KR101103478B1 - Cooperative communication system using m-ary dcm modulation based on orthogonal frequency division??multiplexing and method thereof - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A cooperative communication system which uses an M-ary dual carrier modulation(DCM) process based on orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) and a method thereof are provided to increase reliability without degradation of a transmission rate, thereby performing super-speed communications with high reliability using low power and costs. CONSTITUTION: An object terminal respectively calculates the distance between four candidate bit strings displayed in a constellation of a QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) mapper and a first signal(S751). The object terminal respectively calculates the distance between the four candidate bit strings displayed in the constellation of the QPSK mapper and a second signal(S752). The object terminal respectively calculates the distance between sixteen candidate bit strings displayed in the constellation of a DCM(Dual Carrier Modulation) mapper and a third signal(S753). The object terminal respectively calculates the distance between the sixteen candidate bit strings displayed in the constellation of the DCM mapper and a fourth signal(S754). The object terminal adds each distance value corresponding to each of the sixteen candidate bit strings(S755). The object terminal estimates a candidate bit string which has a minimum distance sum as an original signal(S756).

Description

ＯＦＤＭ에 기반한 Ｍ진 ＤＣＭ 변조를 이용하는 협력 통신 시스템 및 그 방법 {COOPERATIVE COMMUNICATION SYSTEM USING M-ARY DCM modulation BASED ON ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION　MULTIPLEXING AND METHOD THEREOF} Cooperative communication system using MDF DCM modulation based on OPDM and method thereof {COOPERATIVE COMMUNICATION SYSTEM USING M-ARY DCM modulation BASED ON ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양방향 통신이 가능한 직교 주파수 분할 다중 변조(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 방식을 기반으로 하는 협력 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooperative communication system using M-ary DCM modulation, and more particularly, to a cooperative communication system based on an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) scheme capable of bidirectional communication.

차세대 무선 시스템 전송 기술인 다중 입출력 시스템 (Multi-Input Multi-Output: MIMO system)은 송수신단에 설치된 여러 개의 안테나를 이용해 대역폭의 증가 없이 전송률을 증대시키고 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 단말의 크기 또는 비용 제한 때문에 대부분의 실제 무선 통신에서는 다중 안테나 지원이 힘들다. 따라서 이를 해결하기 위해서 하나의 안테나를 갖고 있는 단말 간 서로 협동하여 가상의 다중 입출력 시스템을 만들어 데이터 전송률을 높이고 수신 성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 논의 되고 있다. Multi-Input Multi-Output (MIMO system), a next-generation wireless system transmission technology, uses multiple antennas installed at the transceiver to increase transmission rate and improve reception performance without increasing bandwidth. However, due to terminal size or cost limitation, it is difficult to support multiple antennas in most actual wireless communications. Therefore, in order to solve this problem, researches for improving data transmission rate and improving reception performance by making a virtual multi-input / output system in cooperation with each other having a single antenna have been actively discussed.

협력 통신에서는 다양한 다중 입출력(MIMO) 기술을 적용하여 협력 다이버시티(Cooperative Diversity) 또는 멀티플렉싱 이득 또한 얻을 수 있게 된다.In cooperative communication, various multiple input / output (MIMO) technologies are applied to obtain cooperative diversity or multiplexing gain.

협력 통신은 송신기가 수신기와 통신하는 것을 다른 송신기가 도움으로써 신뢰성이 향상된 통신을 하는 것이 목적이다. 일반적으로 협력통신의 구성은 송신 단말, 중계 단말 및 목적 단말로 구성되며, 협력 통신의 간단한 절차는 다음과 같다.Cooperative communication aims to improve reliability by helping another transmitter to communicate with the receiver. In general, the cooperative communication is composed of a transmitting terminal, a relay terminal, and a destination terminal. A simple procedure of the cooperative communication is as follows.

제1 단계는 송신 단말의 브로드캐스트 단계로서, 송신 단말은 중계 단말과 목적 단말로 보내고자 하는 정보를 전송한다. 제2 단계는 중계 단말의 브로드캐스트 단계로서, 중계 단말은 송신 단말과 목적 단말로 보내고자 하는 정보를 전송한다. The first step is a broadcast step of a transmitting terminal, and the transmitting terminal transmits information to be sent to the relay terminal and the target terminal. The second step is a broadcast step of the relay terminal, where the relay terminal transmits information to be sent to the transmitting terminal and the target terminal.

제3 단계와 제4 단계는 협력 통신 단계로서, 제3 단계는 중계 단말이 제1 단계에서 송신 단말로부터 받은 정보를 추정하여 목적 단말로 전송하는 단계이다. 제4 단계는 송신 단말이 제2 단계에서 중계 단말로부터 받은 정보를 추정하여 목적 단말로 전송하는 단계이다. The third step and the fourth step are cooperative communication steps, and the third step is a step in which the relay terminal estimates the information received from the transmitting terminal in the first step and transmits the information to the target terminal. In the fourth step, the transmitting terminal estimates the information received from the relay terminal in the second step and transmits the information to the target terminal.

이와 같이 종래 기술에 따른 협력 통신에 있어서 협력 통신을 이용하면 협력 다이버시티를 얻을 수 있게 된다. 그러나 소비자 QoS 요구 증가로 인해 처리율이 높거나 신뢰도가 높은 시스템의 구현이 요구되고 있다.As described above, when cooperative communication is used in cooperative communication according to the prior art, cooperative diversity can be obtained. However, as the demand for consumer QoS increases, the implementation of a system with high throughput or high reliability is required.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신뢰도를 최대화 할 수 있는 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooperative communication system and method using M-based DCM modulation based on OFDM capable of maximizing reliability.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따르면, OFDM에 기반하여 목적 단말이 송신 단말 및 중계 단말과 협력 통신하는 방법에 있어서, 상기 송신 단말로부터 QAM 방식으로 변조된 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호와 후보 비트열들 사이의 거리를 각각 구하는 단계, 상기 중계 단말로부터 상기 QAM 방식으로 변조된 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호와 후보 비트열들 사이의 거리를 각각 구하는 단계, 상기 송신 단말로부터 M-DCM 방식으로 변조된 제3 신호와 후보 비트열들 사이의 거리를 각각 구하는 단계, 상기 중계 단말로부터 상기 M-DCM 방식으로 변조된 제4 신호를 수신하고, 상기 제4 신호와 후보 비트열들 사이의 거리를 각각 구하는 단계, 그리고 상기 각각의 후보 비트열들에 대하여 상기 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호 및 제4 신호 사이의 거리의 총합을 구하고, 거리의 총합이 최소가 되는 비트열을 원 신호로 추정하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention for solving this problem, in a method for cooperative communication with a transmitting terminal and a relay terminal based on OFDM, receiving a first signal modulated by the QAM method from the transmitting terminal and Obtaining a distance between the first signal and the candidate bit streams, receiving a second signal modulated by the QAM scheme from the relay terminal, and obtaining a distance between the second signal and the candidate bit streams, respectively. Obtaining a distance between the third signal modulated by the M-DCM scheme and the candidate bit streams from the transmitting terminal, receiving the fourth signal modulated by the M-DCM scheme from the relay terminal, Obtaining a distance between four signals and candidate bit streams, and for each of the candidate bit streams, between the first signal, the second signal, the third signal, and the fourth signal. Obtaining a sum of distances, and estimating a bit string of which the sum of distances is minimum as an original signal.

상기 송신 단말과 중계 단말은 상기 제1 신호 및 제2 신호를 각각 QPSK 방식으로 변조하여 전송하고, 상기 제3 신호 및 제4 신호를 각각 DCM 방식으로 변조하여 전송할 수 있다.The transmitting terminal and the relay terminal may modulate and transmit the first signal and the second signal, respectively, in a QPSK scheme, and modulate and transmit the third signal and the fourth signal, respectively, in a DCM scheme.

상기 송신 단말과 중계 단말은 상기 제1 신호 및 제2 신호를 각각 16QAM 방식으로 변조하여 전송하고, 상기 제3 신호 및 제4 신호를 각각 M-DCM 방식으로 변조하여 전송할 수 있다.The transmitting terminal and the relay terminal may modulate and transmit the first signal and the second signal in a 16QAM scheme, respectively, and modulate and transmit the third signal and the fourth signal in an M-DCM scheme, respectively.

상기 송신 단말은 상기 중계 단말과 상기 목적 단말로 상기 제1 신호를 전송하고, 상기 중계 단말은 상기 송신 단말과 상기 목적 단말로 상기 제2 신호를 전송하고, 상기 송신 단말은 상기 제1 신호와 상기 중계 단말로부터 수신한 상기 제2 신호를 이용하여 DCM 또는 M-DCM 방식으로 변조하고, 변조된 신호 중 첫 번째 심볼 그룹인 상기 제3 신호를 상기 목적 단말로 전송하고, 상기 중계 단말은 상기 제2 신호와 상기 송신 단말로부터 수신한 상기 제1 신호를 이용하여 DCM 또는 M-DCM 방식으로 변조하고, 변조된 신호 중 두 번째 심볼 그룹인 상기 제4 신호를 상기 목적 단말로 전송할 수 있다.The transmitting terminal transmits the first signal to the relay terminal and the target terminal, the relay terminal transmits the second signal to the transmitting terminal and the target terminal, and the transmitting terminal transmits the first signal and the The second signal received from the relay terminal is modulated in a DCM or M-DCM scheme, and the third signal, which is the first symbol group among the modulated signals, is transmitted to the target terminal, and the relay terminal is configured to perform the second signal. The signal and the first signal received from the transmitting terminal may be modulated in a DCM or M-DCM scheme, and the fourth signal, which is a second symbol group among the modulated signals, may be transmitted to the target terminal.

상기 목적 단말은, n 비트로 이루어진 후보 비트열과 상기 제1 및 제2 신호 사이의 거리를 구하고, 2n 비트로 이루어진 후보 비트열과 상기 제3 및 제4 신호 사이의 거리를 구하며, 상기 원 신호는 2n 비트로 이루어질 수 있다.The target terminal obtains a distance between a candidate bit sequence consisting of n bits and the first and second signals, obtains a distance between the candidate bit sequence consisting of 2n bits and the third and fourth signals, and the original signal consists of 2n bits. Can be.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, OFDM에 기반하여 목적 단말이 송신 단말 및 중계 단말과 협력 통신하는 시스템에 있어서, 상기 송신 단말은 상기 중계 단말과 상기 목적 단말로 제1 신호를 전송하고, 상기 중계 단말은 상기 송신 단말과 상기 목적 단말로 제2 신호를 전송하고, 상기 송신 단말은 상기 제1 신호와 상기 중계 단말로부터 수신한 상기 제2 신호를 이용하여 M-DCM 방식으로 변조하고, 변조된 신호 중 첫 번째 심볼 그룹인 제3 신호를 상기 목적 단말로 전송하고, 상기 중계 단말은 상기 제2 신호와 상기 송신 단말로부터 수신한 상기 제1 신호를 이용하여 M-DCM 방식으로 변조하고, 변조된 신호 중 두 번째 심볼 그룹인 제4 신호를 상기 목적 단말로 전송하며, 상기 목적 단말은 수신된 상기 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호 및 제4 신호에 대하여 각각 후보 비트열과의 거리를 구하고, 상기 후보 비트열들 중에서 상기 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호 및 제4 신호 사이의 거리의 총합이 최소가 되는 비트열을 원 신호로 추정할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in a system in which a target terminal cooperates with a transmitting terminal and a relay terminal based on OFDM, the transmitting terminal transmits a first signal to the relay terminal and the target terminal, and the relay The terminal transmits a second signal to the transmitting terminal and the target terminal, and the transmitting terminal modulates the M-DCM method using the first signal and the second signal received from the relay terminal, and modulates the signal. The third signal, which is the first symbol group, is transmitted to the target terminal, and the relay terminal modulates the M-DCM scheme using the second signal and the first signal received from the transmitting terminal, and modulates the modulated signal. A fourth signal, which is a second symbol group, is transmitted to the target terminal, and the target terminal is a candidate for the received first signal, second signal, third signal, and fourth signal, respectively. To obtain the distance of bit columns, the bit sequence is the sum of the distances is minimum from among the candidate bit sequence the first signal, second signal, third signal and the fourth signal may be estimated with the original signal.

이와 같이 본 발명에 따르면 기존 협력 통신 방법에 비하여 전송률을 저하시키지 않으면서도 신뢰도를 증가시킬 수 있으며, 채널이 열악한 통신 시스템에서 저전력, 저비용으로도 신뢰도 높은 초고속 통신을 수행할 수 있다.As described above, according to the present invention, reliability can be increased without lowering the transmission rate as compared to the conventional cooperative communication method, and high-speed communication can be performed at low power and low cost in a poor communication system.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM에 기반한 신호 공간 다이버시티를 이용하는 협력 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 협력 통신 시스템의 전송 절차를 블록으로 도시한 것이다.
도 3은 제1 송신 단말과 제2 송신 단말이 제1 단계 및 제2 단계에서 사용하는 QPSK 사상기의 성상도를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 제1 송신 단말과 제2 송신 단말이 제3 단계 및 제4 단계에서 사용하는 DCM 사상기의 성상도를 나타낸 도면이다.
도 5는 제1 송신 단말과 제2 송신 단말이 제1 단계 및 제2 단계에서 사용하는 16QAM 사상기의 성상도를 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 제1 송신 단말과 제2 송신 단말이 제3 단계 및 제4 단계에서 사용하는 M진 DCM 사상기의 성상도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 목적 단말이 신호를 수신하여 원 신호를 추정하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 8a 내지 도 8d는 목적 단말이 수신한 신호에 대한 성상도를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7에 따른 S720 단계를 더욱 상세하게 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 협력 통신 시스템의 성능을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 협력 통신 시스템의 성능을 나타내는 그래프이다. 1 is a diagram illustrating a cooperative communication system using signal space diversity based on OFDM according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a transmission procedure of a cooperative communication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a constellation diagram of a QPSK mapper used by a first transmitting terminal and a second transmitting terminal in a first step and a second step.
4A and 4B are diagrams showing constellations of the DCM mapper used by the first transmitting terminal and the second transmitting terminal in the third step and the fourth step, respectively.
FIG. 5 is a diagram illustrating a constellation of 16QAM mapping devices used by the first transmitting terminal and the second transmitting terminal in the first step and the second step.
6A and 6B are diagrams showing constellations of the M-ary DCM mapper used by the first transmitting terminal and the second transmitting terminal in the third and fourth steps, respectively.
7 is a flowchart illustrating a process of estimating an original signal by receiving a signal by a target terminal according to an embodiment of the present invention.
8A to 8D are diagrams showing constellations of signals received by a target terminal.
9 is a flowchart illustrating step S720 according to FIG. 7 in more detail.
10 is a graph showing the performance of the cooperative communication system according to the first embodiment of the present invention.
11 is a graph showing the performance of a cooperative communication system according to a second embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

실제 협동 통신 시스템에서는 심볼 단위로 데이터를 전송하지 않고 프레임 단위로 협동 통신이 실행되나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 프레임 단위 대신에 심볼 단위로 설명을 하기로 한다. 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 아래와 같은 본 발명에 따른 동작을 심볼을 사용하여 실시한 설명을 참조하여 프레임 단위로 확장하는 것은 용이하게 이해할 수 있는 내용이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략한다.In an actual cooperative communication system, cooperative communication is performed in units of frames without transmitting data in units of symbols. Hereinafter, for convenience of description, description will be made in units of symbols instead of units of frames. Those skilled in the art to which the present invention pertains extend the operation according to the present invention by using a symbol by referring to the following description by means of a frame, and thus it is easily understood that a separate description thereof is omitted. do.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM에 기반한 신호 공간 다이버시티를 이용하는 협력 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 협력 통신 시스템의 전송 절차를 블록으로 도시한 것이다. 1 is a diagram illustrating a cooperative communication system using signal space diversity based on OFDM according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a transmission procedure of a cooperative communication system according to an embodiment of the present invention. will be.

도 1에 도시한 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 OFDM(직교 주파수 다중 분할 방식)을 이용한 협력 통신 시스템은 제1 송신 단말(U1), 제2 송신 단말(U2) 및 목적 단말(D)을 포함한다. 여기서, 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)은 각각 제2 송신 단말(U2)과 제1 송신 단말(U1)로부터 받은 신호를 목적 단말(D)로 전달하므로 중계 단말로서의 역할도 담당한다. As shown in FIG. 1, a cooperative communication system using OFDM (Orthogonal Frequency Multiplexing) according to an embodiment of the present invention includes a first transmitting terminal U1, a second transmitting terminal U2, and a destination terminal D. FIG. Include. Here, the first transmitting terminal (U1) and the second transmitting terminal (U2) transfers the signal received from the second transmitting terminal (U2) and the first transmitting terminal (U1) to the destination terminal (D), respectively, and thus serves as a relay terminal. Is also in charge.

먼저 제1 송신 단말(U1), 제2 송신 단말(U2)은 각각 보내고자 하는 전송 신호를 상대방 송신 단말로부터 수신한 신호와 더해서 전송한다. 그리고 M진 DCM 변조 처리된 신호를 제1 송신 단말(U1), 제2 송신 단말(U2)은 목적 단말(D)에 전송한다. 여기서 M진 DCM(Dual Carrier Modulation) 변조 처리는 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 형태의 DCM 기술(즉 M=1일 경우)과 256-QAM형태의 M진 DCM 기술을 모두 포함하는 개념이며, QAM 변조 방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식을 포함하는 개념이다. First, the first transmission terminal U1 and the second transmission terminal U2 each transmit a transmission signal to be transmitted in addition to the signal received from the other transmission terminal. In addition, the M-ary DCM modulated signal is transmitted to the first transmission terminal U1 and the second transmission terminal U2 to the destination terminal D. FIG. Here, the M-ary dual carrier modulation (DCM) modulation processing is a concept that includes both a 16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) DCM technology (i.e., when M = 1) and a 256-QAM M-ary DCM technology. The modulation scheme is a concept including a quadrature phase shift keying (QPSK) modulation scheme.

목적 단말(D)은 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)로부터 전송되는 신호를 수신하여 수신된 신호로부터 송신 단말 각각의 신호들을 분리해내어 송신 단말 각각의 원 신호를 추정한다. The destination terminal D receives signals transmitted from the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2, separates signals of the transmitting terminals from the received signals, and estimates original signals of the transmitting terminals. .

도 1에 나타낸 것과 같이, 제1 송신 단말(U1)은 채널 h_{1 ,2}를 통하여 제2 송신 단말(U2)로 신호를 전송하고, 채널 h_{1 ,D}를 통하여 목적 단말(D)로 신호를 전송한다. 제2 송신 단말(U2)은 채널 h_{2 ,1}을 통하여 제1 송신 단말(U1)로 신호를 전송하고, 채널 h_{2 ,D}를 통하여 목적 단말(D)로 신호를 전송한다.As shown in FIG. 1, the first transmitting terminal U1 transmits a signal to the second transmitting terminal U2 through channels h _{1 and 2} , and transmits a signal to the destination terminal D through channels h _{1 and D.} send. The second transmitting terminal U2 transmits a signal to the first transmitting terminal U1 through channels h _{2 and 1} , and transmits a signal to the destination terminal D through channels h _{2 and D.}

도 2를 통하여 더욱 상세하게 설명하면, 제1 단계((n-1)^thTS)에서는 제1 송신 단말(U1)이 제2 송신 단말(U2)과 목적 단말(D)로 신호를 브로드캐스트하고, 제2 단계(n^thTS)에서는 제2 송신 단말(U2)이 제1 송신 단말(U1)과 목적 단말(D)로 신호를 브로드캐스트한다. 그리고 제3 단계((n+1)^thTS)에서는 제1 송신 단말(U1)이 자신의 신호와 제2 송신 단말(U2)로부터 수신한 신호를 이용하여 M진 DCM 변조하고, M진 DCM 변조된 신호 중 첫 번째 심볼 그룹을 목적 단말(D)로 전송한다. 또한 제4 단계((n+2)^thTS)에서는 제2 송신 단말(U2)이 제1 송신 단말(U1)로부터 수신한 신호와 자신의 신호를 이용하여 M진 DCM 변조하고, M진 DCM 변조된 신호 중 두 번째 심볼 그룹을 목적 단말(D)로 전송한다. 마지막으로 제5 단계(도 2에서는 도시하지 않음)에서는 목적 단말(D)이 수신된 신호들을 분석하여 제1 송신 단말(U1) 및 제2 송신 단말(U2)의 원 신호를 분리 및 추정하게 된다. In more detail with reference to FIG. 2, in the first step ((n-1) ^th TS), the first transmitting terminal U1 broadcasts a signal to the second transmitting terminal U2 and the destination terminal D. In the second step n ^th TS, the second transmitting terminal U2 broadcasts a signal to the first transmitting terminal U1 and the destination terminal D. FIG. In the third step ((n + 1) ^th TS), the first transmission terminal U1 modulates the M-ary DCM using its signal and the signal received from the second transmission terminal U2, and the M-ary DCM modulation. The first symbol group of the received signal is transmitted to the destination terminal (D). In addition, in the fourth step ((n + 2) ^th TS), the second transmitting terminal U2 modulates the M-ary DCM using the signal received from the first transmitting terminal U1 and its own signal, and M-ary DCM modulation. The second symbol group of the received signals is transmitted to the destination terminal (D). Finally, in the fifth step (not shown in FIG. 2), the target terminal D analyzes the received signals to separate and estimate original signals of the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2. .

이하에서는 도 3 내지 도 4b를 통하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 협력 통신 시스템의 전송방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a transmission method of a cooperative communication system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 4B.

도 3은 제1 송신 단말과 제2 송신 단말이 제1 단계 및 제2 단계에서 사용하는 QPSK 사상기의 성상도를 나타낸 도면이다. 도 4a 및 도 4b는 각각 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)이 제3 단계 및 제4 단계에서 사용하는 DCM 사상기의 성상도를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating a constellation diagram of a QPSK mapper used by a first transmitting terminal and a second transmitting terminal in a first step and a second step. 4A and 4B are diagrams showing constellation diagrams of the DCM mapper used by the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 in the third and fourth stages, respectively.

앞에서 설명한 바와 같이 제1 단계에서는 제1 송신 단말(U1)이 제2 송신 단말(U2)과 목적 단말(D)로 신호를 브로드캐스트하고, 제2 단계에서는 제2 송신 단말(U2)이 제1 송신 단말(U1)과 목적 단말(D)로 신호를 브로드캐스트 하는데, 이때 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)는 도 3에 나타낸 하나의 QPSK 사상기의 성상도를 이용하여 신호를 전송한다. 도 3에 나타낸 것처럼 QPSK 사상기의 성상도를 통하여 2비트로 이루어진 4개의 비트열(00, 10, 01, 11) 중에서 하나를 전송할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 제1 단계에서는 제1 송신 단말(U1)이 제2 송신 단말(U2)과 목적 단말(D)로 "01" 신호를 브로드캐스트하고, 제2 단계에서는 제2 송신 단말(U2)이 제1 송신 단말(U1)과 목적 단말(D)로 "10" 신호를 브로드캐스트하는 것으로 예시하여 설명한다. As described above, in the first step, the first transmitting terminal U1 broadcasts a signal to the second transmitting terminal U2 and the destination terminal D, and in the second step, the second transmitting terminal U2 transmits the first signal. The signal is broadcast to the transmitting terminal U1 and the destination terminal D, wherein the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 use the constellation diagram of one QPSK mapper shown in FIG. 3. Send a signal. As shown in FIG. 3, one of four bit strings (00, 10, 01, 11) consisting of two bits may be transmitted through the constellation diagram of the QPSK mapper. Hereinafter, for convenience of description, the first transmitting terminal U1 broadcasts a "01" signal to the second transmitting terminal U2 and the destination terminal D in the first step, and the second transmitting terminal U2 in the second step. Will be described as an example of broadcasting " 10 " signals to the first transmitting terminal U1 and the destination terminal D. FIG.

그리고, 제3 단계에서는 제1 송신 단말(U1)이 자신의 신호 "01"과 제2 송신 단말(U2)로부터 수신한 신호 "10"를 이용하여DCM 변조시키고, DCM 변조된 신호 중 첫 번째 심볼 그룹을 목적 단말(D)로 전송한다. 즉 제1 송신 단말(U1)은 도 4a에 나타낸 DCM 사상기의 성상도에 맵핑하여 DCM 변조된 신호인 "0110" 신호를 목적 단말(D)로 전송한다. In the third step, the first transmitting terminal U1 modulates the DCM using its own signal " 01 " and the signal " 10 " received from the second transmitting terminal U2, and the first symbol of the DCM modulated signal. The group is transmitted to the destination terminal (D). That is, the first transmitting terminal U1 transmits the signal “0110”, which is a DCM modulated signal, to the destination terminal D by mapping to the constellation diagram of the DCM mapper shown in FIG. 4A.

또한 제4 단계에서는 제2 송신 단말(U2)이 제1 송신 단말(U1)로부터 수신한 신호 "01"과 자신의 신호 "10"을 이용하여 DCM 변조시키고, DCM 변조된 신호 중 두 번째 심볼 그룹을 목적 단말(D)로 전송한다. 즉 제2 송신 단말(U2)은 도 4b에 나타낸 DCM 사상기의 성상도에 맵핑하여 DCM 변조된 신호인 "0110" 신호를 목적 단말(D)로 전송한다. 도 4a 및 도 4b에 나타낸 DCM 사상기의 성상도는 16QAM 방식으로 신호를 전송하기 위한 성상도로서, 서로 상이한 비트열 배치를 가진다. Also, in the fourth step, the second transmitting terminal U2 modulates DCM using the signal " 01 " and its signal " 10 " received from the first transmitting terminal U1, and the second symbol group among the DCM modulated signals. To the destination terminal (D). That is, the second transmitting terminal U2 transmits the signal “0110”, which is a DCM modulated signal, to the destination terminal D by mapping to the constellation diagram of the DCM mapper shown in FIG. 4B. The constellation diagram of the DCM mapper shown in FIGS. 4A and 4B is a constellation diagram for transmitting a signal in a 16QAM scheme and has different bit string arrangements.

이와 같이, 제3 단계와 제4 단계에서는 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)은 2 타임((n+1)^thTS, (n+2)^thTS)에 걸쳐서 동일한 신호인 "0110"를 각각 한번씩 보내게 되므로 전송률은 1로 유지되며, 동일한 신호를 2번 전송함으로써 데이터 전송에 대한 신뢰성이 향상된다. As described above, in the third and fourth stages, the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 have the same signal over two times ((n + 1) ^th TS and (n + 2) ^th TS). Since "0110" is transmitted once each, the transmission rate is maintained at 1, and the reliability of data transmission is improved by transmitting the same signal twice.

아래의 표 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전송 절차를 간략하게 정리한 것이다. 표 1에서 보는 바와 같이, 제1 송신 단말(U1)은 제1 단계에서 자신의 신호(x1x2)를 전송하고, 제2 송신 단말(U2)은 제2 단계에서 자신의 신호(y1y2)를 전송한다. 그리고, 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)은 자신의 신호와 상대방 송신 단말로부터 수신한 신호를 DCM 변조하고, DCM 변조로부터 생성된 신호 (x1y1x2y2)를 목적 단말(D)로 전송한다. 여기서, DCM 변조 시에 x1x2 신호와 y1y2 신호의 순열은 변형이 가능하다. Table 1 below summarizes the transmission procedure according to the first embodiment of the present invention. As shown in Table 1, the first transmitting terminal U1 transmits its own signal x1x2 in the first stage, and the second transmitting terminal U2 transmits its own signal y1y2 in the second stage. . The first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 perform DCM modulation on their signals and signals received from the other transmitting terminal, and convert the signal (x1y1x2y2) generated from the DCM modulation to the destination terminal D. send. Here, the permutation of the x1x2 signal and the y1y2 signal may be modified during DCM modulation.

이하에서는 도 5 내지 도 6b를 통하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 협력 통신 시스템의 전송방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a transmission method of a cooperative communication system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 6B.

도 5는 제1 송신 단말과 제2 송신 단말이 제1 단계 및 제2 단계에서 사용하는 16QAM 사상기의 성상도를 나타낸 도면이다. 도 6a 및 도 6b는 각각 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)이 제3 단계 및 제4 단계에서 사용하는 M진 DCM 사상기의 성상도를 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating a constellation of 16QAM mapping devices used by the first transmitting terminal and the second transmitting terminal in the first step and the second step. 6A and 6B are diagrams showing constellation diagrams of the M-ary DCM mapper used by the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 in the third and fourth stages, respectively.

먼저 도 2에서 설명했던 것처럼, 제1 단계에서는 제1 송신 단말(U1)이 제2 송신 단말(U2)과 목적 단말(D)로 신호를 브로드캐스트하고, 제2 단계에서는 제2 송신 단말(U2)이 제1 송신 단말(U1)과 목적 단말(D)로 신호를 브로드캐스트 하는데, 이때, 제1 실시예와 마찬가지로 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)은 도 5에 나타낸 하나의 16QAM 사상기의 성상도를 이용하여 신호를 전송한다. First, as described above with reference to FIG. 2, in the first step, the first transmitting terminal U1 broadcasts a signal to the second transmitting terminal U2 and the destination terminal D, and in the second step, the second transmitting terminal U2. ) Broadcasts a signal to the first transmitting terminal U1 and the destination terminal D. In this case, like the first embodiment, the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 are shown in FIG. 5. A signal is transmitted using the constellation of one 16QAM mapper.

이하에서는 설명의 편의상 제1 단계에서는 제1 송신 단말(U1)이 제2 송신 단말(U2)과 목적 단말(D)로 "0110" 신호를 브로드캐스트하고, 제2 단계에서는 제2 송신 단말(U2)이 제1 송신 단말(U1)과 목적 단말(D)로 "0101" 신호를 브로드캐스트하는 것으로 예시하여 설명한다. Hereinafter, for convenience of description, in the first step, the first transmitting terminal U1 broadcasts the signal "0110" to the second transmitting terminal U2 and the destination terminal D, and in the second step, the second transmitting terminal U2 ) Will be described as an example of broadcasting a "0101" signal to the first transmitting terminal U1 and the destination terminal D. FIG.

그리고, 제3 단계에서는 제1 송신 단말(U1)이 자신의 신호 "0110"과 제2 송신 단말(U2)로부터 수신한 신호 "0101"를 이용하여 M진 DCM 변조시키고, M진 DCM 변조된 신호 중 첫 번째 심볼 그룹을 목적 단말(D)로 전송한다. 즉 제1 송신 단말(U1)은 도 6a에 나타낸 M진 DCM 사상기의 성상도에 맵핑하여 M진 DCM 변조된 신호인 "01100101" 신호를 목적 단말(D)로 전송한다. In the third step, the first transmission terminal U1 modulates the M-ary DCM using its signal "0110" and the signal "0101" received from the second transmission terminal U2, and the M-ary DCM modulated signal. First group of symbols is transmitted to the target terminal (D). That is, the first transmitting terminal U1 transmits the "01100101" signal, which is the M-ary DCM modulated signal, to the destination terminal D by mapping to the constellation of the M-ary DCM mapper shown in FIG. 6A.

또한 제4 단계에서는 제2 송신 단말(U2)이 제1 송신 단말(U1)로부터 수신한 신호 "0110"과 자신의 신호 "0101"을 이용하여 M진 DCM 변조시키고, M진 DCM 변조된 신호 중 두 번째 심볼 그룹을 목적 단말(D)로 전송한다. 즉 제2 송신 단말(U2)은 도 6b에 나타낸 M진 DCM 사상기의 성상도에 맵핑하여 M진 DCM 변조된 신호인 "01100101" 신호를 목적 단말(D)로 전송한다. In a fourth step, the second transmitting terminal U2 modulates the M-ary DCM using the signal " 0110 " received from the first transmitting terminal U1 and its own signal " 0101 " The second symbol group is transmitted to the target terminal D. That is, the second transmitting terminal U2 transmits the "01100101" signal, which is the M-ary DCM modulated signal, to the destination terminal D by mapping to the constellation of the M-ary DCM mapper shown in FIG. 6B.

도 4a 및 도 4b에 나타낸 DCM 사상기의 성상도와 마찬가지로 도 6a 및 도 6b에 나타낸 M진 DCM 사상기의 성상도는 서로 상이한 배치를 가지며, 256 QAM 방식으로 신호를 전송한다. Like the DCM mapper shown in FIGS. 4A and 4B, the M map DCM mappers shown in FIGS. 6A and 6B have different arrangements and transmit signals in a 256 QAM scheme.

이와 같이, 제3 단계와 제4 단계에서는 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)은 2 타임((n+1)^thTS, (n+2)^thTS)에 걸쳐서 동일한 신호인 "01100101"를 각각 한번씩 보내게 되어 전송률은 1로 유지되며 신뢰성이 향상된다. As described above, in the third and fourth stages, the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 have the same signal over two times ((n + 1) ^th TS and (n + 2) ^th TS). Since the "01100101" is sent once each, the transmission rate is maintained at 1 and the reliability is improved.

즉 본 발명의 제1 실시예에 따르면 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)은 제1 단계 및 제2 단계에서는 동일한 QPSK 사상기의 성상도를 이용하여 신호를 전송하고, 제3 단계 및 제4 단계에서는 서로 다른 DCM 사상기의 성상도를 이용하여 신호를 전송한다. 이에 반하여 본 발명의 제2 실시예에 따르면 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)은 제1 단계 및 제2 단계에서는 동일한 16QAM 사상기의 성상도를 이용하여 신호를 전송하고, 제3 단계 및 제4 단계에서는 서로 다른 M진 DCM 사상기의 성상도를 이용하여 신호를 전송한다는 점에서 차이가 있다.That is, according to the first embodiment of the present invention, the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 transmit signals using the constellations of the same QPSK mapper in the first and second stages. In the third and fourth stages, signals are transmitted using constellations of different DCM mappers. In contrast, according to the second embodiment of the present invention, the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 transmit signals using constellations of the same 16QAM mapper in the first and second stages, The difference between the third and fourth stages is that signals are transmitted by using constellations of different M-ary DCM mappers.

이하에서는 도 7 내지 도 9를 통하여 목적 단말(D)이 수신된 신호로부터 원 신호를 검출하는 과정에서 대하여 설명한다. 설명의 편의상 본 발명의 제1 실시예에 따른 QPSK 변조 방식과 DCM 변조 방식을 혼합한 전송 방법을 통해 수신한 신호로부터 원 신호를 추출하는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, the process of detecting the original signal from the received signal by the target terminal D will be described with reference to FIGS. 7 to 9. For convenience of description, a method of extracting an original signal from a signal received through a transmission method in which the QPSK modulation method and the DCM modulation method are mixed according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 목적 단말이 신호를 수신하여 원 신호를 추정하는 과정을 나타낸 순서도이고, 도 8a 내지 도 8d는 목적 단말이 수신한 신호에 대한 성상도를 나타낸 도면이다. 또한 도 9는 도 7에 따른 S720 단계를 더욱 상세하게 나타낸 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a process of estimating an original signal by receiving a signal by a target terminal according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 8D illustrate constellations of signals received by the target terminal. 9 is a flowchart illustrating the operation S720 according to FIG. 7 in more detail.

먼저 목적 단말(D)은 제1 단계에서 제1 송신 단말(U1)로부터 QPSK 변조된 2비트의 제1 신호를 수신한다(S710). 이때 제1 송신 단말(U1)은 도 3과 같은 QPSK 사상기의 성상도를 통해서 2비트의 신호를 송신하였으므로, 도 8a와 같이 목적 단말(D)은 QPSK 사상기의 성상도를 통해서 a의 위치에 대응하는 제1 신호를 수신한다. First, the target terminal D receives a QPSK modulated first signal of 2 bits from the first transmitting terminal U1 in a first step (S710). In this case, since the first transmitting terminal U1 transmits a 2-bit signal through the constellation diagram of the QPSK mapper as shown in FIG. 3, the destination terminal D uses the position of a through the constellation diagram of the QPSK mapper as shown in FIG. Receive a first signal corresponding to.

그리고, 목적 단말(D)은 제2 단계에서 제2 송신 단말(U2)로부터 QPSK 변조된 2비트의 제2 신호를 수신한다(S720). 이때 제2 송신 단말(U2)도 도 3과 같이 QPSK 사상기의 성상도를 통해서 2비트의 신호를 송신하였으므로, 도 8b와 같이 목적 단말(D)은 QPSK 사상기의 성상도를 통해서 b의 위치에 대응하는 제2 신호를 수신한다. In operation S720, the target terminal D receives a second signal of QPSK modulation, which is QPSK-modulated from the second transmitting terminal U2 in the second step. In this case, since the second transmitting terminal U2 also transmits a 2-bit signal through the constellation diagram of the QPSK mapper as shown in FIG. 3, the destination terminal D uses the position of b through the constellation diagram of the QPSK mapper as shown in FIG. Receive a second signal corresponding to.

다음으로 목적 단말(D)은 제3 단계에서 제1 송신 단말(U1)로부터 DCM 변조된 4비트의 제3 신호를 수신한다(S730). 이때 도 4a와 같이 제1 송신 단말(U1)은 DCM 사상기의 성상도를 통해서 4비트의 신호를 송신하였으므로, 도 8c와 같이 목적 단말(D)은 DCM 사상기의 성상도를 통해서 c의 위치에 대응하는 제3 신호를 수신한다.Next, the target terminal D receives a DCM-modulated 4 bit third signal from the first transmitting terminal U1 in a third step (S730). In this case, as shown in FIG. 4A, since the first transmitting terminal U1 transmits a 4-bit signal through the constellation diagram of the DCM mapper, the target terminal D, as shown in FIG. 8C, positions c through the constellation diagram of the DCM mapper. Receive a third signal corresponding to.

그리고, 목적 단말(D)은 제4 단계에서 제2 송신 단말(U2)로부터 DCM 변조된 4비트의 제4 신호를 수신한다(S740). 이때 도 4b와 같이 제2 송신 단말(U2)은 DCM 사상기의 성상도를 통해서 4비트의 신호를 송신하였으므로, 도 8d와 같이 목적 단말(D)은 DCM 사상기의 성상도를 통해서 d의 위치에 대응하는 제4 신호를 수신한다. In operation S740, the target terminal D receives a DCM-modulated four-bit fourth signal from the second transmitting terminal U2 in step S740. In this case, as shown in FIG. 4B, since the second transmitting terminal U2 transmits a 4-bit signal through the constellation diagram of the DCM mapper, the destination terminal D, as shown in FIG. 8D, positions d through the constellation diagram of the DCM mapper. Receive a fourth signal corresponding to.

그리고, 제5 단계에서 목적 단말(D)은 수신한 제1 내지 제4 신호로부터 원 신호를 추정하여 복조시키는데(S750), 이하에서는 목적 단말(D)이 원 신호를 추정하는 과정에 대하여 도 9를 통하여 설명한다. In operation 5, the target terminal D estimates and demodulates the original signal from the received first to fourth signals (S750). Hereinafter, the process of estimating the original signal by the target terminal D will be described with reference to FIG. 9. Explain through.

목적 단말(D)은 도 8a의 a의 위치에 대응하는 제1 신호와 QPSK 사상기의 성상도에 표시된 4개의 후보 비트열(00, 01, 10, 11)들 간의 거리(a₀₀, a₀₁, a₁₀, a₁₁)를 각각 구한다(S751). 그리고 목적 단말(D)은 도 8b의 b의 위치에 대응하는 제2 신호와 QPSK 사상기의 성상도에 표시된 4개의 후보 비트열(00, 01, 10, 11)들 간의 거리(b₀₀, b₀₁, b₁₀, b₁₁)를 각각 구한다(S752). Object distance between the terminals (D) is the first signal and displayed on the constellation of the QPSK mapper four candidate bit stream (00, 01, 10, 11) corresponding to the position of Figure 8a a (a _00, a ₀₁ , a ₁₀ , a ₁₁ ) are obtained (S751). And the target terminal (D) is the distance (b ₀₀ , b) between the second signal corresponding to the position of b in Figure 8b and the four candidate bit strings (00, 01, 10, 11) indicated in the constellation of the QPSK mapper ₀₁ , b ₁₀ , b ₁₁ ) are obtained (S752).

그리고, 목적 단말(D)은 도 8c의 c의 위치에 대응하는 제3 신호와 DCM 사상기의 성상도에 표시된 16개의 후보 비트열들 간의 거리(c₀₀₀₀, c₀₀₀₁, c₀₀₁₀, …, c₁₁₀₁, c₁₁₁₀, c₁₁₁₁)를 각각 구한다(S753). 마지막으로 목적 단말(D)은 도 8d의 d의 위치에 대응하는 제4 신호와 DCM 사상기의 성상도에 표시된 16개의 후보 비트열들 간의 거리(d₀₀₀₀, d₀₀₀₁, d₀₀₁₀, …, d₁₁₀₁, d₁₁₁₀, d₁₁₁₁)를 각각 구한다(S754). 여기서 수신된 신호와 후보 비트열들 간의 거리는 유클리드 거리 측정법 등을 이용할 수 있다. And, the target terminal (D) is the distance (c ₀₀₀₀ , c ₀₀₀₁ , c ₀₀₁₀ , ..., c between the third signal corresponding to the position of c in Figure 8c and the 16 candidate bit strings shown in the constellation diagram of the DCM mapper) ₁₁₀₁ , c ₁₁₁₀ , and c ₁₁₁₁ are obtained (S753). Finally, the target terminal D may have a distance d ₀₀₀₀ , d ₀₀₀₁ , d ₀₀₁₀ ,..., D between the fourth signal corresponding to the position of d in FIG. 8D and the 16 candidate bit strings indicated in the constellation diagram of the DCM mapper. ₁₁₀₁ , d ₁₁₁₀ , and d ₁₁₁₁ are obtained (S754). Here, the distance between the received signal and the candidate bit strings may use Euclidean distance measurement.

아래 표 2는 각각 제1 신호 내지 제4 신호에 대하여 각각의 후보 비트열들과의 거리를 나타낸 표이다. Table 2 below shows a distance from each candidate bit string with respect to the first to fourth signals.

후보비트열Candidate bit string a와의 거리distance from a b와의 거리distance from b c와의 거리distance from c d와의 거리distance to d 거리 총합Total distance 00000000 a₀₀ a ₀₀ b₀₀ b ₀₀ c₀₀₀₀ c ₀₀₀₀ d₀₀₀₀ d ₀₀₀₀



각각의 후보비트
열에 대하여 a,b,c,d 와의 거리를 합산하여 구함



Each candidate bit
Obtained by summing the distances a, b, c, and d for a column 00010001 a₀₀ a ₀₀ b₀₀ b ₀₀ c₀₀₀₁ c ₀₀₀₁ d₀₀₀₁ d ₀₀₀₁ 00100010 a₀₀ a ₀₀ b₀₀ b ₀₀ c₀₀₁₀ c ₀₀₁₀ d₀₀₁₀ d ₀₀₁₀ 00110011 a₀₀ a ₀₀ b₀₀ b ₀₀ c₀₀₁₁ c ₀₀₁₁ d₀₀₁₁ d ₀₀₁₁ 01000100 a₀₁ a ₀₁ b₀₁ b ₀₁ c₀₁₀₀ c ₀₁₀₀ d₀₁₀₀ d ₀₁₀₀ 01010101 a₀₁ a ₀₁ b₀₁ b ₀₁ c₀₁₀₁ c ₀₁₀₁ d₀₁₀₁ d ₀₁₀₁ 01100110 a₀₁ a ₀₁ b₀₁ b ₀₁ c₀₁₁₀ c ₀₁₁₀ d₀₁₁₀ d ₀₁₁₀ 01110111 a₀₁ a ₀₁ b₀₁ b ₀₁ c₀₁₁₁ c ₀₁₁₁ d₀₁₁₁ d ₀₁₁₁ 10001000 a₁₀ a ₁₀ b₁₀ b ₁₀ c₁₀₀₀ c ₁₀₀₀ d₁₀₀₀ d ₁₀₀₀ 10011001 a₁₀ a ₁₀ b₁₀ b ₁₀ c₁₀₀₁ c ₁₀₀₁ d₁₀₀₁ d ₁₀₀₁ 10101010 a₁₀ a ₁₀ b₁₀ b ₁₀ c₁₀₁₀ c ₁₀₁₀ d₁₀₁₀ d ₁₀₁₀ 1011 1011 a₁₀ a ₁₀ b₁₀ b ₁₀ c₁₀₁₁ c ₁₀₁₁ d₁₀₁₁ d ₁₀₁₁ 11001100 a₁₁ a ₁₁ b₁₁ b ₁₁ c₁₁₀₀ c ₁₁₀₀ d₁₁₀₀ d ₁₁₀₀ 11011101 a₁₁ a ₁₁ b₁₁ b ₁₁ c₁₁₀₁ c ₁₁₀₁ d₁₁₀₁ d ₁₁₀₁ 11101110 a₁₁ a ₁₁ b₁₁ b ₁₁ c₁₁₁₀ c ₁₁₁₀ d₁₁₁₀ d ₁₁₁₀ 11111111 a₁₁ a ₁₁ b₁₁ b ₁₁ c₁₁₁₁ c ₁₁₁₁ d₁₁₁₁ d ₁₁₁₁

이와 같이 제1 신호 내지 제4 신호에 대하여 각각의 후보 비트열들과의 거리를 구한 뒤, 목적 단말(D)은 16개 각각의 후보 비트열들에 대응하여 각 거리 값을 합산한다(S755). As described above, after obtaining distances from the candidate bit streams with respect to the first to fourth signals, the target terminal D sums the distance values corresponding to each of the 16 candidate bit streams (S755). .

예를 들어, 목적 단말(D)은 후보 비트열 "0110"에 대해서는 거리 값 a₀₁, b₁₀, c₀₁₁₀, d₀₁₁₀을 각각 합산하여 합산된 값을 거리 총합으로 결정한다. 이와 같이 목적 단말(D)은 16개의 후보 비트열에 대하여 거리 총합을 구한 다음, 거리 총합이 가장 작은 후보 비트열을 원 신호로 추정한다(S756). For example, the target terminal D determines the sum of the distance values a ₀₁ , b ₁₀ , c ₀₁₁₀ , and d ₀₁₁₀ for the candidate bit string “0110”, respectively, as the sum of the distances. As described above, the target terminal D obtains the sum of the distances of the 16 candidate bit strings, and then estimates the candidate bit string having the smallest sum of the distances as the original signal (S756).

본 발명의 제2 실시예에서 설명한 것처럼, 송신 단말(U1, U2)이 16QAM 변조 방식과 M진 DCM 변조 방식을 혼합하여 전송하더라도 목적 단말(D)은 도 7 내지 도 9에서 설명한 것과 동일한 과정으로 원 신호를 추정할 수 있으며, 원 신호 추정과정은 당업자라면 도 7 내지 도 9를 통하여 용이하게 유추할 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다. As described in the second embodiment of the present invention, even if the transmitting terminals U1 and U2 transmit a 16QAM modulation scheme and a M-ary DCM modulation scheme, the destination terminal D may follow the same process as described with reference to FIGS. 7 to 9. Since the original signal can be estimated and the original signal estimation process can be easily inferred by those skilled in the art through FIGS. 7 to 9, description thereof will be omitted.

이와 같이 제 5단계에서 목적 단말(D)은 수신된 신호로부터 원 신호를 검출하며, 수신된 신호와 각각의 맵퍼 상의 후보 비트열의 거리 차의 합이 가장 적은 비트열이 최종적으로 복조된 신호로 검출된다. As described above, in the fifth step, the target terminal D detects the original signal from the received signal, and detects the bit string having the smallest sum of the distance difference between the received signal and the candidate bit string on each mapper as the finally demodulated signal. do.

따라서 본 발명의 실시예에 따르면 목적 단말(D)은 제1 단계와 제2 단계에서 수신 받은 신호를 추가적으로 M진 DCM 복조에 이용하므로, 주파수 다이버시티 및 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 M진 DCM의 장점에 추가적으로 타임 다이버시티 이득도 얻을 수 있게 된다. 따라서, 더욱 높은 정확성을 가지고 제1 송신 단말(U1) 및 제2 송신 단말(U2)의 신호들을 추정할 수 있다. Therefore, according to the embodiment of the present invention, since the destination terminal D additionally uses the signals received in the first and second stages for M-ary DCM demodulation, the M-ary DCM can obtain frequency diversity and spatial diversity gain. In addition to this, the time diversity gain can be obtained. Therefore, the signals of the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 can be estimated with higher accuracy.

따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 기존 협력 통신 방법에 비하여 전송률은 동일하고, 다이버시티 이득을 더 얻음으로써 채널이 열악한 통신 시스템에서 저전력, 저비용으로도 신뢰도 높은 초고속 통신을 수행할 수 있다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, the transmission rate is the same as that of the existing cooperative communication method, and the diversity gain is further obtained, thereby enabling high-speed communication with high reliability at low power and low cost in a poor communication channel.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 협력 통신 시스템의 성능을 나타내는 그래프이다. 즉, 시간에 따른 채널의 변화가 빠른 레일레이(Rayleigh) 채널 모델에서 안테나가 1개일 때, 협력 통신을 하지 않는 경우(No Coop QPSK), 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)이 QPSK 변조 방식만 이용하여 협력 통신하는 경우(DF Coop QPSK), 본 발명의 제1 실시예와 같이 QPSK 변조 방식과 DCM 변조 방식을 혼합하여 협력 통신하는 경우(Novel Coop with DCM)를 비교하여 비트 오율(BER)을 측정한 실험 결과이다. 10 is a graph showing the performance of the cooperative communication system according to the first embodiment of the present invention. That is, when there is only one antenna in a Rayleigh channel model in which a channel change is rapid over time, when no cooperative communication is performed (No Coop QPSK), the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 ) Is a case of cooperative communication using only the QPSK modulation scheme (DF Coop QPSK), and when a cooperative communication is performed by mixing the QPSK modulation scheme and the DCM modulation scheme as in the first embodiment of the present invention (Novel Coop with DCM) Experimental results of measuring the bit error rate (BER).

실험에서 시간 및 주파수 동기와 채널 추정은 완벽하다고 가정하였으며, 제1 송신 단말 - 목적 단말 사이의 채널의 신호 대 잡음비와 제2 송신 단말 - 목적 단말 사이의 채널의 신호 대 잡음비는 동일하다고 가정하였다. 또한, 공정한 비교를 위하여, 제1 송신 단말과 제2 송신 단말은 각각 비 협력통신인 경우에 사용하는 전송 파워의 반을 사용함을 가정하였다. 도 10의 결과에서 나타났듯이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 협력 통신 방법이 가장 비트 오율 성능이 우수하다는 것을 알 수 있다.In the experiment, it is assumed that time and frequency synchronization and channel estimation are perfect, and the signal-to-noise ratio of the channel between the first transmitting terminal and the target terminal and the channel between the second transmitting terminal and the target terminal are assumed to be the same. In addition, for a fair comparison, it is assumed that the first transmission terminal and the second transmission terminal each use half of the transmission power used in the case of non-cooperative communication. As shown in the result of FIG. 10, it can be seen that the cooperative communication method according to the first embodiment of the present invention has the best bit error rate performance.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 협력 통신 시스템의 성능을 나타내는 그래프이다. 즉, 협력 통신을 하지 않는 경우(No Coop 16QAM), 제1 송신 단말(U1)과 제2 송신 단말(U2)이 16QAM 변조 방식만 이용하여 협력 통신하는 경우(DF Coop QPSK), 본 발명의 제2 실시예와 같이 16QAM 변조 방식과 M진 DCM 변조 방식을 혼합하여 협력 통신하는 경우(Novel Coop with MDCM)를 비교하여 비트 오율(BER)을 측정한 실험 결과이다. 도 11의 결과에서 나타났듯이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 협력 통신 방법이 가장 비트 오율 성능이 우수하다는 것을 알 수 있다.11 is a graph showing the performance of a cooperative communication system according to a second embodiment of the present invention. That is, when no cooperative communication is performed (No Coop 16QAM), when the first transmitting terminal U1 and the second transmitting terminal U2 use cooperative communication using only the 16QAM modulation scheme (DF Coop QPSK). As shown in the second embodiment, this is an experimental result of measuring the bit error rate (BER) by comparing the 16QAM modulation method and the M-ary DCM modulation method by cooperative communication (Novel Coop with MDCM). As shown in the result of FIG. 11, it can be seen that the cooperative communication method according to the second embodiment of the present invention has the best bit error rate performance.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 기존 협력 통신 방법에 비하여 전송률을 저하시키지 않으면서도 신뢰도를 증가시킬 수 있으며, 채널이 열악한 통신 시스템에서 저전력, 저비용으로도 신뢰도 높은 초고속 통신을 수행할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, reliability can be increased without lowering the transmission rate as compared to the conventional cooperative communication method, and high-speed communication can be performed at low power and low cost in a poor communication system.

본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 지금까지 설명한 초기 동기 획득 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Embodiments of the present invention include a computer-readable medium having program instructions for performing various computer-implemented operations. This medium records a program for executing the initial synchronization acquisition method described so far. The medium may include program instructions, data files, data structures, etc., alone or in combination. Examples of such media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CDs and DVDs, floppy disks and program commands such as magnetic-optical media, ROM, RAM, flash memory, and the like. Hardware devices configured to store and perform such operations. Alternatively, the medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

Claims (9)

목적 단말이 송신 단말 및 중계 단말과 OFDM에 기반하여 M진 DCM 변조를 이용한 협력 통신을 하는 방법에 있어서,
상기 송신 단말로부터 QAM 방식으로 변조된 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호와 후보 비트열들 사이의 거리를 각각 구하는 단계,
상기 중계 단말로부터 상기 QAM 방식으로 변조된 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호와 후보 비트열들 사이의 거리를 각각 구하는 단계,
상기 송신 단말로부터 M-DCM 방식으로 변조된 제3 신호와 후보 비트열들 사이의 거리를 각각 구하는 단계,
상기 중계 단말로부터 상기 M-DCM 방식으로 변조된 제4 신호를 수신하고, 상기 제4 신호와 후보 비트열들 사이의 거리를 각각 구하는 단계, 그리고
상기 각각의 후보 비트열들에 대하여 상기 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호 및 제4 신호 사이의 거리의 총합을 구하고, 거리의 총합이 최소가 되는 비트열을 원 신호로 추정하는 단계를 포함하는 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 방법. In the method for the target terminal to perform a cooperative communication using the M-ary DCM modulation based on OFDM with the transmitting terminal and the relay terminal,
Receiving a first signal modulated by the QAM scheme from the transmitting terminal, and obtaining a distance between the first signal and candidate bit strings, respectively;
Receiving a second signal modulated by the QAM scheme from the relay terminal, and obtaining a distance between the second signal and candidate bit strings, respectively;
Obtaining a distance between the third signal modulated by the M-DCM scheme and candidate bit streams from the transmitting terminal, respectively;
Receiving a fourth signal modulated by the M-DCM scheme from the relay terminal and obtaining a distance between the fourth signal and candidate bit streams, respectively;
Obtaining a sum of the distances between the first signal, the second signal, the third signal, and the fourth signal with respect to each of the candidate bit streams, and estimating the bit string at which the sum of the distances is minimum as an original signal; A cooperative communication method using M-based DCM modulation based on OFDM. 제1항에 있어서,
상기 송신 단말과 중계 단말은
상기 제1 신호 및 제2 신호를 각각 QPSK 방식으로 변조하여 전송하고,
상기 제3 신호 및 제4 신호를 각각 DCM 방식으로 변조하여 전송하는 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 방법. The method of claim 1,
The transmitting terminal and the relay terminal
Modulating and transmitting the first signal and the second signal in a QPSK scheme, respectively;
And M-based DCM modulation based on OFDM for modulating and transmitting the third and fourth signals, respectively, in a DCM scheme. 제1항에 있어서,
상기 송신 단말과 중계 단말은
상기 제1 신호 및 제2 신호를 각각 16QAM 방식으로 변조하여 전송하고,
상기 제3 신호 및 제4 신호를 각각 M-DCM 방식으로 변조하여 전송하는 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 방법. The method of claim 1,
The transmitting terminal and the relay terminal
Modulating and transmitting the first signal and the second signal in a 16QAM scheme, respectively;
And M-based DCM modulation based on OFDM for modulating and transmitting the third and fourth signals, respectively, in an M-DCM scheme. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 송신 단말은 상기 중계 단말과 상기 목적 단말로 상기 제1 신호를 전송하고,
상기 중계 단말은 상기 송신 단말과 상기 목적 단말로 상기 제2 신호를 전송하고,
상기 송신 단말은 상기 제1 신호와 상기 중계 단말로부터 수신한 상기 제2 신호를 이용하여 DCM 또는 M-DCM 방식으로 변조하고, 변조된 신호 중 첫 번째 심볼 그룹인 상기 제3 신호를 상기 목적 단말로 전송하고,
상기 중계 단말은 상기 제2 신호와 상기 송신 단말로부터 수신한 상기 제1 신호를 이용하여 DCM 또는 M-DCM 방식으로 변조하고, 변조된 신호 중 두 번째 심볼 그룹인 상기 제4 신호를 상기 목적 단말로 전송하는 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 방법. The method according to claim 2 or 3,
The transmitting terminal transmits the first signal to the relay terminal and the target terminal,
The relay terminal transmits the second signal to the transmitting terminal and the destination terminal,
The transmitting terminal modulates using the first signal and the second signal received from the relay terminal in a DCM or M-DCM scheme, and transmits the third signal, which is the first symbol group among the modulated signals, to the target terminal. Send,
The relay terminal modulates using the second signal and the first signal received from the transmitting terminal in a DCM or M-DCM scheme, and transmits the fourth signal, which is a second symbol group among the modulated signals, to the target terminal. A cooperative communication method using M-ary DCM modulation based on OFDM for transmitting. 제1항에 있어서,
상기 목적 단말은,
n 비트로 이루어진 후보 비트열과 상기 제1 및 제2 신호 사이의 거리를 구하고, 2n 비트로 이루어진 후보 비트열과 상기 제3 및 제4 신호 사이의 거리를 구하며,
상기 원 신호는 2n 비트로 이루어진 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 방법. The method of claim 1,
The target terminal,
obtaining a distance between a candidate bit string consisting of n bits and the first and second signals, a distance between a candidate bit string consisting of 2 n bits and the third and fourth signals,
And the original signal uses M-ary DCM modulation based on OFDM of 2n bits. 목적 단말이 송신 단말 및 중계 단말과 OFDM에 기반하여 M진 DCM 변조를 이용한 협력 통신을 하는 시스템에 있어서,
상기 송신 단말은 상기 중계 단말과 상기 목적 단말로 제1 신호를 전송하고,
상기 중계 단말은 상기 송신 단말과 상기 목적 단말로 제2 신호를 전송하고,
상기 송신 단말은 상기 제1 신호와 상기 중계 단말로부터 수신한 상기 제2 신호를 이용하여 M-DCM 방식으로 변조하고, 변조된 신호 중 첫 번째 심볼 그룹인 제3 신호를 상기 목적 단말로 전송하고,
상기 중계 단말은 상기 제2 신호와 상기 송신 단말로부터 수신한 상기 제1 신호를 이용하여 M-DCM 방식으로 변조하고, 변조된 신호 중 두 번째 심볼 그룹인 제4 신호를 상기 목적 단말로 전송하며,
상기 목적 단말은 수신된 상기 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호 및 제4 신호에 대하여 각각 후보 비트열과의 거리를 구하고, 상기 후보 비트열들 중에서 상기 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호 및 제4 신호 사이의 거리의 총합이 최소가 되는 비트열을 원 신호로 추정하는 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 시스템. In the system in which the target terminal is a cooperative communication using the M-ary DCM modulation based on OFDM with the transmitting terminal and the relay terminal,
The transmitting terminal transmits a first signal to the relay terminal and the target terminal,
The relay terminal transmits a second signal to the transmitting terminal and the destination terminal,
The transmitting terminal modulates the M-DCM scheme using the first signal and the second signal received from the relay terminal, and transmits a third signal, which is a first symbol group among the modulated signals, to the target terminal.
The relay terminal modulates the M-DCM method using the second signal and the first signal received from the transmitting terminal, and transmits a fourth signal, which is a second symbol group of the modulated signals, to the target terminal.
The target terminal obtains a distance from a candidate bit string with respect to the received first signal, second signal, third signal, and fourth signal, and among the candidate bit strings, the first signal, the second signal, and the third signal. A cooperative communication system using M-based DCM modulation based on OFDM, which estimates a bit string in which the sum of the distances between the signal and the fourth signal is minimum as an original signal. 제6항에 있어서,
상기 송신 단말과 중계 단말은
상기 제1 신호 및 제2 신호를 각각 QPSK 방식으로 변조하여 전송하고,
상기 제3 신호 및 제4 신호를 각각 DCM 방식으로 변조하여 전송하는 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 시스템. The method of claim 6,
The transmitting terminal and the relay terminal
Modulating and transmitting the first signal and the second signal in a QPSK scheme, respectively;
A cooperative communication system using M-ary DCM modulation based on OFDM for modulating and transmitting the third and fourth signals, respectively, in a DCM scheme. 제6항에 있어서,
상기 송신 단말과 중계 단말은
상기 제1 신호 및 제2 신호를 각각 16QAM 방식으로 변조하여 전송하고,
상기 제3 신호 및 제4 신호를 각각 M-DCM 방식으로 변조하여 전송하는 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 시스템. The method of claim 6,
The transmitting terminal and the relay terminal
Modulating and transmitting the first signal and the second signal in a 16QAM scheme, respectively;
And an M-based DCM modulation based on OFDM for modulating and transmitting the third and fourth signals, respectively, in an M-DCM scheme. 제6항에 있어서,
상기 목적 단말은,
n 비트로 이루어진 후보 비트열과 상기 제1 및 제2 신호 사이의 거리를 구하고, 2n 비트로 이루어진 후보 비트열과 상기 제3 및 제4 신호 사이의 거리를 구하며,
상기 원 신호는 2n 비트로 이루어진 OFDM에 기반한 M진 DCM 변조를 이용하는 협력 통신 시스템.


The method of claim 6,
The target terminal,
obtaining a distance between a candidate bit string consisting of n bits and the first and second signals, a distance between a candidate bit string consisting of 2 n bits and the third and fourth signals,
And the original signal uses M-ary DCM modulation based on OFDM of 2n bits.

Images