KR100744618B1 - 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 전송 방법 및송신기 - Google Patents

무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 전송 방법 및송신기 Download PDF

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Abstract

송신기 및/또는 수신기에 있어서, 에러 정정 부호화, 인터리브, 디인터리브 및/또는 에러 정정 복호화 연산 처리량을 감소시키는 MIMO 전송 시스템을 제공한다. 송신 측에서는, 송신해야 할 직렬 데이터를 N개의 채널 데이터로 직병렬 변환하고, 직병렬 변환된 N개의 채널 데이터는 각 채널에 대해서 독립적으로 에러 정정 부호화 처리 및/또는 인터리브 처리가 수행된다. 수신 측에서는, N개의 채널 데이터가 독립적으로 에러 정정 복호 처리 및/또는 디인터리브 처리되고, 병직렬 변환되어, 송신된 테이터는 복원된다.
직병렬 변환, 병직렬 변환, 에러 정정 부호화, 인터리브, 디인터리브

Description

무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 전송 방법 및 송신기{SIGNAL TRANSMITTING METHOD AND TRANSMITTER IN RADIO MULTIPLEX TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명은 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 전송 방법 및 송신기에 관한 것으로서, 특히 MIMO 전송 시스템에 있어서, 에러 정정 부호화, 인터리브, 디인터리브 및/또는 에러 정정 복호의 연산 처리량을 감소시킨 전송 방법 및 송수신기에 관한 것이다.
예컨대 CDMA 등의 무선 통신 방식에 있어서는, 고속의 정보 레이트를 실현 하는 것이 중요하다. 그를 위해서 복수의 송수신 안테나를 이용하여 신호 전송을 수행하는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 채널을 이용한 신호 전송법이 알려져 있다. MIMO 전송법은 송신측, 수신측 쌍방에서 각각 N개의 안테나를 설치하고, 무선 회선을 통한 N포트 입력, N포트 출력의 네트워크에 의해, 복수의 서로 다른 신호를 동일 시간에 동일 주파수대를 이용하여 효율적으로 전송하는 방식이다. 즉 송신 안테나와 수신 안테나의 수를 늘려서 공간을 다양하게 사용함으로써, 전송 용량의 증대를 도모하는 것이다.
도 1에 나타내는 MIMO 다중법에 있어서, N개의 각 송신 안테나(124)를 이용하여 서로 다른 복수의 송신 심볼을 동일 시각, 동일 주파수, 동일 확산 부호를 이 용하여 송신하면, 이들의 신호는 공간에서 합성되므로 일종의 공간상의 송신 심볼의 다치화(多値化)가 수행되고 있다고 해석할 수 있고, 정보 레이트를 송신 안테나 몇 배로 증대시킬 수 있다.
이 MIMO 다중법에 있어서, 고신뢰도 전송을 실현하기 위해서 에러 정정 부호화 및 인터리브의 적용을 하는 기술이 알려져 있다. 예를 들면 「Takumi ITO, Xiaodong WANG, Yoshikazu KAKURA, Mohammad MADIHIAN, and Akihisa USHIROKAWA, "MF and MMSE Combined Iterative Soft Interference Canceller for MIMO/OFDM Systems" 신학기보, RCS2002-295, pp.117-124, 2003년 3월」(비특허문헌 1)에 종래 기술이 나타나 있다.
도 2에 종래의 MIMO 전송 시스템의 일례를 나타낸다. 송신기(210)가 에러 정정 부호화기(214), 인터리버(218), 직병렬 변환기(212) 및 N개의 안테나(224)를 구비한다. 수신기(240)가 N개의 안테나(254), 신호 분리기(252), 병직렬 변환기(242), 디인터리버(248) 및 에러 정정 복호기(244)를 구비한다. 인터리브란 변조에 앞서서 부호화된 비트 계열의 위치를 교체하고, 복조 후에 이 반대의 조작을 수행하는 처리이다. 정확한 랜덤 에러에 대하여 설계된 부호에 의한 높은 확률로 정확하게 복호하기 위해서 몇 개의 부호어(블록 부호), 혹은 구속 길이(트렐리스 부호)를 초과하는 버스트 에러를 분리, 재배치하기 위해서 이용된다.
송신기(210)에 있어서, 송신 데이터(211)에 에러 정정 부호화를 수행하고, 인터리브를 수행한 후의 직렬 데이터에 대하여 직병렬 변환을 수행하고, N개의 병렬 데이터를 얻는다. 각 송신 안테나(224)를 이용하여 각 병렬 데이터의 송신을 각 각 수행한다.
수신기(240)의 각 안테나(254)가 송신기(210)로부터 송신된 신호를 수신한다. 수신 신호는 수신기(240)의 신호 분리기(252)를 이용해서 N개의 병렬 신호로 신호 분리된다. 신호 분리 후의 N개의 신호 계열을 병직렬 변환한 후, 디인터리브,그리고 에러 정정 복호를 수행한다.
이 종래예에서는, 송신측에 있어서, 직병렬 변환 전의 정보에 대하여 에러 정정 부호화 및 인터리브를 하므로, 공간적인 다이버시티 효과에 의한 에러율 특성의 개선 효과를 기대할 수 있다.
(비특허문헌 1): "MFand MMSE Combined Iterative Soft Interference Canceller for MIMO/OFDM Systems" by Takumi ITO, Xiaodong WANG, Yoshikazu KAKURA, Mohammad MADIHIAN, and Akihisa USHIROKAWA, 신학기보, RCS2002-295, pp.117-124, 2003년 3월
발명의 개시
발명이 해결하려는 과제
예컨대 WCDMA나 CDMA 2000 등의 CDMA 이동 통신 방식에서는 초고속의 정보 레이트를 실현하는 것이 요구되고 있으며, 복수의 송신 안테나를 이용하여 정보의 병렬 전송을 수행하는 상기와 같은 MIMO 다중법을 적용함으로써 정보 레이트를 증대시키는 것이 가능하다. 그러나 도 2에 나타내는 바와 같은 종래의 구성법을 이용한 경우, 송신기(210)에 있어서의 에러 정정 부호화기(214), 인터리버(218), 수신기(240)에 있어서의 디인터리버(248), 에러 정정 복호기(244)에 있어서 매우 고속의 처리가 요구된다. 또한 인터리버, 디인터리버의 사이즈를 크게 할 수밖에 없다. 예를 들면, 송신 안테나 수(N)를 N=4로 해서 각 송신 안테나에 있어서 250 Mbit/sec의 속도로 정보 전송을 수행할 경우에는, 송신기(210)에 있어서의 에러 정정 부호화기(214), 인터리버(218) 및 수신기에 있어서의 디인터리버(248) 및 에러 정정 복호기(244)는 250×4=1000 Mbit/sec=1 Gbit/sec의 속도로 데이터 처리를 수행하여야만 하고, 이러한 고속 처리는 실장(實裝)상 큰 부담으로 되어 문제로 되고 있다.
본 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 송신기 및/또는 수신기에 있어서, 에러 정정 부호화, 인터리브, 디인터리브 및/또는 에러 정정 복호의 연산 처리량을 감소시키는 MIMO 전송 시스템을 제공하는 것에 있다. 게다가 공간적 다이버시티 효과도 얻을 수 있는 상기와 같은 MIMO 전송 시스템을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 전송 방법은, 송신해야 할 직렬 데이터를 N개(N은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하는 단계; 직병렬 변환된 N계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 에러 정정 부호화 처리 및/또는 인터리브 처리를 하는 단계; 상기의 처리가 된 신호를 복수개의 송신 안테나에 의해 각각 송신하는 단계; 상기 송신된 신호를 수신하는 단계; 수신한 신호를 M개(M은 2이상)의 계열로 신호 분리하는 단계; 분리된 각 신호에 대하여 독립적으로 디인터리브 처리 및/또는 에러 정정 복호 처리를 하는 단계; 및 상기 처리가 된 신호를 병직렬 변환하여 송신된 데이터를 복원하는 단계로 구성된다.
이에 의해 에러 정정 부호화/복호 처리, 인터리브/디인터리브 처리의 병렬 처리가 가능해지고, 부호화기/복호기, 인터리버/디인터리버 1개당에 있어서의 연산 처리량을 N또는 M분의 1로 저감할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 송신 방법은, 송신해야 할 직렬 데이터를 M개(M은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하는 단계; 직병렬 변환된 N계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 에러 정정 부호화 처리를 하는 단계; 에러 정정 부호화 처리가 된 병렬 신호를 병직렬 변환하는 단계;직렬 변환된 신호에 대하여 인터리브 처리를 하는 단계; 인터리브 처리가 된 신호를 N개(N은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하여 복수개의 송신 안테나에 의해 각각 송신하는 단계로 구성된다. 상기의 송신된 신호를 수신하는 단계; 수신한 신호를 M개(M은 2이상)의 계열로 신호 분리하고, 병직렬 변환하는 단계; 병직렬 변환된 신호에 대하여 디인터리브 처리를 하는 단계; 디인터리브 처리가 된 신호를 N개의 계열로 직병렬 변환하는 단계; 직병렬 변환된 N계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 에러 정정 복호 처리를 하는 단계; 및 에러 정정 복호 처리가 된 신호를 병직렬 변환하여 송신된 데이터를 복원하는 단계로, 구성된다.
무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 수신 방법은, 송신기로부터 송신된 신호를 복수개의 안테나로 수신하는 단계; 수신한 신호를 N개(N은 2이상)의 계열로 신호 분리하고, 병직렬 변환하는 단계; 병직렬 변환된 신호에 대하여 디인터리브 처리를 하는 단계; 디인터리브 처리가 된 신호를 M개의 계열로 직병렬 변환하는 단계; 직병렬 변환된 M계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 에러 정정 복호 처리를 하는 단계; 및 에러 정정 복호 처리가 된 신호를 병직렬 변환하여 송신된 데이터를 복원하는 단계로, 구성된다.
이에 의해 에러 정정 부호화/복호 처리의 병렬 처리가 가능해지고, 부호화기/복호기 1개당에 있어서의 연산 처리량을 M분의 1로 저감할 수 있는 것과 함께, 공간 다이버시티 효과도 얻을 수 있다.
발명의 효과
본 발명의 실시예에 따른 전송 방법 및 송신기에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 송신측에서는 정보를 송신 안테나 수만큼 직병렬 변환한 후에, 각 송신 안테나마다 에러 정정 부호화 처리 및 인터리브 처리를 수행하고, 수신측에서는 신호 분리 후의 각 신호 계열에 대하여 디인터리브 처리 및 에러 정정 복호 처리를 수행하고, 병직렬 변환 후에 송신된 정보를 복원하는 구성법에 의해, 1개당의 에러 정정 부호화기, 에러 정정 복호기, 인터리버 및/또는 디인터리버에 요구되는 처리 속도를 저감할 수 있다.
(2) 송신측에서는 정보를 송신 안테나 수만큼 직병렬 변환한 후에, 각 송신 안테나마다 독립적으로 병행하여 에러 정정 부호화 처리를 수행하고, 병직렬 변환 후에 인터리브 처리를 수행하고, 수신측에서는 분리된 각 신호 계열로 병직렬 변환 후 디인터리브 처리를 수행하고, 게다가 직병렬 변환 후의 각 신호 계열에 대하여 독립적으로 병행하여 에러 정정 복호 처리를 수행하고 병직렬 변환 후에 송신된 정보를 복원하는 구성법에 의해, 1개당의 에러 정정 부호화기 및 에러 정정 복호기에 있어서의 처리 속도를 저감할 수 있고, 나아가 공간적인 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.
(3) 송신측에 있어서 정보를 송신 안테나 수만큼 직병렬 변환하기 전에 에러 정정 부호화 처리를 수행하고, 직병렬 변환 후에 각 송신 안테나에 인터리브 처리를 수행하고, 수신측에서는 분리된 각 신호 계열에 대하여 디인터리브 처리를 수행하고, 게다가 병직렬 변환 후에 에러 정정 복호 처리를 수행함으로써 송신된 정보를 복원하는 구성법에 의해, 1개당의 인터리버 및 디인터리버에 있어서의 처리량을 저감할 수 있다.
(4) 송신측에 있어서, 송신해야 할 정보에 대하여 에러 정정 부호화 처리를 병렬로 수행할지 직렬로 수행할지를 전환하고, 아울러 에러 정정 부호화한 신호에 대하여 인터리브 처리를 병렬로 수행할지 직렬로 수행할지를 전환하는 것에 의해, 전파의 전파 상황이나 수신기측의 상황 등의 제어 정보에 따라서 최적의 전송 레이트, 채널 부호화·인터리브 방법을 선택할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 적용할 수 있는 MIMO 전송 시스템의 개념도이다.
도 2는 종래의 MIMO 전송 시스템의 블록도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 MIMO 전송 시스템의 간략 블록도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 MIMO 전송 시스템의 간략 블록도이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 MIMO 전송 시스템의 간략 블록도이다.
도 6은 종래예 및 실시예의 MIMO 전송 시스템에 있어서의 특성 비교도이다.
도 7은 제4 실시예 및 제5 실시예에 따른 제어 방법을 실행하는 송신기의 블록도이다.
도 8은 제4 실시예 및 제5 실시예에 따른 제어 방법을 실행하는 수신기의 블록도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
400: MIMO 전송 시스템 410: 송신기
412: 직병렬 변환기 414: 에러 정정 부호화기
416: 병직렬 변환기 418: 인터리버
420: 직병렬 변환기 424: 안테나
440: 수신기 454: 안테나
452: 신호 분리기 450: 병직렬 변환기
448: 디인터리버 446: 직병렬 변환기
444: 에러 정정 복호기 442: 병직렬 변환기
760: 제어 정보 복조부 762: 전송 레이트 및 구성 결정부
764: 전환 제어부 768: 제어 정보 다중부
860: 제어 정보 복조부 862: 수신 상태 추정부
864: 전환 제어부
이하에 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
(실시예 1)
도 3에 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 전송 시스템의 간략 블록도를 나타낸다. 송신기(310)가 직병렬 변환기(312), N개의 에러 정정 부호화기(314), N개의 인터리버(318) 및 N개의 안테나(324), 를 구비한다. 수신기(340)가 N개의 안테나(354), 신호 분리기(352), N개의 디인터리버(348), N개의 에러 정정 복호기(344) 및 병직렬 변환기(342), 를 구비한다.
송신기(310)에 있어서, 직렬의 송신 데이터(311)에 대하여, 우선 직병렬 변환을 수행한다. 직병렬 변환에서 얻어진 N개의 병렬 데이터에 대하여 에러 정정 부호화, 그리고 인터리브를 수행한 후, 각 송신 안테나(324)를 이용하여 각 병렬 데이터의 송신을 각각 수행한다.
수신기(340)의 각 안테나(354)가 송신기(310)로부터 송신된 신호를 수신한다. 수신 신호는 수신기(340)의 신호 분리기(352)를 이용하여 N개의 병렬 신호로 신호 분리된다. 신호 분리 후의 N개의 신호 계열에 대하여 우선 디인터리브를 수행하고, 그리고 에러 정정 복호를 수행한다. 복호 후의 N개의 병렬 신호에 대하여 병직렬 변환을 수행함으로써 송신된 정보를 복원한 데이터(341)를 얻는다.
이 구성에 의하면, 송신측에 있어서의 에러 정정 부호화 처리 및 인터리브 처리를 각 송신 안테나에 대응하는 신호 계열마다 병렬로 수행할 수 있고, 아울러 수신측에 있어서의 디인터리브 처리 및 에러 정정 복호 처리를 수신 신호를 이용한 신호 분리에 의해 N개의 각 신호 계열로 병렬로 수행하는 것이 가능해진다. 그 때문에 1개당의 에러 정정 부호화기, 복호기, 인터리버 및 디인터리버에 요구되는 처리 속도가 종래예에 비교해서 N분의 1로 감소된다. 인터리버 및 디인터리버의 사이즈를 작게 할 수 있다.
(실시예 2)
도 4에 본 발명의 제2 실시예에 따른 MIMO 전송 시스템의 간략 블록도를 나타낸다. 송신기(410)가 직병렬 변환기(412), M개의 에러 정정 부호화기(414), 병직렬 변환기(416), 인터리버(418), 직병렬 변환기(420) 및 N개의 안테나(424)를 구비한다. 수신기(440)가 N개의 안테나(454), 신호 분리기(452), 병직렬 변환기(450), 디인터리버(448), 직병렬 변환기(446), M개의 에러 정정 복호기(444) 및 병직렬 변환기(442)를 구비한다.
송신기(410)에 있어서, 직렬의 송신 데이터(411)에 대하여 우선 직병렬 변환을 수행한다. 직병렬 변환으로 얻어진 M개의 병렬 데이터에 대하여 독립적으로 병행하여 에러 정정 부호화를 수행한다. 그 후에 병직렬 변환을 수행하고, 인터리브 처리를 실행한다. 인터리브 처리된 직렬 데이터에 대하여, 직병렬 변환을 수행한 후, N개의 송신 안테나(424) 각각을 이용하여 각 병렬 데이터의 송신을 각각 수행한다.
수신기(440)의 각 안테나(454)가 송신기(410)로부터 송신된 신호를 수신한다. 수신 신호는 수신기(440)의 신호 분리기(452)를 이용하여 N개의 병렬 신호로 신호 분리된다. 신호 분리 후의 N개의 신호 계열에 대하여 우선 병직렬 변환을 행 하고, 얻어진 직렬 데이터에 대하여 디인터리브를 수행한다. 그 후 다시 직병렬 변환을 수행하고, M개의 신호 계열에 대하여 독립적으로 병행하여 에러 정정 복호 처리를 수행하고 병직렬 변환함으로써, 송신된 정보를 복원한 데이터(441)를 얻는다.
개수(M)와 개수(N)는 같아도 되고 달라도 된다.
제 2 실시예의 구성에 의하면, 송신측에 있어서의 에러 정정 부호화 처리를 직병렬 변환 후의 각 신호 계열에 수행할 수 있고, 아울러 수신측에 있어서의 에러 정정 복호 처리를 신호 분리 후의 각 신호 계열에 대하여 병렬로 수행하는 것이 가능해진다. 그 때문에 1개당의 에러 정정 부호화기, 에러 정정 복호기에 필요로 하는 처리량이 종래 예에 비교해서 M분의 1로 감소된다.
게다가 인터리브 처리를 각 송신 안테나의 신호로 직병렬 변환하기 전의 직렬 정보에 대하여 수행함으로써, 인터리브에 대한 공간적인 다이버시티 효과도 얻을 수 있기 때문에, 제1 실시예에 비교해서 에러율 특성을 개선할 수 있다.
(실시예 3)
도 5에 본 발명의 제3 실시예에 따른 MIMO 전송 시스템의 간략 블록도를 나타낸다. 송신기(510)가 에러 정정 부호화기(514), 직병렬 변환기(520), 인터리버(518) 및 N개의 안테나(524)를 구비한다. 수신기(540)가 N개의 안테나(554), 신호 분리기(552), 디인터리버(548), 병직렬 변환기(542) 및 에러 정정 복호기(544)를 구비한다.
송신기(510)에 있어서, 직렬의 송신 데이터(511)에 대하여 우선 에러 정정 부호화 처리를 수행한다. 그 후에 직병렬 변환으로 얻어진 N개의 병렬 데이터에 대 하여 독립적으로 병행하여 인터리브 처리를 수행한 후, 각 송신 안테나(524)를 이용하여 각 병렬 데이터의 송신을 각각 수행한다.
수신기(540)의 각 안테나(554)가 송신기(510)로부터 송신된 신호를 수신한다. 수신 신호는 수신기(540)의 신호 분리기(552)를 이용하여 N개의 병렬 신호로 신호 분리된다. 신호 분리 후의 N개의 신호 계열에 대하여 우선 디인터리브 처리를 수행한 후 병직렬 변환 처리를 수행한다. 얻어진 직렬 데이터에 대하여 에러 정정 복호 처리를 수행함으로써, 송신된 정보를 복원한 데이터(541)를 얻는다.
이 구성에 의하면, 송신측에 있어서의 인터리브 처리를 직병렬 변환 후의 각 신호 계열에 수행할 수 있으며, 아울러 수신측에 있어서의 디인터리브 처리를 신호 분리 후의 각 신호 계열에 대하여 병렬로 수행하는 것이 가능해진다. 그 때문에 1개당의 인터리버 및 디인터리버에 요구되는 처리 속도가 종래예에 비교해서 N분의 1로 저감된다.
도 6은 종래예 및 상기 제1 내지 제3 실시예에 나타낸 MIMO 전송 시스템에 있어서의 수신 Eb/No(Eb:정보 1비트당 수신 신호 전력, No: 잡음 전력 밀도)에 대한 평균 패킷 에러율 특성의 계산기 시뮬레이션 결과이다. 본 평가에 있어서는, 송수신 안테나 수 N=4라 하고, 송신측에 있어서의 에러 정정 부호 처리로서 구속 길이(4)의 터보 부호화 처리를 이용하고, 인터리브 처리로서 문헌 「N. Maeda, H. Atarashi, and M. Sawahashi, "Performance comparison of channel interleaving methods in frequency domain for VSF-OFCDM broadband wireless access in forward link," IEICE Trans. Commun., vol. E86-B, no. 1, pp. 300-313, Jan. 2003」에 기반하는 심볼 인터리브 처리를 이용하였다. 수신측에서는 최대 우도(maximum likelihood) 검출에 기반하는 신호 분리를 수행하는 것으로 하고, 에러 정정 복호로서 반복수(8)의 Max Log-MAP 알고리즘을 이용했다. 전파로 모델로서, 최대 도플러 주파수(20Hz)의 1파(波) 레일리 페이딩 전파로를 이용했다.
도 6에서 제1 실시예의 MIMO 전송 시스템 구성(검정 삼각)은 종래의 구성(하얗게 바탕색을 뺀 마름모형)에 비교하여, 패킷 에러율 특성이 약 1.5dB 정도 열화되어 있다. 그러나 수신측에 있어서의 1개당의 복호기, 디인터리버에 필요로 하는 처리 속도를 1/4로 저감할 수 있기 때문에, 복호기, 디인터리버에서의 처리 지연을 1/4로 저감할 수 있다.
이어서 제 2 실시예의 MIMO 전송 시스템 구성(검정 사각)은 종래의 구성(하얗게 바탕색을 뺀 마름모형)에 비교하여, 수신측에 있어서의 1개당의 복호기에 필요한 처리 속도를 1/4로 저감할 수 있음과 함께, 공간적인 인터리브 효과에 의한 특성 개선에 의해 종래의 구성에 대한 패킷 에러율 특성의 열화를 약 0.5dB 이내로 억제할 수 있다.
게다가 제3 실시예의 MIMO 전송 시스템 구성(검정 동그라미)은 종래의 구성(하얗게 바탕색을 뺀 마름모형)에 비교하여, 수신측에 있어서의 1개당의 디인터리버에 필요로 하는 처리량을 1/4로 저감할 수 있음과 함께, 종래의 구성과 거의 동등한 패킷 에러율 특성을 얻을 수 있다.
상기의 실시예에 있어서는, 송신기측의 안테나의 개수와 수신기측의 안테나의 개수를 동일한 수라 했지만, 본 발명은 동일한 수의 안테나에 한정되지 않고 다 른 수의 안테나이어도 된다.
(실시예 4)
제 4 실시예는 수신기에 있어서의 전파의 수신 상태에 따라서 송신기가 전송 레이트를 변화시키고, 그에 따라서 적절한 채널 부호화·인터리브 방법을 선택해서 이용하는 구성으로 했다.
제 1 실시예의 구성에 의하면, 에러 정정 부호화 처리 및 에러 정정 복호 처리의 정보 비트 레이트를 N분의 1로 할 수 있고, 인터리버 및 디인터리버의 사이즈도 작게 할 수 있다는 효과가 있으며, 장치 구성상의 부하가 가장 가벼워진다. 그러나 송신 안테나간의 다이버시티 효과가 얻어지지 않기 때문에 수신 품질이 열화된다는 단점이 있다.
제2 실시예의 구성에 의하면, 에러 정정 부호화 처리 및 에러 정정 복호 처리의 정보 비트 레이트를 M분의 1로 할 수 있다는 효과가 있다. 또한 인터리브를 송신 안테나간에 걸쳐 수행함으로써, 어느 정도의 송신 안테나간의 다이버시티 효과가 얻어진다. 그러나 인터리버의 사이즈는 제1 실시예에 비교해서 커져 버린다는 단점이 있다.
제3 실시예의 구성에 의하면, 인터리버 및 디인터리버의 사이즈를 작게 할 수 있고, 게다가 공간 다이버시티 효과의 덕택으로 상기 실시예 중 최선의 수신 특성을 얻을 수 있다. 그러나 에러 정정 부호화 및 에러 정정 복호를 정보 비트 레이트의 속도로 처리해야만 한다는 단점이 있다.
상기 3가지 실시예에는 각각 이해득실이 있다. 그래서 제4 실시예에 있어서 는, 전송 레이트에 따라서 상기 3가지 실시예를 바꾸어 이용하는 구성으로 한다. 전송 레이트가 작을 경우(예를 들면 400Mbps)에는 처리량의 크기는 그다지 문제되지 않으므로, 최선의 수신 특성을 구해서 제3 실시예를 이용한다. 전송 레이트가 높을 경우(예컨대 1Gbps)에는 처리량의 크기가 문제되므로, 수신 특성을 어느 정도 희생해서라도 기기의 부담을 가볍게 하기 위해서 제2 실시예를 이용한다. 장치 구성에 한계가 있지만, 수신 상태가 양호하고 수신 품질이 그다지 문제되지 않을 때에는 제1 실시예를 이용할 수 있다.
이하에 제4 실시예의 제어 순서에 대해서 설명한다.
i) 수신국이 전파의 수신 상태(예컨대 수신 SIR)를 측정한다.
ii) 수신국이 반대 무선 링크를 사용해서, 송신국에 대하여 송신 제어 정보의 일례인 전파의 수신 상태를 보고한다.
iii) 송신국이, 전파의 수신 상태에 기반해서 전송 레이트를 결정한다.
iv) 송신국이, 결정한 전송 레이트에 기반하여 채널 부호화·인터리브 방법을 결정한다.
v) 송신국이, 결정한 전송 레이트의 정보 데이터를 채널 부호화·인터리브한 후 송신한다. 동시에 전송 레이트 정보(변조법과 채널 부호화율을 포함한다)와 어느 채널 부호화·인터리브 방법을 이용했는지의 정보를 송신 제어 정보로서 송신한다.
vi) 수신국은 전송 레이트 정보와 어느 채널 부호화·인터리브 방법을 이용했는지의 정보를 수신 제어 정보로부터 식별하여 정보 데이터의 수신을 수행한다.
(실시예 5)
제 4 실시예에서는, 수신기에 있어서의 전파의 수신 상태에 따라서 전송 레이트를 변화시키고, 전송 레이트에 따라서 채널 부호화·인터리브 방법을 선택해서 이용하는 구성으로 했다. 제5 실시예에서는, 송신 제어 정보로서, 전파의 수신 상태에 덧붙여 수신국의 처리 능력을 이용한다. 수신 상태 및 처리 능력에 따라서 전송 레이트를 변화시키고, 전송 레이트에 따라 채널 부호화·인터리브 방법을 선택해서 이용하는 구성으로 했다.
이하에 제5 실시예의 제어 순서에 대해서 설명한다.
i) 수신국이 전파의 수신 상태(예컨대 수신 SIR)를 측정한다.
ii) 수신국이 반대 무선 링크를 사용해서, 송신국에 대하여 송신 제어 정보로서 전파의 수신 상태 및 수신국의 처리 능력(인터리브 능력, 에러 정정 복호 능력)을 보고한다.
iii), iv) 송신국이 전파의 수신 상태 및 수신국의 처리 능력에 기반해서, 전송 레이트와 채널 부호화·인터리브 방법의 조합을 결정한다. 수신 품질이 특히 양호할 때에는, 에러 정정 부호화는 없어도 된다.
v) 송신국이, 결정한 전송 레이트의 정보 데이터를 채널 부호화·인터리브 한 후 송신한다. 동시에 전송 레이트 정보(변조법과 채널 부호화율을 포함한다)와 어느 채널 부호화·인터리브 방법을 이용했는지의 정보를 수신 제어 정보로서 송신한다.
vi) 수신국은 전송 레이트 정보와 어느 채널 부호화·인터리브 방법을 이용 했는지의 정보를 수신 제어 정보로부터 식별하여 정보 데이터의 수신을 수행한다.
(실시예 6)
도 7은 제 4 및 제 5 실시예에 따른 제어 방법을 실행하는 송신기의 일례의 블록도이다. 송신기(710)의 제어 정보 복조부(760)가 수신기에 있어서의 전파의 수신 상태 및 수신국의 처리 능력에 따른 신호(송신 제어 정보의 예)를 수신해서 복조한다. 복조된 이들의 송신 제어 정보가 전송 레이트 및 구성 결정부(762)에 공급된다. 이들의 송신 제어 정보에 기반해서 전송 레이트 및 구성 결정부(762)가 송신 신호의 전송 레이트와, 어떠한 구성의 채널 부호화·인터리브 방법을 이용하는지를 결정한다. 이 결정의 내용은 제어 정보 다중부(768)로 보내어져, 전송 데이터에 다중되어 수신기로 송신된다.
어떠한 구성의 채널 부호화·인터리브 방법을 이용하는지의 결정 내용은 또한 전환 제어부(764)에도 공급된다. 전환 제어부(764)는 이 결정 내용에 따라서 각 스위치(a, b, c)를 전환한다.
스위치(a)는 송신 정보의 에러 정정 부호화를 병렬로 수행할지 여부를 전환한다. 스위치(b, c)는 에러 정정 부호화된 정보의 인터리브를 병렬로 수행할지 직렬로 수행할지를 전환한다. 이와 같이 스위치(a 및 b, c)의 전환에 의해, 상기 제1 내지 3 실시예의 송신기의 구성을 선택할 수 있다.
(실시예 7)
도8은 제4 및 제5 실시예에 따른 제어 방법을 실행하는 수신기의 일례의 블록도이다. 수신기(840)의 수신 상태 추정부(862)가 수신기의 수신 상태를 측정 또 는 추정하여 송신부를 경유해서 송신기(710)로 송신된다. 수신기(840)의 제어 정보 복조부(760)가 송신기로부터 송신된 전송 레이트 및 채널 부호화·인터리브 방법에 관한 수신 제어 정보를 수신해서 복조한다. 복조된 이들의 정보가 전환 제어부(864)에 공급된다.
전환 제어부(864)는 이들의 정보 내용을 따라서 각 스위치(d, e, i)를 전환한다.
스위치(d)는 수신 정보의 디인터리브를 병렬로 수행할지 직렬로 수행할지를 전환하는 스위치이며, 송신기의 스위치(b, c)의 동작에 대응하는 것이다. 스위치(e, f)는 에러 정정 복호 처리를 병렬로 수행할지 직렬로 수행할지를 전환하는 스위치이며, 송신기의 스위치(a)의 동작에 대응하는 것이다.
이와 같이 스위치(d 및 e, f)의 전환에 의해 상기 제1 내지 제3 실시예의 수신기의 구성을 선택할 수 있다.
본 발명에 따른 송신기, 수신기 및 전송 시스템은 WCDMA등의 고속 무선 통신시스템에 이용할 수 있고, 송신기, 수신기 내의 기기에 과도한 부담을 끼치는 일 없이 에러율이 낮은 고속 전송을 필요로 하는 무선 통신 분야에 있어서 이용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 처리 방법으로서,
    송신해야 할 직렬 데이터를 N개(N은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하는 단계;
    직병렬 변환된 N계열의 병렬 신호에 대하여, 독립적으로 에러 정정 부호화 처리 및/또는 인터리브 처리를 하는 단계;
    상기의 처리가 된 신호를 복수개의 송신 안테나에 의해 각각 송신하는 단계;
    상기의 송신된 신호를 수신하는 단계;
    수신한 신호를 M개(M은 2이상)의 계열로 신호 분리하는 단계;
    분리된 각 신호에 대하여, 독립적으로 디인터리브 처리 및/또는 에러 정정 복호 처리를 하는 단계; 및
    상기 처리가 된 신호를 병직렬 변환하여, 송신된 데이터를 복원하는 단계;
    로 구성되는, 신호 처리 방법.
  2. 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 송신 방법으로서,
    송신해야 할 직렬 데이터를 M개(M은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하는 단계;
    직병렬 변환된 M계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 에러 정정 부호화 처리를 하는 단계;
    에러 정정 부호화 처리가 된 병렬 신호를 병직렬 변환하는 단계;
    직렬 변환된 신호에 대하여 인터리브 처리를 하는 단계; 및
    인터리브 처리가 된 신호를 N개(N은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하여 복수개의 송신 안테나에 의해 송신하는 단계;
    로 구성되는, 송신 방법.
  3. 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 수신 방법으로서,
    송신기로부터 송신된 신호를 복수개의 안테나로 수신하는 단계;
    수신한 신호를 N개(N은 2이상)의 계열로 신호 분리하고, 병직렬 변환하는 단계;
    병직렬 변환된 신호에 대하여 디인터리브 처리를 하는 단계;
    디인터리브 처리가 된 신호를 M개의 계열로 직병렬 변환하는 단계;
    직병렬 변환된 M계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 에러 정정 복호 처리를 하는 단계; 및
    에러 정정 복호 처리가 된 신호를 병직렬 변환하여 송신된 데이터를 복원하는 단계;
    로 구성되는, 신호 수신 방법.
  4. 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 송신 방법으로서,
    송신해야 할 직렬 데이터에 대하여 에러 정정 부호화 처리를 하는 단계;
    에러 정정 부호화 처리가 된 직렬 신호를 N개(N은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하는 단계;
    직병렬 변환된 N계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 인터리브 처리를 하는 단계; 및
    인터리브 처리가 된 신호를 복수개의 송신 안테나에 의해 송신하는 단계;
    로 구성되는, 송신 방법.
  5. 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 수신 방법으로서,
    송신기로부터 송신된 신호를 복수개의 안테나로 수신하는 단계;
    수신한 신호를 L개(L은 2이상)의 계열로 신호 분리하는 단계;
    분리된 각 신호에 대하여 독립적으로 디인터리브 처리를 하는 단계;
    디인터리브 처리가 된 신호를 병직렬 변환하는 단계; 및
    병직렬 변환된 신호에 대하여 에러 정정 복호 처리를 해서 송신된 데이터를 복원하는 단계;
    로 구성되는, 신호 수신 방법.
  6. 무선 다중 전송 시스템에 있어서 이용하는 송신기로서,
    송신해야 할 직렬 데이터를 입력하여 M개(M은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하는 제1의 직병렬 변환기;
    제1의 직병렬 변환기로부터 출력된 M계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 에러 정정 부호화 처리를 하는 M개의 에러 정정 부호화기;
    M개의 에러 정정 부호화기로부터 출력된 M개의 병렬 신호를 병직렬 변환하는 병직렬 변환기;
    병직렬 변환기로부터 출력된 직렬 신호에 대하여 인터리브 처리를 하는 인터리버;
    인터리버로부터 출력된 신호를 N개(N은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하는 제2의 직병렬 변환기; 및
    제2의 직병렬 변환기로부터 출력된 N개의 병렬 신호를 송신하는 복수개의 송신 안테나;
    로 구성되는, 송신기.
  7. 무선 다중 전송 시스템에 있어서 이용하는 송신기로서,
    송신해야 할 직렬 데이터에 대하여 에러 정정 부호화 처리를 하는 에러 정정 부호화기;
    에러 정정 부호화기로부터 출력된 직렬 신호를 N개(N은 2이상)의 계열로 직병렬 변환하는 직병렬 변환기;
    직병렬 변환기로부터 출력된 N계열의 병렬 신호에 대하여 독립적으로 인터리브 처리를 하는 N개의 인터리버; 및
    각 인터리버로부터 출력된 N개의 신호를 송신하는 복수개의 송신 안테나;
    로 구성되는, 송신기.
  8. 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 송신 방법으로서,
    송신 제어 정보에 따라서,
    송신해야 할 직렬 데이터에 대하여 에러 정정 부호화 처리를 병렬로 수행할지 직렬에 수행할지를 전환하는 단계; 및
    에러 정정 부호화된 데이터에 대하여 인터리브 처리를 병렬로 수행할지 직렬로 수행할지를 전환하는 단계;
    로 구성되는, 송신 방법.
  9. 무선 다중 전송 시스템에 있어서의 신호 수신 방법으로서,
    수신 제어 정보에 따라서,
    수신한 신호에 대하여 디인터리브를 병렬로 수행할지 직렬로 수행할지를 전환하는 단계; 및
    디인터리브된 신호에 대하여 에러 정정 복호 처리를 병렬로 수행할지 직렬로 수행할지를 전환하는 단계;
    로 구성되는, 수신 방법.
  10. 무선 다중 전송 시스템에 있어서 이용하는 송신기로서,
    직렬 데이터, 복수의 에러 정정 부호화기, 복수의 인터리버의 접속 관계를 전환하는 복수의 전환 스위치;
    수신기로부터 송신 제어 정보를 수신해서 복조하는 제어 정보 복조부;
    복조된 송신 제어 정보에 따라서, 송신해야 할 직렬 데이터에 대하여 에러 정정 부호화기를 병렬로 접속할지 여부 및 에러 정정 부호화된 데이터에 대하여 인터리버를 병렬로 접속할지 여부를 결정하는 구성 결정부; 및
    상기 구성 결정부로부터의 결정 내용에 따라서 복수의 전환 스위치를 제어하는 전환 스위치부;
    로 구성되는, 송신기.
  11. 무선 다중 전송 시스템에 있어서 이용하는 수신기로서,
    수신 신호, 복수의 디인터리버, 복수의 에러 정정 부호화기의 접속 관계를 전환하는 복수의 전환 스위치;
    송신기로부터 수신 제어 정보를 수신해서 복조하는 제어 정보 복조부;
    복조된 수신 제어 정보에 따라서, 수신한 신호에 대하여 디인터리버를 병렬로 접속할지 여부 및 디인터리브된 신호에 대하여 에러 정정 부호화기를 병렬로 접속할지 여부를 전환하기 위해서 복수의 전환 스위치를 제어하는 전환 제어부;
    로 구성되는, 수신기.
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