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KR20170074928A - 사용자 정보 전송의 중첩, 복조 방법 및 장치 - Google Patents

사용자 정보 전송의 중첩, 복조 방법 및 장치 Download PDF

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KR20170074928A
KR20170074928A KR1020177013422A KR20177013422A KR20170074928A KR 20170074928 A KR20170074928 A KR 20170074928A KR 1020177013422 A KR1020177013422 A KR 1020177013422A KR 20177013422 A KR20177013422 A KR 20177013422A KR 20170074928 A KR20170074928 A KR 20170074928A
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complex
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지티이 코포레이션
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Abstract

본 발명은 다중 사용자 정보 전송의 중첩, 복조 방법 및 장치를 공개하는데, 상기 방법에 있어서, 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하고, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 Gray 맵핑 속성을 가지는 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하며, 제3 복소수 심볼 시퀀스에 의하여 발사신호를 형성하여 발사신호를 다수의 수신기로 송신한다. 본 발명에서 제공하는 기술방안에 의하면, 수신단에 있어서 심볼 레벨의 SIC 복조를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 SIC 수신기를 크게 간소화하고 중첩시켜 부호화한 후의 심볼이 Gray 속성을 가지고 그리고 간단하고 영활하게 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 할당할 수 있고 다중 접속 성능을 향상시킨다.

Description

사용자 정보 전송의 중첩, 복조 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR SUPERIMPOSITION AND DEMODULATION OF MULTIUSER INFORMATION TRANSMISSION}
본 발명은 통신 분야에 관한 것으로, 특히 다중 사용자 정보 전송의 중첩, 복조 방법 및 장치에 관한 것이다.
다중 사용자 정보 전송 기술은 다중 접속 기술(multiple access technology)로도 불리우며 직교 다중 접속(Orthogonal Multiple Access, 간단히 OMA 라고 함)과 비 직교 다중 접속(None Orthogonal Multiple Access, 간단히 NOMA 라고 함)으로 나누어진다. 전통적인 TDMA, 직교 CDMA, OFDMA는 모두 직교 다중 접속 기술의 범주에 속한다. 직교 다중 접속 기술에 있어서, 각 사용자는 서로 엄격히 직교되는 "서브 채널"을 이용하여 통신을 수행함으로 복조시 각 사용자 정보 사이에서 서로 간섭하지 않고 사용자 정보를 쉽게 분리시킬 수 있다. 이와 달리, 비 직교 다중 접속 기술에 있어서, 매개 사용자의 정보가 모두 "전채널"에서 전송됨으로 복조시 각 사용자 정보 사이에서 서로 간섭하여 사용자 정보의 분리가 번거롭다.
비 직교 다중 접속 기술은 통상 하기와 같은 두가지 복조 방법을 이용한다:
첫번째 방법: 각 사용자가 모두 기타 사용자의 간섭을 받으면서 복조하고 간단하게 실현할 수는 있지만 성능이 손실되게 된다.
두번째 방법: 간섭 제거 기술로, 즉 다중 사용자 검측 기술을 이용한다.
아래, 두 사용자의 순차 간섭 제거(Successive Interference Cancellation, 간단히 SIC 라고 함) 과정을 예로 간단히 설명하는데, 다중 사용자의 SIC 과정은 이로부터 쉽게 보급시킬 수 있다. 우선, 사용자A의 정보를 복조하여 얻는다(사용자B의 간섭을 받으면서 A 정보를 복조하여 얻는다). 그 다음, 사용자B 정보의 복조를 수행할 때, 우선 복조하여 얻은 A 정보(재구축이 필요한 경우도 있음)를 빼고 사용자B 정보를 복조하여 얻는다. 이로하여 사용자B 정보는 간섭이 없어 성능이 대폭 향상된다. 기존기술의 비 직교 다중 접속 기술에 SIC 기술을 결합하면 다중 사용자 정보 용량의 한계에 달할 수 있다.
이어서, 무선 통신 시스템에 있어서의 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 중첩 부호화 기술을 설명한다. 도 1은 기존기술에 따른 NOMA 하향 방송을 나타낸 도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 하향 다중 사용자 정보의 전송은 통상적으로 하향 방송으로도 불리우고 발송기가 비 직교 방식으로 다수의 수신기에 각각 필요로하는 정보를 송신함을 말한다. 여기서, 다중 사용자 다중 접속 "방송"이란 서로 다른 사용자의 정보를 기지국에 의하여 함께 송신함을 말하고 기존의 방송(예를 들어, 방송국에 의한 방송)에 있어서 기지국이 모든 사용자에 동일한 정보를 송신하는 것과는 다르다.
도 2는 기존기술에 따른 NOMA 방식과 OMA 방식의 용량을 비교한 것을 나타낸 도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 하향 다중 사용자 정보 전송 기술(하향 방송)은 비 직교 다중 접속(NOMA)과 직교 다중 접속(OMA)의 두가지 접속 방식이 있다. NOMA 방식은 각 사용자가 모든 자유도를 사용할 수 있음으로 OMA 방식에 비하여 더욱 큰 시스템 용량 또는 가장자리 처리량을 얻을 수 있다. 특히 NOMA 하향 방송은 가장자리 사용자의 용량을 더욱 우선적으로 향상시키는 동시에 중앙 사용자의 높은 처리량을 기본적으로 유지할 수 있다. NOMA 방송을 송신하기 전에, 다수의 사용자의 신호를 중첩한 후 동일한 시간 주파수 자원을 이용하여 송신한다. 다수의 사용자의 신호를 중첩하는 과정을 "중첩 부호화"라고 한다.
다수의 사용자의 신호를 직접 가산하는 것은 가장 간단한 "중첩 부호화"이고, 또한, 이러한 가장 간단한 직접 가산하는 중첩 부호화 방식에 코드워드레벨SIC을 결합하여도 하향 다중 사용자 채널 용량의 한계에 달할 수 있다. 하지만, 이러한 가장 간단한 직접 가산하는 중첩 부호화 방식으로 최종적으로 조합되는 성좌점(Constellation Points)은 Gray 맵핑(맵핑되는 인접된 성좌점이 1비트의 차이만이 있고, 이로하여 변조 성능이 최적이다) 속성을 가지지 않는다. 도 3은 기존기술에 따른 다수의 사용자의 신호를 직접 중첩 부호화하는 과정을 나타낸 도이다. 도 3에 QPSK 심볼과 QPSK 심볼을 직접 중첩시킨 성좌를 나타내었다. 단말이 간단한 심볼 레벨의 SIC를 사용하여 수신하면 그 복조 성능이 크게 저하됨으로 성능을 보장하기 위하여 단말은 복잡한 코드워드 레벨의 SIC를 이용하여야 한다. 단말이 코드워드 레벨의 SIC를 실현함에 있어서 복잡도, 전력 소비, 지연이 크고 단말이 이러한 문제를 용인하지 않을 경우도 있다.
계층 변조(Hierarchical modulation)도 중첩 부호화의 한가지 변형이다. 계층 변조란 우선도가 높은 비트 스트림과 우선도가 낮은 비트 스트림을 조합하여 중첩후의 변조 심볼을 형성하는 것을 말한다. 계층 변조를 통하여 Gray 맵핑 속성을 가지는 성좌를 조합하여 얻을 수 있지만 계층 변조에 의하면 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 영활하게 할당 할 수 없고 실현이 복잡하다. 한편, 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 할당하는 것은 하향 다중 사용자 채널 용량에 달하는데 필요한 수단이다.
상기한 바와 같이 기존기술에 있어서 다수의 사용자의 신호를 직접 가산하여 최종적으로 얻은 성좌점은 Gray 맵핑 속성을 가지지 않는다.
본 발명의 실시예는 적어도 기존기술에 있어서 다수의 사용자의 신호를 직접 가산하여 최종적으로 얻은 성좌점이 Gray 맵핑 속성을 가지지 않는 문제를 해결할 수 있는 다중 사용자 정보 전송의 중첩, 복조 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예의 일 측면에 의하면, 다중 사용자 정보 전송의 중첩 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 중첩 방법은, 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하는 단계와, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 Gray 맵핑 속성을 가지는 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계와, 제3 복소수 심볼 시퀀스에 의하여 발사신호를 형성하여 발사신호를 다수의 수신기로 송신하는 단계를 포함한다.
두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하는 단계가, 두 개 비트 정보 스트림 중의 제1 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제1 파워 조정인자를 곱하여 제1 복소수 심볼 시퀀스를 얻는 단계와, 두 개 비트 정보 스트림 중의 제2 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제2 파워 조정인자를 곱하여 제2 복소수 심볼 시퀀스를 얻는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고, 제2 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하며, 제1 파워 조정인자는 제2 파워 조정인자보다 크고, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수는 제2 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수 이하인 것이 바람직하다.
제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계가, 제1 복소수 심볼 시퀀스에 근거하여 제2 복소수 심볼 시퀀스의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 심볼 시퀀스를 획득하는 단계와, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
제2 복소수 심볼 시퀀스를 변화시켜 변화후의 심볼 시퀀스를 획득하는 단계가, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 실수부 값으로부터 변화후의 심볼 시퀀스의 실수부 심볼을 확정하는 단계와, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 허수부 값으로부터 변화후의 심볼 시퀀스의 허수부 심볼을 확정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
제1 복소수 심볼 시퀀스와 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계가, 제3 복소수 심볼 시퀀스가
Figure pct00001
인 것과, 제3 복소수 심볼 시퀀스가
Figure pct00002
인 것 중의 하나를 포함하고, 여기서,
Figure pct00003
는 제1 복소수 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00004
는 제2 복소수 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00005
또는
Figure pct00006
는 변화후의 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00007
는 제1 복소수 심볼 시퀀스에 대응되는 비 정규화 정수 격자점(整格子点) 성좌 심볼이고, BPSK에 대응되는 Xstd값이 {1, -1}이고, Ystd의 값이 0인 것과, QPSK에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1}인 것과, 16QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3}인 것과, 64QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}인 것을 포함하고,
Figure pct00008
은 제1 파워 조정인자이고,
Figure pct00009
는 제2 파워 조정인자이고,
Figure pct00010
는 반올림(round up)을 말하고
Figure pct00011
는 내림(round down)을 말한다.
제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성한 후, 제1 파워 조정인자 및/또는 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 제3 복소수 심볼 시퀀스를 조정하는 단계와, 또는 제1 파워 조정인자 및/또는 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 제3 복소수 심볼 시퀀스가 맵핑된 성좌도를 조정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하기 전에, 채널 조건에 근거하여 부호화 변조 방식을 확정하여 두 개 사용자 정보 스트림에 부호화 처리를 수행하여 두 개 비트 정보 스트림을 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 두 개 사용자 정보중의 제1 사용자 정보 스트림의 보호 우선도가 두 개 사용자 정보중의 제2 사용자 정보 스트림의 보호 우선도보다 높은 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 다른 일 측면에 의하면, 다중 사용자 정보 전송의 복조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 복조 방법은, 발송기로부터의 발사신호를 수신하는 단계와, 여기서, 발사신호는 발송기에서 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하고 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하고, 제3 복소수 심볼 시퀀스는 Gray 맵핑 속성을 가지고, 자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하는 단계를 포함한다.
자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하는 단계가, 자신 타입이 셀 가장자리 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하는 단계와, 제1부분 신호로부터 셀 가장자리 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하는 단계가, 자신 타입이 셀 중앙 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하는 단계와, 수신 신호중의 제1부분 신호를 제거하고 나머지 부분 신호로부터 셀 중앙 사용자에 송신하려는 제2부분 신호를 복조하는 단계와, 제1부분 신호에 근거하여 제2부분 신호의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 제2부분 신호를 얻는 단계와, 변화후의 제2부분 신호로부터 셀 중앙 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
각 사용자가 발사신호를 수신하는데 사용되는 채널의 시간 주파수 자원은 동일하고 중첩 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 또 다른 일 측면에 의하면, 다중 사용자 정보 전송의 중첩 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 중첩 장치는, 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하도록 구성되는 변조수단과, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 Gray 맵핑 속성을 가지는 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하도록 구성되는 중첩수단과, 제3 복소수 심볼 시퀀스에 의하여 발사신호를 형성하여 발사신호를 다수의 수신기로 송신하도록 구성되는 송신수단을 포함한다.
변조수단이, 두 개 비트 정보 스트림 중의 제1 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제1 파워 조정인자를 곱하여 제1 복소수 심볼 시퀀스를 얻도록 구성되는 제1 변조유닛과, 두 개 비트 정보 스트림 중의 제2 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제2 파워 조정인자를 곱하여 제2 복소수 심볼 시퀀스를 얻도록 구성되는 제2 변조유닛을 포함하고, 여기서, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고, 제2 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하며, 제1 파워 조정인자는 제2 파워 조정인자보다 크고, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수는 제2 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수 이하인 것이 바람직하다.
중첩수단이, 제1 복소수 심볼 시퀀스에 근거하여 제2 복소수 심볼 시퀀스의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 심볼 시퀀스를 획득하도록 구성되는 획득유닛과, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하도록 구성되는 중첩유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
획득유닛이, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 실수부 값으로부터 변화후의 심볼 시퀀스의 실수부 심볼을 확정하도록 구성되는 제1 획득서브유닛과, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 허수부 값으로부터 변화후의 심볼 시퀀스의 허수부 심볼을 확정하도록 구성되는 제2 획득서브유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
부호화유닛이, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여
Figure pct00012
인 제3 복소수 심볼 시퀀스와,
Figure pct00013
인 제3 복소수 심볼 시퀀스중의 하나를 생성하도록 구성되고, 여기서,
Figure pct00014
는 제1 복소수 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00015
는 제2 복소수 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00016
또는
Figure pct00017
는 변화후의 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00018
는 제1 복소수 심볼 시퀀스에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼이고, BPSK에 대응되는 Xstd의 값이 {1, -1}이고, Ystd의 값이 0인 것과, QPSK에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1}인 것과, 16QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3}인 것과, 64QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}인 것을 포함하고,
Figure pct00019
는 제1 파워 조정인자이고,
Figure pct00020
는 제2 파워 조정인자이고,
Figure pct00021
는 반올림을 말하고
Figure pct00022
는 내림을 말한다.
상기 장치가, 제1 파워 조정인자 및/또는 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 제3 복소수 심볼 시퀀스를 조정하도록 구성되고, 또는 제1 파워 조정인자 및/또는 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 제3 복소수 심볼 시퀀스가 맵핑된 성좌도를 조정하도록 구성되는 조정수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 장치가, 채널 조건에 근거하여 부호화 변조 방식을 확정하여 두 개 사용자 정보 스트림에 부호화 처리를 수행하여 두 개 비트 정보 스트림을 생성하도록 구성되는 생성수단을 더 포함하고, 여기서, 두 개 사용자 정보중의 제1 사용자 정보 스트림의 보호 우선도는 두 개 사용자 정보중의 제2 사용자 정보 스트림의 보호 우선도보다 높은 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 또 다른 일 측면에 의하면, 다중 사용자 정보 전송의 복조 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 복조 장치는, 발송기로부터의 발사신호를 수신하도록 구성되는 수신수단과, 여기서, 발사신호는 발송기에서 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하고 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하고, 제3 복소수 심볼 시퀀스는 Gray 맵핑 속성을 가지고, 자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하도록 구성되는 복조수단을 포함한다.
복조수단이, 자신 타입이 셀 가장자리 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하도록 구성되는 제1 복조유닛과, 제1부분 신호로부터 셀 가장자리 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하도록 구성되는 제1 복호화유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
복조수단이, 자신 타입이 셀 중앙 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하도록 구성되는 제2 복조유닛과, 수신 신호중의 제1부분 신호를 제거하고 나머지 부분 신호로부터 셀 중앙 사용자에 송신하려는 제2부분 신호를 복조하도록 구성되는 제3 복조유닛과, 제1부분 신호에 근거하여 제2부분 신호의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 제2부분 신호를 얻도록 구성되는 처리유닛과, 변화후의 제2부분 신호로부터 셀 중앙 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하도록 구성되는 제2 복호화유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
각 사용자가 발사신호를 수신하는데 사용되는 채널의 시간 주파수 자원은 동일하고 중첩 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하는 단계와, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 Gray 맵핑 속성을 가지는 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계와, 제3 복소수 심볼 시퀀스에 의하여 발사신호를 형성하여 발사신호를 다수의 수신기로 송신하는 단계를 이용하여 기존기술에 있어서 다수의 사용자의 신호를 직접 가산하여 최종적으로 얻은 성좌점이 Gray 맵핑 속성을 가지지 않는 문제를 해결하고 NOMA 하향 방송 통신 시스템에 있어서 SIC 수신기의 간소화를 실현하고 수신단으로 하여금 심볼 레벨의 SIC 복조를 최대한으로 수행할 수 있게 하고, 이와 동시에 중첩후의 심볼이 Gray 속성을 가지고 간단하고 영활하게 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 할당 할 수 있으며 다중 접속 성능을 향상시킨다.
도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 명세서의 일부분이고 본 발명에 예시적으로 나타낸 실시예 및 그 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것으로 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
도 1은 기존기술에 따른 NOMA 하향 방송을 나타낸 도이다.
도 2는 기존기술에 따른 NOMA 방식과 OMA 방식의 용량 비교를 나타낸 도이다.
도 3은 기존기술에 따른 다수의 사용자의 신호를 직접 중첩시킨 것을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 중첩 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 복조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 중첩 방법으로 실시한 무선 방송 통신 시스템을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 전형적인 수신기의 구조를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 중첩 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 중첩 장치의 발송기수단의 구조를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중앙 사용자의 QPSK 신호에 변화 처리를 수행하는 과정을 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변화 처리 후에 유지하는 중첩 과정을 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변화 처리 후에 수평 맵핑을 수행하는 중첩 과정을 나타낸 도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중앙 사용자의 16QAM 신호를 변화 시키는 과정을 나타낸 도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 중첩 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 중첩 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 복조 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 복조 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
아래 도면을 참조하고 실시예를 결합하여 본 발명을 설명한다. 다만, 모순되지 않는 상황하에서 본 출원의 실시예 및 실시예 중의 특징은 조합할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 중첩 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 이 방법은 단계S402~단계S406을 포함한다.
단계S402에 있어서, 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조한다.
단계S404에 있어서, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하고, 여기서, 제3 복소수 심볼 시퀀스는 Gray 맵핑 속성을 가진다.
단계S406에 있어서, 제3 복소수 심볼 시퀀스에 의하여 발사신호를 형성하여 발사신호를 다수의 수신기로 송신한다.
기존기술에 있어서 다수의 사용자의 신호를 직접 가산하여 최종적으로 얻은 성좌점은 Gray 맵핑 속성을 가지지 않는다. 도 4에 도시한 방법에 의하면, 발송기가 중앙 사용자의 성좌에 대응되는 변화 처리를 수행한 후에 중첩 처리를 수행하고, 그 다음 중첩된 심볼에 의하여 발사신호를 형성하여 셀내의 가장자리 사용자의 수신기와 중앙 사용자의 수신기로 송신한다. 이로하여 NOMA 하향 방송 시스템의 경우 수신단이 심볼 레벨의 SIC 복조를 수행할 수 있고 SIC 수신기를 크게 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 중첩후의 심볼이 Gray 속성을 가지고, 그리고 간단하고 영활하게 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 할당 할 수 있으며 다중 접속 성능을 향상시키고 특히 셀 중앙 사용자의 성능을 향상시킨다.
다만, 본 발명의 실시예에서 제공하는 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 중첩 방안은 원래 버전의 하향 방송 시스템도 지원할 수 있다.
단계S402에 있어서, 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하는 단계가 단계S1~단계S2를 포함하는 것이 바람직하다.
단계S1에 있어서, 두 개 비트 정보 스트림 중의 제1 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제1 파워 조정인자를 곱하여 제1 복소수 심볼 시퀀스를 얻는다.
단계S2에 있어서, 두 개 비트 정보 스트림 중의 제2 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제2 파워 조정인자를 곱하여 제2 복소수 심볼 시퀀스를 얻는다.
여기서, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고, 제2 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고, 제1 파워 조정인자는 제2 파워 조정인자보다 크고, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수(order)는 제2 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수 이하이다.
바람직한 실시예에 있어서, 복소수 심볼 시퀀스S1은 C1을 파워 정규화(power normalization) 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 하나의 파워 조정인자를 곱하여 얻은 것을 말한다. 복소수 심볼 시퀀스S2는 C2를 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 하나의 파워 조정인자를 곱하여 얻은 것을 말한다. C1을 변조시킨 후의 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1은
Figure pct00023
이고, C2를 변조시킨 후의 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S2는
Figure pct00024
이다. S1의 파워 조정인자는
Figure pct00025
이고, S2의 파워 조정인자는
Figure pct00026
이다.
Figure pct00027
는
Figure pct00028
보다 크다.
Figure pct00029
이
Figure pct00030
이하일 경우, 심볼 시퀀스S2에 성좌 변화를 수행할 필요가 없다.
단계S404에 있어서, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계가 단계S3~단계S4를 포함하는 것이 바람직하다.
단계S3에 있어서, 제1 복소수 심볼 시퀀스에 근거하여 제2 복소수 심볼 시퀀스의 복소평면에서의 편각(argument)을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 심볼 시퀀스를 얻는다.
단계S4에 있어서, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성한다.
바람직한 실시예에 있어서, 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2의 중첩은 복소수 심볼 시퀀스S1과 복소수 심볼 시퀀스S2의 변화후의 심볼S을 직접 중첩시키는 것일 수 있고 직접 중첩한 후의 복소수 심볼 시퀀스S3은 (S1+S)로 표시할 수 있다. S1과 S2의 변화후의 심볼을 직접 중첩시켜 S3을 얻는다. S3의 성좌점은 Gray 속성을 가지고, 기타 방법을 통하여서도 중첩한 후의 심볼 성좌로하여금 Gray 속성을 가지도록 할 수 있다.
단계S3에 있어서, 제2 복소수 심볼 시퀀스를 변화시켜 변화후의 심볼 시퀀스를 획득하는 조작이 단계S31~단계S32를 포함하는 것이 바람직하다.
단계S31에 있어서, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 실수부 값으로부터 변화후의 심볼 시퀀스의 실수부 심볼을 확정한다.
단계S32에 있어서, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 허수부 값으로부터 변화후의 심볼 시퀀스의 허수부 심볼을 확정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 복소수 심볼 시퀀스S2와 S1에 중첩 처리를 수행하기 전에, 변화 처리를 거쳐 S1 실수부 값으로부터 S 실수부의 심볼을 확정하고 S1 허수부 값으로부터 S 허수부의 심볼을 확정하여야 한다. 복소수 심볼 시퀀스S2의 변화후의 심볼S는
Figure pct00031
또는
Figure pct00032
로 표시할 수 있다. 심볼S의 파워는 S2의 파워와 동일하다.
단계S4에 있어서, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계가 방식1과 방식2중의 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
방식1： 제3 복소수 심볼 시퀀스가
Figure pct00033
이다.
방식2： 제3 복소수 심볼 시퀀스가
Figure pct00034
이다.
여기서,
Figure pct00035
는 제1 복소수 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00036
는 제2 복소수 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00037
또는
Figure pct00038
는 변화후의 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00039
는 제1 복소수 심볼 시퀀스에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼이고, BPSK의 대응되는 Xstd의 값이 {1, -1}이고, Ystd의 값이 0인 것과, QPSK의 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1}인 것과, 16QAM의 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3}인 것과, 64QAM의 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}인 것을 포함하고,
Figure pct00040
는 제1 파워 조정인자이고,
Figure pct00041
는 제2 파워 조정인자이고,
Figure pct00042
는 반올림(rounding up)을 말하고
Figure pct00043
는 내림(rounding down)을 말한다.
바람직한 실시예에 있어서, C1을 변조시킨 후의 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1이
Figure pct00044
이고 C2를 변조시킨 후의 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S2가
Figure pct00045
이고 S1에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd가
Figure pct00046
이라고 가설하면, S1과 S2를 변화시켜 중첩한 후에 얻은 복소수 심볼 시퀀스S3은
Figure pct00047
일 수 있다.
Figure pct00048
는 파워 조정인자이고, 부호
Figure pct00049
는 반올림을 말한다.
상기 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd는
Figure pct00050
이고, 예를 들어, QPSK의 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1}이고, 16QAM의 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1, 3, -3}이고, 64QAM의 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}이다.
그리고 C1을 변조시킨 후의 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1이
Figure pct00051
이고 C2를 변조시킨 후의 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S2가
Figure pct00052
이고 S1에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd가
Figure pct00053
이라고 가설하면, S1과 S2를 변화시켜 중첩한 후에 얻은 복소수 심볼 시퀀스S3은
Figure pct00054
일 수 있다.
Figure pct00055
는 파워 조정인자이고, 부호
Figure pct00056
는 내림을 말한다.
상기 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd는
Figure pct00057
이고, 예를 들어, QPSK의 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1}이고, 16QAM의 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1, 3, -3}이고, 64QAM의 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}이다.
단계S404에 있어서, 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계가 단계S5를 포함하는 것이 바람직하다.
단계S5에 있어서, 제1 파워 조정인자 및/또는 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 제3 복소수 심볼 시퀀스를 조정하고, 또는 제1 파워 조정인자 및/또는 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 제3 복소수 심볼 시퀀스가 맵핑된 성좌도를 조정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 파워 조정인자
Figure pct00058
,
Figure pct00059
에 근거하여 S3을 조정할 수 있고, 여기서,
Figure pct00060
는
Figure pct00061
보다 크다.
단계S402에 있어서, 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하기 전에, 단계S6을 더 포함하는 것이 바람직하다.
단계S6에 있어서, 채널 조건에 근거하여 부호화 변조 방식을 확정하여 두 개 사용자 정보 스트림에 부호화 처리를 수행하여 두 개 비트 정보 스트림을 생성하고, 여기서, 두 개 사용자 정보중의 제1 사용자 정보 스트림의 보호 우선도는 두 개 사용자 정보중의 제2 사용자 정보 스트림의 보호 우선도보다 높다.
바람직한 실시예에 있어서, 두 개 비트 정보 스트림은 쌍(雙) 정보 비트 스트림을 부호화하여 얻고, 여기서, C1의 보호 우선도는 C2의 보호 우선도보다 높다. C1과 C2는 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2로 변조되고, S1의 변조차수는 S2의 변조차수 이하이다. S1과 S2를 중첩시키면 S1 또는 S2보다 변조차수가 높은 변조 심볼을 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 복조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 이 방법은 단계S502~단계S504를 포함한다.
단계S502에 있어서, 발송기로부터의 발사신호를 수신하고, 여기서, 발사신호는 발송기에서 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하고 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하고, 제3 복소수 심볼 시퀀스는 Gray 맵핑 속성을 가진다.
단계S504에 있어서, 자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행한다.
도 5에 도시한 방법에 의하면, 기존기술에 있어서 다수의 사용자의 신호를 직접 가산하여 최종적으로 얻은 성좌점이 Gray 맵핑 속성을 가지지 않는 문제를 해결하고 NOMA 하향 방송 통신 시스템에 있어서 SIC 수신기의 간소화를 실현하고 수신단으로 하여금 심볼 레벨의 SIC 복조를 최대한으로 수행할 수 있게 하고, 이와 동시에 중첩후의 심볼이 Gray 속성을 가지고, 간단하고 영활하게 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 할당 할 수 있으며 다중 접속 성능을 향상시킨다.
단계S504에 있어서, 자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하는 조작이 단계S7~단계S8을 포함하는 것이 바람직하다.
단계S7에 있어서, 자신 타입이 셀 가장자리 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조한다.
단계S8에 있어서, 제1부분 신호로부터 셀 가장자리 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화한다.
즉 셀에 있어서 가장자리 사용자의 수신기(1)이 중앙 사용자의 간섭을 받으면서 가장자리 사용자 정보를 복조한다.
단계S504에 있어서, 자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하는 단계가 단계S9~단계S12를 포함하는 것이 바람직하다.
단계S9에 있어서, 자신 타입이 셀 중앙 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조한다.
단계S10에 있어서, 수신 신호중의 제1부분 신호를 제거하고 나머지 부분 신호로부터 셀 중앙 사용자에 송신하려는 제2부분 신호를 복조한다.
단계S11에 있어서, 제1부분 신호에 근거하여 제2부분 신호의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 제2부분 신호를 획득한다.
단계S12에 있어서, 변화후의 제2부분 신호로부터 셀 중앙 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화한다.
즉 셀에 있어서 중앙 사용자의 수신기(2)는 가장자리 사용자 정보를 복조하여 제거한 후 중앙 사용자 정보를 변화시켜 복호화한다.
각 사용자가 발사신호를 수신하는데 사용되는 채널의 시간 주파수 자원은 동일하고 중첩 사용하는 것이 바람직하다. 각 사용자의 정보는 모두 "전채널"에서 전송되고 전채널이란 다수의 채널의 시간 주파수 자원이 완전히 동일하고 또한 완전히 중첩 사용할 수 있음을 말한다.
바람직한 실시예에 있어서, 수신단이 복조한 가장자리 사용자의 정보S1'은
Figure pct00062
이고 셀내의 중앙 사용자의 수신기(2)가 가장자리 사용자 정보를 복조하여 제거한 후의 신호가
Figure pct00063
이고 S1'에 대응되는 표준적인 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd'가
Figure pct00064
이라고 가설하면, 변화 처리하여 복조한 중앙 사용자의 신호는
Figure pct00065
또는
Figure pct00066
일 수 있고, 여기서, 부호
Figure pct00067
는 반올림을 말하고
Figure pct00068
는 내림을 말한다.
상기 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd'는
Figure pct00069
이고, 예를 들어, QPSK의 대응되는 Xstd', Ystd'의 값은 {1, -1}이고, 예를 들어 16QAM에 대응되는 Xstd', Ystd'의 값은 {1, -1, 3, -3}이고, 64QAM에 대응되는 Xstd', Ystd'의 값은 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}이다.
아래 바람직한 실시예1 내지 바람직한 실시예5를 결합하여 상기 바람직한 실시 과정을 더욱 설명한다.
바람직한 실시예1(발송기)
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 중첩 방법으로 실시하는 무선 방송 통신 시스템을 나타낸 도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 기지국은 다중 사용자 정보를 두 개 사용자기기(즉 UE1과 UE2)로 송신할 수 있다.
기지국에 있어서, 두 개 비트 정보 스트림은 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2로 변조될 수 있고 변화 중첩 처리를 거쳐 복소수 심볼 시퀀스S3을 얻을 수 있다.
우선, 사용자에 송신하려는 쌍 정보 비트 스트림에 각각 Turbo 부호화를 수행하여 두 개 비트 정보 스트림을 얻고, 여기서 C1의 보호 우선도는 C2의 보호 우선도보다 높다. C1과 C2는 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2로 변조되고 여기서, S1의 변조차수는 S2의 변조차수 이하이다. UE1의 스펙트럼 효율은 UE2의 스펙트럼 효율보다 낮아야 하고, 여기서, 복소수 심볼 시퀀스S1은 C1을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 파워 조정인자를 곱하여 얻은 것을 말한다. 복소수 심볼 시퀀스S2는 C2를 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 파워 조정인자를 곱하여 얻은 것을 말한다. S1의 파워 조정인자가
Figure pct00070
이고 S2의 파워 조정인자가
Figure pct00071
이고
Figure pct00072
가
Figure pct00073
보다 크다고 가설하면, 복소수 심볼 시퀀스S1은
Figure pct00074
이고, 복소수 심볼 시퀀스S2는
Figure pct00075
이고, S1에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd는
Figure pct00076
이다. 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd는
Figure pct00077
이고, 예를 들어 QPSK에 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1}이고, 16QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1, 3, -3}이고, 64QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}이다.
그 다음, 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2를 변화 중첩 처리하는 것이란, 복소수 심볼 시퀀스S1과 복소수 심볼 시퀀스S2의 변화후의 심볼S을 직접 중첩시키는 것을 말하고, 직접 중첩시킨 복소수 심볼 시퀀스S3은 (S1+S)로 표시할 수 있고,
Figure pct00078
로 표시할 수도 있으며, 여기서, 부호
Figure pct00079
는 반올림을 말한다.
파워 조정인자
Figure pct00080
에 근거하여 S3을 조정하고, 여기서,
Figure pct00081
는
Figure pct00082
보다 크다.
중첩한 후의 복소수 심볼S3의 성좌는 Gray 속성을 가지고 그리고 기타 방법으로도 중첩한 후의 심볼 성좌로하여금 Gray 속성을 가지도록 할 수 있고, 여기서, S1의 실수부 값으로부터 S의 실수부의 심볼을 확정할 수 있고 S1의 허수부 값으로부터 S의 허수부의 심볼을 확정할 수 있다. 복소수 심볼 시퀀스S2의 변화후의 심볼S을
Figure pct00083
로 표시할 수 있다. 심볼S의 파워는 S2의 파워와 동일하다.
마지막에, 기지국은 중첩 처리후의 심볼로 발사신호를 형성하여 셀내의 가장자리 사용자UE1과 중앙 사용자UE2로 송신할 수 있다.
바람직한 실시예2(수신기)
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 전형적인 수신기의 구조를 나타낸 도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 수신기는 수신수단과, 복조수단과, 복호화수단을 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
두 개 비트 정보 스트림을 "전채널"에서 전송하고 가장자리 사용자 또는 수신기(1)은 기타 간섭 정보를 포함한 채 필요한 정보를 복조하고, 중앙 사용자 또는 수신기(2)는 간섭 정보를 복조하여 이 간섭 정보를 제거한 후, 필요한 정보를 복조한다.
수신기(1)에 있어서, 가장자리 사용자는 우선 복소수 심볼 시퀀스R1을 수신하고 그 다음, 약한 신호(중앙 사용자에 송신하는 정보)의 간섭을 받으면서 강한 신호(가장자리 사용자에 송신하는 정보)S1'을 복조하고 마지막에 가장자리 사용자의 정보B1'을 복호화한다.
수신기(2)에 있어서, 중앙 사용자는 우선 R2를 수신하고, 그 다음, 복조수단(1)에 있어서 강한 신호S1'을 복조하고 복조 정보를 복조수단(2)으로 전송하며 복조수단(2)은 R2로부터 강한 신호를 제거한 후, 약한 신호S2'를 복조하고, 마지막에 중앙 사용자의 정보B2'를 복호화한다. 수신단이 복조한 가장자리 사용자의 정보가
Figure pct00084
이고 SIC가 복조한 후의 복소수 심볼이
Figure pct00085
이라고 가설하면, 변화하여 얻은 신호S2'는
Figure pct00086
또는
Figure pct00087
이고, 여기서, Sstd'는 S1'에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼이고
Figure pct00088
로 표시할 수 있다. 부호
Figure pct00089
는 반올림을 말하고
Figure pct00090
는 내림을 말한다. 두 개 사용자의 수신기가 동일하게 설계될 수 있고, 이러한 경우 중앙 사용자는 두 개 복조수단을 이용하고 가장자리 사용자는 복조수단(1)을 이용하면 된다.
바람직한 실시예3(발송기수단)
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 중첩 장치의 구조를 나타낸 도이다. 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향 다중 사용자 정보 전송 시스템의 중첩 장치의 발송기수단의 구조를 나타낸 도이다. 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같이, 중첩 장치는 발송기BS와, 채널과, 수신기를 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 발사신호는 채널1을 통하여 수신기(1)에 달하고 채널2를 통하여 수신기(2)에 달한다. BS는 각 수신기 사이의 무선 채널 관련 정보를 기억하고 BS로부터 수신기(1)까지의 무선 채널 품질은 BS로부터 수신기(2)까지의 무선 채널 품질과 아주 큰 차이가 있고, 예를 들어 20dB의 차이가 있다. 발송기는 기지국, 중계 노드 또는 네트워크 부호화 노드일 수 있다. 수신기는 이동하는 또는 고정된 무선 통신기기일 수 있고 이동 노드로도 불리우며 노드는 유효한 통신범위 내에서 임의로 이동할 수 있다.
발송기가 상기 중첩을 완성할 수 있다. 발송기는 부호화수단과, 변조수단과, 스케쥴링수단과, 파워 할당수단과, 중첩수단과, 발사수단을 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 두 개 비트 정보 스트림은 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2로 변조되고 변화 중첩하여 복소수 심볼 시퀀스S3을 얻는다.
부호화수단에 있어서, 사용자 정보 스트림B1, B2를 Turbo를 통하여 부호화 처리하고 두 개 비트 정보 스트림C1, C2를 얻는데, 여기서, C1의 보호 우선도는 C2의 보호 우선도보다 높다.
변조수단에 있어서, C1과 C2를 변조하여 정규화 평균 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스를 얻은 후, 파워 조정인자를 곱하여 S1과 S2를 얻고, 여기서, S1의 변조차수는 S2의 변조차수 이하이다. S1과 S2를 중첩 처리하여 S3을 얻고, 여기서, S3의 변조차수는 S1 또는 S2의 변조차수보다 높다. C1가 변조수단을 통하여 얻은 S1이
Figure pct00091
이고, C2가 변조수단을 통하여 얻은 S2가
Figure pct00092
이라고 가설한다. 스케쥴링수단은 가장자리 사용자 수신기(1)와 중앙 사용자 수신기(2)를 나누어 스케쥴링할 수 있다.
파워 할당수단은 스케쥴링수단의 식별 신호에 근거하여 파워 조정인자
Figure pct00093
를 설정한다. C1을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조한 후 파워 조정인자를 곱하여 얻은 S1은
Figure pct00094
이고, C2를 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조한 후 파워 조정인자를 곱하여 얻은 S2는
Figure pct00095
이고, 여기서,
Figure pct00096
는
Figure pct00097
보다 크고
Figure pct00098
가
Figure pct00099
이하일 경우 심볼 시퀀스S2에 성좌 변화를 수행할 필요가 없다.
중첩수단에 있어서, 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2를 변화시켜 중첩하는 것이란 복소수 심볼 시퀀스S1과 복소수 심볼 시퀀스S2를 변화시킨 후의 심볼S을 직접 중첩하는 것을 말하고, 직접 중첩한 후의 복소수 심볼 시퀀스S3은 (S1+S)로 표시할 수 있고, 여기서, S1의 실수부 값으로부터 S의 실수부의 심볼을 확정할 수 있고 S1의 허수부 값으로부터 S의 허수부의 심볼을 확정할 수 있다. 복소수 심볼 시퀀스S2를 변화시킨 후의 심볼S는
Figure pct00100
또는
Figure pct00101
로 표시할 수 있고, 여기서, 부호
Figure pct00102
는 반올림을 말하고
Figure pct00103
는 내림을 말한다. 심볼S의 파워는 S2의 파워와 동일하다. S1과 S2를 중첩하여 복소수 심볼 시퀀스S3을 얻는다. 중첩한 후의 복소수 심볼S3의 성좌는 Gray 속성을 가지고, 그리고 기타 방법으로 중첩한 후의 심볼 성좌로하여금 Gray 속성을 가지도록 할 수도 있다.
발사수단은 중첩한 후의 심볼에 의하여 발사신호T를 형성하고 셀내의 가장자리 사용자의 수신기(1)과 중앙 사용자의 수신기(2)로 송신할 수 있다.
다만, 이 바람직한 실시예에 있어서 하나의 cell에서의 응용상황만을 설명하였지만 이는 본 발명을 부당하게 한정하는 것이 아니다. 상기 시스템을 다수의 cell을 포함하는 셀룰러형 네트워크 시스템에 응용할 수도 있다.
바람직한 실시예4
발송기가 제1세트의 정보를 가장자리 사용자에 송신하고 제2세트의 정보를 중앙 사용자에 송신하여야 한다.
우선, 상기 제1세트의 정보 및 제2세트의 정보를 기존의 표준적인 코드 속도와 변조 방식에 따라 부호화하여 변조한다. 예를 들어, 사용자에 송신하려는 쌍 정보 비트 스트림을 각각 Turbo를 통하여 부호화하여 두 개 비트 정보 스트림C1, C2를 얻고, 여기서, C1의 보호 우선도는 C2의 보호 우선도보다 높다. C1과 C2는 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2로 변조되고, 여기서, S1의 변조차수는 S2의 변조차수 이하이다. 변조 방식은 다양하고 예를 들어, BPSK, QPSK, 16QAM 또는 기타 기존의 변조 방식일 수 있다. 가장자리 사용자의 스펙트럼 효율은 중앙 사용자의 스펙트럼 효율 미만이어야 한다.
복소수 심볼 시퀀스S1은 C1을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 파워 조정인자를 곱하여 얻은 것을 말한다. 복소수 심볼 시퀀스S2는 C2를 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 파워 조정인자를 곱하여 얻은 것을 말한다. S1의 파워 조정인자가
Figure pct00104
이라고 가설한다. C1을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조한 후에 파워 조정인자를 곱하여 얻은 S1은
Figure pct00105
이고 C2를 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조한 후에 파워 조정인자를 곱하여 얻은 S2는
Figure pct00106
이다.
Figure pct00107
는
Figure pct00108
보다 크다.
Figure pct00109
가
Figure pct00110
이하일 경우, 심볼 시퀀스S2에 성좌 변화를 수행할 필요가 없다.
파워 할당수단은 파워 조정인자를 설정할 수 있고, 예를 들어,
Figure pct00111
= 8,
Figure pct00112
= 4로 설정할 수 있다.
그 다음, 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2를 변화시켜 중첩하는 것이란 복소수 심볼 시퀀스S1과 복소수 심볼 시퀀스S2를 변화시킨 후의 심볼S을 직접 중첩하는 것을 말하고, 직접 중첩한 후의 복소수 심볼 시퀀스S3은 (S1 + S)로 표시할 수 있고,
Figure pct00113
로 표시할 수도 있으며, 여기서, 부호
Figure pct00114
는 내림을 말한다. 중첩한 후의 복소수 심볼S3의 성좌는 Gray 속성을 가지고, 그리고 기타 방법으로 중첩한 후의 심볼 성좌로 하여금 Gray 속성을 가지도록 할 수도 있다.
이 바람직한 실시예에 있어서, 2세트의 정보가 표준에 따라 모두 QPSK에 의하여 변조된다고 가설하고, S1의 실수부 값으로부터 S의 실수부의 심볼을 확정하고 S1의 허수부 값으로부터 S의 허수부의 심볼을 확정한다. 복소수 심볼 시퀀스S2를 변화시킨 후의 심볼S는
Figure pct00115
로 표시할 수 있다. 심볼S의 파워는 S2의 파워와 동일하다. 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중앙 사용자의 QPSK 신호에 변화 처리를 수행하는 과정을 나타낸 도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 심볼Sstd가 1+i인 경우, 즉 Xstd=1, Ystd=1인 경우, S는
Figure pct00116
이고, S2와 같다. 심볼Sstd가 -1+i인 경우, 즉 Xstd=-1, Ystd=1인 경우, S는
Figure pct00117
이고 S2에 수평 변화 처리를 수행한 것에 대응된다. 심볼Sstd가 1-i인 경우, 즉 Xstd=1, Ystd=-1인 경우, S는
Figure pct00118
이고 S2에 수직 변화를 수행한 것에 대응된다. 심볼Sstd가 -1-i인 경우, 즉 Xstd=-1, Ystd=-1인 경우, S는
Figure pct00119
이고 S2에 180도 변화(수평으로 뒤칠 뿐만 아니라 수직으로도 뒤친다)시킨 것에 대응된다. 변화 단계를 완성한 후, 그 다음은 중첩 처리 단계를 수행하여야 한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변화 처리 후에 유지하는 중첩 과정을 나타낸 도이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 완전한 중첩 과정은 단계1~단계2를 포함한다.
단계1에 있어서, 심볼S2를 변화시키고, S1로부터 Sstd가 1+i인 경우, 즉 Xstd=1, Ystd=1인 경우, S는
Figure pct00120
이고 S2와 같고, 즉 S2는 변화되지 않고 유지됨을 알 수 있다.
단계2에 있어서, 심볼S1을 직접 변화시킨 후의 심볼S와 중첩하여 중첩후의 심볼S3을 얻는다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변화 처리 후에 수평 뒤치는 중첩 과정을 나타낸 도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 완전한 중첩 과정은 하기의 단계1~단계2를 포함한다.
단계1에 있어서, 심볼S2를 변화시키고, S1로부터 Sstd가 -1+i인 경우, 즉 Xstd=-1, Ystd=1인 경우, S는
Figure pct00121
이고 S2와 같고 S2를 수평 뒤치는 것에 대응됨을 알 수 있다.
단계2에 있어서, 심볼S1을 변화시킨 후의 심볼S와 직접 중첩하여 중첩후의 심볼S3을 얻는다.
다만, 도 3에 도시한 직접 중첩하는 경우에 비하여, 심볼S2를 변화시킨 후에 중첩하여 얻은 중첩 심볼S3은 Gray 맵핑된 것이고, 그리고 가장 중요한 것은 수신기가 노이즈의 영향을 받아 심볼S1의 판단에 미스가 있을 경우에도 심볼S2를 복조한 후에 변화시키면 여전히 심볼S2를 정확하게 복조할 수 있고 이로하여 근단(近端) 사용자의 성능을 현저하게 개선할 수 있다.
바람직한 실시예5
발송기가 제1세트의 정보를 가장자리 사용자로 전송하고 제2세트의 정보를 중앙 사용자로 전송하여야 한다.
우선, 사용자에 송신하려는 쌍 정보 비트 스트림을 각각 Turbo를 통하여 부호화하여 두 개 비트 정보 스트림C1, C2를 얻는다. C1과 C2는 일정한 파워를 가지는 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2로 변조되고, 그리고 S1의 파워 조정인자는
Figure pct00122
이고 S2의 파워 조정인자는
Figure pct00123
이며
Figure pct00124
가
Figure pct00125
보다 크다고 가설하면, 복소수 심볼 시퀀스S1은
Figure pct00126
이고 복소수 심볼 시퀀스S2는
Figure pct00127
이고 S1에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd는
Figure pct00128
이다. 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼Sstd는
Figure pct00129
이고, 예를 들어, QPSK에 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1}이고, 16QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1, 3, -3}이고, 64QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값은 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}이다.
파워 할당수단은 파워 조정인자를 설정하고, 예를 들어
Figure pct00130
을 설정한다.
그 다음, 복소수 심볼 시퀀스S1과 S2를 변화 중첩 처리하는 것이란 복소수 심볼 시퀀스S1과 복소수 심볼 시퀀스S2의 변화후의 심볼S을 직접 중첩하는 것을 말하고, 직접 중첩한 후의 복소수 심볼 시퀀스S3은
Figure pct00131
로 표시할 수 있고, 여기서, 부호
Figure pct00132
는 반올림을 말한다. 중첩한 후의 복소수 심볼S3의 성좌는 Gray 속성을 가지고, 그리고 기타 방법으로 중첩한 후의 심볼 성좌로하여금 Gray 속성을 가지도록 할 수도 있다.
상기 2세트의 정보는 표준에 따라 모두 16QAM을 통하여 변조가능하고, S1의 실수부 값으로부터 S의 실수부의 심볼을 확정하고 S1의 허수부 값으로부터 S의 허수부의 심볼을 확정한다. 복소수 심볼 시퀀스S2를 변화시킨 후의 심볼S은
Figure pct00133
로 표시할 수 있다. 심볼S의 파워는 S2의 파워와 동일하다. 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중앙 사용자의 16QAM 신호를 변화시키는 과정을 나타낸 도이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, S1의 16개 점의 상황에 따라 S2에 대응되는 변화를 수행하고, 횡방향에 있어서 S1의 횡방향에서 인접한 점에서 각각 S2를 변화시켜 얻은 S는 서로 수평 뒤침 관계를 가진다. 종방향에 있어서 S1의 종방향에서 인접한 점에서 각각 S2를 변화시켜 얻은 S는 서로 수직 뒤침 관계를 가진다. 예를 들어, 심볼Sstd가 3+3i인 경우, 즉 Xstd=3, Ystd=3인 경우, S는
Figure pct00134
이고 S2와 동일하다. 심볼Sstd가 1+3i인 경우, 즉 Xstd=1, Ystd=3인 경우, S는
Figure pct00135
이고 S2를 수평 뒤치는 것에 대응된다. 심볼Sstd가 1+1i인 경우, 즉 Xstd=1, Ystd=1인 경우, S는
Figure pct00136
이고 S2를 180°변화(수평으로 뒤칠 뿐만 아니라 수직으로도 뒤친다)시킨 것에 대응되며, 기타 상황은 이와 유사하게 추정할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 중첩 장치의 구조를 나타낸 블록도이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 다중 사용자 정보 전송의 중첩 장치는 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하도록 구성되는 변조수단(10)과, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 Gray 맵핑 속성을 가지는 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하도록 구성되는 중첩수단(20)과, 제3 복소수 심볼 시퀀스에 의하여 발사신호를 형성하여 발사신호를 다수의 수신기로 송신하도록 구성되는 송신수단(30)을 포함한다.
도 14에 도시한 장치에 의하면, 기존기술에 있어서 다수의 사용자의 신호를 직접 가산하여 최종적으로 얻은 성좌점이 Gray 맵핑 속성을 가지지 않는 문제를 해결하고 NOMA 하향 방송 통신 시스템에 있어서 SIC 수신기의 간소화를 실현하고 수신단으로 하여금 심볼 레벨의 SIC 복조를 최대한으로 수행할 수 있게 하고, 이와 동시에 중첩후의 심볼이 Gray 속성을 가지고 간단하고 영활하게 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 할당 할 수 있으며 다중 접속 성능을 향상시킨다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 변조수단(10)이 두 개 비트 정보 스트림 중의 제1 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제1 파워 조정인자를 곱하여 제1 복소수 심볼 시퀀스를 얻도록 구성되는 제1 변조유닛(100)과, 두 개 비트 정보 스트림 중의 제2 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제2 파워 조정인자를 곱하여 제2 복소수 심볼 시퀀스를 얻도록 구성되는 제2 변조유닛(102)을 포함하는 것이 바람직하고, 여기서, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고 제2 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고 제1 파워 조정인자는 제2 파워 조정인자보다 크고 제1 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수는 제2 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수 이하이다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 중첩수단(20)이 제1 복소수 심볼 시퀀스에 근거하여 제2 복소수 심볼 시퀀스의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 심볼 시퀀스를 획득하도록 구성되는 획득유닛(200)과, 제1 복소수 심볼 시퀀스와 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하도록 구성되는 중첩유닛(202)을 포함하는 것이 바람직하다.
획득유닛(200)이 제1 복소수 심볼 시퀀스의 실수부 값으로부터 변화후의 심볼 시퀀스의 실수부 심볼을 확정하도록 구성되는 제1 획득서브유닛(미도시)과, 제1 복소수 심볼 시퀀스의 허수부 값으로부터 변화후의 심볼 시퀀스의 허수부 심볼을 확정하도록 구성되는 제2 획득서브유닛(미도시)을 포함하는 것이 바람직하다.
부호화유닛(202)이 제1 복소수 심볼 시퀀스와 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 방식1~방식2중의 한 방식으로 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 것이 바람직하다:
방식1： 제3 복소수 심볼 시퀀스가
Figure pct00137
이다.
방식2： 제3 복소수 심볼 시퀀스가
Figure pct00138
이다.
여기서,
Figure pct00139
는 제1 복소수 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00140
는 제2 복소수 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00141
또는
Figure pct00142
는 변화후의 심볼 시퀀스이고,
Figure pct00143
는 제1 복소수 심볼 시퀀스에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼이고, BPSK에 대응되는 Xstd의 값이 {1, -1}, Ystd의 값이 0인 것과, QPSK에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1}인 것과, 16QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3}인 것과, 64QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}인 것을 포함하고,
Figure pct00144
는 제1 파워 조정인자이고,
Figure pct00145
는 제2 파워 조정인자이고,
Figure pct00146
는 반올림을 말하고
Figure pct00147
는 내림을 말한다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 장치가 제1 파워 조정인자 및/또는 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 제3 복소수 심볼 시퀀스를 조정하거나, 또는 제1 파워 조정인자 및/또는 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 제3 복소수 심볼 시퀀스가 맵핑된 성좌도를 조정하도록 구성되는 조정수단(40)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 장치가 채널 조건에 근거하여 부호화 변조 방식을 확정하여 두 개 사용자 정보 스트림에 부호화 처리를 수행하여 두 개 비트 정보 스트림을 생성하도록 구성되는 생성수단(50)을 더 포함하는 것이 바람직하고, 여기서, 두 개 사용자 정보중의 제1 사용자 정보 스트림의 보호 우선도는 두 개 사용자 정보중의 제2 사용자 정보 스트림의 보호 우선도보다 높다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 다중 사용자 정보 전송의 복조 장치의 구조를 나타낸 블록도이다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 다중 사용자 정보 전송의 복조 장치는 발송기로부터의 발사신호를 수신하도록 구성되는 수신수단(60)과, 여기서, 발사신호는 발송기에 있어서 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하고 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하고 제3 복소수 심볼 시퀀스는 Gray 맵핑 속성을 가지고, 자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하도록 구성되는 복조수단(70)을 포함할 수 있다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 복조수단(70)이 자신 타입이 셀 가장자리 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하도록 구성되는 제1 복조유닛(700)과, 제1부분 신호로부터 셀 가장자리 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하도록 구성되는 제1 복호화유닛(702)을 포함하는 것이 바람직하다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 복조수단(70)이 자신 타입이 셀 중앙 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하도록 구성되는 제2 복조유닛(704)과, 수신 신호중의 제1부분 신호를 제거하고 나머지 부분 신호로부터 셀 중앙 사용자에 송신하려는 제2부분 신호를 복조하도록 구성되는 제3 복조유닛(706)과, 제1부분 신호에 근거하여 제2부분 신호의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 제2부분 신호를 얻도록 구성되는 처리유닛(708)과, 변화후의 제2부분 신호로부터 셀 중앙 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하도록 구성되는 제2 복호화유닛(710)을 포함하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시과정에 있어서, 각 사용자가 발사신호를 수신하는데 사용되는 채널의 시간 주파수 자원은 동일하고 중첩 사용한다.
상기한 바와 같이, 상기 실시예에 의하면 하기와 같은 기술효과를 실현할 수 있다(다만, 이러한 효과는 일부 바람직한 실시예에 의하여서만 실현할 수 있는 것이다) : 본 발명의 실시예에서 제공하는 기술방안에 의하면, NOMA 하향 방송 통신 시스템에 있어서 SIC 수신기의 간소화를 실현하고 수신단으로 하여금 심볼 레벨의 SIC 복조를 최대한으로 실현하도록 하고 이와 동시에 중첩한 후의 심볼이 Gray 속성을 가지고, 또한 간단하고 영활하게 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 할당할 수 있으며 다중 접속 성능을 향상시킨다.
당업자라면 상기한 본 발명의 각 수단 또는 각 단계를 범용 계산장치를 통하여 실현할 수 있고 단일 계산장치에 집중시키거나 또는 다수의 계산장치로 구성된 네트워크에 분포시킬 수 있고, 또한 계산장치가 실행할 수 있는 프로그램 코드로 실현할 수 도 있으므로, 기억장치에 기억하여 계산장치에 실행시킬 수 있고, 때로는 여기서 설명한 순서와 다른 순서로 도시한 또는 설명한 단계를 수행할 수도 있고, 또는 각각 집적회로 수단으로 만들거나 또는 그 중의 다수의 수단 또는 단계를 하나의 집적회로 수단으로 만들어 실현할 수 도 있음을 알 수 있다. 따라서 본 발명은 특정된 하드웨어와 소프트웨어의 결합에 한정되지 않는다.
상기한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예로, 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명에 여러 가지 변화를 가져올 수 있다. 본 발명의 사사과 원칙을 벗어나지 않는 범위내에서 수행하는 모든 수정, 동등교체, 개량 등은 본 발명의 보호 범위에 속한다.
산업이용가능성
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 제공하는 다중 사용자 정보 전송의 중첩, 복조 방법 및 장치에 의하면, NOMA 하향 방송 통신 시스템에 있어서 SIC 수신기의 간소화를 실현하고 수신단으로 하여금 심볼 레벨의 SIC 복조를 최대한으로 실현할 수 있게 하고, 이와 동시에 중첩후의 심볼이 Gray 속성을 가지고 간단하고 영활하게 서로 다른 데이터 스트림에 서로 다른 파워를 할당할 수 있으며 다중 접속 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (22)

  1. 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하는 단계와,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 Gray 맵핑 속성을 가지는 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계와,
    상기 제3 복소수 심볼 시퀀스에 의하여 발사신호를 형성하여 상기 발사신호를 다수의 수신기로 송신하는 단계를 포함하는 다중 사용자 정보 전송의 중첩 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 두 개 비트 정보 스트림을 각각 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하는 단계가,
    상기 두 개 비트 정보 스트림 중의 제1 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제1 파워 조정인자를 곱하여 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스를 얻는 단계와,
    상기 두 개 비트 정보 스트림 중의 제2 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제2 파워 조정인자를 곱하여 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스를 얻는 단계를 포함하고,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고 상기 제1 파워 조정인자는 상기 제2 파워 조정인자보다 크고 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수는 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수 이하인 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계가,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스에 근거하여 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 심볼 시퀀스를 획득하는 단계와,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 복소수 심볼 시퀀스를 변화시켜 상기 변화후의 심볼 시퀀스를 획득하는 단계가,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스의 실수부 값으로부터 상기 변화후의 심볼 시퀀스의 실수부 심볼을 확정하는 단계와,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스의 허수부 값으로부터 상기 변화후의 심볼 시퀀스의 허수부 심볼을 확정하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하는 단계가,
    상기 제3 복소수 심볼 시퀀스가
    Figure pct00148
    인 것과, 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스가
    Figure pct00149
    인 것중의 하나를 포함하는 방법.
    (여기서,
    Figure pct00150
    는 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스이고,
    Figure pct00151
    는 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스이고,
    Figure pct00152
    또는
    Figure pct00153
    는 상기 변화후의 심볼 시퀀스이고,
    Figure pct00154
    는 제1 복소수 심볼 시퀀스에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼이고,
    BPSK에 대응되는 Xstd값이 {1, -1}이고, Ystd의 값이 0인 것과,
    QPSK에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1}인 것과,
    16QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3}인 것과,
    64QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}인 것을 포함하고,
    Figure pct00155
    는 상기 제1 파워 조정인자이고,
    Figure pct00156
    는 상기 제2 파워 조정인자이고,
    Figure pct00157
    는 반올림을 말하고
    Figure pct00158
    는 내림을 말한다.)
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 파워 조정인자 및/또는 상기 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스를 조정하는 단계와, 또는
    상기 제1 파워 조정인자 및/또는 상기 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스가 맵핑된 성좌도를 조정하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 두 개 비트 정보 스트림을 각각 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하기 전에,
    채널 조건에 근거하여 부호화 변조 방식을 확정하여 두 개 사용자 정보 스트림에 부호화 처리를 수행하여 상기 두 개 비트 정보 스트림을 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 상기 두 개 사용자 정보중의 제1 사용자 정보 스트림의 보호 우선도가 두 개 사용자 정보중의 제2 사용자 정보 스트림의 보호 우선도보다 높은 방법.
  8. 발송기로부터의 발사신호를 수신하는 단계와, 여기서, 상기 발사신호는 상기 발송기에서 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하고 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하고, 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스는 Gray 맵핑 속성을 가지고,
    자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하는 단계를 포함하는 다중 사용자 정보 전송의 복조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하는 단계가,
    상기 자신 타입이 셀 가장자리 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 상기 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하는 단계와,
    상기 제1부분 신호로부터 상기 셀 가장자리 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하는 단계가,
    상기 자신 타입이 셀 중앙 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하는 단계와,
    수신 신호중의 상기 제1부분 신호를 제거하고 나머지 부분 신호로부터 상기 셀 중앙 사용자에 송신하려는 제2부분 신호를 복조하는 단계와,
    상기 제1부분 신호에 근거하여 상기 제2부분 신호의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 제2부분 신호를 얻는 단계와,
    상기 변화후의 제2부분 신호로부터 상기 셀 중앙 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 청구항 8 내지 10중의 어느 한 항에 있어서,
    각 사용자가 상기 발사신호를 수신하는데 사용되는 채널의 시간 주파수 자원은 동일하고 중첩 사용하는 방법.
  12. 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하도록 구성되는 변조수단과,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 Gray 맵핑 속성을 가지는 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하도록 구성되는 중첩수단과,
    상기 제3 복소수 심볼 시퀀스에 의하여 발사신호를 형성하여 상기 발사신호를 다수의 수신기로 송신하도록 구성되는 송신수단을 포함하는 다중 사용자 정보 전송의 중첩 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 변조수단이,
    상기 두 개 비트 정보 스트림 중의 제1 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제1 파워 조정인자를 곱하여 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스를 얻도록 구성되는 제1 변조유닛과,
    상기 두 개 비트 정보 스트림 중의 제2 정보 스트림을 파워 정규화 성좌도를 통하여 변조시킨 후의 파워 정규화된 변조 심볼 시퀀스에 제2 파워 조정인자를 곱하여 제2 복소수 심볼 시퀀스를 얻도록 구성되는 제2 변조유닛을 포함하고,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스의 길이는 1을 포함하고 상기 제1 파워 조정인자는 상기 제2 파워 조정인자보다 크고 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수는 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스의 변조차수 이하인 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 중첩수단이,
    제1 복소수 심볼 시퀀스에 근거하여 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 심볼 시퀀스를 획득하도록 구성되는 획득유닛과,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하도록 구성되는 중첩유닛을 포함하는 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 획득유닛이,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스의 실수부 값으로부터 상기 변화후의 심볼 시퀀스의 실수부 심볼을 확정하도록 구성되는 제1 획득서브유닛과,
    상기 제1 복소수 심볼 시퀀스의 허수부 값으로부터 상기 변화후의 심볼 시퀀스의 허수부 심볼을 확정하도록 구성되는 제2 획득서브유닛을 포함하는 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    부호화유닛이, 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 변화후의 심볼 시퀀스를 중첩 처리하여
    Figure pct00159
    인 제3 복소수 심볼 시퀀스와
    Figure pct00160
    인 제3 복소수 심볼 시퀀스중의 하나를 생성하도록 구성되는 장치.
    (여기서,
    Figure pct00161
    는 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스이고,
    Figure pct00162
    는 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스이고,
    Figure pct00163
    또는
    Figure pct00164
    는 상기 변화후의 심볼 시퀀스이고,
    Figure pct00165
    는 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스에 대응되는 비 정규화 정수 격자점 성좌 심볼이고,
    BPSK에 대응되는 Xstd의 값이 {1, -1}이고, Ystd의 값이 0인 것과,
    QPSK에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1}인 것과,
    16QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3}인 것과,
    64QAM에 대응되는 Xstd, Ystd의 값이 {1, -1, 3, -3, 5, -5, 7, -7}인 것을 포함하고,
    Figure pct00166
    는 상기 제1 파워 조정인자이고,
    Figure pct00167
    는 상기 제2 파워 조정인자이고,
    Figure pct00168
    는 반올림을 말하고
    Figure pct00169
    는 내림을 말한다.)
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 파워 조정인자 및/또는 상기 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스를 조정하도록 구성되고, 또는 상기 제1 파워 조정인자 및/또는 상기 제2 파워 조정인자를 조정함으로써 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스가 맵핑된 성좌도를 조정하도록 구성되는 조정수단을 더 포함하는 장치.
  18. 청구항 13에 있어서,
    채널 조건에 근거하여 부호화 변조 방식을 확정하여 두 개 사용자 정보 스트림에 부호화 처리를 수행하여 상기 두 개 비트 정보 스트림을 생성하도록 구성되는 생성수단을 더 포함하고, 여기서, 상기 두 개 사용자 정보중의 제1 사용자 정보 스트림의 보호 우선도는 두 개 사용자 정보중의 제2 사용자 정보 스트림의 보호 우선도보다 높은 장치.
  19. 발송기로부터의 발사신호를 수신하도록 구성되는 수신수단과, 여기서, 상기 발사신호는 발송기에서 두 개 비트 정보 스트림을 각각 제1 복소수 심볼 시퀀스와 제2 복소수 심볼 시퀀스로 변조하고 상기 제1 복소수 심볼 시퀀스와 상기 제2 복소수 심볼 시퀀스를 이용하여 중첩 처리를 수행하여 제3 복소수 심볼 시퀀스를 생성하고, 상기 제3 복소수 심볼 시퀀스는 Gray 맵핑 속성을 가지고,
    자신 타입에 근거하여 대응되는 복조 방식을 이용하여 수신 신호에 복조를 수행하도록 구성되는 복조수단을 포함하는 다중 사용자 정보 전송의 복조 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 복조수단이,
    상기 자신 타입이 셀 가장자리 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하도록 구성되는 제1 복조유닛과,
    상기 제1부분 신호로부터 상기 셀 가장자리 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하도록 구성되는 제1 복호화유닛을 포함하는 장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 복조수단이,
    상기 자신 타입이 셀 중앙 사용자로 확정된 경우, 간섭 신호를 휴대한 수신 신호로부터 직접 셀 가장자리 사용자에 송신하려는 제1부분 신호를 복조하도록 구성되는 제2 복조유닛과,
    수신 신호중의 상기 제1부분 신호를 제거하고 나머지 부분 신호로부터 상기 셀 중앙 사용자에 송신하려는 제2부분 신호를 복조하도록 구성되는 제3 복조유닛과,
    상기 제1부분 신호에 근거하여 상기 제2부분 신호의 복소평면에서의 편각을 변화시키고 그 폭은 변화시키지 않은 채 유지하여 변화후의 제2부분 신호를 얻도록 구성되는 처리유닛과,
    상기 변화후의 제2부분 신호로부터 상기 셀 중앙 사용자에 대응되는 사용자 정보를 복호화하도록 구성되는 제2 복호화유닛을 포함하는 장치.
  22. 청구항 19 내지 21중의 어느 한 항에 있어서,
    각 사용자가 상기 발사신호를 수신하는데 사용되는 채널의 시간 주파수 자원은 동일하고 중첩 사용하는 장치.
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