KR20070023496A - 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM 이라 칭함) 방식 기반의 통신 시스템에서 서로 다른 길이를 갖는 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 OFDM 프레임 형성 방법은, 입력 데이터에 상응하는 복수의 OFDM 심볼 및 상기 OFDM 각각에 대한 순환 전치(cyclic prefix)를 포함하는 OFDM 프레임 단위로 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 제1 OFDM 심볼과, 상기 제1 OFDM 심볼보다 FFT 길이가 작은 적어도 하나의 제2 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 OFDM 프레임을 수신 측으로 송신하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 제2 OFDM 심볼 및 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이의 비(ratio)는, 상기 제1 OFDM 심볼 및 상기 제1 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이의 비(ratio)에 비해 큰 것을 특징으로 한다.
OFDM 프레임, 순환 전치, FFT 길이, OFDM 심볼

Description

다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 장치 및 방법{apparatus and method for transmitting data using a plurality of carriers}
도 1은 종래 기술 및 본원 발명이 사용하는 OFDM 송신 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 OFDM 심볼의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 OFDM 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4a는 동일한 크기의 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 나타내는 도면이다.
도 4b는 서로 다른 크기의 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 나타내는 도면이다.
도 5a는 2개의 짧은 OFDM 심볼 및 m-1 개의 긴 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 나타내는 도면이다.
도 5b는 3개의 짧은 OFDM 심볼 및 m-1 개의 긴 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 나타내는 도면이다.
본 발명은 통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM 이라 칭함) 방식 기반의 통신 시스템에서 서로 다른 길이를 갖는 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하는 방법에 관한 것이다.
최근 고속의 데이터 전송에 대한 요구가 커지고 있으며, 이러한 고속 전송에 유리한 방식으로는 OFDM이 적합하여 최근 여러 고속 통신 시스템의 전송 방식으로 채택되었다. 이하, OFDM을 설명한다. OFDM의 기본원리는 고속 전송률(high-rate)을 갖는 데이터 열(data stream)을, 낮은 전송률(slow-rate)을 갖는 많은 수의 데이터 열로 나누고, 이들을 다수의 반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것이다. 상기 다수의 반송파 각각을 부 반송파(subcarrier)라 한다. 상기 OFDM의 다수의 반송파 사이에는 직교성(orthogonality)이 존재하기 때문에, 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 수신 단에서의 검출이 가능하다. 상기 고속 전송률을 갖는 데이터 열은, 직/병렬 변환부(Serial to Parallel converter)를 통해 다수의 낮은 전송률의 데이터 열(data stream)로 변환되고, 상기 병렬로 변환된 다수의 데이터 열에 각각의 부 반송파가 곱해진 후 각각의 데이터 열이 합해져서 수신 단으로 전송된다. OFDMA는 이러한 OFDM에서 전체 대역을 다중 사용자가 요구하는 전송률에 따라 부반송파를 할당해 주는 다중 접속(multiple access) 방법이다.
상술한 OFDM 방식의 통신 기법은 다양한 시스템 (IEEE 802.11a/g, HiperLAN, IEEE 802.16, DSL, DAB, DVB등)에서 사용되는 방법으로, 통신 채널이 선택적 감쇄(selective-fading) 현상을 보일 때 효율적이다. 상기 OFDM 방식은 여러 개의 부 반송파 (sub-carrier)를 사용함으로써, 상기 선택적 감쇄현상은 평탄 감쇄(flat-fading)으로 보이게 되고, 전체 시스템에서 감쇄현상을 보상하기 위한 기법이 단순해지는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술 및 본원 발명이 사용하는 OFDM 송신 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 먼저 사용자에게 전송되는 데이터 스트림을 QPSK, 16 QAM 등의 다양한 성상 매핑(constellation mapping) 방법을 이용하여 디지털 변조를 수행한다. 상기 변조 심볼들은 직/병렬 변환기(S/P converter)를 통과하여 병렬(parallel) 심볼로 변환된다. 상기 병렬 심볼은 임의의 부 반송파(subcarrier) 중에서 할당받은 부 반송파에 매핑된다. 상기 부 반송파에 매핑된 신호는 특정한 크기의 IFFT(inverse fast Fourier Transform) 모듈에 입력되어 시간 영역 신호로 변환된다. 상기 시간 영역의 신호는 순환 전치(cyclic prefix)가 더해진 후 수신 단으로 전송된다.
일반적으로 OFDM은 수학적으로 FFT/IFFT(Fast Fourier Transform / Inverse FFT)에 의하여 구현된다. 송신 단에서는 주파수 영역에서 Multiplexing된 신호를 IFFT를 통해 시간 영역으로 전환한 후 전송한다. 또한 수신 단에서는 시간 영역의 신호를 FFT를 통해 주파수 영역으로 전환한 후 Demultiplexing과정을 거쳐 원래의 신호를 복원하게 된다. 이렇게 IFFT를 통해 시간축상으로 전환된 신호는 순환 전치(Cycilic Prefix)를 첨가하게 되며, 이러한 신호를 OFDM 심볼(symbol)이라고 한다. 또한 OFDM 심볼을 구성하는 시간영역 상의 샘플링(sampling)된 신호 하나하나를 OFDM 샘플(sample)이라고 한다. 한편, 상기 순환 전치는 OFDM 심볼의 끝 부분 을 떼어내어 OFDM 심볼(symbol)의 앞 부분에 붙이는 것을 말하며, 상기 순환 전치는 다중 경로 채널환경에서 다중 경로 간의 간섭을 제거하는 역할을 한다. 이러한 OFDM 심볼은 실제 전송시에는 여러 개의 OFDM 심볼을 한데 묶어 전송하기도 하며, 여기서는 이를 OFDM 프레임(frame)이라 부르기로 한다. 도 2는 OFDM 심볼의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 2를 통해 도 1의 송신기를 통해 전송되는 신호들의 흐름을 알 수 있다. 도시된 바와 같이, x0에서 xN -1의 데이터 심볼은 IFFT 작업을 통해 시간 영역의 시간으로 변환되며, 시간 영역의 신호의 길이는 IFFT의 길이에 따라 결정된다. 각각의 OFDM 심볼에는 일정한 길이만큼의 순환 전치가 복사(copy)되어 첨부된다. 도 3은 OFDM 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 OFDM 심볼에 의해 하나의 OFDM 프레임이 형성된다. 도 2 또는 도 3에 도시된 OFDM 프레임은 다양한 종류의 송신기에 의해 생성될 수 있다. 도 1의 송신기의 경우, 송신기에 입력되는 비트 스트림을 제어하거나 심볼-부 반송파 매핑을 제어하는 방법 등을 사용하여 특정한 OFDM 심볼의 FFT 길이를 조절하거나 특정한 OFDM 심볼 등을 포함하는 OFDM 프레임을 형성할 수 있으며, 이러한 OFDM 프레임의 형성 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 갖춘 자에게는 자명한 사항이다.
일반적으로, OFDM의 송수신에 있어서 IFFT/FFT는 같은 길이로 이루어지며 수학적으로 정/역관계이므로, 혼란의 여지가 없는 한 앞으로는 편의상 FFT라 통칭하기로 한다.
이러한 OFDM 심볼의 길이는, OFDM 샘플 타임(sample time) 및 FFT 작업 수행시 사용되는 부 반송파의 개수인 FFT길이(FFT length)에 비례한다. 즉 상기 OFDM 심볼의 길이는 상기 2가지의 변수(sample time, FFT length)에 의해 결정된다. 상기 샘플 타임은 각각의 샘플 간의 시간 간격(duration)을 의미한다. 여기서 OFDM 샘플 타임(sample time)을 고정시키면, OFDM 심볼의 길이는 순전히 FFT 길이에만 의존하게 된다. 이러한 FFT 길이는 결국 한 개의 OFDM 심볼에서 전송할 수 있는 데이터 심볼의 개수를 의미하므로, OFDM 심볼의 길이는 실제 전송할 데이터 심볼의 크기(size)에 따라 결정된다.
여러 개의 OFDM 심볼들이 한 개의 OFDM 프레임을 구성하는 경우에 모든 OFDM 심볼이 같은 FFT 길이를 갖는 경우가 설계에 있어서 제일 간단하다. 그러나, OFDM 심볼의 FFT 길이가 다를 수 있다. 즉, 각 OFDM 심볼이 사용되는 목적에 따라, OFDM 심볼의 FFT 크기는 달라질 수 있다. 대용랑의 데이터 전송을 위한 OFDM 심볼이라면 긴 길이의 FFT 길이를 갖게 되는 반면에, 제어 신호등의 저용량의 데이터 전송을 위한 OFDM 심볼이라면 짧은 길이의 FFT길이로도 충분하다. 따라서, 한 개의 OFDM 프레임안에 대용량과 저용량의 데이터를 동시에 보내는 경우, 일부분의 OFDM 심볼들은 긴 길이의 FFT 길이를 갖을 수 있고, 다른 OFDM 심볼들은 짧은 길이의 FFT길이를 갖을 수 있다.
이하, 종래 기술에 따른 OFDM 프레임을 설명한다. 예를 들어, OFDM 프레임안에 m개의 OFDM 심볼이 존재하고 모든 OFDM 심볼의 FFT 길이는 N개일 수 있다. 또한, 이때 각 OFDM 심볼의 순환 전치의 길이는 NCP 이며, OFDM 프레임은 Tframe의 시간 동안 전송되어야 하고, OFDM 심볼은 Tsymbol의 시간 동안 전송되어야 하며, 각 OFDM 샘플의 샘플링 타임은 Tsample이다. 이러한 경우, 상기 각 변수들은 하기 수학식 1, 2의 관계를 유지하며, 도 4a와 같이 표시된다.
Figure 112006016851113-PAT00001
Figure 112006016851113-PAT00002
실제 송수신 장치의 구현에 있어서, FFT 길이는 2의 멱승(power)을 갖는 경우 장점이 있는바, 이하 FFT 길이는 2의 승수로 표시한다. 이러한 경우, N만큼의 FFT길이를 갖는 OFDM 심볼을 짧은 길이의 FFT 길이를 갖도록 하려면 가능한 FFT길이는 N/2, N/4, N/8, N/16, …, 2가 된다.
만일 OFDM 프레임 내에서 k개의 OFDM 심볼이 짧은 FFT 길이를 갖고, j개의 OFDM 심볼이 긴 길이의 FFT 길이를 갖는 경우의 관계식은 하기 수학식 3, 4와 같다. 하기 수학식에서 짧은 길이의 FFT 길이를 갖는 OFDM 심볼의 FFT 길이는 Nshort라고 하고, 순환 전치의 길이는 Ncp ,short라고 한다. 마찬가지로, 긴 길이의 FFT길이를 갖는 OFDM 심볼의 FFT길이는 Nlong라고 하고, 순환전치의 길이는 NCP ,long라고 한다. 이때의 OFDM 프레임 구성도는 도 4b와 같다.
Figure 112006016851113-PAT00003
Figure 112006016851113-PAT00004
OFDM 프레임의 전체 길이는 일정해야 하므로, 수학식 2와 4의 결과는 동일하여야 한다. 따라서, 다음과 같은 관계식을 얻게 된다.
Figure 112006016851113-PAT00005
이하, 종래 기술에 따른 OFDM 프레임 구성을 살펴보되, 현실적인 가정을 한 경우를 살펴본다. 긴 길이의 FFT길이를 갖는 OFDM 심볼의 개수 j가 m-1개이고 이때의 FFT 길이 Nlong은 원래의 FFT길이 N과 동일하다. 또한 짧은 길이의 FFT를 갖는 OFDM 심볼의 개수 k=2이고, 짧은 길이의 FFT 길이 Nshort는 원래의 FFT 길이의 반인 N/2이 된다고 가정하자. 그러면 관계식은 하기 수학식 6과 같다. 이때의 OFDM 프레임은 도 5a와 같다.
Figure 112006016851113-PAT00006
정리하면 기존의 OFDM 심볼 한 개를 반으로 나눈 짧은 길이의 FFT 길이를 갖는 짧은 길이의 OFDM 심볼을 첨가하여, 기존의 OFDM 심볼의 수보다 한 개 더 늘어난 OFDM 심볼의 개수를 갖게 된다. 즉, 1개의 OFDM 프레임 내에 총 m개의 OFDM 심볼 대신, m+1개의 OFDM 심볼을 갖는다.
Figure 112006016851113-PAT00007
여기서, 만일 상기 긴 길이의 OFDM 심볼에 대한 순환 전치 길이 NCP ,long이 원래의 순환 전치 길이 NCP와 같게 되면,
Figure 112006016851113-PAT00008
가 되어서 상기 짧은 길이의 OFDM 심볼의 순환 전치는 원래 순환 전치 길이의 절반이 된다. 수신 측의 원활한 수신을 위해서는 충분한 순환 전치 길이가 보장되어야하고, 충분한 길이의 순환 전치가 다중경로 채널환경에서 다중 경로 간의 채널 간섭현상을 막아줄 수 있는데, 종래 기술에 따르면 순환 전치의 길이가 절반으로 감소하여, 상기 짧은 길이의 OFDM 심볼은 다중경로 채널환경에서 성능이 나빠지게 된다.
한편, NCP ,long과 NCP ,short를 동일하게 설정하면
Figure 112006016851113-PAT00009
이 되므로, 각각의 순환 전치의 길이는 원래의 순환 전치 길이 NCP보다 짧아지게 된다. 따라서 이 경우에는 상기 짧은 길이의 OFDM 심볼뿐만 아니라, 상기 긴 길이의 OFDM 심볼 역시 다중경로 채널에서 성능이 열화된다.
상술한 바와 같이 순환 전치의 길이가 감소함에 따라, 다중경로 채널환경에서 성능이 열화 되는 것은 도 4b와 같이 짧은 길이의 OFDM 심볼이 3개인 경우도 마찬가지다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 길이의 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성함에 있어, 순환전치의 길이를 유지하거나 증가시켜 원활한 통신이 가능하게 하는 것이다.
발명의 개요
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본원 발명은, 입력 데이터에 상응하는 복수의 OFDM 심볼 및 상기 OFDM 각각에 대한 순환 전치(cyclic prefix)를 포함하는 OFDM 프레임 단위로 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 제1 OFDM 심볼과, 상기 제1 OFDM 심볼보다 FFT 길이가 작은 적어도 하나의 제2 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 OFDM 프레임을 수신 측으로 송신하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 제2 OFDM 심볼 및 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이의 비(ratio)는, 상기 제1 OFDM 심볼 및 상 기 제1 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이의 비(ratio)에 비해 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 본원 발명에 따른 송신 장치는, 입력 데이터에 상응하는 복수의 OFDM 심볼 및 상기 OFDM 각각에 대한 순환 전치(cyclic prefix)를 포함하는 OFDM 프레임 단위로 데이터를 전송하는 송신 장치에 있어서, 적어도 하나의 제1 OFDM 심볼과, 상기 제1 OFDM 심볼보다 FFT 길이가 작은 적어도 하나의 제2 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하는 OFDM 프레임 형성모듈; 및 상기 형성된 OFDM 프레임을 수신 측으로 송신하는 송신 모듈을 포함하여 이루어지되, 상기 제2 OFDM 심볼 및 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이 비(ratio)는, 상기 제1 OFDM 심볼 및 상기 제1 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이 비(ratio)에 비해 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예
본 발명은 복수의 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하되, 상기 OFDM 심볼에 대한 FFT 길이가 상이한 것을 특징으로 한다. 특히 FFT 길이가 작은 OFDM 심볼은 FFT 길이가 큰 OFDM 심볼을 특정한 개수(D)로 분할하여 생성될 수 있는바, 상기 FFT 길이가 작은 OFDM 심볼의 크기는 상기 FFT 길이가 큰 OFDM 심볼의 크기를 상기 특정한 개수(D)로 균분한 것보다 더 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 크기의 제1 OFDM 심볼과 제2 OFDM 심볼을 전송하는바, 상기 제1 OFDM 심볼의 길이가 상기 제2 OFDM 심볼에 비해 큰 것을 특징으로하고, 상기 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이에 대한 순환 전치의 비율이 상기 제2 OFDM 심볼의 FFT 길이에 대한 순환 전치의 비율보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명은 특정한 OFDM 심볼에 더 많은 순환 전치를 부여하기 위해 OFDM 프레임의 사이즈를 조정하거나, OFDM의 샘플링 타임을 조절하지 않는다. 본 발명은 상기 FFT 길이가 작은 OFDM 심볼의 크기를 효율적으로 조절하여, 상기 다양한 크기의 OFDM 심볼에 대해 충분히 긴 순환 전치를 인가한다. 즉 상기 본 발명에 의하면, 하나의 OFDM 프레임에 더 많은 수의 OFDM 심볼을 포함시키면서도, 다중 경로 채널 환경에서의 성능저하를 막을 수 있다.
본 발명의 구성, 동작 및 효과는 이하 설명되는 본 발명의 일 실시예를 통해 더욱 구체화될 것이다. 이하 설명의 본 발명의 일 실시예에 대한 설명의 편의를 위해, 종래 기술과 본 실시예를 비교하여 설명한다. 즉 도 5a 또는 도 5b 등을 통해 설명한 종래 기술과 본 실시예를 비교하여 본 발명의 구성, 동작 및 효과를 설명한다.
본 실시예는 적어도 두 개의 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하는바, 상기 OFDM 심볼의 크기는 서로 동일하지 아니하다. 상기 OFDM 심볼들은 그룹화되어 일정한 제1 크기의 FFT 길이를 갖는 OFDM 심볼들과 제2 크기의 FFT 길이를 갖는 OFDM 심볼들로 이루어질 수 있다. 만약 상기 제1 OFDM 심볼의 크기(FFT 길이)가 상기 제2 OFDM 심볼의 크기에 비해 더 큰 경우, 상기 제2 OFDM은 상기 제1 OFDM 심볼을 특정한 개수(D)로 분할한 것일 수 있다.
본 실시예를 도 5a에 도시된 종래 기술과 비교하면 다음과 같다.
도 5a는 짧은 길이의 FFT를 갖는 OFDM 심볼의 개수 k가 2이고, 긴 길이의 FFT 길이를 갖는 OFDM 심볼의 개수 j가 m-1개이고, 이때의 FFT 길이 Nlong은 원래의 FFT 길이 N과 동일한 경우이다. 본 실시예에서 제1 OFDM 심볼의 개수 j는 m-1이고, 제2 OFDM 심볼은 상기 제1 OFDM 심볼을 특정한 개수(D=2)로 분할한 것이되, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 크기의 OFDM 심볼의 크기를 상기 특정한 개수(D=2)로 균분한 것보다 더 작은 것이 바람직하다. 즉, D=2인 경우 상기 제2 OFDM 심볼은 상기 제1 OFDM 심볼을 특정한 개수(D=2)로 분할한 것이므로, 상기 제2 OFDM 심볼의 개수는 2개이되, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 OFDM 심볼의 크기를 2등분 한 것보다 작은 것이 바람직하다. 다만, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 OFDM 심볼의 크기를 2의 멱승(power)으로 균분한 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, D=2인 경우 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 OFDM 심볼의 크기를 2등분 한 것보다 작아야 하는바, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 OFDM 심볼의 1/3, 1/4, 1/5, 2/5 등이 될 수 있으나,
Figure 112006016851113-PAT00010
이 더욱 바람직하다. 만약, D=5인 경우 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 OFDM 심볼의 크기를 5등분한 것보다 작아야 하는바, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 OFDM 심볼의 1/6, 1/7, 1/8, 1/9 등이 될 수 있으나,
Figure 112006016851113-PAT00011
이 더욱 바람직하다. 상술한 바와 같이 특정한 OFDM 심볼의 크기는 FFT 길이는 2의 멱승(power)을 갖는 경우 장점이 있기 때문이다.
유의할 점은, 종래 기술에서 짧은 길이의 OFDM 심볼은 원래의 FFT 길이의 반 인 N/2을 선택한 것과 달리, 본 실시예에서는 상기 제2 OFDM 심볼의 크기(FFT 길이)는 제1 OFDM 심볼의 1/2보다 더 작다. 예를 들어, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 제1 OFDM 심볼의 1/4일 수 있다. 만약 제2 OFDM 심볼의 크기를 제1 OFDM 심볼의 크기의 1/4로 하는 경우 다음과 같은 수식에 의해 OFDM 프레임의 크기가 결정된다. 하기 수식에서 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이는 N이며, 제1 OFDM 심볼의 순환 전치의 길이는 NCP,long이며, 제1 OFDM 심볼의 개수는 m-1개 이다. 또한, 하기 수식에서 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이는 N/4이며, 제1 OFDM 심볼의 순환 전치의 길이는 NCP ,short이며, 제1 OFDM 심볼의 개수는 2(=D)개 이다.
Figure 112006016851113-PAT00012
정리하면 제1 OFDM 심볼 한 개를 1/4로 나눈 짧은 길이의 FFT길이를 갖는 제2 OFDM 심볼을 첨가하여, OFDM 심볼의 개수를 1개 증가시킬 수 있다. 즉, 1개의 제1 OFDM 심볼을 D(=2)개의 제2 OFDM 심볼로 대체하되, 상기 제2 OFDM 심볼의 FFT 길이는 N/D보다 작은 N/4이다. 즉, 한 OFDM 프레임은 총 m개의 OFDM 심볼에서 m+1개의 OFDM 심볼을 갖게 된다. 최종적으로 순환 전치의 관계식은 다음과 같다.
Figure 112006016851113-PAT00013
만약, 본 실시예에서 사용되는 순환 전치의 길이 NCP ,new가 NCP ,long과 NCP ,short와 같다면,
Figure 112006016851113-PAT00014
과 같은 관계가 성립한다.
일반적으로 순환 전치의 길이는 크기가 제일 큰 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이에 비해 매우 작게 설계하므로, 상기 순환 전치의 길이는 N/2보다 작은 값이다. 따라서 본 실시예에 따른 Ncp ,new는 종래 기술에 따른 Ncp에 비해서 더욱 큰 값을 갖는다. 또한, 본 실시예에 따르면 짧은 길이의 OFDM 심볼, 즉 제2 OFDM 심볼뿐만 아니라, 긴 길이의 OFDM 심볼, 즉 제1 OFDM 심볼까지도 다중경로 채널에 더욱 강인한 성능을 보인다.
본 실시예에 따른 데이터 전송 방법은, 각각의 OFDM 심볼과 상기 각각의 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 비율로 설명될 수 있다. 상술한 종래 기술의 경우, 상기 특정한 크기의 OFDM 심볼과 상기 특정한 크기의 OFDM 심볼에 대한 순환 전치에 대한 길이의 비(ratio)가 일정하였다. 즉, 상술한 종래 기술은, 크기가 큰 OFDM 심볼과 그에 대한 순환 전치의 비율은, 크기자 작은 OFDM 심볼과 그에 대한 순환 전치의 비율과 동일한 것을 특징으로 하였다. 그러나, 상술한 본 실시예의 경우, 상기 제1 OFDM 심볼과 상기 제1 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 길이의 비는, 상기 제2 OFDM 심볼과 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 길이의 비에 비하여 작다. 이러한 특징에 의하여, 상가 제2 OFDM 심볼은 수신 측에서의 정상적 수신이 가능할 정도의 순환 전치를 할당받을 수 있다.
상기 OFDM 심볼은 한 번의 IFFT 연산에 의해 처리되는 데이터의 집합을 나타내는바, 특정한 시간 단위 동안 함께 전송된다.
이하, 도 5b의 종래 기술에서 짧은 길이의 FFT를 갖는 OFDM 심볼의 개수 k를 3이라 하고, 긴 길이의 FFT길이를 갖는 OFDM 심볼의 개수 j가 m-1개라 하고, 이때의 FFT 길이 Nlong은 원래의 FFT길이 N과 동일하다 가정한다. 상술한 종래 기술에 반해, 본 실시예는 제1 OFDM 심볼의 개수 j는 m-1이고, 제2 OFDM 심볼은 상기 제1 OFDM 심볼을 특정한 개수(D=3)로 분할한 것이되, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 크기의 OFDM 심볼의 크기를 상기 특정한 개수(D=3)로 균분한 것보다 더 작은 것이 바람직하다. 즉, D=3인 경우 상기 제2 OFDM 심볼은 상기 제1 OFDM 심볼을 특정한 개수(D=3)로 분할한 것이므로, 상기 제2 OFDM 심볼의 개수는 3개이되, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 OFDM 심볼의 크기를 3등분한 것보다 작은 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제2 OFDM 심볼의 크기는 상기 제1 OFDM 심볼의 크기를 4등분한 것과 동일할 수 있다. 이 경우를 수식으로 정리하면 다음과 같다.
Figure 112006016851113-PAT00015
정리하면 제1 OFDM 심볼 한 개를 1/4로 나눈 짧은 길이의 FFT길이를 갖는 제2 OFDM 심볼을 첨가하여, OFDM 심볼의 개수를 2개 증가시킬 수 있다. 즉, 1개의 제1 OFDM 심볼을 D(=3)개의 제2 OFDM 심볼로 대체하되, 상기 제2 OFDM 심볼의 길이는 N/D보다 작은 N/4이다. 즉, 한 OFDM 프레임은 총 m개의 OFDM 심볼에서 m+2개의 OFDM 심볼을 갖게 된다. 최종적으로 본 실시예에 따른 순환 전치의 관계식은 다음과 같다.
Figure 112006016851113-PAT00016
여기서, 만일 NCP ,long과 NCP ,short이 Ncp ,new와 동일하다면,
의 관계를 갖는다.
일반적으로 순환 전치의 길이는 크기가 제일 큰 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이에 비해 매우 작게 설계하므로, 상기 순환 전치의 길이는 N/3보다 작은 값이다. 따라 서 본 실시예에 따른 Ncp ,new는 종래 기술에 따른 Ncp에 비해서 더욱 큰 값을 갖는다. 따라서, 본 실시예에 따르면 짧은 길이의 OFDM 심볼, 즉 제2 OFDM 심볼뿐만 아니라, 긴 길이의 OFDM 심볼, 즉 제1 OFDM 심볼까지도 다중경로 채널에 더욱 강인한 성능을 보인다.
상술한 경우에도, OFDM 심볼과 상기 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 길이의 비율은, 상기 OFDM 심볼에 따라 변화한다. 즉, 상대적으로 FFT 길이가 긴 OFDM 심볼(A)의 경우에는, 상기 OFDM 심볼(A)과 상기 OFDM 심볼(A)에 대한 순환 전치의 길이의 비율이 상대적으로 작다. 또한, 상대적으로 FFT 길이가 짧은 OFDM 심볼(B)의 경우에는, 상기 OFDM 심볼(B)과 상기 OFDM 심볼(B)에 대한 순환 전치의 길이의 비율이 상대적으로 크다. 이러한 특징으로 통하여, 본 실시예에 따른 OFDM 심볼은 다중 경로 채널에 대해 더욱 강인한 성능을 보인다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명으로 인해서 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.
본 발명은 OFDM 프레임과 OFDM 샘플 타임을 조정하지 않으면서, 서로 다른 FFT 길이를 갖는 OFDM 심볼에 충분한 길이의 순환 전치를 인가하는바, 다중경로채 널 환경에서 성능저하가 예방되는 유리한 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 입력 데이터에 상응하는 복수의 OFDM 심볼 및 상기 OFDM 각각에 대한 순환 전치(cyclic prefix)를 포함하는 OFDM 프레임 단위로 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 제1 OFDM 심볼과, 상기 제1 OFDM 심볼보다 FFT 길이가 작은 적어도 하나의 제2 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하는 단계; 및
    상기 형성된 OFDM 프레임을 수신 측으로 송신하는 단계
    를 포함하여 이루어지되,
    상기 제2 OFDM 심볼 및 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이의 비(ratio)는, 상기 제1 OFDM 심볼 및 상기 제1 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이의 비(ratio)에 비해 큰 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이는, 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이와 동일한 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 OFDM 심볼에 대한 샘플 타임은 동일한 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 OFDM 심볼은, 상기 제1 OFDM 심볼을 2개 및 3개 중 어느 하나로 분할하여 획득한 것이되,
    상기 제2 OFDM 심볼의 FFT 길이는, 상기 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이의
    Figure 112006016851113-PAT00018
    인 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 OFDM 심볼은, 상기 제1 OFDM 심볼을 4개와, 5개와, 6개 및 7개 중 어느 하나로 분할하여 획득한 것이되,
    상기 제2 OFDM 심볼의 FFT 길이는, 상기 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이의
    Figure 112006016851113-PAT00019
    인 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 방법.
  6. 입력 데이터에 상응하는 복수의 OFDM 심볼 및 상기 OFDM 각각에 대한 순환 전치(cyclic prefix)를 포함하는 OFDM 프레임 단위로 데이터를 전송하는 송신 장치 에 있어서,
    적어도 하나의 제1 OFDM 심볼과, 상기 제1 OFDM 심볼보다 FFT 길이가 작은 적어도 하나의 제2 OFDM 심볼을 포함하는 OFDM 프레임을 형성하는 OFDM 프레임 형성모듈; 및
    상기 형성된 OFDM 프레임을 수신 측으로 송신하는 송신 모듈
    을 포함하여 이루어지되,
    상기 제2 OFDM 심볼 및 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이 비(ratio)는, 상기 제1 OFDM 심볼 및 상기 제1 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이 비(ratio)에 비해 큰 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 송신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이는, 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 순환 전치의 FFT 길이와 동일한 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 송신 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 OFDM 심볼에 대한 샘플 타임은 동일한 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 송신 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 OFDM 심볼은, 상기 제1 OFDM 심볼을 2개 및 3개 중 어느 하나로 분할하여 획득한 것이되,
    상기 제2 OFDM 심볼의 FFT 길이는, 상기 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이의
    Figure 112006016851113-PAT00020
    인 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 송신 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2 OFDM 심볼은, 상기 제1 OFDM 심볼을 4개와, 5개와, 6개 및 7개 중 어느 하나로 분할하여 획득한 것이되,
    상기 제2 OFDM 심볼의 FFT 길이는, 상기 제1 OFDM 심볼의 FFT 길이의
    Figure 112006016851113-PAT00021
    인 것을
    특징으로 하는 다수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 송신 장치.
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