KR100962266B1 - Method and apparatus for decode hybrid STBC signals - Google Patents

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Abstract

MIMO OFDM 시스템에서 사용될 수 있는 하이브리드 STBC 신호 복조 방법 및 장치가 개시된다. A method and apparatus for hybrid STBC signal demodulation that can be used in a MIMO OFDM system is disclosed.

본 발명에 의한, STBC (Space Time Block Code) 신호와 SM (Spatial Multiplexing) 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호를 복조하는 방법에 있어서, 상기 하이브리드 STBC 신호를 수신하는 단계, 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호에 포함된 STBC 신호를 검출하는 단계, 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 STBC 신호를 소거(cancellation)하여 SM 신호를 검출하는 단계, 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 SM 신호를 소거 (cancellation)하여 STBC 신호를 반복 검출하는 단계 및 상기 검출한 STBC 신호와 상기 반복 검출한 STBC 신호가 같으면 그 STBC 신호를 최종 STBC 신호로 결정하는 단계를 포함한다.A method for demodulating a hybrid STBC signal in which a space time block code (STBC) signal and a spatial multiplexing (SM) signal are mixed according to the present invention, the method comprising: receiving the hybrid STBC signal and including the received hybrid STBC signal in the received hybrid STBC signal Detecting the detected STBC signal, canceling the detected STBC signal from the received hybrid STBC signal, and detecting the SM signal, canceling the detected SM signal from the received hybrid STBC signal. And repeatedly detecting the STBC signal, and determining the STBC signal as the final STBC signal if the detected STBC signal and the repeatedly detected STBC signal are the same.

Description

하이브리드 STBC 신호 복조 방법 및 장치{Method and apparatus for decode hybrid STBC signals}Hybrid STBC signal demodulation method and apparatus {Method and apparatus for decode hybrid STBC signals}

본 발명은 복조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 하이브리드 STBC (Space Time Block Code) 구조를 갖는 MIMO (Multiple Input Multiple Output) OFDM 시스템에서 효과적으로 신호를 검출할 수 있는 하이브리드 STBC 신호 복조 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a demodulation method and apparatus thereof, and more particularly, to a hybrid STBC signal demodulation method and apparatus capable of effectively detecting a signal in a multiple input multiple output (MIMO) OFDM system having a hybrid space time block code (STBC) structure. will be.

최근에 무선 환경에서의 고속 데이터 전송에 대한 요구가 점점 증가되면서 주파수 자원의 부족 현상이 예상됨에 따라 주파수 대역의 중요성이 날로 부각되는 가운데 주파수를 공유하여 사용할 수 있는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Mulitplexing) 시스템이 차세대 무선 멀티미디어 전송 기술로 크게 주목 받고 있다. 무선 환경에서는 고속 데이터 전송에 대한 요구와 많은 사용자의 동시 접속의 요구가 커지면서, 한정된 주파수를 좀 더 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 무선 인터넷 등에서 요구되는 높은 링크 비용 (link budget)을 해결하기 위하여 송신단에 다중 안테나를 사용하는 송신 다이버시티 기법에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. 송신 다이버시티 기법 중 가 장 대표적인 기법이 STBC 기법을 들 수 있는데 이러한 기법은 저속에서는 우수한 성능을 보이나 고속에서는 귀환에 의한 지연 때문에 성능저하가 발생된다. Recently, as the demand for high-speed data transmission in a wireless environment is expected to increase, a shortage of frequency resources is expected, and as the importance of frequency bands becomes more important, an orthogonal frequency division mulitplexing (OFDM) system that can be used by sharing frequency is introduced. It is attracting much attention as the next generation wireless multimedia transmission technology. In the wireless environment, as the demand for high-speed data transmission and the simultaneous connection of many users increases, a lot of researches are being conducted to enable the use of a limited frequency more efficiently. In order to solve the high link budget required in the wireless Internet, researches on a transmission diversity scheme using multiple antennas at the transmitting end have been actively conducted. The most representative of the transmit diversity schemes is the STBC technique, which shows excellent performance at low speed, but degrades due to delay caused by feedback at high speed.

또한 다중화 (multiplexing) 이득을 높이기 위해 Bell Lab에서 제안한 BLAST (Bell Lab Layered Space Time)의 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 들 수 있겠는데, 이 방법은 풍부한 분산 (rich scattering) 환경에서 송, 수신단에 다중 안테나를 사용함으로써 독립적인 페이딩 채널을 다수 개 형성하고 송신안테나 마다 다른 신호를 전송하도록 하여, 그 결과 데이터 전송속도를 크게 향상시키도록 한다. 이 때 각 수신 안테나에서는 특정 신호만을 검출하고 다른 신호들은 간섭신호로 간주하여 강제 제로화 (zero-forcing) 또는 MMSE (Minimum Mean Square Error) 무효화 (nulling)을 시킴으로써 다른 신호의 영향을 최소화하면서 신호를 검출한다. The Bell Lab Layered Space Time (MIMO) method of Bell Lab Layered Space Time (BMO) proposed by Bell Lab to increase the multiplexing gain is possible. This method transmits and receives in rich scattering environment. By using multiple antennas, multiple independent fading channels can be formed and different signals can be transmitted for each transmit antenna, resulting in a significant data rate. At this time, each receiving antenna detects only a specific signal and treats other signals as interference signals and detects the signal while minimizing the influence of other signals by forcing zero-forcing or nulling the minimum mean square error (MMSE). do.

이러한 MIMO 방식은 송신신호가 채널의 코히어런스 대역폭 (coherence bandwidth) 보다 작은 대역폭을 갖는 플랫 페이딩을 가정하기 때문에 BLAST-OFDM 방식이 다중경로 환경에 쉽게 적용될 수 있다. 즉, OFDM 방식을 적용한 BLAST 시스템은 다중경로지연에 의한 영향이 CP의 사용으로 감쇄되고 플랫 페이딩 채널로 근사화되어 수신 단에서 추가의 하드웨어 사용 없이 신호를 검출할 수 있는 장점이 있다. 또한 V-BLAST를 적용하여 다중 송·수신안테나를 사용할 경우 낮은 계산량으로도 효과적으로 전송률을 증가시킬 수 있다. In the MIMO scheme, the BLAST-OFDM scheme can be easily applied to a multipath environment because the transmission signal assumes flat fading having a bandwidth smaller than the coherence bandwidth of the channel. That is, the BLAST system using the OFDM scheme has the advantage that the effects of the multipath delay are reduced by the use of CP and approximated to the flat fading channel so that the receiver can detect the signal without additional hardware. In addition, when using multiple transmit / receive antennas by applying V-BLAST, it is possible to effectively increase the transmission rate even with low calculation amount.

MIMO OFDM 시스템에서 기저대역 신호는 BPSK나 QPSK, 16-QAM, 64-QAM 등을 이용하여 변조된 후 IFFT/FFT의 구성요소들을 이용하여 처리하고, 송수신 신호의 시간 및 주파수 영역에서의 인터리빙은 RF단에서 반송파 합성기를 통해 수행된다. In the MIMO OFDM system, the baseband signal is modulated using BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM, etc., and then processed using the components of IFFT / FFT. In this case, it is performed through a carrier synthesizer.

하이브리드 STBC는 V-BLAST OFDM에서의 각 데이터 스트림에 STBC를 적용하는 것을 의미한다. 이러한 구조로 인해 다이버시티 효과를 얻을 수 있으며 이로 인해 성능을 개선시킬 수 있을 뿐 아니라 요구되는 수신 안테나의 수도 줄일 수 있는 매우 효율적인 방법이라 할 수 있다.Hybrid STBC means applying STBC to each data stream in V-BLAST OFDM. This structure provides a diversity effect, which not only improves performance, but also reduces the number of receive antennas required.

하이브리드 STBC는 일반적인 STBC의 성능과 비교해 볼 때 검출하고자 하는 신호 외의 다른 신호들이 간섭으로 작용하여 일반적인 STBC 보다 성능 차이가 크게 차이가 남을 알 수 있다. 더욱이 간섭 신호의 수가 많아질수록 그 차이는 더욱 확연히 들어난다. 예를 들어 2개의 STBC신호를 사용한 구조의 하이브리드 STBC보다 STBC 신호와 SM 신호를 혼합한 구조의 하이브리드 STBC가 간섭의 영향으로 인해 성능 열화가 더 심하게 나타난다. In comparison with the performance of the general STBC, the hybrid STBC has a performance difference that is significantly different from that of the general STBC because other signals besides the signal to detect act as interference. Moreover, as the number of interfering signals increases, the difference becomes more pronounced. For example, hybrid STBCs having a mixture of STBC and SM signals exhibit more severe performance degradation due to interference than hybrid STBCs having two STBC signals.

이렇게 되면 일반적인 STBC의 성능이 하이브리드 STBC보다 훨씬 성능이 좋음은 물론이거니와 기존의 SM 관련 기법인 V-BLAST OSIC나 DFE와의 성능 차이는 크지 않은 상황이 발생하게 되어 전송률을 줄이면서까지 하이브리드 STBC 사용해야할 의미조차 불명확해진다. 따라서 기존의 하이브리드 STBC 검출 기법의 성능을 좀 더 높여야 하는 필요성이 발생하게 된다. In this case, the performance of general STBC is much better than that of hybrid STBC, and the performance difference between V-BLAST OSIC and DFE such as existing SM-related techniques is not big enough. It becomes unclear. Therefore, there is a need to increase the performance of the existing hybrid STBC detection technique.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 수신단에서 신호 검출시, 하이브리드 STBC 신호에서 각 송신 기법에 따른 STBC 신호와 SM 신호를 검출할 때에의 성 능을 향상시킬 수 있는 하이브리드 STBC 수신 신호 복조 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is a hybrid STBC received signal demodulation method that can improve the performance when detecting the STBC signal and SM signal according to each transmission technique in the hybrid STBC signal when the signal is detected at the receiving end and To provide a device.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 신호 복조 방법은, STBC (Space Time Block Code) 신호와 SM (Spatial Multiplexing) 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호를 복조하는 방법에 있어서, (a) 상기 하이브리드 STBC 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호에 포함된 STBC 신호를 검출하는 단계; (c) 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 STBC 신호를 소거(cancellation)하여 SM 신호를 검출하는 단계; (d) 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 SM 신호를 소거 (cancellation)하여 STBC 신호를 검출하는 단계; 및 (e) 상기 (b) 단계에서 검출한 STBC 신호와 상기 (d) 단계에서 검출한 STBC 신호가 같으면 그 STBC 신호를 최종 STBC 신호로 결정하는 단계;를 포함한다.The signal demodulation method according to the present invention for solving the above technical problem is a method for demodulating a hybrid STBC signal in which a space time block code (STBC) signal and a spatial multiplexing (SM) signal are mixed (a) the hybrid Receiving an STBC signal; (b) detecting an STBC signal included in the received hybrid STBC signal; (c) canceling the detected STBC signal from the received hybrid STBC signal to detect an SM signal; (d) canceling the detected SM signal from the received hybrid STBC signal to detect an STBC signal; And (e) if the STBC signal detected in step (b) and the STBC signal detected in step (d) are the same, determining the STBC signal as the final STBC signal.

상기 (e) 단계에서 상기 (b) 단계에서 검출한 STBC 신호와 상기 (d) 단계에서 검출한 STBC 신호가 같지 않으면 상기 (d) 단계에서 검출한 STBC 신호를 상기 (b) 단계에서 검출한 STBC 신호로 설정하여 상기 (c) 단계부터 반복하는 것이 바람직하다.In step (e), if the STBC signal detected in step (b) and the STBC signal detected in step (d) are not the same, the STBC signal detected in step (d) is detected in step (b). It is preferable to set the signal and repeat from the step (c).

상기 (c) 단계는, (c1) V-BLAST OSIC 또는 V-BLAST DFE 방법을 이용하여 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 기준 신호를 검출하는 단계; (c2) 상기 기준 신호와 성상도 상에서의 유클리디언 거리가 가장 짧은 복수의 신호들을 후보 신호로 결정하는 단계; 및 (c3) 상기 후보 신호들 중에서 에러가 가장 최소인 신호를 SM 신호로 선택하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.Step (c) comprises: (c1) detecting a reference signal from the received hybrid STBC signal using a V-BLAST OSIC or V-BLAST DFE method; (c2) determining a plurality of signals having a shortest Euclidean distance on the reference signal and constellation as candidate signals; And (c3) selecting a signal having the smallest error among the candidate signals as the SM signal.

그리고, 상기 (c2) 단계의 복수의 신호들의 개수는 상기 하이브리드 STBC 신호에 QPSK 변조가 사용된 경우 최대 4이며, 16-QAM 변조가 사용된 경우에는 최대 16인 것이 바람직하다.And, the number of the plurality of signals in the step (c2) is a maximum of 4 when the QPSK modulation is used for the hybrid STBC signal, and a maximum of 16 when 16-QAM modulation is used.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 신호 복조 장치는, STBC (Space Time Block Code) 신호와 SM (Spatial Multiplexing) 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호를 복조하는 장치에 있어서, 상기 하이브리드 STBC 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호에 포함된 STBC 신호를 검출하는 STBC 신호 검출부; 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 STBC 신호를 소거(cancellation)하여 SM 신호를 검출하는 SM 신호 검출부; 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 SM 신호를 소거 (cancellation)하여 STBC 신호를 반복하여 검출하는 반복 STBC 신호 검출부; 및 상기 STBC 신호 검출부에서 검출한 STBC 신호와 상기 반복 STBC 신호 검출부에서 검출한 STBC 신호가 같으면 그 STBC 신호를 최종 STBC 신호로 결정하는 STBC 신호 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a signal demodulation device for demodulating a hybrid STBC signal in which a space time block code (STBC) signal and a spatial multiplexing (SM) signal are mixed. Receiving unit for receiving; An STBC signal detector for detecting an STBC signal included in the received hybrid STBC signal; An SM signal detector for canceling the detected STBC signal from the received hybrid STBC signal to detect an SM signal; A repetitive STBC signal detector for canceling the detected SM signal from the received hybrid STBC signal and repeatedly detecting the STBC signal; And an STBC signal determiner for determining the STBC signal as the final STBC signal when the STBC signal detected by the STBC signal detector and the STBC signal detected by the repeated STBC signal detector are the same.

본 발명에 따르면, 기존의 하이브리드 STBC 복조 방식에서 줄일 수 없는 SM 신호 간섭 현상으로 인한 성능 감쇄를 줄일 수 있다. 그로 인해 MIMO OFDM 시스템의 전반적인 복조 성능을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to reduce the performance attenuation caused by the SM signal interference which cannot be reduced in the existing hybrid STBC demodulation scheme. This can improve the overall demodulation performance of the MIMO OFDM system.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, STBC (Space Time Block Code) 신호와 SM (Spatial Multiplexing) 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호를 복조하는 방법의 흐름을 도시한 것이다.1 illustrates a flow of a method for demodulating a hybrid STBC signal in which a space time block code (STBC) signal and a spatial multiplexing (SM) signal are mixed according to an embodiment of the present invention.

하이브리드 STBC 신호를 수신하여 채널 추정을 한다 (100 단계). 수신한 하이브리드 STBC 신호에 포함된 STBC 신호를 검출하고 (110 단계), 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 STBC 신호를 소거(cancellation)하여 SM 신호를 검출하며 (120 단계), 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 SM 신호를 소거 (cancellation)하여 STBC 신호를 반복해서 검출하다 (130 단계).Channel estimation is performed by receiving the hybrid STBC signal (step 100). Detecting the STBC signal included in the received hybrid STBC signal (step 110), canceling the detected STBC signal from the received hybrid STBC signal (cancellation) to detect the SM signal (step 120), and receiving the received hybrid STBC signal The detected SM signal is canceled from the cell and the STBC signal is repeatedly detected (step 130).

그리고, 상기 검출한 STBC 신호와 상기 반복 검출한 STBC 신호가 같으면 그 STBC 신호를 최종 STBC 신호로 결정한다 (140 단계).If the detected STBC signal and the repeatedly detected STBC signal are the same, the STBC signal is determined as the final STBC signal (step 140).

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, STBC (Space Time Block Code) 신호와 SM (Spatial Multiplexing) 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호를 복조하는 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다. 이 장치는 도 1의 방법을 실시하기 위한 구성을 가진다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for demodulating a hybrid STBC signal in which a space time block code (STBC) signal and a spatial multiplexing (SM) signal are mixed according to an embodiment of the present invention. This apparatus has a configuration for implementing the method of FIG.

이 장치는 상기 하이브리드 STBC 신호를 수신하는 수신부인 안테나 어레이 (200), 상기 수신한 신호에 대해 채널을 추정하는 채널 추정부 (210) 그리고 상기 신호로부터 필요한 신호를 검출하는 신호 검출부 (220)를 포함한다.The apparatus includes an antenna array 200 which is a receiver for receiving the hybrid STBC signal, a channel estimator 210 for estimating a channel for the received signal, and a signal detector 220 for detecting a required signal from the signal. do.

신호 검출부 (220)는, 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호에 포함된 STBC 신 호를 검출하는 STBC 신호 검출부 (230), 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 STBC 신호를 소거(cancellation)하여 SM 신호를 검출하는 SM 신호 검출부 (240), 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 SM 신호를 소거 (cancellation)하여 STBC 신호를 반복하여 검출하는 반복 STBC 신호 검출부 (250) 및 STBC 신호 검출부(230)에서 검출한 STBC 신호와 반복 STBC 신호 검출부 (250)에서 검출한 STBC 신호가 같으면 그 STBC 신호를 최종 STBC 신호로 결정하는 STBC 신호 결정부 (260)를 포함한다.The signal detector 220 detects an SM signal by canceling the detected STBC signal from the STBC signal detector 230 that detects an STBC signal included in the received hybrid STBC signal. The detected SM signal detector 240 and the repeated STBC signal detector 250 and STBC signal detector 230 which cancel the detected SM signal from the received hybrid STBC signal and repeatedly detect the STBC signal. If the STBC signal and the STBC signal detected by the repetitive STBC signal detection unit 250 are the same, the STBC signal determination unit 260 determines the STBC signal as the final STBC signal.

본 발명에서는, STBC 신호 검출의 성능을 높이기 위해 반복 STBC 신호 검출의 개념을 도입하고, 또한 SM 신호 검출의 성능을 높이기 위해 V-알고리즘을 적용하여, STBC, SM 신호검출 성능을 향상시킴으로 인해서 전체적인 하이브리드 STBC의 성능을 높이도록 하며, 이는 이하에서 상세하게 설명될 것이다.In the present invention, the concept of repetitive STBC signal detection is introduced to increase the performance of STBC signal detection, and the V-algorithm is applied to improve the performance of SM signal detection, thereby improving the overall performance of STBC and SM signal detection. Increasing the performance of the STBC, which will be described in detail below.

본 발명의 일 실시예에서 사용될 하이브리드 STBC 구조는 도 3과 같다. 도 3에 도시된 것과 같이, 송신단 (300)에는 신호 처리 및/또는 변조 처리 (305)하고, STBC 신호 블록 (310)을 통해서 STBC 신호와 SM 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호를 4개의 송신 안테나 (315)를 사용하며 전송하고, 수신단 (350)에서는 이를 3개의 수신 안테나 (355)를 이용하여 수신한다.Hybrid STBC structure to be used in an embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the transmitting end 300 includes signal processing and / or modulation processing 305, and transmits a hybrid STBC signal mixed with an STBC signal and an SM signal through the STBC signal block 310 to four transmitting antennas ( 315 is used and transmitted, and the receiving end 350 receives the same using three receiving antennas 355.

MIMO OFDM 시스템엔 다중 안테나 사용에 따른 다양한 기법이 제시되어있는데 STBC (Space Time Block Code), SM (Spatial Multiplexing), 하이브리드 STBC, 그리고 beamforming이 다중 안테나 사용에 따른 기법이라 할 수 있다.In MIMO OFDM system, various techniques are proposed according to the use of multiple antennas. Space Time Block Code (STBC), spatial multiplexing (SM), hybrid STBC, and beamforming are techniques for using multiple antennas.

기존의 BLAST 시스템은 수신 안테나의 수가 송신 안테나의 수보다 많거나 같 아야 하는 제약 조건이 있는 것에 반해, 본 발명이 적용되는 하이브리드 STBC 구조에서는 도 3에서 예시된 것과 같이 수신 안테나가 송신 안테나 개수보다 작은 경우에도 동작 가능하다. Whereas the existing BLAST system has a constraint that the number of receiving antennas must be equal to or greater than the number of transmitting antennas, in the hybrid STBC structure to which the present invention is applied, the receiving antennas are smaller than the number of transmitting antennas as illustrated in FIG. Even if it works.

또한 도 3에 도시된 것과 같이 송신단 (300)에서는 STBC 신호와 각기 다른 신호로 구성되어있는 SM 신호를 혼합하여 수신단 (350)으로 보내게 되고, 수신단 (350)에서는 일단 STBC 신호를 먼저 검출 (360)한 후에 검출한 STBC 신호를 수신신호에서 소거 (cancellation)한 후에 MIMO 검출기 (365)에서 SM 신호를 MIMO 검출 방법으로 복구한다. (MIMO 검출기 (365)의 기능은 신호 검출부 (220)의 기능에 포함되어 있는 것이며, MIMO 검출기의 기능에 대한 별도의 설명은 하지 않음)In addition, as shown in FIG. 3, the transmitting end 300 mixes an STBC signal and an SM signal composed of different signals, and sends them to the receiving end 350. The receiving end 350 first detects the STBC signal (360). After canceling the detected STBC signal from the received signal, the MIMO detector 365 restores the SM signal to the MIMO detection method. (The function of the MIMO detector 365 is included in the function of the signal detector 220, and the description of the function of the MIMO detector is not described separately.)

본 발명의 일 실시예의 흐름인 도 1의 방법은 도 4의 순서도에서 더 상세하게 설명된다. The method of FIG. 1, which is the flow of one embodiment of the present invention, is described in more detail in the flowchart of FIG. 4.

STBC (Space Time Block Code) 신호와 SM (Spatial Multiplexing) 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호가 안테나 어레이를 통해서 수신되면 (400 단계), 이 수신한 신호를 읽어내고, K 값을 입력받는다 (405 단계). 이 K 값은 도 4의 415 단계 내지 445 단계가 반복되는 최대 회수를 결정하는 것으로, 자동적으로 설정될 수도 있고, 사용자로부터 입력받은 값일 수도 있다.When a hybrid STBC signal mixed with a STBC (Space Time Block Code) signal and a SM (Spatial Multiplexing) signal is received through an antenna array (step 400), the received signal is read and a K value is input (step 405). . This K value determines the maximum number of times that steps 415 to 445 of FIG. 4 are repeated, and may be set automatically or may be a value input from a user.

그리고 도 4의 단계를 반복시키기 위한 변수값으로 i=0으로 설정하고, STBC 신호 검출부 (230)에서 STBC 신호가 검출된다 (410 단계).Then, i = 0 is set as a variable value for repeating the step of FIG. 4, and the STBC signal detection unit 230 detects an STBC signal (step 410).

STBC 신호를 검출하기 위해선 신호에 대한 수식적인 처리 과정이 필요하며, 이하에서는 그 처리과정에 대해 설명한다.In order to detect the STBC signal, a formal processing of the signal is required, which will be described below.

일단 수신단에서의 수식은 수학식 1과 같이 표현된다.The equation at the receiving end is expressed as Equation 1 below.

Figure 112008071766683-pat00001
Figure 112008071766683-pat00001

이 식에서

Figure 112008071766683-pat00002
Figure 112008071766683-pat00003
는 3x1의 벡터로 구성되어있으며
Figure 112008071766683-pat00004
는 다중경로 채널인 i.i.d 랜덤 복소수 벡터이다. 여기서 i 가 의미하는 바는 수신안테나의 개수를 나타내는 것이고 j가 나타내는 바는 송신안테나의 개수를 의미하는 것이라 할 수 있다. 여기서 n은 평균 '0'을 갖는 가우시안 잡음을 나타낸다.In this expression
Figure 112008071766683-pat00002
and
Figure 112008071766683-pat00003
Consists of vectors of 3x1,
Figure 112008071766683-pat00004
Is an iid random complex vector that is a multipath channel. In this case, i means the number of reception antennas, and j means the number of transmission antennas. Where n represents Gaussian noise with an average of '0'.

이러한 수신 신호에서 STBC 신호를 먼저 검출하게 되는데 일단 4x3 벡터 구조로 이루어진 비대칭의 채널행렬을 연산하기 쉬운 2x2 벡터 구조로 변환한다.The STBC signal is first detected from the received signal. The asymmetric channel matrix consisting of the 4x3 vector structure is converted into a 2x2 vector structure that is easy to operate.

Figure 112008071766683-pat00005
Figure 112008071766683-pat00005

그리고 송신신호 역시 그 신호에 대해 사용된 변조 기법에 따라 분류하여 새로 운 그룹으로 정의하였다.Transmitted signals were also classified into new groups, classified according to the modulation scheme used for the signals.

Figure 112008071766683-pat00006
Figure 112008071766683-pat00006

수신 신호 역시 수정하여 수학식 4와 같이 새로운 수신신호를 만든다.The received signal is also modified to create a new received signal as shown in Equation 4.

Figure 112008071766683-pat00007
Figure 112008071766683-pat00007

이렇게 새롭게 정의된 행렬은 다음의 수식처럼 전개 될 수 있다. This newly defined matrix can be expanded like this equation:

Figure 112008071766683-pat00008
Figure 112008071766683-pat00008

여기서

Figure 112008071766683-pat00009
Figure 112008071766683-pat00010
는 각각
Figure 112008071766683-pat00011
Figure 112008071766683-pat00012
에 더해진 잡음이며, 각각은 2x2의 행렬로 구성되어있다. 수학식 5를 통해서
Figure 112008071766683-pat00013
Figure 112008071766683-pat00014
라는 새로운 수신 신호를 정의한다. 그리고, 이를 이용하여 STBC 신호인
Figure 112008071766683-pat00015
를 검출한다.
Figure 112008071766683-pat00016
를 검출하기 위한 수학식은 다음과 같다.here
Figure 112008071766683-pat00009
and
Figure 112008071766683-pat00010
Respectively
Figure 112008071766683-pat00011
and
Figure 112008071766683-pat00012
Is the noise added to, and each consists of a matrix of 2x2. Through Equation 5
Figure 112008071766683-pat00013
and
Figure 112008071766683-pat00014
Define a new received signal. And, using this, the STBC signal
Figure 112008071766683-pat00015
Detect.
Figure 112008071766683-pat00016
The equation for detecting is as follows.

Figure 112008071766683-pat00017
Figure 112008071766683-pat00017

이 식은 다음 수학식 7과 같이 쓰일 수 있다.This equation can be written as in Equation 7 below.

Figure 112008071766683-pat00018
Figure 112008071766683-pat00018

여기서

Figure 112008071766683-pat00019
를 의미한다. 수학식 7을 통해
Figure 112008071766683-pat00020
Figure 112008071766683-pat00021
를 새롭게 정의된
Figure 112008071766683-pat00022
부터
Figure 112008071766683-pat00023
까지의 값과 새롭게 정의된 채널 값으로 구할 수 있다. 수학식 8은 STBC 신호를 검출해 내는 수식으로써, 간단한 연산을 통해서 STBC 신호를 검출해 낼 수 있게 한다.here
Figure 112008071766683-pat00019
Means. Through equation (7)
Figure 112008071766683-pat00020
and
Figure 112008071766683-pat00021
Newly defined
Figure 112008071766683-pat00022
from
Figure 112008071766683-pat00023
It can be obtained by up to and the newly defined channel value. Equation (8) is an equation for detecting the STBC signal, and makes it possible to detect the STBC signal through a simple operation.

Figure 112008071766683-pat00024
Figure 112008071766683-pat00024

상기와 같이 구해진 STBC 신호에

Figure 112008071766683-pat00025
를 곱한 후 양자화를 해줌으로써 STBC 검출을 완료하게 된다. 상기와 같이 4x3의 벡터구조로 되어있는 신호를 2x2의 벡터신호 값으로 만듦으로 인해 좀더 손쉽게 STBC 신호 값을 검출해 낼 수 있는 것이다.On the STBC signal obtained as above
Figure 112008071766683-pat00025
After multiplying by quantization, STBC detection is completed. The STBC signal value can be detected more easily by making the signal having the 4x3 vector structure as the 2x2 vector signal as described above.

그 다음으로 수행되어져야 하는 단계는 SM 신호를 검출하는 단계이다 (420 단계). 초기에 K 값을, 예를 들면, 5라고 한다면 415 단계에서 420 단계로 진행한다.The next step to be performed is to detect the SM signal (step 420). Initially, if the value of K is 5, for example, the process proceeds from step 415 to step 420.

이미 STBC 신호는 검출을 한 상태이기 때문에 SM 신호 검출을 위해 400 단계에서 수신한 신호에서 상기 검출된 STBC 신호를 소거 (cancellation) 하는 과정을 먼저 수행한다. Since the STBC signal has already been detected, a process of canceling the detected STBC signal from the signal received in step 400 is first performed to detect the SM signal.

SM 신호를 검출하기 위해서는 V-BLAST의 DFE 방법을 이용하여 검출하여야 하는데, V-BLAST의 특성상 첫 번째로 검출한 신호가 정확하다면 후에 구할 신호도 적은 간섭으로 인해 비교적 정확하게 검출되게 된다. 즉, 하이브리드 STBC에서 STBC 신호는 다이버시티 이득으로 인해 일반적인 SM 신호보다 BER 성능이 좋게 되는데 이처럼 비교적 정확하게 첫 번째 신호를 검출했기 때문에 기존의 V-BLAST 신호보다 SM 신호 검출의 성능이 좋게 되는 것이다.In order to detect the SM signal, the DFE method of V-BLAST has to be detected. If the first detected signal is correct due to the characteristics of V-BLAST, the signal to be obtained later is relatively accurately detected due to less interference. That is, in hybrid STBC, the STBC signal has better BER performance than the normal SM signal due to diversity gain. As such, since the first signal is detected relatively accurately, the performance of the SM signal is better than that of the conventional V-BLAST signal.

SM 신호는 STBC 신호와 달리 각 시간 슬롯 당 모두 다른 신호로 구성되어 있기 때문에 STBC 신호검출과 달리 각각의 시간 슬롯에 대해 검출해야 한다. 이를 감안하여, SM 신호를 검출하기 위해 처음으로 수행하여야 할 통상적인 소거 (cancellation) 과정은 수학식 9와 같다.Unlike the STBC signal, since the SM signal is composed of different signals for each time slot, unlike the STBC signal detection, the SM signal must be detected for each time slot. In view of this, the conventional cancellation process to be performed first to detect the SM signal is shown in Equation (9).

여기서 과

Figure 112008071766683-pat00027
Figure 112008071766683-pat00028
는 수신 신호에서 STBC 신호가 소거 (cancellation) 된 신호이다.Where and
Figure 112008071766683-pat00027
and
Figure 112008071766683-pat00028
Is a signal in which the STBC signal is canceled from the received signal.

그 다음 수행되어야 할 단계는 ordering 단계로써, 이때 사용된 채널의 역행렬 G의 값은 MMSE 기법을 사용한 것으로 수학식 10과 같다.The next step to be performed is an ordering step, in which the value of the inverse matrix G of the channel used is MMSE and is expressed by Equation 10.

Figure 112008071766683-pat00029
Figure 112008071766683-pat00029

ordering하는 방법은 채널의 역행렬의 크기가 작은 행의 순서대로 정렬하게 된다.In ordering method, the inverse of the channel is arranged in the order of the smaller rows.

Figure 112008071766683-pat00030
Figure 112008071766683-pat00030

여기서 i는 디코딩 단계를 나타내는 변수이며, SM 신호가 검출되는 순서는 STBC가 검출된 후이기 때문에 3번째, 4번째가 된다. 그러므로

Figure 112008071766683-pat00031
는 만족하게 되고 또한 sorting 된 신호는 2개 밖에 존재하지 않기 때문에
Figure 112008071766683-pat00032
를 만족하게 된다. I is a variable representing a decoding step, and the order in which the SM signal is detected is the third and fourth because the STBC is detected. therefore
Figure 112008071766683-pat00031
Is satisfied, and because there are only two sorted signals
Figure 112008071766683-pat00032
Will be satisfied.

G에 따라 정렬된 행렬은 다음 식으로 나타낼 수 있다.The matrix sorted according to G can be expressed by the following equation.

Figure 112008071766683-pat00033
Figure 112008071766683-pat00033

Ordering 된

Figure 112008071766683-pat00034
는 QR 분해 방법을 거처 다음과 같이 나타낼 수 있다.Ordered
Figure 112008071766683-pat00034
Based on the QR decomposition method, can be expressed as follows.

Figure 112008071766683-pat00035
Figure 112008071766683-pat00035

그 다음에, 소거 (cancellation) 수신 데이터에

Figure 112008071766683-pat00036
를 곱한다. 이는 수학식 14와 같은 형태로 구성되게 된다.Next, the received received data
Figure 112008071766683-pat00036
Multiply by This is configured in the form of equation (14).

Figure 112008071766683-pat00037
Figure 112008071766683-pat00037

여기서 t는 시간 슬롯을 의미한다.Where t means time slot.

마지막으로 SM 신호를 검출하기 위한 마지막 계산 작업을 하게 되는데 그 식은 다음과 같다.Finally, the final calculation work to detect the SM signal is performed.

Figure 112008071766683-pat00038
Figure 112008071766683-pat00038

여기서 Q( )가 의미하는 바는 양자화를 나타내는 인덱스이며, 이와 같은 계산 과정을 거처 비로소 SM 신호가 복조되는 것이다.In this case, Q () means an index indicating quantization, and the SM signal is demodulated only through this calculation process.

여기까지 설명한 SM 신호 복조 방법은 일반적인 V-BLAST 기법에서의 검출방법을 하이브리드 STBC에 적용한 기법이라 할 수 있다. The SM signal demodulation method described so far can be referred to as a technique in which a detection method in a general V-BLAST technique is applied to a hybrid STBC.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라서, 기존의 SM 신호 검출 기법의 성능 향상을 높일 수 있는 방법을 설명한다. 이 방법은 이른바 V-알고리즘이라 명명하였으며, V-BLAST의 특성 상 첫 번째 검출 신호의 능력에 전체 신호 검출 성능이 의존된다는 성격을 특징으로 삼아 첫 번째 검출 신호를 좀 더 정확하게 검출하는 것을 주된 목표로 한다. 본 발명에 따라서 제안된 이 방법의 가장 큰 특징은 V 라는 후보 신호의 개수를 이용하여 신호를 검출하는 것인데, 적절한 V의 수를 선정하여 이용함으로써 SM 신호 검출의 성능 향상을 이끌어 낼 수 있다.Hereinafter, according to an embodiment of the present invention, a method for improving the performance of the existing SM signal detection technique will be described. This method is called the V-algorithm, and the main goal is to detect the first detection signal more accurately by characterizing that the overall signal detection performance depends on the capability of the first detection signal due to the characteristics of V-BLAST. do. According to the present invention, the biggest feature of the proposed method is to detect a signal using the number of candidate signals, V. By selecting and using an appropriate number of Vs, the performance improvement of the SM signal detection can be derived.

후보 신호라는 것은 상기 수신된 신호에 대한 변조기법에 따른 성상도에서 첫 번째 검출 된 신호의 주변 신호를 말한다. 여기서 주변 신호를 고려하는 이유는 V-BLAST OSIC나 DFE를 통해 검출한 첫 번째 신호가 틀렸다면 성상도 상의 그 주변 신호가 올바른 신호가 될 확률이 높다는 가정을 기반으로 한다. The candidate signal refers to a peripheral signal of the first detected signal in constellation according to the modulation technique for the received signal. The reason for considering the ambient signal is based on the assumption that if the first signal detected through V-BLAST OSIC or DFE is wrong, the surrounding signal on the constellation is likely to be the correct signal.

또한 주변 신호를 몇 개까지 고려 할 것이냐를 결정하는 수로서 V 를 결정하는 것이며, 이 경우 V는 고려하는 후보 신호의 개수를 말하는 것이므로 V의 값이 클수록 그만큼 고려할 신호가 많다는 뜻이기에 복잡도는 비록 높아지지만 성능은 좋아질 것이라는 예측을 할 수 있다.In addition, V is determined as the number of surrounding signals to be considered. In this case, V refers to the number of candidate signals to be considered. Therefore, the larger the value of V, the more signals to consider. But you can predict that performance will improve.

이하에서는, V-알고리즘의 전체적인 알고리즘 단계에 대해 설명한다.In the following, the overall algorithm steps of the V-algorithm are described.

이 기법의 첫 번째 단계는 V-BLAST OSIC 혹은 V-BLAST DFE 기법을 이용해 신호를 검출하는 것이다. 이 단계에서 첫 번째로 검출한 신호가 후보 신호를 결정하게 되는 기준이 되는 신호가 되는 것이다. V-BLAST OSIC 혹은 V-BLAST DFE 기법은 본 발명이 속한 기술분야에서는 잘 알려진 방법이며, 당업자는 필요에 따라서 이런 기법들을 용이하게 사용할 수 있는 것이므로, 그 기법들에 대한 별도의 설명은 생략한다.The first step in this technique is to detect the signal using the V-BLAST OSIC or V-BLAST DFE technique. In this step, the first detected signal becomes a reference signal for determining the candidate signal. V-BLAST OSIC or V-BLAST DFE techniques are well known in the art to which the present invention pertains, and those skilled in the art can easily use these techniques as necessary, and thus a separate description of the techniques will be omitted.

그 다음 단계로, V값을 선정하게 되는데 V값은 몇 개의 후보군을 이용할 것인지를 나타내는 변수로써 선정 할 수 있는 최대 개수는 변조기법에 따라 달라지게 된다. 예를 들어 QPSK 변조 기법을 사용할 시에는 최대 4개까지의 V를 선택할 수 있게 되고 16-QAM 변조 기법을 사용한다면 최대 16까지의 V를 선택할 수 있는 것이다. The next step is to select the V value. The V value is a variable indicating how many candidate groups to use. The maximum number that can be selected depends on the modulation technique. For example, up to four Vs can be selected when using the QPSK modulation scheme, and up to 16 Vs can be selected using the 16-QAM modulation scheme.

이렇게 V를 선정하고 나서 다음으로는 후보 신호를 검출한다. 후보 신호는 첫 번째 단계에서 수행한 검출한 첫 번째 신호를 기준으로 정하게 된다. 도 5는 후보군을 선정하는 방법을 나타내는 것으로써 16-QAM 변조 기법에서 V=5일 때의 상황 을 나타내는 것이다.After selecting V, candidate signals are detected next. The candidate signal is determined based on the detected first signal performed in the first step. 5 shows a method of selecting a candidate group, which shows a situation when V = 5 in a 16-QAM modulation scheme.

도 5에서 OSIC나 DFE 기법으로 검출한 첫 번째 신호는 1+i 좌표에 세모 기호로 표시되어있다. 이 신호 역시 후보 신호이며 이 세모 표시를 중심으로 도 5의 성상도에서 유클리디언 거리가 가장 짧은 V-1개의 신호가 후보 신호로 선정되는 것이다. 이렇게 선정된 후보 신호는 다음과 같다.In FIG. 5, the first signal detected by the OSIC or the DFE technique is represented by a triangle in 1 + i coordinates. This signal is also a candidate signal, and V-1 signals having the shortest Euclidean distance are selected as candidate signals based on the triangle display. The selected candidate signals are as follows.

Figure 112008071766683-pat00039
Figure 112008071766683-pat00039

상기의 예에서 V=5이므로, 상기 후보 신호는 4개가 된다. 각각의 후보 신호가 첫 번째 검출 된 신호라 가정하고 나머지 신호를 검출하게 된다. 나머지 신호를 검출하는 방법은 수학식 15에서

Figure 112008071766683-pat00040
의 값을 후보 신호의 값으로 고정시키고 그
Figure 112008071766683-pat00041
Figure 112008071766683-pat00042
에 대입해 각 후보군 별 총 SM 신호 값을 검출하게 된다. 이렇게 후보 신호를 이용한 기법은 기존의 ML 방법의 단점인 높은 복잡도를 매우 효과적으로 낮추면서 기존의 OSIC나 DFE 방법 보다는 효과적으로 성능을 높이는 방법이라 할 수 있다. In the above example, since V = 5, there are four candidate signals. Each candidate signal is assumed to be the first detected signal and the remaining signals are detected. The method for detecting the remaining signal is expressed by Equation 15
Figure 112008071766683-pat00040
Fix the value of to the value of the candidate signal
Figure 112008071766683-pat00041
of
Figure 112008071766683-pat00042
The total SM signal value of each candidate group is detected by substituting for. The technique using the candidate signal is a method of increasing the performance more effectively than the conventional OSIC or DFE method while effectively reducing the high complexity, which is a disadvantage of the conventional ML method.

이렇게 각각의 후보 신호가 첫 번째 검출 신호가 되어 나머지 신호를 검출하게 된다. 이렇게 구해진 신호를 다음 수식과 같이 표현할 수 있다. In this way, each candidate signal becomes the first detection signal to detect the remaining signals. This signal can be expressed as the following equation.

Figure 112008071766683-pat00043
Figure 112008071766683-pat00043

마지막 단계는 수학식 17에 나타낸 후보군 신호 중에 가장 에러가 최소인 신호를 선택하는 단계이다.The last step is to select a signal having the least error among the candidate group signals shown in Equation 17.

Figure 112008071766683-pat00044
Figure 112008071766683-pat00044

이렇게 구해진 신호는 첫 번째 신호를 좀더 정확히 검출해 냄에 따라 SM 신호의 BER 성능을 높일 수 있다. 상기에 언급한 것과 같이, V 수가 클수록 비교할 수 있는 신호의 수가 많아지기 때문에 V 수에 비례하는 성능의 결과가 도출된다. The obtained signal can improve the BER performance of the SM signal by detecting the first signal more accurately. As mentioned above, the larger the number of Vs, the greater the number of signals that can be compared, resulting in a performance proportional to the number of Vs.

도 6은 송, 수신 안테나 개수가 각각 3개일 때의 V-BLAST DFE에 V-알고리즘를 적용한 BER 성능 결과 그래프로써, V의 값의 변화에 따른 BER 성능 변화를 보여주고 있다. 여기서 V=1일 때의 상황은 본 발명에 따른 V-알고리즘을 적용하지 않은 일반적인 V-BLAST DFE의 성능이라 볼 수 있다. 도 6의 그래프에서 나타나듯이 V의 수가 증가할수록 성능도 같이 좋아지는 것을 확인할 수 있다. 그러므로, SM 신호의 검출 능력을 높이기 위해서는 더 큰 수의 V 를 사용하는 것이 유리한 것을 알 수 있다.FIG. 6 is a BER performance result graph in which the V-algorithm is applied to the V-BLAST DFE when the number of transmit and receive antennas is three, respectively, and shows a change in the BER performance according to the change of the value of V. FIG. Here, the situation when V = 1 may be regarded as the performance of the general V-BLAST DFE without applying the V-algorithm according to the present invention. As shown in the graph of FIG. 6, as the number of V increases, the performance also improves. Therefore, it can be seen that it is advantageous to use a larger number of V to increase the detection capability of the SM signal.

다음으로 본 발명에 따른 반복 STBC 신호 검출기법에 대해 설명한다. 상기에서 구한 STBC 신호와 SM 신호를 바탕으로 STBC 신호를 반복해서 다시 구한다.Next, a repetitive STBC signal detector method according to the present invention will be described. Based on the STBC signal and SM signal obtained above, the STBC signal is repeatedly obtained.

검출한 SM 신호를 본래의 수신 신호에서 소거 (cancellation)하고 (430 단계), 그 결과 다시 STBC 신호를 검출한다 (435 단계).The detected SM signal is canceled from the original received signal (step 430), and as a result, the STBC signal is detected again (step 435).

이렇게 (반복해서 435 단계에서) 구한 STBC 신호와 410 단계에서 구했던 STBC 신호를 비교하여 (445 단계), 두 STBC 신호가 서로 같으면 그 신호를 최종 검출된 STBC 신호로 설정하여 STBC 검출이 끝나게 된다 (450 단계). 두 STBC 신호가 서로 다르면 반복해서 나중에 구한 STBC 신호를 410 단계에서 검출한 STBC 신호로 설정하고 (440 단계), 그 다음 이 STBC 신호를 이용해 415 단계를 거쳐서 SM 신호를 다시 구하게 된다 (420 단계 및 425 단계). 그 후에 다시 구한 SM신호를 통해 STBC 신호를 반복해서 검출하고 (435 단계), 이를 다시 이전에 구한 STBC 신호와 다시 비교한다. 마찬가지로, 이 두 STBC 신호가 서로 같다면 STBC 신호 검출은 종료되는 것이고 다르게 되면 반복 검출을 다시 반복한다. By comparing the STBC signal obtained in step 435 with the STBC signal obtained in step 410 (step 445), if the two STBC signals are equal to each other, the signal is set to the last detected STBC signal and the STBC detection is completed (450). step). If the two STBC signals are different from each other, the STBC signal obtained later is repeatedly set to the STBC signal detected in step 410 (step 440), and then the SM signal is obtained again in step 415 using the STBC signal (steps 420 and 425). step). After that, the STBC signal is repeatedly detected through the obtained SM signal (step 435), and it is again compared with the previously obtained STBC signal. Likewise, if these two STBC signals are equal to each other, the STBC signal detection is terminated, and if different, the repeat detection is repeated again.

이렇게 구한 STBC 신호는 하이브리드 STBC에서 종래의 방법을 이용하여 일반적으로 구한 STBC 신호에 비교하면, 반복 검출로 인해서 간섭영향이 줄어들게 되는 것을 알 수 있다. The STBC signal thus obtained is compared with the STBC signal generally obtained by the conventional method in the hybrid STBC, and it can be seen that the interference effect is reduced due to repetitive detection.

도 4의 405 단계의 K 의 변수는 415 단계 내지 445 단계까지의 루틴이 몇 번까지 반복되어야 하는지에 대한 한계점을 나타내는 것으로써, 이 값을 적절하게 선택함으로써 도 4의 흐름이 무한루프를 도는 것을 방지할 수 있고, 본 발명에 따른 방법이나 장치가 필요 이상의 복잡도를 갖는 것을 방지하도록 할 수 있다.The variable K in step 405 of FIG. 4 represents a threshold for how many times the routines from step 415 to step 445 should be repeated, and by appropriately selecting this value, the flow of FIG. It can be prevented and the method or apparatus according to the present invention can be prevented from having more complexity than necessary.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안된 기법으로 하이브리드 STBC 구조의 송신신호를 검출했을 때의 모의실험 결과를 이하에서 설명한다.As described above, the simulation result when the transmission signal of the hybrid STBC structure is detected by the technique proposed in the embodiment of the present invention will be described below.

도 7 내지 도 9의 결과 그래프는 MIMO OFDM 시스템 환경에서 구현 된 것으로써 1/2의 부호율을 갖는 컨벌루션 채널 코드를 사용하였다. 또한 채널 환경은 7의 경로를 갖는 Rayleigh 페이딩 채널일 때를 고려하였다. As a result graph of FIGS. 7 to 9, a convolutional channel code having a code rate of 1/2 is used as implemented in a MIMO OFDM system environment. We also consider the channel environment as a Rayleigh fading channel with a path of seven.

도 7은, 본 발명에 따라 제안된 기법 (proposed detection)과 기존의 하이브리드 STBC (general detection) 간의 성능을 비교한 것이며, 여기서 사용된 안테나의 개수는 상기에서 설명한 도 3의 안테나 개수와 동일한 송신 안테나 4개, 수신 안테나 3개인 경우이다. 도 7의 그래프에서 보는 것과 같이 반복 STBC 신호 검출과 SM 신호를 검출하기 위해 V-알고리즘을 적용하게 되면 타겟 BER을

Figure 112008071766683-pat00045
이라고 할 때 약 2 dB 정도 성능 차이가 벌어짐을 알 수 있다. FIG. 7 compares the performance between the proposed detection and the conventional hybrid STBC according to the present invention, wherein the number of antennas used is the same as the number of antennas of FIG. 4 and 3 receive antennas. As shown in the graph of FIG. 7, when the V-algorithm is applied to detect the repeated STBC signal and the SM signal, the target BER is determined.
Figure 112008071766683-pat00045
It can be seen that the performance difference is about 2 dB.

도 8은 본 발명에 따른 반복 STBC 검출 기법을 사용한 신호의 성능 결과 (proposed detector)의 비교 그래프로써 이 역시 도 7과 마찬가지로 기존의 검출 기법 (general detection) 즉 반복 STBC 검출 기법을 사용하지 않은 결과와의 비교를 나타낸다. 도 8의 그래프에서 나타내듯이 V-알고리즘을 고려하지 않은 상황에서도 성능의 향상이 일어남을 알 수 있다. FIG. 8 is a comparison graph of the result of a signal (proposed detector) using the repeated STBC detection technique according to the present invention, which is also the result of not using the conventional detection technique (ie, repeated STBC detection technique) as in FIG. Indicates a comparison. As shown in the graph of FIG. 8, it can be seen that the improvement of performance occurs even in a situation where the V-algorithm is not considered.

도 9는 고려되어진 하이브리드 STBC에서 V의 수에 따른 성능 비교 그래프이다. ZF V-BLAST에서의 V의 변화에 따른 V-알고리즘의 성능 변화와 달리 V 수에 따라 성능 차이가 그리 크지 않음을 알 수 있다. 이는 STBC 신호를 이미 검출하고 나서 SM 신호를 검출하기 때문에, 첫 신호를 정확하게 검출하여 그 이후인 뒤의 신호와의 간섭을 최소한으로 줄이고자 하는 본 발명에 따른 V-알고리즘의 성격이 부합 되지 않기 때문에 나타나는 결과라고 할 수 있다. 비록 V의 값에 따른 성능 차이는 크지 않지만 V=1인 즉 V-알고리즘을 적용하지 않은 상황과 비교해 봤을 때 V-알고리즘이 성능 향상에 도움을 준다는 사실은 변함이 없다. 9 is a performance comparison graph according to the number of V in the considered hybrid STBC. Unlike the performance change of the V-algorithm according to the change of V in ZF V-BLAST, the performance difference according to the number of V is not so large. Since the SMBC signal is detected after the STBC signal has already been detected, the characteristics of the V-algorithm according to the present invention to accurately detect the first signal and minimize the interference with the signal afterwards are not met. It can be said to be the result. Although the performance difference according to the value of V is not large, the fact that the V-algorithm helps improve the performance compared to the situation where V = 1, that is, without the V-algorithm applied.

따라서 상기와 같은 모의 실험 결과를 바탕으로, 하이브리드 STBC 구조에서의 송신 신호를 검출할 때 본 발명에 따라서 제안된 기법들을 이용하는 결과가 MIMO OFDM 시스템에 효과적으로 이용될 수 있으며, 신호 검출의 성능에도 큰 향상을 보임을 알 수 있다.Therefore, based on the simulation results as described above, the results of using the proposed techniques according to the present invention can be effectively used in the MIMO OFDM system when detecting the transmission signal in the hybrid STBC structure. It can be seen that.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD_ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브, 예를 들어 인터넷을 통한 전송의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD_ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves, for example, transmission over the Internet. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Herein, specific terms have been used, but they are used only for the purpose of illustrating the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명은 통신 분야, 특히 MIMO OFDM 분야에서 사용될 수 있다.The invention can be used in the field of communications, in particular in the field of MIMO OFDM.

도 1은 본 발명에 따라서 하이브리드 STBC 신호에서의 신호 검출 과정의 흐름을 도시한 것이다.Figure 1 illustrates the flow of signal detection in a hybrid STBC signal in accordance with the present invention.

도 2는 본 발명에 따라서 하이브리드 STBC 신호에서의 신호 검출을 하는 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다.2 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for detecting a signal in a hybrid STBC signal according to the present invention.

도 3은 본 발명이 실행되는 환경을 간략하게 도시한 것으로, 송신안테나 4개 수신 안테나 3개인 환경을 예시한 것이다.3 is a simplified view of an environment in which the present invention is implemented, and illustrates an environment of three transmitting antennas and three receiving antennas.

도 4는 도 1의 상세도로서, 본 발명에 따른 방법이 실행되는 흐름을 도시한 것이다.FIG. 4 is a detailed view of FIG. 1 showing the flow in which the method according to the invention is carried out.

도 5는 본 발명에 따른 V-알고리즘을 사용할 때의 16-QAM 변조 기법에서의 후보 신호 선정 과정을 도시한 것이다.5 shows a candidate signal selection process in the 16-QAM modulation technique when using the V-algorithm according to the present invention.

도 6은 송신 안테나 3개, 수신 안테나 3개 일 때의 V-BLAST에서의 V의 개수에 따른 V-알고리즘의 비트에러율의 성능을 도시한 것이다.FIG. 6 shows the performance of the bit error rate of the V-algorithm according to the number of Vs in V-BLAST when three transmitting antennas and three receiving antennas are used.

도 7은 MIMO OFDM 시스템에서의 본 발명에 따른 STBC 신호 검출 기법과 기존의 하이브리드 STBC 신호 검출 기법의 비트에러율을 비교하여 도시한 것이다. 7 illustrates a comparison of bit error rates of the STBC signal detection scheme and the conventional hybrid STBC signal detection scheme according to the present invention in a MIMO OFDM system.

도 8은 MIMO OFDM 시스템에서의 본 발명에 따른 STBC 신호 검출 기법과 기존의 하이브리드 STBC 검출 기법의 STBC 신호의 비트에러율을 비교하여 도시한 것이다. 도 9는 MIMO OFDM 시스템에서 STBC 신호 검출이 완벽하다 가정할 때에 본 발명에 따른 V의 개수에 따른 본 발명에 따른 기법의 비트에러율의 성능 변화를 도시한 것이다. 8 illustrates a comparison of the bit error rate of the STBC signal detection method and the STBC signal of the conventional hybrid STBC detection method according to the present invention in a MIMO OFDM system. FIG. 9 illustrates the performance change of the bit error rate of the technique according to the present invention according to the number of Vs according to the present invention assuming that STBC signal detection is perfect in a MIMO OFDM system.

Claims (8)

STBC (Space Time Block Code) 신호와 SM (Spatial Multiplexing) 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호를 복조하는 방법에 있어서,In the method for demodulating a hybrid STBC signal mixed with a space time block code (STBC) signal and a spatial multiplexing (SM) signal, (a) 상기 하이브리드 STBC 신호를 수신하는 단계;(a) receiving the hybrid STBC signal; (b) 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호에 포함된 STBC 신호를 검출하는 단계; (b) detecting an STBC signal included in the received hybrid STBC signal; (c) 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 STBC 신호를 소거(cancellation)하여 SM 신호를 검출하는 단계; (c) canceling the detected STBC signal from the received hybrid STBC signal to detect an SM signal; (d) 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 SM 신호를 소거 (cancellation)하여 STBC 신호를 검출하는 단계; 및(d) canceling the detected SM signal from the received hybrid STBC signal to detect an STBC signal; And (e) 상기 (b) 단계에서 검출한 STBC 신호와 상기 (d) 단계에서 검출한 STBC 신호가 같으면 그 STBC 신호를 최종 STBC 신호로 결정하는 단계;를 포함하는 신호 복조 방법.(e) if the STBC signal detected in step (b) and the STBC signal detected in step (d) are the same, determining the STBC signal as a final STBC signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (e) 단계에서 상기 (b) 단계에서 검출한 STBC 신호와 상기 (d) 단계에서 검출한 STBC 신호가 같지 않으면 상기 (d) 단계에서 검출한 STBC 신호를 상기 (b) 단계에서 검출한 STBC 신호로 설정하여 상기 (c) 단계부터 반복하는 것을 특징으로 하는, 신호 복조 방법.In step (e), if the STBC signal detected in step (b) and the STBC signal detected in step (d) are not the same, the STBC signal detected in step (d) is detected in step (b). A signal demodulating method, characterized in that the signal is set and repeated from the step (c). 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 (c) 단계는,In step (c), (c1) V-BLAST OSIC 또는 V-BLAST DFE 방법을 이용하여 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 기준 신호를 검출하는 단계;(c1) detecting a reference signal from the received hybrid STBC signal using a V-BLAST OSIC or V-BLAST DFE method; (c2) 상기 기준 신호와 성상도 상에서의 유클리디언 거리가 가장 짧은 복수의 신호들을 후보 신호로 결정하는 단계; 및(c2) determining a plurality of signals having a shortest Euclidean distance on the reference signal and constellation as candidate signals; And (c3) 상기 후보 신호들 중에서 에러가 가장 최소인 신호를 SM 신호로 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신호 복조 방법.(c3) selecting a signal having the smallest error among the candidate signals as an SM signal. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 (c2) 단계의 복수의 신호들의 개수는 상기 하이브리드 STBC 신호에 QPSK 변조가 사용된 경우 최대 4이며, 16-QAM 변조가 사용된 경우에는 최대 16인 것을 특징으로 하는, 신호 복조 방법.The number of the plurality of signals in the step (c2) is a maximum of 4 when the QPSK modulation is used for the hybrid STBC signal, and a maximum of 16 when 16-QAM modulation is used, signal demodulation method. STBC (Space Time Block Code) 신호와 SM (Spatial Multiplexing) 신호가 혼합된 하이브리드 STBC 신호를 복조하는 장치에 있어서,In the apparatus for demodulating a hybrid STBC signal mixed with a space time block code (STBC) signal and a spatial multiplexing (SM) signal, 상기 하이브리드 STBC 신호를 수신하는 수신부;A receiver configured to receive the hybrid STBC signal; 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호에 포함된 STBC 신호를 검출하는 STBC 신호 검출부; An STBC signal detector for detecting an STBC signal included in the received hybrid STBC signal; 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 STBC 신호를 소거(cancellation)하여 SM 신호를 검출하는 SM 신호 검출부; An SM signal detector for canceling the detected STBC signal from the received hybrid STBC signal to detect an SM signal; 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 상기 검출한 SM 신호를 소거 (cancellation)하여 STBC 신호를 반복하여 검출하는 반복 STBC 신호 검출부; 및A repetitive STBC signal detector for canceling the detected SM signal from the received hybrid STBC signal and repeatedly detecting the STBC signal; And 상기 STBC 신호 검출부에서 검출한 STBC 신호와 상기 반복 STBC 신호 검출부에서 검출한 STBC 신호가 같으면 그 STBC 신호를 최종 STBC 신호로 결정하는 STBC 신호 결정부;를 포함하는 신호 복조 장치.And an STBC signal determiner for determining the STBC signal as the final STBC signal when the STBC signal detected by the STBC signal detector and the STBC signal detected by the repeated STBC signal detector are the same. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 STBC 신호 결정부는 상기 STBC 신호 검출부에서 검출한 STBC 신호와 상기 반복 STBC 신호 검출부에서 검출한 STBC 신호가 같지 않으면 상기 반복 STBC 신호 검출부에서 검출한 STBC 신호를 상기 STBC 신호 검출부에서 검출한 STBC 신호로 설정하여 상기 SM 신호 검출부로 입력시키는 것을 특징으로 하는, 신호 복조 장치.The STBC signal determining unit sets the STBC signal detected by the repeating STBC signal detecting unit to the STBC signal detected by the STBC signal detecting unit if the STBC signal detected by the STBC signal detecting unit and the STBC signal detected by the repeating STBC signal detecting unit are not the same. And input the signal to the SM signal detection unit. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 SM 신호 검출부는,The SM signal detector, V-BLAST OSIC 또는 V-BLAST DFE 방법을 이용하여 상기 수신한 하이브리드 STBC 신호로부터 기준 신호를 검출하며;Detecting a reference signal from the received hybrid STBC signal using a V-BLAST OSIC or V-BLAST DFE method; 상기 기준 신호와 성상도 상에서의 유클리디언 거리가 가장 짧은 복수의 신호들을 후보 신호로 결정하고; 그리고Determine a plurality of signals having the shortest Euclidean distance on the reference signal and constellation as candidate signals; And 상기 후보 신호들 중에서 에러가 가장 최소인 신호를 SM 신호로 선택;하는 것을 특징으로 하는, 신호 복조 장치.And selecting a signal having the smallest error among the candidate signals as an SM signal. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 복수의 신호들의 개수는 상기 하이브리드 STBC 신호에 QPSK 변조가 사용된 경우 최대 4이며, 16-QAM 변조가 사용된 경우에는 최대 16인 것을 특징으로 하는, 신호 복조 장치.Wherein the number of the plurality of signals is at most 4 when QPSK modulation is used for the hybrid STBC signal, and at most 16 when 16-QAM modulation is used.
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