KR100842521B1 - 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100842521B1
KR100842521B1 KR1020060115945A KR20060115945A KR100842521B1 KR 100842521 B1 KR100842521 B1 KR 100842521B1 KR 1020060115945 A KR1020060115945 A KR 1020060115945A KR 20060115945 A KR20060115945 A KR 20060115945A KR 100842521 B1 KR100842521 B1 KR 100842521B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
signal
transmitted
space
transmit
Prior art date
Application number
KR1020060115945A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070054133A (ko
Inventor
김동호
이예훈
예헤스켈 바-네스
코드조비 아콜라세
Original Assignee
삼성전자주식회사
뉴저지 인스티튜트 오브 테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 뉴저지 인스티튜트 오브 테크놀로지 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of KR20070054133A publication Critical patent/KR20070054133A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100842521B1 publication Critical patent/KR100842521B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0041—Arrangements at the transmitter end
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618—Space-time coding
    • H04L1/0637—Properties of the code
    • H04L1/0643—Properties of the code block codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1867—Arrangements specially adapted for the transmitter end
    • H04L1/1893—Physical mapping arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618—Space-time coding
    • H04L1/0637—Properties of the code
    • H04L1/0668—Orthogonal systems, e.g. using Alamouti codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/1607—Details of the supervisory signal

Abstract

본 발명은 통신 시스템의 신호 송신 장치에서, MT개의 변조 심벌 스트림들을 소정 제어에 따라 결정되는 시공간 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 MT개의 송신 심벌 스트림들을 생성하고, 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들 각각을 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 MT개의 송신 안테나들중 해당 송신 안테나를 통해 송신하고, 상기 MT개의 변조 심벌 스트림들에 상응하는 정보 데이터 비트 스트림의 송신 횟수에 상응하게 상기 시공간 부호화 방식을 결정한다.
Figure R1020060115945
MIMO-HARQ, 시공간 부호화, 홀수번째 송신, 짝수번째 송신

Description

통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING A SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 송신 안테나들의 개수가 2개일 경우(MT = 2)의 신호 송신 장치 내부 구조를 도시한 도면
도 2a-도2b는 도 1의 신호 송신 장치에서 송신하는 송신 심벌 스트림의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 도 1의 신호 송신 장치에 대응하는 신호 수신 장치 내부 구조를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 송신 안테나들의 개수가 3개일 경우(MT = 3)의 신호 송신 장치 내부 구조를 도시한 도면
도 5는 도 4의 신호 송신 장치에서 송신하는 송신 심벌 스트림의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 6은 도 4의 신호 송신 장치에 대응하는 신호 수신 장치 내부 구조를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사 용할 경우의 정보 데이터 비트 스트림 송신 횟수에 따른 BER 성능을 도시한 그래프
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 신호 검출 방식으로서 MMSE 방식을 사용하고, 채널 환경이 주파수 선택적 채널일 경우의 성능과 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 STBC 방식만을 사용할 경우의 성능을 비교 도시한 그래프
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 신호 검출 방식으로서 ZF 방식을 사용하고, 채널 환경이 주파수 선택적 채널일 경우의 성능과 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 STBC 방식만을 사용할 경우의 성능을 비교 도시한 그래프
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 신호 검출 방식으로서 MMSE 방식을 사용하고, 채널 환경이 플랫 페이딩 채널일 경우의 성능과 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 STBC 방식만을 사용할 경우의 성능을 비교 도시한 그래프
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 신호 검출 방식으로서 ZF 방식을 사용하고, 채널 환경이 플랫 페이딩 채널일 경우의 성능과 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 STBC 방식만을 사용할 경우의 성능을 비교 도시한 그래프
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통신 시스템은 단말기들에게 고속의 대용량 신호 송수신이 가능한 서비스를 제공하기 위한 형태로 발전해 나가고 있다. 그런데, 통신 시스템의 채널 환경은 다중 경로 간섭(multipath interference)과, 쉐도잉(shadowing)과, 전파 감쇠와, 시변 잡음과, 간섭 및 페이딩(fading) 등과 같은 다양한 요인들로 인해 불가피하게 에러가 발생하여 정보 데이터의 손실 발생을 초래시킨다. 상기 정보 데이터의 손실은 실제 송신 신호에 심한 왜곡을 발생시켜 통신 시스템 전체 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 따라서, 통신 시스템에서는 정보 데이터의 손실을 감소시키기 위해 다양한 방식들을 사용하여 그 신뢰도를 향상시키는데, 그 대표적인 방식들로는 다이버시티(diversity) 방식 및 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식이 존재한다. 상기 다이버시티 방식 및 HARQ 방식에 대해서 간단하게 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 상기 다이버시티 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 다이버시티 방식은 상기 페이딩 현상으로 인한 에러 발생을 방지하기 위해 주로 사용되며, 상기 다이버시티 방식은 크게 시간 다이버시티(time diversity) 방식과, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 방식 및 안테나 다이버시티(antenna diversity) 방식, 즉 공간 다이버시티(space diversity) 방식으로 분류된다. 상기 안테나 다이버시티 방식은 다수의 안테나들을 사용하는 방식으로서, 수신 안테나들을 다수개로 구비하여 적용하는 수신 안테나 다이버시티 방식과 송신 안테나들을 다수개로 구비하여 적용하는 송신 안테나 다이버시티 방식 및 다수개의 수신 안테나들과 다수개의 송신 안테나들을 구비하여 적용하는 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 방식으로 분류된다. 여기서, 상기 MIMO 방식은 일종의 시공간 부호화(STC: Space-Time Coding) 방식이며, 상기 시공간 부호화 방식은 미리 설정된 부호화 방식으로 부호화된 신호를 다수개의 송신 안테나들을 사용하여 송신함으로써 시간 영역(time domain)에서의 부호화 방식을 공간 영역(space domain)으로 확장하여 보다 낮은 에러 레이트를 달성하는 방식을 나타낸다.
두 번째로, 상기 HARQ 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 HARQ 방식은 자동 반복 요구(ARQ: Automatic Repaet reQuest, 이하 'ARQ'라 칭하기로 한다) 방식과 순방향 에러 정정(FEC: Forward Error Correction, 이하 'FEC'라 칭하기로 한다) 방식의 장점을 결합한 방식이다. 상기 HARQ 방식은 신호 수신 장치가 수신한 정보 데이터에 에러가 발생하였음을 검출하면, 신호 수신 장치로 상기 에러가 발생한 정보 데이터에 대한 재송신을 요구하는 방식으로, 결과적으로 상기 재송신으로 인해 신뢰성이 향상되는 방식이다. 또한, 상기 HARQ 방식 은 크게 체이스 컴바이닝(CC: Chase Combining, 이하 "CC"라 칭하기로 한다) 방식과 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy, 이하 "IR"이라 칭하기로 한다) 방식 등으로 구분된다.
따라서, 통신 시스템에서는 상기 MIMO 방식과 HARQ 방식을 함께 사용하는 것을 고려하고 있다. 이하, 설명의 편의상 상기 MIMO 방식과 HARQ 방식을 함께 사용하는 방식을 'MIMO-HARQ 방식'이라 칭하기로 한다. 현재 제안되어 있는 MIMO-HARQ 방식의 경우 채널 환경을 플랫 페이딩(flat fading) 채널 환경만을 고려하고 있다. 그러나, 실제 통신 시스템의 채널 환경은 주파수 선택적 페이딩(frequency-selective fading) 채널 환경이므로 플랫 페이딩 채널 환경만을 고려한 MIMO-HARQ 방식의 경우 실제 통신 시스템에서 사용할 경우 그 성능을 보장할 수 없게 된다. 따라서, 실제 통신 시스템의 주파수 선택적 페이딩 채널 환경을 고려한 MIMO-HARQ 방식을 사용하여 신호를 송수신하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 MIMO-HARQ 방식을 사용하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 통신 시스템에서 주파수 선택적 페이딩 채널 환경을 고려하여 MIMO-HARQ 방식을 사용하는 신호 송수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 통신 시스템에서 신호를 송신하는 장치에 있어서, MT개의 송신 안테나들과, MT개의 변조 심벌 스트림들을 소정 제어에 따라 결정되는 시공간 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 MT개의 송신 심벌 스트림들을 생성하고, 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들 각각을 상기 MT개의 송신 안테나들중 해당 송신 안테나를 통해 송신하는 시공간 부호화기와, 상기 MT개의 변조 심벌 스트림들에 상응하는 정보 데이터 비트 스트림의 송신 횟수에 상응하게 상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 제어기를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는; 통신 시스템에서 신호를 수신하는 장치에 있어서, MR개의 수신 안테나들과, 수신 안테나에 연결되며, 상기 수신 안테나를 통해 상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 MT개의 송신 안테나들을 통해 송신한 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 MR개의 FFT 유닛들과, 상기 MR개의 FFT 유닛들에서 출력한 신호를 선형 결합하여 수신 신호 벡터로 생성하고, 상기 수신 신호 벡터를 미리 설정되어 있는 신호 검출 방식으로 신호 검출하고, 상기 검출 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 송신 안테나들의 개수인 MT개로 구분하여 출력하는 신호 검출기와, 상기 신호 검출기에서 출력한 신호를 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)하는 MT개의 IFFT 유닛들과, 상기 IFFT 유닛에서 출력하는 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조하는 MT개의 복조기들을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호를 송신하는 방법에 있어서, MT개의 변조 심벌 스트림들을 소정 제어에 따라 결정되는 시공간 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 MT개의 송신 심벌 스트림들을 생성하고, 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들 각각을 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 MT개의 송신 안테나들중 해당 송신 안테나를 통해 송신하는 과정과, 상기 MT개의 변조 심벌 스트림들에 상응하는 정보 데이터 비트 스트림의 송신 횟수에 상응하게 상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 수신하는 방법에 있어서, 상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 MT개의 송신 안테나들을 통해 송신한 신호를 수신하고, 상기 수신 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)을 수행하는 과정과, 상기 FFT 수행된 신호를 선형 결합하여 수신 신호 벡터로 생성하고, 상기 수신 신호 벡터를 미리 설정되어 있는 신호 검출 방식으로 신호 검출하고, 상기 검출 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 송신 안테나들의 개수인 MT개로 구분하여 출력하는 과정과, 상기 MT개의 검출 신호들에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하는 과정과, 상기 IFFT 수행된 신호를 상 기 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조하는 과정을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다)-하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템(이하, 'MIMO-HARQ 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 특히, 본 발명은 채널 환경이 주파수 선택적 페이딩(frequency-selective fading) 채널 환경일 경우의 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명에서는 상기 MIMO-HARQ 통신 시스템의 신호 송신 장치가 MT개의 송신 안테나들을 포함하고, 신호 수신 장치가 MR개의 수신 안테나들을 포함한다고 가정하기로 한다. 이하 설명의 편의상 MT = 2 및 MT = 3일 경우의 신호 송수신 동작에 대해서만 설명하기로 하지만, 본 발명에서 제안하는 MIMO-HARQ 통신 시스템의 신호 송수신 동작은 MT = 2 및 MT = 3일 경우 뿐만 아 니라 다른 경우들에도 모두 적용 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 송신 안테나들의 개수가 2개일 경우(MT = 2)의 신호 송신 장치 내부 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 신호 송신 장치는 부호화기(encoder)(111)와, 직렬/병렬 변환기(serial to parallel convertor)(113)와, 변조기(modulator)(115)와, 시공간 부호화기(space-time encoder)(117)와, 제어기(119)와, 제1송신 안테나(121-1)와 제2송신 안테나(121-2)를 포함한다.
먼저, 신호 송신 장치로 송신하고자 하는 정보 데이터 비트 스트림(information data bit stream)이 입력되면, 상기 정보 데이터 비트 스트림은 상기 부호화기(111)로 전달된다. 여기서, 상기 정보 데이터 비트 스트림은 길이가 a이라고, 즉 a개의 정보 데이터 비트들을 포함한다고 가정하기로 한다. 상기 부호화기(111)는 상기 정보 데이터 비트 스트림을 미리 설정되어 있는 부호화 방식으로 부호화여 길이 n의 부호어(codeword) C를 생성한 후 상기 직렬/병렬 변환기(113)로 출력한다. 여기서, 상기 부호화 방식은 에러 검출 부호인 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호와 에러 정정 부호인 컨볼루션(convolution) 코드, 터보(turbo) 코드, 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 코드 등을 고려할 수 있음은 물론이다. 상기 부호화기(111)에서 출력하는 부호화 방식은 에러 검출 부호만을 고려하며, 부호어는 (n,a) CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호라고 가정하기로 한다. 상기 직렬/병렬 변환기(113)는 상기 (n,a) CRC 부호를 2개의 서브 블록(sub-block) 들로 병렬 변환한 후 상기 변조기(115)로 출력한다. 여기서, 상기 서브 블록들 각각의 길이를
Figure 112006085759510-pat00001
라고 가정하기로 한다.
상기 변조기(115)는 상기 직렬/병렬 변환기(113)에서 출력한 2개의 서브 블록들 각각을 미리 설정되어 있는 변조 방식으로 변조하여 변조 심벌 스트림으로 생성한 후 상기 시공간 부호화기(117)로 출력한다. 또한, 상기 변조기(115)는 상기 변조 방식으로 2b의 성상도(constellation) C를 가지는 BPSK(Binary Phase Shift Keying, 이하 'BPSK'라 칭하기로 한다) 방식과, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying, 이하 'QPSK'라 칭하기로 한다) 방식과, 8-PSK 방식과, 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation, 이하 'QAM'이라 칭하기로 한다) 방식 등과 같은 변조 방식들 중 어느 한 방식을 사용한다고 가정하기로 한다. 따라서, 상기 변조기(115)는 길이 nT의 서브 블록들 각각을 N(
Figure 112006085759510-pat00002
)개의 변조 심벌들을 포함하는 변조 심벌 스트림으로 생성한다. 여기서, 상기 변조기(115)에서 출력하는 변조 심벌 스트림은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00003
상기 수학식 1에서, i는 변조 심벌 스트림 인덱스를 나타내며, 상기 변조기(115)는 2개의 변조 심벌 스트림들을 생성하므로 상기 i는 i = 1,2가 된다.
상기 시공간 부호화기(117)는 상기 변조기(115)에서 출력한 변조 심벌 스트 림들을 입력하여 상기 제어기(119)의 제어에 따라 시공간 부호화한 후 해당 송신 안테나들로 출력한다. 그러면 여기서 상기 제어기(119)가 상기 시공간 부호화기(117)의 시공간 부호화 동작 제어 동작에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제어기(119)는 신호 수신 장치로부터 수신한, 상기 신호 송신 장치가 이전 송신 시구간에서 송신한 정보 데이터 비트 스트림에 대한 에러 발생 여부를 나타내는 정보, 즉 ACK 정보 혹은 NACK 정보에 상응하게 상기 시공간 부호화기(117)의 동작을 제어한다. 여기서, 상기 정보 데이터 비트 스트림이 초기 송신(initial transmission)되는 경우 상기 제어기(119)는 상기 신호 수신 장치로부터 수신한 ACK 정보 혹은 NACK 정보가 존재하지 않으므로 상기 ACK 정보 혹은 NACK 정보를 고려하지 않음은 물론이다. 상기 ACK 정보라 함은 상기 신호 수신 장치가 상기 신호 송신 장치에서 송신한 정보 데이터 비트 스트림을 정상적으로 복원하여 상기 정보 데이터 비트 스트림에 에러가 발생하지 않았음을 나타내는 정보이며, 상기 NACK 정보라 함은 상기 신호 수신 장치가 상기 신호 송신 장치에서 송신한 정보 데이터 스트림을 정상적으로 복원하지 못해 상기 정보 데이터 비트 스트림에 에러가 발생하였음을 나타내는 정보이다. 상기 제어기(119)는 신호 수신 장치로부터 NACK 정보가 수신될 경우 해당 정보 데이터 비트 스트림을 재송신하게 되는 것이다.
먼저, 상기 제어기(119)는 상기 정보 데이터 비트 스트림에 대한 홀수번째(odd) 송신일 경우 상기 시공간 부호화기(117)가 상기 변조기(115)에서 출력한 변조 심벌 스트림들을 그대로 해당 송신 안테나를 통해 송신되도록 제어한다. 여기 서, 상기 홀수번째 송신이라 함은 첫 번째 송신, 즉 초기 송신, 혹은 세 번째 송신, 즉 두 번째 재송신(retransmission) 등의 경우와 같은 송신을 나타낸다. 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신일 경우 상기 시공간 부호화기(117)가 각 송신 안테나를 통해 송신하기 위해 출력하는 송신 심벌 스트림은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00004
상기 수학식 2에서, j는 송신 안테나 인덱스를 나타내며, 상기 도 1에서는 2개의 송신 안테나들을 사용한다고 가정하였으므로 상기 j는 j = 1,2가 되고, k는 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신임을 나타내는 인덱스이다( k = 1, 3, 5, ... ).
즉, 상기 제어기(119)는 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신의 경우 상기 시공간 부호화기(117)가 제1송신 안테나(121-1)를 통해
Figure 112006085759510-pat00005
을 송신하도록 제어하고, 제2송신 안테나(121-2)를 통해
Figure 112006085759510-pat00006
을 송신하도록 제어한다. 상기에서 설명한 바와 같이 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신일 경우 제1송신 안테나(121-1)를 통해 송신되는 송신 심벌 스트림은 상기 변조기(115)에서 출력하는 첫 번째 변조 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00007
과 동일하고, 제2송신 안테나(121-2)를 통해 송신되는 송신 심벌 스트림은 상기 변조기(115)에서 출력하는 두 번째 변조 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00008
와 동일함을 알 수 있다.
다음으로, 상기 제어기(119)는 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째(even) 송신일 경우, 상기 시공간 부호화기(117)가 상기 변조기(115)에서 출력한 변조 심벌 스트림들을 시공간 블록 부호화(STBC: Space Time Block Coding) 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 해당 송신 안테나를 통해 송신되도록 제어한다. 여기서, 상기 시공간 블록 부호화 방식은 일 예로 Alamouti 시공간 블록 부호화 방식이라고 가정하기로 한다. 즉, 상기 제어기(119)는 상기 정보 데이터 비트 스트림이 두 번째 송신, 즉 첫 번째 재송신되거나, 혹은 네 번째 송신, 즉 세 번째 재송신되거나 하는 등의 경우 상기 시공간 부호화기(117)가 제1송신 안테나(121-1)를 통해
Figure 112006085759510-pat00009
을 송신하도록 제어하고, 제2송신 안테나(121-2)를 통해
Figure 112006085759510-pat00010
을 송신하도록 제어한다.
따라서, 상기 정보 데이터의 홀수번째 송신과 짝수번째 송신은 하기 수학식 3과 같은 관계를 가진다.
Figure 112006085759510-pat00011
상기 수학식 3에서 (.)N연산은 모듈로(modulo) N 연산을 나타내며, 상기 수학식 3을 주파수 영역으로 변환하면 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00012
상기 수학식 4에서,
Figure 112006085759510-pat00013
는 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00014
상기 수학식 5에서,
Figure 112006085759510-pat00015
은
Figure 112006085759510-pat00016
이산 푸리에 변환(DFT: Discrete Fourier Transform) 행렬을 나타낸다.
한편, 상기 도 1에서 정보 데이터 비트 스트림이 재송신될 때에는 별도의 부호화와, 직렬/병렬 변환 및 변조 동작은 수행될 필요가 없이 해당 정보 데이터 비트 스트림의 초기 송신시 생성된 변조 심벌 스트림들을 그대로 사용한다고 가정하기로 한다. 따라서, 상기 도 1에서는 해당 정보 데이터 비트 스트림의 재송신시 시공간 부호화기(117)만 그 시공간 부호화 동작을 수행하면 되는 것이다.
다음으로 도 2a 및 도 2b를 참조하여 도 1의 신호 송신 장치에서 송신하는 송신 심벌 스트림의 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 2a-도2b는 도 1의 신호 송신 장치에서 송신하는 송신 심벌 스트림의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2a에 도시되어 있는 송신 심벌 스트림의 구조는 k번째, 즉 홀수번째 정보 데이터 비트 스트림의 송신일 경우의 송신 심벌 스트림의 구조를 나타내며, 도 2b에 도시되어 있는 송신 심벌 스트림의 구조는 k+1번째, 즉 짝수번째 정보 데 이터 비트 스트림의 송신일 경우의 송신 심벌 스트림의 구조를 나타낸다.
다음으로 도 3을 참조하여 도 1의 신호 송신 장치에 대응하는 신호 수신 장치 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 3은 도 1의 신호 송신 장치에 대응하는 신호 수신 장치 내부 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 신호 수신 장치는 다수개, 일 예로 MR개의 수신 안테나들, 즉 제1수신 안테나(311-1) 내지 제MR 수신 안테나(311-MR)와, MR개의 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다) 유닛(unit)들, 즉 제1 FFT 유닛(313-1) 내지 제MR FFT 유닛(313-MR)과, 신호 검출기(315)과, 2개의 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다) 유닛들, 즉 제1 IFFT 유닛(317-1)과 제2 IFFT 유닛(317-2)와, 2개의 복조기(de-modulator)들, 즉 제1복조기(319-1)와 제2복조기(319-2)와, 병렬/직렬 변환기(parallel to serial parallel convertor)(321)와, 복호기(decoder)(323)를 포함한다.
첫 번째로, 도 1의 신호 송신 장치에서 정보 데이터 비트 스트림을 홀수번째, 즉 k번째 송신하였을 경우, 상기 신호 송신 장치에서 2개의 송신 안테나들을 통해 송신한 신호는 상기 MR개의 수신 안테나들 각각을 통해 수신되고, 상기 MR개의 수신 안테나들 각각은 그 수신한 신호를 해당 FFT 유닛으로 전달한다. 즉, 제1수신 안테나(311-1)는 수신한 신호를 제1FFT 유닛(313-1)으로 출력하고, 제2수신 안테나(311-2)는 수신한 신호를 제2FFT 유닛(313-2)으로 출력하고, 이런 식으로 제MR수신 안테나(311-MR)는 수신한 신호를 제MR FFT 유닛(313-MR)로 출력한다. 상기 제1FFT 유닛(313-1) 내지 제MR FFT 유닛(313-MR) 각각은 입력되는 신호를 FFT 연산한 후 상기 신호 검출기(315)로 출력한다. 여기서, m번째 FFT 유닛에서 출력하는 신호는 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00017
상기 수학식 6에서, m은 수신 안테나를 나타내는 인덱스이며(m = 1, 2, ... , MR)이며,
Figure 112006085759510-pat00018
는 채널 주파수 응답을 가지는 대각 행렬을 나타내며,
Figure 112006085759510-pat00019
는 j번째 송신 안테나에서 m번째 수신 안테나로의 다중 경로 채널 임펄스 응답을 나타내며,
Figure 112006085759510-pat00020
는 신호 수신 장치에서의 채널 잡음의 FFT 연산 값을 나타낸다.
한편, 상기 신호 검출기(315)는 상기 제1FFT 유닛(313-1) 내지 제MR FFT 유닛(313-MR) 각각에서 출력하는 신호를 입력하여 선형 결합하며, 상기 선형 결합한 신호를 수신 신호 벡터로 생성한다. 여기서, 상기 k번째 정보 데이터 비트 스트림의 송신에 대응하는 k번째 수신 신호 벡터를
Figure 112006085759510-pat00021
라고 칭하기로 한다. 여기서, 상 기
Figure 112006085759510-pat00022
는 MR개의 수신 안테나들을 통해 수신된 수신 신호 벡터로서,
Figure 112006085759510-pat00023
이라고 가정할 경우, 상기 수학식 6은 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00024
상기 수학식 7에서,
Figure 112006085759510-pat00025
이고,
Figure 112006085759510-pat00026
이고,
Figure 112006085759510-pat00027
이다.
한편, 상기 신호 검출기(315)는 상기 제1FFT 유닛(313-1) 내지 제MR FFT 유닛(313-MR) 각각에서 출력하는 신호를 입력하여 미리 설정되어 있는 신호 검출 방식, 일 예로 정합필터(Matched Filter)를 통과하고 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error, 이하 'MMSE'라 칭하기로 한다) 방식 혹은 제로 포싱(ZF: Zero Forcing, 이하 'ZF'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하여 신호를 검출한다.
그러면 첫 번째로 상기 신호 검출기(315)가 MMSE 방식을 사용하여 신호를 검 출할 경우의 동작에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 신호 검출기(315)가 MMSE 방식을 사용하여 신호를 검출할 경우, 그 검출되는 신호는 하기 수학식 8에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00028
상기 수학식 8에서,
Figure 112006085759510-pat00029
은 상기 신호 송신 장치에서 제1송신 안테나(121-1)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00030
와 제2송신 안테나(121-2)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00031
을 포함한다. 여기서, SNR은 상기 신호 수신 장치에서 수신 안테나당 신호대 잡음비(signal to noise ratio)를 나타낸다. 상기 신호 검출기(315)는 수신 안테나 유닛(311)을 통해 수신된 수신 신호를 FFT 유닛(313)을 통해 주파수 영역의 식으로 표현한
Figure 112006085759510-pat00032
를 입력으로 하여 MIMO 채널의 주파수 영역 식인
Figure 112006085759510-pat00033
를 이용하여 정합 필터를 통과(
Figure 112006085759510-pat00034
)하고, MMSE 방식을 이용하여 신호를 검출하는 것을 포함한다. 여기서, 정합 필터는 상기 MIMO 채널의 주파수 영역 식인
Figure 112006085759510-pat00035
의 이항 컨쥬게이트(transpose conjugate)
Figure 112006085759510-pat00036
로 표현할 수 있다.
상기 신호 검출기(315)는
Figure 112006085759510-pat00037
을 상기 제1IFFT 유닛(317-1)으로 출력하고,
Figure 112006085759510-pat00038
을 상기 제2IFFT 유닛(317-2)으로 출력한다. 상기 제1IFFT 유닛(317-1)은 상기
Figure 112006085759510-pat00039
를 입력하여 IFFT 연산을 수행한 후 최종적으로 송신 심벌 스트 림
Figure 112006085759510-pat00040
을 복원하여 상기 제1복조기(319-1)로 출력한다. 상기 제2IFFT 유닛(317-2)은 상기
Figure 112006085759510-pat00041
를 입력하여 IFFT 연산을 수행한 후 최종적으로 송신 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00042
을 복원하여 상기 제2복조기(319-2)로 출력한다.
두 번째로, 상기 신호 검출기(315)가 ZF 방식을 사용하여 신호를 검출할 경우의 동작에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
상기 신호 검출기(315)가 ZF 방식을 사용하여 신호를 검출할 경우, 그 검출되는 신호는 하기 수학식 9에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00043
상기 수학식 9에서,
Figure 112006085759510-pat00044
를 나타내며, 이는 주파수 영역의 정합필터
Figure 112006085759510-pat00045
와 ZF 방식의 신호 검출방법을 의미한다. 여기서,
Figure 112006085759510-pat00046
은 상기 신호 송신 장치에서 제1송신 안테나(121-1)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00047
과 제2송신 안테나(121-2)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00048
를 포함한다.
상기 신호 검출기(315)는
Figure 112006085759510-pat00049
를 상기 제1IFFT 유닛(317-1)으로 출력하고,
Figure 112006085759510-pat00050
를 상기 제2IFFT 유닛(317-2)으로 출력한다. 상기 제1IFFT 유닛(317-1)은 상기
Figure 112006085759510-pat00051
를 입력하여 IFFT 연산을 수행한 후 최종적으로 송신 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00052
을 복원하여 상기 제1복조기(319-1)로 출력한다. 상기 제2IFFT 유닛(317-2)은 상기
Figure 112006085759510-pat00053
를 입력하여 IFFT 연산을 수행한 후 최종적으로 송신 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00054
을 복원하여 상기 제2복조기(319-2)로 출력한다.
한편, 상기 제1복조기(319-1)는 상기 제1IFFT 유닛(317-1)에서 출력한 신호를 상기 신호 송신 장치의 변조기(115)에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조한 후 상기 병렬/직렬 변환기(321)로 출력한다. 또한, 상기 제2복조기(319-2)는 상기 제2IFFT 유닛(317-2)에서 출력한 신호를 상기 신호 송신 장치의 변조기(115)에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조한 후 상기 병렬/직렬 변환기(321)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기(321)는 상기 제1복조기(319-1) 및 제2복조기(319-2)에서 출력한 신호를 입력하여 직렬 변환한 후 상기 복호기(323)로 출력한다. 상기 복호기(323)는 상기 병렬/직렬 변환기(321)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 신호 송신 장치의 부호화기(111)에서 사용한 부호화 방식에 상응하는 복호 방식으로 복호한 후 정보 데이터 비트 스트림으로 복원한다. 여기서, 상기 복호기(323)에서 상기 병렬/직렬 변환기(321)에서 출력한 신호를 정상적으로 정보 데이터 비트 스트림으로 복원할 수 있을 경우 상기 신호 수신 장치는 상기 도 3에 별도로 도시하지는 않았으나 송신기를 통해 상기 신호 송신 장치로 ACK 정보를 송신하고, 이와는 반대로 상기 복호기(323)에서 상기 복조기병렬/직렬 변환기(321)에서 출력한 신호를 정상적으로 정보 데이터 비트 스트림으로 복원할 수 없을 경우 상기 신호 송신 장치로 NACK 정보를 송신한다.
상기 신호 수신 장치에서 상기 홀수번째 정보 데이터의 송신에 대해서 NACK 정보를 송신함에 따라 신호 송신 장치는 다시 짝수번째, 즉 k+1번째 정보 데이터의 송신을 수행하게 된다. 이 경우, 상기 신호 검출기(315)에서 출력하는 k+1번째 수신 신호 벡터를
Figure 112006085759510-pat00055
이라고 칭하기로 하며, 상기 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00056
는 하기 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00057
여기서, 상기 수학식 4를 사용할 경우 상기 수학식 10은 하기 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00058
상기 수학식 11에서,
Figure 112006085759510-pat00059
이고,
Figure 112006085759510-pat00060
이다.
또한, 상기 신호 검출기(315)는 정보 데이터 비트 스트림의 k+1번째 송신에서의 정합 필터(matched filter) 출력인
Figure 112006085759510-pat00061
과 정보 데이터 비트 스트림의 k번째 송신에서의 정합 필터 출력인
Figure 112006085759510-pat00062
을 결합하여 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00063
를 생성하며, 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00064
는 하기 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00065
또한, 상기 수학식 12는 하기 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00066
상기 수학식 13에서,
Figure 112006085759510-pat00067
는 하기 수학식 14에 나타낸 바와 같으며,
Figure 112006085759510-pat00068
는 하기 수학식 15에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00069
Figure 112006085759510-pat00070
또한, 시간 영역에서 분산 채널이 느리게 변화한다고 가정하였으므로, 하기 수학식 16과 같은 관계가 성립한다.
Figure 112006085759510-pat00071
따라서, 상기 행렬
Figure 112006085759510-pat00072
는 대각 행렬이 됨을 쉽게 알 수 있으며, 상기 행렬
Figure 112006085759510-pat00073
는 하기 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00074
상기 수학식 17에서
Figure 112006085759510-pat00075
( i = 1, 2, ... , N)이다.
또한, 상기 신호 검출기(315)는 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00076
에 대해서도 상기 MMSE 방식 혹은 ZF 방식을 사용하여 신호를 검출한다.
그러면 첫 번째로 상기 신호 검출기(315)가 MMSE 방식을 사용하여 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00077
에 대해 신호를 검출할 경우의 동작에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 신호 검출기(315)가 MMSE 방식을 사용하여 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00078
에 대해 신호를 검출할 경우, 그 검출되는 신호는 하기 수학식 18에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00079
상기 수학식 18에서,
Figure 112006085759510-pat00080
은 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00081
중 상기 신호 송신 장치에서 제1송신 안테나(121-1)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00082
와 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00083
중 제2송신 안테나(121-2)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00084
를 포함한다.
상기 신호 검출기(315)는
Figure 112006085759510-pat00085
을 상기 제1IFFT 유닛(317-1)으로 출력하고,
Figure 112006085759510-pat00086
을 상기 제2IFFT 유닛(317-2)으로 출력한다. 상기 제1IFFT 유닛(317-1)은 상기
Figure 112006085759510-pat00087
를 입력하여 IFFT 연산을 수행한 후 최종적으로 송신 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00088
을 복원하여 상기 제1복조기(319-1)로 출력한다. 상기 제2IFFT 유닛(317-2)은 상기
Figure 112006085759510-pat00089
를 입력하여 IFFT 연산을 수행한 후 최종적으로 송신 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00090
을 복원하여 상기 제2복조기(319-2)로 출력한다.
두 번째로, 상기 신호 검출기(315)가 ZF 방식을 사용하여 신호를 검출할 경우의 동작에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
상기 신호 검출기(315)가 ZF 방식을 사용하여 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00091
에 대해 신호를 검출할 경우, 그 검출되는 신호는 하기 수학식 19에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00092
상기 수학식 19에서,
Figure 112006085759510-pat00093
은 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00094
중 상기 신호 송신 장치에서 제1송신 안테나(121-1)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00095
과 상기 결합 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00096
중 제2송신 안테나(121-2)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00097
를 포함한다.
상기 신호 검출기(315)는
Figure 112006085759510-pat00098
를 상기 제1IFFT 유닛(317-1)으로 출력하고,
Figure 112006085759510-pat00099
를 상기 제2IFFT 유닛(317-2)으로 출력한다. 상기 제1IFFT 유닛(317-1)은 상기
Figure 112006085759510-pat00100
를 입력하여 IFFT 연산을 수행한 후 최종적으로 송신 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00101
을 복원하여 상기 제1복조기(319-1)로 출력한다. 상기 제2IFFT 유닛(317-2)은 상기
Figure 112006085759510-pat00102
를 입력하여 IFFT 연산을 수행한 후 최종적으로 송신 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00103
을 복원하여 상기 제2복조기(319-2)로 출력한다.
한편, 상기 제1복조기(319-1)는 상기 제1IFFT 유닛(317-1)에서 출력한 신호를 상기 신호 송신 장치의 변조기(115)에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조한 후 상기 병렬/직렬 변환기(321)로 출력한다. 또한, 상기 제2복조기(319-2)는 상기 제2IFFT 유닛(317-2)에서 출력한 신호를 상기 신호 송신 장치의 변조기(115)에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조한 후 상기 병렬/직렬 변환기(321)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기(321)는 상기 제1복조기(319-1) 및 제2복조기(319-2)에서 출력한 신호를 입력하여 직렬 변환한 후 상기 복호기(323)로 출력한다. 상기 복호기(323)는 상기 병렬/직렬 변환기(321)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 신호 송신 장치의 부호화기(111)에서 사용한 부호화 방식에 상응하는 복호 방식으로 복호한 후 정보 데이터 비트 스트림으로 복원한다. 물론, 상기 복호기(323)에서 다시 정보 데이터 비트 스트림에 대한 정상 복원이 불가능할 경우 상기 신호 송신 장치로 NACK 정보를 송신하게 되며, 이 경우 상기에서 설명한 바와 같은 동작이 다시 수행되게 되는 것이다.
결과적으로, 신호 송신 장치에서 정보 데이터 비트 스트림을 K번째 송신하였을 때까지를 가정할 경우 하기 수학식 20 및 수학식 21과 같은 관계가 성립됨을 알 수 있다. 단, K번째는 짝수번째 혹은 홀수번째 모두가 가능하므로, 짝수번째 송신임을 나타낼 경우에는 'evenK'로, 홀수번째 송신임을 나타낼 경우에는 'oddK'로 표기하기로 한다.
Figure 112006085759510-pat00104
상기 수학식 20에서,
Figure 112006085759510-pat00105
(단, i = 1, 2, ... , N)이다.
Figure 112006085759510-pat00106
상기 수학식 21에서,
Figure 112006085759510-pat00107
이고,
Figure 112006085759510-pat00108
(단, i = 1, 2, ... , N)이고,
Figure 112006085759510-pat00109
(단, i = 1, 2, ... , N)이다.
상기 도 1 내지 도 3에서는 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하는 경우의 상기 MIMO-HARQ 통신 시스템에서의 신호 송수신 동작에 대해서 설명하였다. 다음으로 도 4 내지 도 6을 참조하여 신호 송신 장치가 3개의 송신 안테나들을 사용하는 경우의 상기 MIMO-HARQ 통신 시스템에서의 신호 송수신 동작에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 송신 안테나들의 개수가 3개일 경우(MT = 3)의 신호 송신 장치 내부 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 신호 송신 장치는 부호화기(411)와, 직렬/병렬 변환기(413)와, 변조기(415)와, 시공간 부호화기(417)와, 제어기(419)와, 제1송신 안테나(421-1) 내지 제3송신 안테나(421-3)를 포함한다.
먼저, 신호 송신 장치로 송신하고자 하는 정보 데이터 비트 스트림이 입력되면, 상기 정보 데이터 비트 스트림은 부호화기(411)로 전달된다. 여기서, 상기 정보 데이터 비트 스트림은 길이가 a이라고, 즉 a개의 정보 데이터 비트들을 포함한다고 가정하기로 한다. 상기 부호화기(411)는 상기 정보 데이터 비트 스트림을 미리 설정되어 있는 부호화 방식으로 부호화여 길이 n의 부호어 C를 생성한 후 상기 직렬/병렬 변환기(413)로 출력한다. 여기서, 상기 부호화기(411)에서 출력하는 부호어는 (n, a) CRC 부호라고 가정하기로 한다. 상기 직렬/병렬 변환기(413)는 상기 (n,a) CRC 부호를 3개의 서브 블록들로 병렬 변환한 후 상기 변조기(415)로 출력한다. 여기서, 상기 서브 블록들 각각의 길이를
Figure 112006085759510-pat00110
라고 가정하기로 한다.
상기 변조기(415)는 상기 직렬/병렬 변환기(413)에서 출력한 3개의 서브 블록들 각각을 미리 설정되어 있는 변조 방식으로 변조하여 변조 심벌들로 생성한 후 상기 시공간 부호화기(417)로 출력한다. 또한, 상기 변조기(415)는 상기 변조 방식으로 2b의 성상도 C를 가지는 BPSK 방식과, QPSK 방식과, 8-PSK 방식과, 16-QAM 방식 등과 같은 변조 방식들 중 어느 한 방식을 사용한다고 가정하기로 한다. 따라서, 상기 변조기(415)는 길이 nT의 서브 블록들 각각을 N(
Figure 112006085759510-pat00111
)개의 변조 심벌들로 생성한다. 여기서, 상기 변조기(415)에서 출력하는 변조 심벌 스트림은 상기 수학식 1에 나타낸 바와 동일하게 표현 가능하며, 다만 상기 변조기(415)가 3개의 변조 심벌 스트림들을 생성하므로 변조 심벌 스트림 인덱스 i는 i = 1,2,3이 된다는 면에서만 상이할 뿐이다.
상기 시공간 부호화기(417)는 상기 변조기(415)에서 출력한 변조 심벌 스트림들을 입력하여 상기 제어기(419)의 제어에 따라 시공간 부호화한 후 해당 송신 안테나들로 출력한다. 그러면 여기서 상기 제어기(419)가 상기 시공간 부호화기(417)의 시공간 부호화 동작 제어 동작에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제어기(419)는 신호 수신 장치로부터 수신한, 상기 신호 송신 장치가 이전 송신 시구간에서 송신한 정보 데이터 비트 스트림에 대한 에러 발생 여 부를 나타내는 정보, 즉 ACK 정보 혹은 NACK 정보에 상응하게 상기 시공간 부호화기(417)의 동작을 제어한다. 여기서, 상기 정보 데이터 비트 스트림이 초기 송신되는 경우 상기 제어기(419)는 상기 신호 수신 자치로부터 수신한 ACK 정보 혹은 NACK 정보가 존재하지 않으므로 상기 ACK 정보 혹은 NACK 정보를 고려하지 않음은 물론이다. 상기 제어기(419)는 신호 수신 장치로부터 NACK 정보가 수신될 경우 해당 정보 데이터 비트 스트림을 재송신하게 되는 것이다.
먼저, 상기 제어기(419)는 상기 정보 데이터 비트 스트림에 대한 홀수번째 송신일 경우 상기 시공간 부호화기(417)가 상기 변조기(415)에서 출력한 변조 심벌 스트림들을 그대로 해당 송신 안테나를 통해 송신되도록 제어한다. 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신일 경우 상기 시공간 부호화기(417)가 각 송신 안테나를 통해 송신하기 위해 출력하는 송신 심벌 스트림은 상기 수학식 2에 나타낸 바와 동일하게 표현 가능하며, 다만 상기 신호 송신 장치가 3개의 송신 안테나들을 사용하므로 송신 안테나 인덱스 j는 j = 1,2,3이 된다는 면에서만 상이할 뿐이다.
즉, 상기 제어기(419)는 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신의 경우 상기 시공간 부호화기(417)가 제1송신 안테나(421-1)를 통해
Figure 112006085759510-pat00112
을 송신하도록 제어하고, 제2송신 안테나(421-2)를 통해
Figure 112006085759510-pat00113
을 송신하도록 제어하고, 제3송신 안테나(421-3)를 통해
Figure 112006085759510-pat00114
을 송신하도록 제어한다. 상기에서 설명한 바와 같이 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신일 경우 제1 송신 안테나(421-1)를 통해 송신되는 송신 심벌 스트림은 상기 변조기(415)에서 출력하는 첫 번째 변조 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00115
과 동일하고, 제2송신 안테나(421-2)를 통해 송신되는 송신 심벌 스트림은 상기 변조기(415)에서 출력하는 두 번째 변조 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00116
와 동일하고, 제3송신 안테나(421-3)를 통해 송신되는 송신 심벌 스트림은 상기 변조기(415)에서 출력하는 세 번째 변조 심벌 스트림
Figure 112006085759510-pat00117
와 동일함을 알 수 있다.
다음으로, 상기 제어기(419)는 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신일 경우, 상기 시공간 부호화기(417)가 상기 변조기(415)에서 출력한 변조 심벌 스트림들을 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 해당 송신 안테나를 통해 송신되도록 제어한다. 여기서, 상기 시공간 블록 부호화 방식은 일 예로 다중 Alamouti 시공간 블록 부호화 방식이라고 가정하기로 한다. 여기서, 상기 제어기(419)는 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신일 경우 하기의 3가지 송신 방식들 중 어느 한 송신 방식에 상응하게 상기 시공간 부호화기(417)의 동작을 제어한다.
(1) 제1송신 방식
상기 제1송신 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(419)는 상기 시공간 부호화기(417)가 제1송신 안테나(421-1)를 통해
Figure 112006085759510-pat00118
을 송신하도록 제어하고, 제2송신 안테나(421-2)를 통해
Figure 112006085759510-pat00119
을 송신하도록 제 어하고, 제3송신 안테나(421-3)를 통해
Figure 112006085759510-pat00120
을 송신하도록 제어한다.
(2) 제2송신 방식
상기 제2송신 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(419)는 상기 시공간 부호화기(417)가 제1송신 안테나(421-1)를 통해
Figure 112006085759510-pat00121
을 송신하도록 제어하고, 제2송신 안테나(421-2)를 통해
Figure 112006085759510-pat00122
을 송신하도록 제어하고, 제3송신 안테나(421-3)를 통해
Figure 112006085759510-pat00123
을 송신하도록 제어한다.
(3) 제3송신 방식
상기 제3송신 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(419)는 상기 시공간 부호화기(417)가 제1송신 안테나(421-1)를 통해
Figure 112006085759510-pat00124
을 송신하도록 제어하고, 제2송신 안테나(421-2)를 통해
Figure 112006085759510-pat00125
을 송신하도록 제어하고, 제3송신 안테나(421-3)를 통해
Figure 112006085759510-pat00126
을 송신하도록 제어한다.
그러면 여기서, 제어기(419)가 상기 시공간 부호화기(417)가 상기 3개의 송신 방식들중 어느 송신 방식을 사용하도록 할 것인지 선택하는 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제어기(419)는 상기 시공간 부호화기(417)가 최소 심벌 에러 확률을 가지는 송신 방식을 사용하도록 상기 시공간 부호화기(417)가 사용할 송신 방식을 선택한다. 즉, 상기 제어기(419)는 상기 시공간 부호화기(417)가 사용할 경우 최소 심벌 에러 확률을 가지는 송신 방식을 상기 시공간 부호화기(417)가 사용할 송신 방식으로 선택함으로써, 통신 시스템 전체 성능을 향상시키도록 하는 것이다. 여기서, 상기 심벌 에러 확률은 하기 수학식 22와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00127
상기 수학식 22에서,
Figure 112006085759510-pat00128
이며, dmin는 사용되는 안테나 성상도당 최소 거리(minimum distance)를 나타내며, Ne는 심볼 에러 레이트에 가장 크게 영향을 미치는 성상도 상에서 가장 인접한 심볼의 평균 개수를 나타낸다.
또한, NNUB(nearest neighbor union bound)를 사용할 경우, 상기 수학식 22는 하기 수학식 23과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00129
Figure 112006085759510-pat00130
상기 수학식 23에서, SNRmin은 MTN개의 수신 심벌들의 SNR들중 최소 SNR을 나타낸다.
상기 제어기(419)는 상기 3개의 송신 방식들 각각에 대해 최대
Figure 112006085759510-pat00131
을 선택하며, 상기
Figure 112006085759510-pat00132
는 하기 수학식 24에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00133
상기 수학식 24에서, p= 1, ... , MTN이며, d는 송신 방식을 나타내는 인덱스이며, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 시공간 부호화기(417)가 사용 가능한 송신 방식들은 제1송신 방식 내지 제3송신 방식이므로, d = 1,2,3이다.
상기와 같은 방식으로 상기 시공간 부호화기(417)가 사용할 송신 방식을 선택한 후, 상기 제어기(419)는 상기 선택한 송신 방식에 상응하게 상기 시공간 부호화기(417)의 시공간 부호화 동작을 제어하게 되는 것이다. 그런데, 상기 선택한 송신 방식을 사용하여 송신한 정보 데이터 비트 스트림이 정상적으로 복원되지 못했을 경우, 즉 신호 수신 장치로부터 NACK 정보를 수신하였을 경우 상기 제어기(419)는 상기 선택했던 송신 방식 이외의 송신 방식들중 어느 한 송신 방식을 선택하여 상기 시공간 부호화기(417)가 동작하도록 제어한다. 일 예로, 두 번째 송신시, 즉 첫 번째 재송신시 제1송신 방식을 사용하였다고 가정할 경우, 상기 두 번째 송신에 대해 신호 수신 장치로부터 NACK 정보를 수신하면 상기 제어기(419)는 상기 첫 번째 재송신시 사용했던 제1송신 방식을 제외한 나머지 두개의 송신 방식들중 어느 한 송신 방식을 두 번째 재송신에 대한 송신 방식으로 결정한다. 한편, 두 번째 재송신까지 수행된 후의 SNR은 하기 수학식 25와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00134
상기 수학식 25에서, d는 첫 번째 재송신시 선택된 송신 방식을 나타내는 인덱스이며, l은 두 번째 재송신시 선택된 송신 방식을 나타내는 인덱스이며, []pp는 매트릭스의 p 번째 행, p 번째 열을 의미한다.. 또한,
Figure 112006085759510-pat00135
와
Figure 112006085759510-pat00136
은 다음에 나타낸 매트릭스 중 하나이며, 각각 첫 번째 재송시와 두 번째 재송시의 송신 방식을 나타내는 인덱스에 의해 구별된다.
Figure 112006085759510-pat00137
Figure 112006085759510-pat00138
Figure 112006085759510-pat00139
다음으로 도 5를 참조하여 도 4의 신호 송신 장치에서 송신하는 송신 심벌 스트림의 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 5는 도 4의 신호 송신 장치에서 송신하는 송신 심벌 스트림의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 5에 도시되어 있는 송신 송신 심벌 스트림의 구조는 k번째, 즉 홀수번째 정보 데이터 비트 스트림의 송신일 경우의 송신 심벌 스트림의 구조를 나타낸다.
다음으로 도 6을 참조하여 도 4의 신호 송신 장치에 대응하는 신호 수신 장치 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 6은 도 4의 신호 송신 장치에 대응하는 신호 수신 장치 내부 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 신호 수신 장치는 다수개, 일 예로 MR개의 수신 안테나들, 즉 제1수신 안테나(611-1) 내지 제MR 수신 안테나(611-MR)와, MR개의 FFT 유닛들, 즉 제1 FFT 유닛(613-1) 내지 제MR FFT 유닛(613-MR)과, 신호 검출기(615)와, 3개의 IFFT 유닛들, 즉 제1 IFFT 유닛(617-1) 내지 제3 IFFT 유닛(617-3)과, 3개의 복조기들, 즉 제1복조기(619-1)와, 제2복조기(619-2)와, 제3복조기(619-3)와, 병렬/직렬 변환기(621)와, 복호기(623)를 포함한다.
첫 번째로, 도 4의 신호 송신 장치에서 정보 데이터 비트 스트림을 홀수번째, 즉 k번째 송신하였을 경우, 상기 신호 송신 장치에서 3개의 송신 안테나들을 통해 송신한 신호는 상기 신호 수신 장치의 MR개의 수신 안테나들 각각을 통해 수신되고, 상기 MR개의 수신 안테나들 각각은 그 수신한 신호를 해당 FFT 유닛으로 전달한다. 즉, 제1수신 안테나(611-1)는 수신한 신호를 제1FFT 유닛(613-1)으로 출력하고, 제2수신 안테나(611-2)는 수신한 신호를 제2FFT 유닛(613-2)으로 출력하고, 이런 식으로 제MR수신 안테나(611-MR)는 수신한 신호를 제MR FFT 유닛(613-MR)로 출력한다. 상기 제1FFT 유닛(613-1) 내지 제MR FFT 유닛(613-MR) 각각은 입력되는 신호를 FFT 연산한 후 상기 신호 검출기(615)로 출력한다.
상기 신호 검출기(615)는 상기 제1FFT 유닛(613-1) 내지 제MR FFT 유닛(613-MR) 각각에서 출력하는 신호를 입력하여 선형 결합하며, 상기 선형 결합한 신호가 수신 신호 벡터가 된다. 한편, 신호 송신 장치에서 사용 가능한 전체 송신 전력이 P0로 노말라이즈(normalize)되었다고 가정할 경우, 첫 번째 정보 데이터 비트 스트림의 송신에 대응하는 첫 번째 수신 신호 벡터
Figure 112006085759510-pat00140
은 하기 수학식 26과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00141
상기 수학식 26에서,
Figure 112006085759510-pat00142
Figure 112006085759510-pat00143
이고,
Figure 112006085759510-pat00144
이고,
Figure 112006085759510-pat00145
이다.
한편, 상기 신호 검출기(615)는 상기 제1FFT 유닛(613-1) 내지 제MR FFT 유 닛(613-MR) 각각에서 출력하는 신호를 입력하여 미리 설정되어 있는 신호 검출 방식, 일 예로 MMSE 방식 혹은 ZF 방식을 사용하여 신호를 검출한다.
그러면, 첫 번째로 상기 신호 검출기(615)가 MMSE 방식을 사용하여 신호를 검출할 경우, 그 검출되는 신호는 하기 수학식 27에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00146
상기 수학식 27에서,
Figure 112006085759510-pat00147
은 상기 신호 송신 장치에서 제1송신 안테나(421-1)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00148
와, 제2송신 안테나(421-2)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00149
과, 제3송신 안테나(421-3)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00150
을 포함한다.
두 번째로, 상기 신호 검출기(615)가 ZF 방식을 사용하여 신호를 검출할 경우의 동작에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
상기 신호 검출기(615)가 ZF 방식을 사용하여 신호를 검출할 경우, 그 검출되는 신호는 하기 수학식 28에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00151
상기 수학식 28에서,
Figure 112006085759510-pat00152
은 상기 신호 송신 장치에서 제1송신 안테나(421-1)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00153
과, 제2송신 안테나(421- 2)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00154
과, 제3송신 안테나(421-3)를 통해 송신한 신호에 대한 검출 신호인
Figure 112006085759510-pat00155
을 포함한다.
한편, 상기 도 4에서 설명한 바와 같이 첫 번째 재송신 후, 선택된 송신 방식 d에 대해 수신되는 수신 신호 벡터는 하기 수학식 29와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00156
따라서, 첫 번째 송신과 두 번째 송신에 따른 수신 신호 벡터를 결합할 경우 하기 수학식 30과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00157
Figure 112006085759510-pat00158
Figure 112006085759510-pat00159
상기 수학식 30에서,
Figure 112006085759510-pat00160
이고,
Figure 112006085759510-pat00161
이고,
Figure 112006085759510-pat00162
이다.
한편, 상기 신호 검출기(615)는 ZF 방식을 사용하여 두 번째 송신에 대해 신호를 검출할 경우, 그 검출 신호는 하기 수학식 31에 나타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00163
따라서, SNR은 하기 수학식 32와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006085759510-pat00164
다음으로 도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용할 경우의 성능에 대해서 설명하기로 한다. 또한, 상기 도 7 내지 도 11에 도시한 성능 그래프는 다음과 같은 가정하에 얻어진 성능 그래프임에 유의하여야만 한다.
(1) 서브 블록당 심벌의 개수: 512개
(2) CP(cyclic Prefix)의 길이: 32
(3) FFT 사이즈: 512
(4) 변조 방식: QPSK 방식
(5) 채널 모델
① 다중 경로 모델: 지수 감쇠 전력 프로파일(exponentially decaying per profile)을 가지는 Rayleigh fading 채널
② 채널은 탭 웨이트(tap weight)의 RMS(Root Mean Square) 지연 확산에 의해 규정되며, K번의 정보 데이터 송신 동안 일정하지만 분산이 심하다. 또한, 상기 채널의 임펄스 응답은 랜덤 균등 분산 위상과 지수 감쇠 평균 전력을 가지는 Rayleigh 분산 크기를 가지는 복소 샘플들로 구성되며, 이는 하기 수학식 33에 나 타낸 바와 같다.
Figure 112006085759510-pat00165
상기 수학식 33에서,
Figure 112006085759510-pat00166
이고,
Figure 112006085759510-pat00167
이다. 여기서,
Figure 112006085759510-pat00168
는 샘플링 레이트에 노말라이즈된 채널의 RMS 지연 확산을 나타낸다. 또한, 상기 채널의 최대 탭 개수 L은 마지막 탭과 처음 탭간의 전력 차에 상응하게 동적으로 설정 가능하며, 그 동적 범위는 20[dB], 즉
Figure 112006085759510-pat00169
이다. 상기 도 7 내지 도 11에서는
Figure 112006085759510-pat00170
이고, L = 5라고 가정하였다.
상기 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용할 경우의 정보 데이터 비트 스트림 송신 횟수에 따른 비트 에러 레이트(BER: Bit Error Rate, 이하 'BER'이라 칭하기로 한다) 성능을 도시한 그래프이다.
상기 도 7에 도시되어 있는 BER 성능 그래프는 신호 검출 방식으로서 MMSE 방식 혹은 ZF 방식을 사용할 경우의 정보 데이터 비트 스트림 송신 횟수 K에 따른 BER을 도시한 그래프이다. 상기 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 K가 증가할수록 그 BER 성능이 향상됨을 알 수 있다.
상기 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 신호 검출 방식으로서 MMSE 방식을 사용하고, 채널 환경이 주파수 선택적 채널일 경우의 성능과 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 STBC 방식만을 사용할 경우의 성능을 비교 도시한 그래프이다.
상기 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 STBC 방식만을 사용하는 경우에 비해 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식을 사용할 경우 그 BER 성능이 우수함을 알 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식은 공간과 주파수를 고려한 방식으로서 공간 주파수 블록 부호화(SFBC: Space Frequency Block Coding) 방식이라고 할 수 있으며, 따라서 도 8에서 SFBC로 기재한 그래프가 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식을 사용할 경우의 성능 그래프가 되는 것이다.
상기 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 신호 검출 방식으로서 ZF 방식을 사용하고, 채널 환경이 주파수 선택적 채널일 경우의 성능과 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 STBC 방식만을 사용할 경우의 성능을 비교 도시한 그래프이다.
상기 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 STBC 방식만을 사용하는 경우에 비해 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식을 사용할 경우 그 BER 성능이 우수함을 알 수 있다. 상기 도 9에서도 SFBC로 기재한 그래프가 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식을 사용할 경우의 성능 그래프가 되는 것이다.
상기 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송 신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 신호 검출 방식으로서 MMSE 방식을 사용하고, 채널 환경이 플랫 페이딩 채널일 경우의 성능과 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 STBC 방식만을 사용할 경우의 성능을 비교 도시한 그래프이다.
상기 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 STBC 방식만을 사용하는 경우에 비해 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식을 사용할 경우 그 BER 성능이 우수함을 알 수 있다. 상기 도 10에서도 SFBC로 기재한 그래프가 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식을 사용할 경우의 성능 그래프가 되는 것이다.
상기 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 통신 시스템에서 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 신호 검출 방식으로서 ZF 방식을 사용하고, 채널 환경이 플랫 페이딩 채널일 경우의 성능과 일반적인 MIMO 통신 시스템에서 STBC 방식만을 사용할 경우의 성능을 비교 도시한 그래프이다.
상기 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 STBC 방식만을 사용하는 경우에 비해 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식을 사용할 경우 그 BER 성능이 우수함을 알 수 있다. 상기 도 10에서도 SFBC로 기재한 그래프가 본 발명의 실시예에 따른 MIMO-HARQ 방식을 사용할 경우의 성능 그래프가 되는 것이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술 하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, MIMO 통신 시스템에서 주파수 선택적 페이딩 채널 환경까지 고려하는 것이 가능한 HARQ 방식을 사용하여 신호를 송수신하는 것을 가능하게 한다는 이점을 가진다. 즉, 본 발명은 통신 시스템의 실제 채널 환경을 고려하여 MIMO-HARQ 방식에 따른 신호 송수신을 가능하게 함으로써 통신 시스템 전체의 성능을 향상시킨다는 이점을 가진다.

Claims (32)

  1. 통신 시스템에서 신호를 송신하는 장치에 있어서,
    MT개의 송신 안테나들과,
    MT개의 변조 심벌 스트림들을 소정 제어에 따라 결정되는 시공간 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 MT개의 송신 심벌 스트림들을 생성하고, 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들 각각을 상기 MT개의 송신 안테나들중 해당 송신 안테나를 통해 송신하는 시공간 부호화기와,
    상기 MT개의 변조 심벌 스트림들에 상응하는 정보 데이터 비트 스트림의 송신 횟수에 상응하게 상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 제어기를 포함하는 신호 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 정보 데이터 비트 스트림이 홀수번째 송신(k)일 경우( k = 1, 3, 5, ... ), 상기 MT개의 변조 심벌 스트림들 그대로를 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정함을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정함을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시공간 블록 부호화 방식은 Alamouti 시공간 블록 부호화 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, 상기 정보 데이터 비트 스트림이 홀수번째 송신(k)일 경우( k = 1, 3, 5, ... ), 상기 시공간 부호화기가 상기 송신 심벌 스트림을 하기 수학식 34와 같이 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정함을 특징으로 하는 신호 송신 장치,
    Figure 112007093865136-pat00171
    상기 수학식 34에서, s는 변조 심벌 스트림을 나타내고, j는 송신 안테나 인덱스를 나타냄.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 2일 경우, 상기 시공간 부호화기가 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112007093865136-pat00172
    로 생성하고, 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112007093865136-pat00173
    로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 2일 경우, 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 2개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신시 송신한 송신 심벌 스트림들은 제1송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00174
    이고, 제2송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00175
    이며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신시 상기 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00176
    이며, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00177
    이며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타내며, k*는 정보 데이터 비트스트림의 홀수번째 송신(k)의 공액연산을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 3일 경우, 상기 시공간 부호화기가 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112008020355175-pat00178
    로 생성하고, 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112008020355175-pat00179
    로 생성하고, 제3송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112008020355175-pat00239
    로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 3일 경우, 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 3개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신시 송신한 송신 심벌 스트림들은 제1송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00181
    이고, 제2송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00182
    이고, 제3송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00183
    이며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신시 상기 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00184
    이며, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00185
    이며, 상기 제3송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00186
    이며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타내며, k*는 정보 데이터 비트스트림의 홀수번째 송신(k)의 공액연산을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 3일 경우, 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 3개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신시 송신한 송신 심벌 스트림들은 제1송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00187
    이고, 제2송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00188
    이고, 제3송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00189
    이며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신시 상기 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00190
    이며, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00191
    이며, 상기 제3송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00192
    이며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타내며, k*는 정보 데이터 비트스트림의 홀수번째 송신(k)의 공액연산을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 3일 경우, 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 3개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신시 송신한 송신 심벌 스트림들은 제1송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00193
    이고, 제2송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00194
    이고, 제3송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00195
    이며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신시 상기 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00196
    이며, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00197
    이며, 상기 제3송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00198
    이며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타내며, k*는 정보 데이터 비트스트림의 홀수번째 송신(k)의 공액연산을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  12. 통신 시스템에서 신호 수신 장치에 있어서,
    MR개의 수신 안테나들과,
    수신 안테나에 연결되며, 상기 수신 안테나를 통해 상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 MT개의 송신 안테나들을 통해 송신한 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 MR개의 FFT 유닛들과,
    상기 MR개의 FFT 유닛들에서 출력한 신호를 선형 결합하여 수신 신호 벡터로 생성하고, 상기 수신 신호 벡터를 미리 설정되어 있는 신호 검출 방식으로 신호 검출하고, 상기 검출 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 송신 안테나들의 개수인 MT개로 구분하여 출력하는 신호 검출기와,
    상기 신호 검출기에서 출력한 신호를 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)하는 MT개의 IFFT 유닛들과,
    상기 IFFT 유닛에서 출력하는 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조하는 MT개의 복조기들을 포함하는 신호 수신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 MT개의 복조기들에서 출력한 신호를 직렬 변환하는 병렬/직렬 변환기와,
    상기 병렬/직렬 변환기에서 출력한 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 부호화 방식에 상응하는 복호 방식으로 복호하는 복호기를 더 포함하는 신호 수신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복호기에서 복호한 결과 상기 신호 송신 장치에서 송신한 정보 데이터 비트 스트림에 에러가 발생하였을 경우 상기 신호 송신 장치로 상기 정보 데이터 비트 스트림에 에러가 발생하였음을 나타내는 NACK 정보를 송신하는 송신기를 더 포함하는 신호 수신 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 신호 검출기는 동일한 정보 데이터 비트 스트림에 대해 이전에 검출한 신호가 존재할 경우 상기 이전에 검출한 신호와 현재 검출한 신호를 결합하여 출력함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 신호 검출 방식은 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error) 방식 혹은 제로 포싱(ZF: Zero Forcing) 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  17. 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    MT개의 변조 심벌 스트림들을 소정 제어에 따라 결정되는 시공간 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 MT개의 송신 심벌 스트림들을 생성하고, 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들 각각을 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 MT개의 송신 안테나들중 해당 송신 안테나를 통해 송신하는 과정과,
    상기 MT개의 변조 심벌 스트림들에 상응하는 정보 데이터 비트 스트림의 송신 횟수에 상응하게 상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정을 포함하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 정보 데이터 비트 스트림이 홀수번째 송신(k)일 경우( k = 1, 3, 5, ... ), 상기 MT개의 변조 심벌 스트림들 그대로를 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 것임을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 상기 MT개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 것임을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 시공간 블록 부호화 방식은 Alamouti 시공간 블록 부호화 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, 상기 정보 데이터 비트 스트림이 홀수번째 송신(k)일 경우( k = 1, 3, 5, ... ), 상기 송신 심벌 스트림이 하기 수학식 35와 같이 생성되도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 것임을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법,
    Figure 112007093865136-pat00199
    상기 수학식 35에서, s는 변조 심벌 스트림을 나타내고, j는 송신 안테나 인덱스를 나타냄.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 2일 경우, 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112007093865136-pat00200
    로 생성하고, 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112007093865136-pat00201
    로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 2일 경우, 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 2개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신시 송신한 송신 심벌 스트림들은 제1송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00202
    이고, 제2송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00203
    이며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신시 상기 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00204
    이며, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00205
    이며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타내며, k*는 정보 데이터 비트스트림의 홀수번째 송신(k)의 공액연산을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 3일 경우, 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112008020355175-pat00206
    로 생성하고, 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112008020355175-pat00207
    로 생성하고, 제3송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림을
    Figure 112008020355175-pat00208
    으로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 3일 경우, 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 3개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신시 송신한 송신 심벌 스트림들은 제1송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00209
    이고, 제2송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00210
    이고, 제3송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00211
    이며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신시 상기 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00212
    이며, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00213
    이며, 상기 제3송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00214
    이며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타내며, k*는 정보 데이터 비트스트림의 홀수번째 송신(k)의 공액연산을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 3일 경우, 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 3개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신시 송신한 송신 심벌 스트림들은 제1송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00215
    이고, 제2송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00216
    이고, 제3송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00217
    이며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신시 상기 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00218
    이며, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00219
    이며, 상기 제3송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00220
    이며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타내며, k*는 정보 데이터 비트스트림의 홀수번째 송신(k)의 공액연산을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  27. 제19항에 있어서,
    상기 시공간 부호화 방식을 결정하는 과정은;
    상기 변조 심벌 스트림이 포함하는 변조 심벌들의 개수가 N개이고, MT = 3일 경우, 상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신(k+1)인 경우(k+1=2,4,6,…), 상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신(k)인 경우(k=1,3,5,…)에 따른 시공간 부호화를 통해 송신한 송신 심벌 스트림을 이용하여 시공간 블록 부호화 방식에 상응하게 시공간 부호화하여 3개의 송신 심벌 스트림들로 생성하도록 상기 시공간 부호화 방식을 결정하며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 홀수번째 송신시 송신한 송신 심벌 스트림들은 제1송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00221
    이고, 제2송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00222
    이고, 제3송신 안테나를 통해 송신한 송신 심벌 스트림이
    Figure 112008020355175-pat00223
    이며,
    상기 정보 데이터 비트 스트림의 짝수번째 송신시 상기 제1송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00224
    이며, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00225
    이며, 상기 제3송신 안테나를 통해 송신할 송신 심벌 스트림은
    Figure 112008020355175-pat00226
    이며, 상기 s는 변조 심벌 스트림을 나타내며, k*는 정보 데이터 비트스트림의 홀수번째 송신(k)의 공액연산을 나타냄을 특징으로 하는 신호 송신 장치의 신호 송신 방법.
  28. 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 MT개의 송신 안테나들을 통해 송신한 신호를 수신하고, 상기 수신 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)을 수행하는 과정과,
    상기 FFT 수행된 신호를 선형 결합하여 수신 신호 벡터로 생성하고, 상기 수신 신호 벡터를 미리 설정되어 있는 신호 검출 방식으로 신호 검출하고, 상기 검출 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 송신 안테나들의 개수인 MT개로 구분하여 출력하는 과정과,
    상기 MT개의 검출 신호들에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하는 과정과,
    상기 IFFT 수행된 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조하는 과정을 포함하는 신호 수신 장치의 신호 수신 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 복조된 신호들을 직렬 변환하는 과정과,
    상기 직렬 변환된 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 부호화 방식에 상응하는 복호 방식으로 복호하는 과정을 더 포함하는 신호 수신 장치의 신호 수신 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 복호 결과 상기 신호 송신 장치에서 송신한 정보 데이터 비트 스트림에 에러가 발생하였을 경우 상기 신호 송신 장치로 상기 정보 데이터 비트 스트림에 에러가 발생하였음을 나타내는 NACK 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 신호 수신 장치의 신호 수신 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 신호를 검출하는 과정은;
    동일한 정보 데이터 비트 스트림에 대해 이전에 검출한 신호가 존재할 경우 상기 이전에 검출한 신호와 현재 검출한 신호를 결합하여 수신 신호 벡터로 생성하는 것임을 특징으로 하는 신호 수신 장치의 신호 수신 방법.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 신호 검출 방식은 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error) 방식 혹은 제로 포싱(ZF: Zero Forcing) 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치의 신호 수신 방법.
KR1020060115945A 2005-11-22 2006-11-22 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법 KR100842521B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US73904005P 2005-11-22 2005-11-22
US60/739,040 2005-11-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070054133A KR20070054133A (ko) 2007-05-28
KR100842521B1 true KR100842521B1 (ko) 2008-07-01

Family

ID=38276065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060115945A KR100842521B1 (ko) 2005-11-22 2006-11-22 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20070127592A1 (ko)
KR (1) KR100842521B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7817735B2 (en) * 2006-01-11 2010-10-19 Amicus Wireless Technology Ltd. Device and method of performing channel estimation for OFDM-based wireless communication system
EP2237461A4 (en) * 2007-12-28 2014-02-26 Mitsubishi Electric Corp DATA TRANSMISSION DEVICE, DATA RECEIVING DEVICE, AND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM
WO2012077299A1 (ja) * 2010-12-10 2012-06-14 パナソニック株式会社 信号生成方法及び信号生成装置
KR101424351B1 (ko) * 2012-12-04 2014-08-04 경희대학교 산학협력단 낮은 최대대비평균전력비를 갖는 ｏｆｄｍ 신호의 다중 안테나 릴레이 방법 및 장치
WO2021179151A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16 Qualcomm Incorporated Encoding scheme selection for wireless transmissions

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030012318A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-16 Olli Piirainen Data transmission method and system
KR20050057452A (ko) * 2002-09-20 2005-06-16 노오텔 네트웍스 리미티드 증분적 리던던시를 갖는 시공간 코드
KR20060048398A (ko) * 2004-06-16 2006-05-18 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신시스템의 데이터 송수신 방법
KR20070046680A (ko) * 2005-10-31 2007-05-03 삼성전자주식회사 다중 안테나 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치 및 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100520159B1 (ko) * 2003-11-12 2005-10-10 삼성전자주식회사 다중 안테나를 사용하는 직교주파수분할다중 시스템에서간섭신호 제거 장치 및 방법
JP2006050573A (ja) * 2004-06-28 2006-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 送信方法および装置ならびに受信方法および装置
US7554985B2 (en) * 2004-08-17 2009-06-30 Lg Electronics Inc. Packet transmission in a wireless communication system using multiple antennas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030012318A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-16 Olli Piirainen Data transmission method and system
KR20050057452A (ko) * 2002-09-20 2005-06-16 노오텔 네트웍스 리미티드 증분적 리던던시를 갖는 시공간 코드
KR20060048398A (ko) * 2004-06-16 2006-05-18 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신시스템의 데이터 송수신 방법
KR20070046680A (ko) * 2005-10-31 2007-05-03 삼성전자주식회사 다중 안테나 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070054133A (ko) 2007-05-28
US20070127592A1 (en) 2007-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8064428B2 (en) Method and apparatus for ordering retransmissions in an NxM MIMO system
US9059846B2 (en) Retransmission control technique
KR100912762B1 (ko) 멀티 안테나 전송에서의 재송 방법 및 송신 방법
KR100949251B1 (ko) 베이시스 호핑을 이용하는 ｍｉｍｏ 하이브리드 ａｒｑ
US8014470B2 (en) Decoding method for Alamouti scheme with HARQ and/or repetition coding
US8300722B2 (en) Retransmission of data in a multiple input multiple output (MIMO) system
KR101341524B1 (ko) 수신신호를 처리하는 장치, 방법 및 매핑 구조를 선택하는 방법
US8670507B2 (en) Concatentation-assisted symbol-level combining for MIMO systems with HARQ and/or repetition coding
US20060107167A1 (en) Multiple antenna communication system using automatic repeat request error correction scheme
US8718177B2 (en) Optimal linear equalizer for MIMO systems with HARQ and/or repetition coding
US20070291867A1 (en) System and method for superposition coding and interference cancellation in a mimo system
US7916745B2 (en) Apparatus and method for automatic repeat request in multi input multi output system
US20070245205A1 (en) Automatic Repeat reQuest (ARQ) apparatus and method of Multiple Input Multiple Output (MIMO) system
KR20070090596A (ko) 다중 입력 다중 출력 방식을 사용하는 통신 시스템에서신호 송수신 장치 및 방법
KR20060091578A (ko) 통신 시스템에서 데이터 재전송 장치 및 방법
KR100842521B1 (ko) 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법
KR20090100715A (ko) 다중 입출력 통신 시스템에서 재전송 모드 선택 방법 및장치
EP2057772A1 (en) Data transmission method using mapping on signal constellation
Acolatse et al. Space time block coding HARQ scheme for highly frequency selective channels
KR100790836B1 (ko) 재전송 요구 에러 정정 다중 안테나 통신 시스템
CN101527620A (zh) 数据重传方法、数据接收方法、通信系统和相关设备
CN101080893B (zh) 用于多天线传输的重传方法及发送装置
RU2369021C2 (ru) Передача с инкрементной избыточностью в системе связи mimo

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130530

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140529

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150528

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160530

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170529

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180530

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190530

Year of fee payment: 12