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KR102332508B1 - Signal transmission method of space-frequency block coded single side band single carrier frequency division multiple access system - Google Patents

Signal transmission method of space-frequency block coded single side band single carrier frequency division multiple access system Download PDF

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KR102332508B1
KR102332508B1 KR1020200079453A KR20200079453A KR102332508B1 KR 102332508 B1 KR102332508 B1 KR 102332508B1 KR 1020200079453 A KR1020200079453 A KR 1020200079453A KR 20200079453 A KR20200079453 A KR 20200079453A KR 102332508 B1 KR102332508 B1 KR 102332508B1
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KR
South Korea
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Inventor
원희철
김정현
Original Assignee
대구대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법에 관한 것으로, 송신기에서 각 사용자별로 전송비트를 부호화하여 인터리버에 입력시킨 후 부채널 매핑을 수행하는 단계와, 상기 부채널 매핑을 수행한 후에 할당받은 채널 크기에 대응하여 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행하는 단계와, 상기 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역(LSB)신호를 처리한 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신하는 단계와, 상기 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 상기 아래대역(LSB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 신호를 처리한 제 2 전송신호 또는 상기 단일 측대 파형(SSB) 방식의 윗대역(USB)신호를 처리한 제 3 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계를 포함함으로써, 시스템 계산 복잡도를 상대적으로 크게 증가시키지 않을 뿐만 아니라 전송 시스템의 성능 개선을 위한 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.The present invention relates to a signal transmission method in a frequency space block-encoded single side-waveform single-carrier frequency division multiple access system, comprising the steps of: encoding a transmission bit for each user in a transmitter, inputting them into an interleaver, and then performing subchannel mapping; After performing the subchannel mapping, performing a Discrete Fourier Transform (DFT) operation corresponding to the allocated channel size, and after performing the Discrete Fourier Transform (DFT) operation, the single side-band waveform (SSB) method is below Transmitting a first transmission signal processed with a band (LSB) signal through a first transmission antenna, and after performing the discrete Fourier transform (DFT) operation, the lower band (LSB) signal is subjected to frequency space block coding ( By including the step of transmitting the second transmission signal processed by the SFBC) signal or the third transmission signal processing the upper band (USB) signal of the single side-band waveform (SSB) method through the second transmission antenna, system calculation It is possible to obtain a diversity gain for improving the performance of the transmission system as well as not significantly increasing the complexity.

Description

주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법{SIGNAL TRANSMISSION METHOD OF SPACE-FREQUENCY BLOCK CODED SINGLE SIDE BAND SINGLE CARRIER FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}SIGNAL TRANSMISSION METHOD OF SPACE-FREQUENCY BLOCK CODED SINGLE SIDE BAND SINGLE CARRIER FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM

본 발명은 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형(SSB : single side band) 변조 방식을 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템(SC-FDMA : single carrier-frequency division multiple access)에 적용함으로써, 시스템 계산 복잡도를 상대적으로 크게 증가시키지 않을 뿐만 아니라 전송 시스템의 성능 개선을 위한 다이버시티 이득을 획득할 수 있는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법에 관한 것이다.The present invention applies a frequency space block coded single side band (SSB) modulation scheme to a single carrier-frequency division multiple access system (SC-FDMA), thereby reducing the system calculation complexity relatively. The present invention relates to a signal transmission method of a frequency-space block-coded single-side waveform single-carrier frequency division multiple access system, which can obtain a diversity gain for improving the performance of a transmission system as well as not significantly increasing it.

잘 알려진 바와 같이, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 다중 반송파 통신 방식은 4세대 광대역 이동통신 및 IEEE 802.11 기반의 무선 LAN(local area network) 시스템의 핵심 기반 기술로 채택되어 사용되고 있다.As is well known, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) multi-carrier communication method has been adopted and used as a core technology of a wireless local area network (LAN) system based on 4G broadband mobile communication and IEEE 802.11.

이러한 OFDM 다중 반송파 통신 방식은 송수신 구조가 간단하고 주파수 효율이 높으면서 주파수 선택적 페이딩 환경에서 우수한 성능을 제공할 수 있다.This OFDM multi-carrier communication method can provide excellent performance in a frequency selective fading environment while having a simple transmission/reception structure and high frequency efficiency.

상술한 바와 같은 OFDM 다중 반송파 통신 방식을 적용한 전송 시스템에 대해 설명하면, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 전송 시스템은 OFDM 기반의 다중 사용자 접속 시스템으로, 다수의 사용자들이 OFDM 다중 반송파 통신 방식의 부반송파들을 분할하여 정보를 송수신하는데 사용할 수 있다.When describing the transmission system to which the OFDM multi-carrier communication method is applied as described above, the OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) transmission system is an OFDM-based multi-user access system, where a plurality of users transmit subcarriers of the OFDM multi-carrier communication method. It can be divided and used to transmit and receive information.

그리고, SC-FDE(single carrier-frequency domain equalization) 단일 반송파 통신 방식은 OFDM 방식의 송신부에 존재하는 DFT(discrete fourier transform) 모듈을 수신부로 옮긴 구조와 유사하기 때문에, OFDM 방식과 거의 동일한 시스템 복잡도와 수신 성능을 갖는 것으로 알려져 있다.In addition, the SC-FDE (single carrier-frequency domain equalization) single carrier communication scheme is similar to a structure in which a discrete fourier transform (DFT) module existing in the transmitter of the OFDM scheme is moved to the receiver, so that the system complexity and It is known to have reception performance.

또한, SC-FDMA(frequency division multiple access) 전송 시스템은 SC-FDE 방식을 부반송파 방식으로 확장한 다중 사용자 접속 시스템이다.In addition, the SC-FDMA (frequency division multiple access) transmission system is a multi-user access system in which the SC-FDE scheme is extended to a subcarrier scheme.

상술한 바와 같은 OFDM과 SC-FDE간 유사성을 기반으로 하고, OFDMA와 SC-FDMA는 비슷한 시스템 복잡도 및 수신 성능을 갖기 때문에, 차세대 광대역 이동통신 시스템의 기본 전송 방식으로 널리 연구되고 있으며, 이들을 기반으로 하여 초고속 광대역 무선통신 전송 시스템의 성능을 개선하기 위한 다양한 기술이 연구 개발되고 있다.Based on the similarity between OFDM and SC-FDE as described above and OFDMA and SC-FDMA have similar system complexity and reception performance, they are widely studied as basic transmission methods for next-generation broadband mobile communication systems. Therefore, various technologies are being researched and developed to improve the performance of high-speed broadband wireless communication transmission systems.

1. 한국등록특허 제10-0866195호(2008.10.24.등록)1. Korea Patent No. 10-0866195 (Registered on Oct. 24, 2008)

본 발명은 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형(SSB) 변조 방식을 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템(SC-FDMA)에 적용함으로써, 시스템 계산 복잡도를 상대적으로 크게 증가시키지 않을 뿐만 아니라 전송 시스템의 성능 개선을 위한 다이버시티 이득을 획득할 수 있는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법을 제공하고자 한다.The present invention applies a frequency space block coded single sideband waveform (SSB) modulation scheme to a single carrier frequency division multiple access system (SC-FDMA), thereby improving the performance of the transmission system as well as not significantly increasing the system computational complexity. An object of the present invention is to provide a signal transmission method of a frequency-space block-coded single-side waveform single-carrier frequency division multiple access system capable of obtaining a diversity gain for .

그리고, 본 발명은 펄스 크기 변조(PAM : pluse amplitude modualtion) 신호의 이산푸리에변환(DFT : discrete fourier transform) 확산에 따라 생성되는 켤레 복수수 대칭을 활용하여 주파수 공간 블록 부호화하고, 이를 다중 송신안테나에 적용함으로써, 다이버시티 이득을 획득할 수 있을 뿐만 아니라 전송 시스템의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention performs frequency-space block encoding by utilizing conjugate plural symmetry generated according to discrete Fourier transform (DFT) spreading of a pulse amplitude modulation (PAM) signal, and it is applied to a multiplexing antenna. An object of the present invention is to provide a signal transmission method of a frequency-space block-coded single-side waveform single-carrier frequency division multiple access system that can obtain a diversity gain and improve reception performance of a transmission system by applying it.

한편, 본 발명은 송신기에서 각 사용자별로 전송비트를 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역(LSB)신호를 처리한 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신하고, 아래대역(LSB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 2 전송신호 또는 윗대역(USB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 3 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신함으로써, 사용자별 전송신호를 효과적으로 송신할 수 있는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법을 제공하고자 한다.On the other hand, in the present invention, the transmitter performs a discrete Fourier transform (DFT) operation on the transmission bits for each user, and then transmits the first transmission signal obtained by processing the single side-band waveform (SSB) type lower-band (LSB) signal. The second transmission signal is transmitted through the antenna, and the second transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on the lower band (LSB) signal or the third transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on the upper band (USB) signal is transmitted to the second transmission antenna. An object of the present invention is to provide a signal transmission method of a frequency-space block-coded single side-to-waveform single carrier frequency division multiple access system that can effectively transmit a transmission signal for each user by transmitting through the

또한, 본 발명은 수신기에서 수신신호에 대해 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행한 후에, 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)에 대응하여 복호화하고, 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행하며, 최대사후확률(MAP) 디텍터로부터 얻은 신호비트의 로그우도비(LLR)값을 이용하여 원신호비트를 복원함으로써, 사용자별로 송신된 송신신호를 수신하여 효과적으로 복원할 수 있는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention performs a fast Fourier transform (FFT) operation on a received signal in a receiver, decodes it corresponding to frequency space block coding (SFBC), performs an inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation, By restoring the original signal bits using the log likelihood ratio (LLR) value of the signal bits obtained from the probability (MAP) detector, a frequency-space block-coded single side-band waveform that can receive and effectively restore the transmitted signal transmitted for each user An object of the present invention is to provide a signal transmission method in a carrier frequency division multiple access system.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The purpose of the embodiments of the present invention is not limited to the above-mentioned purpose, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. .

본 발명의 실시예에 따르면, 송신기에서 각 사용자별로 전송비트를 부호화하여 인터리버에 입력시킨 후 부채널 매핑을 수행하는 단계와, 상기 부채널 매핑을 수행한 후에 할당받은 채널 크기에 대응하여 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행하는 단계와, 상기 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역(LSB)신호를 처리한 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신하는 단계와, 상기 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 상기 아래대역(LSB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 2 전송신호 또는 상기 단일 측대 파형(SSB) 방식의 윗대역(USB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 3 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the transmitter encodes a transmission bit for each user, inputs the data into an interleaver, and then performs subchannel mapping, and after performing the subchannel mapping, a discrete Fourier transform corresponding to the allocated channel size. After performing the (DFT) operation, and after performing the discrete Fourier transform (DFT) operation, the first transmission signal processed by the single side-band waveform (SSB) method of the lower-band (LSB) signal is transmitted to the first transmission antenna. and, after performing the discrete Fourier transform (DFT) operation, the second transmission signal obtained by performing frequency space block coding (SFBC) on the lower band (LSB) signal or the upper side of the single sideband waveform (SSB) method. A signal transmission method of a frequency space block-encoded single-side waveform single carrier frequency division multiple access system, comprising the step of transmitting a third transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on a band (USB) signal through a second transmission antenna can be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 1 송신안테나를 통해 송신하는 단계는, 상기 아래대역(LSB)신호를 선택하여 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우는 단계와, 상기 부채널들을 0으로 채우는 단계 후에, 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하는 단계와, 상기 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행한 후에, 주기적프리픽스(CP)를 추가하여 상기 제 1 전송신호를 상기 제 1 송신안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the transmitting through the first transmit antenna includes selecting the lower band (LSB) signal to fill subchannels for other users with zeros, and setting the subchannels to zero. After the step of filling with , performing an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation corresponding to the overall system size, and after performing the Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation, adding a cyclic prefix (CP) to the first There may be provided a signal transmission method of a frequency space block coded single side-to-waveform single carrier frequency division multiple access system comprising transmitting a transmission signal through the first transmission antenna.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계는, 상기 아래대역(LSB)신호를 선택하여 켤레복소수와 음수로의 부호 변경을 통해 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하는 단계와, 상기 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하는 단계 후에, 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우는 단계와, 상기 부채널들을 0으로 채우는 단계 후에, 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하는 단계와, 상기 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행한 후에, 주기적프리픽스(CP)를 추가하여 상기 제 2 전송신호를 상기 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the step of transmitting through the second transmit antenna comprises selecting the lower band (LSB) signal and performing frequency space block coding (SFBC) by changing the signs of complex conjugate numbers and negative numbers. After the step, and after the frequency space block coding (SFBC) step, the step of filling the subchannels for other users with zeros, and after the step of filling the subchannels with zeros, the Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) corresponding to the overall system size ) operation, and after performing the Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation, adding a periodic prefix (CP) to transmit the second transmission signal through the second transmission antenna A method of transmitting a signal in a spatial block coded single side-waveform single carrier frequency division multiple access system may be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계는, 상기 윗대역(USB)신호를 선택하여 켤레복소수 대칭을 이용한 재배치를 통해 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하는 단계와, 상기 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하는 단계 후에, 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우는 단계와, 상기 부채널들을 0으로 채우는 단계 후에, 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하는 단계와, 상기 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행한 후에, 주기적프리픽스(CP)를 추가하여 상기 제 3 전송신호를 상기 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the step of transmitting through the second transmit antenna comprises the steps of selecting the upper band (USB) signal and performing frequency space block coding (SFBC) through relocation using complex conjugate symmetry; , after the frequency space block coding (SFBC) step, after the step of filling the subchannels for other users with zeros, and after the step of filling the subchannels with zeros, an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation corresponding to the overall system size and transmitting the third transmission signal through the second transmission antenna by adding a periodic prefix (CP) after performing the inverse fast Fourier transform (IFFT) operation. A method of transmitting a signal in a coded single side-to-waveform single carrier frequency division multiple access system may be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법은, 수신기에서 수신신호에 대해 주기적프리픽스(CP)를 제거한 후에 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행하는 단계와, 상기 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행하는 단계 후에, 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)에 대응하여 복호화한 후에, 등화기를 통해 신호 복원을 수행하는 단계와, 상기 신호 복원을 수행하는 단계 후에, 각 사용자에게 할당된 부채널을 선택하여 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행하는 단계와, 상기 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행하는 단계 후에, 최대사후확률(MAP) 디텍터로부터 얻은 신호비트의 로그우도비(LLR)값을 디인터리버와 디코더에 입력하여 원신호비트를 복원하는 단계를 더 포함하는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the signal transmission method of the frequency space block-coded single side-waveform single-carrier frequency division multiple access system, after removing the cyclic prefix (CP) for the received signal at the receiver, the fast Fourier transform ( After performing the FFT) operation, and after performing the Fast Fourier Transform (FFT) operation, decoding corresponding to frequency space block coding (SFBC), and then performing signal restoration through an equalizer, the signal; After performing the restoration, performing an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) operation by selecting a subchannel assigned to each user, and after performing the Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) operation, the maximum posterior probability ( MAP) inputting the log likelihood ratio (LLR) value of the signal bits obtained from the detector to the deinterleaver and the decoder to restore the original signal bits. A signal transmission method may be provided.

본 발명은 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형(SSB) 변조 방식을 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템(SC-FDMA)에 적용함으로써, 시스템 계산 복잡도를 상대적으로 크게 증가시키지 않을 뿐만 아니라 전송 시스템의 성능 개선을 위한 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.The present invention applies a frequency space block coded single sideband waveform (SSB) modulation scheme to a single carrier frequency division multiple access system (SC-FDMA), thereby improving the performance of the transmission system as well as not significantly increasing the system computational complexity. It is possible to obtain a diversity gain for

그리고, 본 발명은 펄스 크기 변조(PAM) 신호의 이산푸리에변환(DFT) 확산에 따라 생성되는 켤레 복수수 대칭을 활용하여 주파수 공간 블록 부호화하고, 이를 다중 송신안테나에 적용함으로써, 다이버시티 이득을 획득할 수 있을 뿐만 아니라 전송 시스템의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention obtains a diversity gain by performing frequency-space block encoding by utilizing conjugate plural symmetry generated by Discrete Fourier Transform (DFT) spreading of a pulse amplitude modulation (PAM) signal, and applying it to a multiplexing antenna. Not only can it be done, but it can also improve the reception performance of the transmission system.

한편, 본 발명은 송신기에서 각 사용자별로 전송비트를 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역(LSB)신호를 처리한 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신하고, 아래대역(LSB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 2 전송신호 또는 윗대역(USB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 3 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신함으로써, 사용자별 전송신호를 효과적으로 송신할 수 있다.On the other hand, in the present invention, the transmitter performs a discrete Fourier transform (DFT) operation on the transmission bits for each user, and then transmits the first transmission signal obtained by processing the single side-band waveform (SSB) type lower-band (LSB) signal. The second transmission signal is transmitted through the antenna, and the second transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on the lower band (LSB) signal or the third transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on the upper band (USB) signal is transmitted to the second transmission antenna. By transmitting through , it is possible to effectively transmit a transmission signal for each user.

또한, 본 발명은 수신기에서 수신신호에 대해 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행한 후에, 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)에 대응하여 복호화하고, 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행하며, 최대사후확률(MAP) 디텍터로부터 얻은 신호비트의 로그우도비(LLR)값을 이용하여 원신호비트를 복원함으로써, 사용자별로 송신된 송신신호를 수신하여 효과적으로 복원할 수 있다.In addition, the present invention performs a fast Fourier transform (FFT) operation on a received signal in a receiver, decodes it corresponding to frequency space block coding (SFBC), performs an inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation, By restoring the original signal bits using the log likelihood ratio (LLR) value of the signal bits obtained from the probability (MAP) detector, it is possible to receive and effectively restore the transmission signal transmitted for each user.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 송신기에서 신호를 송신하는 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신기에서 제 1 전송신호를 송신하는 과정을 나타낸 플로우차트이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신기에서 제 2 전송신호를 송신하는 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송신기에서 제 3 전송신호를 송신하는 과정을 나타낸 플로우차트이며,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수신기에서 수신신호를 복원하는 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 6 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템을 설명하기 위한 도면이며,
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 성능 실험 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a flowchart illustrating a process of transmitting a signal from a transmitter of a frequency space block coded single side-wave single carrier frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart illustrating a process of transmitting a first transmission signal in a transmitter according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart illustrating a process of transmitting a second transmission signal in a transmitter according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating a process of transmitting a third transmission signal from a transmitter according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart illustrating a process of restoring a received signal in a receiver according to an embodiment of the present invention;
6 to 12 are diagrams for explaining a frequency-space block-coded single-side waveform single carrier frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention;
13 and 14 are diagrams illustrating performance test results of a frequency-space block-coded single-side waveform single-carrier frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 송신기에서 신호를 송신하는 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신기에서 제 1 전송신호를 송신하는 과정을 나타낸 플로우차트이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신기에서 제 2 전송신호를 송신하는 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송신기에서 제 3 전송신호를 송신하는 과정을 나타낸 플로우차트이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수신기에서 수신신호를 복원하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.1 is a flowchart illustrating a process of transmitting a signal in a transmitter of a frequency space block coded single side-wave single carrier frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a transmitter according to an embodiment of the present invention. is a flowchart illustrating a process of transmitting the first transmission signal in It is a flowchart illustrating a process of transmitting a third transmission signal by a transmitter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of restoring a received signal in a receiver according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 도 1에 도시한 바와 같이 송신기에서 각 사용자별로 전송비트를 부호화하여 인터리버에 입력시킨 후 부채널 매핑을 수행할 수 있다(단계110).1 to 5 , as shown in FIG. 1 , the transmitter may encode a transmission bit for each user and input it to the interleaver, and then perform subchannel mapping (step 110).

다음에, 부채널 매핑을 수행하는 단계 후에, 할당받은 채널 크기에 대응하여 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행할 수 있다(단계120).Next, after performing the subchannel mapping, a discrete Fourier transform (DFT) operation may be performed corresponding to the allocated channel size (step 120).

그리고, 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행하는 단계 후에, 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역(LSB)신호를 처리한 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신할 수 있다(단계130).Then, after the step of performing the discrete Fourier transform (DFT) operation, the first transmission signal processed by the single side-band waveform (SSB) method of the lower band (LSB) signal may be transmitted through the first transmission antenna (step 130). ).

여기에서, 단계130에서는 도 2에 도시한 바와 같이 아래대역(LSB)신호를 선택하여 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우고(단계131), 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하며(단계132), 주기적프리픽스(CP)를 추가하여 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신할 수 있다(단계133).Here, in step 130, as shown in FIG. 2, a lower band (LSB) signal is selected, subchannels for other users are filled with zeros (step 131), and inverse fast Fourier transform (IFFT) is performed corresponding to the overall system size. The operation is performed (step 132), and a cyclic prefix (CP) is added to transmit the first transmission signal through the first transmission antenna (step 133).

또한, 아래대역(LSB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 2 전송신호 또는 단일 측대 파형(SSB) 방식의 윗대역(USB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 3 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신할 수 있다(단계140).In addition, a second transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on a lower band (LSB) signal or a third transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on an upper band (USB) signal of a single sideband waveform (SSB) method It can transmit through the second transmit antenna (step 140).

여기에서, 단계140에서는 도 3에 도시한 바와 같이 아래대역(LSB)신호를 선택하여 켤레복소수와 음수로의 부호 변경을 통해 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하고(단계141a), 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우며(단계142a), 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하고(단계143a), 주기적프리픽스(CP)를 추가하여 제 2 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신할 수 있다(단계144a).Here, in step 140, as shown in FIG. 3, a lower band (LSB) signal is selected and frequency-space block coding (SFBC) is performed by changing the sign to a complex conjugate number and a negative number (step 141a), and a sub-band for other users. The channels are filled with zeros (step 142a), an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation is performed corresponding to the overall system size (step 143a), and a cyclic prefix (CP) is added to transmit the second transmission signal to the second transmission antenna. can be transmitted through (step 144a).

또한, 단계140에서는 도 4에 도시한 바와 같이 윗대역(USB)신호를 선택하여 켤레복소수 대칭을 이용한 재배치를 통해 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하고(단계141b), 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우며(단계142b), 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하고(단계143b), 주기적프리픽스(CP)를 추가하여 제 3 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신할 수 있다(단계144b).In addition, in step 140, as shown in FIG. 4, the upper band (USB) signal is selected and frequency space block encoding (SFBC) is performed through relocation using complex conjugate symmetry (step 141b), and subchannels for other users are set to 0. (step 142b), perform an inverse fast Fourier transform (IFFT) operation corresponding to the overall system size (step 143b), and add a cyclic prefix (CP) to transmit the third transmission signal through the second transmission antenna. It can be done (step 144b).

한편, 도 5에 도시한 바와 같이 수신기에서 수신신호에 대해 주기적프리픽스(CP)를 제거한 후에 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행할 수 있다(단계210).Meanwhile, as shown in FIG. 5 , the receiver may perform a fast Fourier transform (FFT) operation after removing the cyclic prefix (CP) on the received signal (step 210).

그리고, 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행하는 단계 후에, 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)에 대응하여 복호화한 후에, 등화기를 통해 신호 복원을 수행할 수 있다(단계220).And, after performing the fast Fourier transform (FFT) operation, after decoding corresponding to the frequency space block coding (SFBC), the signal can be restored through an equalizer (step 220).

다음에, 신호 복원을 수행하는 단계 후에, 각 사용자에게 할당된 부채널을 선택하여 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행할 수 있다(단계230).Next, after performing signal restoration, an inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation may be performed by selecting a subchannel allocated to each user (operation 230).

이어서, 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행하는 단계 후에, 최대사후확률(MAP) 디텍터로부터 얻은 신호비트의 로그우도비(LLR)값을 디인터리버와 디코더에 입력하여 원신호비트를 복원할 수 있다(단계240).Then, after performing the inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation, the log likelihood ratio (LLR) value of the signal bits obtained from the maximum posterior probability (MAP) detector is input to the deinterleaver and the decoder to restore the original signal bits. There is (step 240).

한편, 도 6 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템을 설명하기 위한 도면으로, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 송신기 및 수신기에서의 신호 송수신 및 처리 과정에 대해 구체적으로 설명한다.Meanwhile, FIGS. 6 to 12 are diagrams for explaining a frequency space block-coded single-side waveform single carrier frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention, and as described above, a frequency space according to an embodiment of the present invention. The block-coded single-side waveform single-carrier frequency division multiple access system will specifically describe signal transmission/reception and processing in the transmitter and receiver.

먼저, 단일 측대 파형(SSB : single side band) 변조 방식은 주파수 영역에서 신호의 절반 대역만을 전송하여 전송 효율을 2배로 증가시키는 아날로그 통신 방법으로, 전송신호를 푸리에변환하면 주파수 영역에서 중심주파수를 기준으로 아래대역신호(LSB : lower side band)와 윗대역신호(USB : upper side band)로 구분되고, 아래대역신호(LSB) 또는 윗대역신호(USB)만을 전송한 후 신호 대역 간 연관성을 이용하여 아래대역신호(LSB)와 윗대역신호(USB)를 모두 획득하는 절차를 따를 수 있으며, 아날로그 방식인 단일측대파형(SSB)을 다중 레벨 펄스크기변조(PAM : pulse amplitude modulation)을 사용하는 디지털 전송 시스템에 적용하여 주파수 효율적인 이산푸리에변환(DFT) 확산 SSB-OFDM 시스템을 구현할 수 있다.First, the single side band (SSB) modulation method is an analog communication method that doubles the transmission efficiency by transmitting only half of the signal in the frequency domain. is divided into a lower band signal (LSB: lower side band) and an upper band signal (USB: upper side band), and after transmitting only the lower band signal (LSB) or the upper band signal (USB), You can follow the procedure to acquire both the lower band signal (LSB) and the upper band signal (USB), and the analog method single sideband waveform (SSB) is digital using multi-level pulse amplitude modulation (PAM). It is possible to implement a frequency-efficient Discrete Fourier Transform (DFT) spread SSB-OFDM system by applying it to a transmission system.

또한, OFDMA 및 SC-FDMA 광대역 전송 시스템에서는 페이딩 채널에서의 수신 성능을 향상시키기 위하여 다중 송신안테나 또는 다중 중계기를 활용하여 송신 다이버시티 기술을 적용할 수 있는데, 시공간 블록 부호(STBC : space-time block code)와 주파수 공간 블록 부호(SFBC : space-frequency block code)는 이론적으로 동일 성능을 갖는 대표적인 송신 다이버시티 기법으로, 각각 다중 송신안테나(또는 중계기)와 연속적인 전송 심볼 간, 다중 송신안테나(또는 중계기)와 연속적인 부채널 간에 블록 부호를 적용함으로써 다이버시티 이득을 획득하여 수신 성능을 크게 개선할 수 있다.In addition, in OFDMA and SC-FDMA wideband transmission systems, a transmit diversity technique can be applied by using multiple transmit antennas or multiple repeaters in order to improve reception performance in a fading channel. code) and space-frequency block code (SFBC) are representative transmit diversity techniques that theoretically have the same performance. By applying a block code between the repeater) and successive subchannels, a diversity gain can be obtained and reception performance can be greatly improved.

그리고, 도 6에 도시한 바와 같이 기본적인 주파수 공간 블록 부호(SFBC) 기법은 특정 심볼 구간 t0에서 2개의 송신안테나와 이웃하는 두 주파수 대역 f0과 f1에 걸쳐 직교 블록 코드를 적용할 수 있는데, 첫 번째 안테나를 통해 이웃하는 두 주파수 대역에서 s0과 s1 신호를 전송하고, 두 번째 안테나를 통해 이웃하는 두 주파수 대역에서 s1*와 -s0* 신호를 전송하는 방식이다.And, as shown in FIG. 6, the basic frequency space block code (SFBC) technique can apply an orthogonal block code over two transmit antennas and two neighboring frequency bands f 0 and f 1 in a specific symbol period t 0 . , transmits s 0 and s 1 signals in two neighboring frequency bands through the first antenna, and transmits s 1 * and -s 0 * signals in two neighboring frequency bands through the second antenna.

이 때, *는 켤레복소수 연산을 의미하고, 수신국의 이웃하는 두 주파수 대역 f0과 f1에서 수신한 신호를 r0과 r1이라고 하면 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.In this case, * means a complex conjugate operation, and if signals received in two neighboring frequency bands f 0 and f 1 of the receiving station are r 0 and r 1 , it can be expressed as in Equation 1 below.

Figure 112020067076619-pat00001
Figure 112020067076619-pat00001

여기에서, hi,j는 수신안테나와 i번째 송신안테나 사이에서의 부채널 fj의 채널 주파수 응답을 나타내고, nj는 부채널 fj의 추가 잡음을 나타낸다.Here, h i,j represents the channel frequency response of the sub-channel f j between the receiving antenna and the i-th transmit antenna, and nj represents the additional noise of the sub-channel f j .

그리고, 이웃하는 두 주파수 대역에서의 채널이 일정하다고 가정할 경우, 즉,

Figure 112020067076619-pat00002
, i=0,1이면 전송신호 s0과 s1에 대한 추정 값은 아래의 수학식 2와 같은 결정 과정을 통해 쉽게 얻을 수 있다.And, if it is assumed that channels in two neighboring frequency bands are constant, that is,
Figure 112020067076619-pat00002
, i = 0,1, the estimated values for the transmission signals s 0 and s 1 can be easily obtained through a determination process as in Equation 2 below.

Figure 112020067076619-pat00003
Figure 112020067076619-pat00003

또한, 상기 수학식 1을 상기 수학식 2에 대입하면, 다이버시티 효과가 반영된 변형 형태의 잡음과 원 신호의 합으로 추정 신호를 아래의 수학식 3과 같이 얻어낼 수 있다.In addition, by substituting Equation 1 into Equation 2, an estimated signal can be obtained as Equation 3 below as the sum of the original signal and the noise of the deformed form reflecting the diversity effect.

Figure 112020067076619-pat00004
Figure 112020067076619-pat00004

한편, 이산푸리에변환(DFT) 확산 단일 측대 파형(SSB) 방식에 대해 설명하면, 실수 데이터를 입력으로 사용하여 이산푸리에변환(DFT) 연산을 하면 도 7에 도시한 바와 같이 중간 기준값을 중심으로 양쪽의 데이터 값이 켤레복소수 형태로 대칭이 되는 특징이 있는데, 2M개의 데이터를 사용할 경우, 앞부분(낮은 대역)의 M개 데이터로 구성되는 아래대역신호(LSB)와 뒷부분(높은 대역)의 M개 데이터로 구성되는 윗대역신호(USB)로 구분될 수 있고, 아래대역신호(LSB)의 기준값(S0)과 윗대역신호(USB)의 기준값(SM)을 제외한 나머지 데이터들은 아래의 수학식 4와 같이 켤레복소수 대칭 관계를 형성할 수 있다.On the other hand, if the Discrete Fourier Transform (DFT) Spread Single Sided Waveform (SSB) method is described, when a Discrete Fourier Transform (DFT) operation is performed using real data as an input, both sides centering on the intermediate reference value as shown in FIG. There is a characteristic that the data value of is symmetrical in the form of a complex conjugate number. When 2M pieces of data are used, the lower band signal (LSB) consisting of M data of the front part (low band) and M data of the rear part (high band) are used. above can be separated by the band signal (USB), the remaining data other than the reference value (S M) of the reference value (S 0) and the upper band signal (USB) following the band signal (LSB) consisting of their expression under 4 It is possible to form a complex conjugate symmetric relationship as

Figure 112020067076619-pat00005
Figure 112020067076619-pat00005

상기 수학식 4에서 알 수 있듯이, 윗대역신호(USB)는 아래대역신호(LSB) 순서를 뒤집고 켤레복소수를 취하면 얻을 수 있기 때문에, 송신기에서 아래대역신호(LSB)와 윗대역신호(USB) 중에서 한쪽 대역 신호만을 전송하더라도, 수신기에서는 상기 수학식 4의 켤레복소수 관계를 이용하여 모든 대역 신호(아래대역신호(LSB)와 윗대역신호(USB))를 획득할 수 있으며, 그 전송 효율을 높일 수 있다.As can be seen from Equation 4, the upper band signal (USB) can be obtained by reversing the order of the lower band signal (LSB) and taking the complex conjugate number, so the lower band signal (LSB) and the upper band signal (USB) in the transmitter Even if only one band signal is transmitted, the receiver can acquire all band signals (lower band signal (LSB) and upper band signal (USB)) using the complex conjugate relationship of Equation (4), and the transmission efficiency is increased can

다만, 아래대역신호(LSB)의 기준값 S0과 윗대역신호(USB)의 기준값 SM은 모두 전송되어야 하기 때문에, (2M-2)개 데이터를 이산푸리에변환(DFT) 확산한 후 그 중에서 M개 데이터를 전송할 수 있다. However, since both the reference value S 0 of the lower-band signal (LSB) and the reference value S M of the upper-band signal (USB) must be transmitted, (2M-2) pieces of data are spread by discrete Fourier transform (DFT), and among them, M data can be transmitted.

또한, 도 8은 단일 측대 파형(SSB) 방식을 적용한 OFDM 전송 시스템의 송수신기 구조를 나타내는데, 송신기(도 8의 (a))에서는 전송하고자 하는 데이터(bit stream)가 입력될 경우 (2M-2)개 데이터를 이산푸리에변환(DFT) 연산을 통해 확산((2M-2)-point DFT)한 후 아래대역신호(아래대역신호 기준값 포함해서 (M-1)개)와 윗대역신호 기준값을 모아서 총 M개의 신호만을 선택(LSB selection)할 수 있고, 선택된 M개 신호를 역패스트푸리에 변환(IFFT : inverse fast fourier transform)(M-point IFFT)한 후 주기적프리픽스(CP : cyclic prefix)를 추가(add CP)하여 송신안테나를 통해 전송할 수 있다.In addition, FIG. 8 shows a transceiver structure of an OFDM transmission system to which a single sideband waveform (SSB) method is applied. After spreading ((2M-2)-point DFT) data through discrete Fourier transform (DFT) operation, the lower-band signal ((M-1) including the lower-band signal reference value) and upper-band signal reference value are collected and Only M signals can be selected (LSB selection), and a cyclic prefix (CP) is added after inverse fast fourier transform (IFFT) (M-point IFFT) is performed on the selected M signals. CP) and can be transmitted through the transmitting antenna.

그리고, 수신기(도 8의 (b))에서는 수신신호로부터 주기적프리픽스(CP)를 제거(remove CP)하고, M개 신호에 대한 패스트푸리에변환(FFT : fast fourier transform)을 수행(M-point FFT)한 후, 등화 과정(1-tap EQ)을 거쳐 M개 신호를 복원할 수 있고, 복원된 M개 신호 중에서 아래대역신호(LSB)의 기준값과 윗대역신호(USB)의 기준값을 제외한 나머지 (M-2)개의 아래대역신호(LSB)를 가져와서 켤레복소수를 취함으로써, 전송하지 않았던 (M-2)개의 윗대역신호(USB)를 추가로 얻을 수 있다(2M-2 reunion).Then, in the receiver (FIG. 8(b)), the periodic prefix (CP) is removed from the received signal (remove CP), and fast Fourier transform (FFT) is performed on the M signals (M-point FFT). ), the M signals can be restored through the equalization process (1-tap EQ), and among the restored M signals, the rest ( By taking M-2) lower band signals (LSB) and taking the complex conjugate number, it is possible to additionally obtain (M-2) upper band signals (USB) that have not been transmitted (2M-2 reunion).

이러한 리유니온(reunion) 과정을 거치면 최종적으로 (2M-2)개 신호를 모두 복원하게 되고, 복원된 (2M-2)개의 신호를 역이산푸리에변환(IDFT: Inverse DFT) 연산((2M-2)-point IDFT)하여 원 데이터(bit stream)를 획득할 수 있다.After such a reunion process, all (2M-2) signals are finally restored, and the (2M-2) restored signals are subjected to an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) operation ((2M-2) )-point IDFT) to obtain raw data (bit stream).

다음에, 도 9에 도시한 바와 같은 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템(SSB SC-FDMA system)에 대해 설명하면, 이산푸리에변환(DFT) 확산 OFDM 방식은 송신기에서 이산푸리에변환(DFT) 연산과 역패스트푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하고, 수신기에서 패스트푸리에변환(FFT) 연산과 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행한다는 점에서 OFDMA 전송시스템보다는 SC-FDMA 전송 시스템과 유사한 것을 알 수 있다.Next, a single-side waveform single carrier frequency division multiple access system (SSB SC-FDMA system) as shown in FIG. 9 will be described. Discrete Fourier Transform (DFT) Spread OFDM scheme is a Discrete Fourier Transform (DFT) in the transmitter. It is known that it is similar to the SC-FDMA transmission system rather than the OFDMA transmission system in that it performs calculation and Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation, and the receiver performs Fast Fourier Transform (FFT) and Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) operations. can

일반적인 SC-FDMA 전송 시스템의 송신기(도 9의 (a))에서는 각 사용자별로 전송비트(information bit)를 부호기(encoder)와 인버리버(interleaver)에 입력한 후 부채널 맵핑(subcarrier mapping)하고, 할당받은 채널 크기(M, 예를 들면 64)에 맞게 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행((2M-2)-point DFT)한 후, 아래대역신호(LSB)를 선택(LSB selection)하여 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채워서(zero padding) 전체 시스템 크기(N, 예를 들면 1024)에 맞게 역패스트푸리에변환(IFFT) 연산을 수행(N-point IFFT)하며, 최종적으로 주기적프리픽스(CP)를 붙여 송신안테나를 통해 전송할 수 있다.In the transmitter (FIG. 9(a)) of a general SC-FDMA transmission system, after inputting an information bit for each user to an encoder and an interleaver, subcarrier mapping is performed. , after performing a discrete Fourier transform (DFT) operation ((2M-2)-point DFT) according to the assigned channel size (M, for example, 64), and then selecting the lower band signal (LSB) Subchannels for other users are filled with zeros (zero padding) and an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation is performed (N-point IFFT) to fit the overall system size (N, for example, 1024), and finally a periodic prefix ( CP) and can be transmitted through the transmitting antenna.

한편, 수신기(도 9의 (b))에서는 수신신호(received signal)로부터 주기적프리픽스(CP)를 제거(remove CP)한 후 전체 시스템 크기(N)에 맞게 패스트푸리에변환(FFT) 연산을 수행(N-point FFT)하며, 등화기(1-tap EQ)를 통해 신호를 복원(2M-2 reunion)하고 각 사용자에게 할당된 M개 부채널을 선택하여 역이산푸리에변환(IDFT) 연산(크기 M)을 수행((2M-2)-point IDFT)한 후 최대사후확률(MAP : maximum a posteriori) 디텍터(MAP detector)로부터 얻은 신호비트의 로그우도비(LLR : log-likelihood ratio) 값을 디인터리버(de-interleaver)와 디코더(SISO decoder)에 입력하여 원신호 비트(decoded bit)를 복원할 수 있다.On the other hand, in the receiver (FIG. 9 (b)), after removing the cyclic prefix (CP) from the received signal (remove CP), a Fast Fourier transform (FFT) operation is performed to fit the overall system size (N) ( N-point FFT), the signal is restored (2M-2 reunion) through an equalizer (1-tap EQ), and M subchannels assigned to each user are selected and an inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation (size M) ) ((2M-2)-point IDFT) and then deinterleaver the log-likelihood ratio (LLR) value of the signal bit obtained from the maximum a posteriori (MAP) detector. (de-interleaver) and the decoder (SISO decoder) input to the original signal bit (decoded bit) can be restored.

여기에서, 도 9는 일반적인 SC-FDMA 전송 시스템에 SSB 방식을 적용한 송수신기 구조를 보여주고 있는데, 도 8에 도시한 바와 같은 이산푸리에변환(DFT) 확산 SSB OFDM 시스템과 같이, M개 데이터보다 많은 (2M-2)개 데이터 단위로 (2M-2)개 이산푸리에변환(DFT) 연산을 적용하고, 단일 측대 파형(SSB) 방식을 적용하여 아래대역신호(LSB)만을 선택하여 M개 신호만을 전송함으로써 기존 SC-FDMA 전송 시스템의 전송 효율을 증대시킬 수 있으며, 수신기에서는 등화기를 통과한 M개 신호를 기반으로 켤레복소수 관계를 활용하여 (2M-2)개 데이터를 복원할 수 있다.Here, FIG. 9 shows the structure of a transceiver applying the SSB method to a general SC-FDMA transmission system. Like the Discrete Fourier Transform (DFT) spread SSB OFDM system as shown in FIG. 8, more than M data ( By applying (2M-2) discrete Fourier transform (DFT) operations to 2M-2) data units, applying a single sideband waveform (SSB) method to select only the lower band signal (LSB) and transmitting only M signals It is possible to increase the transmission efficiency of the existing SC-FDMA transmission system, and the receiver can restore (2M-2) data by using the complex conjugate relationship based on the M signals that have passed through the equalizer.

이어서, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템(SFBC SSB SC-FDMA system)에 대해 설명하면, 단일 송신안테나를 사용하는 도 8의 전송 시스템과는 달리, 본 발명의 실시예에서는 두 개의 송신안테나를 사용하여 신호를 전송할 수 있는데, 첫 번째 송신안테나는 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역신호(LSB)를 선택하여 전송하고, 두 번째 송신안테나는 도 6의 주파수 공간 블록 부호(SFBC) 기법과 같이, 첫 번째 송신안테나를 통해 전송되는 아래대역신호(LSB)와 직교 블록 코드 관계가 되도록 만들어진 신호를 전송할 수 있다.Next, a frequency space block-coded single side-wave single carrier frequency division multiple access system (SFBC SSB SC-FDMA system) according to an embodiment of the present invention will be described. Alternatively, in an embodiment of the present invention, a signal may be transmitted using two transmission antennas. The first transmission antenna selects and transmits the lower band signal (LSB) of the single sideband waveform (SSB) method, and the second transmission antenna Like the frequency space block code (SFBC) technique of FIG. 6 , can transmit a signal made to have an orthogonal block code relationship with the lower band signal (LSB) transmitted through the first transmit antenna.

예를 들어 송신기에서 첫 번째 송신안테나를 통해 전송하는 것을 설명하면, 송신기(도 10의 (a))에서 각 사용자별로 전송비트(information bit)를 부호화(encoder)하여 인터리버에 입력(interleaver)시킨 후 부채널 매핑을 수행(subcarrier mapping)할 수 있고, 할당받은 채널 크기에 대응하여 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행((2M-2)-point DFT)할 수 있으며, 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역(LSB)신호를 선택(LSB selection)하여 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우고(zero padding), 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행(N-point IFFT)하며, 주기적프리픽스(CP)를 추가(add CP)하여 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신할 수 있다.For example, if the transmitter describes the transmission through the first transmission antenna, the transmitter (in FIG. Subcarrier mapping can be performed, a discrete Fourier transform (DFT) operation can be performed ((2M-2)-point DFT) corresponding to the allocated channel size, and a single sideband waveform (SSB) method Subchannels for other users are filled with zeros (zero padding) by selecting the lower band (LSB) signal of ), and by adding a periodic prefix (CP) (add CP), the first transmission signal may be transmitted through the first transmission antenna.

그리고, 송신기에서 두 번째 송신안테나를 통해 전송하는 일 실시예를 설명하면, 아래대역(LSB)신호를 선택하여 켤레복소수와 음수로의 부호 변경을 통해 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하고(SF block coding w LSB), 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우며(zero padding), 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하고(N-point IFFT), 주기적프리픽스(CP)를 추가(add CP)하여 제 2 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신할 수 있다.And, when the transmitter transmits an embodiment through the second transmit antenna, it selects a lower band (LSB) signal and performs frequency space block coding (SFBC) by changing the sign of a complex conjugate number and a negative number (SF block coding). w LSB), subchannels for other users are filled with zeros (zero padding), an inverse fast Fourier transform (IFFT) operation is performed corresponding to the overall system size (N-point IFFT), and a cyclic prefix (CP) is added. (add CP) to transmit the second transmission signal through the second transmission antenna.

또한, 송신기에서 두 번째 송신안테나를 통해 전송하는 다른 실시예를 설명하면, 윗대역(USB)신호를 선택하여 켤레복소수 대칭을 이용한 재배치를 통해 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하고(SF block coding w USB), 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우며(zero padding), 부전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하고(N-point IFFT), 주기적프리픽스(CP)를 추가(add CP)하여 제 3 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신할 수 있다.In addition, in another embodiment in which the transmitter transmits through the second transmit antenna, the upper band (USB) signal is selected and frequency space block coding (SFBC) is performed through relocation using complex conjugate symmetry (SF block coding w USB). ), subchannels for other users are filled with zeros (zero padding), an inverse fast Fourier transform (IFFT) operation is performed in response to the sub-total system size (N-point IFFT), and a cyclic prefix (CP) is added ( add CP) to transmit the third transmission signal through the second transmission antenna.

한편, 수신기에서 수신신호를 복원하는 것을 설명하면, 수신기(도 10의 (b))에서 수신신호(received signal)에 대해 주기적프리픽스(CP)를 제거(remove CP)한 후에 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행(N-point FFT)하고, 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)에 대응하여 복호화(SF block decoding)한 후에, 등화기(1-tap EQ)를 통해 신호 복원을 수행(2M-2 reunion)하며, 각 사용자에게 할당된 부채널을 선택하여 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행((2M-2)-point IDFT)한 후에, 최대사후확률(MAP) 디텍터로(MAP detector)부터 얻은 신호비트의 로그우도비(LLR)값을 디인터리버(de-interleaver)와 디코더(SISO decoder)에 입력하여 원신호비트를 복원(decoded bit)할 수 있다.On the other hand, when the receiver restores the received signal, after removing the cyclic prefix (CP) from the received signal in the receiver (FIG. 10 (b)), the fast Fourier transform (FFT) After performing an operation (N-point FFT) and decoding corresponding to frequency space block coding (SFBC) (SF block decoding), signal restoration is performed through an equalizer (1-tap EQ) (2M-2 reunion) After selecting a subchannel assigned to each user and performing an inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation ((2M-2)-point IDFT), the signal obtained from the maximum posterior probability (MAP) detector The original signal bit can be restored (decoded bit) by inputting the log likelihood ratio (LLR) value of the bit to a de-interleaver and a decoder (SISO decoder).

상술한 바와 같은 두 번째 송신안테나를 위한 전송 신호는 도 11에 도시한 바와 같이 아래대역신호(LSB)를 이용하여 주파수 공간 블록 부호(SFBC)를 적용하여 생성할 수 있는데, M=64인 시스템을 예로 들면, 아래대역(LSB)의 S1과 S2를 첫 번째 송신안테나를 통해 전송하고, 켤레복소수와 음수로의 부호 변경을 통해 S2*와 -S1*를 생성하여 두 번째 송신안테나를 통해 전송할 수 있으며, 나머지 S3부터 S62까지 신호들도 동일하게 수행할 수 있다.The transmission signal for the second transmission antenna as described above can be generated by applying a frequency space block code (SFBC) using the lower band signal (LSB) as shown in FIG. 11. In a system with M=64, For example, S 1 and S 2 of the lower band (LSB) are transmitted through the first transmit antenna, and S 2 * and -S 1 * are generated by changing the sign to a complex conjugate number and negative number to generate the second transmit antenna. can be transmitted, and the remaining signals from S 3 to S 62 can be performed in the same manner.

또한, 상기 수학식 4에서 제시한 켤레복소수 관계를 활용하여 도 12에 도시한 바와 같이, 송신기에서 버려지는 윗대역신호(USB)를 재배치하여 주파수 공간 블록 부호(SFBC)를 쉽게 적용할 수도 있는데, M=64인 시스템을 예로 들면, 아래대역(LSB)의 S1과 S2는 각각 윗대역(USB)의 S125와 S124의 켤레복소수와 동일하므로, 아래대역(LSB)의 S1과 S2를 첫 번째 송신안테나를 통해 전송하고, S2* 및 -S1*과 동일한 값을 갖는 윗대역(USB)의 S124와 -S125를 두 번째 송신안테나를 통해 전송함으로써, 간단하게 주파수 공간 블록 부호(SFBC)를 적용할 수 있으며, 나머지 S3부터 S62까지 신호들도 윗대역신호(USB)를 사용하여 동일하게 적용할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 12 by utilizing the complex conjugate relationship presented in Equation 4, the frequency space block code (SFBC) can be easily applied by rearranging the upper band signal (USB) discarded by the transmitter. Taking the system M=64 as an example, since S 1 and S 2 of the lower band (LSB) are the same as the complex conjugate numbers of S 125 and S 124 of the upper band (USB), respectively , S 1 and S of the lower band (LSB) 2 through the first transmit antenna, and S 124 and -S 125 of the upper band (USB) having the same values as S 2 * and -S 1 * through the second transmit antenna, simplifying the frequency space The block code (SFBC) can be applied, and the remaining signals from S 3 to S 62 can be equally applied using the upper band signal (USB).

한편, 도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 성능 실험 결과를 나타낸 도면이다.Meanwhile, FIGS. 13 and 14 are diagrams illustrating performance test results of a frequency-space block-encoded single-side waveform single-carrier frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 성능 실험을 위하여 총 256개 부채널(N=256)을 사용하였고, 각 사용자에게 64개 부채널(M=64)을 할당하였다.13 and 14, a total of 256 subchannels (N=256) were used for the performance experiment of the frequency space block-coded single side-wave single carrier frequency division multiple access system according to an embodiment of the present invention, 64 subchannels (M=64) were allocated to each user.

그리고, 각 부채널은 BPSK(binary phase shift keying) 변조 방식을 적용하였고, 제한길이 7을 갖는 1/2 비율의 길쌈 부호와 S-랜덤 인터리버(S=5)를 사용하여 비트 신호를 부호화하였다.A binary phase shift keying (BPSK) modulation scheme was applied to each subchannel, and a bit signal was coded using a 1/2 ratio convolutional code having a limit length of 7 and an S-random interleaver (S=5).

또한, 정규화된 도플러 주파수 값은 0.001로 설정하고 6-탭 TU(typical urban) 무선 채널 모형을 사용하였고, 등화 과정에 있어 완벽하게 추정된 채널 정보를 사용하는 것으로 가정하였다.In addition, the normalized Doppler frequency value was set to 0.001, a 6-tap TU (typical urban) radio channel model was used, and it was assumed that perfectly estimated channel information was used in the equalization process.

상술한 바와 같은 성능 실험 결과, 도 13에 도시한 바와 같은 SSB SC-FDMA 시스템의 비트 오류율(BER : bit error rate) 성능과 도 14에 도시한 바와 같은 SSB SC-FDMA 시스템의 심볼 오류율(SER : symbol error rate) 성능을 살펴보면, 각 그림에서 네모모양의 실선은 도 8의 전송 시스템과 같이 단일 송신안테나를 기반으로 구현된 SSB SC-FDMA 시스템의 성능을 나타내고 있고, 각 그림에서 세모 모양의 실선은 도 9에 도시한 바와 같이 두 개의 송신안테나를 기반으로 SFBC를 적용한 SSB SC-FDMA 시스템(즉, 본 발명의 실시예)의 성능을 나타내고 있다. 이때, 도 12에 도시한 바와 같이, 송신기에서 버려지는 위대역신호(USB)들을 재배치하는 방법을 사용하여 SFBC를 구현하였다.As a result of the performance experiment as described above, the bit error rate (BER) performance of the SSB SC-FDMA system as shown in FIG. 13 and the symbol error rate (SER: symbol error rate) performance, the solid square line in each figure indicates the performance of the SSB SC-FDMA system implemented based on a single transmit antenna like the transmission system of FIG. 8, and the solid triangle in each figure is As shown in FIG. 9, the performance of the SSB SC-FDMA system (ie, the embodiment of the present invention) to which SFBC is applied based on two transmit antennas is shown. At this time, as shown in FIG. 12 , SFBC was implemented using a method of relocating upper band signals (USB) discarded by the transmitter.

상술한 바와 같이 주파수 공간 블록 부호(SFBC) 기법을 통해 송신 다이버시티 이득을 획득함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템(SFBC SSB SC-FDMA system)은 단일 안테나 기반의 SSB SC-FDMA 전송 시스템과 비교하여, 10-3 BER 수준과 10-2 SER 수준에서 모두 4dB 이상 신호 대 잡음비(SNR : signal-to-noise power ratio) 성능이 향상되었음을 확인할 수 있다.As described above, by obtaining a transmit diversity gain through a frequency space block coding (SFBC) technique, a frequency space block coded single side-waveform single carrier frequency division multiple access system (SFBC SSB SC-FDMA) according to an embodiment of the present invention system) showed that the signal-to-noise power ratio (SNR) performance was improved by more than 4dB at both the 10 -3 BER level and the 10 -2 SER level compared to the single-antenna-based SSB SC-FDMA transmission system. can be checked

상술한 바와 같이 본 발명에서는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템(SFBC SSB SC-FDMA system)을 제시하였는데, 펄스크기변조(PAM) 신호의 이산푸리에변환(DFT) 확산에 따라 생성되는 켤레복소수 대칭을 활용하여 주파수 공간 블록 부호를 구현함으로써, 시스템 계산 복잡도를 크게 증가시키지 않으면서 시스템의 성능 개선을 위한 송신 다이버시티 이득을 획득할 수 있으며, 시스템의 신호 대 잡음 비 성능이 단일 안테나 기반의 시스템보다 10-2 심볼 오류율 수준에서 약 4 dB 이상 향상된다는 것을 실험을 통해 확인할 수 있다.As described above, in the present invention, a frequency space block-encoded single side-wave single carrier frequency division multiple access system (SFBC SSB SC-FDMA system) is presented. By implementing the frequency space block code by utilizing the complex conjugate symmetry generated according to It can be confirmed through experiments that it is improved by about 4 dB or more at the level of 10 -2 symbol error rate compared to the single antenna-based system.

따라서, 본 발명은 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형(SSB) 변조 방식을 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템(SC-FDMA)에 적용함으로써, 시스템 계산 복잡도를 상대적으로 크게 증가시키지 않을 뿐만 아니라 전송 시스템의 성능 개선을 위한 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.Accordingly, the present invention applies a frequency space block coded single side-band waveform (SSB) modulation scheme to a single-carrier frequency division multiple access system (SC-FDMA), thereby not only not significantly increasing the system calculation complexity, but also A diversity gain for improving performance may be obtained.

그리고, 본 발명은 펄스 크기 변조(PAM) 신호의 이산푸리에변환(DFT) 확산에 따라 생성되는 켤레 복수수 대칭을 활용하여 주파수 공간 블록 부호화하고, 이를 다중 송신안테나에 적용함으로써, 다이버시티 이득을 획득할 수 있을 뿐만 아니라 전송 시스템의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention obtains a diversity gain by performing frequency-space block encoding by utilizing conjugate plural symmetry generated by Discrete Fourier Transform (DFT) spreading of a pulse amplitude modulation (PAM) signal, and applying it to a multiplexed antenna. Not only can it be done, but it can also improve the reception performance of the transmission system.

한편, 본 발명은 송신기에서 각 사용자별로 전송비트를 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역(LSB)신호를 처리한 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신하고, 아래대역(LSB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 2 전송신호 또는 윗대역(USB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 3 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신함으로써, 사용자별 전송신호를 효과적으로 송신할 수 있다.On the other hand, in the present invention, the transmitter performs a discrete Fourier transform (DFT) operation on the transmission bits for each user, and then transmits the first transmission signal obtained by processing the single side-band waveform (SSB) type lower-band (LSB) signal. The second transmission signal is transmitted through the antenna, and the second transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on the lower band (LSB) signal or the third transmission signal obtained by performing frequency space block encoding (SFBC) on the upper band (USB) signal is transmitted to the second transmission antenna. By transmitting through , it is possible to effectively transmit a transmission signal for each user.

또한, 본 발명은 수신기에서 수신신호에 대해 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행한 후에, 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)에 대응하여 복호화하고, 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행하며, 최대사후확률(MAP) 디텍터로부터 얻은 신호비트의 로그우도비(LLR)값을 이용하여 원신호비트를 복원함으로써, 사용자별로 송신된 송신신호를 수신하여 효과적으로 복원할 수 있다.In addition, the present invention performs a fast Fourier transform (FFT) operation on a received signal in a receiver, decodes it corresponding to frequency space block coding (SFBC), performs an inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation, By restoring the original signal bits using the log likelihood ratio (LLR) value of the signal bits obtained from the probability (MAP) detector, it is possible to receive and effectively restore the transmission signal transmitted for each user.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the above description, various embodiments of the present invention have been presented and described, but the present invention is not necessarily limited thereto. It will be readily appreciated that branch substitutions, transformations and alterations are possible.

Claims (5)

송신기에서 각 사용자별로 전송비트를 부호화하여 인터리버에 입력시킨 후 부채널 매핑을 수행하는 단계와,
상기 부채널 매핑을 수행한 후에 할당받은 채널 크기에 대응하여 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행하는 단계와,
상기 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 단일 측대 파형(SSB) 방식의 아래대역(LSB)신호를 처리한 제 1 전송신호를 제 1 송신안테나를 통해 송신하는 단계와,
상기 이산푸리에변환(DFT) 연산을 수행한 후에, 상기 아래대역(LSB)신호를 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)한 제 2 전송신호를 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계와,
수신기에서 수신신호에 대해 주기적프리픽스(CP)를 제거한 후에 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행하는 단계와,
상기 고속푸리에변환(FFT) 연산을 수행하는 단계 후에, 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)에 대응하여 복호화한 후에, 등화기를 통해 신호 복원을 수행하는 단계와,
상기 신호 복원을 수행하는 단계 후에, 각 사용자에게 할당된 부채널을 선택하여 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행하는 단계와,
상기 역이산푸리에변환(IDFT) 연산을 수행하는 단계 후에, 최대사후확률(MAP) 디텍터로부터 얻은 신호비트의 로그우도비(LLR)값을 디인터리버와 디코더에 입력하여 원신호비트를 복원하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 송신안테나를 통해 송신하는 단계는,
상기 아래대역(LSB)신호를 선택하여 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우는 단계와,
상기 부채널들을 0으로 채우는 단계 후에, 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하는 단계와,
상기 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행한 후에, 주기적프리픽스(CP)를 추가하여 상기 제 1 전송신호를 상기 제 1 송신안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계는,
상기 아래대역(LSB)신호를 선택하여 켤레복소수와 음수로의 부호 변경을 통해 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하는 단계와,
상기 주파수 공간 블록 부호화(SFBC)하는 단계 후에, 다른 사용자들을 위한 부채널들을 0으로 채우는 단계와,
상기 부채널들을 0으로 채우는 단계 후에, 전체 시스템 크기에 대응하여 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행하는 단계와,
상기 역고속푸리에변환(IFFT) 연산을 수행한 후에, 주기적프리픽스(CP)를 추가하여 상기 제 2 전송신호를 상기 제 2 송신안테나를 통해 송신하는 단계를 포함하되,
상기 아래대역(LSB)신호의 기준값 S0과 윗대역신호(USB)의 기준값 SM은 모두 전송되어야 하기 때문에, (2M-2)개 데이터를 이산푸리에변환(DFT) 확산한 후 그 중에서 M개 데이터를 전송하기 위해,
상기 송신기에서는 전송하고자 하는 데이터(bit stream)가 입력될 경우 (2M-2)개 데이터를 이산푸리에변환(DFT) 연산을 통해 확산((2M-2)-point DFT)한 후 아래대역신호(아래대역신호 기준값 포함해서 (M-1)개)와 윗대역신호 기준값을 모아서 총 M개의 신호만을 선택(LSB selection)하고,
선택된 M개 신호를 역패스트푸리에 변환(IFFT : inverse fast fourier transform)(M-point IFFT)한 후 주기적프리픽스(CP : cyclic prefix)를 추가(add CP)하여 제1,2 송신 안테나를 통해 전송하며,
상기 수신기에서는 수신신호로부터 주기적프리픽스(CP)를 제거(remove CP)하고, M개 신호에 대한 패스트푸리에변환(FFT : fast fourier transform)을 수행(M-point FFT)한 후, 등화 과정(1-tap EQ)을 거쳐 M개 신호를 복원하고,
복원된 M개 신호 중에서 아래대역신호(LSB)의 기준값과 윗대역신호(USB)의 기준값을 제외한 나머지 (M-2)개의 아래대역신호(LSB)를 가져와서 켤레복소수를 취함으로써, 전송하지 않았던 (M-2)개의 윗대역신호(USB)를 추가로 얻고,
최종적으로 (2M-2)개 신호를 모두 복원하고, 복원된 (2M-2)개의 신호를 역이산푸리에변환(IDFT: Inverse DFT) 연산((2M-2)-point IDFT)하여 원 데이터(bit stream)를 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 신호 전송 방법.
A step of encoding a transmission bit for each user in the transmitter, inputting the data into an interleaver, and performing subchannel mapping;
performing a discrete Fourier transform (DFT) operation corresponding to the allocated channel size after performing the subchannel mapping;
After performing the discrete Fourier transform (DFT) operation, transmitting a first transmission signal processed with a single side-band waveform (SSB) type lower-band (LSB) signal through a first transmission antenna;
After performing the discrete Fourier transform (DFT) operation, transmitting a second transmission signal obtained by performing frequency space block coding (SFBC) on the lower band (LSB) signal through a second transmission antenna;
performing a fast Fourier transform (FFT) operation after removing the cyclic prefix (CP) on the received signal at the receiver;
After performing the Fast Fourier Transform (FFT) operation, decoding corresponding to frequency space block coding (SFBC), and then performing signal restoration through an equalizer;
After performing the signal restoration, selecting a subchannel assigned to each user and performing an inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation;
After performing the inverse discrete Fourier transform (IDFT) operation, the log-likelihood ratio (LLR) value of the signal bits obtained from the maximum posterior probability (MAP) detector is input to the deinterleaver and the decoder to restore the original signal bits. includes,
The step of transmitting through the first transmitting antenna,
filling subchannels for other users with zeros by selecting the lower band (LSB) signal;
After filling the subchannels with zeros, performing an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation corresponding to the overall system size;
After performing the Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation, adding a cyclic prefix (CP) to transmit the first transmission signal through the first transmission antenna,
The step of transmitting through the second transmitting antenna,
selecting the lower band (LSB) signal and performing frequency space block coding (SFBC) by changing the sign to a complex conjugate number and a negative number;
after the frequency space block coding (SFBC), subchannels for other users are filled with zeros;
After filling the subchannels with zeros, performing an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation corresponding to the overall system size;
After performing the Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation, adding a cyclic prefix (CP) to transmit the second transmission signal through the second transmission antenna,
Since both the reference value S0 of the lower band (LSB) signal and the reference value SM of the upper band signal (USB) need to be transmitted, (2M-2) pieces of data are distributed through discrete Fourier transform (DFT) and M data among them to send,
When the data (bit stream) to be transmitted is input in the transmitter, (2M-2) data is spread ((2M-2)-point DFT) through discrete Fourier transform (DFT) operation, and then the lower band signal (below (LSB selection) of total M signals by collecting (M-1) including band signal reference values and upper-band signal reference values,
After performing an inverse fast Fourier transform (IFFT) (M-point IFFT) on the selected M signals, a cyclic prefix (CP) is added (add CP) and transmitted through the first and second transmit antennas. ,
The receiver removes the cyclic prefix (CP) from the received signal (remove CP), performs a fast Fourier transform (FFT) on the M signals (M-point FFT), and then performs an equalization process (1- tap EQ) to restore M signals,
Among the restored M signals, the remaining (M-2) lower-band signals (LSB) excluding the reference value of the lower-band signal (LSB) and the reference value of the upper-band signal (USB) are taken and the complex conjugate is taken. Additional (M-2) upper band signals (USB) are obtained,
Finally, all (2M-2) signals are restored, and the restored (2M-2) signals are subjected to an Inverse DFT (IDFT) operation ((2M-2)-point IDFT) to obtain the original data (bit stream), characterized in that it is possible to obtain a signal transmission method of a frequency space block coded single side-wave single carrier frequency division multiple access system.
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