KR100807392B1 - 다중 안테나 통신 시스템을 위한 디지털 전송장치 - Google Patents

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KR100807392B1
KR100807392B1 KR1020060082769A KR20060082769A KR100807392B1 KR 100807392 B1 KR100807392 B1 KR 100807392B1 KR 1020060082769 A KR1020060082769 A KR 1020060082769A KR 20060082769 A KR20060082769 A KR 20060082769A KR 100807392 B1 KR100807392 B1 KR 100807392B1
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서종수
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Abstract

다중 안테나 통신시스템을 위한 디지털 전송장치를 개시한다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 디지털 전송장치는 임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼을 홀수번째 데이터 심볼 그룹과 짝수번째 데이터 심볼 그룹으로 나누어 시간영역상에서 확산하는 시간영역 확산부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 디지털 방송과 통신에 있어서 고속 데이터율과 수신 성능을 향상할 수 있다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), STBC(Space-Time Block Code), SFT(Space-Time-Frequency) Block Code

Description

다중 안테나 통신 시스템을 위한 디지털 전송장치{Digital transmission device for multi-antenna communication system}
도1은 디지털 전송장치의 구성도.
도2는 디지털 전송장치의 각 구성요소의 다이버시티 이득 확장 개념도.
도3은 복수의 디지털 전송장치를 구비한 다중 안테나 통신 시스템의 구성도
본 발명은 디지털 전송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 안테나 통신 시스템을 위한 디지털 전송장치에 관한 것이다.
아날로그 방송에서 디지털 방송으로의 전환, 이동통신말기를 이용한 디지털 방송 서비스의 개시, 통신과 방송의 일체화 과정 등으로 차세대 디지털 방송 기술은 HD급의 영상뿐 아니라 고속의 데이터 송수신이 가능한 시스템 기술로 발전하고 있다.
또한, 디지털 멀티미디어 방송은 정보량의 급속한 증가로 인하여 큰 전송률을 가져야 한다. 하지만, 무선 환경에서는 한정된 주파수 자원 제한으로 인하여 고속 전송률의 문제를 해결하는데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위하여 다중 안테나 를 이용하여 주파수 및 시공간 부호화된 신호를 송신함으로써 수신 성능을 개선하고, 채널 용량을 증대시킬 수 있는 시공간 다중화 기술이 제안되었다.
일반적으로 종래의 무선 통신 채널 기술은 다중 경로 전송에 의한 왜곡 및 간섭에 의하여 수신 성능이 열화된다. 이를 해결하기 위하여 손실된 다중 경로 채널을 수신기에서 보상된 송신신호로 추출하는 다이버시티 기술이 제안되었다.
다이버시티 기술은 일반적으로 시간(Temporal), 주파수(Frequency) 또한, 공간(Space) 다이버시티를 이용하는 기술로 크게 나뉘어진다. 또한, 현재 가장 일반적으로 이용되는 다이버시티 기법으로는 시간 다이버시티를 이용하는 인터리빙 기술과 채널 코딩 기법, 방향성 안테나 또는 적응형 배열 안테나를 이용하는 안테나 다이버시티 기법 또는 전송신호의 극성을 달리하여 전송하는 극성 다이버시티 기법 등이 있다.
반면, 상술한 수신기에서의 수신 다이버시티 기술의 발전에 비해 전송 다이버시티 기술은 상대적으로 연구가 활발하지 못했으나, 최근에는 이동 단말의 수신성능 향상을 위한 전송 다이버시티 기술에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이다.
전송 다이버시티(Trasmit Diversity) 기법에는 직교 전송 다이버시티(Orthogonal Transmitter Diversity: OTD), 지연 다이버시티(Delay Diversity: DD), 시공간 전송 다이버시티(Space-Time Transmitter Diversity) 기법등이 있다.
무선 통신 채널을 통한 데이터 전송율을 향상시키기 위하여 다중입력다중출력(Multi-Input Multi-Output: MIMO) 기법과 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법이 기초가 되어 시공간부호화 기법이 접목 되어 발전하고 있다.
특히, 종래의 시간-공간-주파수(STF) 부호화 기법은 송신 신호를 시공간부호화(Space-Time Block Coding: STBC)하여 시간 및 공간 다이버시티 이득을 얻으면서 동시에 직교 프리코딩(Orthogonal precoding)에 의해서 주파수 다이버시티 이득을 얻는 장점이 있다.
그러나, 상술한 시공간 부호화(STBC)는 인접한 OFDM 심볼간의 채널변화가 일어나지 않는다는 가정이 필요하므로 이동체의 속도가 증가함에 따라 그 가정을 만족하지 못하는 경우가 문제점으로 지적되고 있다. 결국, 그 상술한 가정이 만족되지 않는 경우 시공간 부호화의 직교성을 상실하게 되며 고정시의 수신 성능에 비하여 상대적으로 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 시간 영역 확산부를 구비하여 차세대 방송 시스템에 적합한 초고속 고품질 디지털 전송장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 고속 이동 환경에서도 원할한 서비스가 가능한 디지털 전송장치을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 초고속 방송 및 저 전력화를 꾀할 수 있는 전송 방식을 도출하고 이에 상응하는 전송구조를 가지는 디지털 전송장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면 다중 안테나 통신 시스템을 위한 디지털 전송장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 전송장치는 시간영역 확산부,직교 프리코딩부, 시공간 부호화부, 고속 푸리에 변환부 등을 포함할 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 디지털 전송 장치는 임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼을 홀수번째 데이터 심볼 그룹과 짝수번째 데이터 심볼 그룹으로 나누어 시간영역상에서 확산하는 시간영역 확산부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 디지털 전송 장치는 상기 시간영역 확산부로부터 전달된 시간영역상 확산된 데이터 심볼을 주파수 영역에서 직교성을 가진 데이터 심볼로 변환하는 직교 프리코딩부; 상기 직교 프리코딩부로부터 전달된 직교성을 가진 데이터 심볼을 시공간 영역상에서 부호화하는 시공간 부호화부; 및 상기 시공간 부호화부로부터 전달된 부호화된 데이터 심볼을 푸리에 변환하여 수신장치로 송신하는 고속 푸리에 변환부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시간영역 확산부는 상기 임의의 통신장치로부터 전달된 데이터 심볼인
Figure 112006062650942-pat00001
을 수학식
Figure 112006062650942-pat00002
에 의하여 시간영역상에서 확산하되, 여기서, 상기 k(자연수)는 k번째 임의의 부반송파임을 나타내며,
상기
Figure 112006062650942-pat00003
이며,
상기
Figure 112006062650942-pat00004
이며,
상기
Figure 112006062650942-pat00005
일 수 있다.
또한, 직교 프리코딩부는 상기 홀수 확산 데이터 심볼 벡터(
Figure 112006062650942-pat00006
)와 짝수 확산 데이터 심볼 벡터(
Figure 112006062650942-pat00007
)를 확산 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00008
)로 재조합하여 수학식
Figure 112006062650942-pat00009
에 의 하여 주파수 영역에서 직교성을 가지도록 변환하되,
여기서, 상기
Figure 112006062650942-pat00010
=Re(
Figure 112006062650942-pat00011
), 상기
Figure 112006062650942-pat00012
=Im(
Figure 112006062650942-pat00013
), 상기
Figure 112006062650942-pat00014
은 디지털 전송을 위하여 설정되는 FFT 사이즈 이며 2의 n(n은 자연수)승의 값을 가지며, 상기
Figure 112006062650942-pat00015
는 1부터
Figure 112006062650942-pat00016
에 해당하는 자연수의 값 중 어느 하나의 값을 가지며, 상기
Figure 112006062650942-pat00017
는 설정된
Figure 112006062650942-pat00018
값에 상응하여
Figure 112006062650942-pat00019
이며, 상기
Figure 112006062650942-pat00020
는
Figure 112006062650942-pat00021
×
Figure 112006062650942-pat00022
의 크기(Dimension)을 가진 단위행렬일 수 있다.
또한, 상기 고속 푸리에 변환부는 전송을 위한 안테나를 2개 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 전송 장치는 임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼을 홀수번째 데이터 심볼 그룹과 짝수번째 데이터 심볼 그룹으로 나누어 시간영역상에서 확산하는 시간영역 확산부를 n(n은 자연수)개 포함하며, 상기 임의의 통신 장치로부터 전달되는 상기 데이터 심볼을 상기 시간영역 확산부에 상응하여 분배하는 직-병렬 변환부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 디지털 전송 장치는 상기 n(n은 자연수)개의 시간영역 확산부각각에 상응하여 연결되며 상기 시간영역 확산부로부터 전달된 시간영역상 확산된 데이터 심볼을 주파수 영역에서 직교성을 가진 데이터 심볼로 변환하는 n(n은 자연수)개의 직교 프리코딩부; 상기 n개의 직교 프리코딩부 각각에 상응하여 연결되며 상기 직교 프리코딩부로부터 전달된 직교성을 가진 데이터 심볼을 시공간 영역상에서 부호화하는 n (n은 자연수)개의 시공간 부호화부; 및 상기 n개의 시공간 부호화 부각각에 상응하여 연결되며 상기 시공간 부호화부로부터 전달된 부호화된 데이터 심볼을 푸리에 변환하여 수신장치로 송신하는 n(n은 자연수)개의 고속 푸리에 변환부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 n개의 시간영역 확산부 중 임의의 한 시간영역 확산부는
상기 직-병렬 변환부로부터 전달된 데이터 심볼인
Figure 112006062650942-pat00023
을
수학식
Figure 112006062650942-pat00024
에 의하여 시간영역상에서 확산하되,
여기서,
상기 k(자연수)는 k번째 임의의 부반송파임을 나타내며,
상기
Figure 112006062650942-pat00025
이며,
상기
Figure 112006062650942-pat00026
이며,
상기
Figure 112006062650942-pat00027
일 수 있 다.
상기 임의의 한 시간영역 확산부에 상응하여 연결된 직교 프리코딩부는 상기 홀수 확산 데이터 심볼 벡터(
Figure 112006062650942-pat00028
)와 짝수 확산 데이터 심볼 벡터(
Figure 112006062650942-pat00029
)를 확산 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00030
)로 재조합하여 수학식
Figure 112006062650942-pat00031
에 의하여 주파수 영역에서 직교성을 가지도록 변환하되,
여기서,
상기
Figure 112006062650942-pat00032
=Re(
Figure 112006062650942-pat00033
), 상기
Figure 112006062650942-pat00034
=Im(
Figure 112006062650942-pat00035
), 상기
Figure 112006062650942-pat00036
은 디지털 전송을 위하여 설정되는 FFT 사이즈 이며 2의 n(n은 자연수)승의 값을 가지며, 상기
Figure 112006062650942-pat00037
는 1부터
Figure 112006062650942-pat00038
에 해당하는 자연수의 값 중 어느 하나의 값을 가지며, 상기
Figure 112006062650942-pat00039
는 설정된
Figure 112006062650942-pat00040
값에 상응하여
Figure 112006062650942-pat00041
이며, 상기
Figure 112006062650942-pat00042
는
Figure 112006062650942-pat00043
×
Figure 112006062650942-pat00044
의 크기(Dimension)을 가진 단위행렬일 수 있다.
또한, 상기 고속 푸리에 변환부는 전송을 위한 안테나를 2개 구비할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 특정 실시예들은 발명을 구체화하고 발명의 기술적 사상을 더욱 명확하게 하기 위한 예 일 뿐이며 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다른 것을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 디지털 전송장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 전송장치는 시간영역 확산부(110), 직교 프리코딩부(120), 시공간 부호화부(130) 및 고속 푸리에 변환부(140)를 포함할 수 있다.
시간영역 확산부(110)은 임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼(예를 들어 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼)에 대하여 시간영역으로 신호를 확산할 수 있다.
본 발명의 일 예에 의하면, 시간영역 확산부(110)의 데이터 심볼에 상응한확 산 과정은 다음과 같이 설명할 수 있다.
시간영역 확산부(110)는 인접한 두 데이터 심볼에 대하여는 건너뛰어 확산의 과정을 수행한다. 다시 설명하면, 임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼은 홀수번째 데이터 심볼 그룹과 짝수번째 데이터 심볼 그룹으로 나누어져 시간 영역 확산부(110)를 통하여 시간축으로 확산 과정을 거치게 된다.
이는 이후 설명될 시공간 부호화부(130)가 인접한 두 개의 데이터 심볼 사이에서 부호화를 수행하기 때문에 인접한 두 데이터 심볼간의 직교성(Orthogon-ality)이 왜곡됨을 사전에 방지하기 위함이다.
Figure 112006062650942-pat00045
수학식 1은 상술한 임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00046
)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00047
)는 k(임의의 자연수)번째 부반송파에 실리는 데이터 심볼들로만 이루어진 신호이다.
여기서,
Figure 112006062650942-pat00048
은 자연수이며 시간축 방향으로 어느 정도로 데이터 심볼이 확산되는지를 나타낸다. 더욱 상세하게 설명하면, 채널의 시간 변화가 심한 경우,
Figure 112006062650942-pat00049
값을 증가시킴으로 시간 다이버시티 이득을 최대화할 수 있도록 데이터 심볼을 구성할 수도 있음은 자명하다 할 것이다.
시간영역 확산부(110)에서 수행되는 데이터 심볼의 시간영역 확산은 부반송파별로 나뉘어져 동작하게 되므로 상술한 부반송파의 구별 기호인 k(임의의 자연수)는 생략하여 설명하기로 한다.
Figure 112006062650942-pat00050
Figure 112006062650942-pat00051
수학식 2는 수학식 1에서 설명한 k번째 부반송파에 실리는 데이터 심볼의홀수번째 데이터 심볼 벡터를 나타낸 것이며, 수학식 3은 짝수번째 데이터 심볼 벡터를 나타낸 것이다.
Figure 112006062650942-pat00052
수학식 4는 시간 확산 과정에 사용되는 직교 행렬을 나타낸다. 여기서
Figure 112006062650942-pat00053
은 수학식 1에서 설명한 시간 확산의 정도를 나타내는 계수이다. 또한,
Figure 112006062650942-pat00054
는 크로네커 곱(Kronecker Product)을 나타낸다.
Figure 112006062650942-pat00055
수학식 5는 데이터 심볼 확산되는 과정을 나타낸 것이다. 특히, 수학식 5의 상단에 기재된 수학식은 홀수번째 데이터 심볼 벡터(수학식 2)와 직교 행렬(수학식 4)을 통하여 구해진 홀수 확산 데이터 심볼 벡터이다.
물론, 수학식 5의 하단에 기재된 수학식은 짝수번째 데이터 심볼 벡터(수학식 3)와 직교 행렬(수학식 4)을 통하여 구해진 짝수 확산 데이터 심볼 벡터이다.
수학식 5로부터 구하여진 홀수 확산 데이터 심볼 벡터(
Figure 112006062650942-pat00056
)와 짝수 확산 데이터 심볼 벡터(
Figure 112006062650942-pat00057
)를 0에서 2M-1의 순서로 재배치하여, 시간영역 확산부(110)의 입력 크기를 가지는 확산 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00058
)가 최종적으로 구해진다. 물론,
Figure 112006062650942-pat00059
를 구하기 위한 장치 또는 소프트웨어가 별도로 구비될 수 있다.
다만, 본 발명에 대한 설명에서는 시간영역 확산부(110)에서 상술한 확산 데이터 심볼 행렬을 구하는 것으로 가정하여 설명한다.
이렇게 구해진 확산 시간영역 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00060
)은 직교 프리코딩부 (120)로 전달된다.
직교 프리코딩부(120)는 시간영역 확산부(110)에서 전달된 확산 시간영역 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00061
)을 주파수축상으로 확산되어 분포되게 한다.
Figure 112006062650942-pat00062
수학식 6은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위한 직교 프리코딩부(120)의 입출력 관계식이다.
여기서,
Figure 112006062650942-pat00063
=Re(
Figure 112006062650942-pat00064
),
Figure 112006062650942-pat00065
=Im(
Figure 112006062650942-pat00066
)이다.
Figure 112006062650942-pat00067
는
Figure 112006062650942-pat00068
×
Figure 112006062650942-pat00069
의 크기(Dimension)을 가진 단위행렬이다.
Figure 112006062650942-pat00070
은 디지털 전송을 위하여 설정되는 FFT 사이즈를 나타낸다. 여기서, FFT 사이즈는 전송하고자 하는 데이터의 품질이나 전송 매체 특성(예들 들어, 이동 속도, 셀 반경 등)에 따라 다르게 설정될 수 있다. 즉,
Figure 112006062650942-pat00071
은 2의 n(여기서, n은 자연수)승의 값을 가지면 전송 환경에 따라 변경 가능하다.
Figure 112006062650942-pat00072
는 1부터
Figure 112006062650942-pat00073
에 해당하는 자연수의 값 중 어느 하나의 값을 가질 수 있으며 전송 채널의 주파수 특성(frequency-selectivity)이 심할수록 큰 값을 가질 수 있다. 다만, 큰 값에 상응하여 해당하는 프로세스 등은 복잡할 수 있으므로 가장 경제적이며 효율적인 시스템을 구성하기 위하여 적합한 값을 설정할 수 있음은 자명하다 할 것이다.
Figure 112006062650942-pat00074
는 설정된
Figure 112006062650942-pat00075
값에 상응하여
Figure 112006062650942-pat00076
의 값을 갖는다.
본 발명의 일 실시예를 통하여 직교 프리코딩부(120)에서의 과정을 설명하면 다음과 같다. 만약, N이 8(2의 3승)이라면, K는 1부터 3의 자연수 중 어느 하나의 수를 가질 수 있으며 K를 2로 설정하는 경우, Q는 주어진 식에 의해서 4이 된다. 결국, N/Q는 8/4=2의 값을 가지게 되며
Figure 112006062650942-pat00077
는 2*2의 크기(Dimension)를 가지는 단위행렬이 된다.
상술한 예로부터 구해진
Figure 112006062650942-pat00078
,
Figure 112006062650942-pat00079
및
Figure 112006062650942-pat00080
값과 수학식 5로부터 구해진 확산 시간영역 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00081
)을 이용하여
Figure 112006062650942-pat00082
(다만, K값이 상술한 예와 달리 설정되는 경우
Figure 112006062650942-pat00083
에 상응하여
Figure 112006062650942-pat00084
는 다른 값을 갖게 된다.)의 값이 산출될 수 있다. 본 발명은 상술한 예와 같이
Figure 112006062650942-pat00085
를 기준으로 설명하기로 한다.
Figure 112006062650942-pat00086
수학식 7은
Figure 112006062650942-pat00087
의 구성 성분인
Figure 112006062650942-pat00088
및
Figure 112006062650942-pat00089
를 풀어서 다시 설명한 식이다. 여기서,
Figure 112006062650942-pat00090
및
Figure 112006062650942-pat00091
는 상호간 직교성(orthogonality)을 가질 수 있다.
시공간 부호화부(130)는 직교 프리코딩부(120)에 의하여 전달된
Figure 112006062650942-pat00092
를 시공간 다이버시티 이득을 증가시켜주기 위한 부호화 작업을 수행한다. 물론, 직교주파수 선택적 페이딩 채널 환경을 기반으로 설계될 수 있으며 이에 따라 STBC (Space-Time Block Code) -OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 쉽게 구현할 수 있다. 시공간 부호화부(130)는 이미 공지된 전송 기술이므로 본 발명에서는 설명하지 않는다.
또한, 고속 푸리에 변환부(140)는 시공간 부호화부(130)에서 전달된 부호화된 데이터 심볼을 전송할 수 있다.
물론, 고속 푸리에 변환부(140)는 전송을 위한 전송 안테나를 포함할 수 있다. 특히, 전송 안테나의 수가 2인 경우 대역폭 확장 없이 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
Figure 112006062650942-pat00093
수학식 8은 상술한 디지털 전송장치에서 송신되는 데이터 심볼을 나타내고 있다. 복수의 병렬신호로 전달된 데이터 심볼 행렬(
Figure 112006062650942-pat00094
)는 복수의 별개 데이터 심볼로 구성될 수 있다.
여기서,
Figure 112006062650942-pat00095
는 데이터 심볼 벡터(X(n))의 k번째 부반송파에 해당하는 데이터 심볼이다. 또한,
Figure 112006062650942-pat00096
는
Figure 112006062650942-pat00097
시간구간(duration)을 가질 수 있다. N은 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform: FFT) 크기를 나타낸다. 또한,
Figure 112006062650942-pat00098
전치행렬(Transpose)를 나타낸다.
도 2는 디지털 전송장치의 각 구성요소의 다이버시티 이득 확장 개념도이다. 우선, 전송하고자 하는 데이터 심볼이 하나의 부반송파에 실리는 영역을 200 이라고 하면, 단지 시공간 부호화부(130)만을 이용하는 경우는 주파수 다이버시티 이득이 발생하지 않는다. 또한, 직교 프리코딩부(120)만을 이용하여 데이터 심볼의 주파수 다이버시티 이득을 증대시키는 경우는 시간축 영역으로 확산 이득을 기대할 수 밖에 없다(영역 220).
하지만, 본 발명의 바람직한 시간영역 확산부(110)를 이용하는 경우, 그 영역은 230 영역으로 확산가능하며 특히, 직교 프리코딩부(120) 및 시공간 부호화부(130)와 함께 데이터 심볼의 시간, 공간, 주파수 영역의 다이버시티 이득을 증가시키는 경우는 240 영역까지 데이터를 확산시킬 수 있다. 이를 통하여 수신 성능을 향상시킬 수 있으며 이동성에도 강한 전송이 가능하게 된다.
도 3은 복수의 디지털 전송장치를 구비한 다중 안테나 통신 시스템의 구성도이다. 특히, 도 3의 디지털 전송 시스템은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수개의 디지털 전송장치를 포함하는 경우이다. 따라서, 도 1에서 이미 설명한 구성 요소는 생략하기로 한다.
특히 직-병렬 변환부(100)는 임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼을 복수개(n: 자연수)의 디지털 전송장치들에 상응하여 분배하는 역할을 수행한다.물론, 데이터의 분배를 위하여는 직-병렬 변환부(100)는 하드웨어 뿐 아니라 소프트웨어적으로도 구현 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 시간 영역 확산부를 구비한 다중 디지털 전송장치를 통하여 고품질의 데이터를 고속으로 전송하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다중 디지털 전송장치를 통하여 고속의 이동 환경에서도 원할한 서비스를 제공할 수 잇다.
또한, 본 발명은 다중 디지털 전송장치를 통하여 대용량의 영상, 데이터 등의 전송에 있어 저 전력화를 꾀할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 디지털 전송 장치에 있어서,
    임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼을 홀수번째 데이터 심볼 그룹과 짝수번째 데이터 심볼 그룹으로 나누어 시간영역상에서 확산하는 시간영역 확산부;
    상기 시간영역 확산부로부터 전달된 시간영역상 확산된 데이터 심볼을 주파수 영역에서 직교성을 가진 데이터 심볼로 변환하는 직교 프리코딩부;
    상기 직교 프리코딩부로부터 전달된 직교성을 가진 데이터 심볼을 시공간 영역상에서 부호화하는 시공간 부호화부; 및
    상기 시공간 부호화부로부터 전달된 부호화된 데이터 심볼을 푸리에 변환하여 수신장치로 송신하는 고속 푸리에 변환부를 포함하는 다중 안테나 시스템을 위한 디지털 전송장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간영역 확산부는,
    상기 임의의 통신장치로부터 전달된 데이터 심볼인
    Figure 112007077254602-pat00146
    을
    수학식
    Figure 112007077254602-pat00147
    에 의하여 시간영역상에서 확산하되,
    여기서,
    상기 k는 (k는 자연수) k번째 임의의 부반송파임을 나타내며,
    상기
    Figure 112007077254602-pat00148
    이며,
    상기
    Figure 112007077254602-pat00149
    이며,
    상기
    Figure 112007077254602-pat00150
    인 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템을 위한 디지털 전송 장치
  4. 제 3 항에 있어서,
    직교 프리코딩부는,
    상기 홀수 확산 데이터 심볼 벡터(
    Figure 112006062650942-pat00104
    )와 짝수 확산 데이터 심볼 벡터(
    Figure 112006062650942-pat00105
    )를 확산 데이터 심볼 행렬(
    Figure 112006062650942-pat00106
    )로 재조합하여 상기 확산 데이터 심볼을 수학식
    Figure 112006062650942-pat00107
    에 의하여 주파수 영역에서 직교성을 가지도록 변환하되,
    여기서,
    상기
    Figure 112006062650942-pat00108
    =Re(
    Figure 112006062650942-pat00109
    ),
    상기
    Figure 112006062650942-pat00110
    =Im(
    Figure 112006062650942-pat00111
    ),
    상기
    Figure 112006062650942-pat00112
    은 디지털 전송을 위하여 설정되는 FFT 사이즈 이며 2의 n(n은 자연수)승의 값을 가지며,
    상기
    Figure 112006062650942-pat00113
    는 1부터
    Figure 112006062650942-pat00114
    에 해당하는 자연수의 값 중 어느 하나의 값을 가지며,
    상기
    Figure 112006062650942-pat00115
    는 설정된
    Figure 112006062650942-pat00116
    값에 상응하여
    Figure 112006062650942-pat00117
    이며,
    상기
    Figure 112006062650942-pat00118
    는
    Figure 112006062650942-pat00119
    ×
    Figure 112006062650942-pat00120
    의 크기(Dimension)을 가진 단위행렬인 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템을 위한 디지털 전송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고속 푸리에 변환부는 전송을 위한 안테나를 2개 구비한 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템을 위한 디지털 전송장치.
  6. 디지털 전송 장치에 있어서,
    임의의 통신 장치로부터 전달된 데이터 심볼을 홀수번째 데이터 심볼 그룹과 짝수번째 데이터 심볼 그룹으로 나누어 시간영역상에서 확산하는 n(자연수)개의 시간영역 확산부;
    상기 임의의 통신 장치로부터 전달되는 상기 데이터 심볼을 상기 시간영역 확산부에 상응하여 분배하는 직-병렬 변환부;
    상기 n(n은 자연수)개의 시간영역 확산부 각각에 상응하여 연결되며 상기 시간영역 확산부로부터 전달된 시간영역상 확산된 데이터 심볼을 주파수 영역에서 직교성을 가진 데이터 심볼로 변환하는 n(n은 자연수)개의 직교 프리코딩부;
    상기 n개의 직교 프리코딩부 각각에 상응하여 연결되며 상기 직교 프리코딩부로부터 전달된 직교성을 가진 데이터 심볼을 시공간 영역상에서 부호화하는 n (n은 자연수)개의 시공간 부호화부; 및
    상기 n개의 시공간 부호화부 각각에 상응하여 연결되며 상기 시공간 부호화부로부터 전달된 부호화된 데이터 심볼을 푸리에 변환하여 수신장치로 송신하는 n(n은 자연수)개의 고속 푸리에 변환부를 포함하는 다중 안테나 시스템을 위한 디지털 전송 장치.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 n개의 시간영역 확산부 중 임의의 한 시간영역 확산부는,
    상기 직-병렬 변환부로부터 전달된 데이터 심볼인
    Figure 112007077254602-pat00151
    을
    수학식
    Figure 112007077254602-pat00152
    에 의하여 시간영역상에서 확산하되,
    여기서,
    상기 k(자연수)는 k번째 임의의 부반송파임을 나타내며,
    상기
    Figure 112007077254602-pat00153
    이며,
    상기
    Figure 112007077254602-pat00154
    이며,
    상기
    Figure 112007077254602-pat00155
    인 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템을 위한 디지털 전송 장치
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 임의의 한 시간영역 확산부에 상응하여 연결된 직교 프리코딩부는,
    상기 홀수 확산 데이터 심볼 벡터(
    Figure 112006062650942-pat00126
    )와 짝수 확산 데이터 심볼 벡터(
    Figure 112006062650942-pat00127
    )를 확산 데이터 심볼 행렬(
    Figure 112006062650942-pat00128
    )로 재조합하여 상기 확산 데이터 심볼을 수학식
    Figure 112006062650942-pat00129
    에 의하여 주파수 영역에서 직교성을 가지도록 변환하되,
    여기서,
    상기
    Figure 112006062650942-pat00130
    =Re(
    Figure 112006062650942-pat00131
    ),
    상기
    Figure 112006062650942-pat00132
    =Im(
    Figure 112006062650942-pat00133
    ),
    상기
    Figure 112006062650942-pat00134
    은 디지털 전송을 위하여 설정되는 FFT 사이즈 이며 2의 n(n은 자연수)승의 값을 가지며,
    상기
    Figure 112006062650942-pat00135
    는 1부터
    Figure 112006062650942-pat00136
    에 해당하는 자연수의 값 중 어느 하나의 값을 가지며,
    상기
    Figure 112006062650942-pat00137
    는 설정된
    Figure 112006062650942-pat00138
    값에 상응하여
    Figure 112006062650942-pat00139
    이며,
    상기
    Figure 112006062650942-pat00140
    는
    Figure 112006062650942-pat00141
    ×
    Figure 112006062650942-pat00142
    의 크기(Dimension)을 가진 단위행렬인 것을특징으로 하는 다중 안테나 시스템을 위한 디지털 전송 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 고속 푸리에 변환부는 전송을 위한 안테나를 2개 구비한 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템을 위한 디지털 전송장치.
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