KR100617703B1 - 이동 통신 시스템에서 시공간 부호화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비이진 심볼을
Figure 112006020810326-pat00001
개의 이진 비트들의 스트림으로 변환하는 역사상기를 포함하고, 상기 역사상기로부터 출력되는 상기 이진 비트들의 스트림을 복수개의 안테나들을 통해 전송하는 시공간 부호화 송신기에서, 상기 m은 상기 안테나들의 개수를 나타내고, 상기 a는 임의의 정수를 나타내며, 상기
Figure 112006020810326-pat00002
개의 이진 비트들을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 송신되도록 a개의 이진 비트들씩 분배함으로써 상기 m개의 안테나들을 통해 전송되는 상기
Figure 112006020810326-pat00003
개의 이진 비트들간의 상관관계를 증가시킨다.
시공간 부호, 비이진 부호기, 사상기, 역사상기, 분산기

Description

이동 통신 시스템에서 시공간 부호화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SPACE-TIME CODING IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 STC 송수신기 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 일반적인 터보 부호를 사용하는 STC 송신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2의 STC 송신기 구조에 대응하는 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비이진 부호를 이용하는 STC 송신기 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비이진 부호를 이용하는 STC 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 4의 사상기(400) 동작 과정을 도시한 도면.
도 7은 도 5의 역사상기(510)의 동작 과정을 도시한 도면.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 시공간 부호화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 비이진(non-binary) 부호화 방식을 사용하는 시공간 부호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
통신에서 가장 근본적인 문제는 채널(channel)을 통하여 얼마나 효율적이고 신뢰성 있게(reliably) 데이터(data)를 전송할 수 있느냐 하는 것이다. 최근에 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 이동 통신 시스템에서는 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하고 전송할 수 있는 고속 통신 시스템이 요구됨에 따라 시스템에 적절한 채널 부호화 기법을 사용하여 시스템의 효율을 높이는 것이 필수적이다.
그런데, 이동 통신 시스템에 존재하는 무선 채널 환경은 유선 채널 환경과는 달리 다중 경로 간섭(multipath interference)과, 쉐도잉(shadowing)과, 전파 감쇠와, 시변 잡음과, 간섭 및 페이딩(fading) 등과 같은 여러 요인들로 인해 불가피한 오류가 발생하여 정보의 손실이 생긴다. 상기 정보 손실은 실제 송신 신호에 심한 왜곡을 발생시켜 상기 이동 통신 시스템 전체 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 일반적으로 이러한 정보의 손실을 감소시키기 위해 채널의 성격에 따라 다양한 오류 제어 기법(error-control technique)을 이용하여 시스템의 신뢰도를 높이는데, 이러한 오류 제어 기법 중에 가장 기본적인 방법은 오류 정정 부호(error-correcting code)를 사용하는 것이다. 여기서, 상기 오류 정정 부호로는 리드 솔로몬(Reed-Solomon) 부호와, 컨벌루셔널(convolutional) 부호와, 터보(turbo) 부호 등이 존재한다.
또한, 상기 페이딩 현상으로 인한 통신의 불안정성을 제거하기 위해 다이버시티(diversity) 방식을 사용하며, 이러한 다이버시티 방식 중 하나인 공간 다이버시티(space diversity) 방식은 다중 안테나(multiple antenna)를 사용한다. 여기서, 상기 공간 다이버시티 방식은 수신 안테나들을 다수개로 구비하여 적용하는 수신 안테나 다이버시티 방식과 송신 안테나들을 다수개로 구비하여 적용하는 송신 안테나 다이버시티 방식 및 다수개의 수신 안테나들과 다수개의 송신 안테나들을 구비하여 적용하는 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 방식으로 분류된다. 여기서, 상기 MIMO 방식은 일종의 시공간 부호화(STC: Space-Time Coding, 이하 'STC'라 칭하기로 한다) 방식이며, 상기 STC 방식은 미리 설정된 부호화 방식으로 부호화된 신호를 다수개의 송신 안테나들을 사용하여 전송함으로써 시간 영역(time domain)에서의 부호화 방식을 공간 영역(space domain)으로 확장하여 보다 낮은 오류율을 달성하는 방식을 나타낸다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 이동 통신 시스템의 상기 STC 방식을 사용하는 송수신기 구조(이하 'STC 송수신기'라 칭하기로 한다)에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 1은 일반적인 STC 송수신기 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 상기 도 1에 도시한 바와 같이 상기 STC 송신기는 시공간 부호기(100)와, 상기 시공간 부호기(100)에서 출력하는 신호를 전송하기 위한 복수개의 송신 안테나들(110 내지 114)로 구성되며, 상기 STC 수신기는 상기 송신 안테나들(110 내지 114) 각각 에서 전송한 신호들을 수신하기 위한 복수개의 수신 안테나들(120 내지 124)과, 시공간 복호기(102)로 구성된다.
상기 시공간 부호기(100)는 입력되는 정보 데이터(information data)를 주어진 부호율에 따라 부호화한다. 상기 입력되는 정보 데이터의 비트(bit)수가 K이고, 상기 시공간 부호기(100)에 의해 출력되는 심볼(symbol)을 구성하는 비트수가 N개라면 상기 부호율은 K/N이다. 즉, 부호율이 K/N인 상기 시공간 부호기(100)는 K비트의 정보 데이터를 입력받아 N비트로 구성된 1개의 심볼을 출력한다. 상기 시공간 부호기(100)에서 출력하는 심볼들은 순차적으로 상기 복수개의 송신 안테나(110 내지 114)들을 통해 전송된다.
상기 복수개의 수신 안테나들(120 내지 124) 각각은 상기 복수개의 송신 안테나들(110 내지 114)을 통해 전송된 심볼들을 수신한다. 즉, 상기 수신 안테나(120)은 상기 송신 안테나(110) 내지 송신 안테나(114)를 통해 전송되는 심볼들을 수신하고, 상기 수신 안테나(122)는 상기 송신 안테나(110) 내지 송신 안테나(114)를 통해 전송되는 심볼들을 수신하고, 이런 식으로 마지막 수신 안테나인 상기 수신 안테나(124)는 상기 송신 안테나(110) 내지 송신 안테나(114)를 통해 전송되는 심볼들을 수신한다.
상기 시공간 복호기(102)는 상기 복수개의 수신 안테나들(120 내지 124) 각각에 의해 수신되는 심볼들을 설정된 복호율에 따라 복호한다. 상기 시공간 복호기(102)의 복호율은 상기 시공간 부호기(100)의 부호율에 따라 정해진다. 즉, 상기 시공간 부호기(100)의 부호율이 K/N이면 상기 시공간 복호기(102)의 복호율은 N/K로 주어진다. 상기 시공간 복호기(102)는 상기 수신된 심볼을 복호화함으로써 상기 송신 안테나들(110 내지 114)에서 송신한 신호를 출력하게 된다. 따라서, 상기 시공간 부호기(100)의 설계 방식에 따라 오류가 낮은 시스템을 구현할 수 있게 되고, 이로 인해 상기 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다. 상기 도 1에서는 일반적인 STC 송수신기 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 터보 부호를 사용하는 STC 송신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 2는 일반적인 터보 부호를 사용하는 STC 송신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 터보 부호를 사용하는 STC 송신기를 '터보 STC 송신기'라 칭하기로 하며, 상기 터보 STC 송신기의 부호율은 1/3이라고 가정하기로 한다. 상기 터보 STC 송신기는 제1구성 부호기(200)와, 인터리버(interleaver)(202)와, 제2구성 부호기(204)와, 복수개, 즉 3개의 송신 안테나들(206 내지 210)로 구성된다.
먼저, 정보 데이터가 입력되면 상기 입력된 정보 데이터는 상기 제1구성 부호기(200)와, 상기 인터리버(202)로 전달된다. 상기 터보 인터리버(202)는 상기 입력된 정보 데이터를 미리 설정되어 있는 인터리빙 방식에 따라 인터리빙한 후 상기 제2구성 부호기(204)로 출력한다. 상기 제1구성 부호기(200)는 상기 정보 데이터를 미리 설정된 설정 부호화 방식으로 부호화하고, 상기 제2구성 부호기(204)는 상기 정보 데이터를 미리 설정된 설정 부호화 방식으로 부호화한다.
한편, 상기 입력된 정보 데이터, 즉 시스템 심볼(S: system symbol)은 그대로 상기 송신 안테나(206)를 통해 수신측으로 전송되고, 상기 제1구성 부호기(200) 에서 출력한 신호, 즉 제1패리티 심볼(P1: parity symbol 1)는 상기 송신 안테나(208)를 통해 수신측으로 전송되고, 상기 제2구성 부호기(204)에서 출력한 신호, 즉 제2패리티 심볼(P2: parity symbol 1)은 상기 송신 안테나(210)를 통해 수신측으로 전송된다. 한편, 상기 STC 방식을 사용하지 않는 이동 통신 시스템에서는 상기 시스템 심볼과, 제1패리티 심볼 및 제2패리티 심볼을 별도의 가산기를 통해 가산한 후 1개의 송신 안테나를 통해 수신측으로 전송하였었다. 그러나 복수 개의 안테나들을 사용하는 STC 송신기에서는 상기 시스템 심볼과, 제1패리티 심볼 및 제2패리티 심볼 각각을 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송하게 되는 것이다. 상기 도 2에서는 터보 부호를 사용하는 STC 송신기 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 3을 참조하여 도 2의 STC 송신기 구조에 대응하는 STC 수신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 3은 도 2의 STC 송신기 구조에 대응하는 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 상기 STC 송신기의 복수 개의 안테나들을 통해 전송된 신호들, 즉 심볼열들은 상기 STC 수신기의 안테나를 통해 수신된다. 여기서, 상기 STC 수신기의 안테나들의 개수는 1개일 수도 있고 복수개일 수도 있음은 물론이다. 일 예로, 상기 STC 수신기의 수신 안테나들의 개수가 3개라면 상기 3개의 수신 안테나들 각각은 상기 STC 송신기의 3개의 송신 안테나들로부터 전송된 심볼열을 수신한다.
상기 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 STC 수신기는 2개의 구성 복호기들, 즉 제1구성 복호기(300)와, 제2구성 복호기(306)와, 2개의 디인터리버(de- interleaver)들(302, 304) 및 인터리버(308)로 구성된다. 상기 STC 송신기에서 송신한 신호는 상기 제 1구성 부호기(300)와, 디인터리버(304)로 전달된다. 상기 제 1구성 복호기(300)는 상기 송신 안테나(208)를 통해 전송된 심볼, 즉 제1패리티 심볼에 대해서만 복호화 동작을 수행한다. 상기 제 1구성 복호기(300)로부터 출력된 신호는 상기 디인터리버(302)로 입력된다. 상기 디인터리버(302)는 상기 제1구성 복호기(300)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 인터리버(202)에서 적용한 인터리빙 방식에 상응하게 디인터리빙을 수행한 후 상기 제 2구성 복호기(306)로 출력한다.
한편, 상기 디인터리버(304)는 상기 송신 안테나(210)를 통해 전송된 신호, 즉 제2패리티 심볼을 입력받는다. 상기 디인터리버(304)는 상기 입력된 신호에 대해서 상기 인터리버(202)에서 적용한 인터리빙 방식에 상응하게 디인터리빙 동작을 수행한 후 상기 제 2구성 복호기(306)로 출력한다. 상기 제 2구성복호기(306)는 상기 디인터리버(304)에서 출력한 신호와 상기 인터리버(302)에서 출력한 신호를 입력하여 복호화 동작을 수행한 후 상기 인터리버(308)로 출력한다. 상기 인터리버(308)는 상기 제2구성 복호기(306)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 인터리버(202)에서 적용한 인터리빙과 동일한 인터리빙 방식으로 인터리빙 동작을 수행한후 상기 제1구성 복호기(300)로 출력한다. 이러한 복호화 과정을 반복하여 수행함으로서, 즉 상기 반복 복호 동작을 통해 상기 STC 수신기는 오류없이 송신기에서 전송한 신호를 복원할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 STC 방식은 송신측에서 복수개의 안테나들을 사용함으로써 상기 복수개의 안테나들을 통해 전송되는 신호들 중 임의의 한 송 신 안테나를 통해 전송된 신호가 왜곡을 겪게 되면, 상기 임의의 한 송신 안테나를 제외한 다른 송신 안테나들로부터 전송된 신호들을 이용하여 상기 송신측에서 전송한 데이터를 복원한다. 일 예로, 3개의 송신 안테나들을 이용하여 신호를 전송하는 시스템에서 상기 3개의 송신 안테나들 중 임의의 1개의 송신 안테나로부터 전송되는 신호에 대해 왜곡이 발생하면 수신측은 왜곡이 일어나지 않은 나머지 2개의 송신 안테나들로부터 전송되는 신호들을 이용하여 상기 송신측에서 송신한 신호를 복원한다. 이 경우에는 상기 3개의 송신 안테나들로부터 전송되는 신호들을 이용하여 송신측으로부터 전송된 신호를 복원하는 경우보다 효율이 낮아진다.
한편, 혼화 자동 재전송 요구(HARQ: Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식은 수신된 신호에 오류가 발생하였을 경우 재전송을 수행하는 방식이다. 상기 HARQ 방식은 수신 신호에 오류가 발생하지 않을 때까지 재전송을 요구하여 신뢰도가 높은 통신 시스템을 구현할 수 있도록 한다. 상기 HARQ 방식은 효율성을 증가시키기 위해서 소프트 컴바이닝(soft combining) 방식을 적용하고 있는데, 상기 소프트 컴바이닝 방식은 수신측에서 오류가 발생한 데이터를 소프트 버퍼(soft buffer)에 일시적으로 저장하였다가 해당 데이터의 재전송 분과 컴바이닝해서 오류 발생 확률을 줄여주는 방식을 의미한다. 여기서, 상기 소프트 컴바이닝 방식에는 체이스 컴바이닝(CC: Chase Combining, 이하 'CC'라 칭하기로 한다) 방식과 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy, 이하 'IR'이라 칭하기로 한다) 방식의 2 가지 방식이 존재한다. 상기 CC 방식은 송신측에서 최초 전송(initial transmission)과 재전송(retransmission)에 동일한 포맷을 사용하는 방식이며, 상기 IR 방식은 송신측에서 최초 전송과 재전송에 상이한 포맷을 사용한다. 상기 IR 방식에 있어서, n비트(bits)의 사용자 데이터(user data)가 채널 코딩을 거쳐 m개의 심볼들로 생성되었다면, 상기 송신측은 최초 전송에서 상기 m개의 심볼들 중 일부만 전송하고, 재전송에서 순차적으로 나머지 부분들을 전송한다. 즉, 최초 전송과 재전송의 코딩 레이트가 상이하다. 이에 수신측은 최초 전송된 심볼의 뒷부분에 재전송분들을 붙여서, 코딩 레이트가 높은 심볼을 구성한 뒤 오류 정정을 실행하는 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 IR 방식을 사용할 경우 상기 STC 송신기는 천공(puncturing) 방식을 적용하여 전체 송신 신호중 일부분만 전송하게 되는 것이다. 즉, 상기 터보 부호를 사용하는 STC 송신기에 상기 HARQ 방식을 적용하면 짝수번째(even) 시간에서는 상기 제1구성부호기(200)에서 출력하는 신호가 전송되지 않으며, 홀수번째(odd) 시간에서는 상기 제 2 구성부호기(204)에서 출력하는 신호가 전송되지 않는다. 즉, 입력 정보 데이터에 대하여 2개의 패리티 심볼들이 전송되는 것이 아니라 1개의 패리티 심볼이 전송된다. 상기 IR 방식의 HARQ 방식을 적용할 경우 특정 시점에서 2개의 심볼들, 즉 비트열들이 전송됨으로서 3개 이상의 송신 안테나들을 사용하여 신호를 전송하는 시스템에는 적합하지 않다는 문제점을 가진다. 그리고, 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 복수개의 송신 안테나들 각각을 통해 송신되는 신호들은 독립적인 경로를 통해 전송됨으로써 상기 복수개의 송신 안테나들 각각을 통해 송신되는 신호들간의 상호 연관성이 전혀 없기 때문에, 수신측에서 상기 복수개의 송신 안테나들중 어느 한 송신 안테나를 통해 전송되는 신호에 오류 가 발생할 경우에는 상기 송신측에서 송신한 신호의 복원 성능이 저하된다는 문제점을 가진다.
따라서, 본 발명의 목적은 복수개의 송신 안테나들을 통해 전송되는 신호들간의 상관 관계를 부여하여 오류없이 신호를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동 통신 시스템에서 시공간 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수개의 송신 안테나들을 통해 전송되는 신호들간의 상관관계를 부여하여 HARQ 효율을 최대화시키는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 비이진 심볼을
Figure 112006020810326-pat00130
개의 이진 비트들의 스트림으로 변환하는 역사상기를 포함하고, 상기 역사상기로부터 출력되는 상기 이진 비트들의 스트림을 복수개의 안테나들을 통해 전송하는 시공간 부호화 송신기에 있어서, 상기 m은 상기 안테나들의 개수를 나타내고, 상기 a는 임의의 정수를 나타내며, 상기
Figure 112006020810326-pat00131
개의 이진 비트들을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 송신되도록 a개의 이진 비트들씩 분배하는 분산기를 포함함을 특징으로 한다. 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는; m개의 안테나들을 포함하는 시공간 부호화 송신기에 있어서,
Figure 112006020810326-pat00006
개의 이진 비트들을 미리 설정된 사상 방식에 상응하게 사상하여 K개의 심벌들로 생성하는 사상기와, 상기 K개의 심벌들을 미리 설정된 부호율 및 부호 방식에 상응하게 부호화하여 N개의 비이진 부호화 심벌들로 생성하는 부호기와, 상기 N개의 비이진 부호화 심벌들을 상기 사상 방식에 상응하는 역사상 방식으로 역사상하여
Figure 112006020810326-pat00007
개의 이진 비트들로 생성하는 역사상기와, 상기
Figure 112006020810326-pat00008
개의 이진 비트들을 N개의 비트열들로 분할하고, 상기 N개의 비트열들 각각에 대해서 순차적으로 상기 비트열을 구성하는 상기
Figure 112006020810326-pat00009
개의 이진 비트들 각각을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 전송되도록 분배하는 분산기를 포함하며, 상기 a는 임의의 정수임을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 비이진 심볼을
Figure 112006020810326-pat00010
개의 이진 비트들의 스트림으로 변환하는 역사상기를 포함하고, 상기 역사상기로부터 출력되는 상기 이진 비트들의 스트림을 복수개의 안테나들을 통해 전송하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법에 있어서, 상기 m은 상기 안테나들의 개수를 나타내고, 상기 a는 임의의 정수를 나타내며, 상기
Figure 112006020810326-pat00011
개의 이진 비트들을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 송신되도록 a개의 이진 비트들씩 분배하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; m개의 안테나들을 포함하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법에 있어서,
Figure 112006020810326-pat00012
개의 이진 비트들을 미리 설정된 사상 방식에 상응하게 사상하여 K개의 심벌들로 생성하는 과정과, 상기 K개의 심벌들을 미리 설정된 부호율 및 부호 방식에 상응하게 부호화하여 N개의 비이진 부호화 심벌들로 생성하는 과정과, 상기 N개의 비이진 부호화 심벌들을 상기 사상 방식에 상응하는 역사상 방식으로 역사상하여
Figure 112006020810326-pat00013
개의 이진 비트들로 생성하는 과정과, 상기
Figure 112006020810326-pat00014
개의 이진 비트들을 N개의 비트열들로 분할하고, 상기 N개의 비트열들 각각에 대해서 순차적으로 상기 비트열을 구성하는 상기
Figure 112006020810326-pat00015
개의 이진 비트들 각각을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 전송되도록 분배하는 과정을 포함하며, 상기 a는 임의의 정수임을 특징으로 한다.
이하 본 발명이 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비이진 부호를 이용하는 시공간 부호화(STC: Space-Time Coding, 이하 'STC'라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 송신기(이하 'STC 송신기'라 칭하기로 한다)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 STC 송신기는 사상기(mapper)(400)와, 비이진(non-binary) 부호기(402)와, 역사상기(de-mapper)(404)와, 분산기(406)와, 복수개의 신호 사상기들(408 내지 412) 및 복수개의, 즉 m개의 송신 안테나들(414 내지 418)로 구성된다.
먼저, 상기 사상기(400)로는 프레임(frame) 단위로 정보 데이터(information data)가 입력된다고 가정하기로 하며, 1개의 프레임은
Figure 112004018747106-pat00016
개의 비트들로 구성 되어 있다고 가정하기로 한다. 여기서, 상기 프레임을 구성하는
Figure 112004018747106-pat00017
개의 비트들은 이진(binary) 부호화 방식, 일 예로 터보 부호화(turbo coding) 방식으로 부호화된 비트들, 즉 이진 비트열이라고 가정하기로 한다.
본 발명의 실시예에서는 상기 이진 비트열을 비이진 비트열로 변환하여 복수개의 송신 안테나들을 통해 상호간에 중첩되지 않도록 송신함으로써 상기 복수개의 송신 안테나들을 통해 송신되는 신호들간의 상관관계를 높여 신뢰성있는 통신을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 이진 비트열을 상기 비이진 비트열로 변환하기 위해서 갈로아 필드(Galois Field: GF)를 이용하여 상기 이진 비트열을 비이진 비트열로 변환하기로 한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 갈로아 필드를 이용하여 상기 이진 비트열을 상기 비이진 비트열로 변환하는 방법에 대해서만 설명하지만, 상기 갈로아 필드를 이용하는 방법뿐만 아니라 상기 이진 비트열을 상기 비이진 비트열로 변환하는 방법들을 모두 적용할 수 있음은 물론이다.
상기 사상기(400)는 상기 갈로아 필드상에서 상기
Figure 112006020810326-pat00018
개의 비트들을 K개의 심볼들로 생성하고, 상기 생성되는 K개의 심볼들은
Figure 112006020810326-pat00019
로 표시된다. 상기 사상기(400)로부터 출력된 K개의 심볼들은 상기 비이진 부호기(402)로 입력된다. 상기 비이진 부호기(402)의 부호율은 상기 STC 송신기의 전송률을 고려하여 결정한다. 상기 비이진 부호기(402)의 부호율을 R이라 가정하면, 상기 전송률은
Figure 112006020810326-pat00020
이 된다. 따라서 최대의 전송률을 얻기 위해서는
Figure 112006020810326-pat00021
인 조건이 만족되도록 R의 값을 설정해야만 한다. 예컨대, 상기 m = 3, a = 1으로 가정할 때 최대의 전송률을 얻기 위한 R은 1/3으로 설정하게 된다. 여기서, 상기 a는 임의의 정수를 나타내는 것이다. 상기 비이진 부호기(402)는 상기 사상기(400)에서 출력한 K개의 심볼들을 입력하여 상기 갈로아 필드상에서 N개의 비이진 부호화 심볼들로 변환하여 상기 역사상기(404)로 출력한다.
상기 비이진 부호기(402)로부터 출력되는 N개의 심볼들은 상기 역사상기(404)로 입력된다. 상기 역사상기(404)는 상기 N개의 비이진 심볼들을 다시 상기 갈로아 필드상에서 이진 비트들로 변환한 후 상기 분산기(406)로 출력한다. 즉, 상기 역사상기(404)는 상기 사상기(400)에서 수행한 사상 동작과 역동작을 수행하는 것이다. 그러면 여기서 상기 역사상기(404)의 동작에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
상기 역사상기(404)로 입력되는 N개의 비이진 심볼들을
Figure 112004018747106-pat00022
로 가정하고, 상기 갈로아 필드상에서 상기 N개의 비이진 심볼들을 이진비트들로 변환한다. 그러면 상기 갈로아 필드에 대해 먼저 설명하기로 한다. 일 예로, 상기 갈로아 필드
Figure 112004018747106-pat00023
에서 m이 3이고 a가 1인 경우를 설명하기로 한다. 상기 m이 3이고 a가 1인 경우는 상기 하나의 비이진 심볼이 3비트의 이진비트들로 변환됨을 의미한다. 하기 표 1은 상기 갈로아 필드상에서 상기 비이진 심볼의 이진 비트들로 변환되는 변환 규칙을 나타낸다.
y3iy3i+1y3i+2 덧셈 표현 곱셈 표현
000 0 0
100 1
Figure 112004018747106-pat00024
010
Figure 112004018747106-pat00025
Figure 112004018747106-pat00026
110
Figure 112004018747106-pat00027
Figure 112004018747106-pat00028
001
Figure 112004018747106-pat00029
Figure 112004018747106-pat00030
101
Figure 112004018747106-pat00031
Figure 112004018747106-pat00032
011
Figure 112004018747106-pat00033
Figure 112004018747106-pat00034
111
Figure 112004018747106-pat00035
Figure 112004018747106-pat00036
상기 표 1에서 보이고 있는 바와 같이 상기 역사상기(404)로 입력되는 비이진 심볼들이 덧셈 형식으로 표현되어 있는지, 곱셈 형식으로 표현되어 있는 지 여부는 상기 사상기(400)에서의 표현에 따라 결정된다. 상기 사상기(400)에서 이진 비트들을 곱셈 형식에 의해 비이진 비트를 갖는 심볼로 변환하였다면, 상기 역사상기(404)에서도 곱셈 형식에 의해 상기 비이진 비트를 갖는 심볼들을 이진비트들로 변환한다. 상기 사상기(400)에서 이진 비트들을 덧셈 형식에 의해 비이진 비트를 갖는 심볼로 변환하였다면, 상기 역사상기(404)에서도 덧셈 형식에 의해 상기 비이진 비트를 갖는 심볼들을 이진비트들로 변환한다. 이하 본 발명에서는 상기 덧셈 표현(벡터 표현)에 의해 상기 역사상기(404)로 입력되는 상기 비이진 비트를 갖는 심볼들을 이진비트들로 변환되는 경우를 일 예로 하여 설명한다 하지만 본 발명과 관련하여 상기 곱셈 표현에 의해 상기 역사상기(404)로 입력되는 비이진 비트를 갖는 심볼들을 상기 이진 비트들로 변환될 수 있음은 자명하다.
이하 상기 곱셈 표현 방식을 이용하여 상기 덧셈 표현 방식으로 변환하는 과 정에 대해 먼저 알아본다. 갈로아 필드 GF(23)를 사용하는 이동통신 시스템에서의 생성 다항식을 하기 수학식 1과 같이 정의한다.
Figure 112004018747106-pat00037
상기 수학식 1에서, 상기 f(x)는 상기 GF(23)에서 원시 다항식이고,
Figure 112004018747106-pat00038
가 상기 갈로아 필드 GF(23)에서의 초기 요소(primitive element)일 때 하기 수학식 2가 만족된다.
Figure 112004018747106-pat00039
따라서, 상기 수학식 1의 생성 다항식은
Figure 112004018747106-pat00040
과 같이 표현할 수 있게 된다. 또한 이를 다시 표현하면
Figure 112004018747106-pat00041
로 표현 가능하게 된다. 상기
Figure 112004018747106-pat00042
을 이용하여 임의의 심볼은
Figure 112004018747106-pat00043
의 선형 결합(linear combination)으로 표시될 수 있다. 즉,
Figure 112004018747106-pat00044
을 살펴보면 다음과 같다.
Figure 112004018747106-pat00045
.
상기와 같은 방법으로 상기 곱셈 표현 방식을 덧셈 표현 방식으로 변환할 수 있다. 상기 변환된 덧셈 표현 방식은 상기 표 1에서 설명한 바와 같다. 즉, 상기 역사상기(404)에서는 비이진비트를 갖는 심볼을 상기 표 1에서와 같이 갈로아 필드 GF(23)에 의해 3비트의 (
Figure 112004018747106-pat00046
)이진 비트들로 변환할 수 있다. 따라서, 상기 역사상기(404)는
Figure 112004018747106-pat00047
개의 비트들로 구성되는 이진 비트열을 출력한다.
상기 역사상기(404)로부터 출력된
Figure 112004018747106-pat00048
개의 비트들로 구성된 이진 비트열은 상기 분산기(406)로 입력된다. 상기 분산기(406)는 입력된 이진비트열을
Figure 112004018747106-pat00049
개의 비트를 갖는 N개의 심볼들로 나눈다. 상기 N개의 각 심볼들은 (c0, c1, ... ,
Figure 112004018747106-pat00050
)로 구성된다. 상기 분산기(406)는 상기 N개의 심볼들 각각을 구성하고 있는c0, c1, ..., ca-1를 상기 신호 사상기(408)로 전달한다. 여기서, 상기 c0, c1, ..., ca-1라 함은 상기 N개의 심볼들 각각을 구성하고 있는
Figure 112004018747106-pat00051
의 비트들중 첫 번째 비트부터 a번째 비트까지의 비트들을 나타낸다. 즉, 상기 N개의 심볼들 각각은 c0 내지
Figure 112004018747106-pat00052
Figure 112004018747106-pat00053
개의 비트들로 구성된다. 결과적으로 상기 분산기(406)로 하나의 이진 비트열이 입력되면 상기 신호사상기(408)는
Figure 112004018747106-pat00054
개의 이진비트들을 전달받는다. 또한, 상기 분산기(406)는 상기 N개의 각 심볼을 구성하고 있는 ca, ca+1, ... ,
Figure 112004018747106-pat00055
를 신호사상기(410)로 전달한다. 결과적으로 상기 분산기(406)로 하나의 이진 비트열이 입력되면 상기 신호 사상기(410) 역시
Figure 112004018747106-pat00056
개의 이진비트들을 전달받는다. 이런 식으로, 상기 분산기(406)는 상기 N개의 각 심볼을 구성하고 있는 마지막 비트들인
Figure 112004018747106-pat00057
,
Figure 112004018747106-pat00058
, ... ,
Figure 112004018747106-pat00059
를 상기 신호 사상기(412)로 전달한다. 결과적으로 상기 분산기(406)로 하나의 이진 비트열이 입력되면 상기 신호사상 기(412)역시
Figure 112004018747106-pat00060
개의 이진비트들을 전달받는다.
상기에서 설명한 바와 같은 상기 역사상기(404)의 동작은 하기에서 설명하는 바와 같은 동작과 동일한 동작으로 설명될 수도 있다. 즉, 상기 역사상기(404)로부터 출력된
Figure 112004018747106-pat00061
개의 비트들로 구성된 이진 비트열은 상기 분산기(406)로 입력된다. 상기 분산기(406)는 입력된 이진비트열을
Figure 112004018747106-pat00062
개의 비트를 갖는 N개의 심볼들로 분할한다. 상기 N개의 각 심볼들은 (c0, c1, ... ,
Figure 112004018747106-pat00063
)로 구성된다. 상기 분산기(406)는 상기 N개의 심볼들 각각을 구성하고 있는 (c0, cm,...,
Figure 112004018747106-pat00064
)를 상기 신호 사상기(408)로 전달한다. 여기서, 상기 (c0, cm,...,
Figure 112004018747106-pat00065
)라 함은 상기 N개의 심볼들 각각을 구성하고 있는
Figure 112004018747106-pat00066
개의 비트들중 첫 번째 비트부터
Figure 112004018747106-pat00067
(i = 1, ... ,a-1)번째 비트를 나타낸다. 즉, 상기 N개의 심볼들 각각은 c0 내지
Figure 112004018747106-pat00068
Figure 112004018747106-pat00069
개의 비트들로 구성된다. 결과적으로 상기 분산기(406)로 하나의 이진 비트열이 입력되면 상기 신호 사상기(408)는
Figure 112004018747106-pat00070
개의 이진비트들을 전달받는다. 또한, 상기 분산기(406)는 상기 N개의 각 심볼을 구성하고 있는 c1, cm+1, ... ,
Figure 112004018747106-pat00071
를 신호사상기(410)로 전달한다. 결과적으로 상기 분산기(406)로 하나의 이진 비트열이 입력되면 상기 신호 사상기(410)역시
Figure 112004018747106-pat00072
개의 이진비트들을 전달받는다. 이런 식으로, 상기 분산기(406)는 상기 N개의 각 심볼을 구성하고 있는 마지막 비트들인 c(m-1),
Figure 112004018747106-pat00073
, ... ,
Figure 112004018747106-pat00074
를 상기 신호 사상기(412)로 전달한다. 결과적으로 상기 분산기(406)로 하나의 이진 비트열이 입력되면 상기 신호사상기(412) 역시
Figure 112004018747106-pat00075
개의 이진비트들을 전달받는다.
상술한 바와 같이 상기 역사상기(404)로 입력된 하나의 비이진 심볼에 대한 복수개의 이진비트들을 복수개의 신호 사상기들(408 내지 412)에 a개의 비트씩 전달함으로서 상기 비이진 심볼을 구성하고 있는 이진 비트들간에 상관관계를 높이게 된다. 즉, 하나의 비이진 심볼로 변환 가능한 복수개의 이진비트들을 복수 개의 안테나들을 통해 전송함으로 전송 중 오류 발생 확률이 줄어들게 된다.
상기 신호 사상기들(408 내지 412)각각은 상기 분산기(406)로부터 입력되는 비트들을 미리 설정되어 있는 신호 사상 방식으로 신호 사상한 후 해당 송신 안테나들 각각으로 출력한다. 즉, 상기 신호 사상기(408)는 상기 분산기(406)로부터 입력된 비트들의 집합과 대응되는 성상도에서 상기 송신 안테나(414)를 통해 전송할 신호를 결정한다. 상기 성상도는 입력되는 n 비트의 크기에 따라서 달라진다. 예를 들어, 상기 n의 값이 1인 경우 상기 진폭과 주파가 일정한 반송파를 이용하여 그 위상을 전송 부호에 대응시켜 변환하는 방식인 BPSK(binary phase-shift keying)로 구현 가능하며, 상기 n의 값이 2인 경우 상기 성상도는 QPSK(quadrature phase-shift keying)로 구현 가능하다. 그리고, 상기 n의 값이 3인 경우에는 8PSK(8 phase-shift keying)로 구현 가능하게 된다. 여기서, 상기 신호 사상기(408)에서 출력하는 신호를 S0라고 칭하기로 하며, 신호 사상기(410)에서 출력하는 신호를 S1이라고 칭하기로 하며, 이런 식으로 마지막 신호 사상기인 신호 사상기(412)에서 출력하는 신호를 SN-1이라고 칭하기로 한다.
상기 신호사상기(408)에서 출력되는
Figure 112004018747106-pat00076
는 상기 송신 안테나(414)를 통해 전송되고, 상기 신호사상기(410)에서 출력되는
Figure 112004018747106-pat00077
는 상기 송신 안테나(416)를 통해 전송된다. 이런 식으로, 마지막 신호 사상기인 상기 신호사상기(412)에서 출력되는
Figure 112004018747106-pat00078
는 상기 송신 안테나(416)를 통해 전송된다.
상기 송신 안테나들(414 내지 418)의 개수는 상기 역사상기(404)에서 출력되는 하나의 비이진 심볼을 구성하는 이진 비트들의 개수와 관련된다. 즉, 본 발명에서는 상기 역사상기(404)로 입력되는 하나의 비이진 심볼이
Figure 112004018747106-pat00079
비트로 변환되어 출력되어 된다. 따라서, 상기 복수개의 송신 안테나들(414 내지 418) 개수는 m이다. 즉, 상기 m개의 송신 안테나들(414 내지 418)들을 사용하여 신호를 전송함으로서 높은 다이버시티(Diversity) 이득을 얻을 수 있으며, 전송률(
Figure 112004018747106-pat00080
) 역시 최대 1로 생성할 수 있다.
상기 사상기(400)와 역사상기(404)를 중심으로 상기 STC 방식에 대해서 설명하기로 한다. 이하, 설명의 편의상 상기 송신 안테나들의 개수 m은 3(m=3)이고, a는 1(a=1), 부호율 R은 1/3(R=1/3)이라고 가정하기로 한다. 상기 사상기(400)로 12비트 신호 011001100101이 입력되면, 상기 011001100101은 4개의 비트열 011, 001, 100, 101로 변환된다. 상기 사상기(400)는 상기 4개의 비트열 각각을, 즉 3개 비트씩 순차적으로 입력받아 갈로아 필드 GF(23)에 의해
Figure 112004018747106-pat00081
으로 변환하여 상기 비이진 부호기(402)로 출력한다. 상기 비이진 부호기(402)는 상기 사상기(400)에서 출력한 신호를 입력하여 미리 설정된 부호율, 즉 1/3의 부호율에 따라 비이진 부호화하여
Figure 112004018747106-pat00082
를 상기 역사상기(404)로 출력한다. 상기 역사상기(404)는 입력된 비이진 심볼들을 상기 사상기(400)에서 적용한 방식에 상응하게 역사상하여 이진비트들로 변환하여 상기 분산기(406)로 출력한다. 여기서, 상기 이진비트들은 010, 110, 011, 001, 100, 101, 111, 011, 111, 101, 011, 110이다. 상기 분산기(406)는 상기 역사상기(404)로부터 입력된 이진비트들을 각 안테나들로 분배한다. 여기서, 상기 역사상기(404)에서 출력되는 3개의 비트들 각각이 1개의 심볼을 구성한다고 가정하기로 한다. 즉, 상기 분산기(406)는 12개의 심볼들 각각을 구성하고 있는 3비트들 중 첫 번째 비트들은 상기 신호 사상기(408)로 전달하고, 상기 12개의 심볼들 각각을 구성하고 있는 3비트들 중 두 번째 비트들은 상기 신호 사상기(410)로 전달하고, 상기 12개의 심볼들 각각을 구성하고 있는 3비트들 중 세 번째 비트들은 상기 신호 사상기(412)로 전달한다. 따라서, 상기 신호사상기(408)에는
Figure 112004018747106-pat00083
= 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1이 입력되고, 상기 신호사상기(410)에는
Figure 112004018747106-pat00084
=1 1 10 0 0 1 11 01 1이 입력되고, 상기 신호사상기(412)에는
Figure 112004018747106-pat00085
= 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0이 입력된다. 상기 신호사상기들(408 내지 412)에서 성상도가 BPSK라고 하면 0는 1로 1은 -1로 사상된다. 따라서, 상기 송신 안테나(414)를 통해서는
Figure 112004018747106-pat00086
= 1 -1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1이 전송되고, 상기 송신 안테나(416)를 통해서는
Figure 112004018747106-pat00087
= -1 -1 -11 1 1 -1-1-1 1 -1 -1이 전송되고, 상기 안테나(418)를 통해서는
Figure 112004018747106-pat00088
= 1 1-1-1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1이 전송된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비이진 부호를 사용하는 STC 방식을 적용한 수신기(이하 'STC 수신기'라 칭하기로 한다)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 STC 수신기는 다수개의 수신안테나들(500 내지 504)과, 채널 추정기(506)와, 비이진 복호기(508) 및 역사상기(510)로 구성된다. 상기 다수개의 수신 안테나들(500 내지 504)들을 통해 수신된 신호는 상기 채널 추정기(506)로 전달되고, 상기 채널 추정기(506)는 전송 채널에 대해 채널 추정을 수행한다. 여기서, 상기 채널 추정기(506)에서의 동작은 비이진 부호화/복호화 방식에 따라 달라진다. 상기 채널 추정기(506)에 의해 채널이 추정이 수행된 상기 수신 신호들(상기 도 5에서는 설명의 편의상 N개의 심볼로 도시하기로 한다)은 상기 비이진 복호기(508)로 입력된다. 상기 비이진 복호기(508)의 구성은 상기 비이진 부호기(402)의 구성에 따라 달라진다. 상기 비이진 복호기(508)는 상기 입력된 N개의 심볼들을 미리 설정된 복호율에 의해 K개의 심볼들로 변환하여 상기 역사상기(510)로 출력한다. 상기 역사상기(510)에서의 역사상 동작은 상기 도 4의 역사상기(404)에서 수행되는 동작과 동일하다. 즉, 상기 역사상기(510)는 수신된 K개의 비이진 비트를 갖는 심볼들을
Figure 112004018747106-pat00089
개의 이진비트들로 변환함으로써 상기 STC 송신기에서 송신한 정보 데이터로 복원한다.
도 6은 도 4의 사상기(400)의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 600단계에서 상기 사상기(400)는
Figure 112004018747106-pat00090
비트 의 정보 데이터를 입력받고 602단계로 진행한다. 상가
Figure 112004018747106-pat00091
개의 비트들은
Figure 112004018747106-pat00092
라고 가정하기로 한다. 상기 602단계에서 상기 사상기(400)는 상기
Figure 112004018747106-pat00093
개의 비트들을 입력받음에 따라 K개의 원소열을 생성한 후 604단계로 진행한다. 상기 K개의 원소열들은
Figure 112004018747106-pat00094
로 구성된다고 가정하기로 한다. 상기 604단계에서 상기 사상기(400)는 상기 입력받은
Figure 112004018747106-pat00095
개의 비트들을 순차적으로
Figure 112004018747106-pat00096
비트씩 상기 생성된 K개의 원소열들
Figure 112004018747106-pat00097
의 첫 번째 원소열부터 대응시키고 606단계로 진행한다. 상기 606단계에서 상기 사상기(400)는 상기
Figure 112004018747106-pat00098
들을 갈로아 필드에 의해 비이진 비트를 가지는 심볼로 변환시키고 608단계로 진행한다. 상기 608단계에서 상기 사상기(400)는 상기 입력된
Figure 112004018747106-pat00099
개의 비트들 모두가 상기 갈로아 필드에 의해 비이진 비트를 가지는 심볼로 변환되었는지 판단한다. 상기 판단 결과 입력된 모든 이진비트들이 갈로아 필드에 의해 비이진 비트를 갖는 심볼로 변환되었으면 상기 사상기(400)는 610단계로 진행하고, 상기 판단 결과 입력된 모든 이진비트들이 갈로아 필드에 의해 비이진 비트를 갖는 심볼로 변환되지 않았으면 상기 604단계로 되돌아간다. 상기 610단계에서 상기 사상기(400)는 상기 변환된 비이진비트를 가지는 심볼들인
Figure 112004018747106-pat00100
를 출력한다.
도 7은 도 5의 역사상기(510)의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 700단계에서 상기 역사상기(510)는 비이진비트 로 구성된 N개의 심볼들을 입력받고 702단계로 진행한다. 여기서, 상기 비이진비트로 구성된 N개의 심볼은
Figure 112004018747106-pat00101
라고 가정하기로 한다. 702단계에서 상기 역사상기(510)는 입력된 비이진 심볼인
Figure 112004018747106-pat00102
를 몇 비트의 이진비트로 변환할지 결정한 후 704단계로 진행한다. 상기 704단계에서 상기 역사상기(510)는 상기 비이진 심볼인
Figure 112004018747106-pat00103
를 상기 702단계에서 결정된 이진비트의 수에 따라 이진비트로 변환하고 706단계로 이동한다.
상기 706단계에서 상기 역사상기(510)는 상기 입력된 N개의 심볼들 모두 갈로아 필드에 의해 이진비트로 변환되었는지 판단한다. 상기 판단 결과 입력된 모든 비이진비트 심볼들이 갈로아 필드에 의해 이진비트로 변환되었으면 상기 역사상기(510)는 708단계로 이동하고, 상기 판단 결과 입력된 모든 비이진비트 심볼들이 갈로아 필드에 의해 이진비트로 변환되지 않았으면 702단계로 되돌아간다. 상기 708단계에서 상기 역사상기(510)는 변환된 이진비트들인
Figure 112004018747106-pat00104
를 출력한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 다중 안테나에 의해 전송되는 비트열간의 상관관계를 높여 오류없이 데이터를 전송할 수 있다. 또한 다중 안테나를 사용하여 최대 안테나 다이버시티를 수행하고, 상기 안테나 다이버시티에 의해 수신된 데이터를 정확히 복원함으로서 고품질의 신뢰도를 얻을 수 있다.

Claims (13)

  1. 비이진 심볼을
    Figure 112006020810326-pat00105
    개의 이진 비트들의 스트림으로 변환하는 역사상기를 포함하고, 상기 역사상기로부터 출력되는 상기 이진 비트들의 스트림을 복수개의 안테나들을 통해 전송하는 시공간 부호화 송신기에 있어서,
    상기 m은 상기 안테나들의 개수를 나타내고, 상기 a는 임의의 정수를 나타내며,
    상기
    Figure 112006020810326-pat00106
    개의 이진 비트들을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 송신되도록 a개의 이진 비트들씩 분배하는 분산기를 포함함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 시공간 부호화 송신기는;
    m개의 신호 사상기들을 더 포함하며, 상기 m개의 신호 사상기들 각각은 상기 m개의 안테나들중 어느 한 안테나와 연결되며,
    상기 신호 사상기들 각각은 상기 분산기에서 분배한 a개의 이진 비트들을 미리 설정된 성상도에 상응하게 변조 심볼로 사상하여 해당 신호 사상기와 연결되어 있는 안테나를 통해 전송함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 역사상기는;
    상기 비이진 심볼을 갈로아 필드상에서 상기 이진 비트들로 역사상함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기.
  4. 비이진 심볼을
    Figure 112006020810326-pat00107
    개의 이진 비트들의 스트림으로 변환하는 역사상기를 포함하고, 상기 역사상기로부터 출력되는 상기 이진 비트들의 스트림을 복수개의 안테나들을 통해 전송하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법에 있어서,
    상기 m은 상기 안테나들의 개수를 나타내고, 상기 a는 임의의 정수를 나타내며, 상기
    Figure 112006020810326-pat00108
    개의 이진 비트들을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 송신되도록 a개의 이진 비트들씩 분배하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 m개의 안테나들 각각을 통해 송신되도록 분배한 a개의 이진 비트들을 미리 설정된 성상도에 상응하게 변조 심볼로 사상하여 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법.
  6. m개의 안테나들을 포함하는 시공간 부호화 송신기에 있어서,
    Figure 112006020810326-pat00109
    개의 이진 비트들을 미리 설정된 사상 방식에 상응하게 사상하여 K개의 심벌들로 생성하는 사상기와,
    상기 K개의 심벌들을 미리 설정된 부호율 및 부호 방식에 상응하게 부호화하여 N개의 비이진 부호화 심벌들로 생성하는 부호기와,
    상기 N개의 비이진 부호화 심벌들을 상기 사상 방식에 상응하는 역사상 방식으로 역사상하여
    Figure 112006020810326-pat00110
    개의 이진 비트들로 생성하는 역사상기와,
    상기
    Figure 112006020810326-pat00111
    개의 이진 비트들을 N개의 비트열들로 분할하고, 상기 N개의 비트열들 각각에 대해서 순차적으로 상기 비트열을 구성하는 상기
    Figure 112006020810326-pat00112
    개의 이진 비트들 각각을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 전송되도록 분배하는 분산기를 포함하며,
    상기 a는 임의의 정수임을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 시공간 부호화 송신기는;
    m개의 신호 사상기들을 더 포함하며, 상기 m개의 신호 사상기들 각각은 상기 m개의 안테나들중 어느 한 안테나와 연결되며,
    상기 신호 사상기들 각각은 상기 분산기에서 분배한 a개의 이진 비트들을 미리 설정된 성상도에 상응하게 변조 심볼로 사상하여 해당 신호 사상기와 연결되어 있는 안테나를 통해 전송함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 사상기는;
    상기
    Figure 112006020810326-pat00113
    개의 이진 비트들을 갈로아 필드상에서 상기 K개의 심벌들로 생성함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 역사상기는;
    상기 N개의 비이진 부호화 심벌들을 갈로아 필드상에서 상기
    Figure 112006020810326-pat00114
    개의 이진 비트들로 생성함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기.
  10. m개의 안테나들을 포함하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법에 있어서,
    Figure 112006020810326-pat00115
    개의 이진 비트들을 미리 설정된 사상 방식에 상응하게 사상하여 K개의 심벌들로 생성하는 과정과,
    상기 K개의 심벌들을 미리 설정된 부호율 및 부호 방식에 상응하게 부호화하여 N개의 비이진 부호화 심벌들로 생성하는 과정과,
    상기 N개의 비이진 부호화 심벌들을 상기 사상 방식에 상응하는 역사상 방식으로 역사상하여
    Figure 112006020810326-pat00116
    개의 이진 비트들로 생성하는 과정과,
    상기
    Figure 112006020810326-pat00117
    개의 이진 비트들을 N개의 비트열들로 분할하고, 상기 N개의 비트열들 각각에 대해서 순차적으로 상기 비트열을 구성하는 상기
    Figure 112006020810326-pat00118
    개의 이진 비트들 각각을 상기 m개의 안테나들 각각을 통해 전송되도록 분배하는 과정을 포함하며,
    상기 a는 임의의 정수임을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 m개의 안테나들 각각으로 분배한 이진 비트들을 미리 설정된 성상도에 상응하게 변조 심볼로 사상하여 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기
    Figure 112006020810326-pat00119
    개의 이진 비트들을 K개의 심벌들로 생성하는 과정은 상기
    Figure 112006020810326-pat00120
    개의 이진 비트들을 갈로아 필드상에서 상기 K개의 심벌들로 생성하는 것임을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 N개의 비이진 부호화 심벌들을 상기
    Figure 112006020810326-pat00121
    개의 이진 비트들로 생성하는 과정은 상기 N개의 비이진 부호화 심벌들을 갈로아 필드상에서 상기
    Figure 112006020810326-pat00122
    개의 이진 비트들로 생성하는 것임을 특징으로 하는 시공간 부호화 송신기의 제어 방법.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7554985B2 (en) * 2004-08-17 2009-06-30 Lg Electronics Inc. Packet transmission in a wireless communication system using multiple antennas
CN101084695B (zh) * 2004-11-02 2013-03-27 北电网络有限公司 与正交频分复用一起使用的系统和方法
KR100706634B1 (ko) * 2004-11-12 2007-04-11 한국전자통신연구원 성능이 향상된 다중 안테나 시스템
WO2006070465A1 (ja) * 2004-12-28 2006-07-06 Fujitsu Limited 再送制御装置
WO2006137024A1 (en) * 2005-06-24 2006-12-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for spatial temporal turbo channel coding/decoding in wireless network
KR100686626B1 (ko) * 2005-11-03 2007-02-28 주식회사 팬택 직접수열 확산대역 통신시스템에 적합한 유니터리 시공간부호화와 복호화 방법 및 그 장치
CN103929228B (zh) * 2006-10-27 2018-09-28 富士通株式会社 无线通信系统及无线通信方法
US20080109695A1 (en) * 2006-11-07 2008-05-08 Innovative Sonic Limited Method and apparatus for performing multi-input multi-output transmission in a multi-input multi-output user equipment in a wireless communications system
US8526516B2 (en) * 2008-05-06 2013-09-03 Industrial Technology Research Institute Systems and methods for multiple-input multiple-output communications systems
EP2452484A1 (en) * 2009-07-09 2012-05-16 Georgia Tech Research Corporation Systems and methods for providing physical layer security
GB2481051B (en) * 2010-06-10 2016-06-01 Samsung Electronics Co Ltd Method for mapping and de-mapping of non-binary symbols in data communication systems
CN114050891B (zh) * 2021-07-22 2024-02-27 东南大学 一种时空二维信道编码方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002043314A1 (en) 2000-11-22 2002-05-30 Nortel Networks Limited Methods and apparatus for turbo space-time trellis coding
KR20020088414A (ko) * 2000-03-31 2002-11-27 노키아 모빌 폰즈 리미티드 다중 안테나 송신을 위한 공간-시간 코드
KR20030010402A (ko) * 2001-07-27 2003-02-05 엘지전자 주식회사 다수의 안테나를 이용한 신호 송수신 방법 및 이를 위한시스템
KR20030062273A (ko) * 2002-01-16 2003-07-23 삼성전자주식회사 가중화된 비이진 반복 누적 부호와 시공간 부호의 부호화방법 및 장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2252664C (en) * 1996-04-26 2002-04-02 At&T Corp. Method and apparatus for data transmission using multiple transmit antennas
EP1033004A1 (en) * 1998-09-18 2000-09-06 Hughes Electronics Corporation Method and constructions for space-time codes for psk constellations for spatial diversity in multiple-element antenna systems
US6891897B1 (en) * 1999-07-23 2005-05-10 Nortel Networks Limited Space-time coding and channel estimation scheme, arrangement and method
EP1195937A1 (en) * 2000-10-03 2002-04-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Space-time coding with orthogonal transformations
US6934320B2 (en) * 2002-04-19 2005-08-23 Nokia Corporation Orthogonalized spatial multiplexing for wireless communication
US7397864B2 (en) * 2002-09-20 2008-07-08 Nortel Networks Limited Incremental redundancy with space-time codes
US7386057B2 (en) * 2003-02-20 2008-06-10 Nec Corporation Iterative soft interference cancellation and filtering for spectrally efficient high-speed transmission in MIMO systems
US7292644B2 (en) * 2003-05-09 2007-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for generating space-time trellis code for maximizing space-time diversity gain and coding gain in a mobile communication system
KR100575929B1 (ko) * 2003-05-29 2006-05-02 삼성전자주식회사 이동 통신 시스템에서 다중 안테나 다이버시티 방식을사용하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법
KR100713403B1 (ko) * 2003-09-30 2007-05-04 삼성전자주식회사 통신 시스템에서 채널 상태에 따른 송신 방식 제어 장치및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020088414A (ko) * 2000-03-31 2002-11-27 노키아 모빌 폰즈 리미티드 다중 안테나 송신을 위한 공간-시간 코드
WO2002043314A1 (en) 2000-11-22 2002-05-30 Nortel Networks Limited Methods and apparatus for turbo space-time trellis coding
KR20030010402A (ko) * 2001-07-27 2003-02-05 엘지전자 주식회사 다수의 안테나를 이용한 신호 송수신 방법 및 이를 위한시스템
KR20030062273A (ko) * 2002-01-16 2003-07-23 삼성전자주식회사 가중화된 비이진 반복 누적 부호와 시공간 부호의 부호화방법 및 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1020030062273 *

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Publication number Publication date
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US7450661B2 (en) 2008-11-11
US20040218690A1 (en) 2004-11-04

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