KR100475177B1

KR100475177B1 - Open-Loop Signal Processing Apparatus and Method of Multi Input, Multi Output Mobile Communication System

Info

Publication number: KR100475177B1
Application number: KR10-2002-0015359A
Authority: KR
Inventors: 심동희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2002-03-21
Publication date: 2005-03-09
Also published as: KR20030075884A

Abstract

본 발명에 따른 다중 입출력 이동 통신 시스템에서의 개루프 신호 처리 장치 및 방법은, 다수의 송신 안테나 및 다수의 수신 안테나를 사용하는 다중 입출력 이동 통신 시스템에서의 현실적인 송/수신 안테나 특성, 즉 안테나 간의 독립성과 상관성을 이용하는 것으로 송신단에서는 각각의 심볼에 빔을 형성하여 송신하고, 수신단에서는 상기 송신단에서 전송된 빔형성된 송신 신호 벡터를 추정하고, 상기 수신단에서 추정한 빔형성된 송신 신호 벡터로부터 송신단에서 전송된 상기 각 심볼을 검출하는 것을 특징으로 한다.An open loop signal processing apparatus and method in a multiple input / output mobile communication system according to the present invention are characterized by realistic transmit / receive antenna characteristics, that is, independence between antennas, in a multiple input / output mobile communication system using a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas. By using the correlation, the transmitting end forms a beam on each symbol and transmits the signal, and the receiving end estimates the beamformed transmission signal vector transmitted from the transmitter, and the beamformed transmission signal vector estimated by the receiver transmits the transmitted signal. It is characterized by detecting each symbol.

안테나 간의 독립성을 이용하는 시스템의 경우에는 안테나간의 상관성이 클수록 그 이득이 떨어지게 되는데, 본 발명에 있어서는 안테나 간의 상관성을 이용하는 다른 방법을 함께 사용함으로써 안테나 간의 상관성으로 인해 잃게 되는 이득을 함께 얻을 수 있는 장점이 있다. In the case of a system using the independence between the antennas, the greater the correlation between the antennas, the lower the gain. In the present invention, by using another method using the correlation between the antennas together, the advantage that can be obtained together with the gains lost due to the correlation between the antennas have.

즉, 본 발명의 내용은 종래의 안테나 간의 독립성을 이용하는 시스템의 이득에다 안테나 간의 상관성으로 인해 얻을 수 있는 이득을 더한 이득을 얻을 수 있어 종래 시스템에 비해 보다 나은 성능을 기대할 수 있다.That is, the contents of the present invention can obtain a gain obtained by adding the gain of the system using the independence between the conventional antennas and the gain obtained by the correlation between the antennas, so that better performance can be expected than the conventional system.

Description

Open-Loop Signal Processing Apparatus and Method of Multi Input, Multi Output Mobile Communication System}

본 발명은 다수의 안테나를 송신단과 수신단에서 공히 사용하는 다중입력, 다중출력(Multi Input and Multi Output : 다중 입출력 이동 통신)시스템이라는 이동 통신 시스템에서의 송/수신단의 폐루프 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a closed loop signal processing apparatus and method of a transmitting / receiving end in a mobile communication system called a multi-input, multi-output (multi-input / output mobile communication) system using a plurality of antennas at a transmitting end and a receiving end. It is about.

본 기술 분야에서는 다중 입출력 이동 통신 시스템이 단일 안테나 시스템, 즉 단일 안테나 대 단일 안테나 또는 다수의 안테나 대 단일 안테나 시스템에 비해 크게 개선된 능력을 달성할 수 있다고 잘 알려져 있다. 그러나, 이러한 개선을 달성하기 위해서는 풍부한 산란 환경이 존재하여 다수의 수신 안테나에 도달하는 여러 신호들이 별반 상관되지 않는 것이 바람직하다. 신호들이 어느 정도 상관을 가짐에도 그러한 상관이 무시된다면, 성능은 저하되고 능력은 감소된다.It is well known in the art that multiple input / output mobile communication systems can achieve significantly improved capabilities over single antenna systems, ie single antenna to single antenna or multiple antenna to single antenna systems. However, in order to achieve this improvement, it is desirable that there is a rich scattering environment such that several signals arriving at multiple receive antennas are not significantly correlated. If the signals have some correlation but that correlation is ignored, performance is degraded and capacity is reduced.

도 1은 다중 입출력 이동 통신 시스템의 종래 기술의 하나인 Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) system, which is one of the prior arts of a multiple input / output mobile communication system.

도 1을 참조하여 다중 입출력 이동 통신 시스템의 종래 기술의 하나인 Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) 시스템의 구성을 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, the configuration of a Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) system, which is one of the prior arts of a multiple input / output mobile communication system, is as follows.

우선 V-BLAST 도 다수의 송/수신 안테나를 포함하는 기술인 다중 입출력 이동 통신 시스템의 일종이므로 송신단에서 M개의 안테나 수신단에서 N개의 안테나를 사용하며 송신단에서는 송신될 데이터들에 대해 순차적으로 발생하는 데이터들을 각 송신 안테나에서 각각 따로 전송하기 위하여 송신 데이터들에 대해 Vector Encoder(10)를 거치며 (즉 Vector Encoder는 순차적으로 발생되는 데이터들을 각 안테나에서 병렬적으로 전송하기 위해 Serial-to-Parallel 회로를 거치는 것이다) 각 안테나에서 다른 신호들이 전송되도록 한다. First, since V-BLAST is a multi-input I / O mobile communication system that includes a plurality of transmit / receive antennas, the transmitter uses N antennas at the M antenna receiver and the data generated sequentially for the data to be transmitted. In order to transmit data separately from each transmitting antenna, Vector Encoder 10 is transmitted to transmit data (ie, Vector Encoder passes through Serial-to-Parallel circuit to transmit sequentially generated data in parallel at each antenna). Allow different signals to be transmitted on each antenna.

이것은 다수의 송신 안테나(12)를 사용하는 경우에 별도의 신호 처리나 Space-Time Code를 사용하지 않고 단순히 입력되는 데이터에 대해 다른 안테나에서 각각 다른 신호가 송신되도록 하는 것으로 다시 말하면 송신단에서는 송신 품질 향상을 위해서 별도의 신호처리를 거치지 않는 것이 된다. This means that when a plurality of transmit antennas 12 are used, different signals are transmitted from different antennas for simply input data without separate signal processing or space-time code. It does not go through a separate signal processing for.

즉, 송신단에서는 다수의 안테나를 사용하여 각각 다른 안테나에서 다른 신호를 송신하도록 하고 수신단에서 별도의 알고리즘을 사용해 송신단에서 전송된 신호를 수신단에서 여러 안테나로 수신하여 송신단의 각각 다른 안테나에서 다르게 전송된 신호를 적절히 검출하는 것이다. That is, the transmitting end uses a plurality of antennas to transmit different signals from different antennas, and the receiving end uses a different algorithm to receive signals transmitted from the transmitting end with multiple antennas at the receiving end, thereby transmitting different signals from different antennas of the transmitting end. Is properly detected.

도 1에 도시된 수신단의 V-BLAST 수신단의 신호처리기(18)는 바로 M개의 안테나에서 각각 다르게 송신된 신호를 수신단에서 검출하기 위한 신호 처리부를 도시한 것이다. The signal processor 18 of the V-BLAST receiver of the receiver illustrated in FIG. 1 is a signal processor for detecting signals transmitted from M antennas differently from each other.

도 1에서는 송신단에서 4개의 안테나를 사용하는 경우를 예시하였지만 송신단 안테나의 수는 2개 이상으로 임의로 설정 가능하다. 한편, 상기 V-BLAST 시스템의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. In FIG. 1, a case in which four antennas are used in a transmitting end is illustrated, but the number of transmitting antennas may be arbitrarily set to two or more. On the other hand, the operation of the V-BLAST system will be described in more detail as follows.

V-BLAST 시스템의 송신단에서는 송신 각 안테나에서 별도의 신호 처리나 Space-Time Code를 사용하지 않고 단순히 입력되는 데이터에 대해 다른 안테나에서 각각 다른 신호가 송신되도록 한다. In the transmitting end of the V-BLAST system, different signals are transmitted from different antennas for data that is simply input without using separate signal processing or space-time code at each transmitting antenna.

송신단에서는 이렇게 단순히 신호를 각각 다른 안테나에서 다른 신호가 전송되도록 처리만 하고 수신단에서는 각각 송신 안테나에서 다르게 전송된 신호를 적절한 신호처리를 통해 검출해야 하는데 이것이 V-BLAST 시스템의 핵심 기술 및 알고리즘이라 할 수 있다. The transmitter simply processes the signals so that different signals are transmitted from different antennas, and the receiver needs to detect signals transmitted differently from the transmit antennas through proper signal processing. This is the core technology and algorithm of the V-BLAST system. have.

도 2는 V-BLAST 시스템 수신단에서의 신호 처리 방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a signal processing method at a V-BLAST system receiving end.

도 2를 참조하여 V-BLAST 시스템 수신단에서의 신호 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.The signal processing method at the V-BLAST system receiving end will be described with reference to FIG.

우선 M개의 송신 안테나(12), N개의 수신 안테나(16)를 가진 다중 입출력 이동 통신 시스템을 가정한다. 이 때 M개의 송신 안테나(12)를 통해 각각 다르게 송신된 신호 벡터를 a라고 하고 송신 신호 벡터가 수신단에 수신되기 전 거치게 되는 이동 통신 채널 행렬을 H라고 할 때 N개의 수신 안테나를 가진 다중 입출력 이동 통신 시스템의 수신단에서 수신되는 신호 벡터 r은 다음과 같이 정의할 수 있다.First, a multi-input / output mobile communication system having M transmit antennas 12 and N receive antennas 16 is assumed. In this case, a signal vector transmitted differently through the M transmit antennas 12 is referred to as a , and a mobile communication channel matrix through which the transmitted signal vector passes before being received at the receiver is referred to as H. The signal vector r received at the receiving end of the communication system may be defined as follows.

이 때 채널 행렬인 H는 송신단이 M개의 안테나를 사용하고 수신단이 N개의 안테나를 사용하고 송신 안테나 각각에서 송신된 신호는 각각 다른 경로를 거쳐 각각 다른 수신 안테나에 수신되므로 N×M행렬이 된다.In this case, the channel matrix H becomes an N × M matrix because the transmitting end uses M antennas, the receiving end uses N antennas, and the signals transmitted from each of the transmitting antennas are received by different receiving antennas through different paths.

또한, 이러한 상기 채널 행렬은 수신단에서 추정하여 얻게 된다. In addition, the channel matrix is obtained by estimation at the receiving end.

결국 M개의 안테나를 통해 각각 다르게 전송된 신호들 (a₁, a₂,…, a_m 즉, M×1벡터)은 각각 다른 채널 h_i,j를 거치게 되고 수신단에서는 N개의 안테나를 사용해 신호가 수신된다. 아울러 수학식 1에서 v는 가우시안 잡음을 나타낸 것으로 수신단 각 안테나에 유기되므로 N×1벡터가 된다.As a result, signals differently transmitted through M antennas (a ₁ , a ₂ ,…, a _m, that is, M × 1 vectors) pass through different channels h _{i, j,} respectively. Is received. In addition, in Equation 1, v denotes Gaussian noise, which is induced in each antenna of the receiving end, and thus becomes N × 1 vector.

이렇게 N개의 안테나에서 수신된 신호는 다음과 같은 신호 검색 알고리즘을 가진 수신단 신호 처리부를 거치게 된다. The signals received from the N antennas go through the receiver signal processor having the following signal search algorithm.

우선 송신된 신호 a₁, a₂,…, a_m를 가진 a벡터를 수신단에서 검출한 신호 벡터를 라고 하고 내의 검출된 신호들을 라고 나타낸다. 이렇게 송신단의 각각 다른 안테나에서 송신된 신호를 수신단에서 검출하기 위해서는, 수신단의 N개의 안테나에 수신되는 신호벡터에 웨이트 벡터를 곱하게 되는데 이 웨이트 벡터를 w라고 정의한다.Firstly transmitted signals a ₁ , a ₂ ,... , the signal vector detected by the receiver at a vector with a _m Called Detected signals in It is indicated. In order to detect a signal transmitted from each other antenna of the transmitter in this way, the signal vectors received at the N antennas of the receiver are multiplied by a weight vector, which is defined as w .

이 웨이트 벡터는 송신단의 안테나에서 각각 다른 신호가 송신되므로, 이 각각 다른 신호를 검출하기 위하여는 M개의 웨이트 벡터가 필요하게 된다. Since different weights are transmitted from the antennas of the transmitting end, M weight vectors are required to detect the different signals.

이 때 수신단에서 수신되는 신호벡터에 곱하게 되는 웨이트 벡터는 다음과 같은 성질을 만족하도록 한다.At this time, the weight vector to be multiplied by the signal vector received at the receiving end to satisfy the following properties.

수학식 2에서 H _j는 H의 j번째 열 벡터를 나타낸다. 즉 수학식 2에서는 i번째송신 데이터를 검출하기 위해 수신단에서 수신되는 신호벡터에 곱해 주어야 할 웨이트 벡터 w _i는 H의 i번째 열 벡터와의 곱에 대해서만 1이라는 값을 가지고 H 의 나머지 열벡터와의 곱에 대해서는 0을 만족하게 한다.In Equation 2, H _j represents the j-th column vector of H. I.e., Equation (2) the weight to give multiplying the signal vector received at the receiving end to detect the i-th transmit data vector w _i is the remainder of having a value of 1 only for the product of the i-th column of H vector H column vector with For the product of, 0 is satisfied.

즉 i번째 송신 안테나에서 송신된 송신 데이터를 수신하기 위한 웨이트 벡터 w _i는 다른 송신 안테나에서 송신된 신호의 영향은 제거하도록 한다. 순차적으로 송신 신호를 검출하기 때문에 현재 검출하기 위해 사용할 웨이트 벡터를 구하기 전에 먼저 검출된 신호의 영향은 배제하였으므로 j≥i라는 표현을 썼다.That is, the weight vector w _i for receiving the transmission data transmitted from the i th transmission antenna allows to remove the influence of the signal transmitted from another transmission antenna. Since the transmission signal is sequentially detected, the effect of the detected signal is excluded before obtaining the weight vector to be used for the current detection.

수학식 2의 성질을 만족하는 웨이트 벡터는 다음과 같이 구할 수 있다.The weight vector satisfying the property of Equation 2 can be obtained as follows.

우선 수학식 1에서 나타낸 수신단에서의 수신되는 신호 벡터를 First, the received signal vector at the receiver shown in Equation 1

으로 다시 표현할 수 있다.Can be represented again.

송신 안테나 각각에서 송신된 신호는 각각 다른 채널을 거쳐 수신단에 수신되는데 이것을 선형적인 합의 꼴로 표현한 것이 수학식 3이라고 할 수 있다. Signals transmitted from each of the transmitting antennas are received by the receiver through different channels, which can be expressed by Equation 3 in a linear sum form.

여기서 1번째 송신 신호를 검출할 때는 2번째부터 M번째 까지의 신호의 영향을 제거하여 수신할 수 있는 웨이트 벡터를 수신되는 신호벡터에 곱하여 수신하는 것이 가장 바람직하고, 마찬가지로 다른 송신 신호에 대해서도 이런 원리를 적용할 수 있다. 이런 요구 조건을 만족시키기 위해 종래 기술에서는 다음과 같이 웨이트 벡터를 갱신하도록 하였다.When detecting the first transmission signal, it is most preferable to multiply the received signal vector by the weight vector, which can be received by removing the influence of the second to Mth signals, and similarly for other transmission signals. Can be applied. In order to satisfy this requirement, the prior art is to update the weight vector as follows.

우선 웨이트 벡터 갱신이 시작되면 처음 주어진 H행렬의 Moore-Penrose pseudoinverse를 구하고, 이 행렬을 H ⁺혹은 G ₁로 표시한다. 즉 다음과 같이 쓸 수 있다.First, when the weight vector update is started, the Moore-Penrose pseudoinverse of the first H matrix is obtained, and this matrix is denoted as H ⁺ or G ₁ . In other words, you can write

다음 G ₁행렬의 각 행벡터 중 행벡터의 벡터 놈(vector norm) 중에서 가장 작은 값으로 나타나는 행벡터가 어느 것인지를 알아낸다. 행벡터의 벡터 놈(vector norm) 중에서 가장 작은 값으로 나타나는 행벡터가 어느 것인지를 알아내면 이것을 K라고 하면 K번째 송신 신호를 검출하기 위한 웨이트 벡터 w _k는 G ₁행렬의 K번째 행으로 선택한다.Find out which row vector appears as the smallest value among the vector norm of the row vector among the row vectors of the G ₁ matrix. If we find out which row vector is represented by the smallest value among the vector norm of the row vector, and if this is K, the weight vector w _k for detecting the K th transmission signal is selected as the K th row of the G ₁ matrix.

이 후 수신벡터 r과 웨이트 벡터 w _k를 곱해서 K번째 안테나에서 송신된 신호를 검출하고, 송신단에서 사용하는 변조 방법 (예를 들면 QPSK, QAM 등의 디지털 변조 방식)을 수신단에서도 알고 있으므로 어느 배치(constellation)에 속한 것인지를 판단하여 마지막으로 K번째 송신 안테나에서 송신된 신호, a_k를 검출한다.After that, the received vector r is multiplied by the weight vector w _k to detect the signal transmitted from the K-th antenna, and the receiving end knows the modulation method (for example, QPSK, QAM, etc.) used by the transmitting end. constellation) and finally detects the signal a _k transmitted from the K-th transmit antenna.

이렇게 K번째 안테나에서 송신된 신호를 검출하면 수학식 3에서 K번째 신호의 영향을 가감한다. 즉 다음과 같은 연산을 실시한다.When the signal transmitted from the K-th antenna is detected as described above, the influence of the K-th signal is added or decreased in Equation 3. That is, the following operation is performed.

이 때 r ₂는 2번째 갱신에서 사용될 수신 벡터를 나타낸다.In this case, r ₂ represents a reception vector to be used in the second update.

이후 G ₂, 즉 2번째 웨이트 벡터를 구하는 데 사용될 행렬은 H ⁺행렬 중 K번째 열을 모두 0로 만든 행렬의 Moore-Penrose pseudoinverse 행렬이 된다. 즉 다음과 같이 쓸 수 있다.The matrix to be used to find G ₂ , the second weight vector, is a Moore-Penrose pseudoinverse matrix of matrices in which all Kth columns of the H ⁺ matrix are zero. In other words, you can write

이 때 는 H ⁺행렬 중 K번째 열을 모두 0로 만든 행렬의 Moore-Penrose pseudoinverse 행렬을 의미한다.At this time Denotes the Moore-Penrose pseudoinverse matrix of the matrix where all Kth columns of the H ⁺ matrix are zero.

이 후 G ₂행렬에 대해서 G ₂행렬의 행벡터들의 벡터 놈(vector norm) 중에서 가장 작은 값으로 나타나는 행벡터가 어느 것인지를 알아내면 이것을 V라고 하면 V번째 송신 신호를 검출하기 위한 웨이트 벡터 w _v는 행렬의 v번째 행로 선택한다.The vectors of the G of the _second matrix row vector for the G ₂ matrix after (vector norm) when said V it finds out a row vector is whether any occurrence of the smallest value among the weight for detecting the V th transmit signal vector w _v is a matrix, Select with the v th row of.

이 후 수신벡터 r ₂과 웨이트 벡터 w _v를 곱해서 v번째 안테나에서 송신된 신호를 검출하고 송신단에서 사용하는 변조 방법 (예를 들면 QPSK, QAM 등의 디지털 변조 방식)을 수신단에서도 알고 있으므로 어느 배치(constellation)에 속한 것인지를 판단하여 마지막으로 v번째 송신 안테나에서 송신된 신호, a_v를 검출한다.Thereafter, the reception vector r ₂ and the weight vector w _v are multiplied to detect a signal transmitted from the v-th antenna, and the receiving end knows a modulation method (for example, a digital modulation method such as QPSK or QAM) used by the transmitting end. constellation) and finally detects a signal transmitted from the v th transmit antenna, a _v .

이렇게 v번째 안테나에서 송신된 신호를 검출하면 수학식 5에서 v번째 신호를 가감한다. 즉 다음과 같은 연산을 실시한다.When the signal transmitted from the v th antenna is detected as described above, the v th signal is added or subtracted from Equation 5. That is, the following operation is performed.

이 때, r ₃는 3번째 갱신에서 사용될 수신 벡터를 나타낸다.이런 과정은 M개의 안테나에서 각각 송신된 신호를 모두 구할 때 까지 계속되어, 결국 송신단에서 전송된 신호를 수신단에서 여러 안테나로 수신하여 송신단의 각각 다른 안테나에서 다르게 전송된 신호를 적절히 검출하게 된다.In this case, r ₃ denotes a reception vector to be used in the third update. This process continues until all signals transmitted from each of M antennas are obtained. Different signals from different antennas can be properly detected.

그러나, 다중 입출력 이동 통신 시스템의 종래 기술의 하나인 Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) 시스템은 다음과 같은 한계가 존재한다. 종래 기술은 송신단에서 발생한 data를 각 송신 안테나에 나눠주도록 serial-to-parallel 단을 두어 각 송신 안테나에서 서로 독립적인 신호가 송신되도록 한다. 그리고, 수신단에서 신호 처리를 사용하여 각 송신 안테나에서 송신된 신호를 검출하는 방법을 사용하고 있다. However, the Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) system, which is one of the prior arts of the multiple input / output mobile communication system, has the following limitations. In the prior art, a serial-to-parallel stage is provided to divide data generated at a transmitting end to each transmitting antenna so that signals independent of each other are transmitted at each transmitting antenna. In addition, a method of detecting a signal transmitted from each transmitting antenna is used in the receiving end using signal processing.

즉, 각 송신 안테나에서 신호를 독립적으로 송신함으로써 각 안테나 간의 독립성의 성질만을 이용하고 있는 한계가 있다. 그러나 실제 상황에서는 송신 안테나 어레이의 각 송신 안테나 간에 어느 정도의 상관 (correlation)이 존재하게 되고 아울러 수신 안테나 어레이(array)의 수신 안테나 간에도 어느 정도의 상관이 존재하여 송/수신 각 안테나의 독립성 뿐 아니라 상관성도 어느 정도 존재하게 된다.That is, there is a limitation that only the independence property between each antenna is used by transmitting signals independently from each transmitting antenna. However, in a practical situation, there is some correlation between each transmitting antenna of the transmitting antenna array and some correlation between receiving antennas of the receiving antenna array, so that not only the independence of each transmitting / receiving antenna There is some degree of correlation.

이 경우 안테나 간의 독립성만을 이용하는 시스템에는 안테나간의 상관성이 클수록 그 이득이 떨어지게 되는 단점이 있게 된다.In this case, the system using only the independence between the antennas has a disadvantage that the greater the correlation between the antennas, the lower the gain.

본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 다수의 송신 안테나 및 다수의 수신 안테나를 사용하는 다중 입출력 이동 통신 시스템에서 현실적인 송/수신 안테나의 특성을 고려하여, 종래 다중 입출력 이동 통신 시스템은 안테나 간의 독립성만을 이용하였으나 본 발명은 안테나 간의 상관성을 함께 이용하여 그 성능을 향상시키는 다중 입출력 이동 통신 시스템에서의 개루프 신호 처리 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and in consideration of the characteristics of a realistic transmit / receive antenna in a multiple input / output mobile communication system using a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas, a conventional multiple input / output mobile communication system is An object of the present invention is to provide an open loop signal processing apparatus and method in a multi-input / output mobile communication system which improves its performance by using only inter-antenna correlation.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다중 입출력 이동 통신 시스템에서의 개루프 신호 처리 장치는, 다수의 송신 안테나를 통해 각 심볼에 대한 빔형성을 실시하여 신호를 전송하는 송신단으로부터 신호를 수신하는 수단과, 상기 송신단에서 빔형성된 송신 신호 벡터를 추정하는 수단과, 상기 송신단에서 전송된 상기 각 심볼을 검출하는 수단이 포함되는 것을 그 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an open loop signal processing apparatus in a multiple input / output mobile communication system according to the present invention is configured to receive a signal from a transmitting end transmitting a signal by performing beamforming on each symbol through a plurality of transmitting antennas. Means, means for estimating the beamformed transmission signal vector at the transmitting end, and means for detecting each symbol transmitted at the transmitting end.

또한, 상기 심볼에 대하여 다수의 송신 안테나를 이용하는 빔형성은 송신 안테나 수와 동일한 크기의 웨이트 벡터를 각각의 심볼에 곱하는 것을 그 특징으로 한다.In addition, beamforming using a plurality of transmit antennas for the symbol is characterized by multiplying each symbol by a weight vector having the same size as the number of transmit antennas.

또한, d는 안테나 소자 간의 거리를, 는 기저 대역 신호 전송을 위해 사용하는 캐리어의 파장을, 는 안테나로 입사하는 신호의 방향이라고 할 때,In addition, d is the distance between the antenna elements, Is the wavelength of the carrier used for baseband signal transmission, Is the direction of the signal incident on the antenna,

상기 웨이트 벡터의 한 성분은 의 양이 아닌 정수배를 지수로 하는 지수함수 값인 것을 그 특징으로 한다.One component of the weight vector is It is characterized by the fact that it is an exponential function whose exponent is an integer multiple, not an amount.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다중 입출력 이동 통신 시스템에서의 개루프 신호 처리 방법는, 송신하려는 각 심볼에 대하여 다수의 송신 안테나를 이용하는 빔형성을 실시하여 신호를 전송하는 송신단으로부터 전송되어온 신호를 수신하는 단계와, 상기 송신단에서 전송된 빔형성된 송신 신호 벡터를 수신단에서 추정하는 단계와, 상기 수신단에서 추정한 빔형성된 송신 신호 벡터로부터 송신단에서 전송된 상기 각 심볼을 검출하는 단계가 포함되는 것을 그 특징으로 한다. In addition, in order to achieve the above object, the open loop signal processing method in a multiple input / output mobile communication system according to the present invention transmits a signal from a transmitting end performing beamforming using a plurality of transmitting antennas for each symbol to be transmitted. Receiving the received signal, estimating a beamformed transmission signal vector transmitted from the transmitter, and detecting each symbol transmitted from the transmitter from the beamformed transmission signal vector estimated by the receiver; It is characterized by that.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다중 입출력 이동 통신 시스템에서의 개루프 신호 처리 장치는, 각 심볼에 빔형성을 실시하여 신호를 전송하는 송신단과; 상기 송신단에서 빔형성된 송신 신호 벡터를 추정하는 수단과, 상기 송신단에서 전송된 상기 각 심볼을 검출하는 수단으로 이루어지는 수신단이; 포함되는 것을 그 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, an open loop signal processing apparatus in a multiple input / output mobile communication system according to the present invention includes: a transmitting end for beamforming each symbol; A receiving end comprising means for estimating a transmission signal vector beam-formed at the transmitting end and means for detecting each of the symbols transmitted at the transmitting end; It is characterized by being included.

또한, 상기 심볼에서의 빔형성은 송신 안테나와 동일한 수의 웨이트 벡터를 각각의 심볼에 곱하는 것임을 그 특징으로 한다. Further, the beamforming in the symbol is characterized in that each symbol is multiplied by the same number of weight vectors as the transmitting antenna.

또한, 상기 웨이트 벡터는 i번째 심볼에 대해서 In addition, the weight vector is the i-th symbol.

으로 표현됨을 그 특징으로 한다.It is characterized by.

또한, 상기 송신단에서 빔형성된 송신 신호 벡터를 추정하는 수단은 제로 포싱이나 최소평균오차측정방법으로 이루어짐을 그 특징으로 한다.In addition, the means for estimating the beam-formed transmission signal vector in the transmitting end is characterized in that it consists of a zero forcing or a minimum mean error measurement method.

또한, 상기 송신단에서 전송된 상기 각 심볼을 검출하는 수단은 상기 수신단에서 추정한 빔형성된 송신 신호 벡터에다 송신단에서 각 심볼에 곱한 웨이트 벡터들의 켤레값들을 곱하여 이루어짐을 그 특징으로 한다. In addition, the means for detecting each symbol transmitted from the transmitting end is characterized in that the beam-formed transmission signal vector estimated by the receiving end by multiplying the conjugate values of the weight vectors multiplied by each symbol in the transmitting end.

또한, 본 발명에 따른 다중 입출력 이동 통신 시스템에서의 개루프 신호 처리 방법은, 송신단에서 각 심볼에 빔형성을 실시하여 신호를 전송하는 단계와, 상기 송신단에서 전송된 빔형성된 송신 신호 벡터를 수신단에서 추정하는 단계와, 상기 수신단에서 추정한 빔형성된 송신 신호 벡터로부터 송신단에서 전송된 상기 각 심볼을 검출하는 단계가 포함되는 것을 그 특징으로 한다.In addition, the open-loop signal processing method in a multiple input / output mobile communication system according to the present invention includes transmitting a signal by performing beamforming on each symbol at a transmitter, and receiving a beamformed transmission signal vector transmitted by the transmitter at a receiver. Estimating and detecting each symbol transmitted from the transmitting end from the beamformed transmission signal vector estimated by the receiving end.

이와 같은 본 발명에 의하면, 안테나 간의 독립성을 이용하는 시스템의 경우에 안테나간의 상관성이 클수록 그 이득이 떨어지게 되는 것을 극복하여 안테나 간의 상관성을 이용하는 다른 방법을 함께 사용함으로써 안테나 간의 상관성으로 인해 잃게 되는 이득을 함께 얻을 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, in the case of a system using the independence between antennas, the higher the correlation between the antennas, the more the gain is lowered, and other methods using the correlation between antennas are used together so that the gains lost due to the correlation between the antennas together There is an advantage that can be obtained.

즉 본 발명의 내용은 종래의 안테나 간의 독립성을 이용하는 시스템의 이득에다 안테나 간의 상관성으로 인해 얻을 수 있는 이득을 더한 이득을 얻을 수 있어 종래 시스템에 비해 보다 나은 성능을 기대할 수 있다.That is, the contents of the present invention can obtain a gain obtained by adding the gain of the system using the independence between the conventional antennas and the gain obtained by the correlation between the antennas, so that better performance can be expected than the conventional system.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3는 본 발명의 실시예의 개루프 신호 처리 장치가 채용된 다중 입출력 이동 통신 시스템의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a multiple input / output mobile communication system employing an open loop signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3를 참조하여 본 발명의 실시예의 개루프 신호 처리 장치가 채용된 다중 입출력 이동 통신 시스템의 구성을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, a configuration of a multiple input / output mobile communication system employing an open loop signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 먼저 본 발명은 개루프 다중 입출력 이동 통신 시스템을 가정하였다. 또한, M개의 송신 안테나(12), N개의 수신 안테나(16)를 가진 다중 입출력 이동 통신 시스템을 가정한다. In describing an embodiment of the present invention, first, the present invention assumes an open loop multiple input / output mobile communication system. Also, assume a multiple input / output mobile communication system having M transmit antennas 12 and N receive antennas 16.

본 발명은 송신 안테나(12)에서 각각 독립적인 심볼을 전송하는 기존의 시스템과 달리 각 심볼에 빔형성을 실시하여 전송하는 시스템이므로 송신단의 빔형성기(22)를 포함하고 있다. The present invention includes a beamformer 22 of a transmitting end since the transmission antenna 12 is a system for beamforming each symbol unlike a conventional system for transmitting independent symbols.

또한, 송신단에서 각 심볼에 빔형성을 실시하여 신호를 전송한 경우 수신단에서의 신호 처리를 위하여 다음과 같은 수신단이 구성된다. In addition, when the transmitter performs beamforming on each symbol and transmits a signal, the following receiver is configured for signal processing at the receiver.

상기 수신단은 일반적으로 잘 알려진 제로포싱(zero-forcing)이나 최소평균오차측정(MMSE :Minimum-Mean-Square-Error) 방법으로 송신단에서 각 심볼에 빔형성을 실시하여 생성한 신호 벡터를 추정하는 블락, 즉 빔형성된 송신 신호 벡터 추정기(24)와 그 블락을 통과한 신호 벡터에다 송신단에서 각 심볼에 곱한 웨이트 벡터들의 켤레(conjugate)값들을 곱해 각 심볼을 검출(detection) 하는 블락, 즉 수신단의 빔형성기(26)로 이루어진다. The receiving end is generally a block for estimating a signal vector generated by beamforming each symbol at the transmitting end using a well-known zero-forcing or minimum-mean-square error (MMSE) method. That is, a block that detects each symbol by multiplying the conjugated values of weight vectors multiplied by each symbol at the transmitting end by the signal vector passing through the block and the beamformed transmission signal vector estimator 24, that is, the beam of the receiving end And a former 26.

도 4는 도 3에서의 실시예에 대한 개루프 신호 처리 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an open loop signal processing method for the embodiment of FIG. 3.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 다중 입출력 이동 통신 시스템의 동작을 상세하게 설명하도록 한다. The operation of the multiple input / output mobile communication system according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4.

기존 BLAST 송신단은 M개의 송신 안테나(12)를 사용할 경우 다음과 같이 M개의 심볼로 구성된 신호 벡터 a를 구성 그 각각의 심볼을 각각 다른 송신 안테나(12)로 전송하도록 한다.When the existing BLAST transmitter uses M transmit antennas 12, it transmits a signal vector a composed of M symbols as follows, and transmits each symbol to each other transmit antenna 12 as follows.

이 경우 상기 설명한 바와 같이 각 안테나 간의 상관이 없는 시스템을 가정하였고 따라서 각 안테나가 하나의 독립된 채널이라고 가정하였다. 이럴 경우 각 안테나 간의 상관성을 이용할 수 없게 되므로 본 발명에서는 다음과 같이 안테나 간의 독립성 및 상관성을 동시에 이용하는 방법을 사용한다. In this case, it is assumed that there is no correlation between the antennas as described above, and therefore, each antenna is assumed to be an independent channel. In this case, since the correlation between antennas cannot be used, the present invention uses a method of simultaneously using independence and correlation between antennas as follows.

본 발명은 각 심볼을 독립적으로 안테나마다 전송하기 전에 송신단이 안테나 어레이로 구성되어 있는 것을 착안하여 각 심볼에 대해 빔형성을 실시하여 전송하는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 빔형성을 실시하는 안테나 어레이는 안테나 어레이를 구성하는 각 안테나 간의 상관성을 이용하는 것으로 안테나 간의 상관성이 높을수록 빔형성 실시의 이득이 커진다고 할 수 있다. 기존 BLAST 시스템은 각 안테나마다 독립적인 심볼을 전송하도록으로만 송신단에서 신호처리를 하기 때문에 빔형성 이득을 얻을 수 없었으나 본 발명은 실제 상황에서 피할 수 없는 안테나 간의 상관성을 이용할 수 있도록 각 심볼에 빔형성을 실시하여 신호를 전송하도록 하는 것이다.The present invention is characterized by transmitting beams to each symbol by considering that the transmitting end is configured as an antenna array before transmitting each symbol independently for each antenna. In general, an antenna array for beamforming uses correlation between antennas constituting the antenna array, and the higher the correlation between antennas, the greater the gain of beamforming. Conventional BLAST system could not obtain the beamforming gain because the transmitter performs signal processing only to transmit independent symbols for each antenna, but the present invention can use the beams in each symbol in order to use the correlation between antennas, which is inevitable in the actual situation. Forming is done to transmit the signal.

본 발명에서 각 심볼에 빔을 형성하는 방법을 다음과 같은 수식으로 요약할 수 있다. In the present invention, a method of forming a beam in each symbol may be summarized by the following equation.

여기서 w _i는 각 심볼에 빔형성을 실시하기 위한 웨이트 벡터를 지칭하는 것이고 a₁부터 a_m까지는 데이터 심볼을, S는 각 심볼에 빔형성을 실시한 빔형성 후의 신호 벡터라고 할 수 있다. 이 때 각 심볼에 곱할 웨이트 벡터를 구하는 방법을 다음과 같이 요약할 수 있다.Here, w _i refers to a weight vector for beamforming each symbol, a ₁ to a _{m may} be a data symbol, and S may be referred to as a signal vector after beam formation for beamforming each symbol. In this case, a method of obtaining a weight vector to be multiplied by each symbol can be summarized as follows.

본 발명은 개루프 다중 입출력 이동 통신 시스템을 가정하였다. 아울러 일반적으로 FDD 시스템에서는 송신단에서 수신단까지의 이동 채널 상황을 알 수 없기 때문에 순방향 채널의 상황을 송신단에서 알 수 없다는 단점이 있다. 물론 TDD 시스템에서는 순방향 채널과 역방향 채널이 동일하기 때문에 수신단에서 별도의 피드백(feedback)을 하지 않아도 송신단에서 순방향 채널을 추정할 수 있다. 본 발명은 FDD 시스템의 경우 수신단에서 채널을 추정하여 피드백을 하여야 하는 시스템 부하를 고려하여 수신단에서 송신단으로 채널 행렬을 피드백 하지 않고 송신단에서 별도의 신호 처리를 통해 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 TDD 시스템에도 그대로 적용 가능하다고 할 수 있다. The present invention assumes an open loop multiple input / output mobile communication system. In addition, in general, the FDD system does not know the mobile channel state from the transmitting end to the receiving end. Of course, since the forward channel and the reverse channel are the same in the TDD system, the forward channel can be estimated by the transmitter without a separate feedback from the receiver. The present invention is characterized in that the FDD system transmits a signal through a separate signal processing at the transmitting end without feeding back a channel matrix from the receiving end to the transmitting end in consideration of a system load in which the receiving end estimates a channel. Therefore, the present invention can be said to be applicable to the TDD system as it is.

우선 M개의 송신 안테나(12), N개의 수신 안테나(16)를 가진 다중 입출력 이동 통신 시스템을 가정한다. 이 때 M개의 송신 안테나(12)를 통해 각각 다르게 송신된 신호 벡터가 수신단에 수신되기 전 거치게 되는 이동 통신 채널 행렬을 H라고 할 때 수신단에서 개의 수신 안테나(16)를 가진 경우 채널 행렬 는 N×M 행렬이 된다. 본 발명은 개루프 시스템을 가정하였으므로 수신단에서 송신단으로 순방향 채널에 대한 어떠한 정보도 피드백하지 않기 때문에 송신단에서 각 심볼에 곱하여 줄 웨이트 벡터를 송신단 자체에서 결정하여야 한다.First, a multi-input / output mobile communication system having M transmit antennas 12 and N receive antennas 16 is assumed. In this case, when H is a mobile communication channel matrix through which signal vectors transmitted differently through M transmit antennas 12 are received at the receiving end, the channel matrix is N × when the receiving end has two receiving antennas 16. Is an M matrix. Since the present invention assumes an open loop system, since no information on the forward channel is fed back from the receiving end to the transmitting end, the transmitting end must multiply each symbol by a transmission weight to determine the weight vector.

즉 각 심볼에 빔형성을 하기 위한 웨이트 벡터를 송신단에서 결정하여야 하는데 본 발명에서는 다음과 같이 각 심볼에 곱할 웨이트 벡터를 결정하도록 한다. That is, a weight vector for beamforming each symbol should be determined by the transmitter. In the present invention, a weight vector to be multiplied by each symbol is determined as follows.

일반적으로 안테나 어레이를 사용할 경우 안테나 어레이의 array response vector는 다음과 같이 쓸 수 있다.In general, when using an antenna array, the array response vector of the antenna array can be written as follows.

여기서 는 array response vector 각 성분의 크기 정보를 나타내는 성분이고, d는 안테나 소자 간의 거리를, λ는 기저 대역 신호 전송을 위해 사용하는 캐리어(carrier)의 파장을, θ는 안테나 어레이로 입사하는 신호의 방향을 나타낸다. 그리고 안테나 어레이를 구성하는 안테나 소자의 개수를 M으로 가정하였다.here Is a component representing the size information of each component of the array response vector, d is a distance between antenna elements, λ is a wavelength of a carrier used for baseband signal transmission, and θ is a direction of a signal incident to the antenna array. Indicates. The number of antenna elements constituting the antenna array is assumed to be M.

본 발명에서는 각 심볼에 빔형성을 실시하기 위한 웨이트 벡터들을 수학식 10에 나타낸 array response vector를 이용하여 설정하도록 한다. In the present invention, weight vectors for beamforming each symbol are set using an array response vector shown in Equation 10.

즉, i번째 심볼에 대한 웨이트 벡터 w _i는That is, the weight vector w _i for the i symbol is

로 나타낼 수 있는 것이다.It can be represented as.

만약 안테나 간의 거리가 반파장일 경우 array response vector는 다음과 같이 다시 쓸 수 있다. If the distance between the antennas is half wavelength, the array response vector can be rewritten as

따라서, 안테나 소자간의 거리를 반파장으로 가정한다면, M개의 송신안테나에서 N개의 심볼을 독립적으로 전송하는데 있어서 안테나간의 상관성을 이용하기 위해 각 심볼에 곱하여 줄 웨이트 벡터를 수학식 11을 이용하여 다음과 같이 생성하는 것이다. Therefore, assuming that the distance between antenna elements is half-wavelength, in order to use the correlation between antennas to independently transmit N symbols in M transmission antennas, a weight vector to be multiplied by each symbol is expressed by Equation 11 as follows. To create it together.

심볼 1을 위한 웨이트 벡터는The weight vector for symbol 1

으로 나타낼 수 있고,Can be represented as

심볼 M을 위한 웨이트 벡터는The weight vector for symbol M

으로 나타낼 수 있다.It can be represented as

이 때 각 심볼에 빔형성을 위해 생성하는 웨이트 벡터값에 달리 하는 θ값은 360도 각도 범위 내에서 값이 균등하게 분포되게 하고, 아울러 크기 정보도 조정하여 M개의 심볼에 곱하여 줄 웨이트 벡터들이 최대한 서로 직교성을 유지할 수 있도록 한다.At this time, the θ value different from the weight vector value generated for beam formation in each symbol is distributed evenly within the 360 degree angle range, and the size information is also adjusted to multiply M symbols to give the weight vectors as much as possible. Keep orthogonal to each other.

송신단에서 수학식 9와 같이 각 심볼에 빔형성을 실시하여 신호를 전송한 경우 수신단에서는 다음과 같이 신호 처리를 실시한다. When the transmitter transmits a signal by beamforming each symbol as shown in Equation 9, the receiver performs signal processing as follows.

각 심볼에 빔형성을 실시하였기 때문에 종래 V-BLAST 수신단의 신호 처리를 사용할 수 없으므로 일반적으로 잘 알려진 제로 포싱(zero-forcing)이나 최소평균오차측정(MMSE)방법으로 우선 빔형성후의 송신신호벡터를 추정한 후, 송신단에서 각 심볼에 곱한 웨이트 벡터의 켤레(conjugate)값을 곱해 빔 형성전의 각 심볼을 검출(detection) 하도록 한다. Since the beamforming is performed on each symbol, the signal processing of the conventional V-BLAST receiver cannot be used. Therefore, the transmission signal vector after the beamforming is first selected using a well-known zero-forcing or minimum mean error measurement (MMSE) method. After the estimation, the transmitter multiplies the conjugate value of the weight vector multiplied by each symbol to detect each symbol before beam formation.

제로 포싱(zero-forcing), 최소평균오차측정(MMSE) 방법은 다음과 같이 수학식으로 요약할 수 있다. Zero-forcing, minimum mean error measurement (MMSE) method can be summarized by the following equation.

우선 각 심볼에 빔형성을 실시하여 송신단에서 전송한 신호를 수신단에서 수신한 신호는 First, the signal received from the receiver by beamforming the symbols is

으로 나타낼 수 있다.여기서 n은 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 나타낸다. N represents Additive White Gaussian Noise (AWGN).

제로 포싱(Zero-forcing)을 이용하여 각 심볼에 빔형성을 실시하여 전송한 신호 벡터 S를 추정한 신호 벡터를 라고 하면 는The signal vector obtained by estimating the transmitted signal vector S by performing beamforming on each symbol by using zero-forcing Say Is

으로 나타낼 수 있다. It can be represented as

최소평균오차측정(MMSE)방법을 이용하여 각 심볼에 빔형성을 실시하여 전송한 신호 벡터 S를 추정한 신호 벡터를 라고 하면 는A signal vector obtained by estimating the signal vector S transmitted by beamforming each symbol by using the minimum mean error measurement (MMSE) method is called. if Is

으로 나타낼 수 있다.여기서 α는 신호 대 간섭 잡음비, I는 항등 행렬을 나타낸다.Where α is the signal-to-interference noise ratio, and I is the identity matrix.

이렇게 제로포싱(zero-forcing) 혹은 최소평균오차측정(MMSE) 방법을 이용하여 각 심볼에 빔형성을 실시하여 전송한 신호 벡터 S를 추정한 신호 벡터인 를 추정한 후 송신단에서 각 심볼에 곱하여 전송한 웨이트 벡터의 켤레(conjugate) 값을 다시 에 곱하여 전송단에서 전송한 심볼들인 a₁부터 a_m까지의 추정치 부터 를 다음과 같이 검출할 수 있다.This zero-forcing (zero-forcing) or minimum mean square error measure (MMSE) method a signal estimating the signal vector S transmitted by performing beamforming on each symbol by using a vector of After estimating, multiply each symbol by the transmitter and reconstruct the conjugate value of the weight vector. Estimates of symbols a ₁ to a _m transmitted by the transmitter multiplied by from Can be detected as follows.

........

이것은 수신단에서의 각 심볼에 대한 빔 형성을 의미한다.This means beamforming for each symbol at the receiving end.

그리고, 송신단에서 사용하는 변조 방법 (예를 들면 QPSK, QAM 등의 디지털 변조 방식)을 수신단에서도 알고 있으므로 각각의 검출된 심볼들 부터 이 어느 배치(constellation)에 속한 것인지를 판단하여 송신단에서 전송한 심볼들인 a₁부터 a_m를 검출하고, 이후 멀티플렉서 (MUX)(28)를 통하여 검출한 심볼들을 합쳐 송신신호를 검출하게 된다.And, since the receiving end knows the modulation method (eg, digital modulation method such as QPSK, QAM, etc.) used by the transmitting end, each detected symbol from It determines which constellation belongs to and detects the symbols a ₁ to a _m transmitted by the transmitter, and then combines the symbols detected through the multiplexer (MUX) 28 to detect the transmission signal.

본 발명은 다수의 송신 안테나 및 다수의 수신 안테나를 사용하는 다중 입출력 이동 통신 시스템에서 송/수신단에서의 안테나 간의 독립성 및 상관성을 동시에 이용하는 특성을 가지고 있다. 안테나 간의 독립성을 이용하는 시스템의 경우에는 안테나간의 상관성이 클수록 그 이득이 떨어지게 되는데 이 경우에는 안테나 간의 상관성을 이용하는 다른 방법을 함께 사용함으로써 안테나 간의 상관성으로 인해 잃게 되는 이득을 함께 얻을 수 있는 장점이 있다.The present invention has the characteristic of simultaneously using the independence and correlation between antennas at the transmitting and receiving end in a multiple input / output mobile communication system using a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas. In the case of a system using independence between antennas, the greater the correlation between antennas, the lower the gain. In this case, another method using the inter-antenna correlation can be used together to obtain a gain lost due to the correlation between antennas.

즉 본 발명의 내용은 기존의 안테나 간의 독립성을 이용하는 시스템의 이득에다 안테나 간의 상관성으로 인해 얻을 수 있는 이득을 더한 이득을 얻을 수 있어 기존 시스템에 비해 보다 나은 성능을 기대할 수 있다.That is, the contents of the present invention can obtain a gain obtained by adding the gain of the system using the independence between the existing antennas and the gain obtained by the correlation between the antennas, so that better performance can be expected than the existing system.

도 1은 다중 입출력 이동 통신 시스템의 종래 기술의 하나인 Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) system, which is one of the prior arts of a multiple input / output mobile communication system.

도 2는 V-BLAST 시스템 수신단에서의 신호 처리 방법을 나타내는 순서도.2 is a flowchart illustrating a signal processing method at a V-BLAST system receiving end.

도 3는 본 발명 실시예의 폐루프 신호 처리 장치가 채용된 다중 입출력 이동 통신 시스템의 구성도.3 is a block diagram of a multiple input / output mobile communication system employing a closed loop signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에서의 실시예에 대한 개루프 신호 처리 방법을 나타내는 순서도.4 is a flow chart illustrating a method of processing an open loop signal for the embodiment of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 벡터 인코더(Vector Encoder) 12 : 송신 안테나10: Vector Encoder 12: Transmission Antenna

14 : 다중 입출력 이동 통신 채널 16 : 수신 안테나14 multiple input and output mobile communication channel 16 receiving antenna

18 : V-BLAST 수신단의 신호처리기 20 : 디멀티플렉서(DEMUX)18: signal processor of V-BLAST receiver 20: demultiplexer (DEMUX)

22 : 송신단의 빔형성기22: beamformer of transmitter

24 : 빔형성된 송신신호벡터 추정기24: beamformed transmission signal vector estimator

26 : 수신단의 빔형성기 28 : 멀티플렉서(MUX)26: beamformer at the receiving end 28: multiplexer (MUX)

Claims

Means for receiving a signal from a transmitting end transmitting a signal by performing beamforming on each symbol through a plurality of transmitting antennas;

Means for estimating the beamformed transmission signal vector at the transmitting end;

Means for detecting each symbol transmitted from the transmitting end,

Beamforming using a plurality of transmit antennas for the symbol is to multiply each symbol by a weight vector having the same size as the number of transmit antennas,

d is the distance between the antenna elements, Is the wavelength of the carrier used for baseband signal transmission, Is the direction of the signal incident on the antenna,

One component of the weight vector is Signal processing apparatus of a mobile communication system having a plurality of receiving antennas, characterized in that the exponential function value is an integer multiple, not an amount.

delete

Receiving a signal transmitted from a transmitting end transmitting a signal by performing beamforming using a plurality of transmitting antennas for each symbol to be transmitted;

Estimating at the receiving end a beamformed transmission signal vector transmitted at the transmitting end;

And detecting each symbol transmitted from the transmitting end from the beamformed transmission signal vector estimated at the receiving end.

The method of claim 4, wherein

Beamforming using a plurality of transmit antennas for the symbols is a signal processing method of a mobile communication system having a plurality of receive antennas, characterized in that multiplying each symbol by a weight vector of the same size as the number of transmit antennas.

The method of claim 5,

One component of the weight vector is Signal processing method of a mobile communication system having a plurality of receiving antennas, characterized in that the exponential function value is an integer multiple, not an amount of