KR20060087057A - 직교주파수분할다중 시스템에서 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 OFDM 시스템의 심볼들 간에 최대전력대 평균전력비가 가장 작은 심볼들과 블록 인덱스들을 대응되게 구축한 매핑 테이블을 미리 설정하고 설정된 매핑 테이블에 구축된 심볼이 나타내는 데이터를 송수신할 수 있는 송수신 장치 및 방법을 제공하는 것으로, 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 추가 정보를 출력하는 매핑부; 매핑부로부터 입력되는 직렬 데이터인 심볼을 병렬 데이터로 변환하기 위한 S/P 변환부; S/P 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환하기 위한 역고속퓨리에 변환부; 및 역고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 매핑부로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 송신부를 구비한다.
직교주파수분할다중, 블록, 인덱스, 심볼, 송수신

Description

직교주파수분할다중 시스템에서 송수신 장치 및 방법{Transceiving apparatus in OFDM system and method thereof}
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 송신 장치의 구성도이다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 장치의 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 송신 방법에 대한 흐름도이다.
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 방법에 대한 흐름도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 송신 장치의 구성도이다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 장치의 구성도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 송신 방법에 대한 흐름도이다.
도 4b 및 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템 에서 수신 방법에 대한 흐름도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 송수신 장치에서 부반송파의 PAPR의 감소 특성을 나타낸 도면이다.
도 5b는 일반적인 OFDM 시스템에서의 PAPR 특성과 본 발명에 따른 송수신 장치에서의 PAPR의 감소 특성을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 5c는 본 발명에 따른 송수신 장치에서 추가 정보의 수에 따른 PAPR의 감소 특성을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100, 300: 송신 장치 110, 310: 매핑부
120, 320: S/P 변환부 130, 330: 역고속퓨리에 변환부
200, 400: 수신 장치 210, 410: 고속퓨리에 변환부
220, 420: P/S 변환부 230, 430: 디매핑부
본 발명은 직교주파수분할다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이 적용되는 이동통신 단말기의 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 OFDM 시스템에서 심볼들 간의 최대전력대 평균전력비(PAPR : Peak to Average Power Ratio)가 가장 작은 심볼들과 블록 인덱스들을 대응시켜 구축한 매핑 테이블을 미리 설정하거나 또는 블록수로 모듈로 연상을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼로서 구해질 수 있는 매핑 테이블을 미리 설정하고, 설정된 매핑 테이블에 구축된 심볼을 송수신할 수 있는 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, OFDM 시스템은 고속 전송률을 갖는 데이터 열을 낮은 전송률을 갖는 여러 개의 데이터열로 나누고 이들을 다수의 부반송파를 사용하여 동시에 전송하는 디지털 변조 방식으로, 다중경로 페이딩에 강하기 때문에 디지털 통신 시스템에서 널리 응용되고 있다.
그러나, OFDM 시스템은 높은 PAPR을 갖는 것이 매우 큰 단점으로 작용하고 있으며, 독립적으로 변조된 많은 부반송파들로 구성된 OFDM 신호는 동기되어 더해졌을 때 큰 PAP(peak-to-average power)를 갖는다.
대부분의 무선 시스템들은 무선주파수(RF) 시스템에서 주된 손실을 일으키는 고출력 증폭기를 사용하는데, 이는 최대 출력 효율을 이루기 위한 것으로, 고출력 증폭기는 대개 포화영역 가까이에서 동작되어지기 때문에 통신 채널에 비선형 왜곡을 가져온다. 또한, OFDM 신호의 진폭의 변화는 큰 PAPR을 가지고 넓게 분포한다. 이러한 큰 진폭은 송신기 파워 증폭기로 들어가서 입력신호의 비선형 증폭을 일으킨다. 이것은 전송 성능의 심각한 감쇠를 일으키므로, PAPR의 감소가 절실히 요구된다.
이에 따라, PAPR 감소을 위해 여러 가지 기법들이 제안되었으며 이들은 다음과 같은 세가지 부류로 분류된다.
첫번째 기법은 신호 왜곡기법으로 클리핑(clipping)은 피크(peak) 주변의 OFDM 신호를 비선형적으로 왜곡시켜 피크 크기를 감소시킨다. 클리핑(Clipping)은 가장 간단하고 효과적인 PAPR 감소 방법이다. 그러나, 이 방법은 심각한 대역내(in-band) 와 대역외 클리핑 노이즈(out-of-band clipping noise)를 야기시킨다. 이것은 인접채널간섭(ACI)에서 비트에러율(BER : Bit Error Rate) 성능 감소를 일으킨다.
두번째 기법은 큰 PAPR을 갖는 OFDM 신호를 제외시킨 특수한 코딩 부호집합을 사용한 코딩 기법이다. 코딩 기술의 하나의 형태인 블록코딩은 어떤 대역외(out-of-band) 방사를 일으키지 않는 장점이 있으나, 임의의 많은 부반송파에 대해 적절한 코딩 비율을 유지하기 위한 고유의 코딩 방식이 없다.
세번째 기법은 스크램블링에 기초한 것으로 서로 다른 여러 개의 스크램블링 시퀀스(Scrambling Sequence)로 각 OFDM 신호를 스크램블링하고 그 결과 중 가장 작은 PAPR을 갖는 시퀀스를 선택하는 방식이다. 이러한 스크램블링 방식은 동일한 입력 데이터 열에 대해 M개의 다른 위상 변화를 만든 후에 가장 낮은 PAPR을 갖는 열을 선택하여 보내는 방식으로, M개의 다른 열은 N 길이의 위상조절 열에 의한 입력 데이터 열과 곱해져서 생성된다. 'M-1' 개 가지의 위상이 다르게 변하는 동안 첫번째 클러스터 위상은 일반적으로 변화지 않는다. 그 후에, M개 가지 중에서 가장 낮은 PAPR을 가진 열이 선택되어진다. 이 방식은 블록코딩과 클리핑 방법 등과는 달리 스펙트럼 효율과 신호의 변형을 만들지 않으며 효과적이고 융통성이 있는것으로 알려져 있다. 그러나, 이 방식은 많은 역퓨리에 변환 단계와 반복적인 계산 때문에 고차의 계산을 필요로 하고 하드웨어적으로 복잡한 구성을 갖는다. 그러므로, 이 방식은 OFDM 송신기에서 복잡한 구조와 동등한 많은 역퓨리에 변환 단계를 요구하므로 현실적으로 실현하기 매우 어렵다.
본 발명은 OFDM 시스템에서 PAPR이 가장 작은 심볼들과 블록 인덱스들을 대응시켜 구축한 소정의 매핑 테이블에 구축된 심볼을 송신하거나 또는 모듈로 연산에 의해 구해할 수 있는 심볼으로써 구축된 매핑 테이블을 송신함으로써, 데이터 전송시에 PAPR을 대폭 감소시키고 계산 과정을 단순화시킬 수 있는 송신 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 목적은 OFDM 시스템에서 PAPR이 가장 작은 심볼들과 블록 인덱스들을 대응시켜 구축한 소정의 매핑 테이블에 구축된 블록 인덱스를 이용하여 수신 데이터를 복원함으로써, 데이터 수신시에 PAPR을 대폭 감소시킬 수 있는 수신 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 목적은 OFDM 시스템에서 매핑 테이블을 이용하지 않고 수신 심볼을 이용하여 모듈로 연산에 의해 수신 데이터를 복원함으로써, 하드웨적 구성을 보다 간단하게 구현할 수 있는 수신 장치를 제공한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 직교주파수분할다중 시스템의 송신 장치에 있어서, 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심 볼과 상기 추가 정보를 출력하는 매핑부(mapping part); 상기 매핑부로부터 입력되는 직렬 데이터인 심볼을 병렬 데이터로 변환하기 위한 S/P(Serial/Parrel) 변환부; 상기 S/P 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 역고속퓨리에 변환부; 및 상기 역고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 매핑부로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 송신부를 구비하고, 상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록 인덱스의 갯수인 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 직교주파수분할다중 시스템의 송신 장치에 있어서, 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 출력하는 매핑부; 상기 매핑부로부터 입력되는 직렬 데이터인 심볼을 병렬 데이터로 변환하기 위한 S/P(Serial/Parrel) 변환부; 상기 S/P 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 역고속퓨리에 변환부; 및 상기 역고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 매핑부로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 송신부를 구비하고, 상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치에 있어서, 수신부의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 고속퓨리에 변환부; 상기 고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하기 위한 P/S 변환부; 심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 P/S 변환부로부터 입력되는 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 상기 수신부의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원하는 디매핑부(demapping part)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치에 있어서, 수신부의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 고속퓨리에 변환부; 상기 고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하기 위한 P/S 변환부; 상기 P/S 변환부로부터 입력되는 상기 심볼을 소정의 블록수로 모 듈로(modulo) 연산하여 얻어진 복원 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 상기 수신부의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값을 구하여 디지털 데이터를 복원하는 디매핑부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 직교주파수분할다중 시스템의 송신 방법에 있어서, 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 발생하는 제 1 단계; 직렬 데이터인 상기 심볼을 병렬 데이터로 변환하는 제 2 단계; 상기 변환한 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 제 3 단계; 및 상기 변환한 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 발생한 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 제 4 단계를 구비하되, 상기 매핑 테이블은 크기 2N(N은 상기 제 3 단계에서 역고속퓨리에 변환하는 역고속퓨리에 변환부의 크기로서 4이상의 자연수임)을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록 인덱스의 갯수인 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 직교주파수분할다중 시스템의 송신 방법에 있어서, 입력되는 디 지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 발생하는 제 1 단계; 직렬 데이터인 상기 심볼을 병렬 데이터로 변환하는 제 2 단계; 상기 변환한 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 제 3 단계; 및 상기 변환한 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 발생한 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 제 4 단계를 구비하되, 상기 매핑 테이블은 크기 2N(N은 상기 제 3 단계에서 역고속퓨리에 변환하는 역고속퓨리에 변환부의 크기로서 4이상의 자연수임)을 갖는 심볼 모집합으로부터 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 직교주파수분할다중 시스템의 수신 방법에 있어서, 수신부의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 제 1 단계; 상기 변환한 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하는 제 2 단계; 및 상기 심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 상기 수신부의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원하는 제 3 단계를 포함한다.
본 발명은, 직교주파수분할다중 시스템의 수신 방법에 있어서, 수신부의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 제 1 단계; 상기 변환한 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하는 제 2 단계; 및 상기 심볼을 소정의 블록수로 모듈로(modulo) 연산하여 얻어진 복원 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 상기 수신부의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값을 구하여 디지털 데이터를 복원하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 송신 장치의 구성도이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 송신 장치(100)는, 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 출력하는 매핑부(mapping part)(110)와, 매핑부(110)로부터 입력되는 직렬 데이터인 심볼을 병렬 데이터로 변환하기 위한 S/P(Serial/Parrel) 변환부(120)와, S/P 변환부(120)로부터 입력되는 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 역고속퓨리에 변환부(130)와, 역고속퓨리에 변환부(130)로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 매핑부(110)로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 송신부(140)를 구비하고, 상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록 인덱스의 갯수인 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다.
매핑부(110)에는 다음 [표 1]과 같은 매핑 테이블(Mapping Table)이 설정된다.
블록 인덱스(q) (Block Index) 심볼 패턴 (Symbol Patterns)
0 S0(17)
1 S1(29)
2 S2(37)
. . . . . .
31 S31(149)
상기 매핑 테이블에서, 블록 인덱스는 매핑부(110)에서 데이터값의 한 예인 10진수값을 특정값의 한예인 소정의 블록길이로 나누었을 때의 나눈 몫(q)으로서 OFDM 시스템의 심볼들 중에 PAPR이 가장 작은 소정의 심볼에 각각 대응되는 값들이다. 여기서, 심볼 S0(17)의 심볼이라고 할 수 있는 17은 "S1(29), S2 (37), ∼, Sk(*)"의 "29, 37, ∼, *"와 최소 PAPR을 갖는 값으로, 본 발명에 따른 송신에서는 이 값이 송신된다. 단지, Sk(*)에서 '*'는 이해를 돕기 위한 임의의 수이다. 이러한 매핑 테이블은 역고속 퓨리에 변환의 크기가 N일 때, 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록 인덱스의 갯수인 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다. 여기서, 심볼들은 역고속 퓨리에 변환의 크기 N에 해당하는 비트 수로 이루어진 데이터를 나타내는 것으로, 예를 들어 심볼 S2에 대응되는 블록 인덱스는 '2'이다.
이와 같은 매핑 테이블이 저장된 매핑부(110)는 디지털 데이터가 입력되면, 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하고, 구획된 블록 데이터에 기초하여 데이터값을 얻은 다음, 하기의 [수학식 1]에서와 같이 얻은 데이터값의 한 예인 10진수값을 특정값의 한예인 소정의 블록길이로 나누어 블록 인덱스인 몫과 추가 정보인 나머지를 계산해낸다. 이때, 매핑부(110)는 입력되는 데이터의 블록 구획시 최우선적으로 입력되는 비트를 MSB(Most Significant Bit)로 하여 데이터의 10진수값을 구하거나, 또는 입력 데이터의 블록 구획시 최우선적으로 입력되는 비트를 LSB(Least Significant Bit)로 하여 데이터의 10진수값을 구한다.
데이터의 10진수값 = 몫(q)*블록길이+나머지(p)
여기서, 블록길이는 하나의 블록으로 구분된 디지털 데이터의 길이로서, 블록길이는 블록 인덱스의 갯수에 해당하는 블록수와 나머지에 의해 정해지는데, 본 발명에서는 블록 인덱스의 갯수를 32로 하고, 나머지의 종류를 '8'로 하였으므로 블록길이는 '8'이 된다.
이에 따라, 매핑부(110)로 2진수 데이터 '00010101'이 입력되면, 매핑부(110)는 다음의 [수학식 2]에서와 같이 몫(q)에 해당하는 나머지(p)에 해당하는 블록 인덱스와 추가 정보를 구한다.
21 = 2×8+5
상기 [수학식 2]에서, '21'은 데이터 '00010101'의 10진수값이고, '2'는 블록 인덱스에 해당하는 몫(q)이고, '8'은 블록길이이고, '5'는 추가 정보인 나머지(p)이다.
이와 같이 블록 인덱스와 추가 정보가 결정되면, 매핑부(110)는 소정의 매핑 테이블에서 블록 인덱스 '2'와 대응된 심볼 S2(37)의 심볼이라고 할 수 있는 '37'이 나타내는 S/P 변환부(120)로 출력한다. 그리고, 매핑부(110)는 추가 정보 '5'의 2진수 값인 '101'을 출력하게 되는데, 이때 출력되는 추가 정보는 특정 채널, 예를 들어 파일롯 채널(Pilot Channel)을 통해 송신된다. 이와 같이 파일롯 채널을 통해 송신되는 추가 정보는 매핑부(110)에 의해 매핑된 디지털 데이터를 수신측에서 디매핑(Demapping)하는데 이용된다.
S/P 변환부(120)는 매핑부(110)에 설정되어 있는 상기 매핑 테이블에 구축된 심볼들 중에 하나의 심볼, 예를 들어 심볼 S2(37)의 심볼이라 할 수 있는 '37'이 입 력되면, 직렬 데이터인 심볼 '37'이 병렬 데이터로 변환시킨 후 변환한 병렬 데이터들을 역고속퓨리에 변환부(IFFT)(130)로 출력한다.
역고속퓨리에 변환부(IFFT)(130)는 S/P 변환부(120)로부터 입력되는 병렬 데이터들을 고속으로 역퓨리에 변환하여 송신부(140)로 출력한다.
송신부(140)는 역고속퓨리에 변환부(130)로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 매핑부(110)로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신한다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 장치의 구성도이다.
도 1b를 참조하면, 본 발명의 수신 장치(200)는, 수신부(240)의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 고속퓨리에 변환부(210)와, 고속퓨리에 변환부(210)로부터 입력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하기 위한 P/S 변환부(220)와, 심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 P/S 변환부(220)로부터 입력되는 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 수신부(240)의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원하는 디매핑부(demapping part)(230)를 구비한다.
고속퓨리에 변환부(210)는 수신부(240)의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보가 입력되면, 입력된 심볼 정보를 고속으로 퓨리에 변환하여 병렬 데이터를 P/S 변환부(220)로 출력한다.
P/S 변환부(220)는 고속퓨리에 변환부(210)로부터 입력되는 병렬 데이터들을 직렬 데이터로 변환한 후 변환한 직렬 데이터인 심볼을 디매핑부(230)로 출력한다.
이렇게 P/S 변환부(220)에 의해 변환된 직렬 데이터인 심볼과 추가 정보, 일예로 심볼 S2(37)의 심볼이라 할 수 있는 '37'과 추가 정보 '101'이 입력되면, 디매핑부(230)는 다음과 같이 디매핑을 수행하여 디지털 데이터를 출력한다.
디매핑부(230)에는 송신 장치(100)가 가지는 것과 동일한 상기 [표 1]의 매핑 테이블이 설정되어 있으므로, 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같이 디매핑부(230)는 입력된 심볼 S2와 대응되어 상기 매핑 테이블에 구축되어 있는 블록 인덱스 '2'와 소정의 블록길이 '8'을 곱하고, 곱한 값 '16'과 입력되는 추가 정보의 10진수값 '5'를 더하여 10진수 값 '21'을 계산해 낸다. 그리고, 디매핑부(230)는 상기와 같이 얻어진 10진수값 '21'을 2진수의 직렬 데이터 '00010101'로 변환하여 출력한다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 송신 방법에 대한 흐름도로서, 도 1a에 도시된 본 발명의 송신 장치가 데이터를 전송하는 과정을 나타낸 것이다.
도 2a를 참조하면, 송신 장치(100)는 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고(S210), 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고(S211), 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 발생한다(S212).
그리고, 송신 장치(100)는 직렬 데이터인 상기 심볼을 병렬 데이터로 변환하고(S213), 이어서 변환한 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환한다(S214).
또한, 송신 장치(100)는 상기 변환한 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 발생한 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신한다(S215).
여기서, 상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록 인덱스의 갯수인 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 과정을 통해 전송된 주파수신호를 수신 장치(200)가 수신하는 과정에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 방법에 대한 흐름도로서, 도 1b에 도시된 본 발명의 수신 장치가 데이터를 수신하는 과정을 나타낸 것이다.
도 2b를 참조하면, 수신 장치(200)는 수신부(240)의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환하고(S220), 변환한 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환한다(S221).
수신 장치(200)는 심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매 핑 테이블에서 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고(S222), 수신부(240)의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원한다(S223).
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 송신 장치의 구성도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 송신 장치(300)는, 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 출력하는 매핑부(310)와, 매핑부(310)로부터 입력되는 직렬 데이터인 심볼을 병렬 데이터로 변환하기 위한 S/P(Serial/Parrel) 변환부(320)와, S/P 변환부(320)로부터 입력되는 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 역고속퓨리에 변환부(330)와, 역고속퓨리에 변환부(330)로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 매핑부로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 송신부(340)를 구비하고, 상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블 록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다.
매핑부(310)에는 다음 [표 2]와 같은 매핑 테이블이 설정된다.
블록 인덱스(q) (Block Index) 심볼 패턴 (Symbol Patterns)
0 S0(96)
1 S1(33)
2 S2(130)
. . . . . .
31 S31(159)
상기 [표 4]의 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다. 여기서, 심볼들은 각각 일정 수의 비트로 이루어진 데이터를 나타내는 것이다. 이러한 매핑 테이블의 내용을 예시적으로 살펴보면, 블럭 인덱스 '0'에는 심볼 S0(96)의 심볼이라 할 수 있는 '96'이 대응되며, 블럭 인덱스 '1'에는 심볼 S1(33)의 심볼이라 할 수 있는 '33'이 대응되며, 블럭 인덱스 '2'에는 심볼 S2(130)의 심볼이라 할 수 있는 '130'이 대응되며, 그리고 블럭 인덱스 '31'에는 심볼 S31(159)의 심볼이라 할 수 있는 '159'가 대응된다. 여기서, 심볼들은 역고속 퓨리에 변환의 크기 N에 해당하는 비트 수로 이루어진 데이터를 나타내는 것으로, 예를 들어 심볼 S2에 대응되는 블록 인덱스는 '2'이다.
이와 같은 매핑 테이블이 저장된 매핑부(310)는 디지털 데이터가 입력되면, 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하고, 구획된 블록 데이터에 기초하여 데이터값을 얻은 다음, 상기 [수학식 1]에서와 같이 얻은 데이터값의 한 예인 10진수값을 특정값의 한예인 소정의 블록길이로 나누어 블록 인덱스인 몫과 추가 정보인 나머지를 계산해낸다. 이때, 매핑부(310)는 입력되는 데이터의 블록 구획시 최우선적으로 입력되는 비트를 MSB(Most Significant Bit)로 하여 데이터의 10진수값을 구하거나, 또는 입력 데이터의 블록 구획시 최우선적으로 입력되는 비트를 LSB(Least Significant Bit)로 하여 데이터의 10진수값을 구한다.
이와 같이 블록 인덱스와 추가 정보가 결정되면, 매핑부(310)는 소정의 매핑 테이블에서 블록 인덱스 '2'와 대응된 심볼 S2(130)의 심볼이라고 할 수 있는 '37'이 나타내는 S/P 변환부(320)로 출력한다. 그리고, 매핑부(310)는 추가 정보 '5'의 2진수 값인 '101'을 출력하게 되는데, 이때 출력되는 추가 정보는 특정 채널, 예를 들어 파일롯 채널(Pilot Channel)을 통해 송신된다. 이와 같이 파일롯 채널을 통해 송신되는 추가 정보는 매핑부(310)에 의해 매핑된 디지털 데이터를 수신측에서 디매핑(Demapping)하는데 이용된다.
S/P 변환부(320)는 매핑부(110)에 설정되어 있는 상기 매핑 테이블에 구축된 심볼들 중에 하나의 심볼, 예를 들어 심볼 S2(130)의 심볼이라 할 수 있는 '130'이 입력되면, 직렬 데이터인 심볼 '130'이 병렬 데이터로 변환시킨 후 변환한 병렬 데이터들을 역고속퓨리에 변환부(IFFT)(330)로 출력한다.
역고속퓨리에 변환부(IFFT)(330)는 S/P 변환부(320)로부터 입력되는 병렬 데이터들을 고속으로 역퓨리에 변환하여 송신부(340)로 출력한다.
송신부(340)는 역고속퓨리에 변환부(330)로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 매핑부(310)로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신한다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 장치의 구성도이다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 수신 장치(400)는, 수신부(440)의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 고속퓨리에 변환부(410)와, 고속퓨리에 변환부(410)로부터 입력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하기 위한 P/S 변환부(420)와, 심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 P/S 변환부(420)로부터 입력되는 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 수신부(440)의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원하는 디매핑부(demapping part)(430)를 구비한다.
고속퓨리에 변환부(410)는 수신부(440)의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보가 입력되면, 입력된 심볼 정보를 고속으로 퓨리에 변환하여 병렬 데이터를 P/S 변환부(420)로 출력한다.
P/S 변환부(420)는 고속퓨리에 변환부(410)로부터 입력되는 병렬 데이터들을 직렬 데이터로 변환한 후 변환한 직렬 데이터인 심볼을 디매핑부(430)로 출력한다.
이렇게 P/S 변환부(420)에 의해 변환된 직렬 데이터인 심볼과 추가 정보, 일예로 심볼 S2(130)의 심볼이라 할 수 있는 '130'과 추가 정보 '101'이 입력되면, 디매핑부(230)는 다음과 같이 디매핑을 수행하여 디지털 데이터를 출력한다.
디매핑부(430)에는 송신 장치(200)가 가지는 것과 동일한 상기 [표 2]의 매핑 테이블이 설정되어 있으므로, 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같이 디매핑부(430)는 입력된 심볼 S2와 대응되어 상기 매핑 테이블에 구축되어 있는 블록 인덱스 '2'와 소정의 블록길이 '8'을 곱하고, 곱한 값 '16'과 입력되는 추가 정보의 10진수값 '5'를 더하여 10진수 값 '21'을 계산해 낸다. 그리고, 디매핑부(430)는 상기와 같이 얻어진 10진수값 '21'을 2진수의 직렬 데이터 '00010101'로 변환하여 출력한다.
도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 장치의 구성도이다.
도 3c를 참조하면, 본 발명의 수신 장치(500)는, 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 고속퓨리에 변환부(510)와, 고속퓨리에 변환부(510)로부터 입력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하기 위한 P/S 변환부(520)와, 심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 P/S 변환부(520)로부터 입력되는 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원하는 디매핑부(demapping part)(530)를 구비한다.
고속퓨리에 변환부(510)는 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환하여 P/S 변환부(520)로 출력한다.
P/S 변환부(520)는 고속퓨리에 변환부(510)로부터 입력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하여 디매핑부(530)로 출력한다.
일예로, P/S 변환부(520)에 의해 변환된 직렬 데이터인 수신 심볼인 '130'이고, 수신된 추가 정보의 2진수 데이터가 '101'이면, 디매핑부(530)는 다음과 같이 수신된 데이터를 복원한다. 단, 디매핑부(530)에는 매핑 테이블이 설정될 수도 있고, 설정되지 않을 수도 있다.
디매핑부(530)에 매핑 테이블이 설정되지 않는 경우, P/S 변환부(520)로부터 출력되는 수신 심볼이 입력되면, 우선 디매핑부(530)는 상기 [표 2]에서와 같이 설정된 블록 수들 중에 하나의 블록 수를 이용하여 수신 심볼의 모듈로(Modulo)를 수행한다. 즉, 디매핑부(530)는 소정의 블록 수 '32'를 이용하여 "수신 데이터 130 모듈로 32"를 수행한다. 이러한 모듈로 과정에서, 디매핑부(530)는 수신 데이터 '130'을 소정의 블록 수 '32'로 나누어 몫을 제외하고 나머지값 '2'를 얻는데, 이렇게 얻은 나머지값 '2'는 상기 소정의 매핑 테이블에 기재된 블록 인덱스이다.
이와 같이 수신 데이터와 소정의 블록 수를 이용하여 블록 인덱스를 얻은 다음, 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같이 디매핑부(530)는 모듈로를 통해 얻은 블록 인덱스 '2'와 소정의 블록길이 '8'을 곱하고, 곱한 값 '16'과 입력된 추가 정보의 10진수값 '5'를 더하여 안테나를 통해 수신된 데이터의 10진수 값 '21'을 계산해 낸다. 그리고, 디매핑부(530)는 계산한 수신 데이터의 10진수값 '21'을 2진수의 직렬 데이터 '00010101'로 변환하여 출력한다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 장치의 경우, 매핑 테이블을 사용하지 않기 때문에 내부 구성을 보다 간단하게 구현할 수 있으며, 이로 인해 본 발명이 적용되는 OFDM 시스템과는 다른 멀티캐리어(Multi-carrier) 시스템 등에 매우 용이하게 적용될 수 있다.
상기한 바와 같은 구성 및 기능을 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 송수신 장치가 데이터를 송수신하는 과정을 흐름도를 참조하여 설명한다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 송신 방법에 대한 흐름도로서, 도 3a에 도시된 본 발명의 송신 장치가 데이터를 전송하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4a를 참조하면, 송신 장치(300)는 입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고(S410), 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고(S411), 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 발생한다(S412).
그리고, 송신 장치(300)는 직렬 데이터인 상기 심볼을 병렬 데이터로 변환하고(S413), 상기 변환한 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환한다(S414).
또한, 송신 장치(300)는 상기 변환한 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 발생한 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신한다(S415).
여기서, 상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 한다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 방법에 대한 흐름도로서, 도 3b에 도시된 본 발명의 수신 장치가 데이터를 수신하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4b를 참조하면, 수신 장치(400)는 수신부(440)의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환하고(S420), 변환한 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환한다(S421).
수신 장치(400)는 심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고(S422), 수신부(440)의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원한다(S423).
도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교주파수분할다중 시스템에서 수신 방법에 대한 흐름도로서, 도 3c에 도시된 본 발명의 수신 장치가 데이터를 수신하 는 과정을 나타낸 것이다.
도 4c를 참조하면, 수신 장치(500)는 수신부(540)의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환한다(S430).
이어서, 수신 장치(500)는 상기 변환한 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환한다(S431).
그리고, 수신 장치(500)는 상기 심볼을 소정의 블록수로 모듈로(modulo) 연산하여 얻어진 복원 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고(S432), 수신부(540)의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값을 구하여 디지털 데이터를 복원한다(S433).
도 5a는 본 발명에 따른 송수신 장치에서 부반송파의 PAPR의 감소 특성을 나타낸 도면이다.
도 5a는 송수신 장치(100, 200)와 송수신 장치(300, 500)에서 각각 점선과 실선으로 PAPR의 감쇄된 정도를 나타내는 것이다. 예로써, 같은 크기의 블록 수에서 점선이 실선보다 아래에 있으므로, 송수신 장치(100, 200)에서의 PAPR 감쇄가 송수신 장치(300, 500)보다 더 적음을 나타낸다. 또한 송수신 장치(300, 500)의 특성을 나타내는 실선을 보면, 상기 IFFT의 사이즈가 8인 경우가 16인 경우 보다 위에 있으므로 PAPR감쇄가 더 적음을 나타내고 있다.
도 5b는 일반적인 OFDM 시스템에서의 PAPR 특성과 본 발명에 따른 송수신 장치에서의 PAPR의 감소 특성을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 5b는 2개와 4개의 추가정보 비트를 가진 송수신 장치(100, 200)와 송수신 장치(300, 500) 둘다 PAPR의 확률이 초과됨을 나타내고 있다. 추가정보 비트에 따른 매핑 심벌의 갯수가 달라 지므로 그에 대한 PAPR의 확률을 나타내는 것이다. 여기서, 점선은 송수신 장치(100, 200)의 특성을 나타내고, 실선은 송수신 장치(300, 500)의 특성을 나타내는 것이다. 그리고, 4개의 추가정보 비트를 갖는 본 발명의 송수신 장치가 더 많은 매핑 심벌을 가지므로 더 좋은 성능을 나타내고 있다.
도 5c는 본 발명에 따른 송수신 장치에서 추가 정보의 수에 따른 PAPR의 감소 특성을 나타낸 도면이다.
도 5c에서는 N=16일 때 본 발명의 송수신 장치와 BPSK(Binary Phase Shift Keying)를 사용한 SLM(Selective Mapping) 방법의 PAPR의 성능을 비교한 것으로, 추가 정보가 증가함에 따라 PAPR은 감소한다. 송수신 장치(100, 200)는 SLM보다 이론상으로 접근하는데, 가장 낮은 PAPR를 가진 매핑된 심벌 유형이기 때문에 PAPR 감소에 이상적인 방법이다.
송수신 장치(300, 500)에서 전송되어진 신호는 고정된 코드 셋으로부터 선택되어진다. 이 때 코드 셋 안의 코드들은 높은 상관관계를 가진다. SLM 방법에서는 선택할 수 있는 코드들이 어떠한 독립된 랜덤 열들에 의해 생성되어 진다. 그러므로, 본 발명의 송수신 장치(300, 500)와 비교하였을 때 SLM 방법을 사용한 것이 더 많은 PAPR의 감소를 얻을 수 있다.
도 5c에서, 가장 위의 원을 가진 점선은 송수신 장치(300, 500), 가운데 사각형을 가진 선은 SLM 방법을 사용한 것, 그리고 삼각형을 가진 점선은 송수신 장치(100, 200)를 나타낸 것이다. 각각의 비교 결과를 보면 송수신 장치(100, 200)가 이론적인 값에 가장 근접함으로 성능이 가장 좋은 것이다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, OFDM 시스템의 심볼들 간에 PAPR이 가장 작은 심볼들과 블록 인덱스들을 대응시켜 구축한 매핑 테이블의 심볼을 송수신신함으로써, 다음과 같은 효과들을 갖는다.
첫째, 본 발명은 추가 정보의 비트 수가 증가되어 PAPR의 성능을 증가시킬 수 있다.
둘째, 본 발명은 매핑 테이블에 구축된 심볼과 블록 인덱스를 이용하여 데이터를 송수신함으로써, 주파수신호의 손실을 감소시킬 수 있다.
셋째, 본 발명은 데이터이 송수신시에 PAPR을 감소시키고 매핑 테이블의 블록 크기와 추가 정보의 비트 수의 크기를 고려함으로써, 실제적인 요건에 따라 트레이드오프(trade-off) 문제를 조절할 수 있다.
넷째, 본 발명은 송수신 처리 과정에서 매핑 테이블에 구축된 심볼과 블록 인덱스를 이용함으로써 신호의 송신처리 과정을 간소화시킬 수 있다.

Claims (36)

  1. 직교주파수분할다중 시스템의 송신 장치에 있어서,
    입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 출력하는 매핑부(mapping part);
    상기 매핑부로부터 입력되는 직렬 데이터인 심볼을 병렬 데이터로 변환하기 위한 S/P(Serial/Parallel) 변환부;
    상기 S/P 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 역고속퓨리에 변환부; 및
    상기 역고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 매핑부로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 송신부를 구비하고,
    상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록 인덱스의 갯수인 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록 데이터값은 10진수인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 특정값은 블록의 비트수에 해당하는 블록 길이인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 추가 정보는 2진수의 데이터로 변환되어 출력되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  5. 직교주파수분할다중 시스템의 송신 장치에 있어서,
    입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 출력하는 매핑부;
    상기 매핑부로부터 입력되는 직렬 데이터인 심볼을 병렬 데이터로 변환하기 위한 S/P(Serial/Parrel) 변환부;
    상기 S/P 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 역고속퓨리에 변환부; 및
    상기 역고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 매핑부로부터 입력되는 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 송신부를 구비하고,
    상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 블록 데이터값은 10진수인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 특정값은 블록의 비트수에 해당하는 블록 길이인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 추가 정보는 2진수의 데이터로 변환되어 출력되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  9. 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치에 있어서,
    수신부의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 고속퓨리에 변환부;
    상기 고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하기 위한 P/S 변환부; 및
    심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 P/S 변환부로부터 입력되는 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 상기 수신부의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원하는 디매핑부(demapping part)를 구비하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 소정의 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블록 데이터값은 10진수인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특정값은 블록의 비트수에 해당하는 블록 길이인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 추가 정보는 10진수의 데이터로 변환되어 상기 디매핑부에 입력되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  15. 직교주파수분할다중 시스템의 수신 장치에 있어서,
    수신부의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 크기 N(N : 4 이상의 자연수)을 갖는 고속퓨리에 변환부;
    상기 고속퓨리에 변환부로부터 입력되는 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하기 위한 P/S 변환부; 및
    상기 P/S 변환부로부터 입력되는 상기 심볼을 소정의 블록수로 모듈로(modulo) 연산하여 얻어진 복원 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 상기 수신부의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값을 구하여 디지털 데이터를 복원하는 디매핑부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 복원 블록 인덱스는 10진수인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 특정값은 블록의 비트수에 해당하는 블록 길이인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 추가 정보는 10진수의 데이터로 변환되어 상기 디매핑부에 입력되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  19. 직교주파수분할다중 시스템의 송신 방법에 있어서,
    입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 발생하는 제 1 단계;
    직렬 데이터인 상기 심볼을 병렬 데이터로 변환하는 제 2 단계;
    상기 변환한 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 제 3 단계; 및
    상기 변환한 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 발생한 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 제 4 단계를 구비하되,
    상기 매핑 테이블은 크기 2N(N은 상기 제 3 단계에서 역고속퓨리에 변환하는 역고속퓨리에 변환부의 크기로서 4이상의 자연수임)을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록 인덱스의 갯수인 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 블록 데이터값은 10진수인 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 특정값은 블록의 비트수에 해당하는 블록 길이인 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 추가 정보는 2진수의 데이터로 변환되어 출력되는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  23. 직교주파수분할다중 시스템의 송신 방법에 있어서,
    입력되는 디지털 데이터를 블록으로 구획하여 블록 데이터를 구하고, 상기 블록 데이터에 기초하여 얻어진 블록 데이터값을 특정값으로 나누어 얻어지는 몫과 나머지를 블록 인덱스와 추가 정보로 구하고, 블록 인덱스와 심볼이 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 블록 인덱스에 상응하는 심볼과 상기 추가 정보를 발생하는 제 1 단계;
    직렬 데이터인 상기 심볼을 병렬 데이터로 변환하는 제 2 단계;
    상기 변환한 병렬 데이터를 역고속퓨리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하는 제 3 단계; 및
    상기 변환한 신호를 제 1 채널을 통해 심볼 정보로 송신하고, 상기 발생한 추가 정보를 제 2 채널을 통해 추가 정보로 송신하는 제 4 단계를 구비하되,
    상기 매핑 테이블은 크기 2N(N은 상기 제 3 단계에서 역고속퓨리에 변환하는 역고속퓨리에 변환부의 크기로서 4이상의 자연수임)을 갖는 심볼 모집합으로부터 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 블록 데이터값은 10진수인 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 특정값은 블록의 비트수에 해당하는 블록 길이인 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 추가 정보는 2진수의 데이터로 변환되어 출력되는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  27. 직교주파수분할다중 시스템의 수신 방법에 있어서,
    수신부의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 제 1 단계;
    상기 변환한 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하는 제 2 단계; 및
    심볼과 블록 인덱스가 대응하도록 미리 구축되어 있는 매핑 테이블에서 상기 심볼에 상응하는 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 상기 수신부의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값 구하여 디지털 데이터를 복원하는 제 3 단계
    를 포함하는 수신 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 심볼간 PAPR(Peak Average Power Ratio)이 최소가 되는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 매핑 테이블은 크기 2N을 갖는 심볼 모집합으로부터 소정의 블록수로 모듈로(modulo) 연산을 하여 심볼 인덱스가 될 수 있는 심볼을 블록수만큼 선택하여 블록 인덱스와 대응하도록 구축된 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  30. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블록 데이터값은 10진수인 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  31. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특정값은 블록의 비트수에 해당하는 블록 길이인 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 추가 정보는 10진수의 데이터로 변환되는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  33. 직교주파수분할다중 시스템의 수신 방법에 있어서,
    수신부의 제 1 채널을 통해 수신되는 심볼 정보를 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하는 제 1 단계;
    상기 변환한 병렬 데이터를 직렬 데이터인 심볼로 변환하는 제 2 단계; 및
    상기 심볼을 소정의 블록수로 모듈로(modulo) 연산하여 얻어진 복원 블록 인덱스에 특정값을 곱하여 블록 인덱스부 정보로 구하고, 상기 수신부의 제 2 채널을 통해 수신되는 추가 정보을 상기 블록 인덱스부 정보에 더하여 블록 데이터값을 구하여 디지털 데이터를 복원하는 제 3 단계
    를 포함하는 수신 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 복원 블록 인덱스는 10진수인 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 특정값은 블록의 비트수에 해당하는 블록 길이인 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 추가 정보는 10진수의 데이터로 변환되어 상기 디매핑부에 입력되는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
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