KR100745140B1 - MIMO System using Hybrid ARQ Method and the Retransmission Method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 자동 재전송을 수행하는 다중 안테나 송수신 장치 및 이의 재전송 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-antenna transceiver and a retransmission method thereof for performing hybrid automatic retransmission.
이를 위하여 본 발명은, 수신장치로 전송하는 초기 전송신호를 선형 분산 코드인 초기 전송행렬의 형태로 인코딩하여 전송하고, 수신장치로부터 초기 전송신호에 대한 오류검사 결과를 수신하는 단계 및 초기 전송신호에서 오류가 검출되면, 초기 전송신호를 재전송 행렬-여기서 재전송 행렬은 초기 전송행렬의 구성요소로 이루어지되 초기 전송행렬과 상이하며, 초기 전송행렬과 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득을 가지는 선형 분산 코드임-의 형태로 인코딩하여 생성되는 제1차 재전송 신호를 수신장치로 전송하는 단계를 포함하는 다중 안테나 송신장치의 재전송 방법을 제공한다. To this end, the present invention encodes and transmits the initial transmission signal transmitted to the receiving apparatus in the form of an initial transmission matrix, which is a linear distributed code, and receives an error check result for the initial transmission signal from the receiving apparatus. If an error is detected, retransmit the initial transmission signal, where the retransmission matrix consists of the components of the initial transmission matrix, which is different from the initial transmission matrix, and is a linear distributed code with the same capacity and diversity gain as the initial transmission matrix. The present invention provides a retransmission method of a multi-antenna transmission apparatus comprising transmitting a first retransmission signal generated by encoding to a receiver.
본 발명에 의하면, 선형 분산 코드(Linear Dispersion Code)로 심볼(Symbol)들을 인코딩하여 송신하는 통신시스템에서 Hybrid ARQ 적용 시 초기 전송신호와 재전송 신호간의 결합 효과를 극대화함으로써, 초기 전송 시의 성능을 충분히 높인 상태에서 재전송의 이득을 최대로 얻을 수 있다.According to the present invention, when the hybrid ARQ is applied in a communication system that encodes and transmits symbols with a linear dispersion code, the coupling effect between the initial transmission signal and the retransmission signal is maximized, thereby sufficiently improving performance during initial transmission. In the increased state, the maximum gain of retransmission can be obtained.
MIMO, Hybrid ARQ, 선형 분산 코드, 점진적 리던던시, 재전송 방법 MIMO, Hybrid ARQ, Linear Distributed Code, Progressive Redundancy, Retransmission Method
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 ARQ를 적용한 MIMO 시스템의 송신부를 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a transmitter of a MIMO system to which a hybrid ARQ according to an embodiment of the present invention is applied.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 ARQ를 적용한 MIMO 시스템의 수신부를 도시한 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a receiver of a MIMO system to which hybrid ARQ is applied according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LLR 소프트 컴바이닝을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating LLR soft combining according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 초기전송신호와 재전송 신호에 대한 STC 컴바이닝과 연판정의 실시 과정을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a process of performing STC combining and soft decision on an initial transmission signal and a retransmission signal according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 재전송 시 재전송 신호에 포함되는 패러티의 생성을 설명하기 위한 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating generation of parity included in a retransmission signal when retransmission is performed according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 타입의 재전송 기법을 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a second type of retransmission scheme according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제3 타입의 재전송 기법을 나타낸 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a third type of retransmission scheme according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 하이브리드 자동 재전송을 수행하는 다중 안테나 송수신 장치 및 이의 재전송 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-antenna transceiver and a retransmission method thereof for performing hybrid automatic retransmission.
다중 안테나 송수신(Multiple Input Multiple Output: 이하 MIMO라 칭한다.) 시스템은 송신되는 신호가 단일한 경로를 통해 수신기에 도달하는 단일 안테나 송수신(Single Input Single Output: 이하 SISO라 칭한다.) 시스템을 진보시킨 것으로, 송신되는 신호가 다양한 경로를 통해 수신기에 도달하는 다중경로 효과를 이용하는 것이다. Multiple Input Multiple Output (MIMO) The system is an evolution of the Single Input Single Output (SISO) system in which the transmitted signal reaches the receiver via a single path. In other words, the multipath effect is such that the transmitted signal reaches the receiver through various paths.
MIMO 시스템은 다양한 송수신 경로를 구현하기 위해 하드웨어적으로 복수의 안테나를 사용하며, 복수의 경로 각각에 서로 다른 시간 지연이 적용되어 하나의 송신 신호를 서로 다른 타이밍에 수신기에 도달시킨다. 이를 통해, MIMO 시스템은 기존의 SISO 시스템에 비해 자원 사용의 효율을 증대시키고, 송수신을 다양하게 구현할 수 있어 송수신 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
송수신 성능을 나타내는 척도가 되는 데이터 전송률은 최대 상호 정보량(Capacity, 이하 캐패시티라 칭한다.)과 다이버시티 이득(Diversity Gain) 및 스펙트럼 효율(Spectral Efficiency)과 같은 변수에 의해 결정된다. The MIMO system uses a plurality of antennas in hardware to implement various transmission / reception paths, and different time delays are applied to each of the plurality of paths to reach one receiver at different timings. Through this, the MIMO system has an advantage of increasing the efficiency of resource usage and various transmission / reception, compared to the existing SISO system, thereby improving transmission / reception performance.
The data rate, which is a measure of transmission and reception performance, is determined by variables such as maximum mutual information capacity (hereinafter referred to as capacity), diversity gain, and spectral efficiency.
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높은 데이터 전송률을 얻기 위해서는 높은 스펙트럼 효율(Spectral Efficiency)이 요구되며, 이에 따라 높은 캐패시티를 얻기 위한 시공간 코드(Space Time Code)의 디자인이 필요하다. 대표적인 시공간코드(Space Time Code)인 선형 분산 코드(Linear Dispersion Code)는 인코딩(Encoding)이 간단하고, 공간 도메인(Sapce Domain)과 시간 도메인(Time Domain) 또는 공간 도메인(Sapce Domain)과 주파수 도메인(Frequency Domain) 상의 다이버시티(Diversity)를 유연하게 조절할 수 있어서 데이터 전송률의 조절이 상대적으로 쉬우며, 블록 비동기 전송(BLock ASynchronous Transmission: 이하 BLAST라 칭한다.)과 비교하여 디텍션(Detection)의 복잡도는 유사하고, 코딩 이득(Coding Gain)은 크다.In order to obtain a high data rate, high spectral efficiency is required, and therefore, a design of a space time code is required to obtain a high capacity. Linear Dispersion Code, which is a representative space time code, has a simple encoding and has a space domain and a time domain or a space domain and a frequency domain. Diversity on the Frequency Domain can be flexibly adjusted, making it easier to control the data rate, and the complexity of detection is similar compared to BLock ASynchronous Transmission (BLAST). The coding gain is large.
MIMO 시스템에 하이브리드 자동 재전송(Hybrid Automatic Repeat reQuest: 이하 하이브리드 ARQ라 칭함) 프로토콜(Protocol)을 적용하면, 재전송 시 얻을 수 있는 추가적인 정보량은 시공간코드(Space Time Code), 특히 시공간 블록 코드(Space Time Block Code)를 통해 얻어지는데, 이는 여러 개의 안테나로 신호를 전송하는 특징에 기인한다.When the Hybrid Automatic Repeat reQuest (hereinafter referred to as Hybrid ARQ) protocol is applied to the MIMO system, the additional amount of information obtained during retransmission may be a space time code, particularly a space time block code. Code), which is due to the nature of transmitting signals to multiple antennas.
이와 관련된 종래 하이브리드 ARQ 프로토콜을 적용한 MIMO 시스템의 데이터 재전송과 관련된 기술로, 미국특허공개 2004/0057530 A1 'Incremental Redundancy with Space-Time codes' (2004.03.25)가 있다.As a technology related to data retransmission of a MIMO system to which the related art hybrid ARQ protocol is applied, US Patent Publication 2004/0057530 A1 'Incremental Redundancy with Space-Time codes' (2004.03.25).
그러나, 종래 미국특허공개 2004/0057530 A1에서 제안한 데이터 재전송 기술은 초기 전송신호를 이루는 심볼들이 시공간 인코딩을 거쳐 그 심볼들의 조합으로 이루어진 전송행렬의 형태로 전송되는 경우에 대한 기법에 관한 내용이 언급되어 있지 않았다. 즉, 전송되는 신호가 겪는 페이딩으로 인한 오류를 줄이기 위하여 다이버시티 효과를 가지면서 동시에 캐패시티를 최대한 크게 갖도록 하는 전송 방 식에 대한 재전송 방법과 재전송 후 수신신호의 결합방법에 대한 해결책을 제시하지 못하였다.However, the data retransmission technique proposed in the prior US Patent Publication 2004/0057530 A1 refers to a technique for a case where the symbols of the initial transmission signal are transmitted in the form of a transmission matrix composed of a combination of the symbols through space-time encoding. There was not. In other words, in order to reduce the error due to fading of a transmitted signal, a retransmission method for a transmission method that has a diversity effect and a capacity as large as possible and a solution for a method of combining a received signal after retransmission cannot be provided. It was.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 초기 전송신호의 캐패시티 및 다이버시티 이득과 동일한 캐패시티 및 다이버시티 이득을 가지는 재전송 신호를 제공하는, 하이브리드 자동 재전송을 수행하는 다중 안테나 송수신 장치 및 이의 재전송 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve this problem, and to provide a retransmission signal having the same capacity and diversity gain as the capacity and diversity gain of the initial transmission signal, multiple performing hybrid automatic retransmission An antenna transceiver and a retransmission method thereof are provided.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 수신장치로 전송하는 초기 전송신호를 선형 분산 코드인 초기 전송행렬의 형태로 인코딩하여 전송하고, 수신장치로부터 초기 전송신호에 대한 오류검사 결과를 수신하는 단계 및 초기 전송신호에서 오류가 검출되면, 초기 전송신호를 재전송 행렬-여기서 재전송 행렬은 초기 전송행렬의 구성요소로 이루어지되 초기 전송행렬과 상이하며, 초기 전송행렬과 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득을 가지는 선형 분산 코드임-의 형태로 인코딩하여 생성되는 제1차 재전송 신호를 수신장치로 전송하는 단계를 포함하는 다중 안테나 송신장치의 재전송 방법을 제공한다.In order to achieve the technical problem, the present invention, the step of encoding the initial transmission signal transmitted to the receiving device in the form of an initial transmission matrix, which is a linear distributed code, and transmits, and receiving an error check result for the initial transmission signal from the receiving device And when an error is detected in the initial transmission signal, retransmit the initial transmission signal, wherein the retransmission matrix is composed of the components of the initial transmission matrix, which is different from the initial transmission matrix, and has the same capacity and diversity gain as the initial transmission matrix. A method for retransmitting a multi-antenna transmitter comprising transmitting a first retransmission signal generated by encoding a linear distributed code to a receiver.
또한, 제2의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 수신장치로 전송하는 코드워드를 선형 분산 코드인 초기 전송행렬의 형태로 인코딩하여 전송하고, 수신장치로부터 코드워드에 대한 오류검사 결과를 수신하는 단계 및 코드워드에서 오류가 검출되면, 코드워드에 오류정정을 위한 제1 패러티를 추가한 후, 코드워드 또 는 코드워드의 일부를 재전송 행렬-여기서 재전송 행렬은 초기 전송행렬의 구성요소로 이루어지되 초기 전송행렬과 상이하며, 초기 전송행렬과 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득을 가지는 선형 분산 코드임-의 형태로 인코딩하고, 제1 패러티는 초기 전송행렬의 형태로 인코딩하여 생성되는 제1차 재전송 신호를 상기 수신장치로 전송하는 단계를 포함하는 다중 안테나 송신장치의 재전송 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve the second technical problem, the present invention encodes and transmits a codeword transmitted to a receiver in the form of an initial transmission matrix, which is a linear distributed code, and receives an error check result for the codeword from the receiver. If an error is detected in the codeword and the codeword, the first parity for error correction is added to the codeword, and then the codeword or a part of the codeword is retransmitted in a matrix, where the retransmission matrix is formed of components of the initial transmission matrix. A first retransmission generated by encoding the first parity in the form of the initial transmission matrix, wherein the first parity is encoded in the form of an initial transmission matrix, which is different from the initial transmission matrix and has the same capacity and diversity gain as the initial transmission matrix. The present invention provides a retransmission method of a multi-antenna transmitter including transmitting a signal to the receiver.
또한, 제3의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 정보어와 초기 패러티를 포함하는 코드워드를 선형 분산 코드인 초기 전송행렬의 형태로 인코딩하여 수신장치로 전송하고, 수신장치로부터 코드워드에 대한 오류검사 결과를 수신하는 단계 및 코드워드에서 오류가 검출되면, 정보어에 오류정정을 위한 제1 패러티를 추가한 후, 정보어는 재전송 행렬-여기서 재전송 행렬은 초기 전송행렬의 구성요소로 이루어지되 초기 전송행렬과 상이하며, 초기 전송행렬과 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득을 가지는 선형 분산 코드임-의 형태로 인코딩하고, 제1 패러티는 초기 전송행렬의 형태로 인코딩하여 생성되는 제1차 재전송 신호를 수신장치로 전송하는 단계를 포함하는 다중 안테나 송신장치의 재전송 방법을 제공한다.In order to achieve the third technical problem, the present invention encodes a codeword including an information word and an initial parity in the form of an initial transmission matrix, which is a linear distributed code, and transmits the codeword to a receiving device. Receiving an error check result and if an error is detected in the codeword, after adding a first parity for error correction to the information word, the information word is a retransmission matrix, where the retransmission matrix is composed of the components of the initial transmission matrix. Is a linear distributed code that is different from the transmission matrix and has the same capacity and diversity gain as the initial transmission matrix, and the first parity encodes the first retransmission signal generated by encoding the initial transmission matrix. Provided is a retransmission method of a multi-antenna transmitter including transmitting to a receiver.
또한, 제4의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 초기 전송신호에 대해 상기 송신장치로부터 재전송된 재전송 신호에 대한 오류검사를 실시하는 단계, 재전송 신호에서 오류가 검출되면, 초기 전송신호와 재전송 신호를 LLR(Log Likelihood Ratio) 소프트 컴바이닝하여 생성되는 제1 LLR 벡터를 정보어로 변환시키는 단계, 초기 전송신호와 재전송 신호의 채널변동폭을 감지하여 기설정된 기준값과 비교하는 단계 및 채널변동폭이 기준값을 초과하면, 정보어에 대한 오류검사 를 실시하는 단계를 포함하며, 재전송 신호는 초기 전송신호를 인코딩하는 초기 전송행렬의 구성요소로 이루어지되 초기 전송행렬과 상이하며, 초기 전송행렬과 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득을 가지는 선형 분산 코드인 재전송 행렬로 인코딩된 신호인 다중 안테나 수신장치의 오류검사 방법을 제공한다.In addition, the present invention, in order to achieve the fourth technical problem, performing an error check on the retransmitted signal retransmitted from the transmitting apparatus for the initial transmission signal, if an error is detected in the retransmission signal, the initial transmission signal and retransmission Converting the first LLR vector generated by the LLR (Log Likelihood Ratio) soft combining signal into the information word, detecting the channel variation width of the initial transmission signal and the retransmission signal and comparing it with a predetermined reference value, and the channel variation width using the reference value. If exceeded, performing an error check on the information word, wherein the retransmission signal consists of the components of the initial transmission matrix that encodes the initial transmission signal, but differs from the initial transmission matrix and has the same capacity as the initial transmission matrix. Multi-antenna receiver, a signal encoded with a retransmission matrix, a linear dispersion code with diversity gain It provides error checking methods.
또한, 제5의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 초기 전송신호에 대해 송신장치로부터 재전송된 제1차 재전송 신호에 대한 오류검사를 실시하는 단계, 제1차 재전송 신호에서 오류가 검출되면, 재전송 행렬의 형태로 인코딩된 초기 전송신호와 초기 전송신호를 LLR 소프트 컴바이닝하여 생성되는 제1 LLR 벡터와 제1차 재전송 신호에 포함되는 오류정정을 위한 제1 패러티를 함께 디코딩하여 정보어로 변환시키는 단계, 초기 전송신호와 제1차 재전송 신호의 채널변동폭을 감지하여 기설정된 기준값과 비교하는 단계 및 채널변동폭이 기준값을 초과하면, 정보어에 대한 오류검사를 실시하는 단계를 포함하며, 제1차 재전송 신호는 초기 전송신호를 인코딩하는 초기 전송행렬의 구성요소로 이루어지되 초기 전송행렬과 상이하며, 초기 전송행렬과 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득을 가지는 선형 분산 코드인 재전송 행렬로 인코딩된 신호에 초기 전송행렬로 인코딩된 오류정정을 위한 제1 패러티를 추가한 신호인 다중 안테나 수신장치의 오류검사 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve the fifth technical problem, the present invention is to perform an error check on the first retransmission signal retransmitted from the transmitting apparatus for the initial transmission signal, if an error is detected in the first retransmission signal, The first LLR vector generated by LLR soft combining the initial transmission signal and the initial transmission signal encoded in the form of the retransmission matrix and the first parity for error correction included in the first retransmission signal are decoded together and converted into information information. And detecting the channel fluctuation widths of the initial transmission signal and the first retransmission signal and comparing them with a predetermined reference value, and if the channel fluctuation width exceeds the reference value, performing an error check on the information word. The retransmission signal is composed of components of the initial transmission matrix that encodes the initial transmission signal, but is different from the initial transmission matrix and is identical to the initial transmission matrix. Provides a capacitive city and the error checking method of diversity linear dispersion code of receiving the multiplexed into a signal encoded with the retransmission matrix by adding a first parity for the error correction encoding to the initial transmission matrix signal the antenna device having the gain.
또한, 제6의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 정보어와 초기 패러티를 포함하는 초기 전송신호에 대해 송신장치로부터 재전송된 제1차 재전송 신호에 대한 오류검사를 실시하는 단계, 제1차 재전송 신호에서 오류가 검출되면, 제1차 재전송 신호의 정보어와 초기 전송신호의 정보어를 LLR 소프트 컴바이닝하여 생 성되는 제1 LLR 벡터를 정보어로 변환시키는 단계, 초기 전송신호와 제1차 재전송 신호의 채널변동폭을 감지하여 기설정된 기준값과 비교하는 단계, 채널변동폭이 기준값을 초과하면, 정보어와 초기 패러티 및 제1차 재전송 신호에 포함되는 오류정정을 위한 제1 패러티를 함께 디코딩하여 오류검사를 실시하는 단계를 포함하며, 제1차 재전송 신호는 초기 전송신호를 인코딩하는 초기 전송행렬의 구성요소로 이루어지되 초기 전송행렬과 상이하며, 초기 전송행렬과 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득을 가지는 선형 분산 코드인 제1차 재전송 행렬로 인코딩된 정보어에 초기 전송행렬로 인코딩된 오류정정을 위한 제1 패러티를 추가한 신호인 다중 안테나 수신장치의 오류검사 방법을 제공한다.In addition, the present invention, in order to achieve the sixth technical problem, performing an error check on the first retransmission signal retransmitted from the transmitting apparatus for the initial transmission signal including the information word and the initial parity, the first retransmission If an error is detected in the signal, converting the first LLR vector generated by LLR soft combining the information word of the first retransmission signal and the information word of the initial transmission signal to the information word, the initial transmission signal and the first retransmission signal. Detecting the channel variability and comparing it with a predetermined reference value, and if the channel variability exceeds the reference value, the error check is performed by decoding the information word, the initial parity and the first parity for error correction included in the first retransmission signal. Wherein the first retransmission signal consists of components of an initial transmission matrix that encodes the initial transmission signal, Is a signal obtained by adding a first parity for error correction encoded with an initial transmission matrix to an information word encoded with a first retransmission matrix, which is a linear dispersion code having the same capacity and diversity gain as the initial transmission matrix. An error checking method of a multi-antenna receiver is provided.
또한, 제7의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 송신을 위한 정보어와 오류정정을 위한 제1 패러티를 함께 인코딩하여 코드워드(Codeword)를 생성하는 채널 인코더 및 코드워드를 선형 분산 코드로 인코딩하여 초기 전송신호와 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득을 가지는 재전송 신호를 생성한 후, 수신장치로 전송하는 STC(Space Time Code) 인코더를 포함하며, 재전송 신호는 초기 전송신호를 인코딩하는 초기 전송행렬의 구성요소로 이루어지되 초기 전송행렬과는 상이한 제1차 재전송 행렬인 다중 안테나 송신장치를 제공한다.In addition, in order to achieve the seventh technical problem, the present invention encodes a channel encoder and a codeword for generating a codeword by encoding an information word for transmission and a first parity for error correction together with a linear distributed code. And a space time code (STC) encoder for generating a retransmission signal having the same capacity and diversity gain as the initial transmission signal, and transmitting the same to the receiving device. The retransmission signal includes an initial transmission matrix for encoding the initial transmission signal. The present invention provides a multi-antenna transmitter comprising a component, which is a first retransmission matrix different from the initial transmission matrix.
또한, 제8의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 재전송 신호에서 오류가 검출되면, 초기 전송신호와 상기 재전송 신호를 이용하여 LLR 벡터를 생성하는 LLR 계산부, LLR 계산부에서 생성된 LLR 벡터를 정보어로 변환시키는 채널 디코더 및 정보어에 대한 오류검사를 실시하고, 오류검사의 결과를 송신장치로 전송하 는 CRC(Cyclic Redundancy Check) 체크부를 포함하는 다중 안테나 수신장치를 제공한다.In order to achieve the eighth technical problem, the present invention provides an LLR calculator for generating an LLR vector using an initial transmission signal and the retransmission signal when an error is detected in the retransmission signal, and an LLR vector generated by the LLR calculator. The present invention provides a multi-antenna receiver including a channel decoder for converting a word into an information word and an error check for the information word, and a cyclic redundancy check (CRC) check unit for transmitting a result of the error check to a transmitting device.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 ”포함“한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 ARQ를 적용한 MIMO 시스템의 송신부를 도시한 블록도이다. 송신부(100)는 CRC(Cyclic Redundancy Check) 인코더(110), 채널 인코더(120), 변조기(130), STC(Space Time Code) 인코더(140), 신호변환부(150) 및 다중 안테나부(160)를 포함한다.1 is a block diagram illustrating a transmitter of a MIMO system to which a hybrid ARQ according to an embodiment of the present invention is applied. The
CRC 인코더(110)는 전송하려는 신호에 CRC 패러터(Parity)를 추가하여 정보어로 인코딩(Encoding)하고, 채널 인코더(120)는 이 정보어를 수신하여 일정한 부호율에 따라 오류정정을 위한 패러티(Parity)를 추가하는 작업, 즉 인코딩을 수행하여 코드워드(Codeword)를 만들고 출력한다. 변조기(130)는 채널 인코더(120)로부터 받은 코드워드를 공간 위상변조(Phase Modulation)한다. STC 인코더(140)는 변조기(130)에서 변조된 신호를 수신하여 캐패시티와 다이버시티(Diversity) 이득을 높이기 위해 시공간코드(Space Time Code)로 인코딩한다. 신호변환부(150)는 STC 인코더(140)에서 인코딩된 신호를 수신하여, 다중 안테나부(160)를 통해 전파되기 적합하도록 아날로그 신호로 변환하여 증폭하고, 다중 안테나부(160)는 이 신호를 전달받아 전송한다. The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 ARQ를 적용한 MIMO 시스템의 수신부를 도시한 블록도이다. 수신부(200)는 다중 안테나부(210), 신호변환부(220), STC 디코더(230), LLR(Log Likelihood Ratio) 계산부(240), 채널 디코더(250) 및 CRC 체크부(260)를 포함한다. 다중 안테나부(210)는 송신부(도 1의 100)에서 전송한 아날로그 신호를 수신하여 신호변환부(220)로 전달한다. 신호변환부(220)는 전달받은 신호를 불연속적인 신호(수신 신호 벡터)로 변환하여 STC 디코더(230)로 전달한다. STC 디코더(230)는 전달받은 수신 신호 벡터로부터 송신부(도1의 100)에서 전송한 신호 벡터를 검출(Detection)하여 LLR 계산부(240)로 전달한다. 검출 과정에서 STC 디코더(230)는 수신부(200)에서 추정한 페이딩(Fading) 계수들과 잡음(Noise)을 사용한다. LLR 계산부(240)는 전달받은 신호의 LLR(Log Likelihood Ratios)값을 계산하고, 채널 디코더(250)는 이 LLR 값을 전달받아 정보어로 변환한다. CRC 체크부(260)는 채널 디코더(250)로부터 정보어를 전달받아 CRC 체크를 실시하여 오류 여부를 판단한다. CRC 체크부(260)는 이 판단 결과에 따라 오류가 발견되지 않으면 ACK신호를, 오류가 발견되면 NACK 신호를 다중 안테나부(210)를 통해 송신부(도 1의 100)로 전송한다.2 is a block diagram illustrating a receiver of a MIMO system to which hybrid ARQ is applied according to an embodiment of the present invention. The
ACK 신호를 수신한 송신부(도 1의 100)는 다음 번에 수신부(200)로 전송할 신호를 이전과 동일한 절차로 처리하여 수신부(200)로 송신한다. 반면, 송신부(도 1의 100)가 수신부(200)로부터 NACK 신호를 수신한 경우에는 초기에 전송한 신호를 재전송한다.The transmitting unit (100 in FIG. 1) receiving the ACK signal next processes the signal to be transmitted to the receiving
도 1과 도 2로 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 ARQ를 적용한 MIMO 시스템의 재전송 기법은 체이스 컴바이닝(Chase Combining)을 이용하는 제1 타입(Type)과 점진적 리던던시(Incremental Redundancy)를 이용하는 제2, 제3 타입의 세 가지가 있다. 먼저, 체이스 컴바이닝(Chase Combining) 기법을 이용하는 제1 타입의 재전송 기법을 살펴보기로 한다. The retransmission scheme of the MIMO system using hybrid ARQ according to the embodiments of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is a first type using chase combining and a second using gradual redundancy. There are three types, three. First, a first type of retransmission scheme using a chase combining technique will be described.
송신안테나의 개수가 M, 시공간 인코딩 블록의 크기(Block Size)가 T이면, 초기 전송신호를 선형 분산 코드(Linear Dispersion Code)로 인코딩한 초기 전송행렬 는 수학식 1과 같다.If the number of transmit antennas is M and the block size of the space-time encoding block is T, the initial transmission matrix obtained by encoding the initial transmission signal with a linear dispersion code. Is the same as
(여기에서, 와 는 M×T 복소수 행렬, 는 복소수 의 켤레복소수, 는 심볼, q는 심볼 인덱스) (From here, Wow Is an M × T complex matrix, Is a complex number Complex of, Is a symbol, q is a symbol index)
송신부(도 1의 100)가 전송한 초기 전송신호에서 오류가 검출되면, 수신부(도 2의 200)는 송신부(도 1의 100)로 NACK 신호만을 전송하거나 혹은 초기 전송신호의 정보어 중 오류가 존재하는 특정 부분 또는 검출된 오류가 기설정한 기준치보다 심각한 특정 부분에 대한 정보를 NACK 신호와 함께 송신부(도 1의 100)로 전송할 수 있다. 송신부(도 1의 100)는 수신부(도 2의 200)로부터 NACK 신호를 수신하면, STC 인코더(도 1의 140)를 이용하여 초기 전송신호를 재전송 행렬 로 인코딩하거나, 채널 인코더(도 1의 120)를 이용하여 초기 전송신호의 정보어 중 오류가 존재하거나 오류의 정도가 심각한 특정 부분에 오류정정을 위한 패러티(Parity)를 추가하여 코드워드(Codeword)로 인코딩한 후, STC 인코더(도 1의 140)를 이용하여 재전송 행렬 로 인코딩한다. 이때, 송신안테나의 개수와 시공간 인코딩 블록의 크기를 각각 2라고 하면, 초기 전송행렬 와 재전송 행렬 는 다음과 같은 2×2행렬이다.When an error is detected in the initial transmission signal transmitted by the transmitter (100 in FIG. 1), the receiver (200 in FIG. 2) transmits only a NACK signal to the transmitter (100 in FIG. 1) or an error in the information word of the initial transmission signal. Information on a specific part present or a specific part in which the detected error is serious than a predetermined reference value may be transmitted to the transmitter (100 of FIG. 1) together with the NACK signal. When the transmitter (100 in FIG. 1) receives a NACK signal from the receiver (200 in FIG. 2), the STC encoder (140 in FIG. 1) retransmits the initial transmission signal using a matrix. Codeword by adding a parity for error correction to a specific part where an error exists or a serious degree of error among information words of an initial transmission signal using a channel encoder (120 of FIG. 1). Is encoded using the STC encoder (140 in FIG. 1). Encode to. In this case, if the number of transmission antennas and the size of the space-time encoding block are each 2, the initial transmission matrix And retransmission matrix Is a 2x2 matrix
(여기에서, 행 열의 원소 는 심볼 의 선형 조합(Linear Combination), 는 안테나의 번호) (From here, line Elements of heat Symbol Linear Combination of, Is the number of the antenna)
수학식 2를 간략히 나타내면, In brief,
이때, 재전송 행렬 는 초기 전송행렬 와 같이 여전히 선형 분산 코드(Linear Dispersion Code)이며, 초기 전송행렬 와 동일한 캐패시티와 다이버시티 이득(Diversity Gain)을 갖는다.At this time, the retransmission matrix Is the initial transfer matrix Is still the Linear Dispersion Code, It has the same capacity and diversity gain as
송신부(도 1의 100)로부터 재전송 행렬 을 수신한 수신부(도 2의 200)는 다음의 제1 과정 내지 제3과정을 수행한다. 제1 과정은 재전송 행렬 로 전송한 신호를 디텍션하여 채널 디코더(도 2의 250)를 거쳐 오류정정 후, 오류를 검사하는 것이다. 이때, 오류가 검출되면 아래에 기술하는 제2 과정 또는 제3 과정을 수행한다.Retransmission Matrix from Transmitter (100 in Figure 1) The receiving
제2 과정은 LLR 계산부(도 2의 240)에서 초기 전송행렬 의 LLR벡터와 재전송 행렬 의 LLR 벡터를 LLR 소프트 컴바이닝(Soft Combining)하여 LLR 벡터를 구하고, 이 LLR 벡터를 채널 디코더(도 2의 250)에 입력하여 오류를 정정하고 오류를 검사하는 것이다. The second process is the initial transmission matrix in the LLR calculator (240 in FIG. 2) LLR vector and retransmission matrix LLR vector is obtained by LLR soft combining to obtain an LLR vector, and the LLR vector is input to a channel decoder (250 of FIG. 2) to correct an error and check an error.
제3 과정은 STC 디코더(도 2의 230)에서 STC 컴바이닝(Combining)을 실시한 후, 연판정(Soft Decision)을 실시하여 LLR 벡터를 구하고, 이 LLR 벡터를 채널 디 코더(도 2의 250)에 입력하여 오류를 정정하고 오류를 검사하는 것이다. STC 컴바이닝을 통해 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio: 이하 SNR이라 칭한다.) 이득을 얻게 되고, 이로 인해 LLR의 절대값들이 커지므로 채널 디코더를 이용한 오류 정정의 확률이 높아진다. In the third process, after STC combining is performed in the
이중에서, 제2 과정은 초기 전송행렬 와 재전송 행렬 의 채널변동폭이 기설정된 기준값 이상일 때 오류정정 효과가 크며, 제3 과정은 초기 전송행렬 와 재전송 행렬 의 채널변동폭이 기설정된 기준값 이하인 경우에 효과가 크다. 이를 위해, STC 디코더(도 2의 230)는 수신부(도2의 200) 관리자에 의해 설정되는 기준값을 저장한다. 수신부(도 2의 200)는 송신부(도 1의 100)로부터 재전송 행렬 을 수신하면, 제1 과정을 진행하여 오류를 검사한 후, STC 디코더(도 2의 230)에 저장된 기준값을 이용하여 채널변동폭과 기설정된 기준값의 크기를 비교한다. 수신부(도 2의 200)는 이 비교 결과에 따라 채널변동폭이 기설정된 기준값 이상이면 제2과정만을 진행하고, 채널변동폭이 기설정된 기준값 이하이면 제2 과정과 제3과정을 차례대로 진행한다. 여기에서, 채널변동폭은 송신부(도1의 100)에서 초기 전송행렬 와 재전송 행렬 가 수신부(200)에 도달할 때까지 전파매질을 통과하는 동안에 겪는 페이딩(Fading)의 차이를 나타낸다.Of these, the second process is the initial transmission matrix. And retransmission matrix The error correction effect is large when the channel variability of is greater than or equal to the preset reference value. And retransmission matrix The effect is great when the channel variability of is less than or equal to the preset reference value. To this end, the
제2 과정에서 실시되는 LLR 소프트 컴바이닝(Soft Combining)을 도 3을 이용하여 설명하면 다음과 같다.LLR soft combining performed in the second process will now be described with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LLR 소프트 컴바이닝을 설명하기 위한 순서 도이다. 설명의 편의를 위해, 하나의 하이브리드 ARQ 내에서 송신부(도 1의 100)에서 수신부(도 2의 200)로 전송되는 i번째 전송신호가 초기 전송행렬 의 형태라고 하면, i+1번째 전송신호는 재전송 행렬 의 형태이다. 이때, 송신부(도 1의 100)가 수신부(도 2의 200)로 전송하는 i번째 전송신호와 i+1번째 전송신호는 상호간에 반복되는 부분이 존재한다. 본 발명의 실시예에 따른 LLR 소프트 컴바이닝은 i번째 전송신호와 i+1번째 전송신호 중 반복되는 부분을 구성하는 심볼들에 대하여 비트단위 또는 심볼단위로 LLR의 절대값을 비교하여 LLR의 절대값이 큰 LLR값들로 구성되는 LLR 벡터를 생성하는 것으로, 그 생성 과정은 다음과 같다.3 is a flowchart illustrating LLR soft combining according to an embodiment of the present invention. For convenience of description, the i-th transmission signal transmitted from the transmitter (100 in FIG. 1) to the receiver (200 in FIG. 2) is initially transmitted in one hybrid ARQ. , I + 1 th transmission signal is a retransmission matrix In the form of. At this time, the i-th transmission signal and the i + 1-th transmission signal transmitted by the transmitter (100 in FIG. 1) to the receiver (200 in FIG. 2) may be repeated. In the LLR soft combining according to the embodiment of the present invention, the absolute value of the LLR is compared by comparing the absolute value of the LLR in units of bits or symbols with respect to symbols constituting a repeated portion of the i th transmission signal and the i + 1 th transmission signal. To generate an LLR vector composed of large LLR values, the generation process is as follows.
i+1번째 전송신호인 재전송 행렬 을 수신한 수신부는 STC 디코더(도 2의 230)를 이용하여 재전송 행렬 를 구성하는 복수의 비트(Bit) 혹은 복수의 심볼(Symbol) 각각의 LLR값으로 이루어지는 LLR 벡터 B를 계산한다(S310). 이때, LLR 벡터 B는 복수의 비트 혹은 심볼의 LLR값인 b1, b2, … , bk로 이루어지며, k는 LLR 벡터 B의 전체 비트 혹은 심볼의 개수이다.Retransmission Matrix as i + 1th Transmission Signal Receiving unit receives the retransmission matrix using STC decoder (230 of FIG. 2) An LLR vector B consisting of LLR values of each of a plurality of bits or symbols is formed (S310). At this time, the LLR vector B is b 1 , b 2 ,..., LLR values of a plurality of bits or symbols. , b k , where k is the total number of bits or symbols of the LLR vector B.
한편, i번째 전송신호인 초기 전송행렬 를 구성하는 복수의 비트 혹은 복수의 심볼 각각의 LLR값으로 이루어지는 LLR 벡터 A는 i번째 전송신호 수신시 STC 디코더(도 2의 230)에서 계산되어 이미 LLR 계산부(도 2의 240)에 저장되어 있다(S320). 이때, LLR 벡터 A는 복수의 비트 혹은 심볼의 LLR값인 a1, a2, … , ak로 이루어지며, k는 LLR 벡터 A의 전체 비트 혹은 심볼의 개수이다.On the other hand, the initial transmission matrix that is the i-th transmission signal The LLR vector A consisting of LLR values of each of a plurality of bits or a plurality of symbols constituting the L is calculated by the STC decoder (230 of FIG. 2) when the i-th transmission signal is received and is already stored in the LLR calculator (240 of FIG. 2). There is (S320). In this case, the LLR vector A is a 1 , a 2 ,..., LLR values of a plurality of bits or symbols. , a k , where k is the total number of bits or symbols of the LLR vector A.
LLR 계산부(도 2의 240)는 비트 번호 혹은 심볼 번호를 "1"로 설정하고(S330), 비트 번호 혹은 심볼 번호의 크기와 전체 비트 혹은 심볼의 개수의 크기를 비교한다(S340). 비트 번호 혹은 심볼 번호의 크기가 전체 비트 혹은 심볼의 개수의 크기보다 적거나 같으면, LLR 계산부(도 2의 240)는 LLR 벡터 B의 b1과 LLR 벡터 A의 a1의 절대값을 비교한다(S350). LLR 계산부(도 2의 240)는 S350 단계의 비교 결과, a1과 b1 중 절대값이 큰 하나의 LLR값을 선택하고, 이를 저장한다(S360, S370). LLR 계산부(도 2의 240)는 비트 번호 혹은 심볼 번호를 "1" 증가 시킨 후(S380), S340 단계 이후를 반복한다. 만약, 비트 번호 혹은 심볼 번호의 크기가 전체 비트 혹은 심볼의 개수의 크기보다 크면, LLR 계산부(도 2의 240)는 S360 단계 또는 S370 단계에서 선택하여 저장한 비트 혹은 심볼의 LLR값으로 구성된 LLR벡터를 채널 디코더(도 2의 250)에 전달하고, LLR 소프트 컴바이닝을 종료한다(S390).The
제3 과정에서 실시되는 STC 컴바이닝을 설명하면 다음과 같다. The STC combining performed in the third process is as follows.
먼저, 채널행렬은 i번째 수신 안테나가 j번째 송신 안테나로부터 받는 신호가 겪는 페이딩 계수를 (i, j)번째 원소로 갖는 행렬이다. 초기 전송 시의 채널행렬을 , 제1차 재전송 시의 채널행렬을 이라고 하면, STC 컴바이닝에 사용되는 채널행렬 의 (i, j)번째 원소는 의 (i, j)번째 원소와 의 (i, j)번째 원소의 평균값이다. 초기 전송행렬 와 재전송 행렬 의 i번째 열벡터를 각 각 와 , 와 에 해당되는 열벡터 형태의 초기 수신 신호열과 재전송된 수신 신호열을 각각 와 , 수신단의 수신신호 측정시에 더해지는 잡음 열벡터를 각각 , 로 표시하면, STC 컴바이닝은 수학식 4와 같다.First, the channel matrix is a matrix having the (i, j) th fading coefficient experienced by the signal received by the i th receive antenna from the j th transmit antenna. The channel matrix of the initial transmission , The channel matrix at the first retransmission Is the channel matrix used for STC combining. The (i, j) th element of With the (i, j) th element of Average value of the (i, j) th element of. Initial transmission matrix And retransmission matrix I-th column vector of each Wow , Wow Each of the initial received signal sequence and the retransmitted received signal sequence in the form of a column vector corresponding to Wow Each noise column vector is added to the receiver when the received signal is measured. , In this case, the STC combining is shown in Equation 4.
(여기에서, T는 시공간 인코딩 블록의 크기.)(Where T is the size of the space-time encoding block.)
한편, 채널변동폭이 기준값 이하로 검출되어 제2 과정과 제3 과정을 차례로 진행한 경우, LLR 계산부(도 2의 240)는 제2 과정에서 얻은 LLR 벡터와 제3 과정에서 얻은 LLR 벡터 중 하나를 선택하여 채널 디코더(도 2의 250)로 전달한다. 이때, 두 벡터 중 하나의 LLR 벡터를 선택하기 위해 LLR 계산부(도 2의 240)는 두 개의 LLR벡터의 LLR의 절대값의 평균치와 LLR의 절대값의 표준편차를 계산한다. LLR 계산부(도 2의 240)는 이 계산 결과에 따라 두 LLR 벡터 중 LLR의 절대값의 평균치가 높고 LLR의 절대값의 표준편차가 적은 LLR 벡터를 선택한다. On the other hand, when the channel fluctuation range is detected to be equal to or less than the reference value and the second process and the third process are sequentially performed, the LLR calculator (240 in FIG. 2) may use one of the LLR vector obtained in the second process and the LLR vector obtained in the third process. Is selected and delivered to the
수신 안테나의 개수가 2인 경우, 제3 과정에서 실시되는 STC 컴바이닝을 수학식으로 나타내면 다음과 같다. When the number of receive antennas is 2, the STC combining performed in the third process may be represented as an equation.
(여기에서, 는 번째 수신 안테나와 번째 송신 안테나의 페이딩 계수(Fading Coefficient), 는 초기 전송 시 번째 수신 안테나가 번째 슬롯타임(Slot Time)에 수신하는 신호, 는 재전송 시 번째 수신 안테나가 번째 슬롯타임에 수신하는 신호, 와 는 각각 초기 전송 시와 재전송 시에 번째 수신 안테나가 번째 슬롯타임(Slot Time)에 수신하는 신호에 더해지는 잡음) (From here, Is With the first receiving antenna Fading coefficient of the first transmit antenna, At initial transfer The first receiving antenna Signal received in the first slot time, On resend The first receiving antenna The signal received at the first slot time, Wow At initial transmission and retransmission respectively The first receiving antenna Noise added to the received signal at the first slot time)
수학식 5로부터, 각각의 에 대한 ML(Maximum Likelihood) 연판정(Soft Decision)은 다음과 같다.From
(여기에서, 는 에 대한 ML 연판정)(From here, Is ML soft decision for
초기 전송행렬 는 심볼들 와 그 켤레 복소수(Conjugate)의 선형 매핑(Linear mapping)이므로, 초기 전송행렬 에 대한 ML 연판정(Soft Decision)으로부터 선형 역매핑을 통해 심볼들 에 대한 ML 연판정도 쉽게 구할 수 있다. Initial transmission matrix Are symbols Since it is a linear mapping of complex conjugates with their conjugates, the initial transmission matrix Symbols via linear demapping from ML Soft Decision You can easily get an ML plate for.
송신안테나의 개수가 2이고, 수신 안테나의 개수가 N, 시공간 인코딩 블록의 크기가 T인 경우, 초기 전송행렬 와 재전송 행렬 은 다음과 같은 2 x T 행렬로 나타낼 수 있다. If the number of transmit antennas is 2, the number of receive antennas is N, and the size of the space-time encoding block is T, the initial transmission matrix And retransmission matrix Can be represented by the following 2 x T matrix.
이때, 재전송 행렬 는 초기 전송행렬 와 동일한 캐패시티와 다이버시티를 가지므로 제2 과정을 통해 충분한 이득을 얻는다. At this time, the retransmission matrix Is the initial transfer matrix Since it has the same capacity and diversity as, a sufficient gain is obtained through the second process.
만약, 채널변동폭이 기준값 이하로 검출되어 제3 과정을 이용한다면, 수학식 5는 다음과 같이 일반화된다.If the channel fluctuation range is detected to be less than or equal to the reference value and the third process is used,
(여기에서, 는 번째 수신 안테나와 번째 송신 안테나의 페이딩 계수, 는 처음 전송 시에 번째 수신 안테나가 받은 초기 전송 행렬의 번째 열(Column)에 해당되는 수신 신호, 는 재전송 시에 번째 수신 안테나가 받은 재전송 행렬의 번째 열(Column)에 해당되는 수신 신호, 와 는 각각 와 에 더해지는 잡음)(From here, Is With the first receiving antenna Fading coefficient of the first transmit antenna, On the first transfer Of the initial transmission matrix received by the first receive antenna The received signal corresponding to the first column, At retransmission Of the retransmission matrix received by the first receive antenna The received signal corresponding to the first column, Wow Are each Wow Noise added to)
수신 안테나의 개수가 N, 시공간 인코딩 블록의 크기가 T인 경우, 수학식 6은 다음과 같이 일반화된다.When the number of receive antennas is N and the size of the space-time encoding block is T,
수학식 8과 수학식 9로부터 (i = 1, 2, j = 1, … , T)의 ML 연판정(Soft Decision)은 다음과 같다.From Equation 8 and Equation 9 ML Soft Decision of (i = 1, 2, j = 1, ..., T) is as follows.
(여기에서, 는 초기 전송행렬 에 대한 ML 연판정) (From here, Is the initial transfer matrix ML soft decision for
수학식 8 내지 수학식 10로부터,From Equations 8 to 10,
(여기에서, 는 각각 , , 의 선형조합)(From here, Are each , , Linear combination of
이때, , 가 AWGN(Additive white Gaussian Noise)이고 그 분포가 라면 의 분포도 과 같다. 초기 전송행렬 는 심볼들 로 이루어진 선형 분산 코드이며, 선형매핑 함수 F로 표현하면 다음과 같다. At this time, , Is AWGN (Additive white Gaussian Noise) and its distribution is Ramen Distribution Is the same as Initial transmission matrix Are symbols A linear variance code consisting of
수학식 12는 계수(Coefficient) 행렬 A를 이용하여 수학식 13과 같이 표시할 수 있다.
수학식 11 내지 수학식 13으로부터,From Equations 11 to 13,
이때 은 여전히 분포를 따르게 된다. 따라서 수학식 14를 이용하여, 수신부(도 2의 200)에서 측정하여 계산할 수 있는 로부터 의 LLR 값들을 구할 수 있다. 이 LLR 값들은 수학식 9로 나타낸 STC 컴바이닝으로부터 얻어지는 SNR 이득이 반영된 값들이므로 채널 디코더(도 2의 250)의 오류정정능력을 높여준다. At this time Is still Will follow the distribution. Therefore, by using Equation 14, it can be calculated by measuring in the receiver (200 of FIG. 2) from The LLR values of can be obtained. These LLR values reflect the SNR gain obtained from the STC combining represented by Equation 9, thereby enhancing the error correction capability of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 초기 전송신호와 재전송 신호에 대한 STC 컴바이닝과 연판정의 실시 과정을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a process of performing STC combining and soft decision on an initial transmission signal and a retransmission signal according to an embodiment of the present invention.
도 4는 송신안테나와 수신안테나의 개수 및 시공간 인코딩 블록의 크기 T가 모두 2인 경우에 대하여 수학식 5에서부터 수학식 14까지의 과정을 나타낸 것이다. FIG. 4 illustrates a process from
송신부(도 1의 100)의 STC 인코더(도 1의 140)는 초기 전송 시, 인터리브(Interleave)된 심볼들 를 입력 받아 계수 행렬 A를 이용한 인코딩을 수행하고, 이를 통해 수학식 2로 나타낸 초기 전송행렬 를 생성한다. 이후, 수신부(도 2의 200)로부터 NACK 신호를 수신한 송신부(도 1의 100)는 심볼들 의 켤레 복소수인 를 계수 행렬 를 이용하여 인코딩함으로써 재전송 행렬 를 생성한다. 이때, 계수 행렬 A와 는 다음과 같다.The STC encoder (140 in FIG. 1) of the transmitter (100 in FIG. 1) may interleave symbols during initial transmission. Is encoded using the coefficient matrix A, and the initial transmission matrix represented by
한편, 수신부(도 2의 200)는 초기 전송행렬 와 재전송 행렬 , 각각의 수신 시 발생하는 페이딩 계수 행렬을 측정한다. 이하, 초기 전송행렬 의 수신시 측정되는 페이딩 계수 행렬을 H0, 재전송 행렬 의 수신 시 측정되는 페이딩 계수 행렬을 H1으로 나타낸다.On the other hand, the receiving unit (200 in Fig. 2) is the initial transmission matrix And retransmission matrix We measure the fading coefficient matrix that occurs at each reception. Initial transmission matrix The fading coefficient matrix measured at the reception of H 0 , is the retransmission matrix. The fading coefficient matrix measured at reception of is denoted by H 1 .
수신부(도 2의 200)의 STC 디코더(도 2의 230)는 H0와 H1의 크기를 비교하여 채널변동폭이 기설정된 기준값인 δ보다 적은 경우, H0과 H1의 합을 "2"로 나누어 평균 페이딩 계수 행렬 H를 구하고, 동시에 와 을 구한 후 수학식 5를 이용하여 STC 디코더(도 2의 230)는 STC 연판정을 수행하는 데 그 과정은 다음과 같다. When receiving STC decoder (Fig. 200 in Fig. 2) (Fig. 230 in Fig. 2) is compared to the size of the H 0 and H 1 is less than the reference value, the channel variation preset δ, the sum of H 0 and H 1 "2" Divide by to get the average fading coefficient matrix H Wow The STC decoder (230 of FIG. 2) performs the STC soft
STC 디코더(도 2의 230)는 송신 안테나와 수신 안테나의 개수에 따른 를 계산하고, 이를 이용하여, 를 계산한다. 수학식 14로 나타낸 것과 같이, 계산된 값에 계수 행렬 를 곱하여 연판정 값을 구한다. The
이제, 송신 안테나의 수가 3, 수신 안테나의 개수가 N, 시공간 인코딩 블록의 크기가 T인 경우를 살펴보기로 한다. 이때, 초기 전송행렬 는 3 x T 행렬이고, 심볼 인덱스 는 또는 이다. 수신부(도 2의 200)로부터 NACK 신호를 수신한 송신부(도 1의 100)는 초기 전송행렬 로 전송한 코드워드를 제1 재전송행렬 로 인코딩하여 재전송하는데, 이때 제1 재전송행렬 는 다음의 수학식 16 내지 수학식 18 중 하나의 형태이다.Now, a case in which the number of transmit antennas is 3, the number of receive antennas is N, and the size of the space-time encoding block is T will be described. At this time, the initial transmission matrix Is a 3 by T matrix, and the symbol index Is or to be. The transmitter (100 in FIG. 1), which has received the NACK signal from the receiver (200 in FIG. 2), initially transmits a matrix. Retransmission matrix of codewords transmitted to Encodes and retransmits the first retransmission matrix Is one of the following equations (16) to (18).
수학식 16 내지 수학식 18에서 재전송 행렬 는 선형 분산 코드이며, 초기 전송행렬 와 동일한 캐패시티와 다이버시티를 가진다. 그러므로, 제2 과정을 통하여 충분한 이득을 얻는다. Retransmission Matrix in Equations 16-18 Is the linear distribution code, and the initial matrix Has the same capacity and diversity as Therefore, a sufficient benefit is obtained through the second process.
채널변동폭이 기준값 이하로 검출되어 제3 과정을 수행하는 경우, 수학식 16 내지 수학식 18 각각에 대한 STC 컴바이닝을 수학식 19 내지 수학식 21로 나타내었다.When the channel fluctuation range is detected to be equal to or less than the reference value and the third process is performed, the STC combining for each of Equations 16 to 18 is represented by Equations 19 to 21.
제3 과정을 이용하는 경우, 각각의 열 에 대하여 수학식 19 내지 수학식 21의 STC 컴바이닝을 통해 의 연판정을 구한다. 이를 통해 구해지는 초기 전송행렬 의 연판정(Soft Decision) 값 를 이용하여 수학식 14와 같이 정보어를 구성하는 심볼 의 LLR값을 얻는다. When using the third process, each row With respect to the STC combining of Equations 19 to 21 with respect to Obtain a soft decision. Initial transmission matrix obtained through this Soft Decision Values Symbol constituting the information word as shown in Equation 14 using Get the LLR of.
수학식 16 내지 수학식 18은 모든 슬롯타임에 대해서 같은 형태의 재전송 변형을 준 것으로, 매 슬롯타임마다 수학식 16 내지 수학식 18의 각 열에 나타나는 세가지 형태 중 하나를 임의적으로 선택하거나, 또는 순차적으로 세가지 형태를 돌아가면서 사용할 수 있다. 예로서, 재전송 행렬 는 다음과 같이 나타낼 수 있다. Equations 16 to 18 give the same type of retransmission transformation for all slot times, and randomly select one of the three forms shown in each column of Equations 16 to 18 at each slot time, or sequentially Three forms can be used in turn. For example, the retransmission matrix Can be expressed as:
이 경우, 각 열 마다 그 형태에 맞게 수학식 19 내지 수학식 21 중 하나의 방식으로 소프트 컴바이닝한다. In this case, each column Each time, the soft combining is performed in one of the equations (19) to (21) according to the form.
이제, 송신 안테나의 수가 4, 수신 안테나의 개수가 N, 시공간 인코딩 블록 의 크기가 T인 경우를 살펴보기로 한다. 이때, 초기 전송행렬 는 4 x T 행렬이고, 심볼 인덱스 는 또는 이다. NACK 신호를 수신한 송신단(도 1의 100)은 제1 재전송 행렬 를 아래에 나타낸 수학식 22와 같이 인코딩하여 수신단(도 2의 200)으로 정보어를 재전송한다.Now, a case in which the number of transmitting antennas is 4, the number of receiving antennas is N, and the size of the space-time encoding block is T will be described. At this time, the initial transmission matrix Is a 4 by T matrix and symbol index Is or to be. The transmitting end (100 in FIG. 1) receiving the NACK signal has a first retransmission matrix. Is encoded as shown in Equation 22 below to retransmit the information word to the receiver (200 in FIG. 2).
NACK 신호를 수신한 송신부(도 1의 100)의 제1차 재전송 후 수신부(도 2의 200)에서 여전히 오류가 검출되면 제 2차 재전송이 이루어지고, 제 2차 재전송 후에도 오류가 검출되면 제 3차 재전송이 이루어진다. 제 2차 재전송 시, 수신안테나 개수가 N이고, 시공간 인코딩 블록의 크기가 T이면, 송신안테나의 개수 M이 2, 3 또는 4인 각각의 경우에 대하여 다음과 같은 재전송 행렬 를 사용한다. After the first retransmission of the transmitter (100 in FIG. 1) that receives the NACK signal, if the error is still detected in the receiver (200 in FIG. 2), the second retransmission is performed, and if the error is detected even after the second retransmission, the third is transmitted. Car retransmission is made. In the second retransmission, if the number of reception antennas is N and the size of the space-time encoding block is T, the following retransmission matrix for each case where the number of transmission antennas M is 2, 3 or 4 is as follows. Use
송신안테나의 개수가 2인 경우,If the number of transmit antennas is 2,
송신안테나의 개수가 3인 경우,If the number of transmit antennas is 3,
송신안테나의 개수가 4인 경우,If the number of transmit antennas is 4,
송신안테나의 개수가 4인 경우, 수학식 26 대신 수학식 27로 나타낸 재전송 행렬 의 사용도 가능하다.If the number of transmit antennas is 4, the retransmission matrix represented by Equation 27 instead of Equation 26 is shown. It is also possible to use.
제2차 재전송에서 오류검출이 되어 제 3차 재전송을 시도하는 경우에 제 3차 재전송 행렬 은 제1차 재전송 행렬 와 같으며, 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.Third retransmission matrix in case of attempting third retransmission due to error detection in second retransmission Is the first retransmission matrix It is as follows, which is represented by the following equation.
재전송 횟수가 늘어날 경우 하나의 신호를 복수의 안테나를 통하여 전송하기 위해 다음과 같이 처리한다. When the number of retransmissions increases, the following processing is performed to transmit one signal through a plurality of antennas.
송신안테나의 개수가 3인 경우, 송신부(도 1의 100)는 제1차, 제3차 및 제5차 재전송 시 수학식 16, 수학식 17 및 수학식 18의 전송행렬을 차례대로 사용한다. 송신 안테나의 개수가 4인 경우, 제2차 재전송 행렬 가 수학식 27의 전송행렬을 사용한다면, 제 3차 재전송 행렬 는 수학식 28로 나타낸 전송행렬 대신 다음의 전송행렬을 사용한다.When the number of transmission antennas is 3, the transmitter (100 in FIG. 1) uses the transmission matrices of Equations 16, 17, and 18 sequentially during the first, third, and fifth retransmissions. If the number of transmit antennas is 4, the second retransmission matrix Uses the transmission matrix of Equation 27, the third retransmission matrix Uses the following transmission matrix instead of the transmission matrix shown in (28).
만약, 제 3차 재전송 행렬 로서 수학식 28의 전송행렬을 사용하면, 짝수번째 재전송 행렬 와 홀수번째 재전송 행렬 각각에 대하여 를 재전송 회수의 상한 값까지 계속 적용한다. 반면, 제 3차 재전송 행렬 로 수학식 29의 전송행렬을 사용하는 경우에는, 를 재전송 회수의 상한 값까지 계속 적용한다. 여기에서, 이고, 이다. 이로 인해, 매 재전송 시의 재전송 행렬 는 마지막 재전송 시까지 초기 전송행렬 와 동일한 캐패시티와 다이버시티를 가진다. 또한, 송신부(도 1의 100)로부터 재전송 행렬 을 수신한 수신부(도 2의 200)는 앞서 언급한 것과 동일하게 제1 과정 내지 제3과정을 거쳐 LLR벡터를 구하고, 오류정정과 오류 검사를 진행한다. If the third retransmission matrix Using the transmission matrix of equation (28) as an even-numbered retransmission matrix And odd-numbered retransmission matrix For each Continue to apply up to the upper limit of the number of retransmissions. In contrast, the third retransmission matrix In the case of using the transmission matrix of Equation 29 Continue to apply up to the upper limit of the number of retransmissions. From here, ego, to be. Because of this, the retransmission matrix at every retransmission Is the initial transmission matrix until the last retransmission. Has the same capacity and diversity as Further, the retransmission matrix from the transmitter (100 in FIG. 1) Receiving unit (200 of FIG. 2) to obtain the LLR vector through the first to third processes in the same manner as mentioned above, the error correction and error check proceeds.
지금까지 하이브리드 ARQ를 적용한 MIMO 시스템에서의 세 가지 재전송 기법 중 제1 타입(Type)인 체이스 컴바이닝(Chase Combining) 기법을 이용한 재전송 기법을 살펴보았다. 이제부터는 점진적 리던던시(Incremental Redundancy)를 갖는 제2, 제3 타입의 재전송 기법을 살펴보기로 한다. So far, the retransmission scheme using the Chase Combining technique, the first type, of the three retransmission schemes in the MIMO system using hybrid ARQ has been described. The second and third types of retransmission schemes with incremental redundancy will now be discussed.
앞서 체이스 컴바이닝(Chase Combining) 기법을 설명하면서 언급한 초기 전송행렬 와 재전송 행렬 및 재전송 행렬 의 변형은 제2, 제3 타입의 재전송 기법에도 적용된다. 제2 타입의 재전송 기법과 제3 타입의 재전송 기법은 재전송 요구를 수신한 전송부(도 1의 100)가 초기 전송신호 또는 초기 전송신호의 일부에 패러티를 추가하여 재전송 신호를 생성하고, 이를 수신부(도 2의 200)로 전송하는 것이다. 이때, 제2 타입과 제3 타입에 공통적으로 적용되는 추가 패러티의 생성을 도 5를 이용하여 설명한다. Initial transmission matrix mentioned earlier in describing Chase Combining technique And retransmission matrix And retransmission matrix The modification of also applies to the second and third types of retransmission schemes. In the second type of retransmission scheme and the third type of retransmission scheme, a transmitter (100 of FIG. 1) receiving a retransmission request generates a retransmission signal by adding a parity to an initial transmission signal or a portion of the initial transmission signal, and the receiver (200 in Fig. 2). In this case, generation of additional parity commonly applied to the second type and the third type will be described with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 재전송 시 재전송 신호에 포함되는 패러티의 생성을 설명하기 위한 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating generation of parity included in a retransmission signal when retransmission is performed according to an embodiment of the present invention.
송신부(도 1의 100)의 채널인코더(도 1의 120)는 하이브리드 ARQ를 지원하기 위하여, 수신부(도 2의 200)로의 정보 전송 시 재전송이 요구될 경우를 대비하여 미리 재전송 신호를 구성하는 패러티를 기설정된 최대 재전송 횟수까지 생성하는데, 그 과정은 다음과 같다. The channel encoder (120 of FIG. 1) of the transmitter (100 of FIG. 1) is a parity for configuring a retransmission signal in advance in case retransmission is required when transmitting information to the receiver (200 of FIG. 2) in order to support hybrid ARQ. To generate a maximum number of retransmissions, the process is as follows.
먼저, 전송부(도 1의 100)에서 수신부(도 2의 200)로의 재전송 신호를 전송하는 재전송 횟수를 로 표시하고, 기설정된 최대 재전송 횟수 L에 따라 생성되는 패러티 를 각각 , , … , 로 나타낸다. 또한, 는 부호율(Code Rate)을 나타내며, 초기 부호율 와 재전송 횟수 에 대응하는 부호율 , … , 은 그 크기가 로 미리 설정된 값이다. 가 패리티 , , … , 를 연이어 덧붙인 것을 나타낸다면, 패러티 , 패러티 및 패러티 에 해당하는 부호율은 각각 , 및 와 같다. First, the number of retransmissions for transmitting a retransmission signal from the transmitter (100 in FIG. 1) to the receiver (200 in FIG. 2) , Which is generated according to the preset maximum number of retransmissions L Each , ,… , Represented by Also, Represents the code rate, and the initial code rate And resend count Code rate corresponding to ,… , Is that size This is a preset value. Parity , ,… , Parity to indicate successive additions , Parity And parity Code rate corresponding to , And Same as
채널 인코더(도 1의 120)는 재전송 횟수 를 "1"로 설정하고(S410), 재전송횟수()의 크기와 기설정된 최대 재전송 횟수(L)의 크기를 비교한다(S420). 재전송 횟수의 크기가 최대 재전송 횟수의 크기보다 적거나 같으면, 기설정된 부호율 와 을 이용, /를 계산하여 인코딩을 위한 부호율로 입력하고, 를 채널인코더(도 1의 120)에 입력하여 에 대한 패러티 을 산출한다(S430). 채널 인코더(도 1의 120)는 재전송 횟수 를 1 증가시키고(S440), S420 단계 이후를 반복한다. S420 단계의 비교 결과, 재전송 횟수의 크기가 최대 재전송 횟수의 크기보다 크면, 채널 인코더(도 1의 120)는 부터 C L -1에 대한 패러티 , … , PL을 저장하고(S450), 패러티 생성과정을 종료한다. Channel encoder (120 in Figure 1) is the number of retransmissions Is set to "1" (S410), and the number of retransmissions ( ) And the size of the predetermined maximum number of retransmission (L) is compared (S420). If the size of the number of retransmissions is less than or equal to the size of the maximum number of retransmissions, the preset code rate Wow Using, Of Calculate and enter the code rate for encoding, To the channel encoder (120 in FIG. 1) Parity for To calculate (S430). Channel encoder (120 in Figure 1) is the number of retransmissions Increase by 1 (S440), and repeat after step S420. As a result of the comparison in step S420, if the size of the retransmission number is greater than the maximum retransmission number, the channel encoder (120 in FIG. 1) is Parity for C L -1 ,… , P L is stored (S450), and the parity generation process ends.
이제, 도 5로 설명한 추가 패러티의 생성을 참고하여 도 6으로 나타낸 제2 타입의 재전송 기법을 살펴보기로 한다.Now, the second type of retransmission scheme illustrated in FIG. 6 will be described with reference to generation of the additional parity described with reference to FIG. 5.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 타입의 재전송 기법을 나타낸 블록도이다. 송신부(도 1의 100)는 초기 전송신호 (이하, 라 칭함.)를 초기 전송행렬 의 형태로 인코딩하여 전송한다. 수신부(도 2의 200)의 채널 디코더(도 2의 230)는 송신부(도 1의 100)가 전송한 를 디코딩하여 오류를 검사한다. 수신부(도 2의 200)는 오류가 없으면 ACK신호를 송신부(도 1의 100)로 전송하고, 오류가 검출되면 NACK 신호를 송신부로 전송한다. 6 is a block diagram illustrating a second type of retransmission scheme according to an embodiment of the present invention. Transmitter (100 in Figure 1) is the initial transmission signal (Below, Is called the initial transmission matrix. Encode and send in the form of. The channel decoder (230 of FIG. 2) of the receiver 200 (200 of FIG. 2) is transmitted by the transmitter (100 of FIG. 1). Decode it to check for errors. If there is no error, the receiver (200 in FIG. 2) transmits an ACK signal to the transmitter (100 in FIG. 1), and if an error is detected, transmits a NACK signal to the transmitter.
NACK 신호를 수신한 송신부는 재전송 신호 (이하, 이라 칭함.)를 생성하여 수신부로 전송한다. 은 초기에 전송했던 에 패러티 을 추가한 후, 를 이루는 심볼들을 재전송 행렬 의 형태로 인코딩하고, 패러티 는 초기 전송행렬 의 형태로 인코딩한 것이다. 이하, 재전송 행렬 의 형태로 전송한 를 로 표기한다.
수신부(도 2의 200)의 채널 디코더(도 2의 230)는 송신부(도 1의 100)가 전송한 을 디코딩하여 오류를 검사한다. 수신부(도 2의 200)는 오류가 없으면 ACK신호를 송신부(도 1의 100)로 전송하는 한편, 와 을 삭제하여 다음 번에 전송될 신호를 수신할 준비를 한다. Transmitter that receives the NACK signal is a retransmission signal (Below, And transmits it to the receiver. Was sent earlier Parity on After adding Retransmission Matrix of Symbols Encode in the form of, parity Is the initial transfer matrix Encoded in the form of. Retransmission Matrix Sent in the form of To It is written as.
The channel decoder (230 of FIG. 2) of the receiver 200 (200 of FIG. 2) is transmitted by the transmitter (100 of FIG. 1). Decode it to check for errors. If there is no error, the receiver (200 in FIG. 2) transmits an ACK signal to the transmitter (100 in FIG. 1). Wow Delete to prepare to receive the next signal to be transmitted.
삭제delete
만약, 에서 오류가 검출되면, 와 를 체이스 컴바이닝(Chase Combining) 기법에서 소개한 제1, 제2 과정 혹은 제1 내지 제3 과정을 이용하여 컴바이닝(Combining)한 후, 패러티 과 함께 채널 디코더(도 2의 250)를 이용하여 디코딩하여 오류를 검사한다. 이때, 와 를 컴바이닝(Combining)한 결과를 로 표기한다. if, If an error is detected at Wow After combining by using the first, second or first to third processes introduced in the Chase Combining technique, the parity And decode using a channel decoder (250 of FIG. 2) to check for errors. At this time, Wow Combining the results It is written as.
이 결과, 다시 오류가 검출되면 수신부(도 2의 200)는 송신부(도 1의 100)로 NACK 신호를 전송한다. NACK 신호를 수신한 송신부는 제2차 재전송 신호 (이하, 라고 칭함.)를 생성하여 수신부로 전송한다. 는 패러티 에 패러티 를 추가한 후, 패러티 은 재전송 행렬 의 형태로 인코딩하고, 패러티 는 초기 전송행렬 의 형태로 인코딩한 것이다. 이하, 재전송 행렬 의 형태로 전송한 패러티 을 로 표기한다. As a result, when an error is detected again, the receiver 200 (in FIG. 2) transmits a NACK signal to the transmitter (100 in FIG. 1). Transmitter receiving the NACK signal is the second retransmission signal (Below, And transmit it to the receiver. Parity Parity on After adding, parity Is the retransmission matrix Encode in the form of, parity Is the initial transfer matrix Encoded in the form of. Retransmission Matrix Parity sent in the form of of It is written as.
수신부(도 2의 200)의 채널 디코더(도 2의 230)는 , 및 패러티 의 LLR 벡터를 함께 연결하여 디코딩하고, 오류를 검사한다. 만약, 다시 오류가 검출되면, 패러티 과 를 제1, 제2 과정 혹은 제1 내지 제3 과정으로 컴바이닝(Combining)한 LLR 값들로 이루어진 벡터 를 만들고, , 및 를 함께 연결하여 디코딩한다. The
이와 같은 과정을 반복하여 번째 재전송 후에도 여전히 오류가 발견되면 송신부(도 1의 100)는 제차 재전송 신호 (이하, 이라 칭함.)를 생성하여, 수신부로 번째 재전송을 실시한다. 이때, 는 2 이상의 자연수이다. 는 패러티 와 패러티 로 구성되며, 패러티 는 재전송 행렬 의 형태로 인코딩하고, 패러티 은 초기 전송행렬 의 형태로 시공간 인코딩한 것이다. 수신부(도 2의 200)의 채널 디코더(도 2의 230)는 , , … , , 및 을 함께 연결하여 디코딩하고 오류를 검사한다. 수신부(도 2의 200)는 오류가 없으면 ACK신호를 송신부(도 1의 100)로 전송하는 한편, , , … , , 및 을 삭제하여 다음 번에 전송될 신호를 수신할 준비를 한다. 만약, 다시 오류가 검출되면, 패러티 와 를 제1, 제2 과정 혹은 제1 내지 제3 과정으로 컴바이닝(Combining)한 LLR값들로 이루어진 벡터 을 만들고, , , … , 및 을 함께 연결하여 디코딩하고, 오류를 검사한다. Repeat this process If the error is still found after the first retransmission, the transmitter (100 in FIG. 1) Car retransmission signal (Below, To the receiving unit. First retransmission. At this time, Is a natural number of two or more. Parity And parity Consist of parity Is the retransmission matrix Encode in the form of, parity Is the initial transmission matrix Space-time encoding in the form of. The
이와 같이 제2 타입에서는, 제2차 재전송 이후의 재전송 시 패러티들만을 전송하므로 이전에 전송된 신호와의 결합없이 자체적인 복호가 불가능하다. 반면, 제3 타입의 재전송 기법은 제2 타입의 재전송 기법과는 달리 매 재전송 시 전송되는 신호들이 이전에 전송된 신호와의 결합없이 자체적으로 복호가 가능한 방법이다. 이제, 도 7을 참조하여 제3 타입의 재전송 기법을 살펴보기로 한다.As described above, in the second type, since only the parities are transmitted during retransmission after the second retransmission, self-decoding is impossible without combining with the previously transmitted signal. On the other hand, unlike the second type of retransmission scheme, the third type of retransmission scheme is a method in which signals transmitted at every retransmission can be decoded by themselves without being combined with previously transmitted signals. Now, a third type of retransmission scheme will be described with reference to FIG. 7.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제3 타입의 재전송 기법을 나타낸 블록도이다. 송신부(도 1의 100)가 초기에 전송행렬 의 형태로 시공간 인코딩하여 수신부(도 2의 200)로 전송하는 초기 전송신호 는 앞서 제2 타입의 경우와 동일하다.7 is a block diagram illustrating a third type of retransmission scheme according to an embodiment of the present invention. The transmitting unit (100 in FIG. 1) initially transmits the matrix. Initial transmission signal transmitted to the receiver (200 in FIG. 2) by space-time encoding in the form of Is the same as the case of the second type.
수신부(도 2의 200)의 채널 디코더(도 2의 230)는 송신부(도 1의 100)가 전송한 를 디코딩하여 오류를 검사한다. 수신부(도 2의 200)는 오류가 없으면 ACK신호를 송신부(도 1의 100)로 전송하고, 오류가 검출되면 NACK 신호를 송신부로 전송한다. 이때, 수신부(도 2의 200)는 송신부(도 1의 100)로 초기 전송신호 를 구성하는 정보어 중 오류가 존재하는 특정 부분 또는 검출된 오류가 기설정한 기준치보다 심각한 특정 부분에 대한 정보를 NACK 신호와 함께 송신부(도 1의 100)로 전송할 수 있다. The channel decoder (230 of FIG. 2) of the receiver 200 (200 of FIG. 2) is transmitted by the transmitter (100 of FIG. 1). Decode it to check for errors. If there is no error, the receiver (200 in FIG. 2) transmits an ACK signal to the transmitter (100 in FIG. 1), and if an error is detected, transmits a NACK signal to the transmitter. At this time, the receiving
NACK 신호를 수신한 송신부(도 1의 100)는 재전송 신호 을 수신부로 전송한다. 은 의 정보어(Information, I) 부분 또는 의 정보어 중 오류가 존재하거나 오류의 정도가 심각한 특정 부분에 패러티 을 추가한 후, 정보어는 재전송 행렬 의 형태로 인코딩하고, 패러티 은 초기 전송행렬 의 형태로 인코딩한 것이다. 이하, 초기 전송행렬 의 형태로 인코딩한 정보어를 , 재전송 행렬 의 형태로 인코딩한 정보어를 로 표기한다. The transmitter (100 in FIG. 1) receiving the NACK signal transmits a retransmission signal. Send to the receiver. silver Information (I) part of Parity in a specific part of an information word in which an error exists or is severe After adding, the information word is retransmission matrix Encode in the form of, parity Is the initial transmission matrix Encoded in the form of. Initial transmission matrix Information words encoded in the form of Retransmission matrix Information words encoded in the form of It is written as.
수신부(도 2의 200)는 송신부(도 1의 100)가 전송한 을 디코딩하여 오류를 검사하고, 오류가 없으면 ACK신호를 송신부로 전송하는 한편, 와 을 삭제하고 송신부(도 1의 100)로부터 다음 번에 전송될 신호를 수신할 준비를 한다. 만약, 에서 오류가 검출되면, 와 를 체이스 컴바이닝(Chase Combining) 기법에서 소개한 제1, 제2 과정 혹은 제1 내지 제3 과정을 이용하여 컴바이닝(Combining)한 후, 패러티 , 패러티 과 함께 채널 디코더(도 2의 250)에서 디코딩하여 오류를 검사한다. 이하, 와 를 컴바이닝(Combining)한 결과를 로 표기한다. The receiving unit (200 in FIG. 2) is transmitted by the transmitting unit (100 in FIG. 1). Decode the signal to check for errors, and if there is no error, send an ACK signal to the transmitter. Wow Delete and prepare to receive a signal to be transmitted next from the transmitter (100 in FIG. 1). if, If an error is detected at Wow After combining by using the first, second or first to third processes introduced in the Chase Combining technique, the parity , Parity In addition, the channel decoder (250 of FIG. 2) is decoded to check an error. Below, Wow Combining the results It is written as.
이 결과, 다시 오류가 검출되면 수신부(도 2의 200)는 송신부(도 1의 100)로 NACK 신호를 전송한다. NACK 신호를 수신한 송신부는 제2차 재전송 신호 를 수신부로 전송한다. 는 정보어에 패러티 를 추가한 후, 정보어는 제2차 재전송 행렬 의 형태로 인코딩하고, 패러티 는 초기 전송행렬 의 형태로 인코딩 한 것이다. 이하, 재전송 행렬 의 형태로 전송한 정보어를 로 표기한다. As a result, when an error is detected again, the receiver 200 (in FIG. 2) transmits a NACK signal to the transmitter (100 in FIG. 1). Transmitter receiving the NACK signal is the second retransmission signal Send to the receiver. Parity on information word After adding, the information word is the second retransmission matrix. Encode in the form of, parity Is the initial transfer matrix Will be encoded in the form of. Retransmission Matrix Information words sent in the form of It is written as.
수신부(도 2의 200)는 송신부(도 1의 100)가 전송한 를 디코딩하여 오류를 검사한다. 만약, 오류가 검출되면, 와 를 체이스 컴바이닝(Chase Combining) 기법에서 소개한 제1, 제2 과정 혹은 제1 내지 제3 과정을 이용하여 컴바이닝(Combining)한 후, 패러티 와 함께 채널 디코더(도 2의 250)를 이용하여 디코딩하여 오류를 검사한다. 이하, 와 를 컴바이닝(Combining)한 결과를 로 표기한다. The receiving unit (200 in FIG. 2) is transmitted by the transmitting unit (100 in FIG. 1). Decode it to check for errors. If an error is detected, Wow After combining by using the first, second or first to third processes introduced in the Chase Combining technique, the parity Decoded using a channel decoder (250 of FIG. 2) to check for errors. Below, Wow Combining the results It is written as.
이때, 다시 오류가 검출되면, 와 패러티 , 및 를 함께 디코딩하여 오류를 검사한다. If an error is detected again, And parity , And Decode together to check for errors.
이와 같은 과정을 반복하여 번째 재전송 후에도 여전히 오류가 발견되면 송신부는 제i+1차 재전송 신호 을 수신부로 전송한다. 은 정보어에 패러티 을 추가한 후, 정보어는 제i+1차 재전송 행렬 의 형태로 인코딩하고, 패러티 는 초기 전송행렬 의 형태로 인코딩한 것이다. 이하, 재전송 행렬 의 형태로 전송한 정보어를 로 표기한다. Repeat this process If the error is still found after the first retransmission, the transmitter transmits the i + 1st retransmission signal. Send to the receiver. Is a parity on information words After adding, the information word is i + 1st retransmission matrix Encode in the form of, parity Is the initial transfer matrix Encoded in the form of. Retransmission Matrix Information words sent in the form of It is written as.
수신부(도 2의 200)는 송신부(도 1의 100)가 전송한 을 디코딩하여 오 류를 검사한다. 만약, 에서 오류가 검출되면, 와 를 체이스 컴바이닝(Chase Combining) 기법에서 소개한 제1, 제2 과정 혹은 제1 내지 제3 과정을 이용하여 컴바이닝(Combining)한 후, 패러티 과 함께 채널 디코더(도 2의 250)를 이용하여 디코딩하여 오류를 검사한다. 이하, 와 를 컴바이닝(Combining)한 결과를 로 표기한다.The receiving unit (200 in FIG. 2) is transmitted by the transmitting unit (100 in FIG. 1). Decode the error to check for errors. if, If an error is detected at Wow After combining by using the first, second or first to third processes introduced in the Chase Combining technique, the parity And decode using a channel decoder (250 of FIG. 2) to check for errors. Below, Wow Combining the results It is written as.
이때, 다시 오류가 검출되면, 와 패러티 , , , … , 및 를 함께 디코딩하여 오류를 검사한다. If an error is detected again, And parity , , ,… , And Decode together to check for errors.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Implementation may be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
전술한 구성에 의하여, 선형 분산 코드(Linear Dispersion Code)로 심 볼(Symbol)들을 인코딩하여 송신하는 초기 전송신호 행렬의 장점을 충분히 활용하고, 하이브리드 자동 재전송 프로토콜의 적용 시에 재전송 신호의 시공간 인코딩 행렬이 초기 전송행렬의 장점을 동등하게 가지도록 함으로써, 재전송의 이득을 충분히 얻을 수 있는 다중 안테나 송신장치를 얻을 수 있다. By the above-described configuration, the spatio-temporal encoding matrix of the retransmission signal is fully utilized to take full advantage of the initial transmission signal matrix for encoding and transmitting symbols with a linear dispersion code. By having the advantages of this initial transmission matrix equally, it is possible to obtain a multi-antenna transmitter capable of sufficiently obtaining the gain of retransmission.
또한, 다중 안테나 송신장치에서 전송하는 초기 전송신호와 재전송 신호간의 결합 효과를 극대화함으로써, 초기 전송신호와 그 이후의 재전송 신호들을 이용하여 오류정정의 성능을 충분히 높일 수 있는 다중 안테나 수신장치를 얻을 수 있다.In addition, by maximizing the coupling effect between the initial transmission signal and the retransmission signal transmitted from the multi-antenna transmitter, a multi-antenna receiver capable of sufficiently enhancing error correction performance by using the initial transmission signal and subsequent retransmission signals can be obtained. have.
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