KR100978669B1 - Wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmitting/receiving system and multiple input multiple output system using the same - Google Patents

Wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmitting/receiving system and multiple input multiple output system using the same Download PDF

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Abstract

본 발명의 일측면은, 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬(serial to parallel) 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 역 웨이블릿 변조하는 역 웨이블릿 패킷 변조기와, 상기 역 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬(parallel to serial) 변환기, 및 상기 병직렬 변환기에서 출력되는 데이터를 압축하는 압축기를 포함하는 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신 시스템을 제공할 수 있다.

Figure R1020090002916

웨이블릿(wavelet), 직교주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

One aspect of the present invention is a serial-to-parallel converter for converting serial data into parallel data, an inverse wavelet packet modulator for inverse wavelet modulation of data output from the serial-to-parallel converter, and an inverse wavelet packet modulator in A wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmission system including a parallel to serial converter for converting parallel data output into serial data, and a compressor for compressing data output from the parallel serial converter.

Figure R1020090002916

Wavelet, Orthogonal Frequency Division Multiplexing

Description

웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송수신 시스템 및 이를 이용한 다중 입력 다중 출력 시스템{WAVELET ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING TRANSMITTING/RECEIVING SYSTEM AND MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SYSTEM USING THE SAME}WAVELET ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING TRANSMITTING / RECEIVING SYSTEM AND MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화 송수신 시스템 및 이를 이용한 다중 입력 다중 출력 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이블릿 변조 및 컴팬딩 이용한 직교 주파수 분할 다중화 송수신 시스템 및 이를 이용한 다중 입력 다중 출력 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplexing transmission and reception system and a multiple input multiple output system using the same, and more particularly, to an orthogonal frequency division multiplexing transmission and reception system using wavelet modulation and companding and a multiple input multiple output system using the same.

최근 고속 광대역 데이터 통신에 대한 요구가 높아짐에 따라 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 송수신기가 널리 사용되고 있다. 직교 주파수 분할 다중화 방식은 입력 비트열을 변조하여 그 변조된 파형을 다수의 반송파를 겹쳐진 형태로 전송하게 되는데, 이와 같은 변조는 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)을 통해서 효율적으로 수행된다.Recently, as the demand for high-speed broadband data communication increases, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transceiver is widely used. Orthogonal frequency division multiplexing modulates the input bit stream and transmits the modulated waveforms in the form of overlapping carriers. Such modulation is efficiently performed through a Fast Fourier Transform (FFT).

직교 주파수 분할 다중화 방식은 부반송파(subcarrier)의 합으로 신호가 구성되므로 부반송파의 개수에 비례하여 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 증가하게 되어 이는 송수신기의 송신단 및 증폭기의 설계에 큰 영향을 미치게 된다. 부반송파의 수에 따라 증가된 PAPR을 감소시키기 위한 종래 기술로는 신호를 특정 레벨 이상이 넘지 못하도록 하는 클립핑(Clipping) 방법과, 부반송파가 동일 위상이 되도록 최소화 즉, 송신단에서 각 부반송파들이 동일 위상으로 생성되는 것을 최소화하기 위하여 특정 코드를 이용하는 코딩(coding) 방법 및 심볼 스크램블링을 실행하는 스크램블링(scrambling) 방법 등이 제시되고 있다. In the orthogonal frequency division multiplexing, since the signal is composed of the sum of subcarriers, a peak to average power ratio (PAPR) increases in proportion to the number of subcarriers, which greatly affects the design of a transmitter and an amplifier of a transceiver. Conventional techniques for reducing PAPR increased according to the number of subcarriers include a clipping method for preventing a signal from exceeding a certain level, and minimizing the subcarriers to be in phase, i.e., generating each subcarrier in the same phase at the transmitting end. In order to minimize the need for coding, a coding method using a specific code, a scrambling method for performing symbol scrambling, and the like have been proposed.

그러나, 클립핑 방법의 경우 구현 시스템의 복잡도가 낮다는 장점이 있지만, 신호를 클립핑하였을 때 신호들의 직교성이 깨짐으로 인하여 수신단의 성능 저하를 유발하며 클립핑된 신호의 대역 외 스펙트럼이 증가하는 단점을 가지며, 코딩 방법의 경우 특정 코드를 사용하여야 하므로 최적화된 채널 부호를 사용하지 못함으로 인해 성능 극대화를 이룩하기 어려운 단점이 있고, 스크램블링 방법의 경우 반송파의 수가 클수록 얻게되는 성능상의 이득이 제한되는 단점이 있다. However, the clipping method has an advantage that the complexity of the implementation system is low. However, when the signal is clipped, the orthogonality of the signals is broken, causing the performance of the receiver to be degraded, and the out-of-band spectrum of the clipped signal increases. In the case of a coding method, it is difficult to achieve maximum performance due to a failure to use an optimized channel code because a specific code is used, and in the case of a scrambling method, a performance gain obtained is limited as the number of carriers is large.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 시스템의 복잡도를 감소시키고 동시에 PAPR을 효과적으로 감쇄시킬 수 있는 웨이블릿 직교 주파수 분할 다중 송신 시스템 및 수신 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmission system and a reception system capable of reducing the complexity of the system and at the same time effectively attenuating PAPR.

본 발명의 일측면은, 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬(serial to parallel) 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 역 웨이블릿 변조하는 역 웨이블릿 패킷 변조기와, 상기 역 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬(parallel to serial) 변환기, 및 상기 병직렬 변환기에서 출력되는 데이터를 압축하는 압축기를 포함하는 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신 시스템을 제공할 수 있다.One aspect of the present invention is a serial-to-parallel converter for converting serial data into parallel data, an inverse wavelet packet modulator for inverse wavelet modulation of data output from the serial-to-parallel converter, and an inverse wavelet packet modulator in A wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmission system including a parallel to serial converter for converting parallel data output into serial data, and a compressor for compressing data output from the parallel serial converter.

상기 압축기는, 기설정된 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식에 의해 비선형 전달함수의 특성이 결정될 수 있다. In the compressor, the characteristics of the nonlinear transfer function may be determined by a predetermined quadrature amplitude modulation (QAM) scheme.

상기 비선형 전달함수는, 부반송파의 수에 따라 특성이 결정되는 A-law 또는 μ-law 기반의 비선형 전달함수일 수 있다. The nonlinear transfer function may be an A-law or μ-law based nonlinear transfer function whose characteristics are determined according to the number of subcarriers.

본 발명의 다른 측면은, 안테나에서 수신된 고주파 신호를 신장시키는 신장기와, 상기 신장기에서 출력되는 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 웨이블릿 변조하는 웨이블릿 패킷 변조기, 및 상기 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬 변환기를 포함하는 직교주파수 분할 다중화 수신 시스템을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, an stretcher for stretching a high frequency signal received from an antenna, a serial-to-parallel converter for converting serial data output from the stretcher into parallel data, and a wavelet for wavelet-modulating the data output from the serial-to-parallel converter An orthogonal frequency division multiplexing receiving system including a packet modulator and a parallel-to-serial converter converting parallel data output from the wavelet packet modulator into serial data can be provided.

상기 신장기는, 상기 안테나에서 수신된 고주파 신호를 송신하는 송신 시스템의 압축기의 비선형 전달함수의 역의 값으로 비선형 전달함수가 결정될 수 있다. The extender may determine the nonlinear transfer function as the inverse of the nonlinear transfer function of the compressor of the transmission system transmitting the high frequency signal received at the antenna.

본 발명의 또 다른 측면은, 각각 서로 다른 안테나에 연결되어 다중 입력 신호를 송신하는 복수개의 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신부를 포함하는 송신 시스템, 및 상기 복수개의 송신부에서 송신된 신호를 각각 수신하는 복수개의 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 수신부를 포함하는 수신 시스템을 포함하는 다중 입력 다중 출력 시스템에 있어서, 상기 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신부는, 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 역 웨이블릿 변조하는 역 웨이블릿 패킷 변조기와, 상기 역 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬 변환기, 및 상기 병직렬 변환기에서 출력되는 데이터를 압축하는 압축기를 포함하고, 상기 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 수신부는, 안테나에서 수신된 고주파 신호를 신장시키는 신장기와, 상기 신장기에서 출력되는 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 웨이블릿 변조하는 웨이블릿 패킷 변조기, 및 상기 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 입력 다중 출력 시스템을 제공할 수 있다. Still another aspect of the present invention provides a transmission system including a plurality of wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmitters each connected to different antennas to transmit multiple input signals, and a plurality of receivers each receiving signals transmitted from the plurality of transmitters. A multiple input multiple output system including a receiving system including a wavelet quadrature multiplexing receiver, wherein the wavelet quadrature multiplexing transmitter comprises: a serial to parallel converter for converting serial data into parallel data; An inverse wavelet packet modulator for inverse wavelet modulation of the data to be converted, a parallel-to-serial converter for converting parallel data output from the inverse wavelet packet modulator into serial data, and a compressor for compressing data output from the parallel-to-serial converter; The wavelet The orthogonal frequency division multiplexing receiver comprises: an expander for stretching a high frequency signal received from an antenna, a serial-to-parallel converter for converting serial data output from the stretcher into parallel data, and a wavelet for wavelet-modulating the data output from the parallel-to-parallel converter. And a parallel modulator for converting parallel data output from the wavelet packet modulator into serial data.

상기 압축기는, 기설정된 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식에 의해 비선형 전달함수의 특성이 결정되는 것일 수 있다. The compressor may be one in which the characteristics of the nonlinear transfer function are determined by a predetermined quadrature amplitude modulation (QAM) scheme.

상기 비선형 전달함수는, 부반송파의 수에 따라 특성이 결정되는 A-law 또는 μ-law 기반의 비선형 전달함수일 수 있다. The nonlinear transfer function may be an A-law or μ-law based nonlinear transfer function whose characteristics are determined according to the number of subcarriers.

상기 신장기는, 상기 압축기의 비선형 전달함수의 역의 값으로 비선형 전달함수가 결정될 수 있다. The expander may determine the nonlinear transfer function as the inverse of the nonlinear transfer function of the compressor.

본 발명에 따르면, 시스템의 복잡도를 감소시키고 동시에 PAPR을 효과적으로 감쇄시킬 수 있는 웨이블릿 직교 주파수 분할 다중화 송수신 시스템 및 다중 입력 다중 출력 시스템을 얻을 수 있다.According to the present invention, a wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmission / reception system and a multiple input multiple output system capable of reducing the complexity of the system and at the same time effectively attenuating PAPR can be obtained.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은, 본 발명의 일측면에 따른 직교주파수 분할 다중화 송신 시스템의 일실시형태의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of an orthogonal frequency division multiplexing transmission system according to an aspect of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 직교주파수 분할 다중화 송신 시스템(100)은 직병렬 변환기(110), 역 웨이블릿 변조기(120), 병직렬 변환기(130), 및 압축기(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, an orthogonal frequency division multiplexing transmission system 100 according to the present embodiment may include a serial to parallel converter 110, an inverse wavelet modulator 120, a parallel to serial converter 130, and a compressor 140. Can be.

상기 직병렬(serial to parallel) 변환기(110)는, 직렬 디지털 데이터를 병렬 디지털 데이터로 변환하여 디지털 데이터 각각의 심벌열을 각각 서브 캐리어 송신 정보로 변환할 수 있다. The serial to parallel converter 110 may convert serial digital data into parallel digital data to convert symbol strings of the digital data into subcarrier transmission information.

상기 역 웨이블릿 변조기(120)는, 상기 직병렬 변환기(110)에서 출력되는 신호를 역 웨이블릿 변환하여 1 심볼 기간에서의 시간축상의 송신 파형의 샘플값을 출력할 수 있다. The inverse wavelet modulator 120 may inverse wavelet transform a signal output from the serial-to-parallel converter 110 to output a sample value of a transmission waveform on a time axis in one symbol period.

푸리에 변환(Fourier Transform)에 의한 멀티 캐리어 파형보다 웨이블릿(Wavelet) 변환에 의한 멀티 캐리어 파형이 메인로브와 인접 서브채널의 사이드 로브의 차가 크다. 따라서, 웨이블릿 변환을 이용하면 수신시의 감도가 각각 사이드 로브마다 커지고, 결과로서 채널 용량이나 전송 레이트를 크게할 수 있다. 또한, 푸리에 변환의 파형은 (SinX)/X의 파형인데 대해서, 이산 웨이블릿 멀티 캐리 어 변조의 주파수 스펙트럼은 다반송파 시스템에서 이상으로 하는 협대역 스펙트럼에 매우 근사하다.The difference between the main lobe and the side lobe of the adjacent subchannel is larger in the multicarrier waveform by the wavelet transform than the multicarrier waveform by the Fourier transform. Therefore, when wavelet transform is used, the sensitivity at the time of reception becomes larger for each side lobe, and as a result, the channel capacity and the transmission rate can be increased. In addition, while the waveform of the Fourier transform is a waveform of (SinX) / X, the frequency spectrum of the discrete wavelet multi-carrier modulation is very close to the narrow-band spectrum which is abnormal in a multicarrier system.

푸리에 변환을 이용한 다반송파 시스템에서는 사이드 로브가 크므로 이것에 의한 열화는 많은 채널에 영향을 미칠 수 있다. 푸리에 변환을 이용하는 시스템에서는 열화하는 서브 채널수가 50 내지 100 채널 이상으로 될 수 있다. 잡음 레벨에 따라 다르겠지만 웨이블릿 변환의 다반송파 시스템에서는 열화하는 서브 채널수가 약 5채널 정도로 될 수 있다. 따라서, 웨이블릿 변환을 이용하는 경우에는 푸리에 변환을 이용하는 것보다 서브 채널의 대역폭을 좁게 할 수 있으므로 더욱더 통신 용량의 증대가 가능해질 수 있다. In a multicarrier system using Fourier transform, the side lobe is large, so that deterioration may affect many channels. In a system using Fourier transform, the number of deteriorating subchannels may be 50 to 100 or more channels. Depending on the noise level, in a multicarrier system with wavelet transform, the number of deteriorating subchannels may be about 5 channels. Accordingly, when the wavelet transform is used, the bandwidth of the subchannel can be narrowed rather than using the Fourier transform, and thus the communication capacity can be further increased.

상기 병직렬(parallel to serial) 변환기(130)는, 상기 역 웨이블릿 변조기(120)를 통과한 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환할 수 있다.The parallel to serial converter 130 may convert parallel data passed through the inverse wavelet modulator 120 into serial data.

상기 압축기(140)는, 비선형 전달함수를 이용하여 상기 병직렬 변환기(130)로부터 입력되는 데이터를 압축할 수 있다. 상기 압축기는 하이 피크(high peak)를 압축하고 로우 피크(low peak)를 늘려 상기 웨이블릿 직교 주파수 분할 다중화 출력 심볼의 다이나믹 레인지를 감소시켜 PAPR을 감소시킬 수 있다.The compressor 140 may compress data input from the parallel-to-serial converter 130 using a nonlinear transfer function. The compressor may reduce PAPR by compressing a high peak and increasing a low peak to reduce the dynamic range of the wavelet orthogonal frequency division multiplexed output symbol.

상기 압축기는, 기설정된 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식에 의해 비선형 전달함수의 특성이 결정될 수 있으며, 상기 비선형 전달함수는, 부반송파의 수에 따라 특성이 결정되는 A-law 또는 μ-law 기반의 비선형 전달함수일 수 있다. 상기 A-law 알고리즘은 유럽형 디지털 통신 시스템에서 주로 사용되며, μ-law 알고리즘은 미국이나 일본에서 주로 사용되는 방법으로, 아날로그 신호의 다이나믹 레인지(dynamic range)를 디지털화할 때 신호대 양자화 잡음비를 향상시키기 위해 사용되는 표준 컴팬딩 알고리즘이다.The compressor may determine the characteristics of the nonlinear transfer function by a predetermined Quadrature Amplitude Modulation (QAM) scheme, and the nonlinear transfer function may be an A-law or μ-law-based nonlinear type whose characteristics are determined according to the number of subcarriers. It can be a transfer function. The A-law algorithm is mainly used in European digital communication systems, and the μ-law algorithm is mainly used in the United States or Japan to improve the signal-to-quantization noise ratio when digitizing the dynamic range of analog signals. Standard companding algorithm used.

Figure 112009002338605-pat00001
Figure 112009002338605-pat00001

Figure 112009002338605-pat00002
Figure 112009002338605-pat00002

상기 수학식1은, A-law 기반의 비선형 전달함수를 나타낸다. 여기서, x는 입력을 나타내고, A는 압축 파라미터를 나타낸다. 예를들어 유럽 디지털 통신 시스템의 경우, 상기 A 는 87.7 또는 87.6 을 표준으로 사용할 수 있다. Equation 1 represents an A-law based nonlinear transfer function. Where x represents an input and A represents a compression parameter. For example, for a European digital communication system, A may use 87.7 or 87.6 as a standard.

Figure 112009002338605-pat00003
Figure 112009002338605-pat00003

상기 수학식2는, μ-law 기반의 비선형 전달함수를 나타낸다. 여기서, x는 입력을 나타내고, μ는 압축 파라미터를 나타낸다. 예를들어, 미국 및 일본의 디지 털 통신 시스템의 경우 상기 μ는 255를 표준으로 사용할 수 있다.Equation 2 shows a non-linear transfer function based on μ-law. Where x represents the input and μ represents the compression parameter. For example, for digital communication systems in the United States and Japan, the μ may use 255 as a standard.

상기 압축기(140)를 통과한 신호는 양자화기(미도시)로 입력되어 양자화 될 수 있다. 상기 양자화된 신호는 클리핑기에서 클리핑되어 디지털-아날로그 변환기에서 아날로그 신호로 변환된 후 고주파 송신기에 의해 송출될 수 있다.The signal passing through the compressor 140 may be input to a quantizer (not shown) and quantized. The quantized signal may be clipped in a clipper, converted into an analog signal in a digital-to-analog converter, and then transmitted by a high frequency transmitter.

본 실시형태에서는, 역웨이블릿 변조된 신호를 압축기를 통과시킴으로서 상기 웨이블릿 직교 주파수 분할 다중화 출력 심볼의 다이나믹 레인지를 감소시켜 PAPR을 감소시킬 수 있다.In the present embodiment, the PAPR can be reduced by reducing the dynamic range of the wavelet orthogonal frequency division multiplexed output symbol by passing an inverse wavelet modulated signal through the compressor.

도 2는, 본 발명의 다른 측면에 따른 직교주파수 분할 다중화 수신 시스템의 일실시 형태의 구성도이다.2 is a configuration diagram of an embodiment of an orthogonal frequency division multiplexing receiving system according to another aspect of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 직교주파수 분할 다중화 수신 시스템(200)은 병직렬 변환기(210), 웨이블릿 변조기(220), 직병렬 변환기(230), 및 신장기(240)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, an orthogonal frequency division multiplexing receiving system 200 according to the present embodiment may include a parallel-to-serial converter 210, a wavelet modulator 220, a parallel-to-parallel converter 230, and an extender 240. have.

고주파 수신기가 안테나로부터 고주파 신호를 수신하면 아날로그-디지털 변환기는 상기 고주파 신호를 양자화하여 신장기로 입력시킬 수 있다.When the high frequency receiver receives the high frequency signal from the antenna, the analog-to-digital converter may quantize the high frequency signal and input the same to the expander.

상기 신장기(240)는, 양자화된 데이터에 대해 송신 시스템에서의 변형을 복원할 수 있다. 상기 신장기는, 상기 수신 시스템에서 수신되는 신호를 송신하는 송신 시스템의 압축기의 비선형 전달함수의 역의 값으로 비선형 전달함수가 결정될 수 있다. 본 실시형태에서는, 상기 도 1에서 개시된 송신 시스템의 비선형 전달함수의 역의 값으로 구현될 수 있다. The decompressor 240 can recover the deformation in the transmission system for the quantized data. The expander may determine the nonlinear transfer function as a value of the inverse of the nonlinear transfer function of the compressor of the transmitting system transmitting the signal received at the receiving system. In this embodiment, it may be implemented as the inverse of the nonlinear transfer function of the transmission system disclosed in FIG.

Figure 112009002338605-pat00004
Figure 112009002338605-pat00004

Figure 112009002338605-pat00005
Figure 112009002338605-pat00005

상기 수학식3은, 상기 신장기에서의 A-law 기반의 비선형 전달함수를 나타낸다. 여기서, y는 입력을 나타내고, A는 신장 파라미터를 나타낸다. 예를들어 유럽 디지털 통신 시스템의 경우, 상기 A 는 87.7 또는 87.6 을 표준으로 사용할 수 있다. Equation 3 represents an A-law based nonlinear transfer function in the stretcher. Where y represents an input and A represents an expansion parameter. For example, for a European digital communication system, A may use 87.7 or 87.6 as a standard.

Figure 112009002338605-pat00006
Figure 112009002338605-pat00006

상기 수학식4는, 상기 신장기에서의 μ-law 기반의 비선형 전달함수를 나타낸다. 여기서, y는 입력을 나타내고, μ는 신장 파라미터를 나타낸다. 예를들어, 미국 및 일본의 디지털 통신 시스템의 경우 상기 μ는 255를 표준으로 사용할 수 있다.Equation 4 represents a μ-law based nonlinear transfer function in the stretcher. Where y represents the input and μ represents the stretch parameter. For example, for digital communication systems in the United States and Japan, the μ may use 255 as a standard.

상기 직병렬 변환기(230)는, 상기 신장기(240)에서 출력되는 직렬 디지털 데이터를 병렬 디지털 데이터로 변환하여 상기 웨이블릿 변조기(220)에 입력시킬 수 있다.The serial-to-parallel converter 230 may convert serial digital data output from the expander 240 into parallel digital data and input the same to the wavelet modulator 220.

상기 웨이블릿 변조기(220)는 병렬 디지털 데이터를 웨이블릿 변환 처리하여 복조하고 그 복조된 데이터를 병직렬 변환기(210)로 입력시킬 수 있다. 상기 웨이블릿 변조기(220)에서는 서브 캐리어마다의 신호점 데이터를 얻을 수 있다. The wavelet modulator 220 may perform wavelet transform processing on the parallel digital data to demodulate and input the demodulated data to the parallel-to-serial converter 210. The wavelet modulator 220 can obtain signal point data for each subcarrier.

웨이블릿 변환을 이용하면 수신시의 감도가 각각 사이드 로브마다 커지고, 결과로서 채널 용량이나 전송 레이트를 크게할 수 있다. 또한, 이산 웨이블릿 멀티 캐리어 변조의 주파수 스펙트럼은 다반송파 시스템에서 이상으로 하는 협대역 스펙트럼에 매우 근사한 값을 얻을 수 있다.By using wavelet transform, the sensitivity at the time of reception becomes larger for each side lobe, and as a result, the channel capacity and the transmission rate can be increased. In addition, the frequency spectrum of the discrete wavelet multicarrier modulation can obtain a value very close to the narrow-band spectrum which is abnormal in the multicarrier system.

상기 병직렬 변환기(210)는 상기 웨이블릿 변조기(220)에서 출력된 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하는 것으로서, 송신기와 반대의 프로세스를 거쳐 디지털 데이터를 재생할 수 있다. The parallel-to-serial converter 210 converts a parallel signal output from the wavelet modulator 220 into a serial signal, and reproduces digital data through a process opposite to that of the transmitter.

도 3의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 다중 입력 다중 출력 시스템의 일실시 형태에서 송신 시스템 및 수신 시스템의 구성도이다.3A and 3B are schematic diagrams of a transmission system and a reception system in one embodiment of a multiple input multiple output system according to another aspect of the present invention.

도 3의 (a)를 참조하면, 상기 송신 시스템은, 인코더(330), 매퍼(340), 디먹스(350) 및 각각 서로 다른 안테나에 연결되어 다중 입력 신호를 송신하는 복수개의 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신부(311,312)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3A, the transmission system includes a plurality of wavelet quadrature frequency divisions connected to an encoder 330, a mapper 340, a demux 350, and different antennas to transmit multiple input signals. It may include a multiplexing transmitter (311, 312).

입력 비트 스트림이 인코더(330)로 입력되면, 상기 인코더(330)는 비트스트림 데이터를 일 형태로부터 송신, 저장 또는 프로세싱하기에 적절한 형태로 변형할 수 있다. 상기 매퍼(340)는, 일 그룹의 비트들을 수집하고 그들을 단일 변조 심볼로 변형시킬 수 있다. 상기 디먹스(350)는, 상기 매퍼에서 변형된 심볼을 복수개의 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신부(311, 312)에 전달할 수 있다. When an input bit stream is input to the encoder 330, the encoder 330 may transform the bitstream data from one form into a form suitable for transmission, storage or processing. The mapper 340 may collect a group of bits and transform them into a single modulation symbol. The demux 350 may transmit a symbol modified in the mapper to a plurality of wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmitters 311 and 312.

상기 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신부(311, 312)는, 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 역 웨이블릿 변조하는 역 웨이블릿 패킷 변조기와, 상기 역 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬 변환기, 및 상기 병직렬 변환기에서 출력되는 데이터를 압축하는 압축기를 포함할 수 있다.The wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmitters 311 and 312 may include a serial-to-parallel converter for converting serial data into parallel data, an inverse wavelet packet modulator for inverse wavelet-modulated data output from the serial-to-parallel converter, and the inverse wavelet packet. And a parallel-to-serial converter converting parallel data output from the modulator into serial data, and a compressor for compressing the data output from the parallel-to-serial converter.

도 3의 (b)를 참조하면, 상기 수신 시스템은, 복수개의 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 수신부(321, 322), 신호 감지부(360), 디매퍼(370) 및 디코더(380)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3B, the receiving system may include a plurality of wavelet orthogonal frequency division multiplexing receivers 321 and 322, a signal detector 360, a demapper 370, and a decoder 380. have.

상기 복수개의 웨이블릿 직교 주파수 분할 다중화 수신부(321, 322)는, 각각 서로 다른 안테나에 연결되어 상기 송신부에서 송신되는 다중 신호를 수신할 수 있다. The plurality of wavelet orthogonal frequency division multiplexing receivers 321 and 322 may be connected to different antennas to receive multiple signals transmitted from the transmitter.

상기 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 수신부(321, 322)는, 안테나에서 수신된 고주파 신호를 신장시키는 신장기와, 상기 신장기에서 출력되는 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 웨이블릿 변조하는 웨이블릿 패킷 변조기, 및 상기 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬 변환기를 포함할 수 있다. The wavelet orthogonal frequency division multiplexing receivers 321 and 322 may include an expander for extending a high frequency signal received from an antenna, a serial-to-parallel converter for converting serial data output from the stretcher into parallel data, and an output from the parallel-to-parallel converter. A wavelet packet modulator for wavelet modulating the data, and a parallel-to-serial converter for converting parallel data output from the wavelet packet modulator into serial data.

상기 신호 감지부(360)는, 상기 복수개의 직교주파수 분할 다중화 수신부 각각에서 수신된 신호를 하나의 출력 신호로 출력할 수 있다. 상기 디매퍼(370)는, 단일 변조 심볼을 일 그룹의 비트들로 변형시킬 수 있다. 상기 디코더(380)는 인코더의 역을 행하여 원래의 정보가 복구될 수 있도록 인코딩된 데이터를 원상태로 돌릴 수 있다. The signal detector 360 may output a signal received by each of the plurality of orthogonal frequency division multiplexing receivers as one output signal. The demapper 370 may transform a single modulation symbol into a group of bits. The decoder 380 may reverse the encoder to undo the encoded data so that the original information can be recovered.

본 실시형태에 따른 다중 입력 다중 출력 시스템은 V-BLAST(Vertical-Bell laboratories Layered Space Time) 시스템일 수 있다. 본 실시형태에 따른 다중 입력 다중 출력 시스템은 각각의 웨이블릿 직교 주파수 분할 다중화 채널에 컴팬딩(companding) 기술을 적용시킴으로서 상기 시스템의 PAPR을 줄일 수 있다. The multiple input multiple output system according to the present embodiment may be a vertical-bell laboratories layered space time (V-BLAST) system. The multiple input multiple output system according to the present embodiment can reduce the PAPR of the system by applying a companding technique to each wavelet orthogonal frequency division multiplexing channel.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위 에 속한다고 할 것이다. It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.

도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 수신 시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a wavelet orthogonal frequency division multiplexing receiving system according to another embodiment of the present invention.

도 3의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 또 다른 실시형태인 다중 입력 다중 출력 시스템의 송신 시스템 및 수신 시스템이다. 3 (a) and 3 (b) are a transmission system and a reception system of a multiple input multiple output system according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

110 : 직병렬 변환기 120 : 역 웨이블릿 변조기110: serial-to-parallel converter 120: inverse wavelet modulator

130 : 병직렬 변환기 140 : 압축기130: parallel-to-serial converter 140: compressor

220 : 웨이블릿 변조기 240 : 신장기220: wavelet modulator 240: stretcher

Claims (9)

직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬(serial to parallel) 변환기;A serial to parallel converter for converting serial data into parallel data; 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 역 웨이블릿 변조하는 역 웨이블릿 패킷 변조기;An inverse wavelet packet modulator for inverse wavelet modulating data output from the serial-to-parallel converter; 상기 역 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬(parallel to serial) 변환기; 및A parallel to serial converter for converting parallel data output from the inverse wavelet packet modulator into serial data; And 상기 병직렬 변환기에서 출력되는 데이터를 압축하는 압축기Compressor for compressing the data output from the parallel-to-serial converter 를 포함하는 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신 시스템.Wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmission system comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압축기는,The compressor, 기설정된 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식에 의해 비선형 전달함수의 특성이 결정되는 것을 특징으로 하는 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신 시스템.Wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmission system characterized in that the characteristics of the nonlinear transfer function is determined by a predetermined Quadrature Amplitude Modulation (QAM) method. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 비선형 전달함수는,The nonlinear transfer function is 부반송파의 수에 따라 특성이 결정되는 A-law 또는 μ-law 기반의 비선형 전달함수인 것을 특징으로 하는 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신 시스템.Wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmission system characterized in that the non-linear transfer function based on the A-law or μ-law characterized by the number of subcarriers. 안테나에서 수신된 고주파 신호를 신장시키는 신장기;An expander for extending a high frequency signal received at the antenna; 상기 신장기에서 출력되는 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬(serial to parallel) 변환기;A serial to parallel converter for converting serial data output from the expander into parallel data; 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 웨이블릿 변조하는 웨이블릿 패킷 변조기; 및A wavelet packet modulator for wavelet modulating data output from the serial-to-parallel converter; And 상기 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬(parallel to serial) 변환기Parallel to serial converter for converting parallel data output from the wavelet packet modulator into serial data 를 포함하는 직교주파수 분할 다중화 수신 시스템.Orthogonal frequency division multiplexing receiving system comprising a. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 신장기는,The stretcher, 상기 안테나에서 수신된 고주파 신호를 송신하는 송신 시스템의 압축기의 비선형 전달함수의 역의 값으로 비선형 전달함수가 결정되는 것을 특징으로 하는 직교주파수 분할 다중화 수신 시스템.Orthogonal frequency division multiplexing reception system, characterized in that the nonlinear transfer function is determined as the inverse of the nonlinear transfer function of the compressor of the transmission system for transmitting the high frequency signal received by the antenna. 각각 서로 다른 안테나에 연결되어 다중 입력 신호를 송신하는 복수개의 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신부를 포함하는 송신 시스템; 및A transmission system including a plurality of wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmitters respectively connected to different antennas to transmit multiple input signals; And 상기 복수개의 송신부에서 송신된 신호를 각각 수신하는 복수개의 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 수신부를 포함하는 수신 시스템Receiving system including a plurality of wavelet orthogonal frequency division multiplexing receiving unit for receiving the signals transmitted from the plurality of transmitters, respectively 을 포함하는 다중 입력 다중 출력 시스템에 있어서,In the multiple input multiple output system comprising: 상기 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 송신부는, 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 역 웨이블릿 변조하는 역 웨이블릿 패킷 변조기와, 상기 역 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬 변환기, 및 상기 병직렬 변환기에서 출력되는 데이터를 압축하는 압축기를 포함하고,The wavelet orthogonal frequency division multiplexing transmitter comprises: a serial / parallel converter for converting serial data into parallel data, an inverse wavelet packet modulator for inverse wavelet modulation of data output from the serial-to-parallel converter, and a parallel output from the inverse wavelet packet modulator. A parallel-to-serial converter for converting data into serial data, and a compressor for compressing data output from the parallel-to-serial converter, 상기 웨이블릿 직교주파수 분할 다중화 수신부는, 안테나에서 수신된 고주파 신호를 신장시키는 신장기와, 상기 신장기에서 출력되는 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환기와, 상기 직병렬 변환기에서 출력되는 데이터를 웨이블릿 변조하는 웨이블릿 패킷 변조기, 및 상기 웨이블릿 패킷 변조기에서 출력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병직렬 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 입력 다중 출력 시스템.The wavelet orthogonal frequency division multiplexing receiver comprises: an expander for stretching a high frequency signal received from an antenna, a serial-to-parallel converter for converting serial data output from the stretcher into parallel data, and wavelet-modulated data output from the serial-to-parallel converter. And a parallel converter configured to convert parallel data output from the wavelet packet modulator into serial data. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 압축기는,The compressor, 기설정된 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식에 의해 비선형 전달함수의 특성이 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 다중 출력 시스템.Multiple input multiple output system, characterized in that the characteristics of the non-linear transfer function is determined by a predetermined Quadrature Amplitude Modulation (QAM) method. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 비선형 전달함수는,The nonlinear transfer function is 부반송파의 수에 따라 특성이 결정되는 A-law 또는 μ-law 기반의 비선형 전달함수인 것을 특징으로 하는 다중 입력 다중 출력 시스템.A multi-law multi-output system characterized in that the A-law or μ-law based nonlinear transfer function is characterized by the number of subcarriers. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 신장기는,The stretcher, 상기 압축기의 비선형 전달함수의 역의 값으로 비선형 전달함수가 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 다중 출력 시스템.And the nonlinear transfer function is determined by the inverse of the nonlinear transfer function of the compressor.
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