WO2016028077A1 - 필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 qam 신호의 송수신 방법 및 그 장치 - Google Patents

필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 qam 신호의 송수신 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2016028077A1
WO2016028077A1 PCT/KR2015/008648 KR2015008648W WO2016028077A1 WO 2016028077 A1 WO2016028077 A1 WO 2016028077A1 KR 2015008648 W KR2015008648 W KR 2015008648W WO 2016028077 A1 WO2016028077 A1 WO 2016028077A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
signals
spread
qam
groups
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/008648
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
남형주
최수용
윤여훈
최문창
한성배
Original Assignee
삼성전자 주식회사
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사, 연세대학교 산학협력단 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to US15/505,244 priority Critical patent/US9893923B2/en
Publication of WO2016028077A1 publication Critical patent/WO2016028077A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03159—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the frequency domain
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators
    • H04L27/264—Pulse-shaped multi-carrier, i.e. not using rectangular window
    • H04L27/26416—Filtering per subcarrier, e.g. filterbank multicarrier [FBMC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H04L27/26534—Pulse-shaped multi-carrier, i.e. not using rectangular window
    • H04L27/2654—Filtering per subcarrier, e.g. filterbank multicarrier [FBMC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/0335—Arrangements for removing intersymbol interference characterised by the type of transmission
    • H04L2025/03375—Passband transmission
    • H04L2025/0342—QAM
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving a QAM signal in a filter bank multicarrier communication system. Specifically, the present invention provides an efficient transmission and reception method and apparatus for obtaining good performance in transmitting a QAM signal in a multi-path delay channel environment in a filter bank based multi-carrier communication system.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (60 GHz) band).
  • mmWave ultra-high frequency
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
  • cloud RAN cloud radio access network
  • ultra-dense network ultra-dense network
  • D2D Device to Device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
  • Hybrid FSK and QAM Modulation FQAM
  • SWSC Slide Window Superposition Coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • NOMA non orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • the present invention prevents intrinsic interference by overlapping filtered signals of odd sub-carrier and even sub-carrier, and can apply FBMC to QAM signal by using a complex domain filter, and existing OFDM and FBMC-QAM.
  • a method and apparatus having improved spectral performance over a system is provided.
  • a transmission method is a transmission method in a filter bank based multicarrier (FBMC) communication system, and spreads each of the at least two QAM signals divided into a plurality of groups to a plurality of signals on a frequency axis. Intersecting at least one signal of the plurality of spread signals, the overlapped signal of the adjacent QAM signal, with the spread signal of the adjacent QAM signal, and the plurality of the at least one signal crossed. Filtering each of the plurality of spread signals by the plurality of groups and transmitting the filtered plurality of spread signals by overlapping each other on a time axis.
  • FBMC filter bank based multicarrier
  • the reception method according to the present invention is a reception method in a filter bank based multi-carrier (FBMC) communication system, dividing a received signal into a plurality of groups, respectively filtering for the plurality of groups Restoring at least one Quadrature Amplitude Modulation (QAM) signal by equalizing the filtered result on a frequency axis, wherein the received signal is divided into a plurality of groups. And spread each of the at least two QAM signals into a plurality of signals on a frequency axis, and from among the plurality of spread signals, at least one signal overlapping a spread signal of an adjacent QAM signal, Intersect a signal and intersect the plurality of spread signals from which the at least one signal crosses each of the plurality of groups. Filtered, and the filtered plurality of spread signals being transmitted is superimposed on the time axis.
  • FBMC filter bank based multi-carrier
  • the transmitting apparatus is a transmitting apparatus in a filter bank based multi-carrier (FBMC) communication system, a plurality of signals in each of the at least two QAM signals divided into a plurality of groups on a frequency axis And spreading at least one signal overlapping a spread signal of an adjacent QAM signal among the plurality of spread signals, and intersecting the spread signal of the adjacent QAM signal and intersecting the at least one signal.
  • FBMC filter bank based multi-carrier
  • the receiving apparatus is a receiving apparatus in a filter bank based multi-carrier (FBMC) communication system, a communication unit for receiving a signal, the received signal is divided into a plurality of groups to filter each A filtering unit to perform equalization on the frequency axis to recover at least one Quadrature Amplitude Modulation (QAM) signal, wherein the received signal is divided into a plurality of groups And spread each of the at least two QAM signals into a plurality of signals on a frequency axis, and from among the plurality of spread signals, at least one signal overlapping a spread signal of an adjacent QAM signal, Intersect a signal and cross each of the plurality of spread signals in which the at least one signal crosses each of the plurality of groups. Filtering and transmitting the filtered plurality of spread signals overlapping each other on a time axis.
  • FBMC filter bank based multi-carrier
  • the transmission / reception method enables the FBMC transmission system to use a QAM-based MIMO technology by preventing the intrinsic interference in a symbol in the FBMC transmission system to transmit the QAM signal in the FBMC system.
  • the transmission and reception method according to the present invention can reduce the complexity by implementing filtering through weighted sum on the time axis by utilizing the repetition characteristics of the IFFT and FFT.
  • the transmission and reception method according to the present invention while enabling the transmission of the QAM signal ensures the performance of the multi-path delay environment, and has the effect of reducing side-lobe compared to the existing system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a transmission apparatus in a conventional FBMC communication system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating in detail a signal flow in a transmitting apparatus in a conventional FBMC communication system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a filtering process on a frequency axis in a conventional FBMC communication system.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a receiving apparatus in a conventional FBMC communication system.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a transmitting device in the FBMC-QAM communication system.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating in detail a signal flow in a transmitting apparatus in the FBMC-QAM communication system.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a receiving apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining the interference caused by overlapping transmission between subcarriers in a conventional FBMC system.
  • FIG. 9 is a diagram for describing interference due to overlapping transmission between subcarriers in a conventional FBMC-OQAM system.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining a method of transmitting and receiving a QAM signal according to the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of transmitting a QAM signal according to the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of receiving a QAM signal according to the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a transmission apparatus according to the present invention.
  • 15 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the present invention.
  • Embodiments according to the present invention are described in connection with a transmitting device and a receiving device.
  • the transmitting device and the receiving device are referred to as a system, subscriber unit, subscriber station, mobile station, mobile, remote station, remote terminal, mobile device, user terminal, terminal, wireless communication device, user agent, user device, or user equipment (UE). Can be.
  • the transmitting device and the receiving device may be cellular telephones, personal digital assistants (PDAs), handheld devices with wireless connection capabilities, computing devices or other processing devices connected to a wireless modem.
  • PDAs personal digital assistants
  • FBMC Filter Bank Multicarrier Communication
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • FBMC can generate a relatively low out-of-band radiation compared to OFDM to reduce the number of guard subcarriers to satisfy the same spectrum mask (relative to OFDM).
  • FBMC is capable of modulating and demodulating a signal without a cyclic prefix (CP), thereby increasing spectral efficiency and having a strong resistance to frequency synchronization error.
  • CP cyclic prefix
  • the conventional FBMC communication system can be divided into (1) a transmission and reception method using a polyphase network (PPN) on the time axis after the IFFT and (2) a transmission and reception method using the frequency spreader and overlap / sum structure on the frequency axis before the IFFT.
  • Technique (1) implements the convolution operation on the frequency axis using PPN as a filtering consisting of the sum of weighted sums of length M on the time axis, and then applies two PPN modules with time difference to offset-QAM ( OQAM).
  • OQAM offset-QAM
  • the technique (2) performs oversampling on the frequency axis, filtering by prototype filter, IFFT of KM length before IFFT, and performing overlapping transmission using adder and memory. At this time, since the filtering is performed on the frequency axis at the transmitter, the receiver performs the frequency axis one-tap equalizer.
  • FBMC-QAM which separates even sub-carrier and odd sub-carrier and performs filtering, but maintains orthogonality of each filtering to transmit QAM signal.
  • QAM technology has been developed. According to the FBMC-QAM technology, it is possible to transmit a QAM signal without intrinsic interference by interleaving a conventional prototype filter on the time axis and securing the orthogonality of the even sub-carrier filter and the odd sub-carrier filter. At this time, the receiver recovers the signal by using the frequency axis one-tap equalizer.
  • the conventional FBMC communication system in the case of both the techniques (1) and (2), since the filtering between adjacent data overlaps, it is necessary to use the OQAM signal instead of the QAM signal. As a result, the conventional FBMC communication system has a disadvantage that it is difficult to use the QAM-based technology and the combination with multiple-input and multiple-output (MIMO) is not easy.
  • MIMO multiple-input and multiple-output
  • the FBMC-QAM structure according to the (3) technique has a limitation in that the FBMC-QAM structure has a degraded spectrum performance than the conventional OFDM system because the interleaving filter in the time axis to secure the orthogonality of the filter.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a transmitting device in a conventional FBMC communication system
  • the transmission signal d (n) (which may be one FBMC symbol) is represented by M offset quadrature amplitude modulation (OQAM) signals d (mM) as shown in FIG. 2. It is composed.
  • the OQAM signal is converted by S / P (Serial-to-Parallel) converter 110, and each converted OQAM signal di (mM) is converted by frequency spreader 120, as shown in FIG. As spread on the frequency axis.
  • the spreader 120 uses a prototype filter to multiply each OQAM signal by 2K-1 frequency axis filter coefficients, thereby spreading the entire OQAM signal into KM signals over the entire frequency band. This is called frequency spreading, filtering or oversampling.
  • the filtering process is performed by inserting K-1 zeros between OQAM signals in the frequency axis, as shown on the left side of FIG. 3, and frequency axis filter coefficients constituting the prototype filter as shown on the right side of FIG. 3. This can be explained by performing a convolution operation.
  • the filtered signal is subjected to an inverse Fourier transform process by an inverse fast fourier transform (IFFT) 130.
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • the IFFT 130 output signal is transmitted through a superposition process by the parallel-to-serial (P / S) and the overlap / sum block 140. At this time, each filtered signal is transmitted through each adjacent subcarrier.
  • the conventional FBMC system uses OQAM that interposes in-phase (real) components and quadrature-phase (imaginary) components in time-frequency resources.
  • the size of the IFFT 130 must be increased by K times the overlapping factor of the prototype filter compared to OFDM, thereby increasing the complexity of the entire system. Since the same problem appears in the receiving apparatus, the FFT size in the receiving apparatus must also be increased by a multiple of K, thereby increasing the complexity of the receiving apparatus.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a receiving apparatus in a conventional FBMC communication system.
  • the received signal x (n) is converted into a parallel signal by the S / P converter 210 and undergoes a Fourier transform process through a fast fourier transform (FFT) 220.
  • FFT fast fourier transform
  • the signal is equalized through a frequency equalizer 230 and filtered through a frequency de-spreader 240 to recover the frequency axis.
  • the QAM signal is used as described above in the frequency axis filtering process, there is a problem that intrinsic interference cannot be removed.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a transmitting device in the FBMC-QAM communication system.
  • the transmitter 300 in the FBMC-QAM communication system includes a plurality of S / P converters 311 and 312 and a plurality of IFFTs 321 and 322.
  • the plurality of S / P converters 311 and 312 and the plurality of IFFTs 321 and 322 may be involved in the filtering operation on the QAM signal.
  • the transmitter 300 in the FBMC-QAM communication system divides the M QAM signals into a first group and a second group, and separately performs filtering of each group.
  • the transmitter 300 may divide the M QAM signals into two groups, a signal having an even index and a signal having an odd index.
  • the transmitter 300 in the FBMC-QAM communication system performs a weighted sum operation in units of 2K blocks on the time axis through the P / S converter 330 and the overlap / sum block 340.
  • the transmitter transmits the IFFT output block for the first group and the second group, for example, the IFFT output block for the even signal and the odd signal by overlapping.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a receiving apparatus according to the present invention.
  • the reception apparatus 400 in the FBMC-QAM communication system obtains a reception signal through a communication unit.
  • the received signal is subjected to an S / P converter 410, a weighted sum block 420, and an FFT converter 430, and then a one-tap equalization process on the frequency axis through a one-tap equalizer 440. . Thereafter, the received signal is restored to the final signal via the P / S converter 450.
  • FIG. 8 is a diagram for describing interference due to overlapping transmission in a conventional FBMC system. Specifically, FIG. 8 illustrates a case in which arbitrary sampled symbols are filtered in the conventional FBMC system and the filtered signals are overlapped and transmitted to adjacent subcarriers, thereby interfering with a specific subcarrier.
  • a signal transmitted on any subcarrier may be separated from interference 520 from adjacent band signals of other FBMC symbols.
  • Receive interference 530 from the same band signal.
  • the magnitude of each of the interferences described above has the largest interference 510 between adjacent band signals in the same FBMC symbol, and the largest interference 530 from the same band signal of another FBMC symbol.
  • each OQAM signal is multiplied by 2K-1 frequency axis filter coefficients and spread (filtered, oversampled) to KM values.
  • adjacently located filtered signals overlap.
  • FBMC-OQAM system uses OQAM transmission that separates real and imaginary signals for signal recovery.
  • filter even sub-carrier filter the odd sub-carrier Defined as Except for the signal filtered by the 0 th filter coefficient, the filtered signals are overlapped and transmitted as illustrated in FIG. 9.
  • the superimposed signal after filtering is It is expressed as
  • the signal After performing matched filtering at the receiver, the signal is transmitted to the even sub-carrier.
  • odd sub-carrier It is expressed as Here, since the second component of each element is a signal other than the original transmission signal, it corresponds to interference.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining a method of transmitting and receiving a QAM signal according to the present invention.
  • the adjacent QAM signal Intersect with the diffuse signal.
  • a complex filter is applied to an even sub-carrier signal and an odd sub-carrier signal, respectively.
  • the M QAM signals constituting the input signal are divided into a plurality of groups as described with reference to FIG. 6, and then filtering is separately performed for each group.
  • adjacent QAM signals may be classified to belong to different groups.
  • the M QAM signals may be divided into a first group consisting of signals having an even index and a second group consisting of a signal having an odd index.
  • the filtering process performed for each group is as follows.
  • the QAM signal is spread (oversampled) into 2K-1 signals on the frequency axis.
  • K is 3 and FIG. 11, K is 5, respectively.
  • the technical features of the present invention described below may be extended and applied within a range in which the technical spirit of the present invention is not changed according to the K value.
  • At least a part of the signal overlapping the neighboring signal of the spreading signal intersects the spreading signal of the neighboring signal on a frequency.
  • at least some of the signals other than the signal filtered by the 0 th filter coefficient of the spread signal may be at least some of the remaining signals except the signal filtered by the 0 th filter coefficient of the spread signal of the adjacent symbol. Is crossed. In this case, when adjacent signals are classified into different groups, adjacent signals that cross each other may be signals classified into different groups.
  • At this time, at least some of the spread signals that cross each other may be signals ranging from index (K + 1) / 2 to index K-1.
  • At least a portion of the spread signal overlapping the neighbor symbol may intersect the spread signal of the neighbor symbol according to a preset rule. In various embodiments, at least some of the spread signals overlapping the neighbor symbols may intersect the spread signals of neighbor symbols having the same index. Referring to the embodiment of FIG. 10, a signal having an index of 2 among spread signals is intersected with a signal having an index of 2 among spread signals of an adjacent symbol. Referring to the embodiment of FIG. 11, a signal having an index of 3 among the spreading signals intersects with a signal having an index of 3 among the spreading signals of the neighboring symbols, and a signal having an index of 4 among the spreading signals of the neighboring symbols. It intersects the signal at index 4.
  • the cross spread signal is filtered through a filter for each QAM signal group.
  • the filters applied to each group have a complex relationship. That is, the filter coefficients of the filter applied to the second group may be composed of complex values of the filter coefficients of the filter applied to the first group. For example, when the coefficients of the filter applied to the first group are configured in the real domain, the coefficients of the filter applied to the second group may be configured in the complex domain.
  • the signal After performing matched filtering at the receiver, the signal is transmitted to the even sub-carrier.
  • odd sub-carrier It is expressed as
  • the complex domain filter according to an embodiment of the present invention is also designed to have orthogonality.
  • the spread signal intersects with the spread signal of the adjacent QAM signal, and by applying different filters of complex relation to the classified QAM signal group, see FIGS. 8 and 9.
  • the interference 510 between adjacent band signals in the same FBMC symbol and the interference 530 from the same band signal of another FBMC symbol may be removed.
  • the filtering process according to the present invention is conceptually divided into a spreading signal crossing process and a filter coefficient applying process, but this operation may be implemented as a process of applying a filter to a QAM signal.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of transmitting a QAM signal according to the present invention.
  • the transmission apparatus receives a data signal composed of M QAM signals (or symbols) (610).
  • the transmitter divides the M QAM signals into a plurality of groups (620).
  • the transmitting apparatus may divide M QAM signals into a first group and a second group.
  • the transmitting apparatus may divide the M QAM signals into two groups, a signal having an even subcarrier index and a signal having an odd subcarrier index.
  • the transmitting apparatus performs frequency spreading on each QAM signal (630).
  • the transmitter spreads (oversamples) each QAM signal into 2K-1 signals on the frequency axis.
  • the transmitting apparatus performs crossover on the spread signal (640).
  • the transmitting apparatus intersects at least a portion of the spreading signal with the neighboring signal on the frequency with the spreading signal of the neighboring symbol.
  • the transmitting apparatus may include at least some of the remaining signals except the signal filtered by the 0 th filter coefficient among the spreading signals, and may transmit at least some of the remaining signals except the signal filtered by the 0 th filter coefficient among the spread signals of the adjacent symbols. Intersect with at least some. In this case, when adjacent signals are classified into different groups, adjacent signals that cross each other may be signals classified into different groups.
  • At this time, at least some of the spread signals that cross each other may be signals ranging from index (K + 1) / 2 to index K-1.
  • at least some of the spread signals overlapping the adjacent symbols may cross the spread signals of the adjacent symbols according to a preset rule.
  • at least some of the spread signals overlapping the neighbor symbols may intersect the spread signals of neighbor symbols having the same index.
  • the transmitting apparatus filters the spread spread signal by groups.
  • the filters applied to each group have a complex relationship. That is, the filter coefficients of the filter applied to the second group may be composed of complex values of the filter coefficients of the filter applied to the first group. For example, when the coefficients of the filter applied to the first group are configured in the real domain, the coefficients of the filter applied to the second group may be configured in the complex domain. Therefore, the transmitting apparatus performs filtering for each group by applying different filters of complex relation to each group.
  • the transmitting apparatus transforms the filtered signal using an inverse fast fourier transform (IFFT) (660) and overlaps the time axis through overlap / sum (670).
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • the transmitting device may transmit the overlapped signal to the receiving device through the communication unit of the transmitting device (680).
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of receiving a QAM signal according to the present invention.
  • a receiving device receives a signal from a transmitting device (710).
  • the receiving device transforms the received signal by applying a Fourier transform (FFT) to the received signal (720), and divides the converted signal into a plurality of groups (730).
  • FFT Fourier transform
  • the receiving device may divide the received signal into a first group and a second group.
  • the received signal may be divided into two groups, a signal having an even index and a signal having an odd index.
  • the receiving device performs filtering for each group (740).
  • the filters applied to each group have a complex relationship. That is, the filter coefficients of the filter applied to the second group may be composed of complex values of the filter coefficients of the filter applied to the first group. For example, when the coefficients of the filter applied to the first group are configured in the real domain, the coefficients of the filter applied to the second group may be configured in the complex domain. Therefore, the reception apparatus performs filtering for each group by applying different filters of a complex relationship to each group.
  • the receiving device removes the noise component through the element wise sum (750), restores the frequency axis modulated signal through despreading (760), and restores the original signal through the data inverse modulation process (770). .
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a transmission apparatus according to the present invention.
  • the transmitter 800 transmits an input signal divided into a plurality of groups d1 (n) and d2 (n) through a serial-to-parallel (S / P) converter 810. After converting to a parallel signal and filtering the transformed signal according to an embodiment of the present invention through the filtering unit 820, an inverse Fourier transform (IFFT) 830 is performed to inverse Fourier transform (IFFT) 830. .
  • the transmitter 800 transmits a signal finally generated through the overlapping process by the overlap / sum block 840 and the parallel-to-serial (P / S) 850 through the communication unit.
  • 15 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the present invention.
  • the receiving apparatus 900 converts the received signal x (n) received through the communication unit into a parallel signal by the S / P converter 910 and converts the converted signal into a Fourier transformer ( After performing a Fourier transform through a fast fourier transform (FFT) 920, the filtering unit 930 performs filtering according to the above-described embodiment of the present invention.
  • the receiving apparatus 900 according to the present invention equalizes the signal through a frequency equalizer 940 and converts the signal equalized by the P / S converter 950 into a serial signal to convert the final signal. Restore
  • the filter of the complex domain according to the present invention shows better performance as the filter order K increases.
  • K increases, the size of IFFT and FFT increases by K times, which increases the complexity.
  • filtering on the frequency axis may be implemented on the time axis to reduce complexity. That is, in various embodiments of the present invention, a convolution operation on the frequency axis may be replaced with a weighted sum on the time axis as illustrated in FIGS. 14 and 15 to implement a transmission / reception apparatus without increasing the IFFT and FFT sizes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명은 필터 뱅크 기반 다중 반송파 (Filter Bank Multicarrier) 통신 시스템에서 QAM 신호의 송수신 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 구체적으로,본 발명은 필터 뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 multi-path delay channel 환경에서 intrinsic interference 없이 QAM신호를 전송함에 있어서, 좋은 성능을 얻을 수 있는 효율적인 송수신 방법 및 장치를 제공한다. 이에 따른 본 발명은, 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 송신 방법으로, 복수의 그룹으로 분할된 상기 적어도 두 개의 QAM 신호 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키는 단계, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키는 단계, 상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하는 단계 및 상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 QAM 신호의 송수신 방법 및 그 장치
본 발명은 필터 뱅크 기반 다중 반송파 (Filter Bank Multicarrier) 통신 시스템에서 QAM 신호의 송수신 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 구체적으로,본 발명은 필터 뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 multi-path delay channel 환경에서 QAM신호를 전송함에 있어서, 좋은 성능을 얻을 수 있는 효율적인 송수신 방법 및 장치를 제공한다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
본 발명은 odd sub-carrier 와 even sub-carrier의 필터링 된 신호가 중첩되어 intrinsic interference가 발생하는 것을 막고, complex domain의 필터를 사용함으로써 FBMC를 QAM 신호에 적용할 수 있으며, 기존 OFDM 및 FBMC-QAM 시스템 보다 향상된 스펙트럼 성능을 갖는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 송신 방법은, 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 송신 방법으로, 복수의 그룹으로 분할된 상기 적어도 두 개의 QAM 신호 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키는 단계, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키는 단계, 상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하는 단계 및 상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수신 방법은, 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 수신 방법으로, 수신된 신호를 복수의 그룹으로 분할하는 단계, 상기 복수의 그룹에 대하여 각각 필터링을 수행하는 단계 및 상기 필터링 된 결과를 주파수 축에서 등화하여 적어도 하나의 두 개의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation; QAM) 신호를 복원하는 단계를 포함하되, 상기 수신된 신호는, 복수의 그룹으로 분할된 적어도 두 개의 QAM 신호를 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키고, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키고, 상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하고, 상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 송신 장치는, 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 송신 장치로, 복수의 그룹으로 분할된 상기 적어도 두 개의 QAM 신호 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키고, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키고, 상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하는 필터링부 및 상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수신 장치는, 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 수신 장치로, 신호를 수신하는 통신부, 상기 수신된 신호를 복수의 그룹으로 분할하여 각각 필터링을 수행하는 필터링부, 상기 필터링 된 결과를 주파수 축에서 등화하여 적어도 하나의 두 개의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation; QAM) 신호를 복원하는 등화부를 포함하되, 상기 수신된 신호는, 복수의 그룹으로 분할된 적어도 두 개의 QAM 신호를 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키고, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키고, 상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하고, 상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 송수신 방법은, FBMC 전송 시스템에서 심볼 내의 intrinsic interference를 방지하여 FBMC 시스템에서 QAM 신호를 전송할 수 있도록 함으로써, FBMC 시스템에 QAM 기반 MIMO 기술을 사용할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 송수신 방법은, IFFT 및 FFT의 반복 특성을 활용하여 시간 축에서 weighted sum을 통해 필터링을 구현함으로써 복잡도를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 송수신 방법은, QAM 신호 전송을 가능하게 하면서 multi-path delay 환경의 성능을 보장하고, 기존 시스템 대비 side-lobe를 감소시키는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 FBMC 통신 시스템에서의 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 종래의 FBMC 통신 시스템에서의 송신 장치 내에서 신호의 흐름을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 FBMC 통신 시스템에서의 필터링 과정을 주파수 축에서 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 FBMC 통신 시스템에서의 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 FBMC-QAM 통신 시스템에서의 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6은 FBMC-QAM 통신 시스템에서의 송신 장치 내에서 신호의 흐름을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 수신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 종래의 FBMC 시스템에서 서브 캐리어 간 중첩 전송에 따른 갑섭을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 종래의 FBMC-OQAM 시스템에서 서브 캐리어 간 중첩 전송에 따른 간섭을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 QAM 신호의 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 QAM 신호의 송신 방법을 나타낸 순서도이다.
도 13은 본 발명에 따른 QAM 신호의 수신 방법을 나타낸 순서도이다.
도 14는 본 발명에 따른 송신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 15는 본 발명에 따른 수신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 실시 예들은 송신 장치 및 수신 장치와 연계하여 설명된다. 송신 장치 및 수신 장치는 시스템, 가입자 유닛, 가입자국, 이동국, 모바일, 원격국, 원격 단말, 모바일 디바이스, 사용자 단말, 단말, 무선 통신 디바이스, 사용자 에이전트, 사용자 디바이스, 또는 사용자 장비(UE)로 지칭될 수 있다. 송신 장치 및 수신 장치는 셀룰러 전화, 개인 휴대 단말기(PDA), 무선 접속 능력을 갖는 핸드 헬드 디바이스, 컴퓨팅 디바이스 또는 무선 모뎀에 연결된 다른 처리 디바이스일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
최근 고품질의 데이터를 고속으로 전송하기 위해 직교 주파수 분할(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 전송 기술을 대체할 수 있는 차세대 통신 기술로써 필터 뱅크 기반 다중 반송파 통신 (Filter Bank Multicarrier Communication; FBMC) 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. FBMC는 OFDM에 비해 상대적으로 낮은 대역 외 방사(out-of-band radiation)가 발생하여 동일 스펙트럼 마스크(spectrum mask)를 만족시키기 위한 보호 부반송파 (guard subcarrier) 수를 OFDM 대비 상대적으로 줄일 수 있다 또한, FBMC는 CP(cyclic prefix) 없이 신호의 변복조가 가능하여 주파수 효율(spectral efficiency)이 증대되고 주파수 동기 오차에 강한 특성을 지닌다.
종래의 FBMC 통신 시스템은 (1) IFFT 이후 시간 축에서 polyphase network (PPN)를 적용하는 송수신 방법과 (2) IFFT 이전 주파수 축에서 frequency spreader 및 overlap/sum 구조를 적용하는 송수신 방법으로 구분될 있다. (1)번 기술은 PPN을 활용하여 주파수 축에서의 컨볼루션 연산을 시간 축에서 길이 M의 weighted sum들의 합으로 구성되는 필터링으로 구현한 후 2개의 PPN 모듈을 시간차를 통해 적용함으로써 offset-QAM (OQAM)을 구현한다. 이때, 송신단에서 시간 축 필터링이 수행되므로, 수신단에서는 시간 축에서의 등화기를 사용한다. (2)번 기술은 IFFT 이전에 주파수 축에서 oversampling 및 prototype 필터에 의한 필터링, KM 길이의 IFFT를 수행한 후 adder와 메모리를 이용한 중첩 전송을 수행한다. 이때, 송신단에서 주파수 축에서의 필터링이 수행되므로 수신단에서는 주파수 축 one-tap 등화기를 수행한다.
최근에는 OQAM을 사용하는 FBMC 시스템의 한계점을 극복하기 위해 (3) even sub-carrier와 odd sub-carrier를 분리하여 각각 필터링을 수행하되, 각 필터링의 직교성을 유지함으로써 QAM 신호를 전송하도록 하는 FBMC-QAM 기술이 개발되었다. FBMC-QAM 기술에 따르면, 종래의 prototype filter를 시간 축에서 interleaving하고, even sub-carrier 필터와 odd sub-carrier filter의 직교성을 확보함으로써, intrinsic interference 없이 QAM 신호를 전송할 수 있다. 이때, 수신단에서는 주파수 축 one-tap 등화기를 사용함으로써 신호를 복원한다.
상술한 종래의 FBMC 통신 시스템은 (1), (2) 기술 모두의 경우 인접 데이터 간의 필터링이 중첩되기 때문에 QAM 신호를 사용하지 못하고 OQAM 신호를 사용해야 한다. 결과적으로, 종래의 FBMC 통신 시스템은 QAM 기반의 기술을 사용하기 어렵고 multiple-input and multiple-output (MIMO)와의 결합이 용이하지 못하다는 단점이 있다.
또한 (3) 기술에 따른 FBMC-QAM 구조는 필터의 직교성 확보를 위해 시간 축에서의 필터를 interleaving 하기 때문에 종래의 OFDM 시스템보다도 열화된 spectrum 성능을 갖는 한계점이 존재한다.
이에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 FBMC 통신 시스템에서의 송신 장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 종래의 FBMC 통신 시스템에서의 송신 장치 내에서 K=4일 때 신호의 흐름을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 전송 신호 d(n)(하나의 FBMC 심볼일 수 있다.)은 도 2에 도시된 바와 같이 M개의 오프셋 직교 진폭 변조(Offset Quadrature Amplitude Modulation; OQAM) 신호 d(mM)로 구성된다. OQAM 신호는 S/P(Serial-to-Parallel) 변환기(110)에 의해 변환되고, 변환된 각각의 OQAM 신호 di(mM)는 확산기(Frequency spreader)(120)에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이 주파수 축에서 확산된다. 확산기(120)는 프로토타입 필터(prototype filter)를 이용하여 각각의 OQAM 신호에 2K-1개의 주파수 축 필터 계수를 곱함으로써, 전체 OQAM 신호를 전체 주파수 대역에 KM개의 신호로 확산시킨다. 이를 주파수 확산, 필터링 또는 오버 샘플링이라 한다.
필터링 과정은 도 3의 좌측에 도시된 바와 같이, 주파수 축에서 OQAM 신호들 사이에 K-1개의 0을 삽입하고, 도 3의 우측에 도시된 바와 같이 프로토타입 필터를 구성하는 주파수 축 필터 계수들과 convolution 연산을 수행하는 것으로 설명할 수 있다.
필터링 된 신호는 역푸리에 변환기(inverse fast fourier transform; IFFT)(130)에 의하여 역푸리에 변환 과정을 거친다. 마지막으로 IFFT(130) 출력 신호는 P/S(Parallel-to-Serial) 및 Overlap/sum 블록(140)에 의한 중첩 과정을 거쳐 송신된다. 이때, 각각의 필터링 된 신호는 인접한 각각의 서브 캐리어를 통해 전송된다.
종래의 FBMC 시스템에서 주파수 축 필터링을 수행하려면, 확산 과정에서 인접한 QAM 신호 간 확산 결과를 중첩시켜야 하기 때문에, 심볼 간 간섭을 주게 되어 신호 복원이 불가능해 진다. 이를 방지하기 위해 종래의 FBMC 시스템은 in-phase (real) 성분과 quadrature-phase (imaginary) 성분을 시간-주파수 자원에 교차하여 배치하는 OQAM을 사용한다.
또한 종래의 FBMC 시스템에서 주파수 축 필터링을 수행하려면, IFFT(130)의 크기가 OFDM 대비 프로토타입 필터의 overlapping factor인 K배만큼 증가해야 하기 때문에, 전체 시스템의 복잡도가 증가하게 된다. 이러한 문제는 수신 장치에서도 동일하게 나타나기 때문에, 수신 장치에서의 FFT 크기도 K의 배수만큼 증가 되야 하고, 이에 따라 수신 장치의 복잡도도 증가하게 된다.
도 4는 종래의 FBMC 통신 시스템에서의 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 수신 신호 x(n)은 S/P 변환기(210)에 의해 병렬 신호로 변환되고, 푸리에 변환기(fast fourier transform; FFT)(220)를 통해 푸리에 변환 과정을 거친다. 다음으로, 신호는 주파수 등화기(Frequency equalizer)(230)를 통해 등화되고, 주파수 역확산기(Frequency de-spreader)(240)를 통해 주파수 축 필터링되어 복원된다. 이러한 주파수 축 필터링 과정에서 상술한 바와 같이 QAM 신호를 사용할 경우, Intrinsic interference를 제거할 수 없는 문제가 있다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 FBMC-QAM 기술이 개발되었다. 이하에서는, FBMC-QAM 기술에 대해 설명한다.
도 5는 FBMC-QAM 통신 시스템에서의 송신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, FBMC-QAM 통신 시스템에서의 송신 장치(300)는 복수 개의 S/P 변환기(311, 312)와 복수 개의 IFFT(321, 322)를 포함하여 구성된다. 복수 개의 S/P 변환기(311, 312)와 복수 개의 IFFT(321, 322)는 QAM 신호에 대한 필터링 동작에 관여할 수 있다.
FBMC-QAM 통신 시스템에서의 송신 장치(300)는, 도 6에 도시된 바와 같이, M개의 QAM 신호를 제1 그룹과 제2 그룹으로 나눈 뒤, 각 그룹의 필터링을 별도로 수행한다. 이때, 송신 장치(300)는 M개의 QAM 신호를 짝수 인덱스를 갖는 신호와 홀수 인덱스를 갖는 신호의 두 그룹으로 나눌 수 있다. 또한, FBMC-QAM 통신 시스템에서의 송신 장치(300)는 P/S 변환기(330) 및 overlap/sum 블록(340)을 통해 시간 축에서 2K개 블록 단위의 weighted sum 연산을 수행한다. 송신 장치는 도 6에서 제1 그룹 및 제2 그룹에 대한 IFFT 출력 블록, 예를 들어 even 신호와 odd 신호에 대한 IFFT 출력 블록을 중첩하여 전송한다.
도 7은 본 발명에 따른 수신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, FBMC-QAM 통신 시스템에서의 수신 장치(400)는 통신부를 통하여 수신 신호를 획득한다. 수신 신호는 S/P 변환기(410), weighted sum 블록(420) 및 FFT 변환기(430)를 거친 후, one-tap 등화기(equalizer)(440)를 통해 주파수 축에서 one-tap 등화 과정을 거친다. 이후, 수신 신호는 P/S 변환기(450)를 거쳐 최종 신호로 복원된다.
이하에서는, 종래 기술에 따른 FBMC 통신 시스템에서 intrinsic interference로 인한 문제점을 설명한다.
도 8은 종래의 FBMC 시스템에서 중첩 전송에 따른 간섭을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 8은 종래 FBMC 시스템에서 임의의 샘플링 된 심볼들이 필터링되고, 필터링된 신호들이 중첩되어 인접한 서브 캐리어들에 전송됨으로써, 특정 서브 캐리어에 간섭을 주는 경우를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 하나의 FBMC 심볼이 필터링되고, 필터링 된 신호들이 중첩되어 인접 서브 캐리어(인접 대역)를 통하여 전송될 때, 동일한 FBMC 심볼 내에서 중첩에 의한 인접 대역 신호 간 간섭(510)이 발생한다.
또한, 복수의 서로 다른 FBMC 심볼이 필터링되고, 필터링된 신호들이 중첩되어 인접 서브 캐리어를 통하여 전송될 때, 임의의 서브 캐리어로 전송되는 신호는 다른 FBMC 심볼의 인접 대역 신호로부터의 간섭(520)과 동일 대역 신호로부터의 간섭(530)을 받는다.
상술한 각 간섭의 크기는, 동일한 FBMC 심볼 내 인접 대역 신호 간 간섭(510)이 가장 크고, 다음으로 다른 FBMC 심볼의 동일 대역 신호로부터의 간섭(530)이 크다.
이론적으로 상술한 모든 간섭을 제거하고, 필터의 직교성을 유지하면서 동시에 시간, 주파수 축에서의 에너지 confinement와 주파수 효율을 최대화할 수 있는 필터는 존재하지 않는다. 따라서, 상기한 상대적으로 크기가 큰 동일한 FBMC 심볼 내 인접 대역 신호 간 간섭(510)과 다른 FBMC 심볼의 동일 대역 신호로부터의 간섭(530)을 최소화할 수 있는 필터링 기법의 개발이 요구된다.
도 9는 종래 FBMC-OQAM 시스템에서 서브 캐리어 간 중첩 전송에 따른 간섭을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 9는 종래 FBMC-OQAM 시스템에서 K=3 일 때 frequency spreader를 통해 신호를 송신함에 있어서 간섭을 나타낸다.
도 9를 참조하면, IFFT 이전에 각각의 OQAM 신호는 2K-1 개의 주파수축 필터 계수와 곱해지며 KM개의 값으로 분산(spread)(필터링, 오버 샘플링)된다. 주파수 분산(Frequency spread) 과정에서 인접하게 위치한 필터링된 신호는 중첩된다.
모든 필터링된 신호를 위하여 Real domain의 필터만 사용할 경우, 인접한 필터링 된 신호 간에 간섭이 발생하기 때문에, complex 데이터를 사용하면 상호 간섭 때문에 신호를 복원 할 수 없다. 따라서 FBMC-OQAM 시스템에서는 신호 복원을 위해 실수 신호와 허수 신호를 분리하여 전송하는 OQAM 전송을 사용한다.
FBMC-OQAM의 필터링 과정을 수식으로 나타내면 다음과 같다.
먼저, even sub-carrier의 필터를
Figure PCTKR2015008648-appb-I000001
, odd sub-carrier의 필터를
Figure PCTKR2015008648-appb-I000002
로 정의한다. 0번째 필터 계수로 필터링 된 신호를 제외한 나머지 필터링 된 신호들은, 도 9에 도시된 바와 같이 중첩되어 전송된다. 따라서, even sub-carrier A와 odd sub-carrier C에 대한, 필터링 이후의 중첩된 신호는
Figure PCTKR2015008648-appb-I000003
로 표현된다.
수신단에서 matched 필터링을 수행한 후의 신호는 even sub-carrier에 대하여,
Figure PCTKR2015008648-appb-I000004
로, odd sub-carrier에 대하여,
Figure PCTKR2015008648-appb-I000005
로 표현된다. 여기서, 각 요소의 두 번째 성분은 원래의 송신 신호 이외의 신호이므로 간섭에 해당된다.
결과적으로, 수신단에서는 신호 복원 시 중첩 전송에 의한 간섭이 존재하게 된다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 QAM 신호의 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 필터링 된 신호가 중첩됨에 따라 발생하는 간섭 문제를 해결하기 위해, QAM 신호의 확산된 신호 중 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 성분의 적어도 일부는, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차된다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, even sub-carrier 신호와 odd sub-carrier 신호에 복소 관계의 필터를 각각 적용한다. 상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 인접 신호가 필터링 된 후에 중첩하여 전송 되더라도 intrinsic interference의 발생을 막을 수 있다. 이에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 입력 신호를 구성하는 M개의 QAM 신호는, 도 6에서 설명한 바와 같이 복수의 그룹으로 나뉜 후, 각 그룹에 대하여 별도로 필터링이 수행된다. 이때, 인접한 QAM 신호는 서로 다른 그룹에 속하도록 분류될 수 있다. 예를 들어, M개의 QAM 신호는 짝수 인덱스를 갖는 신호들로 구성되는 제1 그룹과 홀수 인덱스를 갖는 신호로 구성되는 제2 그룹으로 나뉠 수 있다.
각 그룹에 대하여 각각 수행되는 필터링 과정은 구체적으로 다음과 같다.
QAM 신호는 주파수 축에서 2K-1개의 신호로 확산(오버 샘플링)된다. 도 10에서는 K가 3인 경우를, 도 11에서는 K가 5인 경우를 각각 도시하였다. 이하에서 설명하는 본 발명의 기술적 특징들은, K값에 따라 본 발명의 기술적 사상이 변경되지 않는 범위 내에서 확장되어 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 확산된 신호 중 인접 신호와 중첩되는 신호의 적어도 일부는, 인접 신호의 확산된 신호와 주파수 상에서 교차된다. 예를 들어, 확산된 신호 중 0번째 필터 계수로 필터링 되는 신호를 제외한 나머지 신호들 중 적어도 일부는, 인접 심볼의 확산된 신호 중 0번째 필터 계수로 필터링되는 신호를 제외한 나머지 신호들 중 적어도 일부와 교차된다. 이때 인접한 신호가 서로 다른 그룹으로 분류된 경우, 상호 교차되는 인접 신호는 서로 다른 그룹으로 분류된 신호일 수 있다.
이때, 교차되는 적어도 일부의 확산된 신호는 인덱스 (K+1)/2부터 인덱스 K-1까지의 신호일 수 있다. 도 10의 실시 예를 참조하면, 확산된 신호 중 인덱스가 (K+1)/2=K-1=2인 신호가 인접한 신호의 확산된 신호와 교차된다. 도 11의 실시 예를 참조하면, 확산된 신호 중 인덱스가 (K+1)/2=3인 신호부터 인덱스가 K-1=4인 신호까지는 인접한 신호의 확산된 신호와 교차된다.
인접 심볼과 중첩되는 확산된 신호 중 적어도 일부는 기 설정된 규칙에 따라 인접 심볼의 확산된 신호와 교차될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 인접 심볼과 중첩되는 확산된 신호 중 적어도 일부는, 동일한 인덱스를 갖는 인접 심볼의 확산된 신호와 교차될 수 있다. 도 10의 실시 예를 참조하면, 확산된 신호 중 인덱스가 2인 신호는 인접 심볼의 확산된 신호 중 인덱스가 2인 신호와 교차된다. 도 11의 실시 예를 참조하면, 확산된 신호 중 인덱스가 3인 신호는, 인접 심볼의 확산된 신호 중 인덱스가 3인 신호와 교차되고, 인덱스가 4인 신호는, 인접 심볼의 확산된 신호 중 인덱스가 4인 신호와 교차된다.
상기에서는, 확산된 신호 중 적어도 일부가 교차되는 기 설정된 규칙의 일 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상은 이에 한정되지 않으면, 심볼 내 간섭을 최소화할 수 있는 다양한 방법에 의해 확산된 신호 중 적어도 일부를 교차할 수 있다.
교차된 확산 신호는 QAM 신호 그룹 별로 필터를 통하여 필터링된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 각 그룹에 적용되는 필터는 복소 관계를 갖는다. 즉, 제2 그룹에 적용되는 필터의 필터 계수들은, 제1 그룹에 적용되는 필터의 필터 계수들에 대한 복소값으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹에 적용되는 필터의 계수들이 real domain으로 구성된 경우, 제2 그룹에 적용되는 필터의 계수들은 complex domain으로 구성될 수 있다.
도 10의 실시 예에서, Even sub-carrier로 구성되는 제1 그룹에 적용되는 필터는
Figure PCTKR2015008648-appb-I000006
로 real domain을 사용하지만, odd sub-carrier로 구성되는 제2 그룹에 적용되는 필터는
Figure PCTKR2015008648-appb-I000007
=
Figure PCTKR2015008648-appb-I000008
와 같이 complex domain으로 구성될 수 있다.
상기한 바와 같이 complex domain의 필터 계수를 사용하면, even sub-carrier A와 odd sub-carrier C에 대한, 필터링 이후의 중첩된 신호는
Figure PCTKR2015008648-appb-I000009
로 표현된다.
수신단에서 matched 필터링을 수행한 후의 신호는 even sub-carrier에 대하여,
Figure PCTKR2015008648-appb-I000010
로, odd sub-carrier에 대하여,
Figure PCTKR2015008648-appb-I000011
로 표현된다.
이때,
Figure PCTKR2015008648-appb-I000012
이고, 이므로, 신호 복원 시 H*의 첫 번째 값과 G*의 첫 번째 값을 더하면 간섭이 제거되고, 원본 신호 A를 복원할 수 있다. 유사하게 H*의 두 번째 값과 G*의 두 번째 값을 더하면 간섭이 제거되고 원본 신호 C를 복원할 수 있다.이때, 기존의 real domain에서 정의된 FBMC 필터 계수가 중첩된 신호들 간의 직교성을 확보하게 설계가 되어 있는 것과 유사하게, 본 발명의 실시 예에 따른 complex domain 필터 역시 직교성을 갖도록 설계된다. 결과적으로, 본원 발명에 따르면, 확산된 신호의 적어도 일부를 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차하고, 분류된 QAM 신호 그룹에 대하여 복소 관계의 서로 다른 필터를 적용함으로써, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 동일한 FBMC 심볼 내 인접 대역 신호 간 간섭(510) 및 다른 FBMC 심볼의 동일 대역 신호로부터의 간섭(530)을 제거할 수 있다.
상기에서는, 본원발명에 따른 필터링 과정을, 확산 신호 교차 과정과 필터 계수 적용 과정으로 분리하여 개념적으로 설명하였으나, 이러한 동작은 QAM 신호에 필터를 적용하는 하나의 과정으로 구현될 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 QAM 신호의 송신 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 송신 장치는 M개의 QAM 신호(또는, 심볼)로 구성되는 데이터 신호를 수신한다(610).
다음으로, 송신 장치는 M개의 QAM 신호를 복수의 그룹으로 나눈다(620). 본 발명의 실시 예에서, 송신 장치는 M개의 QAM 신호를 제1 그룹과 제2 그룹으로 나눌 수 있다. 이때, 송신 장치는 M개의 QAM 신호를 짝수 서브 캐리어 인덱스를 갖는 신호와 홀수 서브 캐리어 인덱스를 갖는 신호의 두 그룹으로 나눌 수 있다.
다음으로, 송신 장치는 각각의 QAM 신호에 대하여 주파수 확산을 수행한다(630). 송신 장치는 각각의 QAM 신호를 주파수 축에서 2K-1개의 신호로 확산(오버 샘플링)한다.
다음으로, 송신 장치는 확산된 신호에 대하여 교차를 수행한다(640). 본 발명의 실시 예에서, 송신 장치는 확산된 신호 중 인접 신호와 중첩되는 신호의 적어도 일부를, 인접 심볼의 확산된 신호와 주파수 상에서 교차한다. 예를 들어, 송신 장치는 확산된 신호 중 0번째 필터 계수로 필터링 되는 신호를 제외한 나머지 신호들 중 적어도 일부를, 인접 심볼의 확산된 신호 중 0번째 필터 계수로 필터링되는 신호를 제외한 나머지 신호들 중 적어도 일부와 교차한다. 이때 인접한 신호가 서로 다른 그룹으로 분류된 경우, 상호 교차되는 인접 신호는 서로 다른 그룹으로 분류된 신호일 수 있다.
이때, 교차되는 적어도 일부의 확산된 신호는 인덱스 (K+1)/2부터 인덱스 K-1까지의 신호일 수 있다. 또한, 인접 심볼과 중첩되는 확산된 신호 중 적어도 일부는 기 설정된 규칙에 따라 인접 심볼의 확산된 신호와 교차될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 인접 심볼과 중첩되는 확산된 신호 중 적어도 일부는, 동일한 인덱스를 갖는 인접 심볼의 확산된 신호와 교차될 수 있다.
다음으로, 송신 장치는 교차된 확산 신호에 대해 그룹 별로 필터링을 수행한다(650). 본 발명의 실시 예에 따르면, 각 그룹에 적용되는 필터는 복소 관계를 갖는다. 즉, 제2 그룹에 적용되는 필터의 필터 계수들은, 제1 그룹에 적용되는 필터의 필터 계수들에 대한 복소값으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹에 적용되는 필터의 계수들이 real domain으로 구성된 경우, 제2 그룹에 적용되는 필터의 계수들은 complex domain으로 구성될 수 있다. 따라서, 송신 장치는 각각의 그룹에 대하여 복소 관계의 서로 다른 필터를 적용하여 그룹 별로 필터링을 수행한다.
다음으로, 송신 장치는 필터링된 신호를 역푸리에 변환(inverse fast fourier transform; IFFT)을 이용하여 변환하고(660), overlap/sum을 통해 시간 축에서 중첩한다(670).
이후 송신 장치는 중첩된 신호를 송신 장치의 통신부를 통하여 수신 장치로 전송할 수 있다(680).
도 13은 본 발명에 따른 QAM 신호의 수신 방법을 나타낸 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 수신 장치는 송신 장치로부터 신호를 수신한다(710).
수신 장치는 수신된 신호에 푸리에 변환(fast fourier transform; FFT)을 적용하여 변환하고(720), 변환된 신호를 복수의 그룹으로 나눈다(730). 본 발명의 실시 예에서, 수신 장치는 수신된 신호를 제1 그룹과 제2 그룹으로 나눌 수 있다. 이때, 수신된 신호를 짝수 인덱스를 갖는 신호와 홀수 인덱스를 갖는 신호의 두 그룹으로 나눌 수 있다.
다음으로, 수신 장치는 그룹 별로 필터링을 수행한다(740). 본 발명의 실시 예에 따르면, 각 그룹에 적용되는 필터는 복소 관계를 갖는다. 즉, 제2 그룹에 적용되는 필터의 필터 계수들은, 제1 그룹에 적용되는 필터의 필터 계수들에 대한 복소값으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹에 적용되는 필터의 계수들이 real domain으로 구성된 경우, 제2 그룹에 적용되는 필터의 계수들은 complex domain으로 구성될 수 있다. 따라서, 수신 장치는 각각의 그룹에 대하여 복소 관계의 서로 다른 필터를 적용하여 그룹 별로 필터링을 수행한다.
다음으로, 수신 장치는 element wise sum을 통해 잡음 성분을 제거하고(750), 역확산을 통해 주파수 축 변조 신호를 복원한 후(760), 데이터 역변조 과정을 통해 원래 신호를 복구한다(770).
도 14는 본 발명에 따른 송신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 송신 장치(800)는 복수의 그룹 d1(n) 및 d2(n)으로 분할된 입력신호를 S/P(Serial-to-Parallel) 변환기(810)를 통해 병렬신호로 변환하고, 변환된 신호를 필터링부(820)를 통해 상술한 본 발명이 실시 예에 따라 필터링한 후, 역푸리에 변환기(inverse fast fourier transform; IFFT)(830)에 의하여 역푸리에 변환한다. 송신 장치(800)는 Overlap/sum 블록(840) 및 P/S(Parallel-to-Serial)(850)에 의한 중첩 과정을 통해 최종 생성된 신호를 통신부를 통하여 전송한다.
도 15는 본 발명에 따른 수신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 수신 장치(900)는 통신부를 통하여 수신된 수신 신호 x(n)을 S/P 변환기(910)에 의해 병렬 신호로 변환하고, 변환된 신호를 푸리에 변환기(fast fourier transform; FFT) (920)를 통해 푸리에 변환을 수행한 후, 상술한 본 발명의 실시 예에 따라 필터링부(930)에서 필터링을 수행한다. 또한, 본 발명에 따른 수신 장치(900)는 주파수 등화기(Frequency equalizer)(940)를 통해 신호를 등화하고, P/S 변환기(950)에 의해 등화된 신호를 직렬 신호로 변환하여 최종 신호를 복원한다.
본 발명에 따른 complex domain의 필터는 필터 차수 K가 증가할수록 더 좋은 성능을 나타낸다. 하지만 K가 증가할수록 IFFT 및 FFT의 크기가 K배만큼 증가함으로써 복잡도가 증가하는 단점이 있다.
복잡도 감소를 위해 본 발명의 다양한 실시 예에서는 주파수 축에서의 필터링을 시간 축에서 구현할 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시 예에서는 주파수 축 에서의 convolution 연산을, 도 14 및 도 15에 도시된 것처럼 시간 축에서의 weighted sum으로 대체함으로써 IFFT 및 FFT 크기의 증가 없이 송수신 장치를 구현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 송신 방법으로,
    복수의 그룹으로 분할된 상기 적어도 두 개의 QAM 신호 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키는 단계;
    상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키는 단계;
    상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 확산시키는 단계는,
    상기 각각의 그룹에 포함된 M/2개의 QAM 신호를, 인덱스 0부터 인덱스 K까지 할당되는 M/2*2K개의 신호로 확산시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 교차시키는 단계는,
    상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인덱스 (K+1)/2부터 인덱스 K-1까지의 신호를 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 교차시키는 단계는,
    상기 복수 개의 확산된 신호 중 적어도 하나의 신호를, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호 중 상기 적어도 하나의 신호와 동일한 인덱스를 갖는 신호와 교차하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 필터링하는 단계는,
    상기 각각의 그룹에 대하여 복소 관계를 갖는 서로 다른 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필터링하는 단계는,
    제1 그룹에 대하여
    Figure PCTKR2015008648-appb-I000014
    필터를 이용하여 필터링을 수행하는 단계; 및
    제2 그룹에 대하여
    Figure PCTKR2015008648-appb-I000015
    =
    Figure PCTKR2015008648-appb-I000016
    필터를 이용하여 필터링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  7. 제1항에 있어서, 적어도 두 개의 QAM 신호는,
    인접한 QAM 신호가 서로 다른 그룹에 속하도록 분할되는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  8. 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 수신 방법으로,
    수신된 신호를 복수의 그룹으로 분할하는 단계;
    상기 복수의 그룹에 대하여 각각 필터링을 수행하는 단계; 및
    상기 필터링 된 결과를 주파수 축에서 등화하여 적어도 하나의 두 개의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation; QAM) 신호를 복원하는 단계를 포함하되,
    상기 수신된 신호는,
    복수의 그룹으로 분할된 적어도 두 개의 QAM 신호를 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키고, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키고, 상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하고, 상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송되는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수신된 신호는,
    상기 각각의 그룹에 포함된 M/2개의 QAM 신호가, 인덱스 0부터 인덱스 K까지 할당되는 M/2*2K개의 신호로 확산되는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수신된 신호는,
    상기 복수 개의 확산된 신호 중 적어도 하나의 신호가, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호 중 상기 적어도 하나의 신호와 동일한 인덱스를 갖는 신호와 교차되는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 필터링하는 단계는,
    상기 각각의 그룹에 대하여 복소 관계를 갖는 서로 다른 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 필터링하는 단계는,
    제1 그룹에 대하여
    Figure PCTKR2015008648-appb-I000017
    필터를 이용하여 필터링을 수행하는 단계; 및
    제2 그룹에 대하여
    Figure PCTKR2015008648-appb-I000018
    =
    Figure PCTKR2015008648-appb-I000019
    필터를 이용하여 필터링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 복수의 그룹으로 분할하는 단계는,
    인접한 QAM 신호가 서로 다른 그룹에 속하도록 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  14. 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 송신 장치로,
    복수의 그룹으로 분할된 상기 적어도 두 개의 QAM 신호 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키고, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키고, 상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하는 필터링부; 및
    상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 필터링부는,
    상기 각각의 그룹에 포함된 M/2개의 QAM 신호를, 인덱스 0부터 인덱스 K까지 할당되는 M/2*2K개의 신호로 확산시키고, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인덱스 (K+1)/2부터 인덱스 K-1까지의 신호를 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 필터링부는,
    상기 복수 개의 확산된 신호 중 적어도 하나의 신호를, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호 중 상기 적어도 하나의 신호와 동일한 인덱스를 갖는 신호와 교차하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 필터링부는,
    상기 각각의 그룹에 대하여 복소 관계를 갖는 서로 다른 필터를 이용하여 필터링하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  18. 필터뱅크 기반 다중 반송파(Filter Bank Multicarrier; FBMC) 통신 시스템에서의 수신 장치로,
    신호를 수신하는 통신부;
    상기 수신된 신호를 복수의 그룹으로 분할하여 각각 필터링을 수행하는 필터링부;
    상기 필터링 된 결과를 주파수 축에서 등화하여 적어도 하나의 두 개의 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation; QAM) 신호를 복원하는 등화부를 포함하되,
    상기 수신된 신호는,
    복수의 그룹으로 분할된 적어도 두 개의 QAM 신호를 각각을 주파수 축에서 복수 개의 신호로 확산시키고, 상기 복수 개의 확산된 신호 중, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 중첩되는 적어도 하나의 신호를, 상기 인접한 QAM 신호의 확산된 신호와 교차시키고, 상기 적어도 하나의 신호가 교차된 상기 복수 개의 확산된 신호를, 상기 복수의 그룹 별로 각각 필터링하고, 상기 필터링 된 상기 복수 개의 확산된 신호를 시간 축에서 중첩하여 전송되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 수신된 신호는,
    상기 각각의 그룹에 포함된 M/2개의 QAM 신호가, 인덱스 0부터 인덱스 K까지 할당되는 M/2*2K개의 신호로 확산되고, 상기 복수 개의 확산된 신호 중 적어도 하나의 신호가, 인접한 QAM 신호의 확산된 신호 중 상기 적어도 하나의 신호와 동일한 인덱스를 갖는 신호와 교차되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 필터링부는,
    상기 각각의 그룹에 대하여 복소 관계를 갖는 서로 다른 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
PCT/KR2015/008648 2014-08-19 2015-08-19 필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 qam 신호의 송수신 방법 및 그 장치 WO2016028077A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/505,244 US9893923B2 (en) 2014-08-19 2015-08-19 Method for transmitting and receiving QAM signal in filter bank-based multicarrier communication system, and apparatus therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2014-0107996 2014-08-19
KR1020140107996A KR102221940B1 (ko) 2014-08-19 2014-08-19 필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 qam 신호의 송수신 방법 및 그 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016028077A1 true WO2016028077A1 (ko) 2016-02-25

Family

ID=55350956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/008648 WO2016028077A1 (ko) 2014-08-19 2015-08-19 필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 qam 신호의 송수신 방법 및 그 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9893923B2 (ko)
KR (1) KR102221940B1 (ko)
WO (1) WO2016028077A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101785210B1 (ko) * 2016-06-10 2017-10-13 한국과학기술원 Qam-fbmc 시스템에서 간섭을 제어하는 방법 및 장치
KR102116347B1 (ko) * 2018-11-01 2020-05-28 영남대학교 산학협력단 필터뱅크 다중 반송파 기법을 위한 자원블록간 간섭 제거 방법 및 이를 이용한 장치
CN117278144B (zh) * 2023-11-22 2024-02-13 西安迅尔电子有限责任公司 一种侦察接收机低信噪比信号的检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050271152A1 (en) * 2004-06-05 2005-12-08 Samsung Electronics Co., Ltd. FBM-based multiple access technique
KR20080015786A (ko) * 2005-05-04 2008-02-20 톰슨 라이센싱 주파수 변환 장치 및 방법
US20120189036A1 (en) * 2009-10-02 2012-07-26 Conservatoire National Des Arts Et Metiers (Cnam) Systems for the multicarrier transmission of digital data and transmission methods using such systems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140127949A (ko) * 2013-04-26 2014-11-05 삼성전자주식회사 필터뱅크기반 다중반송파 통신시스템에서의 데이터 송수신 방법 및 장치
KR102245479B1 (ko) * 2013-09-27 2021-04-29 삼성전자 주식회사 필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 변조 신호 전송을 위한 송수신 방법 및 장치
US10476544B2 (en) * 2015-01-12 2019-11-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Signal transmission and receiving method, system and apparatus based on filter bank
FR3034936B1 (fr) * 2015-04-10 2017-05-05 Commissariat Energie Atomique Recepteur et methode de reception fbmc a faible latence de decodage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050271152A1 (en) * 2004-06-05 2005-12-08 Samsung Electronics Co., Ltd. FBM-based multiple access technique
KR20080015786A (ko) * 2005-05-04 2008-02-20 톰슨 라이센싱 주파수 변환 장치 및 방법
US20120189036A1 (en) * 2009-10-02 2012-07-26 Conservatoire National Des Arts Et Metiers (Cnam) Systems for the multicarrier transmission of digital data and transmission methods using such systems

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALPHAN SAHIN ET AL.: "a survey on prototype filter design for filter bank based multicarrier communications", PROCEEDINGS OF CORR, 14 December 2012 (2012-12-14), pages 1 - 22 *
HYUNGJU NAM ET AL.: "A new filter-bank multicarrier system for QAM signal transmission and reception", THE 2014 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATION (ICC 2014), 14 June 2014 (2014-06-14), Sydney, Australia, pages 5227 - 5230 *

Also Published As

Publication number Publication date
US9893923B2 (en) 2018-02-13
US20170272293A1 (en) 2017-09-21
KR102221940B1 (ko) 2021-03-04
KR20160022181A (ko) 2016-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102245479B1 (ko) 필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 변조 신호 전송을 위한 송수신 방법 및 장치
EP3537679B1 (en) Multi-window fast convolution processing
JP5809632B2 (ja) 帯域外放射の除去
WO2009157734A2 (en) Apparatus and method for data transmission using transmit diversity in sc-fdma system
CN101447961A (zh) 宽带无线通信中信号生成和信息传输方法、系统及装置
WO2013032244A2 (en) Methods and apparatus for channel estimation in mimo-ofdm communication system
WO2016023194A1 (zh) Fbmc信号的发送方法、接收方法和发射机以及接收机
WO2018199984A1 (en) Frequency-domain transmitters and receivers which adapt to different subcarrier spacing configurations
US9912515B2 (en) Packet transmission method and apparatus for use in filter bank-based multi-carrier wireless communication
WO2016028077A1 (ko) 필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 qam 신호의 송수신 방법 및 그 장치
CN108289069A (zh) 一种参考信号的传输方法、发送端和接收端
Mhedhbi et al. Analysis and evaluation of pattern division multiple access scheme jointed with 5G waveforms
WO2015046907A1 (ko) 필터뱅크 기반 다중 반송파 통신 시스템에서 변조 신호 전송을 위한 송수신 방법 및 장치
TW201434298A (zh) 產生ｏｆｄｍ資料信號的方法
CN109565679B (zh) Ofdm信号传输的复杂度降低
KR20050099905A (ko) 직교주파수분할 다중접속 시스템에서 고속 주파수 도약을위한 송수신 장치
WO2016039537A1 (ko) 필터뱅크 다중반송파 시스템에서 간섭 감쇄 또는 간섭 제거 방법 및 장치
JP6598146B2 (ja) 無線通信装置、無線モジュールおよびそれらを備える無線通信システム
WO2016039562A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 신호 송수신을 위한 변조/복조 장치 및 방법
CN1549472A (zh) 一种正交频分复用系统调制及解调装置
WO2016200095A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 필터 뱅크 다중 반송파 심벌들을 송신하기 위한 장치 및 방법
CN113132008B (zh) 面向高效移动前传的弹性带宽信道聚合分离方法及装置
CN106302301A (zh) 基于复数调制的fbmc信号发送和接收的方法及其装置
KR101499250B1 (ko) 직교 주파수 분할 다중 전송 방식의 주파수 효율 증가 장치및 방법
WO2010002192A2 (en) Apparatus for transmission and reception with transmit diversity using cyclic subcarrier shift

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15833592

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15505244

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15833592

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1