KR100651555B1

KR100651555B1 - Mimo communication system based on serially concatenated space time code

Info

Publication number: KR100651555B1
Application number: KR1020050012734A
Authority: KR
Inventors: 후이준홍; 서승범
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2006-11-29
Also published as: KR20060091943A

Abstract

본 발명의 다중 입출력 통신시스템을 위한 송신기는 입력되는 신호를 일정한 블록 단위로 부호화 하는 외부부호기, 상기 외부부호기로부터 출력되는 부호화된 신호에 대해 인터리빙을 수행하는 인터리버, 상기 인터리버로부터 출력되는 인터리빙된 신호를 심볼단위로 매핑하는 비트/심볼 매퍼, 상기 비트/심볼 매퍼로부터 출력되는 심볼들을 시공간 부호화 하여 대응하는 안테나를 통해 전송하는 내부부호기, 그리고 상기 인터리버와 상기 비트/심볼 매퍼 사이에 게재되어 상기 인터리버로부터 출력되는 신호 적산하여 상기 비트/심볼 매퍼로 입력하는 누적기를 포함한다. 본 발명의 다중입출력 시스템에서는 송신기에 rate-1의 누적기를 추가하여 내부 복합 반복 구조를 구현함으로써 종래의 시스템에 비해 현저한 성능 이득을 얻을 수 있다. A transmitter for a multiple input / output communication system of the present invention includes an external encoder for encoding an input signal in a predetermined block unit, an interleaver for interleaving an encoded signal output from the external encoder, and an interleaved signal output from the interleaver. A bit / symbol mapper that maps in symbol units, an internal encoder that transmits the symbols output from the bit / symbol mapper through space-time encoding through a corresponding antenna, and is placed between the interleaver and the bit / symbol mapper and output from the interleaver The signal accumulator is integrated and input to the bit / symbol mapper. In the multi-input / output system of the present invention, a significant performance gain can be obtained compared to the conventional system by implementing an internal complex repetition structure by adding a rate-1 accumulator to the transmitter.

연접부호, 시공간블록부호, 차등시공간변조 Concatenated code, space-time block code, differential time-space modulation

Description

MIMO COMMUNICATION SYSTEM BASED ON SERIALLY CONCATENATED SPACE TIME CODE}

도 1은 종래의 시공간부호 기반의 MIMO 시스템을 보인 구성도;1 is a block diagram showing a conventional space-time code-based MIMO system;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템의 송신기 구조를 보인 구성도;2 is a block diagram showing a transmitter structure of a MIMO system according to an embodiment of the present invention;

도 3 본 발명의 시스템에서 송신기의 내부블록부호로 알라무티(Alamouti)의 STBC를 사용한 경우 종래의 시스템과의 BER 성능 비교 실험 결과를 보인 그래프;3 is a graph showing the results of BER performance comparison experiments with the conventional system when using Alamouti STBC as the internal block code of the transmitter in the system of the present invention;

도 4는 본 발명의 시스템에서 송신기의 내부블록부호로 알라무티(Alamouti)의 STBC를 사용한 경우 종래의 시스템과의 FER 성능 비교 실험 결과를 보인 그래프;4 is a graph showing the results of FER performance comparison experiments with a conventional system when using Alamouti's STBC as an internal block code of a transmitter in the system of the present invention;

도 5는 본 발명의 시스템에서 송신기의 내부블록부호로 휴(Hughes)의 DSTM을 사용한 경우 종래의 시스템과의 BER 성능 비교 실험 결과를 보인 그래프; 그리고5 is a graph showing the results of BER performance comparison experiments with the conventional system when using the Hughes DSTM as the internal block code of the transmitter in the system of the present invention; And

도 6은 본 발명의 시스템에서 송신기의 내부블록부호로 휴(Hughes)의 DSTM을 사용한 경우 종래의 시스템과의 FER 성능 비교 실험 결과를 보인 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating a comparison result of FER performance with a conventional system when a HUGES DSTM is used as an internal block code of a transmitter in the system of the present invention.

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 시공간부호화 기법을 개선하여 향상된 시스템 성능을 제공하는 다중입출력 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a multi-input and output communication system that provides improved system performance by improving the space-time encoding technique.

최근 들어, 통신 시스템의 채널 용량을 증가시키기 위한 효과적인 방법으로서 다중 송수신 안테나를 이용하는 다중입출력(multiple-input multiple-output: MIMO) 통신 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, research into a multiple-input multiple-output (MIMO) communication system using multiple transmit / receive antennas has been actively conducted as an effective method for increasing the channel capacity of a communication system.

MIMO 시스템은 다수의 송신 안테나와 수신 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 통신 시스템으로 송수신 안테나들에 의해 다수의 독립적인 공간 채널들이 형성된다. 이렇게 형성된 공간 채널을 통해 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써 대역폭을 증가시키지 않고도 고속의 데이터 전송이 가능하며, 한편 다수의 공간 채널들을 통해 동일한 데이터를 전송함으로써 공간 다이버시티 이득을 얻을 수도 있다. The MIMO system is a communication system for transmitting and receiving data using a plurality of transmit antennas and receive antennas, and a plurality of independent spatial channels are formed by the transmit and receive antennas. By simultaneously transmitting different data through the spatial channel thus formed, high-speed data transmission is possible without increasing bandwidth, while spatial diversity gain may be obtained by transmitting the same data through multiple spatial channels.

일반적으로 MIMO 시스템과 함께 페이딩 채널에서의 송신 다이버시티 이득을 얻기 위한 변조 방식으로 시공간부호화 기법이 이용되고 있다. 시공간부호화를 위해서는 트렐리스 부호를 기반으로 하는 시공간 트렐리스 코드(Space Time Trellis Code: STTC)가 제안된 바 있다. 그러나 STTC는 성능은 좋으나 구현 복잡도가 높은 단점이 있다. 이러한 STTC의 단점을 해결하기 위한 방안으로 시공간블록부호(Space-Time Block Code: STBC)가 제안 되었으며, STBC 는 매우 간단한 복호 알고 리즘으로 최대의 다이버시티 이득을 제공한다. 낮은 복잡도를 갖는다는 장점에도 불구하고 STBC는 추가적인 부호화 이득을 기대하기는 어렵다. In general, a space-time encoding technique is used as a modulation scheme to obtain a transmit diversity gain in a fading channel together with a MIMO system. For space-time encoding, a Space Time Trellis Code (STTC) based on a trellis code has been proposed. However, STTC has good performance but high implementation complexity. Space-Time Block Code (STBC) has been proposed to solve the shortcomings of STTC, and STBC provides maximum diversity gain with very simple decoding algorithm. Despite the low complexity, STBC is unlikely to expect additional coding gain.

한편, 연접부호 (concatenated code)의 터보 반복 복호화 (turbo iterative decoding) 기법은 추가적인 인터리빙 이득으로 인해 관심의 대상이 되고 있다.On the other hand, turbo iterative decoding of concatenated code is of interest due to the additional interleaving gain.

이들 STBC 및 채널 부호의 연접 그리고 반복 복호화(iterative decoding) 기법을 이용하면 낮은 복잡도로 부호화 이득 및 다이버시티 이득을 함께 기대할 수 있다. By using the concatenated and iterative decoding techniques of these STBC and channel codes, the coding gain and the diversity gain can be expected with low complexity.

외부코드(outer code)와 함께 반복 형식으로 구현된 STTC를 연접하는 기법과 반복 복호 및 복조 기법을 적용함으로써 상당한 인터리빙 이득을 얻을 수 있는 기법 등 다양한 연접 시공간부호화 기법들이 제안된 바 있으나 대부분 내부부호로 STTC를 이용하고 있다.Various concatenated spatio-temporal coding techniques have been proposed, such as a method of concatenating STTC implemented in a repetitive form with an outer code and a method of obtaining significant interleaving gains by applying iterative decoding and demodulation techniques, but most of them are internal codes. I am using STTC.

도 1은 종래의 MIMO 시스템을 보인 구성도로서, N 개의 송신 안테나를 가진 송신기 (110)와 M개의 수신 안테나를 가진 수신기 (120)로 구성된다. 상기 송신기는 입력되는 정보 비트들은 먼저 부호율 r의 외부부호기(111)에 의해 블록 단위로 부호화 되어 부호화 심벌로 출력되고, 이렇게 출력된 부호화 심벌들은 인터리버(112)에 의해 인터리빙 된 후 STBC 부호기(113)에 의해 N개의 심벌 스트림으로 출력되어 대응하는 N개의 송신 안테나들을 통해 동시에 전송된다.1 is a block diagram illustrating a conventional MIMO system, and includes a transmitter 110 having N transmit antennas and a receiver 120 having M receive antennas. In the transmitter, the input information bits are first encoded in block units by an external encoder 111 having a code rate r and output as encoded symbols. The encoded symbols are then interleaved by the interleaver 112 and then STBC encoder 113 ) Is output as N symbol streams and simultaneously transmitted through corresponding N transmit antennas.

한편, 상기 수신기는 M개의 수신 안테나를 통해 수신되는 M개의 신호들을 시공간 복호하는 STBC 복호기 (121), 상기 복호기에 의해 복호된 신호에 대해 디인터리빙을 수행하는 디인터리버(123), 상기 디인터리버(123)의 출력 신호를 복호하여 전송신호를 출력하는 외부복호기 (125), 그리고 상기 전송신호에 대해 다시 인터리빙을 수행하여 상기 STBC 복호기 (121)로 궤환시키는 제2인터리버(127)를 포함한다.Meanwhile, the receiver includes an STBC decoder 121 for time-space decoding M signals received through M reception antennas, a deinterleaver 123 for performing deinterleaving on the signal decoded by the decoder, and the deinterleaver ( An external decoder 125 that decodes the output signal of 123 to output a transmission signal, and a second interleaver 127 which interleaves the transmission signal again and feeds it back to the STBC decoder 121.

상기와 같은 구조의 통신 시스템에서, 시간 t에 상기 송신기의 i 번째 송신 안테나를 통해 전송되는 신호를

라 하면, 상기 수신기 (120) 수신 안테나 각각을 통해 간섭 신호를 수신하게 된다. 이때, 시간 t에 j번째 수신 안테나를 통해 수신된 신호

는 다음 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.In the communication system of the above structure, the signal transmitted through the i th transmit antenna of the transmitter at time t

In this case, an interference signal is received through each of the receiver 120 receiving antennas. At this time, the signal received through the j-th reception antenna at time t

Can be expressed as Equation 1 below.

여기서

는 i번째 송신 안테나로부터 j번째 수신 안테나로의 페이딩 계수이고, EMBED Equation.3

는 j번째 수신안테나의 백색 가우시안 잡음, 그리고

는 전송신호의 평균 에너지를 나타낸다. here

Is the fading coefficient from the i th transmit antenna to the j th receive antenna, EMBED Equation.

Is the white Gaussian noise of the jth receiving antenna, and

Represents the average energy of the transmission signal.

그러나, 이와 같이 내부블록부호를 사용하는 연접 시공간부호의 복호 기법을 이용하는 시스템에서는 내부 STBC 부호가 반복성 갖지 않기 때문에, 플랫 레일리 페이딩 (flat Rayleigh fading) 채널에서 2 내지 3회의 복호화를 반복한 후에는 성능 포화를 보인다. 따라서, 복호화 반복 회수를 증가시키더라도 괄목할 만한 성능 향상을 기대하기 어렵다.However, since the internal STBC code is not repeatable in the system using the concatenated spatiotemporal coding scheme using the inner block code, performance after repeated two or three times of decoding in the flat Rayleigh fading channel is performed. Saturation Therefore, it is difficult to expect a remarkable performance improvement even if the number of decoding iterations is increased.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 혼합 반복 구조를 갖는 내부 시공간 부호를 이용하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 MIMO 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a MIMO system that can improve the performance of the system by using an internal space-time code having a mixed repetition structure.

본 발명의 또 다른 목적은 송신기의 구현 복잡도를 현저히 증가시키지 않으면서도 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 MIMO 시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a MIMO system that can improve the performance of the system without significantly increasing the complexity of the transmitter implementation.

본 발명의 또 다른 목적은 여러 차례의 반복 복호 처리 후에도 성능 향상을 기대할 수 있는 MIMO 시스템을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a MIMO system which can be expected to improve performance even after several iterative decoding processes.

본 발명의 또 다른 목적은 송신기 구조에 rate-1의 누적기를 추가하는 것으로 추가적인 부호화 이득을 얻을 수 있는 MIMO 시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a MIMO system that can obtain an additional coding gain by adding a rate-1 accumulator to a transmitter structure.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 다중 입출력 통신시스템을 위한 송신기는 입력되는 신호를 일정한 블록 단위로 부호화 하는 외부부호기, 상기 외부부호기로부터 출력되는 부호화된 신호에 대해 인터리빙을 수행하는 인터리버, 상기 인터리버로부터 출력되는 인터리빙된 신호를 심볼단위로 매핑하는 비트/심볼 매퍼, 상기 비트/심볼 매퍼로부터 출력되는 심볼들을 시공간 부호화 하여 대응하는 안테나를 통해 전송하는 내부부호기, 그리고 상기 인터리버와 상기 비트/심볼 매퍼 사이에 게재되어 상기 인터리버로부터 출력되는 신호 적산하여 상기 비트/심볼 매퍼로 입력하는 누적기를 포함한다.In order to achieve the above object, a transmitter for a multiple input / output communication system of the present invention includes an external encoder for encoding an input signal in a predetermined block unit, an interleaver for interleaving an encoded signal output from the external encoder, A bit / symbol mapper that maps the interleaved signal output from the interleaver on a symbol-by-symbol basis; And an accumulator interposed between the signal and the signal output from the interleaver and inputted to the bit / symbol mapper.

바람직하게는, 상기 누적기는 부호율이 1이고 Max-Log MAP 복호기이다.Preferably, the accumulator has a code rate of 1 and is a Max-Log MAP decoder.

바람직하게는, 상기 내부부호기는 내부블록부호로서 직교 시공간블록부호 (space time block code: STBC)를 사용한다.Preferably, the internal encoder uses an orthogonal space time block code (STBC) as an internal block code.

바람직하게는, 상기 내부부호기는 내부블록부호로서 차등시공간부호(differential space time code: DSTC)를 사용한다.Preferably, the internal encoder uses a differential space time code (DSTC) as an internal block code.

바람직하게는, 상기 누적기는 상기 인터리버로부터 출력되는 신호를 지연시키는 지연기와 상기 인터리버로부터 출력되는 신호와 상기 지연기의 출력 신호를 가산하여 상기 비트/심볼 매퍼로 입력하는 가산기를 포함한다.Preferably, the accumulator includes a delayer for delaying the signal output from the interleaver and an adder for adding the signal output from the interleaver and the output signal of the delayer to the bit / symbol mapper.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MIMO 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a MIMO system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템의 송신기 구조를 보인 구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a structure of a transmitter of a MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템의 송신기(210)는 입력되는 정보 비트들을 일정한 블록 단위로 부호화 하는 외부 부호기(211), 상기 외부 부호기(211)로부터 출력되는 부호화된 비트열에 대해 인터리빙을 수행하는 인터리버(213), 상기 인터리버(213)로부터 출력되는 인터리빙된 비트열을 비트/심볼 매핑하는 비트/심볼 매퍼 (215), 상기 비트/심볼 매퍼(217)로부터 출력되는 심볼들을 시공간 부호화 하여 대응하는 안테나를 통해 전송하는 내부부호기 (219), 그리고 상기 인터리버 (213)와 상기 비트/심볼 매퍼 (217) 사이에 배치되어 상기 인터리버(213)의 출력신호를 적산하여 상기 비트/심볼 매퍼 (217)로 입력하는 누적기 (215)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the transmitter 210 of the MIMO system according to an embodiment of the present invention encodes an external encoder 211 and an encoder output from the outer encoder 211 to encode input information bits in a predetermined block unit. An interleaver 213 performing interleaving on the bit streams, a bit / symbol mapper 215 for bit / symbol mapping the interleaved bit stream output from the interleaver 213, and a bit / symbol mapper 217 An internal encoder 219 for space-time encoding the symbols and transmitting them through a corresponding antenna, and interposed between the interleaver 213 and the bit / symbol mapper 217 to integrate the output signals of the interleaver 213 to add the bits. / Accumulator 215 input to the symbol mapper 217.

상기 누적기(215)는 상기 인터리버(213)의 출력신호를 지연시키는 지연기(216)와 상기 인터리버(213)의 출력 신호와 상기 지연기의 출력 신호를 합하여 출력하는 가산기(214)로 구성된다.The accumulator 215 is composed of a delayer 216 for delaying the output signal of the interleaver 213 and an adder 214 for outputting the sum of the output signal of the interleaver 213 and the output signal of the delayer. .

상기 내부부호기(219)의 입력은 l 개의 복소 심볼

(

)로 구성되는 블록으로,

는 고차원의 변조 성상도의 요소들이다. 이들 입력 심볼들은 시공간블록부호(STBC)의

전송 행렬 G에 매핑 된다. 여기서 n은 송신 안테나의 수이고 p는 l개의 복소 심볼들을 전송하는 타임슬롯의 수이다. 상기 전송 행렬 G는 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.The input of the internal encoder 219 has l complex symbols

(

Is a block of)

Are elements of the high-order modulation constellation. These input symbols are represented by the STBC

Maps to the transmission matrix G. Where n is the number of transmit antennas and p is the number of timeslots for transmitting l complex symbols. The transmission matrix G can be expressed as Equation 2 below.

각 타임슬롯 t에서 전송행렬 G의 동일 행에 있는 모든 요소들(entries), 다시 말해, 신호

(i=1 또는 2)는 두 개의 송신 안테나를 통해 동시에 전송된다.In each timeslot t all the entries in the same row of the transmission matrix G, ie the signal

(i = 1 or 2) is transmitted simultaneously through two transmit antennas.

본 실시예에서는 변조 방식으로서 Q=2^q 인 QPSK가 사용되며 복호 방식으로는 터보 BLAST 시스템에서 제안된 복호기와 유사한 SISO 복호기가 사용된다. 여기서 2^q는 QPSK 성상도로 표현가능한 가지 수를 나타낸다.In this embodiment, QPSK with Q = 2 ^q is used as a modulation scheme, and an SISO decoder similar to the decoder proposed in the turbo BLAST system is used as the decoding scheme. Where 2 ^q represents the number of branches that can be expressed in QPSK constellation.

K 개의 부호화된 비트 벡터 b (K=n*q)에 대해, 이들 비트들은, 외부부호기와 내부부호기 사이의 인터리버에 의해, 독립적이라고 가정한다. 따라서, k번째 비트의 소프트 로그 우도 비 (log-likelihood ratio: LLR) 값은 다음 수학식 3과 같이 구할 수 있다.For the K coded bit vector b (K = n * q), these bits are assumed to be independent by the interleaver between the outer and inner encoder. Therefore, the soft log likelihood ratio (LLR) value of the k-th bit can be obtained as shown in Equation 3 below.

여기서,

(^T는 전치 행렬), 그리고

,

, bin(i)은 i의 이진 표현에 따라 0과 1의 값을 갖는 행 벡터이고,

는 첫 번째 반복 동안 0으로 초기화되는 a 선험적 소프트 값들이라고 가정한다. 수학식 3에 의해 얻어진 소프트 출력 결정과 후시적 확률 연산식 (Posteriori Probability Expression)으로부터 본 발명의 STBC를 위한 소프트 반복 복호기를 구현할 수 있다. 수학식 3에서

은 누적기 부호 (accumulator code)의 SISO 복호기에 대한 입력인 STBC 복호기의 외부 채널 정보를 얻기 위해 제거된다. here,

( ^T is a transpose matrix), and

,

, bin (i) is a row vector with values of 0 and 1 according to the binary representation of i,

Assumes a prior soft values that are initialized to zero during the first iteration. A soft iterative decoder for the STBC of the present invention can be implemented from the soft output decision and the Posteriori Probability Expression obtained by Equation 3. In equation (3)

Is removed to obtain external channel information of the STBC decoder which is the input to the SISO decoder of the accumulator code.

도 3 및 도 4는 본 발명의 시스템에서 송신기의 내부블록부호로 알라무티(Alamouti)의 STBC를 사용한 경우 종래의 시스템과의 BER 및 FER 성능 비교 실험 결과를 보인 그래프들이다. 상기 송신기를 구성하는 내부부호기에 적용된 내부블록부호는 알라무티의 STBC이다.3 and 4 are graphs showing the results of BER and FER performance comparison experiments with the conventional system when using Alamouti STBC as the internal block code of the transmitter in the system of the present invention. The internal block code applied to the internal encoder constituting the transmitter is STAM of Alamouti.

실험에서 외부 길쌈 부호 (outer convolution code)를 위해 단순 2-상태 1/2 부호기 (2-state half rate decoder)와 Max-Log MAP 복호기가 사용되었으며, rate-1 누적기로 역시 Max-Log MAP 복호기가 사용되었다. 각 프레임은 504 정보 비트로 구성되고 인터리버의 길이는 1008이다. 채널환경은 독립적 페이딩 채널이다. In the experiment, a simple 2-state half rate decoder and a Max-Log MAP decoder were used for the outer convolution code, and the rate-1 accumulator also used a Max-Log MAP decoder. Was used. Each frame consists of 504 information bits and the length of the interleaver is 1008. The channel environment is an independent fading channel.

도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 송신기를 적용한 시스템은 독립적인 페이딩 채널 하에서 3회의 반복 후에도 종래의 시스템에 비해 더 좋은 BER 및 FER 성능을 보이고 있음을 알 수 있다. 종래의 시스템은 3회의 반복 처리 후에 시스템 성능의 포화를 보이고 있지만 본 발명의 시스템은 5회의 반복 후에도 성능 향상과 복합 반복 구조로부터 기인하는 다이버시티 이득을 보이고 있다. FER 성능과 관련하여 본 발명의 개선된 SCSTC 기반의 시스템은 3회의 반복 처리 이후에 거의 모든 SNR 범위에서 종래의 시스템에 비해 나은 성능을 보임을 알 수 있다. 도 4에서, 10^-1의 FER에서 10회 반복 처리 시 본 발명의 시스템은 종래의 시스템에 비해 1.5dB 정도의 성능 향상을 보이고 있다. 또한, 도 3에서 보는 바와 같이, 10^-4의 BER에서 10회 반복 처리 시, 본 발명의 시스템은 종래의 시스템에 비해 1.4dB의 성능 향상을 보이고 있다. 3 and 4, it can be seen that the system employing the transmitter according to the present invention shows better BER and FER performance than the conventional system even after three iterations under an independent fading channel. Conventional systems show saturation of system performance after three iterations, but the system of the present invention exhibits performance gains and diversity gains resulting from complex iterations even after five iterations. In terms of FER performance, it can be seen that the improved SCSTC based system of the present invention outperforms conventional systems in almost all SNR ranges after three iterations. In FIG. 4, the system of the present invention exhibits a performance improvement of about 1.5 dB compared to the conventional system in 10 iterations in a FER of 10 ⁻¹ . In addition, as shown in FIG. 3, the system of the present invention exhibits a performance improvement of 1.4 dB compared to the conventional system when performing 10 iterations in a BER of 10 ⁻⁴ .

도 5 및 도 6은 본 발명의 시스템에서 송신기의 내부블록부호로 휴(Hughes)의 DSTM을 사용한 경우 종래의 시스템과의 BER 및 FER 성능 비교 실험 결과를 보인 그래프들이다.5 and 6 are graphs showing the results of BER and FER performance comparison experiments with the conventional system when using the Hughes DSTM as the internal block code of the transmitter in the system of the present invention.

도 5 및 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 시스템은 3회의 반복 처리 후 거의 모든 SNR 구간에서 종래의 시스템을 능가하는 성능을 보이고 있으며, 10^-1의 FER 에서 10회의 반복 처리 시 종래의 시스템에 비해 거의 1.9dB의 성능 향상을 보이고 있다. 또한, 10^-4의 BER에서 10회 반복 처리 시, 본 발명의 시스템은 종래의 시스템에 비해 1.7dB의 이득을 보이고 있다.As shown in Figures 5 and 6, the system of the present invention outperforms the conventional system in almost all SNR intervals after three iterations, and in the conventional system in 10 iterations at 10 ^-1 FER Compared with the performance improvement of almost 1.9dB. In addition, the system of the present invention shows a gain of 1.7 dB over the conventional system in 10 iterations at a BER of 10 ⁻⁴ .

상기한 바와 같이, 본 발명의 다중입출력 시스템에서는 송신기에 rate-1의 누적기를 추가하여 내부 복합 반복 구조를 구현함으로써 종래의 시스템에 비해 현저한 성능 이득을 얻을 수 있다. As described above, in the multi-input-output system of the present invention, by adding a rate-1 accumulator to the transmitter to implement an internal complex iterative structure, a significant performance gain can be obtained as compared to the conventional system.

또한, 본 발명의 다중입출력 시스템은 페이딩 채널 하에서 사용될 경우 일반적인 연접 시스템 보다 높은 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.In addition, the multi-input / output system of the present invention can achieve higher diversity gain than the conventional concatenated system when used under a fading channel.

또한, 본 발명의 다중입출력 시스템의 송신기 구조는 rate-1의 누적기를 추가하여 간단히 구성되기 때문에 전송률의 손실 없이 성능 이득을 얻을 수 있다.In addition, since the transmitter structure of the multi-input-output system of the present invention is simply configured by adding a rate-1 accumulator, a performance gain can be obtained without losing a transmission rate.

Claims

In a multiple input / output communication system, comprising a transmitter for transmitting a signal through multiple antennas and a receiver for receiving a signal through at least one receiving antenna, the transmitter comprises:

An external encoder for encoding an input signal in predetermined block units;

An interleaver for interleaving the coded signal output from the external encoder;

A bit / symbol mapper for mapping the interleaved signal output from the interleaver in symbol units;

An internal encoder for space-time encoding the symbols output from the bit / symbol mapper and transmitting the same through an antenna; And

And an accumulator interposed between the interleaver and the bit / symbol mapper and integrated with the signal output from the interleaver to input to the bit / symbol mapper.

The multi-input / output communication system according to claim 1, wherein the accumulator has a code rate of 1.

The multiple input / output communication system according to claim 1, wherein the accumulator is a Max-Log MAP decoder.

The multi-input / output communication system according to claim 1, wherein the internal encoder uses an orthogonal space time block code (STBC) as an internal block code.

The multi-input / output communication system according to claim 1, wherein the internal encoder uses differential space time code (DSTC) as an internal block code.

The method of claim 1, wherein the accumulator is:

A delayer for delaying a signal output from the interleaver; Wow

And an adder which adds a signal output from the interleaver and an output signal of the delayer and inputs the signal to the bit / symbol mapper.