged to the position of X (1) after complex conjugate conversion of the symbol X (2N-1) in the frequency domain.
그리고 심볼 디매핑부(260)는 OFDM 송신 장치(100)의 심볼 매핑부(120)에 대응하는 복조 방식에 따른 성상도에서 각 데이터 심볼을 복수의 병렬 데이터 신호로 디매핑하며, 복수의 병렬 데이터 신호는 PSC(270)로 출력된다. 그러면, PSC(270)는 복수의 병렬 데이터 신호를 복수의 직렬 데이터 신호로 변환함으로써 데이터를 복원하게 된다. The symbol demapping unit 260 demaps each data symbol into a plurality of parallel data signals in a constellation diagram according to a demodulation scheme corresponding to the symbol mapping unit 120 of the OFDM transmitter 100, and a plurality of parallel data. The signal is output to the PSC 270. The PSC 270 then recovers the data by converting the plurality of parallel data signals into a plurality of serial data signals.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented through the apparatus and the method, but may also be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Implementation may be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시 예에 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.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (20)

  1. 데이터를 송신하는 장치에서, In the device sending the data,
    입력 신호에 대해 심볼 매핑하여 복수의 변조 데이터 심볼을 생성하는 심볼 매핑부, A symbol mapping unit for generating a plurality of modulation data symbols by symbol mapping the input signal;
    상기 복수의 변조 데이터 심볼을 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환하는 정규화 및 실수 신호 변환부, A normalization and real signal converter for converting the plurality of modulated data symbols into a real signal in a time domain in a frequency domain;
    상기 실수 신호를 각변조하는 각변조부, An angular modulator for angularly modulating the real signal;
    제1 이득에 따라서 각 변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 제어하고, 상기 실수 신호의 사인 성분과 코사인 성분을 전력 정규화하는 PAPR 제어 및 전력 정규화부, 그리고 A PAPR control and power normalization unit for controlling the magnitude of the sine component of each modulated real signal according to a first gain and power normalizing the sine and cosine components of the real signal;
    상기 전력 정규화된 실수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 송신하는 신호 송신부A signal transmitter for converting the power normalized real signal into a radio frequency signal for transmission
    를 포함하는 데이터 송신 장치. Data transmission device comprising a.
  2. 제1항에서, In claim 1,
    상기 PAPR 제어 및 전력 정규화부는 입력되는 제어 신호에 따라서 상기 제1 이득을 가변시키는 데이터 송신 장치. And the PAPR control and power normalization unit varies the first gain according to an input control signal.
  3. 제1항에서, In claim 1,
    상기 정규화 및 실수 신호 변환부는, The normalization and real signal converter,
    상기 복수의 변조 데이터 심볼의 평균 전력이 1이 되도록 상기 복수의 변조 데이터 심볼을 전력 정규화하는 정규화부를 포함하는 데이터 송신 장치. And a normalizer for power normalizing the plurality of modulation data symbols such that an average power of the plurality of modulation data symbols is one.
  4. 제1항에서, In claim 1,
    상기 정규화 및 실수 신호 변환부는, The normalization and real signal converter,
    복수의 입력 신호에 대해 역고속 푸리에 변환하는 역고속 푸리에 변환부, 그리고 An inverse fast Fourier transform unit for inverse fast Fourier transform on a plurality of input signals, and
    상기 복수의 변조 데이터 심볼과 상기 복수의 변조 데이터 심볼을 공액 복소 변환하여 생성된 복수의 공액 복소 심볼을 상기 역고속 푸리에 변환부로 출력하는 입력 신호 처리부An input signal processor for outputting a plurality of conjugate complex symbols generated by conjugate complex-conversion the plurality of modulation data symbols and the plurality of modulation data symbols to the inverse fast Fourier transform unit
    를 포함하는 데이터 송신 장치. Data transmission device comprising a.
  5. 제4항에서,In claim 4,
    상기 입력 신호 처리부는, The input signal processor,
    상기 복수의 변조 데이터 심볼의 수가 N개인 경우, N개의 변조 데이터 심볼을 0부터 N-1번째 입력 신호의 위치에 위치시키고, N부터 (2N-1)번째 입력 신호의 위치에 상기 복수의 공액 복소 심볼을 위치시키되, When the number of the plurality of modulation data symbols is N, N modulation data symbols are positioned at positions 0 to N-1 th input signals, and the plurality of conjugated complexes are positioned at positions N to (2N-1) th input signals. Place the symbol,
    (N+1)번째부터 (2N-1)까지의 입력 신호의 위치에 (2N-k)번째 입력 신호의 복소 공액 심볼을 위치시키며,  Position the complex conjugate symbol of the (2N-k) th input signal at the position of the (N + 1) th to (2N-1) input signal,
    상기 N은 양수이고, k는 N+1부터 2N-1까지의 값인 데이터 송신 장치. Wherein N is a positive number and k is a value from N + 1 to 2N-1.
  6. 제1항에서, In claim 1,
    상기 각변조부는, The angle modulator,
    제2 이득에 따라서 상기 실수 신호의 크기를 제어하는 위상 제어기, 그리고 A phase controller for controlling the magnitude of the real signal in accordance with a second gain, and
    상기 실수 신호를 코사인 신호와 사인 신호로 각변조하는 변조기를 포함하는 데이터 송신 장치. And a modulator for angularly modulating the real signal into a cosine signal and a sine signal.
  7. 제1항에서, In claim 1,
    상기 PAPR 제어 및 전력 정규화부는, The PAPR control and power normalization unit,
    상기 제1 이득에 따라서 상기 각변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 제어하는 PAPR 제어기, A PAPR controller for controlling the magnitude of the sinusoidal component of the angularly modulated real signal according to the first gain;
    상기 실수 신호의 코사인 성분에 전력 정규화를 위한 설정 값을 곱하여 기저대역 I 신호를 생성하는 제1 곱셈기, 그리고  A first multiplier for generating a baseband I signal by multiplying a cosine component of the real signal by a set value for power normalization, and
    상기 제1 이득에 따라 크기가 제어된 상기 실수 신호의 사인 성분을 상기 설정 값을 곱하여 기저대역 Q 신호를 생성하는 제2 곱셈기를 포함하는 데이터 송신 장치. And a second multiplier for generating a baseband Q signal by multiplying a sine component of the real signal whose magnitude is controlled according to the first gain by the set value.
  8. 제7항에서, In claim 7,
    상기 제1 이득이 1인 경우 PAPR이 0이 되는 데이터 송신 장치.And a PAPR of 0 when the first gain is 1.
  9. 제7항에서, In claim 7,
    상기 신호 송신부는, The signal transmitter,
    상기 기저대역 I 신호에 제2 설정 값을 곱하고, 상기 기저대역 Q 신호에 제3 설정 값을 곱한 후 더하여 상기 무선 주파수 신호를 생성하며, Generating the radio frequency signal by multiplying the baseband I signal by a second set value, multiplying the baseband Q signal by a third set value, and adding
    상기 제2 설정 값은 무선 주파수의 사인 함수와 코사인 함수 중 하나이고, The second set value is one of a sine function and a cosine function of radio frequency,
    상기 제3 설정 값은 상기 무선 주파수의 사인 함수와 코사인 함수 중 상기 제2 설정 값과 다른 하나인 데이터 송신 장치.And the third set value is different from the second set value among a sine function and a cosine function of the radio frequency.
  10. 데이터를 수신하는 장치에서, On the device receiving the data,
    수신 데이터에 대응하는 디지털 신호에서 위상 신호를 출력하는 수신 신호 처리부, A reception signal processor for outputting a phase signal from a digital signal corresponding to the reception data;
    상기 위상 신호의 크기를 PAPR 제어를 위해 데이터 송신 장치에서 제어한 크기에 대응하여 보상하는 전력 보상부, A power compensator for compensating the magnitude of the phase signal corresponding to the magnitude controlled by the data transmission apparatus for PAPR control;
    상기 위상 신호를 각복조하는 각복조부, An angle demodulation unit for demodulating the phase signal,
    각복조된 위상 신호를 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역에서 주파수 영역의 복수의 데이터 심볼로 변환하는 정규화 및 실수 신호 역변환부, A normalized and real-signal inverse transform unit for converting each demodulated phase signal into a plurality of data symbols in a frequency domain in a time domain through a fast Fourier transform;
    상기 복수의 데이터 심볼에 대해 심볼 디매핑하여 복수의 데이터 신호를 생성하는 심볼 디매핑부, 그리고 A symbol demapping unit configured to generate a plurality of data signals by symbol demapping the plurality of data symbols, and
    상기 복수의 데이터 신호를 직렬 데이터 신호로 변환하여 상기 수신 데이터를 복원하는 병렬-직렬 변환부A parallel-serial converter converting the plurality of data signals into a serial data signal to restore the received data
    를 포함하는 데이터 수신 장치.Data receiving apparatus comprising a.
  11. 제10항에서, In claim 10,
    상기 수신 신호 처리부는, The received signal processor,
    상기 데이터 송신 장치에서 기저대역 Q 신호에 곱해진 신호를 상기 수신 데이터에 곱하는 곱셈기, 그리고 A multiplier for multiplying the received data by a signal multiplied by a baseband Q signal in the data transmission apparatus, and
    상기 곱셈기의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하고 상기 디지털 신호에서 상기 위상 신호를 출력하는 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 데이터 수신 장치. And an analog to digital converter for converting the output signal of the multiplier into a digital signal and outputting the phase signal from the digital signal.
  12. 제10항에서, In claim 10,
    상기 전력 보상부는, The power compensator,
    상기 위상 신호에 제1 설정 값을 곱하여 전력 보상하는 곱셈기, 그리고 A multiplier for power compensation by multiplying the phase signal by a first set value; and
    제1 이득을 가지며, 전력 보상된 위상 신호를 상기 제1 이득으로 나누어서 상기 위상 신호의 사인 신호를 출력하는 PAPR 제어기를 포함하는 데이터 수신 장치. And a PAPR controller having a first gain and dividing a power compensated phase signal by the first gain to output a sine signal of the phase signal.
  13. 제12항에서, In claim 12,
    상기 데이터 송신 장치에서 각 변조를 통해 사인 신호와 코사인 신호가 생성되고, 상기 사인 신호에 대해 PAPR을 위한 크기 제어가 이루어지며, In the data transmission apparatus, a sine signal and a cosine signal are generated through each modulation, and magnitude control for PAPR is performed on the sine signal.
    상기 제1 설정 값은 상기 데이터 송신 장치에서 생성된 코사인 신호에 대한 추정 값과 상기 크기 제어가 이루어진 사인 신호에 대한 추정 값에 의해 정해지는 데이터 수신 장치. And the first set value is determined by an estimated value for a cosine signal generated by the data transmitter and an estimated value for a sine signal in which the magnitude control is performed.
  14. 제10항에서, In claim 10,
    상기 정규화 및 실수 신호 역변환부는, The normalization and real signal inverse transform unit,
    복수의 입력 신호에 대해 고속 푸리에 변환하여 복수의 데이터 심볼을 생성하는 고속 푸리에 변환부, A fast Fourier transform unit for generating a plurality of data symbols by performing fast Fourier transform on a plurality of input signals;
    각복조된 위상 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하는 직렬-병렬 변환부, 그리고 A serial-to-parallel converter for converting each demodulated phase signal from a serial signal to a parallel signal, and
    상기 복수의 데이터 심볼 중 일부를 상기 디매핑부로 출력하는 신호 처리부를 포함하는 데이터 수신 장치. And a signal processor to output a part of the plurality of data symbols to the demapping unit.
  15. 데이터 송신 장치가 데이터를 송신하는 방법에서, In a method in which a data transmitting apparatus transmits data,
    입력 신호를 심볼 매핑하여 복수의 변조 데이터 심볼을 생성하는 단계, Symbol mapping the input signal to generate a plurality of modulated data symbols;
    상기 복수의 변조 데이터 심볼을 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환하는 단계, Converting the plurality of modulated data symbols into a real signal in a time domain in a frequency domain;
    상기 실수 신호를 각변조하는 단계, Angularly modulating the real signal;
    설정된 이득에 따라서 각변조된 실수 신호에 대한 사인 신호의 크기를 제어하는 단계, 그리고 Controlling the magnitude of the sinusoidal signal for each angularly modulated real signal in accordance with the set gain, and
    상기 각변조된 실수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 송신하는 단계Converting the angularly modulated real signal into a radio frequency signal and transmitting the radio frequency signal
    를 포함하는 데이터 송신 방법. Data transmission method comprising a.
  16. 제15항에서, The method of claim 15,
    상기 제어하는 단계는, The controlling step,
    입력되는 제어 신호에 따라서 상기 이득을 가변시키는 단계를 포함하는 데이터 송신 방법. And varying the gain in accordance with an input control signal.
  17. 제15항에서, The method of claim 15,
    상기 제어하는 단계 전에 상기 실수 신호의 사인 성분과 코사인 성분을 전력 정규화하는 단계Power normalizing the sine and cosine components of the real signal before the controlling step.
    를 더 포함하는 데이터 송신 방법. The data transmission method further comprising.
  18. 제15항에서, The method of claim 15,
    상기 변환하는 단계는, The converting step,
    복수의 입력 신호에 대해 역고속 푸리에 변환하는 단계, Inverse fast Fourier transform for a plurality of input signals,
    상기 복수의 변조 데이터 심볼과 상기 복수의 변조 데이터 심볼을 공액 복소 변환한 복수의 공액 복소 심볼을 역고속 푸리에 변환을 위한 복수의 입력 신호로 설정하는 단계, Setting a plurality of conjugated complex symbols obtained by conjugate complex complex conversion of the plurality of modulation data symbols and the plurality of modulation data symbols as a plurality of input signals for inverse fast Fourier transform,
    상기 복수의 변조 데이터 심볼을 0부터 N-1번째 입력 신호의 위치에 위치시키고, 상기 복수의 공액 복소 심볼을 N부터 (2N-1)번째 입력 신호의 위치에 위치시키되, (2N-k)번째 입력 신호의 공액 복소 심볼을 (N+1)부터 (2N-1)번째 입력 신호의 위치에 위치시키는 단계, 그리고 Position the plurality of modulation data symbols at positions 0 through N-1 of the input signal, and position the plurality of conjugated complex symbols at positions of N to (2N-1) th input signals, wherein the (2N-k) th Positioning a conjugated complex symbol of the input signal at a position of the (N + 1) to (2N-1) th input signal, and
    상기 복수의 입력 신호에 대해 역고속 푸리에 변환하는 단계를 포함하고, Inverse fast Fourier transform for the plurality of input signals,
    상기 N은 양수이고, k는 N+1부터 2N-1까지의 값인 데이터 송신 방법. N is a positive number and k is a value from N + 1 to 2N-1.
  19. 데이터 수신 장치가 데이터를 수신하는 방법에서, In the method for the data receiving device to receive data,
    수신 데이터에 대응하는 디지털 신호에서 실수 신호에 해당하는 위상 신호를 생성하는 단계, Generating a phase signal corresponding to a real signal from a digital signal corresponding to the received data,
    상기 위상 신호의 크기를 데이터 전송 장치에서 PAPR 제어를 위해 제어한 크기에 대응하여 보상하는 단계, Compensating for the magnitude of the phase signal corresponding to the magnitude controlled by the data transmission device for PAPR control;
    상기 위상 신호를 각복조하는 단계, Angular demodulating the phase signal,
    각복조된 위상 신호를 시간 영역에서 주파수 영역의 복수의 데이터 심볼로 변환하는 단계, 그리고 Converting each demodulated phase signal into a plurality of data symbols in the frequency domain in the time domain, and
    상기 복수의 데이터 심볼에 대해 심볼 디매핑하여 복수의 데이터 신호를 생성하여 상기 수신 데이터를 복원하는 단계Symbol demapping the plurality of data symbols to generate a plurality of data signals to restore the received data
    를 포함하는 데이터 수신 방법. Data receiving method comprising a.
  20. 제19항에서, The method of claim 19,
    상기 변환하는 단계는, The converting step,
    각복조된 위상 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하는 단계, Converting each demodulated phase signal from a serial signal to a parallel signal,
    상기 병렬 신호와 상기 병렬 신호를 공액 복소 변환하여 생성된 복수의 공액 복소 신호를 고속 푸리에 변환하는 단계, 그리고 Fast Fourier transforming a plurality of conjugated complex signals generated by conjugate complex converting the parallel signal and the parallel signal, and
    상기 고속 푸리에 변환된 데이터 심볼 중 일부를 상기 복수의 데이터 심볼로 선택하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법. Selecting a portion of the fast Fourier transformed data symbols as the plurality of data symbols.
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