KR100757963B1 - 통신시스템에서 부호화 방법 및 장치 - Google Patents

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KR100757963B1 KR1020030096818A KR20030096818A KR100757963B1 KR 100757963 B1 KR100757963 B1 KR 100757963B1 KR 1020030096818 A KR1020030096818 A KR 1020030096818A KR 20030096818 A KR20030096818 A KR 20030096818A KR 100757963 B1 KR100757963 B1 KR 100757963B1
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Abstract

본 발명은 페이딩 채널을 통해 N개의 의 송신 안테나로 데이터를 전송하는 송신기와 다수의 수신 안테나로 데이터를 수신하는 수신기를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 상기 송신안테나를 통해 부호화 행렬을 전송하는 부호화 장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 변조 방식으로 변조된 다수의 입력 심볼들로 구성된 L차원의 입력 벡터(
Figure 112007000478886-pat00526
)에 대해 성상 회전을 수행하여 P개의 m차원 서브 회전 벡터(
Figure 112007000478886-pat00527
)를 출력하는 성상 회전 선-부호기 (20); 상기 서브 회전 벡터
Figure 112007000478886-pat00528
각각의 신호
Figure 112007000478886-pat00529
를 하나씩 추출하는 다수의 추출모듈(33)로부터, 상기 추출된 신호들을 묶어 상기 L 보다 작은 m개의 P차원 서브 벡터
Figure 112007000478886-pat00530
를 생성하는 군집기(30); 상기 서브 벡터
Figure 112007000478886-pat00531
에 직교 시공간 블록 부호화를 수행하여 발생한 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00532
들을 입력으로 제 1부호어 행렬(
Figure 112007000478886-pat00533
)을 생성하고, 상기
Figure 112007000478886-pat00534
의 좌우측에 임의의
Figure 112007000478886-pat00535
단위 행렬
Figure 112007000478886-pat00536
와
Figure 112007000478886-pat00537
단위 행렬
Figure 112007000478886-pat00538
를 각각 곱하여 수정된 제 2 부호어 행렬인
Figure 112007000478886-pat00539
을 생성한 후, 상기
Figure 112007000478886-pat00540
행렬을
Figure 112007000478886-pat00541
심벌 구간 동안
Figure 112007000478886-pat00542
개의 전송 안테나들을 통해 전송하는 시공간 블록 부호기를 포함하여 성상 회전 선-부호기와 직교 시공간 블록 부호기를 직렬 연접하여 구성됨으로써, QAM 변조 방식과 2개 이상의 송신 안테나들을 사용하는 경우에도 최대 다이버시티 이득을 얻을 수 있고, 직교 시공간 블록 부호로 알라무티 (Alamouti) 부호를 사용함으로써 최대 부호화 이득을 얻을 수 있으며, 송신 신호에 성성 회전 선-부호화 및 직교 시공간 블록 부호화를 수행하여 최대 다이버시티 이득을 얻는 동시에 복호 시 최대 우도 복호가 가능한 효과가 있다.
성상 회전 선-부호, 직교 시공간 블록 부호, 송신 다이버시티, 최대우도

Description

통신시스템에서 부호화 방법 및 장치{A Method And Apparatus For CODING }
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 보인 블록도;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 성상 회전 선-부호기의 세부 구성을 보인 블록도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른성상 군집기의 세부 구성을 보인 블록도;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른시공간 블록 부호화기의 세부 구성을 보인 블록도..
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본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 다중 안테나를 이용한 전송 시스템에서 최대 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 부호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
페이딩 채널 환경에서 이동 통신 시스템의 성능을 개선하기 위한 방안으로 다중 안테나를 이용하여 데이터를 전송하는 송신 안테나 다이버시티 (transmit antenna diversity) 기법에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다.
송신 안테나 다이버시티 기법에서는 여러 개의 송신 안테나들을 이용하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있어 차세대 고속 데이터 통신에 적합한 방식이라 할 수 있다. 이러한 송신 안테나 다이버시티 이득을 얻기 위해서 다양한 채널 부호화 기법이 연구 되어 왔다.
최적의 송신 안테나 다이버시티 이득을 얻기 위한 기법으로 직교 설계 이론에 근거하여 직교 특성을 갖는 시공간 블록 부호(Space-Time Block Code: STBC)들이 제안되었다. 이러한 직교 시공간 블록 부호들은 최대 다이버시티 차수(diversity order)를 가지며 수신단에서 간단한 선형 처리만으로도 최대 우도 (maximum likelihood: ML) 복호가 가능하다는 장점을 갖는다.
그러나, 추가적으로 주파수 대역을 사용하지 않는 직교 시공간 블록 부호들은 펄스 진폭 변조 (pulse amplitude modulation: PAM) 방식을 사용할 경우 임의의 안테나 개수에 대해 존재하지만 QAM 방식을 사용할 경우에는 송신 안테나 개수가 2개일 경우에만 존재한다.
이와는 별도로 레일리 (Rayleigh) 페이딩 채널 환경 하에서 QAM 변조 방식을 사용할 경우 최대 다이버시티 이득을 얻는 새로운 완전 비율(full rate) 다이버시티 구조가 제안 되 바 있다. 이 구조는 QAM 변조된 송신 심벌의 성상을 성상 회전 선-부호기를 통하여 회선시킨 뒤 인터리버를 통해 전송함으로써 신호 공간 다이버시티 이득을 얻는다. 이러한 구조를 변경하여 성상 회전 선-부호기를 통과한 신호들이 각각의 독립적인 페이딩을 겪도록 서로 다른 심벌 구간 동안 여러 개의 송신 안테나들을 통하여 전송 함으로써 최대 다이버시티 이득을 얻는 완전 비율 (full rate) 시공간 성상 회전 부호가 제안되었다.
그러나 완전 비율 시공간 성상 회전 부호들은 직교 구조를 갖고 있지 않으며 시공간 회전 부호 검출을 위한 최대 우도 검출 복잡도가 안테나의 수와 심볼 성상의 크기에 따라 기하급수적으로 증가하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 본 발명의 목적은 QAM 변조 방식과 2개 이상의 송신 안테나들을 사용하는 경우 성상 회전 선-부호기와 직교 시공간 블록 부호기를 직렬 연접하여 최대 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 시공간 블록 부호화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 직교 시공간 블록 부호로 알라무티 (Alamouti) 부호를 사용함으로써 최대 부호화 이득을 얻을 수 있는 시공간 블록 부호화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 최대 다이버시티 이득을 얻는 것은 물론 최대 우도 복잡도의 급격한 증가 없이 부호 검출이 가능한 시공간 블록 부호화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시공간 블록 부호화 장치는, 페이딩 채널을 통해 N개의 의 송신 안테나로 데이터를 전송하는 송신기와 다수의 수신 안테나로 데이터를 수신하는 수신기를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 상기 송신안테나를 통해 부호화 행렬을 전송하는 부호화 장치에 있어서,
적어도 하나 이상의 변조 방식으로 변조된 다수의 입력 심볼들로 구성된 L차원의 입력 벡터(
Figure 112007000478886-pat00543
)에 대해 성상 회전을 수행하여 P개의 m차원 서브 회전 벡터(
Figure 112007000478886-pat00544
)를 출력하는 성상 회전 선-부호기 (20);
상기 서브 회전 벡터
Figure 112007000478886-pat00545
각각의 신호
Figure 112007000478886-pat00546
를 하나씩 추출하는 다수의 추출모듈(33)로부터, 상기 추출된 신호들을 묶어 상기 L 보다 작은 m개의 P차원 서브 벡터
Figure 112007000478886-pat00547
를 생성하는 군집기(30);
상기 서브 벡터
Figure 112007000478886-pat00548
에 직교 시공간 블록 부호화를 수행하여 발생한 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00549
들을 입력으로 제 1부호어 행렬(
Figure 112007000478886-pat00550
)을 생성하고, 상기
Figure 112007000478886-pat00551
의 좌우측에 임의의
Figure 112007000478886-pat00552
단위 행렬
Figure 112007000478886-pat00553
와
Figure 112007000478886-pat00554
단위 행렬
Figure 112007000478886-pat00555
를 각각 곱하여 수정된 제 2 부호어 행렬인
Figure 112007000478886-pat00556
을 생성한 후, 상기
Figure 112007000478886-pat00557
행렬을
Figure 112007000478886-pat00558
심벌 구간 동안
Figure 112007000478886-pat00559
개의 전송 안테나들을 통해 전송하는 시공간 블록 부호기를 포함한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 또 따른 부호화 장치는, 페이딩 채널을 통해 N개의 송신 안테나로 데이터를 전송하는 송신기와 다수의 수신 안테나로 데이터를 수신하는 수신기를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 상기 송신 안테나를 통해 부호화 행렬을 전송하는 부호화 장치에 있어서,
Figure 112007000478886-pat00560
개의 성상 크기를 가지는 QAM 변조된
Figure 112007000478886-pat00561
개의 신호들을 묶어 구성된 입력 벡터
Figure 112007000478886-pat00562
를 성상 회전된 새로운 총
Figure 112007000478886-pat00563
개의
Figure 112007000478886-pat00564
차원 서브 회전 벡터들
Figure 112007000478886-pat00565
,
Figure 112007000478886-pat00566
로 변환하는 성상 회전 선-부호기;
상기 서브 회전 벡터
Figure 112007000478886-pat00567
각각의 신호
Figure 112007000478886-pat00568
를 하나씩 추출하고, 상기 추출된 신호들을 묶어 상기 L 보다 작은 m 개의 P 차원 서브 벡터
Figure 112007000478886-pat00569
,
Figure 112007000478886-pat00570
로 분리하는 군집기;
상기 총
Figure 112007000478886-pat00571
개의 서브 벡터들
Figure 112007000478886-pat00572
을 각각 부호화하여 총
Figure 112007000478886-pat00573
개의
Figure 112007000478886-pat00574
부호어 행렬들
Figure 112007000478886-pat00575
,
Figure 112007000478886-pat00576
들을 입력으로 제 1부호어 행렬(
Figure 112007000478886-pat00577
)을 생성하고, 상기
Figure 112007000478886-pat00578
의 좌우측에 임의의
Figure 112007000478886-pat00579
단위 행렬
Figure 112007000478886-pat00580
와
Figure 112007000478886-pat00581
단위 행렬
Figure 112007000478886-pat00582
를 각각 곱하여 수정된 제 2 부호어 행렬인
Figure 112007000478886-pat00583
을 생성한 후, 상기
Figure 112007000478886-pat00584
행렬을
Figure 112007000478886-pat00585
심벌 구간 동안
Figure 112007000478886-pat00586
개의 송신 안테나들을 사용하여 전송하는 시공간 블록 부호를 포함한다.
본 발명에 실시 예에 따른 부호화 방법에서는, 페이딩 채널을 통해 N개의 송신 안테나로 데이터를 전송하는 송신기와 다수의 수신 안테나로 데이터를 수신하는 수신기를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 상기 송신 안테나를 통해 전송하는 부호화 방법에 있어서,
(a) 적어도 하나 이상의 변조 방식으로 변조된 다수의 입력 심볼들로 구성된 L차원의 입력 벡터
Figure 112007000478886-pat00587
내의 심벌들을 m개 씩 묶어 P개의 m차원 서브 입력 벡터
Figure 112007000478886-pat00588
를 생성하여 병렬로 출력한 후, 상기 병렬로 출력되는 서브 입력 벡터들
Figure 112007000478886-pat00589
을 각각 입력 받아 성상회전 행렬
Figure 112007000478886-pat00590
를 곱하여 서브 회전 벡터
Figure 112007000478886-pat00591
를 출력하고;
(b) 상기 서브 회전 벡터
Figure 112007000478886-pat00592
각각의 신호
Figure 112007000478886-pat00593
를 하나씩 추출하고, 상기 추출된 신호들을 묶어 상기 L 보다 작은 m 개의 P차원 서브 벡터
Figure 112007000478886-pat00594
를 생성하고;
(c) 상기 서브 벡터
Figure 112007000478886-pat00595
에 직교 시공간 블록 부호화를 수행하여 발생한 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00596
들을 입력으로 제 1부호어 행렬(
Figure 112007000478886-pat00597
)을 생성하고, 상기
Figure 112007000478886-pat00598
의 좌우측에 임의의
Figure 112007000478886-pat00599
단위 행렬
Figure 112007000478886-pat00600
와
Figure 112007000478886-pat00601
단위 행렬
Figure 112007000478886-pat00602
를 각각 곱하여 수정된 제 2 부호어 행렬인
Figure 112007000478886-pat00603
을 생성한 후, 상기
Figure 112007000478886-pat00604
행렬을
Figure 112007000478886-pat00605
심벌 구간 동안
Figure 112007000478886-pat00606
개의 상기 송신 안테나를 통해 전송하는 것을 특징으로 한다.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부호 기법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 시공간 블록 부호화 방법에서는 짝수 N개의 송신 안테나와 M개의 수신 안테나로 이루어지고 무선 통신 시스템을 가정한다 (m x n, m≥1, n≥2).
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 보인 블록도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 상기 시공간 블록 부호화 장치는 입력 신호 벡터를 선-부호화하여 m 차원 서브 회전 벡터를 출력하는 성상 회전 선-부호기 (20), 상기 성상 회전 선-부호기(20)로부터 출력된 서브 회전 벡터들을 입력 받아 p 차원 서브 벡터를 출력하는 군집기(30), 그리고 상기 군집기(30)로부터 출력된 p차원 서브 벡터들을 직교 시공간 부호화 하여 총 m개의 부호어 행렬을 출력하여 다수의 안테나에 매핑하는 시공간 블록 부호기(40)로 구성된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 성상 회전 선-부호기(20)의 세부 구성을 보인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 성상 회전 선-부호기(20)는 Q개의 성상 크기를 가지는 QAM 변조된
Figure 112007000478886-pat00102
개의 신호들을 묶어 구성된 L 차원 입력 벡터
Figure 112007000478886-pat00103
를 입력으로 받아 이 입력 벡터 내의 총 L개의 심벌들
Figure 112007000478886-pat00104
을 m개 씩 묶어 총 P 개의 m차원 서브 입력 벡터들 (sub-input vectors)
Figure 112007000478886-pat00105
,
Figure 112007000478886-pat00106
을 생성한다. 이와 같이 생성된 서브 입력 벡터들 성상 회전된 차원 서브 회전 벡터들 (sub-rotated vectors)
Figure 112007000478886-pat00107
은 각각 성상 회전기 (constellation rotator)(25)로 입력되어
Figure 112007000478886-pat00108
성상 회전 행렬
Figure 112007000478886-pat00109
과 곱해져 다음 <수학식 1>과 같이 총 P개의 성상 회전된 m차원 서브 회전 벡터들 (sub-rotated vectors)
Figure 112007000478886-pat00110
,
Figure 112007000478886-pat00111
로 출력된다.
Figure 112003049568470-pat00112
여기서
Figure 112007000478886-pat00113
는
Figure 112007000478886-pat00114
영 행렬(zero matrix)를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 성상 군집기(30)의 세부 구성을 보인 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 성상 군집기(30)는 상기 선-부호기(20)로부터 출력된 총 p개의 m 차원 서브 회전 벡터들
Figure 112007000478886-pat00115
를 입력 받아 각 서브 신호 벡터
Figure 112007000478886-pat00116
내의 신호
Figure 112007000478886-pat00117
를 하나씩 추출하여 총 P개의 신호들
Figure 112007000478886-pat00118
을 묶어 총 m개의 p차원 서브 벡터들
Figure 112007000478886-pat00119
,
Figure 112007000478886-pat00120
을 생성한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 시공간 블록 부호화기 (40)의 세부 구성을 보인 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 시공간 블록 부호화기(40)는 먼저 도 3의 군집기(30)에서 출력된 총
Figure 112007000478886-pat00121
개의
Figure 112007000478886-pat00122
차원 서브 벡터들
Figure 112007000478886-pat00123
를 각각
Figure 112007000478886-pat00124
심벌 구간 동안
Figure 112007000478886-pat00125
개의 송신 안테나들을 사용하는 직교 시공간 블록 부호화기(43)로 부호화하여 총
Figure 112007000478886-pat00126
개의
Figure 112007000478886-pat00127
부호어 행렬(codeword matrix)들
Figure 112007000478886-pat00128
,
Figure 112007000478886-pat00129
을 생성한다. 이와 같이 생성된 총
Figure 112007000478886-pat00130
개의 부호어 행렬들
Figure 112007000478886-pat00131
는 사상기(mapper)(45)을 통하여 각
Figure 112007000478886-pat00132
내의 총
Figure 112007000478886-pat00133
개의 열들은 동일한
Figure 112007000478886-pat00134
심벌 구간 동안 서로 다른
Figure 112007000478886-pat00135
개의 송신 안테나들을 통하여 각각 전송되고 서로 다른
Figure 112007000478886-pat00136
내의 열들은 서로 다른
Figure 112007000478886-pat00137
심벌 구간동안 서로 다른
Figure 112007000478886-pat00138
개의 송신 안테나들을 통하여 전송되도록 한다.
이와 같은 전송 구조의 한 예로서
Figure 112007000478886-pat00139
부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00140
는 다음 <수학식 2>와 같다. 여기에서
Figure 112007000478886-pat00141
는 시간
Figure 112007000478886-pat00142
에서
Figure 112007000478886-pat00143
번째 송신 안테나를 통하여 전송된다.
Figure 112003049568470-pat00144
여기에서
Figure 112007000478886-pat00145
는
Figure 112007000478886-pat00146
영 행렬을 나타내고
Figure 112007000478886-pat00147
는
Figure 112007000478886-pat00148
의
Figure 112007000478886-pat00149
번째 열을 나타낸다.
이와 같이
Figure 112007000478886-pat00150
개의 송신 안테나에서 출력된 신호들은 각각 독립적인 Rayleigh 페이딩을 겪는다고 가정하고 더불어 각 채널 값은 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00151
의 전송 구간인
Figure 112007000478886-pat00152
심벌 구간 동안 일정하다고 가정한다. 이와 같은 채널 가정들로 시간
Figure 112007000478886-pat00153
에
Figure 112007000478886-pat00154
번째 수신 안테나에 수신된 신호의 정합 필터(matched filter)의 출력 값
Figure 112007000478886-pat00155
은 다음 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112003049568470-pat00156
여기에서
Figure 112007000478886-pat00157
는 수신단에 수신된 평균 심벌 에너지(average symbol energy)를 나타내고
Figure 112007000478886-pat00158
은
Figure 112007000478886-pat00159
번째 송신 안테나로부터
Figure 112007000478886-pat00160
번째 수신 안테나까지의 채널 페이딩 값으로 실수와 허수 부분은 각각 0의 평균 값과 0.5의 분산 값을 가지는 i.i.d. (independent and identically distributed) Gaussian 분포를 갖는다. 또한
Figure 112007000478886-pat00161
는 시간
Figure 112007000478886-pat00162
에서
Figure 112007000478886-pat00163
번째 수신기의 AWGN(additive white Gaussian noise) 샘플(sample) 값이며 실수와 허수 부분이 각각
Figure 112007000478886-pat00164
의 양방향 전력 밀도(two-sided power spectral density) 를 갖는다. 따라서
Figure 112007000478886-pat00165
심벌 구간 동안
Figure 112007000478886-pat00166
개의 수신 안테나로 수신된
Figure 112007000478886-pat00167
수신 행렬(received matrix)
Figure 112007000478886-pat00168
는 다음 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112003049568470-pat00169
여기서
Figure 112007000478886-pat00170
와
Figure 112007000478886-pat00171
은 각각
Figure 112007000478886-pat00172
채널 행렬(channel matrix),
Figure 112007000478886-pat00173
잡음 행렬(noise matrix)을 나타낸다.
수신단에서는 채널 행렬
Figure 112007000478886-pat00174
값을 완벽히 안다는 가정 하에 입력 벡터
Figure 112007000478886-pat00175
를 선택함으로써 최대 우도(maximum likelihood, ML) 복호(decoding)를 수행 하게 되며 입력 벡터
Figure 112007000478886-pat00176
는 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112003049568470-pat00177
여기에서
Figure 112007000478886-pat00178
는 프로베니우스 놈(Frobenius norm) 값을 나타낸다. 위와 같은 최대 우도 복호 방법을 사용한 경우 실제 전송된 부호어 행렬이
Figure 112007000478886-pat00179
일 때 임의의 다른 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00180
로 복호 에러(error)가 발생할 확률 값(pairwise error probability: PEP)
Figure 112007000478886-pat00181
은 높은 신호대잡음비(signal-to-noise ratio: SNR) 값에서 다음 수학식 6에서 보는 바와 같이 유도 된다.
Figure 112003049568470-pat00182
여기서
Figure 112007000478886-pat00183
과
Figure 112007000478886-pat00184
,
Figure 112007000478886-pat00185
는 각각
Figure 112007000478886-pat00186
행렬
Figure 112007000478886-pat00187
Figure 112007000478886-pat00188
Figure 112007000478886-pat00189
=
Figure 112007000478886-pat00190
의 계수(rank)값과 0이 아닌 에겐 값 (eigenvalue)들을 나타낸다.
상기
Figure 112007000478886-pat00191
값은 다이버시티 이득(diversity advantage) 값을 결정하며 최대
Figure 112007000478886-pat00192
값을 갖게 된다. 그리고 <수학식 6> 내의
Figure 112007000478886-pat00193
값은 코딩 이득(coding gain)값을 나타내며 만약 부호어 행렬이 최대 다이버시티 이득을 얻을 경우 이 코딩 이득 값
Figure 112007000478886-pat00194
는
Figure 112007000478886-pat00195
의 행렬 값(determinant)과 동일하게 된다. 도 2의 성상 회전기(22) 내에서 사용되는 성상 회전 행렬
Figure 112007000478886-pat00196
는 임의의 서로 다른 서브 입력 벡터 쌍
Figure 112007000478886-pat00197
에 대하여 성상 회전된 새로운 회전 벡터 쌍
Figure 112007000478886-pat00198
내의 모든 엔트리 쌍들이 서로 다른 값
Figure 112007000478886-pat00199
,
Figure 112007000478886-pat00200
을 가지도록 설계된다. 특히 QAM 변조 방식에서 이와 같은 특성을 가지는 성상 회전 행렬
Figure 112007000478886-pat00201
은 다음 수학식 7과 같이 표현된다.
Figure 112003049568470-pat00202
여기서
Figure 112007000478886-pat00203
이고
Figure 112007000478886-pat00204
이다. 본 발명에서 고안한 수학식 2의 부호어 행렬을 전송 할 경우 서로 다른 입력 벡터 쌍
Figure 112007000478886-pat00205
에 대한
Figure 112007000478886-pat00206
행렬 값은 다음 수학식 8에서와 같이 상기 언급한 성상 회전 행렬
Figure 112007000478886-pat00207
의 특성, 즉
Figure 112007000478886-pat00208
,
Figure 112007000478886-pat00209
으로 인하여 언제나 0보다 큰 값을 가짐을 알 수 있으며 따라서 수학식 2의 부호는 각 수신 안테나에 대하여 최대 다이버시티 차수
Figure 112007000478886-pat00210
을 갖는다.
Figure 112003049568470-pat00211
여기에서
Figure 112007000478886-pat00212
과
Figure 112007000478886-pat00213
는 각각
Figure 112007000478886-pat00214
과
Figure 112007000478886-pat00215
의
Figure 112007000478886-pat00216
번째 원소(entry) 값을 나타내고
Figure 112007000478886-pat00217
과
Figure 112007000478886-pat00218
는 각각
Figure 112007000478886-pat00219
과
Figure 112007000478886-pat00220
이 성상 회전된 서브 회전 벡터를 나타낸다.
본 발명에서 제안한 수학식 2의 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00221
는 아래와 같이 임의의 두
Figure 112007000478886-pat00222
단위 행렬 (unitary matrix)
Figure 112007000478886-pat00223
와
Figure 112007000478886-pat00224
를 이 부호어 행렬의 좌우측에 각각 곱하여 다음 수학식 9와 같이 새로운
Figure 112007000478886-pat00225
부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00226
로 변형할 수 있다.
Figure 112003049568470-pat00227
임의의 서로 다른 입력 벡터 쌍
Figure 112007000478886-pat00228
에 대하여 이와 같이 변형된 새로운 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00229
의 코딩 이득 값은 변형 이전의 수학식 2의 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00230
의 코딩 이득 값과 동일함을 다음 수학식 10으로 쉽게 알 수 있다.
Figure 112003049568470-pat00231
본 발명에서 고안한 수학식 2의 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00232
는 각 송신 안테나로 전송되는 신호가
Figure 112007000478886-pat00233
듀티 사이클(duty cylcle)로 전송된다. 이러한 송신 구조는 단지 연속된 두 심벌 구간 동안만 채널 상태가 변하지 않아야 한다는 채널 페이딩 조건이 필요하게 되지만 각 송신 안테나의 전송 신호가 끊어지는 현상이 발생한다. 이러한 신호 끊김 현상은 실제 시스템 구현 시 문제를 야기할 수 있으며 이러한 문제는 수학식 9와 같이 새로이 수정된 부호어 행렬
Figure 112007000478886-pat00234
내의 모든 원소들이 0이 아닌 값들로 구성되도록 두 단위 행렬들
Figure 112007000478886-pat00235
와
Figure 112007000478886-pat00236
을 선택함으로써 해결할 수 있다. 한 예로 4개의 송신 안테나 개수와 직교 시공간 블록 부호기(43)로 Alamouti 부호를 사용하고
Figure 112007000478886-pat00237
에
Figure 112007000478886-pat00238
단위 행렬(identity matrix) 그리고
Figure 112007000478886-pat00239
에
Figure 112007000478886-pat00240
Hadamard 행렬을 사용할 경우 수학식 9의 수정된 부호어 행렬은 다음 수학식 11과 같다.
Figure 112003049568470-pat00241
이와 같이 발생된 새로운 부호어 행렬은 <수학식 2>의 부호어 행렬과 달리 신호 끊김 현상이 없음을 확인 할 수 있다.
특히
Figure 112007000478886-pat00242
송신 안테나 개수와 직교 시공간 블록 부호기(5)로 Alamouti 부호를 사용하고 수학식 7의 성상 회전 행렬을 사용할 경우 수학식 9의 수정된 부호어 행렬은 다음 수학식 12과 같다.
Figure 112003049568470-pat00243
여기에서
Figure 112007000478886-pat00244
는
Figure 112007000478886-pat00245
단위 행렬을 나타내고
Figure 112007000478886-pat00246
,
Figure 112007000478886-pat00247
이다. 그리고
Figure 112007000478886-pat00248
,
Figure 112007000478886-pat00249
,
Figure 112007000478886-pat00250
이다. 수학식 12의 수정된 부호어 행렬은 수학식 2의 부호어 행렬과 달리 신호 끊김 현상이 없음을 확인 할 수 있다. 더불어 새로이 발생된 부호어 행렬의 각 송신 안테나로 전송되는 심벌들은 성상 회전 이전 심벌들 또는 이 심벌들의 특정 각도로 회전된 값들로 표현됨을 알 수 있으며 따라서 새로이 발생된 부호어 행렬의 송신 심벌들은 성상 회전 이전의 QAM 변조된 심벌들과 동일한 첨두대평균전력율 (peak-to-average power ratio: PAPR)을 가지게 된다.
본 발명에서 제안한 수학식 2의 부호어 행렬은 짝수개의 송신 안테나 개수를 사용하는 무선 통신 시스템에 적용된다. 홀수개의 송신 안테나를 사용하는 경우에는 다음 수학식 13에서와 같이 수학식 2의
Figure 112007000478886-pat00251
부호어 행렬의 마지막 열을 삭제하여 새로운
Figure 112007000478886-pat00252
부호어 행렬을 발생하여
Figure 112007000478886-pat00253
심벌 구간동안 홀수
Figure 112007000478886-pat00254
개의 송신 안테나들을 사용하여 전송하면 된다.
Figure 112003049568470-pat00255
임의의 서로 다른 신호 벡터 쌍
Figure 112007000478886-pat00256
에 대하여 수학식 13의 새로운 부호어 행렬의
Figure 112007000478886-pat00257
값은 다음 수학식 14에서와 같이 성상 회전 행렬
Figure 112007000478886-pat00258
의 특성으로 인하여 언제나 0보다 큼을 확인할 수 있으며, 따라서 이 부호는 각 수신 안테나에 대하여 최대 다이버시티 차수
Figure 112007000478886-pat00259
을 획득한다.
Figure 112003049568470-pat00260
본 발명에서 제안한 <수학식 2>의 부호어 행렬은 직교 시공간 블록 부호기(43)로 부호화된 총
Figure 112007000478886-pat00261
개 부호어 행렬들
Figure 112007000478886-pat00262
을
Figure 112007000478886-pat00263
심벌 구간동안 짝수
Figure 112007000478886-pat00264
개의 송신 안테나들을 이용하여 전송함으로써 최대 다이버시티 차수
Figure 112007000478886-pat00265
을 얻게 된다. 이와 같은 전송 구조 대신 총
Figure 112007000478886-pat00266
개 부호어 행렬들
Figure 112007000478886-pat00267
중
Figure 112007000478886-pat00268
개의 부호어 행렬들을 묶어 총
Figure 112007000478886-pat00269
개의 부호어 행렬 군을 만든 후 각 부호어 행렬 군들은 인터리빙 또는 서로 다른 반송파(carrier)를 통하여 전송하고 각 부호어 행렬 군내의
Figure 112007000478886-pat00270
개의 부호어 행렬들은 수학식 2 또는 수학식 8과 같은 전송 방법으로
Figure 112007000478886-pat00271
심벌 구간 동안 동일한
Figure 112007000478886-pat00272
개의 송신 안테나들을 사용하여 전송할 수 있다.
본 발명에서 제안한 수학식 2의 송신 부호어 행렬은 앞에서 언급한 것처럼 각 송신 안테나로 전송되는 신호가
Figure 112007000478886-pat00273
듀티 사이클로 전송되며 따라서
Figure 112007000478886-pat00274
심벌 구간동안
Figure 112007000478886-pat00275
심벌 구간은 신호가 전송되지 않는다. 따라서 이 신호가 전송되지 않는 시간동안
Figure 112007000478886-pat00276
와 독립적으로 발생된 다른
Figure 112007000478886-pat00277
부호어 행렬들
Figure 112007000478886-pat00278
,
Figure 112007000478886-pat00279
,
Figure 112007000478886-pat00280
Figure 112007000478886-pat00281
을 다음 수학식 15과 같은 구조들로 동시에 전송함으로써 전송량을 증가시킬 수 있다.
Figure 112003049568470-pat00282
,
Figure 112003049568470-pat00283
,
Figure 112003049568470-pat00284
Figure 112003049568470-pat00285
본 발명에 따른 부호화 장치는 성상 회전 선-부호기와 직교 시공간 블록 부호기를 직렬 연접하여 구성됨으로써 QAM 변조 방식과 2개 이상의 송신 안테나들을 사용하는 경우에도 최대 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 부호화 기법에서는 직교 시공간 블록 부호로 알라무티 (Alamouti) 부호를 사용함으로써 최대 부호화 이득을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 부호화 기법에서는 송신 신호에 성성 회전 선-부호화 및 직교 시공간 블록 부호화를 수행하여 최대 다이버시티 이득을 얻는 동시에 복호시 최대 우도 복호가 가능하다.

Claims (40)

  1. 페이딩 채널을 통해 N개의 의 송신 안테나로 데이터를 전송하는 송신기와 다수의 수신 안테나로 데이터를 수신하는 수신기를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 상기 송신안테나를 통해 부호화 행렬을 전송하는 부호화 장치에 있어서,
    적어도 하나 이상의 변조 방식으로 변조된 다수의 입력 심볼들로 구성된 L차원의 입력 벡터(
    Figure 112007000478886-pat00607
    )에 대해 성상 회전을 수행하여 P개의 m차원 서브 회전 벡터(
    Figure 112007000478886-pat00608
    )를 출력하는 성상 회전 선-부호기 (20);
    상기 서브 회전 벡터
    Figure 112007000478886-pat00609
    각각의 신호
    Figure 112007000478886-pat00610
    를 하나씩 추출하는 다수의 추출모듈(33)로부터, 상기 추출된 신호들을 묶어 상기 L 보다 작은 m개의 P차원 서브 벡터
    Figure 112007000478886-pat00611
    를 생성하는 군집기(30);
    상기 서브 벡터
    Figure 112007000478886-pat00612
    에 직교 시공간 블록 부호화를 수행하여 발생한 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00613
    들을 입력으로 제 1부호어 행렬(
    Figure 112007000478886-pat00614
    )을 생성하고, 상기
    Figure 112007000478886-pat00615
    의 좌우측에 임의의
    Figure 112007000478886-pat00616
    단위 행렬
    Figure 112007000478886-pat00617
    와
    Figure 112007000478886-pat00618
    단위 행렬
    Figure 112007000478886-pat00619
    를 각각 곱하여 수정된 제 2 부호어 행렬인
    Figure 112007000478886-pat00620
    을 생성한 후, 상기
    Figure 112007000478886-pat00621
    행렬을
    Figure 112007000478886-pat00622
    심벌 구간 동안
    Figure 112007000478886-pat00623
    개의 전송 안테나들을 통해 전송하는 시공간 블록 부호기를 포함하는 상기 부호화 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 N이 짝수일 경우, 상기 성상 회전 선-부호기(20)는:
    상기 입력 벡터
    Figure 112007000478886-pat00624
    내의 심벌들을 m개 씩 묶어 P개의 m차원 서브 입력 벡터
    Figure 112007000478886-pat00625
    를 생성하여 병렬로 출력하는 제1군집모듈(23);
    병렬로 출력되는 서브 입력 벡터들
    Figure 112007000478886-pat00626
    을 각각 입력 받아 성상회전 행렬
    Figure 112007000478886-pat00627
    를 곱하여 서브 회전 벡터를 생성하는 다수의 성상회전기(25)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 군집기(30)는:
    상기 성상 회전기들로부터 출력되는 각각의 서브 회전 벡터
    Figure 112007000478886-pat00299
    내의 신호
    Figure 112007000478886-pat00300
    를 하나씩 추출하는 다수의 추출모듈(33);
    상기 추출된 신호들을 묶어 m개의 P차원 서브 벡터들
    Figure 112007000478886-pat00301
    을 생성하는 다수의 제2군집모듈(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 상기 N이 짝수일 경우, 시공간 블록 부호기는:
    상기 군집기(30)로부터 출력되는 서브 벡터들
    Figure 112007000478886-pat00302
    을 각각 직교 시공간 부호화하여 부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00303
    을 생성하는 다수의 직교 시공간 블록 부호화 모듈(43);
    상기 직교 시공간 블록 부호화 모듈로부터 출력되는 각각의 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00304
    을 다수의 송신 안테나에 매핑하는 사상기(45)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 3항에 있어서, 상기 시공간 블록 부호기는:
    제 2군집모듈(35)로부터 출력되는 서브 벡터들
    Figure 112007000478886-pat00305
    을 각각 직교 시공간 부호화하여 부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00306
    을 생성하는 다수의 직교 시공간 블록 부호화 모듈(43);
    상기 직교 시공간 블록 부호화 모듈로부터 출력되는 각각의 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00307
    을 다수의 송신 안테나에 매핑하는 사상기(45)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 시공간 블록 부호기는, 각 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00308
    내의 열들은 동일한 심벌 구간 동안 서로 다른 송신 안테나들을 통하여 각각 전송하고, 서로 다른 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00309
    내의 열들은 서로 다른 심벌 구간 동안 서로 다른 송신 안테나들을 통하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 사상기는, 각 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00310
    내의 총
    Figure 112007000478886-pat00311
    개의 열들은 동일한 심벌 구간 동안 서로 다른 송신 안테나들에 사상하고, 서로 다른 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00312
    내의 열들은 서로 다른 심벌 구간 동안 서로 다른 송신 안테나들에 사상하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기 N이 짝수일 경우, 상기 제1부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00315
    은 다음 수학식 2와 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
    <수학식 2>
    Figure 112007000478886-pat00316
    여기서,
    Figure 112007000478886-pat00317
    는
    Figure 112007000478886-pat00318
    영 행렬을 나타내고
    Figure 112007000478886-pat00319
    는
    Figure 112007000478886-pat00320
    의
    Figure 112007000478886-pat00321
    번째 열을 나타낸다.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기
    Figure 112007027171740-pat00331
    이고, 상기 블록 부호기는 알라무티 (Alamouti)부호를 사용하고, 상기 성상 회전 선-부호기는 아래 <수학식 7>의 행렬을 사용하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
    <수학식 7>
    Figure 112007027171740-pat00332
    여기서, 상기
    Figure 112007027171740-pat00659
    이고, i =0,1,2,…, N-1이다.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기
    Figure 112007000478886-pat00333
    단위 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00334
    와
    Figure 112007000478886-pat00335
    는 다음 수학식 12a와 수학식 12b와 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
    <수학식 12a>
    Figure 112007000478886-pat00336
    <수학식 12b>
    Figure 112007000478886-pat00337
    여기서
    Figure 112007000478886-pat00338
    는
    Figure 112007000478886-pat00339
    단위 행렬을 나타내고
    Figure 112007000478886-pat00340
    이다.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서, 상기 제 2 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00341
    는 수학식 12와 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
    <수학식 12>
    Figure 112007000478886-pat00342
    여기서,
    Figure 112007000478886-pat00343
    ,
    Figure 112007000478886-pat00344
    ,
    Figure 112007000478886-pat00345
    ,
    Figure 112007000478886-pat00346
    이다.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 개수가 홀수개일 경우, 상기 시공간 블록 부호화기는,
    상기
    Figure 112007000478886-pat00347
    부호어 행렬의 총
    Figure 112007000478886-pat00348
    개의 행들 중 마지막 행을 삭제하여 새로운
    Figure 112007000478886-pat00349
    제 3 부호어 행렬을 생성한 후 상기 제 3 부호어 행렬을
    Figure 112007000478886-pat00350
    심벌 구간동안 홀수
    Figure 112007000478886-pat00351
    개의 송신 안테나들을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 시공간 블록 부호화기는, 총
    Figure 112007000478886-pat00352
    개 부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00353
    중
    Figure 112007000478886-pat00354
    개의 부호어 행렬들을 묶어 총
    Figure 112007000478886-pat00355
    개의 부호어 행렬 군을 만든 후 각 부호어 행렬 군들은 인터리빙 또는 서로 다른 반송파를 통하여 전송하고 각 부호어 행렬 군내의
    Figure 112007000478886-pat00356
    개의 부호어 행렬들은
    Figure 112007000478886-pat00357
    심벌 구간동안
    Figure 112007000478886-pat00358
    개의 송신 안테나들을 사용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기 시공간 블록 부호화기는, 총
    Figure 112007000478886-pat00359
    개
    Figure 112007000478886-pat00360
    부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00361
    과 다른 독립적으로 발생된
    Figure 112007000478886-pat00362
    부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00363
    ,
    Figure 112007000478886-pat00364
    ,
    Figure 112007000478886-pat00365
    을 다음 수학식 15와 같은 구조들로 동시에 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
    <수학식 15>
    Figure 112007000478886-pat00366
    ,
    Figure 112007000478886-pat00367
    ,
    Figure 112007000478886-pat00368
    ,
    Figure 112007000478886-pat00369
  15. 페이딩 채널을 통해 N개의 송신 안테나로 데이터를 전송하는 송신기와 다수의 수신 안테나로 데이터를 수신하는 수신기를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 상기 송신 안테나를 통해 부호화 행렬을 전송하는 부호화 장치에 있어서,
    Figure 112007000478886-pat00370
    개의 성상 크기를 가지는 QAM 변조된
    Figure 112007000478886-pat00371
    개의 신호들을 묶어 구성된 입력 벡터
    Figure 112007000478886-pat00372
    를 성상 회전된 새로운 총
    Figure 112007000478886-pat00373
    개의
    Figure 112007000478886-pat00374
    차원 서브 회전 벡터들
    Figure 112007000478886-pat00375
    ,
    Figure 112007000478886-pat00376
    로 변환하는 성상 회전 선-부호기;
    상기 서브 회전 벡터
    Figure 112007000478886-pat00628
    각각의 신호
    Figure 112007000478886-pat00629
    를 하나씩 추출하고, 상기 추출된 신호들을 묶어 상기 L 보다 작은 m 개의 P 차원 서브 벡터
    Figure 112007000478886-pat00630
    ,
    Figure 112007000478886-pat00383
    로 분리하는 군집기;
    상기 총
    Figure 112007000478886-pat00384
    개의 서브 벡터들
    Figure 112007000478886-pat00385
    을 각각 부호화하여 총
    Figure 112007000478886-pat00386
    개의
    Figure 112007000478886-pat00387
    부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00388
    ,
    Figure 112007000478886-pat00389
    들을 입력으로 제 1부호어 행렬(
    Figure 112007000478886-pat00391
    )을 생성하고, 상기
    Figure 112007000478886-pat00631
    의 좌우측에 임의의
    Figure 112007000478886-pat00632
    단위 행렬
    Figure 112007000478886-pat00633
    와
    Figure 112007000478886-pat00634
    단위 행렬
    Figure 112007000478886-pat00635
    를 각각 곱하여 수정된 제 2 부호어 행렬인
    Figure 112007000478886-pat00636
    을 생성한 후, 상기
    Figure 112007000478886-pat00637
    행렬을
    Figure 112007000478886-pat00392
    심벌 구간 동안
    Figure 112007000478886-pat00393
    개의 송신 안테나들을 사용하여 전송하는 시공간 블록 부호기를 포함하는 송신기.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 N이 짝수개일 경우, 상기 시공간 블록 부호기는, 각
    Figure 112007000478886-pat00394
    내의 총
    Figure 112007000478886-pat00395
    개의 열들은 동일한
    Figure 112007000478886-pat00396
    심벌 구간동안 서로 다른
    Figure 112007000478886-pat00397
    개의 송신 안테나들을 통하여 각각 전송하고 서로 다른
    Figure 112007000478886-pat00398
    내의 열들은 서로 다른
    Figure 112007000478886-pat00399
    심벌 구간동안 서로 다른
    Figure 112007000478886-pat00400
    개의 송신 안테나들을 통하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기
    Figure 112007027171740-pat00411
    이고, 상기 직교 시공간 블록 부호는 알라무티 (Alamouti) 부호를 사용하고, 상기 성상 회전 선-부호기는 아래 수학식 7의 행렬을 사용하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
    <수학식 7>
    Figure 112007027171740-pat00412
    여기서, 상기
    Figure 112007027171740-pat00660
    이고, i =0,1,2,…, N-1이다.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 15항에 있어서,
    상기
    Figure 112007000478886-pat00413
    단위 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00414
    와
    Figure 112007000478886-pat00415
    는 다음 수학식 12a와 수학식 12b와 같이 나타낸는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
    <수학식 12a>
    Figure 112007000478886-pat00416
    <수학식 12b>
    Figure 112007000478886-pat00417
    여기서
    Figure 112007000478886-pat00418
    는
    Figure 112007000478886-pat00419
    단위 행렬을 나타내고
    Figure 112007000478886-pat00420
    이다.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 15항에 있어서,
    상기 제 2부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00421
    는 수학식 12와 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
    <수학식 12>
    Figure 112007000478886-pat00422
    여기서,
    Figure 112007000478886-pat00423
    ,
    Figure 112007000478886-pat00424
    ,
    Figure 112007000478886-pat00425
    ,
    Figure 112007000478886-pat00426
    이다.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 N이 홀수 개인 경우,
    상기 N이 홀수개일 경우, 상기 시공간 블록 부호화기는, 상기
    Figure 112007000478886-pat00427
    부호어 행렬의 총
    Figure 112007000478886-pat00428
    개의 행들 중 마지막 행을 삭제하여 새로운
    Figure 112007000478886-pat00429
    부호어 행렬을 생성한 후 이 부호어 행렬을
    Figure 112007000478886-pat00430
    심벌 구간동안 홀수
    Figure 112007000478886-pat00431
    개의 송신 안테나들을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 시공간 블록 부호화기는, 총
    Figure 112007000478886-pat00432
    개 부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00433
    중
    Figure 112007000478886-pat00434
    개의 부호어 행렬들을 묶어 총
    Figure 112007000478886-pat00435
    개의 부호어 행렬 군을 만든 후 각 부호어 행렬 군들은 인터리빙 또는 서로 다른 반송파를 통하여 전송하고 각 부호어 행렬 군내의
    Figure 112007000478886-pat00436
    개의 부호어 행렬들은
    Figure 112007000478886-pat00437
    심벌 구간동안
    Figure 112007000478886-pat00438
    개의 송신 안테나들을 사용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.
  22. 페이딩 채널을 통해 N개의 송신 안테나로 데이터를 전송하는 송신기와 다수의 수신 안테나로 데이터를 수신하는 수신기를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 상기 송신 안테나를 통해 전송하는 부호화 방법에 있어서,
    (a) 적어도 하나 이상의 변조 방식으로 변조된 다수의 입력 심볼들로 구성된 L차원의 입력 벡터
    Figure 112007000478886-pat00439
    내의 심벌들을 m개 씩 묶어 P개의 m차원 서브 입력 벡터
    Figure 112007000478886-pat00638
    를 생성하여 병렬로 출력한 후, 상기 병렬로 출력되는 서브 입력 벡터들
    Figure 112007000478886-pat00639
    을 각각 입력 받아 성상회전 행렬
    Figure 112007000478886-pat00640
    를 곱하여 서브 회전 벡터
    Figure 112007000478886-pat00440
    를 출력하고;
    (b) 상기 서브 회전 벡터
    Figure 112007000478886-pat00441
    각각의 신호
    Figure 112007000478886-pat00641
    를 하나씩 추출하고, 상기 추출된 신호들을 묶어 상기 L 보다 작은 m 개의 P차원 서브 벡터
    Figure 112007000478886-pat00642
    를 생성하고;
    (c) 상기 서브 벡터
    Figure 112007000478886-pat00643
    에 직교 시공간 블록 부호화를 수행하여 발생한 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00644
    들을 입력으로 제 1부호어 행렬(
    Figure 112007000478886-pat00645
    )을 생성하고, 상기
    Figure 112007000478886-pat00646
    의 좌우측에 임의의
    Figure 112007000478886-pat00647
    단위 행렬
    Figure 112007000478886-pat00648
    와
    Figure 112007000478886-pat00649
    단위 행렬
    Figure 112007000478886-pat00650
    를 각각 곱하여 수정된 제 2 부호어 행렬인
    Figure 112007000478886-pat00651
    을 생성한 후, 상기
    Figure 112007000478886-pat00652
    행렬을
    Figure 112007000478886-pat00653
    심벌 구간 동안
    Figure 112007000478886-pat00654
    개의 상기 송신 안테나를 통해 전송하는 상기 부호화 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 N이 짝수 개일 경우, 상기 (a) 과정은 입력 벡터
    Figure 112007000478886-pat00655
    내의 심벌들을 m개 씩 묶어 P개의 m차원 서브 입력 벡터
    Figure 112007000478886-pat00656
    를 생성하여 병렬로 출력하고;
    상기 병렬로 출력되는 서브 입력 벡터들
    Figure 112007000478886-pat00657
    을 각각 입력 받아 성상회전 행렬
    Figure 112007000478886-pat00658
    를 곱하여 서브 회전 벡터를 생성하는 것을 포함하는 상기 부호화 방법.
  24. 제 22항에 있어서, 상기 N이 짝수일 경우, 상기 과정 (c)는,
    상기 서브 벡터들
    Figure 112007027171740-pat00455
    을 각각 직교 시공간 부호화하여 부호어 행렬들
    Figure 112007027171740-pat00456
    을 생성하고;
    각각의 부호어 행렬
    Figure 112007027171740-pat00457
    을 다수의 송신 안테나에 매핑하는 것을 포함하는 상기 부호화 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    각 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00461
    내의 열들은, 동일한 심벌 구간 동안 서로 다른 송신 안테나들을 통하여 각각 전송되고, 서로 다른 부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00462
    내의 열들은 서로 다른 심벌 구간 동안 서로 다른 송신 안테나들을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00463
    은, T 심볼 구간동안 N 개의 송신 안테나들을 통해 전송되는
    Figure 112007000478886-pat00464
    상기 제 1부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00465
    을 구성하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
  27. 청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 22항에 있어서,
    상기 제 1부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00467
    은 다음 수학식 2와 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
    <수학식 2>
    Figure 112007000478886-pat00468
    여기서,
    Figure 112007000478886-pat00469
    는
    Figure 112007000478886-pat00470
    영 행렬을 나타내고
    Figure 112007000478886-pat00471
    는
    Figure 112007000478886-pat00472
    의
    Figure 112007000478886-pat00473
    번째 열을 나타낸다.
  28. 제 22항에 있어서,
    상기
    Figure 112007027171740-pat00483
    이면, 상기 직교 시공간 블록 부호화를 위해 알라무티 (Alamouti)부호를 사용하고 성상 회전을 위해 다음 수학식 7의 행렬을 사용하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
    <수학식 7>
    Figure 112007027171740-pat00484
    여기서, 상기
    Figure 112007027171740-pat00661
    이고, i =0,1,2,…, N-1이다.
  29. 청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 22항에 있어서,
    상기
    Figure 112007000478886-pat00485
    단위 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00486
    와
    Figure 112007000478886-pat00487
    는 각각 다음 수학식 12a와 수학식 12b와 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
    <수학식 12a>
    Figure 112007000478886-pat00488
    <수학식 12b>
    Figure 112007000478886-pat00489
    여기서
    Figure 112007000478886-pat00490
    는
    Figure 112007000478886-pat00491
    단위 행렬을 나타내고
    Figure 112007000478886-pat00492
    이다.
  30. 청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 22항에 있어서, 상기 제 2부호어 행렬
    Figure 112007000478886-pat00493
    은,
    수학식 12와 같이 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
    <수학식 12>
    Figure 112007000478886-pat00494
    여기서,
    Figure 112007000478886-pat00495
    ,
    Figure 112007000478886-pat00496
    ,
    Figure 112007000478886-pat00497
    ,
    Figure 112007000478886-pat00498
    이다.
  31. 제 22항에 있어서,
    상기 N이 홀수개일 경우, 상기 제 1 부호어 행렬의 총
    Figure 112007000478886-pat00500
    개의 행들 중 마지막 행을 삭제하여 새로운
    Figure 112007000478886-pat00501
    부호어 행렬을 생성한 후 이 부호어 행렬을
    Figure 112007000478886-pat00502
    심벌 구간동안 홀수
    Figure 112007000478886-pat00503
    개의 송신 안테나들을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
  32. 제 22항에 있어서,
    상기 과정 (c)는, 총
    Figure 112007000478886-pat00504
    개 부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00505
    중
    Figure 112007000478886-pat00506
    개의 부호어 행렬들을 묶어 총
    Figure 112007000478886-pat00507
    개의 부호어 행렬 군을 만든 후 각 부호어 행렬 군들은 인터리빙 또는 서로 다른 반송파를 통하여 전송하고 각 부호어 행렬 군내의
    Figure 112007000478886-pat00508
    개의 부호어 행렬들은
    Figure 112007000478886-pat00509
    심벌 구간동안
    Figure 112007000478886-pat00510
    개의 송신 안테나들을 사용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
  33. 제 22항에 있어서,
    상기 과정 (c)는, 총
    Figure 112007000478886-pat00511
    개
    Figure 112007000478886-pat00512
    부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00513
    과 다른 독립적으로 발생된
    Figure 112007000478886-pat00514
    부호어 행렬들
    Figure 112007000478886-pat00515
    ,
    Figure 112007000478886-pat00516
    ,
    Figure 112007000478886-pat00517
    을 다음 수학식 15와 같은 구조들로 동시에 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.
    <수학식15>
    Figure 112007000478886-pat00518
    ,
    Figure 112007000478886-pat00519
    ,
    Figure 112007000478886-pat00520
    ,
    Figure 112007000478886-pat00521
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