KR100921202B1 - Apparatus and method of space time frequency block code - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3 개의 송신 안테나들을 사용하는 통신시스템의 송신기 및 송신방법 관한 것으로, 입력되는 심볼열을 소정 규칙에 의해 복수개의 송신 안테나를 통해 전송하는 방식에서 시공간 주파수 블록 부호의 코딩 이득을 최대화하기 위한 방법을 제안하고 이에 따른 통신시스템의 송신기 및 송신방법을 제공한다.
The present invention relates to a transmitter and a transmission method of a communication system using three transmission antennas. The present invention proposes a method and provides a transmitter and a transmission method of a communication system.

시공간 주파수 블록 부호화, 최대 다이버시티 이득, 최대 데이터 레이트, 선부호화기, 재결합기Space-Time Frequency Block Coding, Maximum Diversity Gain, Maximum Data Rate, Precoder, Recombiner

Description

시공간 주파수 블록 부호화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF SPACE TIME FREQUENCY BLOCK CODE} Space-time frequency block encoding apparatus and method {APPARATUS AND METHOD OF SPACE TIME FREQUENCY BLOCK CODE}             

도 1은 시공간 주파수 블록 부호화 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 송신기의 구성을 도시하는 도면.1 is a diagram illustrating a configuration of a transmitter in a mobile communication system using a space-time frequency block coding scheme.

도 2는 시공간 주파수 블록 부호화 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 수신기 구성을 도시하는 도면.2 is a block diagram of a receiver in a mobile communication system using a space-time frequency block coding scheme.

도 3은 본 발명에서 제안하는 시공간 주파수 블록 부호화 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 송신기의 송신절차를 도시하는 도면. 3 is a diagram illustrating a transmission procedure of a transmitter in a mobile communication system using a space-time frequency block coding scheme proposed by the present invention.

도 4는 종래기술로서 Tarokh이 제안한 코드 설계 방법에 근거한 코딩 이득을 나타내는 곡선.4 is a curve showing coding gain based on a code design method proposed by Tarokh as a prior art.

도 5는 본 발명에서 사용한 설계 방법에 근거한 코딩 이득을 나타내는 곡선.5 is a curve showing coding gain based on the design method used in the present invention.

도 6은 phase rotator 값을 바꾸어 주면서 구한 BER 성능 곡선6 is a BER performance curve obtained by changing the phase rotator value

도 7은 종래 Tarokh이 제안한 코드 설계 방법에 근거한 시공간 주파수 블록 부호와 본 발명에서 제안한 코드 설계 방법에 근거한 시공간 주파수 블록 부호의 성능 곡선

7 is a performance curve of a space-time frequency block code based on a code design method proposed by Tarokh and a space-time frequency block code based on a code design method proposed by the present invention.

본 발명은 무선통신 시스템의 송신 안테나 다이버시티 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 다중 안테나를 사용하는 이동통신시스템에서 코딩이득(coding advantages)을 최대화하기 위한 송신기 및 송신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for transmitting antenna diversity in a wireless communication system, and more particularly, to a transmitter and a transmission method for maximizing coding advantages in a mobile communication system using multiple antennas.

통신에서 가장 근본적인 문제는 채널(channel)을 통하여 얼마나 효율적이고 신뢰성 있게(reliably) 데이터(data)를 전송할 수 있느냐 하는 것이다. 최근에 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 이동 통신 시스템에서는 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하고 전송할 수 있는 고속 통신 시스템이 요구됨에 따라 시스템에 적절한 채널 부호화 방식을 사용하여 시스템의 효율을 높이는 것이 필수적이다.The most fundamental problem in communication is how efficiently and reliably data can be transmitted over a channel. The next generation multimedia mobile communication system, which is being actively studied in recent years, needs a high-speed communication system capable of processing and transmitting a variety of information such as video and wireless data beyond the initial voice-oriented service. It is essential to increase the efficiency of the system.

일반적으로, 이동통신시스템에 존재하는 무선 채널 환경은 유선 채널 환경과 달리 다중 경로 간섭(multipath interference), 쉐도잉(shadowing), 전파 감쇠, 시변 잡음(time-varying noise) 및 페이딩(fading) 등과 같은 여러 요인들로 인해 불가피한 오류가 발생하여 정보의 손실이 생긴다.In general, a wireless channel environment existing in a mobile communication system is different from a wired channel environment such as multipath interference, shadowing, propagation attenuation, time-varying noise, and fading. Many factors lead to unavoidable errors and loss of information.

상기 정보 손실은 실제 송신 신호에 심한 왜곡을 발생시켜 상기 이동 통신 시스템의 전체 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 일반적으로 이러한 정보의 손실을 감소시키기 위해 채널의 성격에 따라 다양한 에러 제어 기법(error- control technique)을 이용하여 시스템의 신뢰도를 높이는데, 이러한 에러 제어 기법 중에 가장 기본적인 방법은 에러 정정 부호(error-correcting code)를 사용하는 것이다.The loss of information causes severe distortion in the actual transmission signal, thereby acting as a factor for reducing the overall performance of the mobile communication system. In general, in order to reduce such information loss, various error control techniques are used to increase the reliability of the system according to the nature of the channel. The most basic of these error control techniques is an error correction code (error- correcting code.

또한, 무선통신 시스템에서 다중경로 페이딩을 완화시키기 위해 다이버시티 기술을 사용하는데, 예를 들어 시간 다이버시티(time diversity), 주파수 다이버시티(frequency diversity)와 안테나 다이버시티(antenna diversity) 등이 있다. In addition, in a wireless communication system, diversity techniques are used to mitigate multipath fading, for example, time diversity, frequency diversity, and antenna diversity.

이 중에서 상기 안테나 다이버시티 방식은 다중 안테나(multiple antenna)를 사용하는 방식으로서, 상기 안테나 다이버시티 방식은 수신 안테나들을 다수개로 사용하는 수신 안테나 다이버시티 방식과 송신 안테나들을 다수개 사용하는 송신 안테나 다이버시티 방식 및 다수개의 송신 안테나들과 다수개의 수신 안테나들을 사용하는 다중 입력 다중 출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 방식으로 분류된다.Among them, the antenna diversity method uses a multiple antenna, and the antenna diversity method uses a receive antenna diversity method using a plurality of receive antennas and a transmit antenna diversity using a plurality of transmit antennas. Method and a multiple input multiple output (MIMO) method using a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas.

여기서, 상기 MIMO 방식은 일종의 시공간 부호화(STC : Space-Time Coding) 방식이며, 상기 시공간 부호화 방식은 미리 설정된 부호화 방식으로 부호화된 신호를 다수개의 송신 안테나들을 사용하여 송신함으로써 시간 영역(time domain)에서의 부호화 방식을 공간 영역(space domain)으로 확장하여 보다 낮은 에러율을 달성하는 방식이다.Here, the MIMO scheme is a kind of space-time coding (STC) scheme, and the space-time coding scheme is transmitted in a time domain by transmitting a signal encoded by a predetermined coding scheme using a plurality of transmitting antennas. It is a method of achieving a lower error rate by extending the coding scheme to the space domain.

한편, 상기 안테나 다이버시티 방식을 효율적으로 적용하기 위해서 제안된 방식들중의 하나인 시공간 블록 부호화(STBC : Space Time Block Coding) 방식은 "Vahid Tarokh" 와 "S.M.Alamouti" 등에 의해 제안되었다(Vahid Tarokh, "Space time block coding from orthogonal design," IEEE Trans. on Info., Theory, Vol. 45, pp. 1456-1467, July 1999, S.M.Alamouti, " A simple transmitter diversity scheme for wireless communication, " IEEE Journal on Selected Area in Communication, Vol. 16, pp.1451-1458, Oct.1998). 상기 S.M.Alamouti에 제안된 상기 시공간 블록 부호화 방식은 송신 안테나 다이버시티 방식을 2개 이상의 송신 안테나들에 적용할 수 있도록 확장한 방식이다.Meanwhile, Space Time Block Coding (STBC), which is one of the proposed methods for efficiently applying the antenna diversity scheme, has been proposed by "Vahid Tarokh" and "SMAlamouti" (Vahid Tarokh). , "Space time block coding from orthogonal design," IEEE Trans. On Info., Theory, Vol. 45, pp. 1456-1467, July 1999, SMAlamouti, "A simple transmitter diversity scheme for wireless communication," IEEE Journal on Selected Area in Communication, Vol. 16, pp. 1451-1458, Oct. 1998). The space-time block coding scheme proposed to the S.M.Alamouti is an extension scheme for applying the transmit antenna diversity scheme to two or more transmit antennas.

상기 안테나 다이버시티 방식을 효율적으로 적용하기 위한 또 다른 방법으로 제안된 것은 시공간 주파수 블록 부호화 방식을 사용하는 것이다. 도 1은 이러한 시공간 주파수 블록 부호화 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 송신기의 구성을 보여주고 있다. 송신기는, 도면에 나타난 바와 같이 변조기(100), 직/병렬 변환기(Serial to Parallel Converter: S/P Converter)(102), 시공간 주파수 블록 부호화기(Encoder)(104) 및 3개의 송신 안테나들(106)로 구성된다.Another method for efficiently applying the antenna diversity scheme is to use a space-time frequency block coding scheme. 1 shows a configuration of a transmitter in a mobile communication system using the space-time frequency block coding scheme. The transmitter includes a modulator 100, a serial to parallel converter (S / P converter) 102, a space-time frequency block encoder (104) and three transmit antennas (106) as shown in the figure. It consists of

도 1을 참조하여 송신기의 송신 방식으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 변조기(100)는 입력되는 정보 데이터(또는 부호화 데이터)를 미리 설정된 변조 방식으로 변조하여 변조 심볼들을 출력한다. 여기서, 상기 미리 설정된 변조 방식은 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), PSK(Phase Shift Keying) 등과 같은 변조방식들 중 어느 한 방식이 될 수 있다. Referring to Figure 1 as a transmission method of the transmitter as follows. First, the modulator 100 modulates input information data (or encoded data) by using a preset modulation method and outputs modulation symbols. Herein, the preset modulation scheme is one of modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), quadrature phase shift keying (QPSK), quadrature amplitude modulation (QAM), pulse amplitude modulation (PAM), phase shift keying (PSK), and the like. It can be either way.

직렬/병렬 변환기(102)는 상기 변조기(100)로부터의 직렬 데이터를 병렬 데 이터로 변환하여 시공간 주파수 블록 부호화기(104)로 출력한다. 여기서, 상기 변조기(100)에서 출력되는 직렬 변조 심볼들을 s1, s2, s3, s4 라고 가정하기로 한다. 상기 시공간 주파수 블록 부호화기(104)는 상기 직렬/병렬 변환기(102)로부터 입력된 4개의 데이터는 최대 다이버시티(fulldiversity)를 얻기 위하여 선부호화기(104)에서 <수학식 1>에서 정의된 방식에 의하여 선부호화 된다.The serial / parallel converter 102 converts the serial data from the modulator 100 into parallel data and outputs the parallel data to the space-time frequency block encoder 104. Here, it is assumed that the serial modulation symbols output from the modulator 100 are s 1, s 2, s 3, and s 4 . The space-time frequency block encoder 104 uses four data inputted from the serial-to-parallel converter 102 in a manner defined by Equation 1 in the pre-encoder 104 to obtain maximum diversity. It is precoded.

Figure 112008003520406-pat00001
Figure 112008003520406-pat00001

여기에서 1 ≤ i ≤ 4Where 1 ≤ i ≤ 4

여기서

Figure 112009023752800-pat00002
는 변조된 심볼의 값을 의미하며
Figure 112009023752800-pat00003
는
Figure 112009023752800-pat00104
를 phase rotator
Figure 112009023752800-pat00004
만큼 회전한 값이다. 선부호화된 심볼
Figure 112009023752800-pat00005
는 재결합기(106)에 입력되며 재결합기에서는 상기 선부호화된 심볼열의 실수부와 허수부를 인터리브방식으로 2개씩 묶어 재결합하여 심볼벡터들을 발생한다. 즉 <수학식2>와 같이 입력된 선부호화 심볼을 재결합하여
Figure 112009023752800-pat00006
를 생성한다.here
Figure 112009023752800-pat00002
Means the value of the modulated symbol
Figure 112009023752800-pat00003
Is
Figure 112009023752800-pat00104
Phase rotator
Figure 112009023752800-pat00004
Is rotated by. Precoded Symbol
Figure 112009023752800-pat00005
Is input to the recombiner 106. The recombiner generates symbol vectors by recombining two real and imaginary parts of the pre-coded symbol strings in an interleaved manner. That is, by recombining the input precoding symbols as shown in Equation 2
Figure 112009023752800-pat00006
Create

Figure 112004053215396-pat00007
Figure 112004053215396-pat00007

여기서 I는 실수부 Q는 허수부 그리고 j 는 복소수를 의미한다. Where I is the real part Q is the imaginary part and j is the complex number.

상기 재결합기(106)의 출력 데이터인 4개의 심볼들은 시공간 주파수 블록부 호화(STFBC)하여 3개의 송신 안테나들을 통해 송신한다. 상기 조합들을 생성하기 위한 부호화 행렬은 하기 <수학식 3>과 같다.Four symbols, which are output data of the recombiner 106, are transmitted through three transmit antennas by space-time frequency block coding (STFBC). A coding matrix for generating the combinations is shown in Equation 3 below.

Figure 112004053215396-pat00008
Figure 112004053215396-pat00008

여기서,

Figure 112009023752800-pat00105
는 상기 선부호화기(104)와 재결합기(106)를 거친 심볼이다. 본 방법은 인도의 Sundar Rajan 교수 그룹에 의하여 제안되었다. 그러나 상기에서 언급한 <수학식 3>과 같이 상기
Figure 112009023752800-pat00106
가 시공간 주파수 부호화기를 구성하는 것에 국한하는 것이 아님은 자명하다. <수학식 3>은 4개의 입력 데이터를 2개씩 알라모우티 방식에 의하여 구성하고 2개의 송신 안테나에 대한 알라모우티 방식에 의하여 구성된 시주파수 블록부호화기를 3개의 안테나를 통해 전송할 수 있도록 적절히 배열 하도록 한다. here,
Figure 112009023752800-pat00105
Is a symbol that has passed through the pre-encoder 104 and the recombiner 106. The method was proposed by Sundar Rajan's professor group in India. However, as shown in Equation 3 mentioned above,
Figure 112009023752800-pat00106
Obviously, it is not limited to constructing a space-time frequency encoder. In Equation 3, four input data are configured by two Alamouti schemes and two time frequency block encoders configured by the Alamouti scheme for two transmitting antennas are properly arranged to be transmitted through three antennas.

상기에서 언급한 2개의 송신 안테나에 대한 알라모우티 방식은 2개의 입력 심볼 s1, s2 에 대하여 <수학식 4>의 행렬중 하나의 행렬로 구성할 수 있다. The Alamouti method for the two transmit antennas mentioned above may be configured as one of the matrixes of Equation 4 for two input symbols s 1 and s 2 .

Figure 712009004687789-pat00107
Figure 712009004687789-pat00107

상기 부호화 행렬에서 행(row)의 개수는 송신 안테나 개수에 대응되고, 열(row)의 개수는 상기 3개의 심볼들을 전송하는데 소요되는 시간과 주파수를 나타낸다. 여기에서 첫 번째 두 열은 주파수 f1에 나머지 두 열은 주파수 f2에 전송된다. f1을 통해 전송될 두 열 중 앞 열은 시간 t1에 뒤의 열은 시간 t2에 전송된다. 즉, 4개의 심볼들이 2개의 시간구간, 2개의 주파수 구간 동안 3개의 안테나들을 통해 송신된다.The number of rows in the coding matrix corresponds to the number of transmit antennas, and the number of rows represents the time and frequency required to transmit the three symbols. Here the first two columns are transmitted at frequency f1 and the other two columns are transmitted at frequency f2. The first of the two rows to be transmitted via f1 is transmitted at time t1, and the subsequent rows are transmitted at time t2. That is, four symbols are transmitted over three antennas during two time periods and two frequency periods.

즉, 첫 번째 열(column)의 데이터는 주파수 f1과 시간 t1에 전송되며, 두 번째 열(column)의 데이터는 주파수 f1과 시간 t2에 전송되며, 세 번째 열(column)의 데이터는 주파수 f2과 시간 t1에 전송되고 네 번째 열(column)의 데이터는 주파수 f2와 시간 t2에 전송된다. 그러므로 4개의 심볼들이 2개의 시간구간, 2개의 주파수 구간 동안 3개의 안테나들을 통해 송신된다.That is, the data in the first column is transmitted at frequency f1 and time t1, the data in the second column is transmitted at frequency f1 and time t2, and the data in the third column is frequency f2 and It is transmitted at time t1 and the data of the fourth column is transmitted at frequency f2 and time t2. Therefore, four symbols are transmitted over three antennas for two time periods and two frequency periods.

이와 같은 맥락으로 첫 번째 두 열(column)의 데이터는 시간 t1에 나머지 두 열(column)의 데이터는 시간 t2에 전송될 수도 있다. 시간 t1을 통해 전송될 두 열(column)의 데이터 중 앞 열(column)의 데이터는 주파수 f1에 뒤의 열(column)의 데이터는 주파수 f2에 전송된다. 즉, 첫 번째 열(column)의 데이터는 주파수 f1과 시간 t1에 전송되며, 두 번째 열(column)의 데이터는 주파수 f2과 시간 t1에 전송되며, 세 번째 열(column)의 데이터는 주파수 f1과 시간 t2에 전송되고 네 번째 열(column)의 데이터는 주파수 f2와 시간 t2에 전송된다.In this context, data of the first two columns may be transmitted at time t1 and data of the other two columns at time t2. The data of the first column among the data of the two columns to be transmitted through the time t1 is the frequency f1, and the data of the next column is transmitted at the frequency f2. That is, the data of the first column is transmitted at frequency f1 and time t1, the data of the second column is transmitted at frequency f2 and time t1, and the data of the third column is transmitted at frequency f1 and It is sent at time t2 and the data in the fourth column is sent at frequency f2 and time t2.

그러나 상기에서 언급한 바와 같이 신호를 전송할 때 시간과 주파수를 모두 사용하는 것으로 한정시킬 필요가 없음은 자명하다. However, as mentioned above, it is obvious that there is no need to limit the use of both time and frequency to transmit the signal.                         

4개의 열에 대하여 각 열의 데이터들은 같은 주파수를 사용하여 전송되지만, 모두 다른 시간간격으로 전송될 수 있다. 즉, 첫 번째 열의 데이터는 시간 t1에 전송되며, 두 번째 열의 데이터는 시간 t2에 전송되며, 세 번째 열의 데이터는 시간 t3에 전송되고 네 번째 열의 데이터는 시간 t4에 전송된다.For four columns, data in each column is transmitted using the same frequency, but all can be transmitted at different time intervals. That is, data of the first column is transmitted at time t1, data of the second column is transmitted at time t2, data of the third column is transmitted at time t3, and data of the fourth column is transmitted at time t4.

또한 모두 같은 시간을 사용하고 다른 주파수 영역으로 전송할 수도 있다. 즉, 첫 번째 열의 데이터는 주파수 f1에 전송되며, 두 번째 열의 데이터는 주파수 f2에 전송되며, 세 번째 열의 데이터는 주파수 f3에 전송되고 네 번째 열의 데이터는 주파수 f4에 전송된다.You can also use the same time and transmit to different frequency domains. That is, data of the first column is transmitted at frequency f1, data of the second column is transmitted at frequency f2, data of the third column is transmitted at frequency f3, and data of the fourth column is transmitted at frequency f4.

이상 살펴본 바와 같이, 상기 시공간 주파수 블록 부호화기(108)는 입력되는 4개의 심볼들에 반전(negative)과 공액(conjugate)을 적용하여 4개의 새로운 심볼열들을 생성하고, 상기 4개의 심볼열들을 2개의 시간구간, 2개의 주파수 구간 동안 3개의 안테나들(110, 112, 114)을 통해 송신한다. 즉, 상기 시공간 주파수 블록부호화기(108)에서 구성한 시공간 주파수 부호의 첫 번째 행(row)는 첫 번째 안테나(110)으로 송신되며 두 번째 행(row)는 두 번째 안테나(112)로 송신되며 세 번째 행(row)는 세 번째 안테나(114)로 송신된다. 여기서 각각의 안테나로 출력되는 심볼 시퀀스들, 즉 부호화 행렬의 열(column)들은 상호간에 직교성을 갖기 때문에 다이버시티 차수(diversity order)만큼의 다이버시티 이득(gain)을 획득할 수 있다.As described above, the space-time frequency block encoder 108 generates four new symbol strings by applying a negative and conjugate to the four input symbols, and generates four symbol strings by two. It transmits through three antennas 110, 112, and 114 for two time intervals. That is, the first row of the space-time frequency code configured by the space-time frequency block coder 108 is transmitted to the first antenna 110 and the second row is transmitted to the second antenna 112 and the third The row is transmitted to the third antenna 114. Here, since the symbol sequences output to each antenna, that is, columns of the coding matrix, have orthogonality to each other, diversity gains as much as diversity orders can be obtained.

앞서 언급한 Alamouti의 시공간 주파수 블록 부호화 기술은 2개의 송신 안테나들을 통해 복소 심볼들(complex symbols)을 송신하더라도, 전송률(data rate)을 손실하지 않고 송신 안테나들의 개수와 동일한, 즉 최대의 다이버시티 차수 (diversity order)를 얻을 수 있는 이점이 있다.
Alamouti's spatio-temporal frequency block coding technique mentioned above is equal to the number of transmit antennas, i.e. the maximum diversity order, without losing data rate, even when transmitting complex symbols through two transmit antennas. This has the advantage of obtaining a diversity order.

도 2는 시공간 주파수 블록 부호화 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 수신기 구성을 도시하고 있다. 특히, 상기 도 2는 도 1의 송신기 구조에 대응하는 수신기 구조를 보여준다.2 illustrates a receiver configuration in a mobile communication system using a space-time frequency block coding scheme. In particular, FIG. 2 shows a receiver structure corresponding to the transmitter structure of FIG.

도시된 바와 같이, 상기 수신기는 복수의 수신 안테나들(200 내지 202), 채널 추정기(Channel Estimator)(204), 신호 결합기(Signal Combiner)(206), 검출기(Detector)(208), 병렬/직렬 변환기(210) 및 복조기(212)로 구성된다. As shown, the receiver includes a plurality of receive antennas 200 to 202, a channel estimator 204, a signal combiner 206, a detector 208, parallel / serial It consists of a transducer 210 and a demodulator 212.

도 2를 참조하면, 먼저 도 1의 송신기에서 3개의 송신 안테나들을 통해 송신된 신호는 제1수신 안테나(200) 내지 제P수신 안테나(202) 각각을 통해 수신된다. 상기 제1수신 안테나(200) 내지 제P수신 안테나(202) 각각은 수신된 신호를 채널 추정기(204)와 신호 결합기(206)로 출력한다.Referring to FIG. 2, first, signals transmitted through three transmitting antennas in the transmitter of FIG. 1 are received through each of the first receiving antenna 200 to the P receiving antenna 202. Each of the first receiving antenna 200 to the P receiving antenna 202 outputs the received signal to the channel estimator 204 and the signal combiner 206.

상기 채널 추정기(204)는 상기 제1수신안테나(200) 내지 제P수신안테나(202) 각각을 통해 수신된 신호를 입력하여 채널 이득(channel gain)을 나타내는 채널 계수들(channel coefficients)을 추정하여 검출기(208)와 상기 신호 결합기(206)로 출력한다. 즉, 상기 채널 추정기(204)는 상기 송신기의 송신 안테나들(106, 108, 110, 112)로부터 상기 수신안테나들(200 내지 202)로의 채널 이득들을 나타내는 채널 계수들(channel coefficients)을 추정한다. The channel estimator 204 inputs a signal received through each of the first receiving antenna 200 to the P receiving antenna 202 to estimate channel coefficients indicating channel gain. Output to detector 208 and signal combiner 206. That is, the channel estimator 204 estimates channel coefficients representing channel gains from the transmit antennas 106, 108, 110, 112 of the transmitter to the receive antennas 200-202.

상기 신호 결합기(206)는 상기 제1수신안테나(200) 내지 제P수신안테나(202) 각각을 통해 수신된 신호와 상기 채널 추정기(204)에서 출력되는 채널 계수들을 소 정 규칙에 의해 결합하여 수신 심볼들을 출력한다. The signal combiner 206 combines the signals received through the first receiving antennas 200 to the P receiving antennas 202 and the channel coefficients output from the channel estimator 204 by a predetermined rule. Print the symbols.

상기 검출기(208)는 상기 신호 결합기(206)의 결합된 수신 심볼들에 상기 채널 추정기(204)의 상기 채널 계수들을 곱하여 추정(hypotheses) 심볼들을 생성하고, 상기 추정(hypotheses) 심볼들을 가지고 상기 송신기에서 송신 가능한 모든 심볼들에 대한 결정 통계량(decision statistic)을 계산한 후, 임계값 검출(threshold detection)을 통해 상기 송신기에서 송신한 심볼들을 검출하여 출력한다.The detector 208 multiplies the combined received symbols of the signal combiner 206 by the channel coefficients of the channel estimator 204 to generate hypotheses symbols, and the transmitters with the hypotheses symbols. After calculating the decision statistic for all the symbols that can be transmitted at, the controller detects and outputs the symbols transmitted by the transmitter through threshold detection.

병렬/직렬 변환기(210)는 상기 검출기(208)로부터의 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하여 출력한다. 복조기(212)는 상기 병렬/직렬 변환기(210)로부터의 심볼들을 미리 설정된 복조 방식으로 복조하여 원래의 정보 데이터 비트들로 복원한다.The parallel / serial converter 210 converts parallel data from the detector 208 into serial data and outputs the serial data. The demodulator 212 demodulates the symbols from the parallel / serial converter 210 in a predetermined demodulation scheme and restores the original information data bits.

이러한 방식에서 수학식3과 같이 2개의 심볼을 알라모우티 방식을 이용하여 3개의 안테나에 대한 시주파수 공간 부호를 구성하면 수신기에서 선형 디코딩이 가능하여 복잡도를 낮추는 이득이 있다. 여기에서 Sundar Rajan 그룹은 위상회전값(phase rotator)

Figure 112004053215396-pat00012
를 변조에 상관 없이 (modulation order) 특정 값으로 고정하여 사용한다. 즉, QPSK, 16QAM, 등의 변조에 상관 없이 모두
Figure 112004053215396-pat00013
를 사용한다.In this manner, when the two symbols are composed of the time-frequency space codes for three antennas using the Alamouti method as shown in Equation 3, linear decoding is possible in the receiver, thereby reducing the complexity. Where the Sundar Rajan group is a phase rotator
Figure 112004053215396-pat00012
Is fixed to a specific value regardless of modulation order. That is, regardless of the modulation of QPSK, 16QAM, etc.
Figure 112004053215396-pat00013
Use

이하에서는 Sundar Ragan 그룹의 시공간 주파수 블록 부호의 코딩이득에 대해 설명한다. 먼저 Sundar Ragan 그룹의 시공간 주파수 블록 부호의 코딩이득에 대 한 설명의 전제가 되는 시공간 주파수 블록 코드를 설계하는 방식에 대하여 설명한다. Hereinafter, the coding gain of the space-time frequency block code of the Sundar Ragan group will be described. First, a method of designing a space-time frequency block code, which is a premise for the coding gain of the space-time frequency block code of the Sundar Ragan group, will be described.

1997년 Tarokh은 논문을 통해 시공간 트렐리스 코드에 대하여 2가지 디자인 룰을 제안하였다. 이 디자인 룰을 설명하기 전에 시공간 트렐리스 코드 c가 시공간 트렐리스 코드 e로 될 에러확률(

Figure 712009004687789-pat00108
) 바운드를 살펴보면 다음과 같다.In 1997, Tarokh proposed two design rules for spatiotemporal trellis code. Before explaining this design rule, the error probability that the space-time trellis code c will become the space-time trellis code e
Figure 712009004687789-pat00108
) The bounds are as follows.

Figure 112004053215396-pat00014
Figure 112004053215396-pat00014

상기 <수학식 5>는 쌍간에러율(pairwise error probability)을 나타내며, 여기에서 r은 시공간 트렐리스 코드 행렬의 rank, M은 수신 안테나 개수,

Figure 112009023752800-pat00015
는 시공간 트렐리스 코드 행렬의 대각 성분들(diagonal term)을 나타낸다. Es는 심벌에너지이며, N0는 노이즈 값이다. <수학식 5>의 오른쪽 부분을 구성하는 2식 중 앞부분이 코딩 이득을 나타내는 Determinant Criterion이며, 뒷 부분이 다이버시티 이득을 나타내는 Rank Criterion이다. Equation 5 represents a pairwise error probability, where r is the rank of the space-time trellis code matrix, M is the number of receiving antennas,
Figure 112009023752800-pat00015
Denotes the diagonal terms of the space-time trellis code matrix. E s is the symbol energy and N 0 is the noise value. The first part of equations constituting the right part of Equation 5 is a Determinant Criterion representing a coding gain, and the second part is a Rank Criterion representing a diversity gain.

1) Determinant Criterion : 코딩 이득을 최대화하는 디자인 조건으로 큰 코딩이득을 얻기 위하여는

Figure 112004053215396-pat00016
의 곱이 가장 큰 코드를 설계하여야 한다. 1) Determinant Criterion: Design condition that maximizes coding gain.
Figure 112004053215396-pat00016
You must design the code with the product of.

2) Rank Criterion : diversity 이득을 최대화하는 디자인 조건으로 full rank를 갖도록 해야 한다. 상기 full rank는 시공간 트렐리스 코드 행렬의 rank 값과 안테나 개수가 동일함을 의미한다.2) Rank Criterion: The design criterion that maximizes the diversity gain. The full rank means that the rank value of the space-time trellis code matrix and the number of antennas are the same.

코딩이득에 관해서 Sundar Rajan 그룹은 시공간 블록 부호를 Tarokh이 제안한 1) Determinant Criterion의 설계 룰로 구한다. 상기 Determinant Criterion는 서로 다른 두 신호 벡터들의 차(c-e)에 대한 N×N 행렬 A(c,e)들의 0이 아닌 아이겐 밸류(eigen value) 값의 곱들 중에서 최소값을 최대화한 것으로, 이렇게 하여

Figure 112009023752800-pat00017
를 구하면 약 59도이다. In terms of coding gain, the Sundar Rajan Group obtains the spatiotemporal block code using the design rule of 1) Determinant Criterion proposed by Tarokh. The Determinant Criterion maximizes the minimum value among the products of nonzero eigen value values of the N × N matrix A (c, e) for the difference (ce) of two different signal vectors.
Figure 112009023752800-pat00017
It is about 59 degrees.

도 4는 종래기술로서 Tarokh이 제안한 디자인 룰에 의하여 구한 최소 코딩 이득을 다양한

Figure 112004053215396-pat00018
, 즉 0-90까지로 변화시켜 가며 찾은 값이다. 그림에서 보는 바와 같이 최소 코딩 이득이 가장 큰 값을 찾으면 약 59도라는 위상 값이라는 것을 확인할 수 있다. 4 is a graph illustrating various minimum coding gains obtained by a design rule proposed by Tarokh as a related art.
Figure 112004053215396-pat00018
That is, it is found by changing from 0 to 90. As shown in the figure, when the largest coding gain is found, the phase value is about 59 degrees.

그러나 이 값을 사용하여 시뮬레이션을 하면 성능이 더 열화된다. 이러한 열화현상에 대해 이해를 돕기 위하여 예를 들어 보면 다음과 같다. Tarokh의 디자인 룰을 사용하여

Figure 112004053215396-pat00019
를 구하면 위에서 언급한 바와 같이 59도 이다. 이 경우 최소 코딩 이득 값은 1.7659이며 QPSK를 가정할 경우 이 값을 갖는 경우의 수는 2048가지이다. 또 2번째로 작은 코딩 이득 값은 1.8779이며 이 값을 갖는 경우의 수는 1024번 존재한다. 3번째 4번째로 작은 값은 각각 3.5318, 3.7558이며 3072번 768번 존재한다. 그러나 만약
Figure 112004053215396-pat00020
를 63.43도로 가정한다면 최소 코딩 이득은 1.6002이며 2048번 발생, 2번째 작은 코딩 이득은 2.3994로 1024번 발생, 3번째 4번째 작은 코딩 이득은 3.2001, 4.000이며 각각 3072번 발생한다. 두 경우를 비교하면 Tarokh의 디자인 룰을 따르면 최소 코딩 이득이 큰 59를 사용하는 것이 좋아야 한다. 그러나 실제로는 63.43일 때가 성능이 더 좋음을 알 수 있다. However, simulation using this value further degrades performance. To help understand the deterioration phenomenon, for example: Using Tarokh's Design Rules
Figure 112004053215396-pat00019
Is 59 degrees as mentioned above. In this case, the minimum coding gain value is 1.7659 and the number of cases having this value assuming QPSK is 2048. The second smallest coding gain value is 1.8779, and the number of cases having this value exists 1024 times. The third and fourth smallest values are 3.5318 and 3.7558, respectively. But if
Figure 112004053215396-pat00020
If we assume 63.43 degrees, the minimum coding gain is 1.6002, 2048 occurrences, the second small coding gain is 2.3994, 1024 occurrences, and the third and fourth small coding gains are 3.2001, 4.000 and 3072, respectively. Comparing the two cases, according to Tarokh's design rule, it should be better to use 59, which has a large minimum coding gain. In practice, however, the performance is better at 63.43.

따라서 이러한 결과로 보아 디자인 룰 1)이 완벽하지 않다는 것을 알 수 있다. 즉, Sudar Rajan 그룹의 시공간 주파수 블록 부호의 코딩이득을 더 향상시키는 방법을 찾는 것이 필요하다.
Therefore, these results show that the design rule 1) is not perfect. That is, it is necessary to find a method for further improving the coding gain of the space-time frequency block code of the Sudar Rajan group.

따라서 본 발명의 목적은 3개의 안테나를 사용하는 이동통신시스템에서 코딩이득을 향상시키는 송신기 및 송신 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a transmitter and a transmission method for improving coding gain in a mobile communication system using three antennas.

본 발명의 다른 목적은 3개의 안테나를 사용하는 이동통신시스템에서, 특히 벡터심볼들을 복소평면 상에서 회전하여 새로운 값

Figure 112004053215396-pat00021
를 얻은 후, 이 새로운 값의 실수부 허수부를 재구성하여 얻은 벡터 심볼들을 송신하는 통신시스템에서 코딩이득을 최대화하는 위상회전 값을 제공하는 송신기 및 송신방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a new value by rotating vector symbols on a complex plane, especially in a mobile communication system using three antennas.
Figure 112004053215396-pat00021
The present invention provides a transmitter and a method for providing a phase rotation value for maximizing coding gain in a communication system for transmitting vector symbols obtained by reconstructing the real part imaginary part of this new value.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면 본 발명은 입력되는 심볼열의 심볼벡터에

Figure 712009004687789-pat00022
{여기서 0≤
Figure 712009004687789-pat00023
≤pi/2 범위에서
Figure 712009004687789-pat00024
는 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3), 16QAM일 경우에는 atan(2/7) 또는 pi/2-atan(2/7), 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/8) 또는 pi/2-atan(1/8)}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화하는 선부호화기와, 상기 선부호화 심볼열을 하기 수학식에 따라 재배열하여, 재배열된 선부호화 심볼을 출력하는 재결합기와,
Figure 712009004687789-pat00109

여기서 I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미하고,
Figure 712009004687789-pat00110
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00111
는 i 번째 재배열된 선부호화 심볼임.
상기 재배열된 선부호화 심볼열로부터, 2개씩 재결합된 심볼벡터들 각각을 하기 수학식의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 시공간 주파수 블록 부호기를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 송신기를 제공한다.
Figure 712009004687789-pat00112

여기서,
Figure 712009004687789-pat00113
는 i 번째 재배열된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬임.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object the present invention is to a symbol vector of the input symbol string
Figure 712009004687789-pat00022
{Where 0≤
Figure 712009004687789-pat00023
In the ≤pi / 2 range
Figure 712009004687789-pat00024
Is atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3) if the modulation scheme is QPSK, atan (2/7) or pi / 2-atan (2/7) and 64QAM for 16QAM. In this case, a pre-encoder for pre-coding in the form of a real part and an imaginary part by multiplying atan (1/8) or pi / 2-atan (1/8)}, and the pre-coding symbol string according to the following equation A recombiner for rearranging and outputting the rearranged precoded symbols;
Figure 712009004687789-pat00109

Where I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number,
Figure 712009004687789-pat00110
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00111
Is the i th rearranged precoding symbol.
From the rearranged pre-coded symbol string, each of the two recombined symbol vectors are Alamouti-encoded using one of the Alamouti matrices of the following equation, and a space-time frequency block coder is transmitted through a corresponding antenna. Provided is a transmitter using three transmitting antennas.
Figure 712009004687789-pat00112

here,
Figure 712009004687789-pat00113
Is the i-th rearranged precoded symbol, and A1, A2, A3, and A4 are Alamothi coding matrices.

또한, 변조 방법에 따라

Figure 112004053215396-pat00025
값을 변화시키지 않는 경우에는
Figure 112004053215396-pat00026
값을 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3)로 고정한다. Also, depending on the modulation method
Figure 112004053215396-pat00025
If you don't change the value
Figure 112004053215396-pat00026
Fix the value to atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3).

위의 선부호화기에서 선부호화할 때, pi/2<

Figure 112004053215396-pat00027
범위에서는
Figure 112004053215396-pat00028
는, QPSK일 경우에는 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2이고, 16QAM일 경우에는 atan(2/7)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(2/7)+n*pi/2이고, 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/8)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/8)+n*pi/2 이다. 여기서 n은 정수이다.Pi / 2 <
Figure 112004053215396-pat00027
In scope
Figure 112004053215396-pat00028
Is atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 for QPSK and atan (2/7) + n * for 16QAM pi / 2 or pi / 2-atan (2/7) + n * pi / 2 and atan (1/8) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/8) for 64QAM + n * pi / 2. Where n is an integer.

또한, 변조 방법에 따라

Figure 112004053215396-pat00029
값을 변화시키지 않을 경우에는
Figure 112004053215396-pat00030
값을 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2 로 고정한다. Also, depending on the modulation method
Figure 112004053215396-pat00029
If you don't change the value
Figure 112004053215396-pat00030
Fix the value to atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2.

이외에 본 발명의 범위에 속하면서 본 발명의 목적을 달성하는 다른 실시예들이 실현가능하다.
In addition, other embodiments within the scope of the present invention to achieve the object of the present invention are feasible.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.                     

이하 본 발명은 3개의 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기에서 입력되는 심볼열을 소정 규칙에 의해 복수개의 송신 안테나를 통해 전송하는 방식에서 시공간 주파수 블록 부호의 코딩 이득을 최대화하기 위한 방법을 제안하고 이를 바탕으로 한 송신기 및 송신방법을 제안한다. Hereinafter, the present invention proposes a method for maximizing the coding gain of a space-time frequency block code in a scheme of transmitting a symbol string input from a transmitter of a communication system using three antennas through a plurality of transmitting antennas according to a predetermined rule. We propose a transmitter and a transmission method based on this.

본 발명의 구성은 도1의 구성과 외견상 동일하다. 그러나 본 발명은 도 1의 선부호화기(104)에서 심벌벡터에

Figure 112004053215396-pat00031
를 곱하여(복소평면상에서
Figure 112004053215396-pat00032
만큼 회전함을 의미한다) 새로운 값
Figure 112004053215396-pat00033
를 구할 때, 시공간 주파수 블록 부호를 Tarokh이 제안한 설계 룰로 구하는 값 대신에 다른 방법을 사용하여 얻은 값을 사용하여 코딩이득의 향상을 얻는다. The configuration of the present invention is apparently identical to the configuration of FIG. However, the present invention relates to a symbol vector in the precoder 104 of FIG.
Figure 112004053215396-pat00031
Multiply by (in the complex plane
Figure 112004053215396-pat00032
Rotates by) new value
Figure 112004053215396-pat00033
Instead, we obtain the coding gain by using the values obtained using other methods instead of the values obtained by Tarokh's design rule.

본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다. 즉, 상기 도1의 변조기(100)에서는 입력된 정보 데이터를 변조한다. 상기 도1의 변조기(100)의 출력 데이터는 상기 도1의 직렬/병렬 변환기(102)에 입력되어 4개의 변조된 신호들이 상기 도1의 선부호화기(104)에 입력된다. 상기 도 1의 선부호화기(104)에 입력되는 심볼열의 심볼벡터에

Figure 112004053215396-pat00034
{여기서 0≤
Figure 112004053215396-pat00035
≤pi/2 범위에서
Figure 112004053215396-pat00036
는 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3), 16QAM일 경우에는 atan(2/7) 또는 pi/2-atan(2/7), 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/8) 또는 pi/2-atan(1/8)}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화한다. 이 때 각 변조 방식에 따라 다른 값을 사용하지 않을 경우에는 모든 변조 방식에 대하여
Figure 112004053215396-pat00037
는 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3)로 하는 것이 가장 효율적이다. 상기 선부호화기(104) 출력 신호인 선부호화된 심볼열의 심볼벡터는 상기 도1의 재결합기(106)에 입력되어 실수부와 허수부를 인터리브방식으로 2개씩 묶어 재결합하여 심볼벡터들을 발생하고, 상기 2개씩 재결합된 심볼벡터들 각각을 알라모우티 부호화하여 대응되는 안테나를 통해 송신하게 된다. 이러한 시공간 주파수 블록 부호화기를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 송신기가 본 발명의 구성이다.The configuration of the present invention is as follows. That is, the modulator 100 of FIG. 1 modulates input information data. The output data of the modulator 100 of FIG. 1 is input to the serial / parallel converter 102 of FIG. 1, and four modulated signals are input to the pre-encoder 104 of FIG. In the symbol vector of the symbol string input to the line encoder 104 of FIG.
Figure 112004053215396-pat00034
{Where 0≤
Figure 112004053215396-pat00035
In the ≤pi / 2 range
Figure 112004053215396-pat00036
Is atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3) if the modulation scheme is QPSK, atan (2/7) or pi / 2-atan (2/7) and 64QAM for 16QAM. In the case of multiplication, atan (1/8) or pi / 2-atan (1/8)} is multiplied to form a real code and an imaginary part. If you do not use different values for each modulation method,
Figure 112004053215396-pat00037
Is most efficient with atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3). The symbol vectors of the pre-encoded symbol strings, which are the output signals of the pre-encoder 104, are input to the recombiner 106 of FIG. 1 to recombine two real and imaginary parts in an interleaved manner to generate symbol vectors. Each of the recombined symbol vectors is Alamouti-coded and transmitted through a corresponding antenna. A transmitter using three transmit antennas including such a space-time frequency block encoder is a configuration of the present invention.

여기에서

Figure 112004053215396-pat00038
는 pi/2<
Figure 112004053215396-pat00039
범위에서는, 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2이고, 16QAM일 경우에는 atan(1/4)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/4)+n*pi/2이고, 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/18)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/18)+n*pi/2 이다. 여기서 n은 정수이다.From here
Figure 112004053215396-pat00038
Pi / 2 <
Figure 112004053215396-pat00039
In the range, atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 if the modulation scheme is QPSK, and atan (1/4) for 16QAM. ) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/4) + n * pi / 2 and atan (1/18) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (for 64QAM 1/18) + n * pi / 2. Where n is an integer.

이 때 각 변조 방식에 따라 다른 값을 사용하지 않을 경우에는 모든 변조 방식에 대하여

Figure 112004053215396-pat00040
는 atan(1/3)n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)n*pi/2로 하는 것이 가장 효율적이다.If you do not use different values for each modulation method,
Figure 112004053215396-pat00040
Is most efficient with atan (1/3) n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) n * pi / 2.

이하 도 3을 이용하여 본 발명의 방법에 대하여 상세히 알아보도록 한다.도 3은 본 발명에서 제안하는 시공간 주파수 블록 부호화 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 송신기의 송신절차를 도시하는 도면이다. 이하에서 도3의 순서도를 이용하여 본 발명을 설명하도록 한다.Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a diagram illustrating a transmission procedure of a transmitter in a mobile communication system using a space-time frequency block coding scheme proposed by the present invention. Hereinafter, the present invention will be described using the flowchart of FIG. 3.

우선, 전송해야할 정보 데이터를 입력받는다(300). 이후 정보 데이터를 소정의 변조 방식에 의하여 변조한다(302). 상기에서 언급한 바와 같이 변조 방법은 BPSK나, QPSK, PAM, QAM 등 다양하게 사용할 수 있다. 변조된 신호들은 상기에서 언급한 바와 같이 변조 방식에 따라 선부호화 한다(304). 즉, Xi 를 입력 받는다고 하면, 입력 받은 Xi 에

Figure 112004053215396-pat00041
값을 곱하여 Si를 구한다. 이때 0≤
Figure 112004053215396-pat00042
≤pi/2 범위에서
Figure 112004053215396-pat00043
는 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3), 16QAM일 경우에는 atan(2/7) 또는 pi/2-atan(2/7), 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/8) 또는 pi/2-atan(1/8)이고,
Figure 112004053215396-pat00044
가 pi/2<
Figure 112004053215396-pat00045
범위에서는, 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2이고, 16QAM일 경우에는 atan(2/7) 또는 pi/2-atan(2/7)이고, 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/8) 또는 pi/2-atan(1/8) 이다. 이때 각 변조 방식에 따라 값을 결정하지 않을 경우에는
Figure 112004053215396-pat00046
값을 각각 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3) 그리고 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2 으로 한다. 여기서 n은 정수이다. 상기 선부호화된 심볼열의 실수부와 허수부를 인터리브방식으로 2개씩 묶어 재결합하여 심볼벡터들을 발생한다. First, information data to be transmitted is received (300). Thereafter, the information data is modulated by a predetermined modulation scheme (302). As mentioned above, the modulation method may be variously used such as BPSK, QPSK, PAM, QAM, and the like. The modulated signals are precoded 304 according to the modulation scheme as mentioned above. That is, if he receives the input X i, the received X i
Figure 112004053215396-pat00041
Multiply the values to find S i . Where 0≤
Figure 112004053215396-pat00042
In the ≤pi / 2 range
Figure 112004053215396-pat00043
Is atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3) if the modulation scheme is QPSK, atan (2/7) or pi / 2-atan (2/7) and 64QAM for 16QAM. Is atan (1/8) or pi / 2-atan (1/8),
Figure 112004053215396-pat00044
Is pi / 2 <
Figure 112004053215396-pat00045
In the range, atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 if the modulation scheme is QPSK, and atan (2/7 for 16QAM). ) Or pi / 2-atan (2/7), and for 64QAM, atan (1/8) or pi / 2-atan (1/8). If the value is not determined according to each modulation method,
Figure 112004053215396-pat00046
The values are atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3) and atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 It is done. Where n is an integer. The real parts and the imaginary parts of the pre-coded symbol strings are interleaved and recombined to generate symbol vectors.

즉,

Figure 112004053215396-pat00047
In other words,
Figure 112004053215396-pat00047

같이 재결합한다. 재결합된 심볼들은 2개의 심볼씩 알라모두티 방식을 이용하여 시주파수 부호화하여 3개의 안테나에 대하여 상기 <수학식 3>과 같이 시주파수 공 간 사상을 한다(308). 시주파수 공간 사상된 신호들은 할당된 안테나를 통하여 전송된다(310). Reunite together. The recombined symbols are time-frequency coded by two symbols using the Alamoduti method to map the time-frequency spaces on three antennas as shown in Equation 3 above (308). Time-frequency spatial mapped signals are transmitted via the assigned antenna (310).

상기에서 언급한 방법에 의하여 시공간 블록 부호화를 하였을 경우

Figure 112004053215396-pat00048
는 시공간 주파수 블록 부호화기전에 있는 변조기에서의 변조방식에 따라 값이 변화된다. 이러한
Figure 112004053215396-pat00049
값을 알아내는 방법은 아래와 같다. In case of space-time block coding by the above-mentioned method
Figure 112004053215396-pat00048
Is changed according to the modulation scheme in the modulator before the space-time frequency block encoder. Such
Figure 112004053215396-pat00049
Here's how to find the value:

즉, 가능한 모든 경우의 코딩 이득을 구하여 이에 대한 발생 경우의 수를 체크한 후 전체 평균 코딩 이득을 구해서 그 값이 가장 큰

Figure 112004053215396-pat00050
를 구하는 아래의 <수학식 6>에 의해
Figure 112004053215396-pat00051
를 구한다. 이러한 방법으로 얻은 값을 적용한 결과 코딩이득의 향상을 확인할 수 있다. 여기에서 (C.A.)은 코딩이득(coding advantage)을 의미한다.In other words, obtain the coding gain of all possible cases, check the number of occurrences for this case, and find the total average coding gain to obtain the largest value.
Figure 112004053215396-pat00050
By Equation 6 below
Figure 112004053215396-pat00051
Obtain As a result of applying the values obtained in this way, the improvement of coding gain can be confirmed. Here, (CA) means coding advantage.

Figure 112004053215396-pat00052
Figure 112004053215396-pat00052

실제적인 계산방법은 아래와 같다. The actual calculation method is as follows.

즉, 아래의 <수학식7를> 이용하여

Figure 112004053215396-pat00053
에 대해 계산하면 여기서 0≤
Figure 112004053215396-pat00054
≤pi/2범위에서
Figure 112004053215396-pat00055
는, 변조기에서의 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3), 16QAM일 경우에는 atan(2/7) 또는 pi/2-atan(2/7), 그리고 64QAM일 경 우에는 atan(1/8) 또는 pi/2-atan(1/8) 이다. pi/2<
Figure 112004053215396-pat00056
범위에서
Figure 112004053215396-pat00057
는, QPSK일 경우에는 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2, 16QAM일 경우에는 atan(2/7)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(2/7)+n*pi/2, 그리고 64QAM일 경우에는atan(1/8)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/8)+n*pi/2 이다. 여기에서 n은 정수이다.That is, by using Equation 7 below
Figure 112004053215396-pat00053
If you calculate for 0≤
Figure 112004053215396-pat00054
In the range ≤pi / 2
Figure 112004053215396-pat00055
Is atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3) if the modulation scheme in the modulator is QPSK, or atan (2/7) or pi / 2-atan (2/7 if 16QAM ) And atan (1/8) or pi / 2-atan (1/8) for 64QAM. pi / 2 <
Figure 112004053215396-pat00056
In range
Figure 112004053215396-pat00057
Atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 for QPSK, atan (2/7) + n * pi for 16QAM / 2 or pi / 2-atan (2/7) + n * pi / 2, and for 64QAM, atan (1/8) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/8) + n * pi / 2 Where n is an integer.

다만, 시스템의 복잡도를 줄이기 위해 모든 변조 방식에 대하여 같은

Figure 112004053215396-pat00058
값을 사용하고자 하는 경우에는
Figure 112004053215396-pat00059
는 0≤
Figure 112004053215396-pat00060
≤pi/2 범위에서는 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3) 그리고 pi/2<
Figure 112004053215396-pat00061
범위에서는 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2 으로 하는 것이 가장 효율적으로 나타난다. 여기서 n은 정수이다.
However, to reduce the complexity of the system, the same
Figure 112004053215396-pat00058
If you want to use a value
Figure 112004053215396-pat00059
Is 0≤
Figure 112004053215396-pat00060
In the ≤ pi / 2 range, atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3) and pi / 2 <
Figure 112004053215396-pat00061
In the range, it is most efficient to use atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2. Where n is an integer.

Figure 112004053215396-pat00062
Figure 112004053215396-pat00063
over all possible
Figure 112004053215396-pat00062
Figure 112004053215396-pat00063
over all possible

여기에서 구한 값은 Sundar Ragan이 제시한

Figure 112004053215396-pat00064
=(1/2)*atan(2)와는 다른 값이다. 도 5는 본 발명에서 사용한 설계방법에 근거한 코딩이득을 나타내는 곡선이다.즉, 위의 <수학식 7>을 이용하여 얻은 average coding gain을 나타낸 도면이다. 도면에서 보는 바와 같이 Tarokh의 디자인 룰에 의해 찾은 값과 다름을 알 수 있다. 도 5에서는 atan=(1/3)에서 최고의 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다. The values obtained here are given by Sundar Ragan.
Figure 112004053215396-pat00064
This is not the same as = (1/2) * atan (2). 5 is a curve showing coding gain based on the design method used in the present invention. That is, the average coding gain obtained by using Equation 7 above. As shown in the figure, it can be seen that it is different from the value found by Tarokh's design rule. In Figure 5 it can be seen that the best performance can be obtained at atan = (1/3).

도 6은 phase rotator 값을 바꾸 주면서 구한 BER 성능 곡선이다. 즉, 도 6은 IEEE802.16 환경에 맞추어 phase rotator

Figure 112004053215396-pat00065
를 바꾸어 주면서 얻은 coded BER(bit error rate)의 성능이다. 도면에서 보는 바와 같이 약 atan(1/3)에서 가장 좋은 성능을 냄을 알 수 있다. 이는 위의 도 5에서의 결과와 완전히 일치 한다. 6 is a BER performance curve obtained while changing the phase rotator value. That is, Figure 6 is a phase rotator in accordance with the IEEE802.16 environment
Figure 112004053215396-pat00065
The performance of the coded bit error rate (BER) obtained by changing the As shown in the figure, it can be seen that the best performance is achieved in about atan (1/3). This is in full agreement with the results in FIG. 5 above.

도 7은 종래 Tarokh이 제안한 코드 설계 방법에 근거한 시공간 주파수 블록 부호와 본 발명에서 제안한 코드 설계 방법에 근거한 시공간 주파수 블록 부호의 성능을 비교하는 그래프를 나타내는 도면이다. 즉, Sundar Ragan그룹이 Tarokh의 디자인 룰을 사용하여 구한

Figure 112004053215396-pat00066
=(1/2)atan(2)인 경우와 본 발명에서 구한
Figure 112004053215396-pat00067
=atan(1/3) 인 경우의 성능을 비교하여 나타내는 곡선이다. 본 발명인 경우가 BER(bit error rate)/FER(frame error rate)성능이 더 우수함을 알 수 있다. 시뮬레이션은 IEEE802.16 시스템 환경을 이용한 것이다. 구체적인 시뮬레이션 조건은 Pedestrian A 채널에서 단말기가 3km/h로 이동한다고 가정하였고, QPSK, 그리고 convolutional Turbo code 1/2 부호화율을 갖는 채널 코딩을 사용하였다. IEEE802.16은 band AMC와 FUSC의 서브 채널 구조가 있는데, 본 시뮬레이션에서는 band AMC를 사용하였다.
7 is a diagram illustrating a graph comparing the performance of a space-time frequency block code based on a code design method proposed by Tarokh and a space-time frequency block code based on a code design method proposed by the present invention. In other words, the Sundar Ragan group obtained using Tarokh's design rules.
Figure 112004053215396-pat00066
In the case of = (1/2) atan (2) and the present invention
Figure 112004053215396-pat00067
It is a curve comparing the performance in the case of = atan (1/3). In the case of the present invention, it can be seen that the bit error rate (BER) / frame error rate (FER) performance is better. The simulation is based on the IEEE802.16 system environment. For specific simulation conditions, it is assumed that the terminal moves 3km / h in the Pedestrian A channel. QPSK and channel coding with convolutional Turbo code 1/2 coding rate are used. IEEE802.16 has subchannel structures of band AMC and FUSC. In this simulation, band AMC is used.

본 발명은 3개의 송신 안테나들을 사용하는 송신기의 시공간 블록 부호화 장치 및 방법에서, The present invention is a space-time block encoding apparatus and method of a transmitter using three transmit antennas,                     

Figure 112004053215396-pat00068
over all possible
Figure 112004053215396-pat00068
over all possible

에 의해 계산되는

Figure 112004053215396-pat00069
값을 사용하면, 입력되는 심볼열을 소정 규칙에 의해 복수개의 송신 안테나를 통해 전송하는 방식에서 시공간 주파수 블록 부호의 코딩 이득을 최대화할 수 있다.Calculated by
Figure 112004053215396-pat00069
By using the value, the coding gain of the space-time frequency block code can be maximized in a method of transmitting an input symbol string through a plurality of transmit antennas according to a predetermined rule.

Claims (12)

3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기에 있어서, In a transmitter of a communication system using three transmitting antennas, 입력되는 심볼열에
Figure 712009004687789-pat00070
{여기서 0≤
Figure 712009004687789-pat00071
≤pi/2 범위에서
Figure 712009004687789-pat00072
는 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3), 16QAM일 경우에는 atan(1/4) 또는 pi/2-atan(1/4), 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/18) 또는 pi/2-atan(1/18)}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화 심볼열을 출력하는 선부호화기;In the symbol string to be input.
Figure 712009004687789-pat00070
{Where 0≤
Figure 712009004687789-pat00071
In the ≤pi / 2 range
Figure 712009004687789-pat00072
Is atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3) if the modulation scheme is QPSK, atan (1/4) or pi / 2-atan (1/4) if 16QAM, and 64QAM. In one case, a pre-encoder for outputting a pre-encoding symbol string in the form of a real part and an imaginary part by multiplying atan (1/18) or pi / 2-atan (1/18)}; 상기 선부호화 심볼열을 하기 <수학식 9>에 따라 재결합하여, 재결합된 선부호화 심볼열을 출력하는 재결합기와,A recombiner for recombining the pre-coded symbol strings according to Equation 9 to output the recombined pre-coded symbol strings; 상기 재결합된 선부호화 심볼열로부터, 하기 <수학식 10>의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 시공간 주파수 블록 부호기를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기.From the recombined precoded symbol string, three transmit antennas including an space-time frequency block coder for Alamouti encoding using one of the Alamouti matrices of Equation 10 and transmitting through a corresponding antenna The transmitter of the communication system used.
Figure 712009004687789-pat00114
Figure 712009004687789-pat00114
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00115
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00116
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼, I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미함.here,
Figure 712009004687789-pat00115
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00116
Is the i th recombined precoding symbol, I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number.
Figure 712009004687789-pat00117
Figure 712009004687789-pat00117
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00118
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬이며, *는 공액(conjugate) 표시임.here,
Figure 712009004687789-pat00118
Is the i th recombined precoded symbol, A1, A2, A3, and A4 are the Alamothi coding matrices, and * is the conjugate representation. 삭제delete 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기에 있어서, In a transmitter of a communication system using three transmitting antennas, 입력되는 심볼열에
Figure 712009004687789-pat00074
{여기서 pi/2<
Figure 712009004687789-pat00075
범위에서는
Figure 712009004687789-pat00076
는, 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2이고, 16QAM일 경우에는 atan(1/4)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/4)+n*pi/2이고, 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/18)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/18)+n*pi/2이고 n은 정수}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화 심볼열을 출력하는 선부호화기;In the symbol string to be input.
Figure 712009004687789-pat00074
{Where pi / 2 <
Figure 712009004687789-pat00075
In scope
Figure 712009004687789-pat00076
Is atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 when the modulation scheme is QPSK, and atan (1/4) when 16QAM. + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/4) + n * pi / 2 and atan (1/18) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1 for 64QAM A pre-encoder for outputting a pre-encoded symbol string in a form consisting of a real part and an imaginary part by multiplying n * pi / 2 and n is an integer}; 상기 선부호화 심볼열을 하기 <수학식 11>에 따라 재결합하여, 재결합된 선부호화 심볼열을 출력하는 재결합기와,A recombiner for recombining the pre-coded symbol strings according to Equation (11) to output the recombined pre-coded symbol strings; 상기 재결합된 선부호화 심볼열로부터, 하기 <수학식 12>의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 시공간 주파수 블록 부호기를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기.From the recombined precoded symbol strings, three transmit antennas including an space-time frequency block coder for Alamouti encoding using one of the Alamouti matrices of Equation 12 and transmitting through a corresponding antenna are used. The transmitter of the communication system used.
Figure 712009004687789-pat00119
Figure 712009004687789-pat00119
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00120
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00121
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼, I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미함.here,
Figure 712009004687789-pat00120
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00121
Is the i th recombined precoding symbol, I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number.
Figure 712009004687789-pat00122
Figure 712009004687789-pat00122
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00123
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬이며, *는 공액(conjugate) 표시임.here,
Figure 712009004687789-pat00123
Is the i th recombined precoded symbol, A1, A2, A3, and A4 are the Alamothi coding matrices, and * is the conjugate representation. 삭제delete 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신 시스템의 송신 방법에 있어서, In the transmission method of a communication system using three transmission antennas, 입력되는 심볼열에
Figure 712009004687789-pat00078
{여기서 0≤
Figure 712009004687789-pat00079
≤pi/2 범위에서
Figure 712009004687789-pat00080
는 변조방식이 QPSK일 경우에는 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3), 16QAM일 경우에는 atan(1/4) 또는 pi/2-atan(1/4), 그리고 64QAM일 경우에는 atan(1/18) 또는 pi/2-atan(1/18)}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화 심볼열을 출력하는 단계와;In the symbol string to be input.
Figure 712009004687789-pat00078
{Where 0≤
Figure 712009004687789-pat00079
In the ≤pi / 2 range
Figure 712009004687789-pat00080
Is atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3) if the modulation scheme is QPSK, atan (1/4) or pi / 2-atan (1/4) if 16QAM, and 64QAM. Outputting a pre-encoded symbol string in a form consisting of a real part and an imaginary part by multiplying atan (1/18) or pi / 2-atan (1/18)}; 상기 선부호화 심볼열을 하기 <수학식 13>에 따라 재결합하여, 재결합된 선부호화 심볼열을 출력하는 단계와,Recombining the pre-encoded symbol strings according to Equation (13), and outputting the recombined pre-coded symbol strings; 상기 재결합된 선부호화 심볼열로부터, 2개씩 재결합된 심볼벡터들 각각을 하기 <수학식 14>의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함하는 시공간 주파수 블록 부호화 단계를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신 방법.From the recombined precoded symbol strings, each of the two recombined symbol vectors is subjected to Alamouti encoding using one of the Alamouti matrices of Equation 14 and transmitted through a corresponding antenna. A transmission method of a communication system using three transmitting antennas, including the space-time frequency block encoding step.
Figure 712009004687789-pat00124
Figure 712009004687789-pat00124
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00125
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00126
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼, I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미함.here,
Figure 712009004687789-pat00125
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00126
Is the i th recombined precoding symbol, I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number.
Figure 712009004687789-pat00127
Figure 712009004687789-pat00127
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00128
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬이며, *는 공액(conjugate) 표시임.here,
Figure 712009004687789-pat00128
Is the i th recombined precoded symbol, A1, A2, A3, and A4 are the Alamothi coding matrices, and * is the conjugate representation. 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신 방법에 있어서, In the transmission method of a communication system using three transmission antennas, 입력되는 심볼열에
Figure 712009004687789-pat00081
(여기서 pi/2<
Figure 712009004687789-pat00082
범위에서는 QPSK일 경우 는, atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2 16QAM일 경우 atan(1/4)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/4)+n*pi/2, 그리고 64QAM일 경우 atan(1/18)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/18)+n*pi/2 이고 n은 정수)를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화 심볼열을 출력하는 단계와;In the symbol string to be input.
Figure 712009004687789-pat00081
Where pi / 2 <
Figure 712009004687789-pat00082
In range, atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 for QPSK, atan (1/4) + n * pi / for 16QAM 2 or pi / 2-atan (1/4) + n * pi / 2, and 64tan for atan (1/18) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/18) + n * pi Outputting a pre-coded symbol string in a form consisting of a real part and an imaginary part by multiplying by (2) and n is an integer; 상기 선부호화 심볼열을 하기 <수학식 15>에 따라 재결합하여, 재결합된 선부호화 심볼열을 출력하는 단계와,Recombining the pre-encoded symbol string according to Equation 15, and outputting the recombined pre-encoded symbol string; 상기 재결합된 선부호화 심볼열로부터, 하기 <수학식 16>의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함하는 시공간 주파수 블록 부호화 단계를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신 방법.A spatiotemporal frequency block encoding step of performing an Alamouti encoding using one of the Alamouti matrices of Equation 16 from the recombined precoded symbol string and transmitting through a corresponding antenna A transmission method of a communication system using three transmission antennas.
Figure 712009004687789-pat00129
Figure 712009004687789-pat00129
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00130
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00131
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼, I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미함.here,
Figure 712009004687789-pat00130
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00131
Is the i th recombined precoding symbol, I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number.
Figure 712009004687789-pat00132
Figure 712009004687789-pat00132
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00133
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬, *는 공액(conjugate) 표시임.here,
Figure 712009004687789-pat00133
Is the i th recombined precoded symbol, A1, A2, A3, A4 are the Alamothi coding matrix, and * is the conjugate representation. 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기에 있어서, In a transmitter of a communication system using three transmitting antennas, 입력되는 심볼열에
Figure 712009004687789-pat00083
{여기서 0≤
Figure 712009004687789-pat00084
≤pi/2 범위에서
Figure 712009004687789-pat00085
는 변조방식이 QPSK, 16QAM, 64QAM일 경우 모두 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3)}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화 심볼열을 출력하는 선부호화기;In the symbol string to be input.
Figure 712009004687789-pat00083
{Where 0≤
Figure 712009004687789-pat00084
In the ≤pi / 2 range
Figure 712009004687789-pat00085
The pre-encoder outputs the pre-encoding symbol string in the form of real and imaginary parts by multiplying atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3)} when the modulation method is QPSK, 16QAM, or 64QAM. ; 상기 선부호화 심볼열을 하기 <수학식 17>에 따라 재결합하여, 재결합된 선부호화 심볼열을 출력하는 재결합기와,A recombiner for recombining the pre-coded symbol strings according to Equation 17 to output the recombined pre-coded symbol strings; 상기 재결합된 선부호화 심볼열로부터, 하기 <수학식 18>의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 시공간 주파수 블록 부호기를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기.From the recombined pre-coded symbol string, three transmit antennas comprising an space-time frequency block coder for Alamouti encoding using one of the Alamouti matrices of Equation 18 and transmitting through a corresponding antenna The transmitter of the communication system used.
Figure 712009004687789-pat00134
Figure 712009004687789-pat00134
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00135
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00136
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼, I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미함.here,
Figure 712009004687789-pat00135
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00136
Is the i th recombined precoding symbol, I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number.
Figure 712009004687789-pat00137
Figure 712009004687789-pat00137
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00138
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬, *는 공액(conjugate) 표시임.here,
Figure 712009004687789-pat00138
Is the i th recombined precoded symbol, A1, A2, A3, A4 are the Alamothi coding matrix, and * is the conjugate representation. 삭제delete 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기에 있어서, In a transmitter of a communication system using three transmitting antennas, 입력되는 심볼열에
Figure 712009004687789-pat00087
{여기서 pi/2<
Figure 712009004687789-pat00088
범위에서는
Figure 712009004687789-pat00089
는, 변조방식이 QPSK, 16QAM 또는 64QAM일 경우 모두 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2이고 n은 정수}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화 심볼열을 출력하는 선부호화기;In the symbol string to be input.
Figure 712009004687789-pat00087
{Where pi / 2 <
Figure 712009004687789-pat00088
In scope
Figure 712009004687789-pat00089
Is atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 when n is the QPSK, 16QAM or 64QAM, and n is a real number multiplied by A precoder for outputting a pre-encoded symbol string in a form consisting of a part and an imaginary part; 상기 선부호화 심볼열을 하기 <수학식 19>에 따라 재결합하여, 재결합된 선부호화 심볼열을 출력하는 재결합기와,A recombiner for recombining the pre-encoded symbol strings according to Equation 19, and outputting the recombined pre-coded symbol strings; 상기 재결합된 선부호화 심볼열로부터, 하기 <수학식 20>의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 시공간 주파수 블록 부호기를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신기.From the recombined precoded symbol strings, three transmit antennas including an space-time frequency block coder for Alamouti encoding using one of the Alamouti matrices of Equation 20 below and transmitted through a corresponding antenna are used. The transmitter of the communication system used.
Figure 712009004687789-pat00139
Figure 712009004687789-pat00139
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00140
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00141
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼, I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미함.here,
Figure 712009004687789-pat00140
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00141
Is the i th recombined precoding symbol, I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number.
Figure 712009004687789-pat00142
Figure 712009004687789-pat00142
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00143
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬, *는 공액(conjugate) 표시임.here,
Figure 712009004687789-pat00143
Is the i th recombined precoded symbol, A1, A2, A3, A4 are the Alamothi coding matrix, and * is the conjugate representation. 삭제delete 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신 시스템의 송신 방법에 있어서, In the transmission method of a communication system using three transmission antennas, 입력되는 심볼열에
Figure 712009004687789-pat00091
{여기서 0≤
Figure 712009004687789-pat00092
≤pi/2 범위에서
Figure 712009004687789-pat00093
는 변조방식이 QPSK, 16QAM, 64QAM일 경우 모두 atan(1/3) 또는 pi/2-atan(1/3)}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화 심볼열을 출력하는 단계와;In the symbol string to be input.
Figure 712009004687789-pat00091
{Where 0≤
Figure 712009004687789-pat00092
In the ≤pi / 2 range
Figure 712009004687789-pat00093
If the modulation method is QPSK, 16QAM, 64QAM, multiply atan (1/3) or pi / 2-atan (1/3)} to output a pre-encoded symbol string in the form of a real part and an imaginary part. ; 상기 선부호화 심볼열을 하기 <수학식 21>에 따라 재결합하여, 재결합된 선부호화 심볼열을 출력하는 단계와,Recombining the pre-encoded symbol strings according to Equation 21 to output the recombined pre-coded symbol strings; 상기 재결합된 선부호화 심볼열로부터, 하기 <수학식 22>의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함하는 시공간 주파수 블록 부호화 단계를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신 방법.A spatiotemporal frequency block encoding step of performing an Alamouti encoding using one of the Alamouti matrices of Equation 22 from the recombined precoded symbol string and transmitting through a corresponding antenna A transmission method of a communication system using three transmission antennas.
Figure 712009004687789-pat00144
Figure 712009004687789-pat00144
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00145
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00146
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼, I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미함.here,
Figure 712009004687789-pat00145
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00146
Is the i th recombined precoding symbol, I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number.
Figure 712009004687789-pat00147
Figure 712009004687789-pat00147
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00148
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬, *는 공액(conjugate) 표시임.here,
Figure 712009004687789-pat00148
Is the i th recombined precoded symbol, A1, A2, A3, A4 are the Alamothi coding matrix, and * is the conjugate representation. 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신 방법에 있어서, In the transmission method of a communication system using three transmission antennas, 입력되는 심볼열에
Figure 712009004687789-pat00094
{여기서 pi/2<
Figure 712009004687789-pat00095
범위에서는
Figure 712009004687789-pat00096
는, 변조방식이 QPSK, 16QAM 또는 64QAM일 경우 모두 atan(1/3)+n*pi/2 또는 pi/2-atan(1/3)+n*pi/2이고 n은 정수}를 곱하여 실수부와 허수부로 구성되는 형태로 선부호화 심볼열을 출력하는 단계와;In the symbol string to be input.
Figure 712009004687789-pat00094
{Where pi / 2 <
Figure 712009004687789-pat00095
In scope
Figure 712009004687789-pat00096
Is atan (1/3) + n * pi / 2 or pi / 2-atan (1/3) + n * pi / 2 when n is the QPSK, 16QAM or 64QAM, and n is a real number multiplied by Outputting a pre-encoded symbol string in a form consisting of a negative part and an imaginary part; 상기 선부호화 심볼열을 하기 <수학식 23>에 따라 재결합하여, 재결합된 선부호화 심볼열을 출력하는 단계와,Recombining the pre-encoded symbol strings according to Equation 23 to output the recombined pre-coded symbol strings; 상기 재결합된 선부호화 심볼열로부터, 하기 <수학식 24>의 알라모우티 행렬중 하나의 행렬을 이용하여 알라모우티 부호화하고, 대응되는 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함하는 시공간 주파수 블록 부호화 단계를 포함하는 3개의 송신 안테나를 사용하는 통신시스템의 송신 방법.A spatiotemporal frequency block encoding step of performing an Alamouti encoding using one of the Alamouti matrices of Equation 24 from the recombined precoded symbol string and transmitting through a corresponding antenna A transmission method of a communication system using three transmission antennas.
Figure 712009004687789-pat00149
Figure 712009004687789-pat00149
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00150
는 i번째 선부호화 심볼,
Figure 712009004687789-pat00151
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼, I는 실수부, Q는 허수부, 그리고 j는 복소수를 의미함.here,
Figure 712009004687789-pat00150
Is the i presigned symbol,
Figure 712009004687789-pat00151
Is the i th recombined precoding symbol, I is the real part, Q is the imaginary part, and j is the complex number.
Figure 712009004687789-pat00152
Figure 712009004687789-pat00152
 여기서,
Figure 712009004687789-pat00153
는 i 번째 재결합된 선부호화 심볼이고, A1, A2, A3, A4는 알라모티 부호화 행렬, *는 공액(conjugate) 표시임.here,
Figure 712009004687789-pat00153
Is the i th recombined precoded symbol, A1, A2, A3, A4 are the Alamothi coding matrix, and * is the conjugate representation.
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