KR100668659B1 - 다중 송수신 시스템에서 시공간 부호 전송에 대한 복호방법 및 이를 이용한 수신 장치 - Google Patents

다중 송수신 시스템에서 시공간 부호 전송에 대한 복호방법 및 이를 이용한 수신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수개의 안테나를 이용하여 신호를 송수신하는 다중 송수신 시스템에서, 송신단에서 다수개의 안테나를 사용하여 알라모티 시공간 부호 기법을 이용하여 신호를 전송하는 경우에, 상기 신호를 수신하여 복호하는 방법 및 이를 이용한 수신 장치에 관한 것이다.
수신 장치는 전송된 신호를 수신하여 소정 심볼로 변환 처리하고, 상기 신호가 전송된 채널에 대한 채널 이득을 포함하는 채널 정보를 추정한다. 그리고 상기 추정된 채널 정보와 상기 심볼을 토대로 하여 복호를 위한 중간 처리값을 산출하고, 이를 채널 이득으로 정규화하여 상기 신호에 대한 기준 값을 산출한다. 이와 같이 산출된 기준 값이 복호를 위한 연판정 값으로 설정되어 사용된다. 한편, 경판정 값을 이용하여 복호하는 경우, 상기 기준값에 가장 가까운 성상점 값을 각각 산출하고, 이를 상기 신호의 경판정 값으로 설정하여 복호를 수행한다.
따라서 최적의 성능을 갖으면서도 연판정 값 또는 경판정 값을 산출하기 위한 탐색 과정을 수행하지 않기 때문에, 상기 방법 및 장치를 구현하기 위한 구현 복잡도를 현저하게 줄일 수 있다.
다중송수신시스템, 알라모티, 시공간 부호, 복호

Description

다중 송수신 시스템에서 시공간 부호 전송에 대한 복호 방법 및 이를 이용한 수신 장치{Decoding Method for Space-Time Encoding Transmission Scheme in with multiple input multiple output system and receiving apparatus for using the method}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시공간 부호를 사용하는 다중 송수신 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수신 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복호 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수신 장치의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 복호 방법의 흐름도이다.
본 발명은 복호 방법 및 이를 이용한 수신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면 다수개의 안테나를 이용하여 신호를 송수신하는 다중 송수신 (multiple input multiple output:MIMO) 시스템에서, 송신단에서 다수개의 안테나를 사용하여 알라모티 시공간 부호 기법을 이용하여 신호를 전송하는 경우에, 상기 신호를 수신하여 복호하는 방법 및 이를 이용한 수신 장치에 관한 것이다.
최근에 정보통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 그리고 고품질 서비스의 출현 등으로 인해 통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 이에 능동적으로 대처하기 위해서는 무엇보다도 통신 시스템의 용량이 증대되어야 한다. 이러한 요구는 유선통신에서보다는 무선통신에서 더욱 큰 압박으로 다가오고 있다.
무선 통신에서는 기본적으로 가용 주파수 자원이 제한되어 있고 이들을 공유하여야 한다. 이러한 무선통신 환경에서 통신 용량을 늘리기 위해서는 이용 가능한 주파수 대역을 발굴하는 방법과 주어진 자원의 효율성을 높이는 방법이 있다. 이 중에서 무선 자원의 효율성을 높이는 방법으로 최근 큰 주목을 받으며 활발하게 개발이 추진되고 있는 기술은, 송수신기에 다수의 안테나를 장착하여 자원활용을 위한 공간적인 영역을 추가로 확보함으로써 대역폭의 증가 없이 다이버시티 이득을 통한 통신 링크의 신뢰성을 높이거나, 공간 다중화를 통한 병렬전송을 통하여 전송 용량을 높이는 시공간 부호 기술들이다.
알라모티(Alamouti)에 의하여 제안된 시공간 블록 부호 기법 ('A simple transmit diversity technique for wireless communications', IEEE JSAC, vol. 16, no. 8, Oct. 1998)은 송수신기에 다수의 안테나를 사용하여 무선채널에서의 페이딩을 극복하는 대표적인 송신 다이버시티 기술이다. 상기 기법은 2개의 송신 안테나를 사용하는 전송기법으로서, 다이버시티 등급 (diversity order)이 송신 안테나 개수와 수신 안테나 개수의 곱으로 최대의 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 기 술이다.
상기 기술에서는 시공간 블록 부호 기법뿐만 아니라 이를 위한 복호기법도 제시되고 있다. 제시된 복호기법은 최적의 성능인 ML(maximum likelihood) 복호기법의 성능을 갖는다. 송신단에서 2개의 심볼이 동시에 전송되지만 이 복호기법은 2개의 심볼을 각각 독립적으로 복호하기 때문에 2개의 심볼을 동시에 복호하지 않아도 된다. 하지만 각 심볼들을 복호하는 과정에서 각 심볼이 갖을 수 있는 모든 성상점(constellation point)들을 탐색하는 작업이 요구된다. 따라서, 이러한 탐색 작업을 수행하는 복호기를 구현하는데 있어 그 복잡도가 커지는 단점이 있다.
그러므로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수개의 안테나를 사용하는 다중 송수신 시스템에서, 알라모티 시공간 부호 기법을 이용하여 신호를 전송하는 경우에, 상기 신호를 복호하는 방법 및 이를 이용한 수신 장치의 최적의 성능을 유지하면서도 그 구현 복잡도를 최소화하는데 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 복호 방법은, 다수의 송수신 안테나를 포함하는 다중 송수신 시스템에서, 다수의 송신 안테나를 사용하여 알라모티 시공간 부호 기법을 토대로 소정 데이터에 대한 신호를 전송하는 경우에, 상기 전송된 신호를 수신하여 복호하는 방법에서, 상기 전송된 신호를 수신하여 소정 심볼로 변환 처리하는 단계; 상기 신호가 전송된 채널에 대한 채널 이득을 포함하는 채널 정보를 추정하는 단계; 상기 추정된 채널 정보와 상기 심볼 을 토대로 하여 복호를 위한 상기 신호의 중간 처리값을 산출하는 단계; 상기 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 기준 값을 산출하는 단계; 및 상기 기준 값을 토대로 복호를 수행하는 단계를 포함한다.
이러한 복호 방법에서, 상기 기준값은 복호를 위한 연판정 값으로 설정될 수 있으며, 이 경우 상기 연판정 값을 토대로 상기 신호의 복호가 수행되어 원 데이터 복원이 이루어진다. 또한 상기 기준값은 경판정 값을 산출하기 위한 기초 값이 될 수 있으며, 이 경우 상기 경판정 값을 토대로 상기 신호의 원 데이터 복원이 이루어진다.
본 발명의 다른 특징에 따른 수신 장치는, 다수의 송수신 안테나를 포함하는 다중 송수신 시스템에서, 다수의 송신 안테나를 사용하여 알라모티 시공간 전송 부호화 기법을 토대로 소정 데이터에 대한 신호를 전송하는 경우에, 다수의 수신 안테나를 통하여 상기 전송된 신호를 수신하여 소정 심볼로 처리한 후 복호하는 수신 장치에서, 상기 신호가 전송된 채널에 대한 채널 이득을 포함하는 채널 정보를 추정하는 채널 추정부; 상기 추정된 채널 정보와 상기 심볼을 토대로 하여 복호를 위한 상기 신호의 중간 처리값을 산출하는 결합부; 및 상기 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 기준 값을 산출하여 복호를 위한 연판정 값으로 설정하고, 상기 연판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원하는 복호부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 수신 장치는, 다수의 송수신 안테나를 포함하는 다중 송수신 시스템에서, 다수의 송신 안테나를 사용하여 알라모티 시공간 부 호 기법을 토대로 소정 데이터에 대한 신호를 전송하는 경우에, 다수의 수신 안테나를 통하여 상기 전송된 신호를 수신하여 소정 심볼로 처리한 후 복호하는 수신 장치에서, 상기 신호가 전송된 채널에 대한 채널 이득을 포함하는 채널 정보를 추정하는 채널 추정부; 상기 추정된 채널 정보와 상기 심볼을 토대로 하여 복호를 위한 상기 신호의 중간 처리값을 산출하는 결합부; 및 상기 중간 처리값에 따라 기준값을 산출하고, 상기 기준값을 토대로 경판정 값을 산출한 후 상기 경판정 값을 토대로 복호를 수행하는 복호부를 포함한다.
여기서 상기 복호부는 상기 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 상기 신호에 대한 기준 값을 산출하는 기준값 산출모듈, 상기 기준값의 허수와 가장 가까운 성상점 허수값과 상기 기준값의 실수와 가장 가까운 성상점 실수값을 산출하는 성상점 산출모듈, 상기 성상점 허수값을 상기 신호의 허수의 경판정 값으로 설정하고 상기 성상점 실수값을 상기 신호의 실수의 경판정 값으로 설정하는 경판정값 설정모듈, 및 상기 허수의 경판정 값 및 실수의 경판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원하는 복호 모듈을 포함한다.
이러한 특징을 가지는 본 발명에서, 상기 송신 안테나가 2개이고, 수신 안테나가 M개이며, 각각의 송신 안테나에서 전송되는 신호가 S1, S2 인 경우, 상기 신호들에 대한 기준값은
Figure 112005067497484-pat00001
의 조건에 따라 산출된다. (y1 : 수신 신호 S1에 대한 기준값, y2 : 수신 신호 S2에 대한 기준값,
Figure 112005067497484-pat00002
: 수신 신호 S1에 대한 중간 처리값,
Figure 112005067497484-pat00003
: 수신 신호 S2에 대한 중간 처리값,
Figure 112005067497484-pat00004
: i번째 수신 안테나와 j번째 송신 안테나 사이의 채널 이득의 추정값).
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 송수신기에 다수의 안테나를 사용하여 시스템의 신뢰성을 향상시키거나 전송용량을 증대시킬 수 있는 다중 송수신 시스템에서, 특히 QAM(quadrature amplitude modulation) 신호를 알라모티 시공간 부호로 처리하여 전송하고 이러한 신호를 수신하여 복호하는 경우에, 최소의 구현 복잡도로 최대의 성능을 얻을 수 있는 복호 방법을 제공한다.
도 1에 본 발명의 실시 예에 따른, 다수의 안테나를 사용하면서 신호를 시공 간 부호 기법을 이용하여 전송하고 이를 수신하는 다중 송수신 시스템의 구조가 개략적으로 도시되어 있다.
첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 송수신 시스템은, 최대 다이버시티 이득을 추구하는 구조적인 시공간 부호를 사용하여 부호화하여 N(N=1,2....)개의 송신 안테나를 통해 송신하는 송신 장치(100)와, M(M=1,2,...)의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하여 본 발명의 실시 예에 따라 복호하여 정보 심벌을 검출하는 수신 장치(200)를 포함한다.
이러한 송신 장치(100)는 시공간 부호기(110) 및 다수 개의 송신 안테나(120_1, …, 120_2, 이하, 설명의 편의를 "120"을 부여함)를 포함한다. 시공간 부호기(110)는 입력되는 데이터 심벌 블록으로부터 시공간 부호를 생성하여 다수 개의 송신 안테나(120)를 통해 수신 장치(200)로 송신한다. 특히, 본 발명의 실시 예에서는 2개의 송신 안테나(120)를 통해 신호를 송신하며, 시공간 부호기(110)는 시간 t마다 입력되는 데이터를 2개의 심볼씩 블록 부호화하여 출력한다. 이러한 신호는 특히, QAM 방식으로 변조되어 송신된다. QAM은 직교 진폭 변조로서, 디지털 변조 방식의 일종인 다치 변조(multi-level modulation) 방식의 하나로, 피변조(반송파)의 진폭과 위상의 쌍방을 조합하여 이용하는 변조 방식이다.
한편, 수신 장치(200)는 다수 개의 수신 안테나(210_1, …, 210_2, 이하, 설명의 편의를 "210"을 부여함) 및 시공간 부호 복호기(220, 편의상 "복호기"라고도 명명함)를 포함한다. 시공간 부호 복호기(220)는 다수 개의 수신 안테나(210)를 통해 수신되는 신호로부터 본 발명의 실시 예에 따른 복호 방법에 따라 복호를 수행 하여 송신 장치(100)로부터 송신된 데이터 심벌을 복원한다.
이러한 수신 장치(200)의 시공간 부호 복호기(220)는 연판정(soft decision) 값 또는 경판정(hard decision) 값을 토대로 상기 전송된 신호에 대한 복호를 수행한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 복호 방법에 대하여 설명한다.
여기서는 송신 안테나가 2개이고, 수신 안테나는 임의의 개수 M(M≥1)이라고 가정한다. 그리고 i번째 수신 안테나와 j번째 송신 안테나 사이의 채널 이득을 hij라 정의한다.
송신 장치의 하나의 알라모티 시공간 부호화 블록을 통해 전송하고자 하는 두 개의 심볼을 S1 과 S2라 하면, 한 타임 슬롯 시점 t 에서는 첫 번째 송신 안테나와 두 번째 송신 안테나에서 각각 S1 과 S2 를 보내고 그 다음 타임 슬롯 시점 t+1 에서는 첫 번째 송신 안테나와 두 번째 송신 안테나에서 각각
Figure 112005067497484-pat00005
과
Figure 112005067497484-pat00006
를 전송한다. 여기서 ()* 는 공액 복소수(conjugate complex)를 나타낸다. 표 1은 알라모티 구조의 전송 방식을 표시한 것이고 신호가 시간과 공간상에서 부호화되었음 알 수 있다.
Figure 112005067497484-pat00007
첫 번째 타임 슬롯 시점 t 에서 i 번째 수신 안테나에서의 수신 신호 ri(t)와 두 번째 타임 슬롯 시점 t+1에서 i 번째 수신 안테나에서의 수신 신호 ri(t+1)는 수학식 1과 같이 표시된다. 수학식 1에서 ni(t)와 ni(t+1)는 AWGN 잡음을 나타낸다.
Figure 112005067497484-pat00008
다음, 추정한 채널 정보와 수신 신호를 토대로 추후 기술되는 복호부에 입력될 중간 처리값
Figure 112005067497484-pat00009
과
Figure 112005067497484-pat00010
를 수학식 2에 따라 산출한다.
Figure 112005067497484-pat00011
수학식 2에서
Figure 112005067497484-pat00012
과
Figure 112005067497484-pat00013
는 각각
Figure 112005067497484-pat00014
과
Figure 112005067497484-pat00015
를 추정한 값이다.
다음
Figure 112005067497484-pat00016
과
Figure 112005067497484-pat00017
를 채널 이득으로 정규화하며, 그 결과 수학식 3과 같이 기준값 y1 과 y2 를 얻는다.
Figure 112005067497484-pat00018
위에 기술된 바와 같은 방법을 토대로 구해진 y1 과 y2를 송신 신호 S1 과 S2 의 연판정 값으로 사용한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 복호기가 연판정 값을 토대로 복호를 수행하는 경우, 위의 수학식 3에 따라 구해진 y1 과 y2를 송신 신호 S1 과 S2 의 연판정 값으로 사용하여, 복호를 수행한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 복호기가 경판정 값을 토대로 복호를 수행하는 경우에는, 위의 수학식 3에 따라 산출된 y1과 가장 가까운 성상점으로부터 송신 신호 S1에 대한 경판정 값을 구하고, y2 와 가장 가까운 성상점으로부터 송신 신호 S2 의 경판정 값을 구한다. QAM 신호를 대상으로 하고 있으므로 송신 신호 S1 과 S2 의 경판정 값은 수학식 4와 같이 보다 간략히 얻을 수 있다.
S1의 실수의 경판정 값 = y1의 실수와 가장 가까운 성상점 실수 값
S1의 허수의 경판정 값 = y1의 허수와 가장 가까운 성상점 허수 값
S2의 실수의 경판정 값 = y2의 실수와 가장 가까운 성상점 실수 값
S2의 허수의 경판정 값 = y2의 허수와 가장 가까운 성상점 허수 값
이와 같이, y1 과 y2를 송신 신호 S1 과 S2 의 연판정 값으로 결정하고, 또는 수학식 4에 따라 산출된 값을 송신 신호 S1 과 S2 의 경판정 값으로 결정한 후, 이를 토대로 복호를 수행하여 원래의 데이터를 복원한다. 연판정 값 또는 경판정 값을 토대로 하여 복호하는 방법은 본 발명의 해당 기술 분야에 공지되어 있으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
위에 기술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에는 종래에 송신되는 심볼을 복호하는 과정에서 각 심볼이 갖을 수 있는 모든 성상점들을 탐색하는 작업 없이, 위의 수학식 3 및 수학식 4에 따라 해당 심볼의 성삼점을 용이하게 산출하여 복호를 수행할 수 있으므로, 복호 방법의 구현 복잡도를 현저하게 감소시킬 수 있다. 즉, 종래의 알라모티 시공간 부호 기법에 대한 복호시에는 수학식 3과는 다른 보다 복잡한 형태의 신호 처리 값으로부터 연판정 값이나 경판정 값을 구하기 때문에 복호기의 구현 복잡도가 본 발명의 복호기의 구현 복잡도보다 크다. 따라서, 본 발명에 따른 복호 방법은 구현 복잡도를 감소시키면서도 최적의 Maximum-Likelihood 성능을 갖는다.
다음에는 이러한 복호 방법을 토대로 하여 신호를 수신하여 복호하는 수신 장치에 대하여 설명한다.
도 2에 본 발명의 제1 실시 예에 따라 연판정 값을 토대로 복호를 수행하는 수신 장치의 구조가 도시되어 있으며, 특히 복호기(220)의 구조가 구체적으로 도시되어 있다.
첨부한 도 2에 도시되어 있듯이, 제1 실시 예에 따른 수신 장치(200)는 수신 안테나(210)와 복호기(220)를 포함한다. 특히 복호기(220)는 채널 정보를 추정하는 채널 추정부(221), 채널 정보와 수신된 신호를 결합하여 복호를 위한 중간 처리값을 산출하는 결합부(222), 상기 중간 처리값을 토대로 하여 복호를 수행하여 원래의 데이터를 얻는 복호부(223)를 포함한다. 여기서는 채널 추정부(221)가 복호기(220)에 포함된 것으로 도시되어 있으나, 복호기와는 개별적으로 구현될 수 있다. 채널 상태를 추정하여 채널 이득을 얻는 방법은 본 발명의 기술 분야에 공지된 다양한 기술을 사용할 수 있으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
먼저, 위의 구조를 토대로 하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수신 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복호 방법의 흐름도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 수신 장치의 복호기(220)는 연판정 값을 토대로 복호를 수행한다. 첨부한 도 2 및 도 3에 도시되어 있듯이, 송신 장치(100)에서 데이터를 시공간 부호 기법에 의하여 2개의 심볼씩 부호화하여 각각의 송신 안테나(120)를 통하여 전송하면, 이러한 신호는 수신 장치(200)의 수신 안테나(210)에 의 하여 수신된다(S100).
수신 안테나(210)에 의하여 수신된 신호는 소정 심볼로 처리되어 결합부(222)로 입력되며(S110), 채널 추정부(221)는 수신된 신호를 토대로 하여 상기 신호가 전송된 채널의 채널 이득을 추정한다(S120).
이후, 결합부(222)는 추정된 채널 정보 즉, 채널 이득과 심볼을 토대로 하여 복호를 위한 상기 신호에 대한 중간 처리값을 산출한다(S130). 즉, 위의 수학식 2를 토대로 하여 중간 처리값
Figure 112005067497484-pat00019
과
Figure 112005067497484-pat00020
를 산출한다.
이와 같이 산출된 중간 처리값(
Figure 112005067497484-pat00021
,
Figure 112005067497484-pat00022
)은 복호부(223)로 입력되며, 복호부(223)는 이를 채널 이득으로 정규화하여 수학식 3과 같이 기준값 y1 과 y2 를 산출한다(S140). 다음, 복호부(223)는 기준값 y1 과 y2를 복호를 위한 연판정 값으로 설정한 다음에(S150), 연판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원한다(160).
이러한 제1 실시 예에 따르면, 채널 이득과 신호의 심볼을 토대로 산출된 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 산출된 기준값으로 복호를 위한 연판정 값을 산출함으로써, 복호 방법이 간단해지고 이를 구현하기 위한 장치의 구조 또한 간단해진다.
한편, 수신 장치(200)가 경판정 값을 토대로 복호를 수행하는 복호부를 포함하는 경우에는 다음과 같이 동작한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수신 장치의 구조도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 복호 방법의 흐름도이다.
첨부한 도 4에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수신 장치(200)는 수신 안테나(210)와 복호기(220)를 포함하며, 복호기(220)는 제1 실시 예와 같이, 채널 추정부(221), 결합부(222), 복호부(223')를 포함한다. 그러나 제1 실시 예와는 달리 복호부(223')가 경판정 값을 토대로 복호를 수행한다. 이에 따라 복호부(223')는 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 수신된 신호에 대한 기준 값을 산출하는 기준값 산출모듈(2231), 기준값의 허수와 가장 가까운 성상점 허수값과, 상기 기준값의 실수와 가장 가까운 성상점 실수값을 산출하는 성상점 산출모듈(2232), 상기 성상점 허수값을 상기 신호의 허수의 경판정 값으로 설정하고 상기 성상점 실수값을 상기 신호의 실수의 경판정 값으로 설정하는 경판정값 설정모듈(2233), 및 상기 허수의 경판정 값 및 실수의 경판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원하는 복호 모듈(2234)을 포함한다.
이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수신 장치는 도 5에 도시되어 있듯이, 위의 제1 실시 예와 동일하게, 수신 안테나(210)를 통하여 전송되는 신호를 수신하여 소정 심볼로 처리하고, 상기 신호가 전송된 채널의 채널 이득을 추정한다. 그리고 추정된 채널 이득과 심볼을 토대로 하여 복호를 위한 상기 신호에 대한 중간 처리값
Figure 112005067497484-pat00023
과
Figure 112005067497484-pat00024
를 산출하고, 이를 채널 이득으로 정규화하여 수학식 3과 같이 기준값 y1 과 y2 를 산출한다(S200∼S240).
다음, 제1 실시 예와는 달리, 복호부(223')의 성산점 산출 모듈(2232)이 기 준값의 허수와 가장 가까운 성상점 허수값과, 상기 기준값의 실수와 가장 가까운 성상점 실수값을 산출하고(S250), 경판정값 산출 모듈(2233)이 상기 성상점 허수값을 상기 전송되어 수신 신호의 허수의 경판정 값으로 설정하고 상기 성상점 실수값을 상기 신호의 실수의 경판정 값으로 설정한다. 즉, 위의 수학식 4를 토대로 하여 상기 신호의 경판정 값을 설정한다(S260).
이후, 복호 모듈(2234)이 상기 허수의 경판정 값 및 실수의 경판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 수신 신호의 원 데이터를 복원한다(S270).
이러한 제2 실시 예에 따르면, 채널 이득과 신호의 심볼을 토대로 산출된 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 산출된 기준값으로 복호를 위한 경판정 값을 산출함으로써, 복호 방법이 간단해지고 이를 구현하기 위한 장치의 구조 또한 간단해진다.
위에 기술된 복호 방법은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되는 프로그램 형태로 구현될 수 있다. 기록 매체로는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치가 포함될 수 있으며, 예를 들어, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예컨대 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.
비록, 본 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시 예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 개시된 실시 예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.
이상 위에 기술된 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 송수신단에서 다수개의 안테나를 이용하여 신호를 송수신하는 다중 송수신 시스템에서, 송신단에서 알라모티 시공간 전송 부호화 기법을 이용하여 데이터를 부호화한 다음에 다수의 송신 안테나를 통하여 소정 신호를 전송하고, 수신단에서 이 신호를 수신하여 복호하는 경우, 최적의 성능을 유지하면서도 기존의 복호 방법보다 구현 복잡도가 적은 복호 방법을 제공할 수 있다.
특히, 송신 안테나가 2개이고 수신 안테나는 한 개 이상의 임의의 개수를 갖는 시스템에서 QAM 신호를 알라모티 시공간 부호화를 이용해서 전송할 때, 최적의 성능으로 간단하게 구현할 수 있는 경판정 복호 방법 또는 연판정 복호 방법을 용이하게 제공할 수 있다. 또한 QAM 신호 영역의 크기가 커져도 본 발명에 따른 복호 방법의 구현 복잡도는 커지지 않는다.

Claims (11)

  1. 다수의 송수신 안테나를 포함하는 다중 송수신 시스템에서, 다수의 송신 안테나를 사용하여 알라모티 시공간 부호 기법을 토대로 소정 데이터에 대한 신호를 전송하는 경우에, 상기 전송된 신호를 수신하여 복호하는 방법에서,
    상기 전송된 신호를 수신하여 소정 심볼로 변환 처리하는 단계;
    상기 신호가 전송된 채널에 대한 채널 이득을 포함하는 채널 정보를 추정하는 단계;
    상기 추정된 채널 정보와 상기 심볼을 토대로 하여 복호를 위한 상기 신호의 중간 처리값을 산출하는 단계;
    상기 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 기준 값을 산출하는 단계; 및
    상기 기준 값을 토대로 복호를 수행하는 단계
    를 포함하는 복호 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복호를 수행하는 단계는
    상기 기준값을 복호를 위한 연판정 값으로 설정하는 단계; 및
    상기 연판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원하는 단계
    를 포함하는 복호 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복호를 수행하는 단계는
    a) 상기 기준값을 토대로 경판정 값을 산출하는 단계; 및
    b) 상기 경판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원하는 단계
    를 포함하는 복호 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 a) 단계는 상기 기준값의 허수와 가장 가까운 성상점 허수값과, 상기 기준값의 실수와 가장 가까운 성상점 실수값을 산출하는 단계; 및
    상기 성상점 허수값을 상기 신호의 허수의 경판정 값으로 설정하고, 상기 성상점 실수값을 상기 신호의 실수의 경판정 값으로 설정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 b) 단계는 상기 허수의 경판정 값 및 실수의 경판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원하는 복호 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 안테나가 2개이고, 각각의 송신 안테나에서 전송되는 송신 신호가 S1, S2 인 경우, 상기 신호들에 대한 기준값은 다음의 조건에 따라 산출되는 복호 방법.
    Figure 112005067497484-pat00025
    y1 : i 번째 수신안테나에서 수신한 송신 신호 S1에 대한 기준값
    y2 : i 번째 수신안테나에서 수신한 송신 신호 S2에 대한 기준값
    Figure 112005067497484-pat00026
    :i 번째 수신안테나에서 수신한 송신 신호 S1에 대한 중간 처리값
    Figure 112005067497484-pat00027
    : i 번째 수신안테나에서 수신한 송신 신호 S2에 대한 중간 처리값
    Figure 112005067497484-pat00028
    : i번째 수신 안테나와 j번째 송신 안테나 사이의 채널 이득 추정값.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호의 중간 처리값은 다음의 조건에 따라 산출되는 복호 방법.
    Figure 112005067497484-pat00029
    Figure 112005067497484-pat00030
    :i 번째 수신안테나에서 수신한 송신 신호 S1에 대한 중간 처리값
    Figure 112005067497484-pat00031
    : i 번째 수신안테나에서 수신한 송신 신호 S2에 대한 중간 처리값
    ri(t) : 첫 번째 타임 슬롯 시점 t 에서 i 번째 수신안테나에서의 수신신호
    ri(t+1) : 두 번째 타임 슬롯 시점 t+1에서 i 번째 수신안테나에서의 수신 신호
    Figure 112005067497484-pat00032
    : i번째 수신 안테나와 j번째 송신 안테나 사이의 채널 이득의 추정값
    ()* : 공액 복소수(conjugate complex).
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 전송되는 신호는 QAM(quadrature amplitude modulation) 변조되어 있는 복호 방법.
  8. 다수의 송수신 안테나를 포함하는 다중 송수신 시스템에서, 다수의 송신 안테나를 사용하여 알라모티 시공간 전송 부호화 기법을 토대로 소정 데이터에 대한 신호를 전송하는 경우에, 다수의 수신 안테나를 통하여 상기 전송된 신호를 수신하여 소정 심볼로 처리한 후 복호하는 수신 장치에서,
    상기 신호가 전송된 채널에 대한 채널 이득을 포함하는 채널 정보를 추정하는 채널 추정부;
    상기 추정된 채널 정보와 상기 심볼을 토대로 하여 복호를 위한 상기 신호의 중간 처리값을 산출하는 결합부; 및
    상기 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 기준 값을 산출하여 복호를 위한 연판정 값으로 설정하고, 상기 연판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원하는 복호부
    를 포함하는 수신 장치.
  9. 다수의 송수신 안테나를 포함하는 다중 송수신 시스템에서, 다수의 송신 안테나를 사용하여 알라모티 시공간 부호 기법을 토대로 소정 데이터에 대한 신호를 전송하는 경우에, 다수의 수신 안테나를 통하여 상기 전송된 신호를 수신하여 소정 심볼로 처리한 후 복호하는 수신 장치에서,
    상기 신호가 전송된 채널에 대한 채널 이득을 포함하는 채널 정보를 추정하는 채널 추정부;
    상기 추정된 채널 정보와 상기 심볼을 토대로 하여 복호를 위한 상기 신호의 중간 처리값을 산출하는 결합부; 및
    상기 중간 처리값에 따라 기준 값을 산출하고, 상기 기준값을 토대로 경판정 값을 산출한 후, 상기 경판정 값을 토대로 복호를 수행하는 복호부
    를 포함하고,
    상기 복호부는
    상기 중간 처리값을 채널 이득으로 정규화하여 상기 신호에 대한 기준 값을 산출하는 기준값 산출모듈,
    상기 기준값의 허수와 가장 가까운 성상점 허수값과 상기 기준값의 실수와 가장 가까운 성상점 실수값을 산출하는 성상점 산출모듈,
    상기 성상점 허수값을 상기 신호의 허수의 경판정 값으로 설정하고, 상기 성상점 실수값을 상기 신호의 실수의 경판정 값으로 설정하는 경판정값 설정모듈, 및
    상기 허수의 경판정 값 및 실수의 경판정 값을 토대로 복호를 수행하여 상기 신호의 원 데이터를 복원하는 복호 모듈
    를 포함하는 수신 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 송신 안테나가 2개이고, 각각의 송신 안테나에서 전송되는 신호가 S1, S2 인 경우, 상기 신호들에 대한 기준값은 다음의 조건에 따라 산출되는 수신 장치.
    Figure 112005067497484-pat00033
    y1 : i 번째 수신안테나에서 수신한 신호 S1에 대한 기준값
    y2 : i 번째 수신안테나에서 수신한 신호 S2에 대한 기준값
    Figure 112005067497484-pat00034
    :i 번째 수신안테나에서 수신한 신호 S1에 대한 중간 처리값
    Figure 112005067497484-pat00035
    : i 번째 수신안테나에서 수신한 신호 S2에 대한 중간 처리값
    Figure 112005067497484-pat00036
    : i번째 수신 안테나와 j번째 송신 안테나 사이의 채널 이득의 추정값.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 송신 안테나가 2개이고, 각각의 송신 안테나에서 전송되는 송신 신호가 S1, S2 이고, 각 신호들에 대하여 산출되는 기준값이 각각 y1, y2인 경우, 상기 신호들에 대한 경판정 값은 다음의 조건에 따라 산출되는 수신 장치.
    S1의 실수의 경판정 값 = y1의 실수와 가장 가까운 성상점 실수 값
    S1의 허수의 경판정 값 = y1의 허수와 가장 가까운 성상점 허수 값
    S2의 실수의 경판정 값 = y2의 실수와 가장 가까운 성상점 실수 값
    S2의 허수의 경판정 값 = y2의 허수와 가장 가까운 성상점 허수 값
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