KR102475871B1 - 통신 방법 및 이를 수행하는 장치들 - Google Patents

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Abstract

통신 방법 및 이를 수행하는 장치들이 개시된다. 일 실시예에 따른 통신 방법은 미러 포인트를 기준으로 제1 주파수 영역의 제1 부반송파들과 제2 주파수 영역의 제2 부반송파들을 배열하는 단계와, 상기 제1 부반송파들 및 상기 제2 부반송파들 중에서 적어도 하나를 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

통신 방법 및 이를 수행하는 장치들{METHOD OF COMMUNICATING AND APPARATUSES PERFORMING THE SAME}
아래 실시예들은 통신 방법 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.
기존의 이동 통신 시스템은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 변조 방식을 채택하고 있다. 예를 들어, LTE(long term evolution) 및 5G NR(new radio)는 모두 OFDM 변조 방식을 채택하고 있다. 특히 5G NR은 최대 단위 대역폭 400MHz까지 지원 가능하고, 반송파 집성(Carrier Aggregation)을 통해 보다 큰 대역폭으로 확장이 가능하다.
5G 이후의 차세대 통신으로 고려하고 있는 100GHz 이상의 THz 주파수 대역에서는 기존 이동 통신에서 사용하는 주파수 대역보다 풍부한 주파수 자원을 사용할 수 있다. THz 주파수 대역에서는 보다 많은 주파수 자원을 활용할 수 있다는 장점이 있다.
이에, 최근에는 수 GHz 이상의 보다 넓은 대역폭을 요구하는 이동 통신 시스템이 고려되고 있고, 기존 이동 통신 시스템보다 보다 넓은 대역폭의 이동 통신 시스템이 연구되고 있는 중이다.
이동 통신 시스템은 I/Q(in-phase/quadrature-phase) 불균형 특성에 대한 문제가 있다. I/Q 불균형 특성은 광대역 통신에서의 주파수 변환시 성능에 영향을 주는 아날로그 손상 인자 중에서 가장 대표적인 것일 수 있다. I/Q 불균형 특성은 수신기 및/또는 송신기 구조에서 성능에 영향을 주는 특성일 수 있다. 수신기는 직교 변조된 RF(radio frequency) 신호를 기저 대역의 동위상(In-phase, I)과 직교위상(Quadrature-phase, Q)으로 변환할 수 있다. 송신기는 기저 대역의 동위상(I)과 직교위상(Q)을 RF 신호로 변환할 수 있다.
이동 통신 시스템은 기저 대역의 동위상(I)과 직교위상(Q)이 동일한 크기와 정확한 90 도 위상차를 가져야만 완벽한 시스템을 구성할 수 있다.
그러나, 기존의 직교 변조기 및 복조기는 일정량의 I/Q 불균형, 즉 I/Q 크기 및 위상 오차를 가지고 있다.
또한, I/Q 불균형 오차는 주파수에 따른 편차가 있어, 100MHz이상의 광대역 시스템에서는 이를 보상하는 것이 매우 어려워진다.
최근에는 I/Q 불균형 오차로 인해 직교 변조기 및 복조기의 성능을 저하시키는 특성을 개선하고자 다양한 I/Q 불균형 오차를 제거하는 장치 및 방법들이 소개되고 있다.
그러나, I/Q 불균형 오차의 제거를 위한 장치 및 방법들은 100MHz 미만의 대역폭을 가진 기존 통신 시스템의 경우에는 사용이 가능하나, 100MHz 이상, 수 GHz까지의 보다 넓은 대역폭에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다.
실시예들은 비대칭으로 배열된 복수의 부반송파들 또는 대칭으로 배열된 복수의 부반송파들 중에서 어느 하나의 주파수 영역의 복수의 부반송파들을 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행하는 기술을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 통신 방법은 미러 포인트를 기준으로 제1 주파수 영역의 제1 부반송파들과 제2 주파수 영역의 제2 부반송파들을 배열하는 단계와, 상기 제1 부반송파들 및 상기 제2 부반송파들 중에서 적어도 하나를 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 미러 포인트는 상기 제1 주파수 영역 및 상기 제2 주파수 영역을 구분하고, 주파수가 0인 포인트일 수 있다.
상기 제1 주파수 영역 및 상기 제2 주파수 영역은 상이한 주파수 영역으로 상기 미러 포인트를 기준으로 서로 대응되는 주파수 영역일 수 있다.
상기 제1 주파수 영역은 양의 주파수에 대한 전체 영역이고, 상기 제2 주파수 영역은 음의 주파수에 대한 전체 영역일 수 있다.
상기 배열하는 단계는 상기 미러 포인트를 기준으로 상기 제1 부반송파들과 상기 제2 부반송파들을 비대칭으로 배열하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 비대칭으로 배열하는 단계는 상기 제1 주파수 영역에 상기 제1 부반송파들을 제1 주파수 간격으로 배열하는 단계와, 상기 제1 부반송파들의 위치에 기초하여 상기 제2 주파수 영역에 상기 제2 부반송파들을 상기 제1 부반송파들과 대응되지 않게 배열하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수행하는 단계는 상기 제1 부반송파들과 상기 제2 부반송파들이 비대칭으로 배열된 경우, 상기 제1 부반송파들 및 상기 제2 부반송파들 모두를 이용하여 상기 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수행하는 단계는 상기 제1 부반송파들과 상기 제2 부반송파들이 대칭으로 배열된 경우, 상기 제1 부반송파들 또는 상기 제2 부반송파들을 이용하여 상기 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 통신 장치는 인스트럭션들을 포함하는 메모리와, 상기 인스트럭션들을 실행하기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 미러 포인트를 기준으로 제1 주파수 영역의 제1 부반송파들과 제2 주파수 영역의 제2 부반송파들을 배열하고, 상기 제1 부반송파들 및 상기 제2 부반송파들 중에서 적어도 하나를 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다.
상기 미러 포인트는 상기 제1 주파수 영역 및 상기 제2 주파수 영역을 구분하고, 주파수가 0인 포인트일 수 있다.
상기 제1 주파수 영역 및 상기 제2 주파수 영역은 상이한 주파수 영역으로 상기 미러 포인트를 기준으로 서로 대응되는 주파수 영역일 수 있다.
상기 제1 주파수 영역은 양의 주파수에 대한 전체 영역이고, 상기 제2 주파수 영역은 음의 주파수에 대한 전체 영역일 수 있다.
상기 프로세서는 상기 미러 포인트를 기준으로 상기 제1 부반송파들과 상기 제2 부반송파들을 비대칭으로 배열할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 주파수 영역에 상기 제1 부반송파들을 제1 주파수 간격으로 배열하고, 상기 제1 부반송파들의 위치에 기초하여 상기 제2 주파수 영역에 상기 제2 부반송파들을 상기 제1 부반송파들과 대응되지 않게 배열할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 부반송파들과 상기 제2 부반송파들이 비대칭으로 배열된 경우, 상기 제1 부반송파들 및 상기 제2 부반송파들 모두를 이용하여 상기 통신을 수행할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 부반송파들과 상기 제2 부반송파들이 대칭으로 배열된 경우, 상기 제1 부반송파들 또는 상기 제2 부반송파들을 이용하여 상기 통신을 수행할 수 있다.
도 1은 기존의 OFDM 신호를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 2a는 기존의 OFDM 신호에 따른 IQ 불균형을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 2b는 기존의 OFDM 신호에 따른 IQ 불균형을 설명하기 위한 다른 예를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 통신 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 5a는 비대칭 구조의 OFDM 신호를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 5b는 비대칭 구조의 OFDM 신호를 설명하기 위한 다른 예를 나타낸다.
도 6은 기존의 OFDM 신호의 규격 및 비대칭 구조의 OFDM 신호의 규격을 나타낸다.
도 7a는 도 6에 도시된 규격에 따른 기존의 OFDM 신호의 성상도를 나타낸다.
도 7b는 도 6에 도시된 규격에 따른 비대칭 구조의 OFDM 신호의 성상도를 나타낸다.
도 8은 도 3에 도시된 통신 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도를 나타내다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1 또는 제2등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 실시예의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서의 모듈(module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.
다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.
이하, 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 기존의 OFDM 신호를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
기존의 OFDM 신호는 데이터를 전송하기 위해서 데이터 신호가 변조된 변조 신호일 수 있다.
기존의 OFDM 신호는 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112019116858182-pat00001
여기서,
Figure 112019116858182-pat00002
는 OFDM 신호이고,
Figure 112019116858182-pat00003
는 전송하고자 하는 데이터인 변조 신호의 심볼(symbol)이고,
Figure 112019116858182-pat00004
는 부반송파들의 총 개수고,
Figure 112019116858182-pat00005
는 변조 신호의 심볼 주기이고,
Figure 112019116858182-pat00006
는 부반송파들 간의 주파수 간격(또는 1/
Figure 112019116858182-pat00007
)을 나타낸다.
수학식 1을 참조하면, 기존의 OFDM 신호는 일정 주파수 간격(또는
Figure 112019116858182-pat00008
주파수 간격)으로 배열되는 복수의 부반송파들(또는
Figure 112019116858182-pat00009
개의 부반송파들, 복수의 스펙트럼들)을 포함할 수 있다. 이때, 부반송파들은 직교성(Orthogonality)을 가지고 있기 때문에, 서로 간에 간섭을 주지 않을 수 있다.
기존의 OFDM 신호의 부반송파들은 제1 그래프(gragh1)과 같이 미러 포인트를 기준으로 대칭 구조로 배열될 수 있다. 미러 포인트는 부반송파가 배열되는 주파수 영역을 구분하는 포인트로 음의 주파수 영역 및 양의 주파수 영역을 구분할 수 있다. 미러 포인트는 주파수가 0인 포인트일 수 있다.
기존의 OFDM 신호는 대칭으로 배열된 복수의 부반송파들을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 기존의 OFDM 신호는 데이터가 포함된 복수의 부반송파들을 통해 고속으로 데이터를 전송할 수 있다.
도 2a는 기존의 OFDM 신호에 따른 IQ 불균형을 설명하기 위한 일 예를 나타내고, 도 2b는 기존의 OFDM 신호에 따른 IQ 불균형을 설명하기 위한 다른 예를 나타낸다.
기존의 OFDM 기반의 통신 시스템은 I+jQ의 복소 스펙트럼을 통해 I/Q 불균형 오차의 정도, 특성 및 영향을 파악할 수 있다. I/Q 불균형 오차는 부반송파에 대응하는 이미지 신호(또는 미러 이미지 신호)를 발생시킬 수 있다. I/Q 불균형 오차에 의해 발생한 이미지 신호는 광대역 주파수 범위에서 주파수에 따라 다른 크기로 발생할 수 있다. 광대역 주파수 범위는 THz 주파수 대역을 포함한 100MHz 이상의 주파수 범위일 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 이미지 신호는 부반송파가 배열된 주파수 영역에 대칭되는 주파수 영역에 발생될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 제1 부반송파 내지 제6 부반송파가 양의 주파수 영역에 배열된 경우, 제1 이미지 신호 내지 제6 이미지 신호는 제2 그래프(gragh2)와 같이 미러 포인트를 기준으로 부반송파가 배열된 주파수 영역에 대칭되는 영역인 음의 주파수 영역에 발생될 수 있다.
예를 들어, 제1 이미지 신호는 미러 포인트를 기준으로
Figure 112019116858182-pat00010
만큼 이격된 위치에 배열된 제1 부반송파에 의해 미러 포인트를 기준으로 -
Figure 112019116858182-pat00011
만큼 이격된 위치에 발생될 수 있다. 제2 이미지 신호는 미러 포인트를 기준으로 2X
Figure 112019116858182-pat00012
만큼 이격된 위치에 배열된 제2 부반송파에 의해 미러 포인트를 기준으로 -2X
Figure 112019116858182-pat00013
만큼 이격된 위치에 발생될 수 있다. 제3 이미지 신호는 미러 포인트를 기준으로 3X
Figure 112019116858182-pat00014
만큼 이격된 위치에 배열된 제3 부반송파에 의해 미러 포인트를 기준으로 -3X
Figure 112019116858182-pat00015
만큼 이격된 위치에 발생될 수 있다. 제4 이미지 신호는 미러 포인트를 기준으로 4X
Figure 112019116858182-pat00016
만큼 이격된 위치에 배열된 제4 부반송파에 의해 미러 포인트를 기준으로 -4X
Figure 112019116858182-pat00017
만큼 이격된 위치에 발생될 수 있다. 제5 이미지 신호는 미러 포인트를 기준으로 5X
Figure 112019116858182-pat00018
만큼 이격된 위치에 배열된 제5 부반송파에 의해 미러 포인트를 기준으로 -5X
Figure 112019116858182-pat00019
만큼 이격된 위치에 발생될 수 있다. 제6 이미지 신호는 미러 포인트를 기준으로 6X
Figure 112019116858182-pat00020
만큼 이격된 위치에 배열된 제6 부반송파에 의해 미러 포인트를 기준으로 -6X
Figure 112019116858182-pat00021
만큼 이격된 위치에 발생될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 각 주파수 영역에 발생된 이미지 신호는 제3 그래프(graph3)와 같이 각 주파수 영역에 배열된 부반송파에 간섭을 일으킬 수 있다. 이에, 부반송파에 대한 신호 대 잡음비((Signal to Noise Ratio, SNR)는 열화될 수 있다. 즉, 각 부반송파는 미러 포인트를 기준으로 각 부반송파에 대응하는 부반송파에 의해 발생된 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다.
예를 들어, 제1 부반송파는 제7 부반송파에 의해 발생된 제7 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제2 부반송파는 제8 부반송파에 의해 발생된 제8 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제3 부반송파는 제9 부반송파에 의해 발생된 제9 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제4 부반송파는 제10 부반송파에 의해 발생된 제10 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제5 부반송파는 제11 부반송파에 의해 발생된 제11 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제6 부반송파는 제12 부반송파에 의해 발생된 제12 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제7 부반송파는 제1 부반송파에 의해 발생된 제1 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제8 부반송파는 제2 부반송파에 의해 발생된 제2 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제9 부반송파는 제3 부반송파에 의해 발생된 제3 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제10 부반송파는 제4 부반송파에 의해 발생된 제4 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제11 부반송파는 제5 부반송파에 의해 발생된 제5 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다. 제12 부반송파는 제6 부반송파에 의해 발생된 제6 이미지 신호에 의한 간섭을 받을 수 있다.
즉, 기존의 OFDM 신호는 광대역에서 각 부반송파에 의한 이미지 신호로 인해 I/Q 불균형 오차가 발생하여 신호 대 잡음비 성능이 나빠지는 단점이 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 통신 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다.
통신 시스템(10)은 데이터 제공 장치(100) 및 통신 장치(300)를 포함한다.
데이터 제공 장치(100)는 전송하고자 하는 데이터를 통신 장치(300)에 전송할 수 있다. 전송하고자 하는 데이터는 직렬로 입력되는 데이터열(또는 심벌열)일 수 있다.
통신 장치(300)는 비대칭으로 배열된 복수의 부반송파들 또는 대칭으로 배열된 복수의 부반송파들 중에서 어느 하나의 주파수 영역의 복수의 부반송파들을 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 통신 장치(300)는 데이터 제공 장치(100)로부터 전송된 데이터를 복수의 데이터들로 병렬 변환하고, 복수의 데이터들 각각을 상술한 복수의 부반송파들 각각에 포함할 수 있다. 통신 장치(300)는 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행하여 데이터를 포함한 복수의 부반송파들을 전자 장치(500)로 전송할 수 있다.
이에, 통신 장치(300)는 광대역에서 극복하기 어려운 I/Q 불균형을 극복할 수 있다.
통신 장치(300)는 주파수에 따른 편차가 있는 I/Q 불균형 오차가 발생하더라도, 발생된 I/Q 불균형 오차가 신호 대 잡음비 성능에 영향을 주지 않게 할 수 있다.
통신 장치(300)는 I/Q 불균형에 의한 신호 대 잡음비 열화 성능 정도를 개선하기 위해 I/Q 불균형을 보상하려는 추가적인 알고리즘 및/또는 장치가 필요하지 않을 수 있다.
전자 장치(500)는 PC(personal computer), 데이터 서버, 또는 휴대용 전자 장치 등 다양한 장치일 수 있다. 휴대용 전자 장치는 랩탑(laptop) 컴퓨터, 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 모바일 인터넷 디바이스(mobile internet device(MID)), PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), e-북(e-book), 스마트 디바이스(smart device)으로 구현될 수 있다. 이때, 스마트 디바이스는 스마트 워치(smart watch) 또는 스마트 밴드(smart band)로 구현될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
통신 장치(300)는 통신 모듈(310), 메모리(330) 및 프로세서(350)을 포함할 수 있다.
통신 모듈(310)은 데이터 제공 장치(100) 및 전자 장치와 서로 통신을 수행할 수 있다.
메모리(330)는 프로세서(350)에 의해 실행가능한 인스트럭션들(또는 프로그램)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 인스트럭션들은 프로세서(350)의 동작 및/또는 프로세서(350)의 각 구성의 동작을 실행하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다.
프로세서(350)는 메모리(330)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(350)는 메모리(330)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(350)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.
프로세서(350)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.
프로세서(350)는 통신 장치(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(550)는 통신 장치(300)의 각 구성(310 및 330)의 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(350)는 미러 포인트를 기준으로 제1 주파수 영역의 제1 부반송파들과 제2 주파수 영역의 제2 부반송파들을 배열할 수 있다. 제1 주파수 영역 및 제2 주파수 영역은 서로 상이한 주파수 영역으로 미러 포인트를 기준으로 서로 대응되는 주파수 영역일 수 있다. 제1 주파수 영역은 양의 주파수에 대한 전체 영역으로 양의 주파수 영역일 수 있고, 제2 주파수 영역은 음의 주파수에 대한 전체 영역으로 음의 주파수 영역일 수 있다. 제1 부반송파들은 제1 주파수 영역에 배열될 수 있고, 제2 부반송파들은 제2 주파수 영역에 배열될 수 있다.
일 예로, 프로세서(350)는 미러 포인트를 기준으로 제1 부반송파들과 제2 부반송파들을 비대칭으로 배열할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(350)는 제1 주파수 영역에 제1 부반송파들을 제1 주파수 간격으로 배열할 수 있다. 제1 부반송파들은 미러 포인트에서부터 제1 주파수 간격으로 서로 이격되어 배열될 수 있다.
프로세서(350)는 제1 부반송파들의 위치에 기초하여 제2 주파수 영역에 제2 부반송파들을 제1 부반송파들과 대응되지 않게 배열할 수 있다. 제2 부반송파들은 미러 포인트를 기준으로 제1 부반송파들과 대응되지(또는 중첩되지) 않을 수 있다.
상술한 바와 같이 프로세서(350)가 제1 부반송파들은 배열한 후, 제2 부반송파들을 제1 부반송파들에 대응되지 않게 배열하지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 프로세서(350)는 제2 주파수 영역에 제2 부반송파들을 제1 주파수 간격으로 배열한 후, 제2 부반송파들의 위치에 기초하여 제1 주파수 영역에 제1 부반송파들을 제2 부반송파들과 대응되지 않게 배열할 수 있다.
다른 예로, 프로세서(350)는 미러 포인트를 기준으로 제1 부반송파들과 제2 부반송파들을 대칭으로 배열할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(350)는 제1 주파수 영역에 제1 부반송파들을 제2 주파수 간격으로 배열할 수 있다. 제1 부반송파들은 미러 포인트에서부터 제2 주파수 간격으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. 이때, 프로세서(350)는 제1 부반송파들 및 제2 부반송파들 중에서 어느 하나를 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 프로세서(350)는 I/Q 불균형에 의한 대칭적인 이미지 신호를 피하기 위해서 주파수가 0인 DC 부반송파를 통신을 수행하기 위해 사용하지 않을 수 있다.
제1 부반송파들과 제2 부반송파들이 비대칭으로 배열된 경우, 프로세서(350)는 제1 부반송파들과 제2 부반송파들 모두를 이용하거나 제1 부반송파들 또는 제2 부반송파들을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
제1 부반송파들과 제2 부반송파들 모두를 이용하는 경우, 프로세서(350)는 제1 부반송파들 및 제2 부반송파들 각각에 병렬 변환된 데이터를 포함하여 통신을 수행할 수 있다.
제1 부반송파들 또는 제2 부반송파들을 이용하는 경우, 프로세서(350)는 제1 부반송파들 각각 또는 제2 부반송파들 각각에 병렬 변환된 데이터를 포함하여 통신을 수행할 수 있다.
제1 부반송파들과 제2 부반송파들이 대칭으로 배열된 경우, 프로세서(350)는 제1 부반송파들 또는 제2 부반송파들을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(350)는 제1 부반송파들 각각 또는 제2 부반송파들 각각에 병렬 변환된 데이터를 포함하여 통신을 수행할 수 있다.
즉, 프로세서(350)는 비대칭으로 배열된 제1 및 제2 부반송파들을 이용하거나 대칭으로 배열된 제1 및 제2 부반송파들 중에서 어느 하나만을 이용하여 통신을 수행함으로써, 제1 및 제2 부반송파들에 의한 이미지 신호가 제1 및 제2 부반송파들에 간섭을 일으키지 않게 할 수 있다.
부반송파들이 비대칭으로 배열된 경우, 제1 부반송파들에 의한 제1 이미지 신호는 제2 부반송파들 사이에 발생될 수 있다. 제2 부분송파들에 의한 제2 이미지 신호는 제1 부반송파들 사이에 발생될 수 있다. 이에, 제1 및 제2 이미지 신호는 제1 및 제2 부반송파들에 간섭을 일으키지 않아 전송하고자 하는 OFDM 신호에 영향을 주지 않을 수 있다.
대칭으로 배열된 제1 및 제2 부반송파들 중에서 양의 주파수 영역의 제1 부반송파들을 이용하는 경우, 제1 부반송파들에 의한 제3 이미지 신호는 음의 주파수 영역에 발생될 수 있다. 이에, 제3 이미지 신호는 제1 부반송파들에 간섭을 일으키지 않아 전송하고자 하는 OFDM 신호에 영향을 주지 않을 수 있다.
대칭으로 배열된 제1 및 제2 부반송파들 중에서 음의 주파수 영역의 제2 부반송파들을 이용하는 경우, 제2 부반송파들에 의한 제4 이미지 신호는 양의 주파수 영역에 발생될 수 있다. 이에, 제4 이미지 신호는 제2 부반송파들에 간섭을 일으키지 않아 전송하고자 하는 OFDM 신호에 영향을 주지 않을 수 있다.
도 5a는 비대칭 구조의 OFDM 신호의 일 예를 나타내고, 도 5b는 비대칭 구조의 OFDM 신호의 다른 예를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b와 같은 비대칭 구조의 OFDM 신호는 광대역에서 I/Q 불균형에 대한 영향을 받지 않도록 비대칭으로 배열된 복수의 부반송파들(또는 복수 주파수 스펙트럼들)을 포함할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 비대칭으로 배열된 복수의 부반송파들은 제4 그래프(graph4)와 같이 양의 주파수 영역에서
Figure 112019116858182-pat00022
간격으로 이격된 주파수들(또는 부반송파가 배열될 위치들) 중에서 짝수번째 주파수에 배열될 수 있다. 짝수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 미러 포인트를 기준으로 2X
Figure 112019116858182-pat00023
, 4X
Figure 112019116858182-pat00024
, 6X
Figure 112019116858182-pat00025
, 8X
Figure 112019116858182-pat00026
,…,
Figure 112019116858182-pat00027
/2-2 간격으로 이격될 수 있다.
양의 주파수 영역의 짝수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 수학식 2로 나타낼 수 있다.
Figure 112019116858182-pat00028
수학식 2의
Figure 112019116858182-pat00029
는 복수의 부반송파들이 짝수번째 또는 홀수번째 주파수에 배열됨을 나타내고,
Figure 112019116858182-pat00030
은 복수의 부반송파들의 순서를 나타낸다. 수학식 2를 참조하면,
Figure 112019116858182-pat00031
가 2
Figure 112019116858182-pat00032
인 경우, 복수의 부반송파들은 짝수번째 주파수에 배열될 수 있다.
비대칭으로 배열된 복수의 부반송파들은 음의 주파수 영역에서 -
Figure 112019116858182-pat00033
간격으로 이격된 주파수들 중에서 홀수번째 주파수에 배열될 수 있다. 홀수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 미러 포인트를 기준으로 -
Figure 112019116858182-pat00034
/2+1, …-7X
Figure 112019116858182-pat00035
, -5X
Figure 112019116858182-pat00036
, -3X
Figure 112019116858182-pat00037
, -1X
Figure 112019116858182-pat00038
간격으로 이격될 수 있다.
음의 주파수 영역의 홀수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 수학식 3으로 나타낼 수 있다.
Figure 112019116858182-pat00039
수학식 3을 참조하면,
Figure 112019116858182-pat00040
가 2
Figure 112019116858182-pat00041
+ 1인 경우, 복수의 부반송파들은 홀수번째 주파수에 배열될 수 있다.
양의 주파수 영역의 짝수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 음의 주파수 영역의 짝수번째 주파수에 이미지 신호를 발생시킬 수 있다. 음의 주파수 영역의 홀수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 양의 주파수 영역의 홀수번째 주파수에 이미지 신호를 발생시킬 수 있다.
이에, 부반송파와 이미지 신호는 서로 대응(또는 중첩)되지 않고, 직교성을 유지하여 서로 간에 간섭을 일으키지 않고, 신호 대 잡음비 성능에 영향을 주지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이 비대칭 구조의 복수의 부반송파들이 양의 주파수 영역에서 짝수번째 주파수에 배열되고, 음의 주파수 영역에서 홀수번째 주파수에 배열되지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 비대칭 구조의 복수의 부반송파들은 제5 그래프(graph5)와 같이 양의 주파수 영역에서 홀수번째 주파수에 배열되고, 음의 주파수 영역에서 짝수번째 주파수에 배열될 수 있다.
양의 주파수 영역의 홀수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 수학식 4로 나타낼 수 있다. 홀수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 미러 포인트를 기준으로 1X
Figure 112019116858182-pat00042
, 3X
Figure 112019116858182-pat00043
, 5X
Figure 112019116858182-pat00044
, …,
Figure 112019116858182-pat00045
/2-1 간격으로 이격될 수 있다.
Figure 112019116858182-pat00046
음의 주파수 영역의 짝수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 수학식 5로 나타낼 수 있다. 짝수번째 주파수에 배열된 복수의 부반송파들은 미러 포인트를 기준으로 -
Figure 112019116858182-pat00047
/2, …-6X
Figure 112019116858182-pat00048
, -4X
Figure 112019116858182-pat00049
, -2X
Figure 112019116858182-pat00050
간격으로 이격될 수 있다.
Figure 112019116858182-pat00051
도 6은 기존의 OFDM 신호에 대한 규격 및 비대칭 구조의 OFDM 신호에 대한 규격을 나타내고, 도 7a는 도 6에 도시된 규격에 따른 기존의 OFDM 신호의 성상도를 나타내고, 도 7b는 도 6에 도시된 규격에 따른 비대칭 구조의 OFDM 신호의 성상도를 나타낸다.
도 7a를 참조하면, 기존의 OFDM 신호에 도 6에 도시된 기존의 OFDM 신호에 대한 규격과 I/Q 불균형 요소를 적용하는 경우, 기존의 OFDM 신호의 I/Q 성상도는 제1 결과(result1)와 같이 신호 대 잡음비의 성능이 우수하지 않음을 나타낸다. I/Q 불균형 요소는 I/Q 간 위상 오차가 3도(degree)이고, I/Q 간 크기 오차가 1dB일 수 있다. 이때, 기존의 OFDM 신호에서 측정되는 EVM(Error Vector Magnitude)은 -23.9 dB로 I/Q 불균형 요소가 적용되기 전보다 크게 손상된 결과를 나타낸다. EVM은 신호대 잡음비 성능을 나타내는 지표일 수 있다. 신호 대 잡음비 성능은 EVM의 값이 작을수록 우수하고 높을수록 우수하지 않을 수 있다.
도 7b를 참조하면, 비대칭 구조의 OFDM 신호에 도 6에 도시된 비대칭 구조의 OFDM 신호에 대한 규격과 상술한 I/Q 불균형 요소를 적용하는 경우, 비대칭 구조의 OFDM 신호의 I/Q 성상도는 제2 결과(result2)와 같이 신호 대 잡음비의 성능이 우수함을 나타낸다. 이때, 비대칭 구조의 OFDM 신호에서 측정되는 EVM은 -47.37 dB로 I/Q 불균형 요소가 적용되기 전과 동일한 성능을 나타낸다.
도 8는 도 3에 도시된 통신 장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 나타내다.
프로세서(350)는 미러 포인트를 기준으로 제1 주파수 영역의 제1 부반송파들과 제2 주파수 영역의 제2 부반송들을 비대칭으로 배열하거나 대칭으로 배열할 수 있다(810).
제1 부반송파들 및 제2 부반송파들이 비대칭으로 배열된 경우, 프로세서(350)는 제1 부반송파들 및 제2 부반송파들 중에서 적어도 하나를 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다(830).
제1 부반송파들 및 제2 부반송파들이 대칭으로 배열된 경우, 프로세서(350)는 제1 부반송파들 및 제2 부반송파들 중에서 어느 하나를 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다(850).
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 주파수가 0인 미러 포인트를 기준으로 양의 주파수 영역의 제1 부반송파들과 음의 주파수 영역의 제2 부반송파들을 배열하는 단계; 및
    상기 양의 주파수 영역 및 상기 음의 주파수 영역 중에서 적어도 하나를 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 부반송파들은,
    주파수 영역에서 일정한 주파수 간격으로 이격된 위치들 중에서 상기 양의 주파수 영역의 짝수 번째 위치들 또는 상기 양의 주파수 영역의 홀수 번째 위치들에 배열되고,
    상기 제1 부반송파들이 상기 양의 주파수 영역의 짝수 번째 위치들에 배열되는 경우, 상기 제2 부반송파들은,
    상기 음의 주파수 영역의 홀수 번째 위치들에 배열되고,
    상기 제1 부반송파들이 상기 양의 주파수 영역의 홀수 번째 위치들에 배열되는 경우, 상기 제2 부반송파들은,
    상기 음의 주파수 영역의 짝수 번째 위치들에 배열되는, 통신 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 양의 주파수 영역에 배열된 부반송파들만을 이용하여 상기 통신을 수행하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 음의 주파수 영역에 배열된 부반송파들만을 이용하여 상기 통신을 수행하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 제1 부반송파들 및 상기 제2 부반송파들을 모두 이용하여 상기 통신을 수행하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 인스트럭션들을 포함하는 메모리; 및
    상기 인스트럭션들을 실행하기 위한 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    주파수가 0인 미러 포인트를 기준으로 양의 주파수 영역의 제1 부반송파들과 음의 주파수 영역의 제2 부반송파들을 배열하고,
    상기 양의 주파수 영역 및 상기 음의 주파수 영역 중에서 적어도 하나를 이용하여 OFDM 통신 방식으로 통신을 수행하고,
    상기 제1 부반송파들은,
    주파수 영역에서 일정한 주파수 간격으로 이격된 위치들 중에서 상기 양의 주파수 영역의 짝수 번째 위치들 또는 상기 양의 주파수 영역의 홀수 번째 위치들에 배열되고,
    상기 제1 부반송파들이 상기 양의 주파수 영역의 짝수 번째 위치들에 배열되는 경우, 상기 제2 부반송파들은,
    상기 음의 주파수 영역의 홀수 번째 위치들에 배열되고,
    상기 제1 부반송파들이 상기 양의 주파수 영역의 홀수 번째 위치들에 배열되는 경우, 상기 제2 부반송파들은,
    상기 음의 주파수 영역의 짝수 번째 위치들에 배열되는, 통신 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 양의 주파수 영역에 배열된 부반송파들만을 이용하여 상기 통신을 수행하는 통신 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 음의 주파수 영역에 배열된 부반송파들만을 이용하여 상기 통신을 수행하는 통신 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 부반송파들 및 상기 제2 부반송파를 모두 이용하여 상기 통신을 수행하는 통신 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
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