KR100675205B1 - 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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KR100675205B1
KR100675205B1 KR1020060007635A KR20060007635A KR100675205B1 KR 100675205 B1 KR100675205 B1 KR 100675205B1 KR 1020060007635 A KR1020060007635 A KR 1020060007635A KR 20060007635 A KR20060007635 A KR 20060007635A KR 100675205 B1 KR100675205 B1 KR 100675205B1
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양창수
이정석
양완철
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템에 관한 것으로, 복수개의 송신안테나를 갖는 송신단과 복수개의 수신안테나를 갖는 수신단에서 이중편파를 사용하여 데이터를 송수신하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템에 있어서, 상기 송신단은, 송신데이터를 이진데이터 처리 및 맵핑하는 제1 데이터 처리부; 및 상기 수신단으로부터 안테나 선택정보를 인가받아, 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 송수신하기 위한 안테나를 선택하는 안테나 선택부;를 포함하고, 상기 수신단은, 상기 송신단에서 전송되는 제어프레임 및 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 수신된 제어프레임의 편파성분과 공간성분을 이용하여 채널을 추정하고, 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 채널추정부; 상기 채널추정정보를 이용하여 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 송수신할 안테나를 선택하기 위한 안테나 선택정보를 상기 안테나 선택부에 전달하는 안테나 선택결정부; 및 상기 안테나 선택정보에 의해 선택된 안테나를 통해 데이터가 수신되면 상기 데이터를 송신데이터로 복원하기 위해 데이터를 역처리하는 제2 데이터 처리부;를 포함한다.
단일편파, 이중편파, 크로너커 프로덕트(Kronecker Product), 안테나

Description

다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템 및 그 방법{Antenna Selection System Using Multi-Input Multi-Output And Antenna Selection Method thereof}
도 1은 종래 기술에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템의 블럭도,
도 2는 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템의 블럭도,
도 3은 미시환경에서 안테나 구조별 채널용량을 나타낸 그래프,
도 4는 거시환경에서 안테나 구조별 채널용량을 나타낸 그래프,
도 5는 안테나 2개를 사용할 때 채널에 대한 가능한 모든 안테나 구조 조합,
도 6은 본 발명에 의한 안테나 2개를 사용할 때 채널에 대한 최소한으로 필요한 안테나 구조 조합,
도 7은 미시환경에서 제안한 조합과 가능한 모든 조합 용량을 비교한 그래프,
도 8은 거시환경에서 제안한 조합과 가능한 모든 조합 용량을 비교한 그래프,
도 9는 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법의 흐름도,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
201 : 송신단 202 : 수신단
210 : 제1 데이터 처리부 220 : 안테나 선택부
230 : 수신부 240 : 채널추정부
250 : 안테나 선택결정부 260 : 제2 데이터 처리부
본 발명은 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중편파를 이용하여 최대의 채널용량을 가지는 안테나 구조를 선택하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 다중입력 다중출력(Multi-input Multi-output: 이하 MIMO라함) 시스템은 주어진 대역폭에서 채널용량을 증대시키기 위해 송수신단에 복수개의 안테나를 설치하고 각각의 송신 안테나에서 다른 송신신호를 전송하는 시스템이다.
MIMO 시스템은, 기존의 SISO 시스템(Single-input Single-output System)에 비해 송신 안테나 수만큼의 송신 데이터 전송률 이득 및 채널용량의 증대를 얻을 수 있다.
그럼, 이하 관련도면을 참조하여 종래 기술에 의한 다중입력 다중출력의 안 테나 선택 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기술에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템의 블럭도이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템은, 복수개의 송신안테나를 갖는 송신단(101) 및 복수개의 수신안테나를 갖는 수신단(102)으로 구성되며, 단일편파 MIMO 방식으로 데이터를 송수신한다.
여기서 상기 송신단(101)은, 제1 데이터 처리부(110) 및 안테나 선택부(120)로 구성되며, 복수개의 송신안테나 중 어느 하나의 안테나를 통해 송신할 데이터를 상기 수신단(102)으로 전송한다.
상기 제1 데이터 처리부(110)는, 상기 수신단(102)으로 전송할 송신데이터를 이진데이터로 처리하고, 원하는 변조방식에 따라 매핑한다.
상기 안테나 선택부(120)는, 상기 수신단(102)에서 피드백(feedback)된 안테나 선택정보에 따라 안테나를 선택하고, 선택한 안테나를 통해 해당되는 데이터가 상기 수신단(102)에 전송되도록 한다.
이렇게 송신단(101)에서 처리된 송신데이터는 전파채널을 거쳐 수신안테나를 통해 수신단(102)으로 전송된다.
또한, 상기 송신단(101)은, 최초 수신단과의 통신을 시작하기 위해 전송하는 제어프레임을 M개의 모든 송신안테나를 통해 전송하고, 이들 각 송신안테나와 수신안테나 사이에서 추정된 MIMO 채널을 기반으로 하는 안테나 선택정보에 의해 안테 나를 선택하게 된다.
다음, 상기 수신단(102)은, 수신부(130), 채널추정부(140), 안테나 선택결정부(150) 및 제2 데이터 처리부(160)로 구성된다.
여기서, 상기 수신부(130)는, 상기 송신단(101)으로부터 전송되는 제어프레임을 수신하여 상기 채널추정부(140)에 전송하고, 상기 제1 데이터 처리부(110)에서 처리된 데이터를 수신하여 제2 데이터 처리부(160)로 전송한다.
상기 채널추정부(140)는, 상기 수신부(130)로부터 전송받은 제어프레임을 이용하여 안테나 선택을 수행하기 위한 채널 추정 및 데이터를 검파하기 위한 채널 추정을 수행하여 각각의 채널추정정보를 상기 안테나 선택결정부(150)와 제2 데이터 처리부(160)로 전달한다.
상기 안테나 선택결정부(150)는, 안테나 선택을 위해 채널추정부(140)에서 전달되는 채널추정정보를 이용하여 안테나를 선택하고, 그 안테나 선택정보를 송신단(101)에 전달한다.
상기 제2 데이터 처리부(160)는, 상기 채널추정부(140)에서 전달되는 채널추정정보를 이용하여 V-BLAST(Vertical Bell Labs Layered Space Time) 검파를 수행하고 맵핑된 송신데이터를 이진데이터로 디맵핑한다.
또한, 상기 제2 데이터 처리부(160)는, 상기 디맵핑된 이진데이터를 송신단(101)의 제1 데이터 처리부(110)에서 진행했던 이진데이터화를 역으로 수행하여 원래의 송신데이터로 복원시킨다.
그런데, 상기 종래 기술에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템은, 안테나 간의 거리가 확보되지 않으면, 이웃하는 안테나 간의 간섭으로 인해 서로 영향을 미치게 되고, 이에 따라 채널의 용량이 감소되며, 이를 해결하기 위해서는 파장에 비례하는 안테나간 거리를 두어야 하는데, 이 경우 안테나 시스템이 차지하는 공간이 커지는 문제점이 있었다.
또한, 상기 안테나 선택 시스템은, 채널정보를 이용하여 복잡한 단계를 거쳐 최적의 채널용량을 갖는 안테나를 선택하여야 하는데, 이때, 안테나 구조를 선택하는 기준이 없어 가능한 모든 조합을 각 채널별로 고려해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 이중편파를 사용함으로써, 편파성분의 최대값 및 공간성분의 최대값의 두가지 조합만으로도 모든 채널 상태에 만족하는 용량을 얻을 수 있을 뿐 아니라 편파 특성을 이용해 안테나간 간섭의 영향을 줄임으로써, 전체 시스템이 차지하는 공간을 줄일 수 있는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 상기와 같은 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템을 이용한 안테나 선택방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템은, 복수개의 송신안테나를 갖는 송신단과 복수개의 수신안테나를 갖는 수신단에서 이중편파를 사용하여 데이터를 송수신하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템에 있어서, 상기 송신단은, 송신데이터를 이진데이터 처리 및 맵핑하는 제1 데이터 처리부; 및 상기 수신단으로부터 안테나 선택정보를 인가받아, 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 송수신하기 위한 안테나를 선택하는 안테나 선택부;를 포함하고, 상기 수신단은, 상기 송신단에서 전송되는 제어프레임 및 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 수신된 제어프레임의 편파성분과 공간성분을 이용하여 채널을 추정하고, 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 채널추정부; 상기 채널추정정보를 이용하여 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 송수신할 안테나를 선택하기 위한 안테나 선택정보를 상기 안테나 선택부에 전달하는 안테나 선택결정부; 및 상기 안테나 선택정보에 의해 선택된 안테나를 통해 데이터가 수신되면 상기 데이터를 송신데이터로 복원하기 위해 데이터를 역처리하는 제2 데이터 처리부;를 포함한다.
또한, 본 발명에 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템에 있어서, 상기 채널추정부는, 상기 수신된 제어프레임의 편파성분 및 공간성분의 최대값을 계산한 후 상기 계산된 최대값을 비교하고, 그 중 더 큰 최대값을 지니는 성분의 채널을 추정하여 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템에 있어서, 상기 안테나 선택결정부는, 상기 채널추정정보를 이용하여 상기 채널추정부에서 추정된 채널이 편파성분을 지니는 채널(이하 편파채널)일 경우, 상기 편파채널의 안테나로 선택하기 위한 안테나 선택정보를 송신단의 안테나 선택부에 전달하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템에 있어서, 상기 안테나 선택결정부는, 상기 채널추정정보를 이용하여 상기 채널추정부에서 추정된 채널이 공간성분을 지니는 채널(이하 공간채널)일 경우, 상기 공간채널의 안테나로 선택하기 위한 안테나 선택정보를 송신단의 안테나 선택부에 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기한 또 다른 목적을 달성하기 위한 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법은, 복수개의 송신안테나를 갖는 송신단과 복수개의 수신안테나를 갖는 수신단에서 이중편파를 사용하여 데이터를 송수신하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 방법에 있어서, a) 상기 송신단으로부터 통신 시작을 위해 전송되는 제어프레임을 수신하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 수신된 제어프레임의 편파성분과 공간성분을 이용하여 채널을 추정하고, 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 단계; c) 상기 b) 단계에서 추정된 채널에 해당하는 안테나를 선택하는 단계; d) 상기 c) 단계에서 선택된 안테나를 통해 전송되는 송신데이터를 수신하는 단계; 및 e) 상기 d) 단계에서 수신된 송신테이터를 원래 데이터로 복원하기 위해 데이터를 처리하는 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법에 있어서, 상기 수신된 제어프레임의 편파성분 및 공간성분의 최대값을 계산한 후 상기 계산된 최대값 을 비교하고, 그 중 더 큰 최대값을 가지는 성분의 채널을 추정하여 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법에 있어서, 상기 채널추정정보를 이용하여 상기 채널추정부에서 추정된 채널이 편파성분을 지니는 채널(이하 편파채널)일 경우, 상기 편파채널의 안테나로 선택하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법에 있어서, 상기 c) 단계는, 상기 채널추정정보를 이용하여 상기 채널추정부에서 추정된 채널이 공간성분을 지니는 채널(이하 공간채널)일 경우, 상기 공간채널의 안테나로 선택하는 것을 특징으로 한다.
그럼, 관련도면을 참조하여 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템 및 그 방법에 대하여 상세히 설명한다.
이하, 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템 및 그 방법에 있어서, 이중편파를 사용하는 2개씩의 송수신안테나로 데이터를 전송하는 것에 대하여 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템 및 그 방법은, 2개씩의 송수신안테나를 사용하는 것에 한하지 않고 복수개의 송수신안테나를 사용하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템 및 그 방법에 적용가능하다.
도 2는 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템의 블럭도이 다.
우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템은, 2개의 송신안테나를 갖는 송신단(201)과 2개의 수신안테나를 갖는 수신단(202)으로 구성된다.
여기서, 상기 송신단(201)은, 제1 데이터 처리부(210) 및 안테나 선택부(220)로 구성되며, 2개의 송신안테나는 각각 이중편파를 사용하여 송신할 수 있고, 상기 송신안테나 중 선택된 안테나를 통해 데이터를 상기 수신단(202)으로 전송한다.
상기 제1 데이터 처리부(210)는, 상기 수신단(202)으로 전송할 송신데이터를 이진데이터로 처리하고, 원하는 변조방식에 따라 매핑한다.
이때, 이진데이터 처리는, 송신데이터를 여러 가지 목적으로 처리하는 것으로 스크램블링(scrambling), 오류 정정부호화(error correction coding) 및 인터리빙(interleaving)등의 통상적인 과정을 거친다.
상기 안테나 선택부(220)는, 상기 수신단(202)으로부터 안테나 선택정보를 인가받아 상기 제1 데이터 처리부(210)에서 처리된 데이터를 송수신하기 위한 안테나를 선택한다.
이렇게 상기 제1 데이터 처리부(210)에서 처리된 데이터는 전파채널을 거쳐 수신안테나를 통해 수신단(202)으로 전송된다.
또한, 상기 송신단(201)은, 최초 수신단과의 통신을 시작하기 위해 전송하는 제어프레임을 송신안테나를 통해 전송하고, 이들 각 송신안테나와 수신안테나 사이 에서 추정된 이중편파 MIMO 채널을 기반으로 하는 안테나 선택정보에 의해 안테나를 선택하게 된다.
다음, 상기 수신단(202)은, 수신부(230), 채널추정부(240), 안테나 선택결정부(250) 및 제2 데이터 처리부(260)로 구성되고, 상기 송신단(201)으로부터 전송된 제어프레임을 수신하여 안테나를 선택하기 위한 안테나 선택정보를 출력하며, 데이터를 수신하여 원래 송신데이터로 복원시킨다.
여기서, 상기 수신부(230)는, 최초 통신을 시작하기 위해 상기 송신단(201)으로부터 전송되는 제어프레임을 수신하여 상기 채널추정부(240)에 전송하고, 상기 제1 데이터 처리부(210)에서 처리된 데이터를 수신하여 제2 데이터 처리부(260)로 전송한다.
상기 채널추정부(240)는, 상기 수신부(230)로부터 전송된 제어프레임의 편파성분과 공간성분을 이용하여 큰 채널용량을 가지는 안테나를 선택하기 위한 채널추정을 수행하여 채널추정정보를 산출하고, 상기 산출된 채널추정정보를 상기 안테나 선택결정부(250)와 제2 데이터 처리부(260)로 전달한다.
이때, 도 3은 미시환경에서 안테나 구조별 채널용량을 나타낸 그래프이고, 도 4는 거시환경에서 안테나 구조별 채널용량을 나타낸 그래프로써, 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 미시환경에서 안테나 간의 거리가 확보되지 않은 상태일 경우, 공간상관도가 낮고 편파분리도(XPD=1dB)가 낮은 안테나를 사용하는 (a)와 공간상관도가 낮고 편파분리도(XPD=10dB)가 높은 안테나를 사용하는 (b)의 경우 모두 공간채널(S2) 보다 편파채널(SP2)이 더 높은 채널용량을 가지는 것을 알수 있다.
또한, 도 3(c) 및 도 (3d)에 도시한 바와 같이, 미시환경에서 안테나 간의 거리가 확보된 상태의 경우에도, 공간상관도가 높고 편파분리도(XPD=1dB)가 낮은 안테나를 사용하는 (c)와 공간상관도가 높고 편파분리도(XPD=10dB)가 높은 안테나를 사용하는 (d)의 경우 모두 공간채널(S2) 보다 편파채널(SP2)이 더 높은 채널용량을 가지는 것을 알수 있다.
그리고, 도 4(a) 내지 도 4(d)에 도시한 바와 같이, 거시환경에서는 편파채널(SP2)보다 공간채널(S2)이 더 높은 채널용량을 가지는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 미시환경에서는 높은 채널용량의 편파채널을 선택할 수 있으며, 거시환경에서는 높은 채널용량의 공간채널을 선택할 수 있으므로, 공간채널만을 사용할 수 있는 종래 안테나 시스템보다 그 차지하는 공간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이때, 미시환경은 상기 송신단(201)과 수신단(202)이 서로 근거리에 있는 것을 의미하며, 거시환경은 상기 송신단(201)과 수신단(202)이 서로 원거리에 있는 것을 의미하며, 스펙트럼 분석이 클수록 채널용량이 큰 것을 의미한다.
또한, 하기 수학식 1에 표시한 바와 같이, 상기 송신단(201)에서 전송된 제어프레임의 편파성분과 공간성분은 크로너커 프로덕트(Kornecker Product)를 통해 편파성분의 최대값과 공간성분의 최대값의 곱의 형태로 나타낼 수 있다.
Figure 112006005708594-pat00001
따라서, 상기 송신단(201)에서 전송된 제어프레임의 편파성분과 공간성분의 최대값을 하기의 수학식 2와 같이 계산하여 상기 계산된 최대값을 비교함으로써, 채널추정정보를 산출할 수 있다. 이때, 상기 채널추정정보는 상기 계산된 최대값 중 더 큰 값의 최대값을 가지는 채널에 대한 정보를 의미한다.
이때, 상기 수학식 1은 하기의 수학식 2를 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112006005708594-pat00002
Figure 112006005708594-pat00003
는 편파성분의 최대값,
Figure 112006005708594-pat00004
는 공간성분의 최대값,
σ는 고유벡터이다.
만약, 안테나를 결정하는데 있어서 편파성분의 최대값 및 공간성분의 최대값을 사용하지 않는다면, 안테나 2개를 사용할 때 채널에 대한 가능한 모든 안테나 구조 조합의 도 5에 도시한 바와 같이, 2개씩의 송수신안테나의 채널상태에 따라 가능한 16개의 조합을 모두 고려하여 최대 용량을 갖는 채널상태의 안테나 구조를 선택하여야 한다. 이때, 점선으로 나타낸 안테나 형태는 변형 가능한 모든 조합을 의미한다.
그러나, 본 발명과 같이, 편파성분의 최대값 및 공간성분의 최대값만을 사용하게 되면, 본 발명에 의한 안테나 2개를 사용할 때 채널에 대한 최소한으로 필요한 안테나 구조 조합의 도 6에 도시한 바와 같이, 실선으로 표시된 두개의 조합만으로도 최대 용량을 갖는 채널상태의 안테나 구조를 선택할 수 있다.
예를 들어, 상기 비교된 최대값 중 공간성분의 최대값이 더 클 경우, 좌측하단의 S2 조합을 선택하고, 상기 비교된 최대값 중 편파성분의 최대값이 더 클 경우, 좌측상단의 SP2 조합을 선택할 수 있어, 2개의 조합만으로 최대 용량을 갖는 채널상태의 안테나 구조를 빠르게 선택할 수 있다.
또한, 미시환경 및 거시환경에서 제안한 조합과 가능한 모든 조합 용량을 비교한 그래프인 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템을 이용하여 2개의 조합으로 얻은 채널용량은 모든 조합을 고려하여 선택할 때의 채널용량에 얼마나 근접하고 있음을 확인할 수 있다.
즉, 미시환경에서 안테나 간의 거리가 확보되지 않은 상태에서는, 공간상관도가 낮은(XPD=1dB) 안테나를 사용한 도 7(a)와 공간상관도가 높은(XPD=10dB) 안테나를 사용한 도 7(b)의 경우에 본 발명에 의한 2개의 조합을 사용했을 때의 채널용량(proposed)은 상기 16개의 조합을 모두 고려했을 때의 채널용량(optimal)과 거의 동일하다는 것을 알 수 있다.
또한, 미시환경에서 안테나 간의 거리가 확보된 상태에서는, 공간상관도가 낮은(XPD=1dB) 안테나를 사용한 도 7(c)와 공간상관도가 높은(XPD=10dB) 안테나를 사용한 도 7(d)의 경우에도 본 발명에 의한 2개의 조합을 사용했을 때의 채널용량(proposed)은 상기 16개의 모든 조합을 고려했을 때의 채널용량(optimal)과 거의 동일하다는 것을 알 수 있다.
그리고, 도 8에 도시한 바와 같이, 거시환경에서도 도 7의 미시환경에서와 같이 2개의 조합으로 얻은 채널용량(proposed)은 모든 조합을 고려해서 선택한 채널용량(optimal)과 거의 동일하다는 것을 알 수 있다.
이때, closedMIMO는 상기 송신단(201)이 채널정보를 알고 있을 때 워터푸어링(water-pouring) 기법이 적용된 것으로 가장 이상적인 경우이며, openMIMO는 종래의 다중입력 다중출력 안테나를 사용한 경우이다.
한편, 상기 안테나 선택결정부(250)는, 상기 채널추정부(240)에서 산출된 채널추정정보를 이용하여 상기 송신단(201)의 제1 데이터 처리부(210)에서 처리된 데이터를 송수신할 안테나를 선택하는 안테나 선택정보를 상기 송신단(201)의 안테나 선택부(220)에 전달한다.
이때, 상기 안테나 선택결정부(250)는, 상기 채널추정정보를 이용하여 채널추정부(240)에서 추정된 채널이 편파성분을 지니는 채널(이하 편파채널)일 경우, 상기 편파채널의 안테나로 선택하기 위한 안테나 선택정보를 상기 안테나 선택부(220)에 전달한다.
또한, 상기 안테나 선택결정부(250)는, 상기 채널추정정보를 이용하여 채널추정부(240)에서 추정된 채널이 공간성분을 지니는 채널(이하 공간채널)일 경우, 상기 공간채널의 안테나로 선택하기 위한 안테나 선택정보를 상기 안테나 선택부(220)에 전달한다.
그러면, 상기 송신단(201)은, 상기 안테나 선택부(220)를 통해 상기 안테나 선택정보를 전달받아 상기 데이터를 송수신할 안테나를 선택하고, 상기 선택된 안테나를 통해 전파채널을 거쳐 데이터를 수신단(202)으로 송신한다.
그럼, 수신단(202)의 수신부(230)는 상기 데이터를 수신하여 제2 데이터 처리부(260)로 전달하고, 상기 제2 데이터 처리부(260)는 상기 채널추정부(240)에서 전달되는 채널추정정보를 이용하여 V-BLAST 검파를 수행하며 맵핑된 송신데이터를 이진데이터로 디맵핑한다.
또한, 상기 제2 데이터 처리부(260)는, 상기 디맵핑된 이진데이터를 송신단(201)의 제1 데이터 처리부(210)에서 진행했던 과정을 역순으로 디스크랩블링(descrambling), 오류 정정부호의 복호화(decoding) 및 디인터리빙(deinterleaving) 등의 과정으로 상기 수신된 데이터를 역처리하여 원래의 송신데이터로 복원시킨다.
한편, 관련도면을 참조하여 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법의 흐름도이다.
우선, 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법은, 송신단에서 수신단으로 통신 시작을 위한 제어프레임을 전송한다 (S310).
수신단은, 상기 송신단으로부터 통신 시작을 위해 전송되는 제어프레임을 수신한다(320).
그 다음으로, 상기 수신된 제어프레임의 편파성분과 공간성분을 이용하여 채널추정정보를 산출하여야 하는데, 이때, 산출하는 방법은, 상기 수신단의 채널추정부에서 상기 제어프레임의 편파성분 및 공간성분의 최대값을 계산한 후 상기 계산된 최대값을 비교하고, 그 중 더 큰 값의 최대값을 가지는 채널을 추정하는 방법으로 산출한다(S330).
그런 다음, 안테나 선택결정부에서 상기 채널추정정보를 이용하여 데이터를 송수신할 안테나를 선택하기 위한 안테나 선택정보를 산출한다(S340).
이때, 상기 추정된 채널이 편파성분을 지니는 채널(이하 편파채널)일 경우, 상기 편파채널의 안테나로 선택하기 위한 안테나 선택정보를 송신단의 안테나 선택부에 전달하며, 상기 추정된 채널이 공간성분을 지니는 채널(이하 공간채널)일 경우, 상기 공간채널의 안테나로 선택하기 위한 안테나 선택정보를 송신단에 전달한다.
그 다음, 상기 송신단은, 안테나 선택부를 통해 상기 안테나 선택정보를 전달받고 상기 안테나 선택정보를 이용하여 편파채널 또는 공간채널의 안테나를 선택하며(S350), 상기 선택된 안테나를 통해 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 전송한다(S360).
그럼, 수신단에서 상기 데이터를 수신하고(S370), 상기 수신된 데이터를 상 기 제1 데이터 처리부의 역순으로 데이터를 처리하여 원래의 송신데이터로 복원시킨다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 다중입력 다중출력의 안테나 시스템 및 그 방법은, 이중편파를 이용하여 편파채널 및 공간채널의 최대값을 계산한 후, 상기 계산된 최대값을 비교하여 더 큰 값의 최대값을 선택하고, 선택된 채널 또는 채널 상황이 거시환경에서 미시환경으로 급변하는 경우 해당하는 안테나를 선택하여 이를 통해 데이터를 송수신함으로써, 안테나 시스템이 차지하는 공간을 줄일 수 있고, 간단한 연산만으로도 최대 용량의 채널을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 복수개의 송신안테나를 갖는 송신단과 복수개의 수신안테나를 갖는 수신단에서 이중편파를 사용하여 데이터를 송수신하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템에 있어서,
    상기 송신단은,
    송신데이터를 이진데이터 처리 및 맵핑하는 제1 데이터 처리부; 및
    상기 수신단으로부터 안테나 선택정보를 인가받아, 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 송수신하기 위한 안테나를 선택하는 안테나 선택부;를 포함하고,
    상기 수신단은,
    상기 송신단에서 전송되는 제어프레임 및 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에서 수신된 제어프레임의 편파성분과 공간성분을 이용하여 채널을 추정하고, 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 채널추정부;
    상기 채널추정정보를 이용하여 상기 제1 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 송수신할 안테나를 선택하기 위한 안테나 선택정보를 상기 안테나 선택부에 전달하는 안테나 선택결정부; 및
    상기 안테나 선택정보에 의해 선택된 안테나를 통해 데이터가 수신되면 상기 데이터를 송신데이터로 복원하기 위해 데이터를 역처리하는 제2 데이터 처리부;
    를 포함하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널추정부는,
    상기 수신된 제어프레임의 편파성분 및 공간성분의 최대값을 계산한 후 상기 계산된 최대값을 비교하고, 그 중 더 큰 최대값을 지니는 성분의 채널을 추정하여 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 안테나 선택결정부는,
    상기 채널추정정보를 이용하여 상기 채널추정부에서 추정된 채널이 편파성분을 지니는 채널일 경우, 상기 편파성분을 지니는 채널의 안테나로 선택하기 위한 안테나 선택정보를 송신단의 안테나 선택부에 전달하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 안테나 선택결정부는,
    상기 채널추정정보를 이용하여 상기 채널추정부에서 추정된 채널이 공간성분을 지니는 채널일 경우, 상기 공간성분을 지니는 채널의 안테나로 선택하기 위한 안테나 선택정보를 송신단의 안테나 선택부에 전달하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 시스템.
  5. 복수개의 송신안테나를 갖는 송신단과 복수개의 수신안테나를 갖는 수신단에서 이중편파를 사용하여 데이터를 송수신하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택 방법에 있어서,
    a) 상기 송신단으로부터 통신 시작을 위해 전송되는 제어프레임을 수신하는 단계;
    b) 상기 a) 단계에서 수신된 제어프레임의 편파성분과 공간성분을 이용하여 채널을 추정하고, 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 단계;
    c) 상기 b) 단계에서 추정된 채널에 해당하는 안테나를 선택하는 단계;
    d) 상기 c) 단계에서 선택된 안테나를 통해 전송되는 송신데이터를 수신하는 단계; 및
    e) 상기 d) 단계에서 수신된 송신테이터를 원래 데이터로 복원하기 위해 데이터를 처리하는 단계;
    를 포함하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 b) 단계는,
    상기 수신된 제어프레임의 편파성분 및 공간성분의 최대값을 계산한 후 상기 계산된 최대값을 비교하고, 그 중 더 큰 최대값을 가지는 성분의 채널을 추정하여 이에 대한 채널추정정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 c) 단계는,
    상기 채널추정정보를 이용하여 상기 채널추정부에서 추정된 채널이 편파성분을 지니는 채널일 경우, 상기 편파성분을 지니는 채널의 안테나로 선택하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 c) 단계는,
    상기 채널추정정보를 이용하여 상기 채널추정부에서 추정된 채널이 공간성분을 지니는 채널일 경우, 상기 공간성분을 지니는 채널의 안테나로 선택하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력의 안테나 선택방법.
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