KR102179642B1 - 송신 및 수신 변조 장치 - Google Patents

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KR102179642B1 KR1020190057573A KR20190057573A KR102179642B1 KR 102179642 B1 KR102179642 B1 KR 102179642B1 KR 1020190057573 A KR1020190057573 A KR 1020190057573A KR 20190057573 A KR20190057573 A KR 20190057573A KR 102179642 B1 KR102179642 B1 KR 102179642B1
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이상훈
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Abstract

송신 및 수신 변조 장치가 개시된다. 다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나 중에서 송수신에 사용될 송신 안테나와 수신 안테나를 선택한 인덱스 정보를 인코딩하는 송수신 안테나 선택부(100); 인코딩된 인덱스 정보를 송신 신호에 싣고, 선택된 송신 안테나와 수신 안테나에 대응한 송신 신호를 변조하는 변조부(200); 인덱스 정보에 의해 선택된 송신 안테나를 통해 송신 신호를 송신하는 송신부(300); 및 송신 신호에 의해 송신된 인덱스 정보를 디코딩하여 다수의 수신 안테나 중 수신 안테나를 선택하고 송신부(300)의 송신 신호를 수신하는 수신부(400)를 구성한다. 따라서 다수의 안테나 중 송수신에 사용될 안테나를 선택한 인덱스 정보를 이용하여 송수신부가 송수신 환경에 적응해서 데이터 전송율을 높일 수 있고, 보다 향상된 데이터 전송율은 미래 통신 환경에서 요구되는 통신 장비 성능에 긍정적인 영향을 미치는 장점이 있다.

Description

송신 및 수신 변조 장치{TRANSMIT AND RECEIVE MODULATORS}
본 발명은 송신 및 수신 변조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 신호를 송수신하는 송신 및 수신 변조 장치에 관한 것이다.
통신 장치에는 무선 신호를 송수신하는 송신부와 수신부가 있고, 송신부는 변조된 송신 신호를 송신 안테나를 전송하고, 수신부는 수신 안테나를 통해 송신부의 송신 신호를 수신하고 복조한다. 이때, 송신부는 데이터 전송율을 높이기 위해 변조 방법을 이용하거나 다수의 송신 안테나를 이용할 수 있다. 또한, 수신부도 데이터 에러율을 낮추기 위해 다수의 수신 안테나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 다수의 송신 안테나를 이용하는 송신 방법에는 GSM(Generalized Spatial Modulation) 방법이 있고, 다수의 수신 안테나를 이용하는 수신 방법에는 RASK(Receive Antenna Shift Keying) 방법이 있다.
등록번호 제10-1009774호, 다중입출력 시스템에서 공간 변조 방법 및 그를 이용한 송수신 장치 공개번호 제10-2018-0133175호, NOMA와 GSSK를 결합한 신호처리 방법, 장치 및 기지국
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 송수신부에 구성된 다수의 안테나 중 송수신에 사용될 안테나를 선택 이용하여 데이터 전송율을 높이는 송신 및 수신 변조 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나 중에서 송수신에 사용될 송신 안테나와 수신 안테나를 선택한 인덱스 정보를 인코딩하는 송수신 안테나 선택부(100); 인코딩된 인덱스 정보를 송신 신호에 싣고, 선택된 송신 안테나와 수신 안테나에 대응한 송신 신호를 변조하는 변조부(200); 인덱스 정보에 의해 선택된 송신 안테나를 통해 송신 신호를 송신하는 송신부(300); 및 송신 신호에 의해 송신된 인덱스 정보를 디코딩하여 다수의 수신 안테나 중 수신 안테나를 선택하고 송신부(300)의 송신 신호를 수신하는 수신부(400)를 제공한다.
또한, 송수신 안테나 선택부(100)는 송신 안테나와 수신 안테나의 인덱스 정보와 송신 신호의 변조 방법을 부호화하는 부호화부(110)를 포함하고, 변조부(200)는 부호화부(110)의 변조 방법에 따라 송신 신호를 변조하고, 수신부(400)는 부호화부(110)의 인덱스 정보에 따라 수신 안테나를 선택하고, 변조 방법에 대응하여 송신 신호를 복조한다.
또한, 송신부(300)는 GSM(Generalized Spatial Modulation) 방법을 이용하고, 수신부(400)는 RASK(Receive Antenna Shift Keying) 방법을 이용한다.
또한, 수신부(400)는 송신부(300)의 송신 신호에 대한 에러율을 측정하여 송신부(300)의 인덱스 정보에서 보다 향상된 전송율을 나타내는 송신 안테나와 수신 안테나의 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 송신부(300)로 전송하는 에러율 측정부(410)를 포함하고, 송신부(300)의 송수신 안테나 선택부(100)는 추출된 인덱스 정보를 이용하여 송수신 안테나 선택부(100)의 인덱스 정보를 업데이트하고, 송신 안테나와 수신 안테나의 선택에 반영하는 업데이트부(120)를 포함한다.
또한, 수신부(400)는 시간 흐름에 따라 에러율과 전송율이 변화하는 변화 추이를 계산하고, 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 송수신 안테나 선택부(100)로 전송하는 변화 추이 계산부(420)를 포함하고, 송수신 안테나 선택부(100)의 부호화부(110)는 변화 추이 계산부(420)의 추출된 인덱스 정보를 참조하여 변조 방법을 변화시킨다.
또한, 수신부(400)는 송수신 안테나 선택부(100)의 변조 방법에 대한 에러율과 전송율의 변화 추이를 계산하고, 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 송수신 안테나 선택부(100)로 전송하는 변조 추이 계산부(430)를 포함하고, 송수신 안테나 선택부(100)의 업데이트부(120)는 변조 추이 계산부(430)의 추출된 인덱스 정보를 참조하여 송수신 안테나 선택부(100)의 인덱스 정보를 업데이트한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 송신 및 수신 변조 장치를 이용할 경우에는 다수의 안테나 중 송수신에 사용될 안테나를 선택한 인덱스 정보를 이용하여 송수신부가 송수신 환경에 적응해서 데이터 전송율을 높일 수 있다.
또한, 보다 향상된 데이터 전송율은 미래 통신 환경에서 요구되는 통신 장비 성능에 긍정적인 영향을 미치는 장점이 있다.
도 1은 송신 및 수신 변조 장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 부호화부(110)와 연계된 구성을 보인 예시도이다.
도 3은 에러율 측정부(410)와 연계된 구성을 보인 예시도이다.
도 4는 변화 추이 계산부(420)와 연계된 구성을 보인 예시도이다.
도 5는 변조 추이 계산부(430)와 연계된 구성을 보인 예시도이다.
도 6은 Nt=5, nt=2, Nr=2일 때 RASK, GSM, 본 발명의 BER 성능을 보인 결과이다.
도 7은 Nt=5, nt=3, Nr=2일 때 RASK, GSM, 본 발명의 BER 성능을 보인 결과이다.
명세서에서 사용된 용어는 그 단어가 본래 가지는 의미가 확대 해석될 수 있으며 서로 다른 의미를 가지는 단어와 단어가 하나의 단어로 조합됨으로써 광의의 새로운 의미를 가지는 합성어 형태를 취한다. 예를 들어 대화라는 단어와 채널이라는 단어가 합성되어 대화 채널을 이룸으로써 대화가 행해지는 통신 채널을 의미하게 된다. 또한, 명세서에서 제시하는 실시예는 실시에 바람직한 실시예이며, 경우에 따라 다른 구성이 부가되거나 본래 있던 구성이 생략됨이 가능하다. 실시예에서 구성을 포함하다 또는 가지다로 실시될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 송신 및 수신 변조 장치의 구성을 보인 예시도이다.
송신 및 수신 변조 장치는 다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나 중에서 송수신에 사용될 송신 안테나와 수신 안테나를 선택하고 선택된 안테나를 이용하여 무선 신호를 송수신한다. 예를 들어, 송신 안테나가 3개인 경우 송신 안테나를 2개 선택할 때 송신 안테나 인덱스 정보는 6가지이고, 수신 안테나가 2개인 경우 수신 안테나 인덱스 정보는 2가지이다. 여기서, 송신 안테나와 수신 안테나를 선택한 인덱스 정보로 8가지를 선택할 수 있다.
다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나 중에서 송수신에 사용될 송신 안테나와 수신 안테나를 선택한 인덱스 정보는 송수신 안테나 선택부(100)에서 인코딩된다. 예를 들어, 인덱스 정보가 8가지인 경우, 송수신 안테나 선택부(100)에서 인코딩되는 인덱스 정보는 8가지 중 한가지일 수 있다.
변조부(200)는 인코딩된 인덱스 정보를 송신 신호에 싣고, 선택된 송신 안테나와 수신 안테나에 대응한 송신 신호를 변조한다. 송신부(300)는 인덱스 정보에 의해 선택된 송신 안테나를 통해 변조된 송신 신호를 송신한다. 예를 들어, 변조부(200)는 변조 방법에 따라 송신 신호를 변조하며, 변조 방법이 BPSK인 경우 이진 위상 변조할 수 있다.
수신부(400)는 송신 신호에 의해 송신된 인덱스 정보를 디코딩하여 다수의 수신 안테나 중 수신 안테나를 선택하고 송신부(300)의 송신 신호를 수신한다. 수신부(400)는 인덱스 정보에 포함된 이진 부호를 파싱하여 이에 대응한 송신 안테나와 수신 안테나의 인덱스 정보를 디코딩하고 수신부(400)에 구성된 다수의 수신 안테나 중 수신 안테나를 선택한다.
예를 들어, 송신부(300)는 GSM(Generalized Spatial Modulation) 방법을 이용하고, 수신부(400)는 RASK(Receive Antenna Shift Keying) 방법을 이용할 수 있다.
GSM(Generalized Spatial Modulation) 방법은 다수의 송신 안테나를 이용하는 송신 방법이고, RASK(Receive Antenna Shift Keying) 방법은 다수의 수신 안테나를 이용하는 수신 방법이다.
도 2는 부호화부(110)와 연계된 구성을 보인 예시도이다.
송수신 안테나 선택부(100)는 인덱스 정보와 변조 방법을 부호화하는 부호화부(110)를 포함한다. 부호화부(110)는 송신 안테나와 수신 안테나의 인덱스 정보와 송신 신호의 변조 방법을 부호화한다. 부호화부(110)는 인덱스 정보와 변조 방법을 나타내는 이진 부호로 부호화한다. 예를 들어, 인덱스 정보가 8가지, 변조 방법이 4가지인 경우 2에 5승이 되고 5비트 이진 부호가 사용될 수 있다.
아래 표 1은 인덱스 정보 일례이다.
Figure 112019050262908-pat00001
변조부(200)는 부호화부(110)의 변조 방법에 따라 송신 신호를 변조하고, 수신부(400)는 부호화부(110)의 인덱스 정보에 따라 수신 안테나를 선택하고, 변조 방법에 대응하여 송신 신호를 복조한다. 예를 들어, 변조 방법이 BPSK인 경우 변조부(200)는 송신 신호를 이진 위상 변조하고, 수신부(400)는 인덱스 정보에 포함된 이진 부호에서 수신 안테나의 인덱스 정보를 디코딩하고 디코딩된 정보에 따라 수신 안테나를 선택하고, BPSK 변조 방법에 대응하여 송신 신호를 복조한다.
도 3은 에러율 측정부(410)와 연계된 구성을 보인 예시도이다.
수신부(400)는 송신 신호에 대한 에러율을 측정하여 인덱스 정보를 추출하는 에러율 측정부(410)를 포함한다.
에러율 측정부(410)는 송신부(300)의 송신 신호에 대한 에러율을 측정하여 송신부(300)의 인덱스 정보에서 보다 향상된 전송율을 나타내는 송신 안테나와 수신 안테나의 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 송신부(300)로 전송한다. 예를 들어, 에러율이 낮은 경우 전송율이 높으며 송신 안테나와 수신 안테나의 인덱스 정보에 따라 에러율이 달라질 수 있다. 에러율이 낮으며 전송율이 높은 송신 안테나와 수신 안테나의 인덱스 정보가 송신 및 수신 변조 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
송신부(300)의 송수신 안테나 선택부(100)는 추출된 인덱스 정보를 이용하여 송수신 안테나 선택부(100)의 인덱스 정보를 업데이트하는 업데이트부(120)를 포함한다.
업데이트부(120)는 추출된 인덱스 정보를 이용하여 송수신 안테나 선택부(100)의 인덱스 정보를 업데이트하고, 송신 안테나와 수신 안테나의 선택에 반영한다.
도 4는 변화 추이 계산부(420)와 연계된 구성을 보인 예시도이다.
수신부(400)는 에러율과 전송율이 변화하는 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보를 전송하는 변화 추이 계산부(420)를 포함한다.
변화 추이 계산부(420)는 시간 흐름에 따라 에러율과 전송율이 변화하는 변화 추이를 계산하고, 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 송수신 안테나 선택부(100)로 전송한다. 예를 들어, 에러율과 전송율이 변화하는 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보가 사용되어 송신 및 수신 변조 장치의 성능이 일정 레벨을 나타내도록 지원할 수 있다.
송수신 안테나 선택부(100)의 부호화부(110)는 변화 추이 계산부(420)의 추출된 인덱스 정보를 참조하여 변조 방법을 변화시킨다.
도 5는 변조 추이 계산부(430)와 연계된 구성을 보인 예시도이다.
수신부(400)는 변조 방법에 대한 에러율과 전송율의 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보를 전송하는 변조 추이 계산부(430)를 포함한다.
변조 추이 계산부(430)는 송수신 안테나 선택부(100)의 변조 방법에 대한 에러율과 전송율의 변화 추이를 계산하고, 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 송수신 안테나 선택부(100)로 전송한다. 예를 들어, 변조 방법에 대한 에러율과 전송율이 변화하는 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보가 사용되어 송신 및 수신 변조 장치의 성능이 일정 레벨을 나타내도록 지원할 수 있다.
송수신 안테나 선택부(100)의 업데이트부(120)는 변조 추이 계산부(430)의 추출된 인덱스 정보를 참조하여 송수신 안테나 선택부(100)의 인덱스 정보를 업데이트한다.
도 6과 도 7은 RASK, GSM, 본 발명의 BER 성능을 보인 비교 결과이다. 본 발명의 BER 성능은 GSM과 RASK의 성능 사이에 존재한다. 이는 GSM과 RASK에서 송수신 안테나 수는 서로 트레이드-오프 관계이기 때문이다. RASK의 경우 송신단의 안테나 수가 증가할수록 BER 성능이 향상되는 경향을 보이는데 이를 위해 송신단의 활성화 안테나의 수를 증가시키면 수신단에서 송신단의 안테나 인덱스를 검출하는데 어려움이 생긴다. 또한 GSM의 경우 수신단의 안테나 수가 많아져야 송신단 안테나 인덱스 검출이 용이하기 때문이다. 향후 이러한 문제를 해결하기 위한 연구가 필요하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 송수신 안테나 선택부 110: 부호화부
120: 업데이트부 200: 변조부
300: 송신부 400: 수신부
410: 에러율 측정부 420: 변화 추이 계산부
430: 변조 추이 계산부

Claims (6)

  1. 다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나 중에서 송수신에 사용될 송신 안테나와 수신 안테나를 선택한 인덱스 정보를 인코딩하는 송수신 안테나 선택부(100);
    인코딩된 인덱스 정보를 송신 신호에 싣고, 선택된 송신 안테나와 수신 안테나에 대응한 송신 신호를 변조하는 변조부(200);
    상기 인덱스 정보에 의해 선택된 송신 안테나를 통해 상기 송신 신호를 송신하는 송신부(300); 및
    상기 송신 신호에 의해 송신된 인덱스 정보를 디코딩하여 상기 다수의 수신 안테나 중 상기 수신 안테나를 선택하고 상기 송신부(300)의 상기 송신 신호를 수신하는 수신부(400)를 포함하며,
    상기 송수신 안테나 선택부(100)는 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나의 상기 인덱스 정보와 상기 송신 신호의 변조 방법을 부호화하는 부호화부(110)를 포함하고,
    상기 변조부(200)는 상기 부호화부(110)의 변조 방법에 따라 상기 송신 신호를 변조하고,
    상기 송신부(300)는 상기 부호화부(110)의 상기 인덱스 정보에 따라 상기 송신 안테나를 선택하고,
    상기 수신부(400)는 상기 부호화부(110)의 상기 인덱스 정보에 따라 상기 수신 안테나를 선택하고, 상기 변조 방법에 대응하여 상기 송신 신호를 복조하며; 상기 송신부(300)의 상기 송신 신호에 대한 에러율을 측정하여 상기 송신부(300)의 상기 인덱스 정보에서 보다 향상된 전송율을 나타내는 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나의 상기 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 상기 송신부(300)로 전송하는 에러율 측정부(410)를 포함하고,
    상기 송신부(300)의 상기 송수신 안테나 선택부(100)는 추출된 인덱스 정보를 이용하여 상기 송수신 안테나 선택부(100)의 상기 인덱스 정보를 업데이트하고, 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나의 선택에 반영하는 업데이트부(120)를 포함하는 송신 및 수신 변조 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신부(300)는 GSM(Generalized Spatial Modulation) 방법을 이용하고, 상기 수신부(400)는 RASK(Receive Antenna Shift Keying) 방법을 이용하는 송신 및 수신 변조 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신부(400)는 시간 흐름에 따라 에러율과 전송율이 변화하는 변화 추이를 계산하고, 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 상기 송수신 안테나 선택부(100)로 전송하는 변화 추이 계산부(420)를 포함하고,
    상기 송수신 안테나 선택부(100)의 상기 부호화부(110)는 상기 변화 추이 계산부(420)의 추출된 인덱스 정보를 참조하여 상기 변조 방법을 변화시키는 송신 및 수신 변조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수신부(400)는 상기 송수신 안테나 선택부(100)의 상기 변조 방법에 대한 에러율과 전송율의 변화 추이를 계산하고, 변화 추이가 일정 레벨 이하인 인덱스 정보를 추출하고, 추출된 인덱스 정보를 상기 송수신 안테나 선택부(100)로 전송하는 변조 추이 계산부(430)를 포함하고,
    상기 송수신 안테나 선택부(100)의 상기 업데이트부(120)는 상기 변조 추이 계산부(430)의 추출된 인덱스 정보를 참조하여 상기 송수신 안테나 선택부(100)의 상기 인덱스 정보를 업데이트하는 송신 및 수신 변조 장치.
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KR1020190057573A KR102179642B1 (ko) 2019-05-16 2019-05-16 송신 및 수신 변조 장치

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공개번호 제10-2018-0133175호, NOMA와 GSSK를 결합한 신호처리 방법, 장치 및 기지국

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