KR100843251B1 - Apparatus and method for transmitting signal with multiple antennas - Google Patents
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Abstract
다중 안테나를 가진 송신 장치 및 다중 안테나를 이용한 신호 송신 방법이 개시된다.Disclosed are a transmission apparatus having multiple antennas and a signal transmission method using multiple antennas.
다중 안테나 송신 장치는 송신을 위한 신호를 입력 받아 시공간 부호화 또는 주파수 공간 부호화를 수행하고, 부호화된 신호를 복수의 지연값을 통해 각각 순환적으로 지연시켜 복수의 지연 신호를 생성하며, 지연 신호를 공간 영역 및 지연값 별로 각각 다른 안테나를 통해 채널에 전송한다.The multi-antenna transmission apparatus receives a signal for transmission, performs space-time encoding or frequency-space encoding, generates a plurality of delayed signals by cyclically delaying the encoded signals through a plurality of delay values, and spatially delays the delayed signals. Each area and delay value are transmitted to the channel through different antennas.
순환적 지연을 위한 지연값의 개수를 조정함으로써 송신 장치의 안테나 개수를 유연하게 확장할 수 있다.By adjusting the number of delay values for the cyclic delay, the number of antennas of the transmitting apparatus can be flexibly expanded.
Alamouti, Cylic delay diversity(CCD), Cylic shift diversity(CSD), Space-frequency block code(SFBC), Space-time block code(STBC) Alamouti, Cylic delay diversity (CCD), Cylic shift diversity (CSD), Space-frequency block code (SFBC), Space-time block code (STBC)
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호 송신 장치를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a signal transmission apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 순환적 지연된 신호를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a cyclically delayed signal according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신호 송신 장치를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a signal transmission apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 송신 방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 송신 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 플랫 페이딩 채널 환경에서 코드율 2/3의 신호를 송신하는 경우의 성능을 도시한 그래프이다.6 is a graph illustrating the performance of transmitting a code rate of 2/3 in a flat fading channel environment according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 저속 선택적 페이딩 채널 환경에서 코드율 2/3의 신호를 송신하는 경우의 성능을 도시한 그래프이다.7 is a graph illustrating the performance of transmitting a code rate of 2/3 in a low speed selective fading channel environment according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 고속 선택적 페이딩 채널 환경에서 코드율 2/3의 신호를 송신하는 경우의 성능을 도시한 그래프이다.8 is a graph illustrating the performance of transmitting a code rate of 2/3 in a fast selective fading channel environment according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 신호 송신 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 낮은 수 신 복잡도를 가지며 안테나 수의 증가에 유연성을 가지는 신호 송신 장치 및 방법을 제공에 관한 것이다.The present invention relates to a signal transmission apparatus and method. In particular, the present invention relates to a signal transmission apparatus and method having low reception complexity and flexibility in increasing the number of antennas.
다중 안테나 통신 시스템에서 신호 송신 장치를 설계하기 위한 주요한 성능 척도는 다이버시티 이득과 수신 복잡도이다. 최대의 다이버시티 이득을 얻기 위한 다중 안테나 전송 기법이 다양하게 제시되어 왔는데 그 중 하나가 Alamouti 전송 방법이다.The main performance measures for designing signal transmission devices in a multi-antenna communication system are diversity gain and reception complexity. Various multi-antenna transmission schemes have been proposed to obtain the maximum diversity gain, one of which is the Alamouti transmission scheme.
Alamouti 전송 방법에 따르면 신호 송신 장치는 2개의 송신 안테나를 포함하고 전송률로 1을 갖는다. Alamouti 전송 방법은 최대의 다이버시티 이득을 가지면서도 수신 복잡도가 낮기 때문에 널리 활용되고 있다. 그러나 신호 송신 장치가 3개 이상의 송신 안테나를 사용하는 경우, 최대의 다이버시티 이득과 낮은 수신 복잡도를 위해서는 전송률 1을 갖지 못한다. 한편, 1의 전송률과 최대의 다이버시티 이득을 얻기 위해서는 수신 복잡도가 매우 커지게 되는 문제가 있다.According to the Alamouti transmission method, the signal transmission apparatus includes two transmission antennas and has 1 as a transmission rate. Alamouti transmission methods are widely used because they have the maximum diversity gain and low reception complexity. However, when the signal transmission apparatus uses three or more transmission antennas, it does not have a transmission rate of 1 for maximum diversity gain and low reception complexity. On the other hand, in order to obtain a transmission rate of 1 and maximum diversity gain, there is a problem in that reception complexity becomes very large.
이러한 문제를 해결하기 위하여 송신 안테나가 4개인 경우에 수학식 1과 같이 2개의 서로 독립적인 Alamouti 전송 블록을 사용하는 방법('IEEE802.16e/D12, Part 16: Air interface for fixed and mobile broadband wireless access systems', Oct. 2005, p.473-474)이 대두되었다.In order to solve this problem, in case of four transmitting antennas, two independent Alamouti transmission blocks are used as shown in Equation 1 ('IEEE802.16e / D12, Part 16: Air interface for fixed and mobile broadband wireless access'). systems', Oct. 2005, p.473-474).
수학식 1에 나타난 행렬에서 각 행은 서로 다른 송신 안테나로 전송되는 신호를 나타내고, 첫번째 열과 세번째 열은 시간 k에서 전송되는 신호를 나타내며, 두번째 열과 네번째 열은 시간 k+1에서 전송되는 신호를 나타낸다. 첫번째 열 및 두번째 열로 구성되는 Alamouti 전송 블록과 세번째 열 및 네번째 열로 구성되는 Alamouti 전송 블록은 서로 다른 직교 자원(orthogonal frequency division multiplexing의 경우 서로 다른 부반송파)을 이용하여 전송된다.In the matrix shown in
그러나 수학식 1과 같은 전송 방법은 낮은 수신 복잡도와 1의 전송률을 위하여 다이버시티 이득의 손실을 감수한 방법이다. 또한 여전히 3개 또는 5개의 송신 안테나를 사용하는 송신 장치에는 적합하지 못하다.However, the transmission method as shown in
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 낮은 수신 복잡도와 좋은 수신 품질을 가지며 안테나 수의 증가에 유연성을 가지는 신호 송신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a signal transmission apparatus and method having low reception complexity and good reception quality and having flexibility in increasing the number of antennas.
본 발명의 한 실시예에 따른 송신 장치는 시공간 부호화기, 복수의 순환적 지연 그룹, 및 복수의 안테나 그룹을 포함한다. 시공간 부호화기는 신호를 입력 받아 복수의 공간 영역 및 하나 이상의 시간 영역에 대해 부호화를 수행하여 상기 시간 영역에 따라 상기 복수의 공간 영역 별로 복수의 부호화 신호를 출력한다. 복수의 순환적 지연 그룹은 상기 복수의 공간 영역에 각각 대응하며, 대응하는 상기 부호화 신호를 복수의 지연값을 통해 각각 순환적으로 지연시켜 복수의 지연 신호를 생성한다. 그리고 상기 복수의 안테나 그룹은 상기 복수의 순환적 지연 그룹에 각각 대응하며, 대응하는 상기 순환적 지연 그룹으로부터의 상기 복수의 지연 신호를 상기 채널에 각각 전송하는 복수의 안테나를 포함한다.A transmitting device according to an embodiment of the present invention includes a space-time encoder, a plurality of cyclic delay groups, and a plurality of antenna groups. The space-time encoder receives a signal and encodes the plurality of spatial domains and one or more time domains, and outputs a plurality of encoded signals for each of the plurality of spatial domains according to the time domain. A plurality of cyclic delay groups respectively correspond to the plurality of spatial regions, and a plurality of delay signals are generated by cyclically delaying the corresponding coded signals through a plurality of delay values. The plurality of antenna groups respectively correspond to the plurality of cyclic delay groups, and include a plurality of antennas for transmitting the plurality of delay signals from the corresponding cyclic delay group to the channel, respectively.
본 발명의 다른 실시예에 따른 송신 장치는 주파수공간 부호화기, 복수의 순환적 지연 그룹 및 복수의 안테나 그룹을 포함한다. 주파수공간 부호화기는 신호를 입력 받아 복수의 공간 영역 및 하나 이상의 주파수 영역에 대해 부호화를 수행하여 상기 주파수 영역에 따라 상기 복수의 공간 영역 별로 복수의 부호화 신호를 출력한다. 복수의 순환적 지연 그룹은 상기 복수의 공간 영역에 각각 대응하며, 대응하는 상기 부호화 신호를 복수의 지연값을 통해 각각 순환적으로 지연시켜 복수의 지연 신호를 생성한다. 그리고 복수의 안테나 그룹은 상기 복수의 순환적 지연 그룹에 각각 대응하며, 대응하는 상기 순환적 지연 그룹으로부터의 상기 복수의 지연 신호를 상기 채널에 각각 전송하는 복수의 안테나를 포함한다.A transmission apparatus according to another embodiment of the present invention includes a frequency space encoder, a plurality of cyclic delay groups, and a plurality of antenna groups. The frequency space encoder receives a signal and performs encoding on a plurality of spatial domains and one or more frequency domains, and outputs a plurality of encoded signals for each of the plurality of spatial domains according to the frequency domain. A plurality of cyclic delay groups respectively correspond to the plurality of spatial regions, and a plurality of delay signals are generated by cyclically delaying the corresponding coded signals through a plurality of delay values. The plurality of antenna groups respectively correspond to the plurality of cyclic delay groups, and include a plurality of antennas for transmitting the plurality of delay signals from the corresponding cyclic delay group to the channel, respectively.
본 발명의 한 실시예에 따른 송신 방법은 신호를 입력 받아 복수의 공간 영역 및 하나 이상의 시간 영역에 대해 부호화를 수행하여 상기 시간 영역에 따라 상기 복수의 공간 영역 별로 복수의 부호화 신호를 출력하는 단계와, 상기 부호화 신 호를 복수의 지연값을 통해 각각 순환적으로 지연시켜 복수의 지연 신호를 생성하는 단계와, 상기 복수의 지연 신호를 각각 다른 안테나를 통해 채널에 전송하는 단계를 포함한다.A transmission method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: receiving a signal and performing encoding on a plurality of spatial domains and at least one time domain to output a plurality of encoded signals for each of the plurality of spatial domains according to the time domain; And generating a plurality of delay signals by cyclically delaying each of the encoded signals through a plurality of delay values, and transmitting the plurality of delay signals to channels through different antennas, respectively.
본 발명의 다른 실시예에 따른 송신 방법은, 신호를 입력 받아 복수의 공간 영역 및 하나 이상의 주파수 영역에 대해 부호화를 수행하여 상기 주파수 영역에 따라 상기 복수의 공간 영역 별로 복수의 부호화 신호를 출력하는 단계와, 상기 부호화 신호를 복수의 지연값을 통해 각각 순환적으로 지연시켜 복수의 지연 신호를 생성하는 단계와, 상기 복수의 지연 신호를 각각 다른 안테나를 통해 채널에 전송하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method of transmitting a signal includes receiving a signal and performing encoding on a plurality of spatial domains and one or more frequency domains to output a plurality of encoded signals for each of the plurality of spatial domains according to the frequency domain And generating a plurality of delay signals by cyclically delaying the coded signals through a plurality of delay values, and transmitting the plurality of delay signals to channels through different antennas, respectively.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호 송신 장치(100)를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a signal transmission apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호 송신 장치(100)는 시공간 부호화기(110), G개의 순환적 지연 그룹(120), G개의 보호 구간 삽입 그룹(130), 및 G개의 안테나 그룹(140)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the apparatus 100 for transmitting a signal according to the first embodiment of the present invention includes a space-
시공간 부호화기(110)는 신호 s(n)을 입력받아 G개의 공간 영역 및 m개의 시간 영역에 대해 부호화를 수행하여 G*m 개의 부호화 신호를 생성한다. 여기서 공간 영역은 시공간 부호화기(110)의 부호화 동작을 설명하기 위한 용어이다. 후술하겠지만, 1개의 공간 영역은 1개의 안테나와 대응되지 않고, 복수의 안테나로 구성되는 안테나 그룹에 대응된다. 그리고 시공간 부호화기(110)는 1에서 m사이의 시간 영역에 따라 G개의 공간 영역 별로 부호화 신호를 출력한다. 즉, 시공간 부호화기(110)는 단위 시간 영역마다 G개의 부호화 신호를 출력한다. 시공간 부호화기(110)는 Alamouti 부호화기 및 V-BLAST 부호화기일 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않는다.The space-
다음은 Alamouti 부호화기, 시공간 전송 다이버시티(Space-time transmit diversity) 부호화기, 및 V-BLAST 부호화기를 예로 들어, 시공간 부호화기(110)에 대해 상세히 설명한다.Next, the space-
시공간 부호화기(110)가 Alamouti 부호화기인 경우 다음 수학식 2를 따른다.If the space-
즉, Alamouti 부호화기는 2개의 신호(s(2k), s(2k+1))를 입력 받아 2개의 공간 영역 및 2개의 시간 영역으로 시공간 부호화를 수행하여 4개의 부호화 신호를 생성한다. 수학식 2의 행렬에서 각 행의 신호는 서로 다른 공간 영역으로 전송되는 신호를 의미하고, 각 열의 신호는 서로 다른 시간 영역에 전송되는 신호를 의미한다.That is, the Alamouti coder receives two signals s (2k) and s (2k + 1) to generate four coded signals by performing space-time encoding on two spatial domains and two temporal domains. In the matrix of
수학식 2에 따르면, Alamouti 부호화기는 시간 2k에서 제1 공간 영역을 위해 신호 s(2k)를 출력하고 제2 공간 영역을 위해 신호 s(2k+1)를 출력한다. 그리고 Alamouti 부호화기는 시간 2k+1에서 제1 공간 영역을 위해 신호 -s*(2k+1)을 출력하고 제2 공간 영역을 위해 신호 s*(2k)를 출력한다.According to
시공간 부호화기(110)가 시공간 전송 다이버시티 부호화기인 경우 다음 수학식 3을 따른다.When the space-
수학식 3에 따르면, 시공간 전송 다이버시티 부호화기는 2개의 신호(s(2k), s(2k+1))을 입력 받아 2개의 공간 영역 및 2개의 시간 영역에 대해 시공간 부호화를 수행하여 4개의 부호화 신호를 생성한다. 그리고, 시공간 전송 다이버시티 부호화기는 시간 2k에서 제1 공간 영역을 위해 신호 s(2k)를 출력하고 제2 공간 영역을 위해 신호 -s*(2k+1)을 출력한다. 그 다음, 시공간 전송 다이버시티 부호화기는 시간 2k+1에서 제1 공간 영역을 위해 신호 s(2k+1)을 출력하고 제2 공간 영역을 위해 신호 s*(2k)를 출력한다.According to
시공간 부호화기(110)가 V-BLAST 부호화기인 경우 다음 수학식 4를 따른다.If the space-
즉, V-BLAST 부호화기는 2개의 신호(s(2k), s(2k+1))를 입력 받아 2개의 공간 영역 및 1개의 시간 영역으로 시공간 부호화를 수행하여 2개의 부호화 신호를 생성한다. 수학식 4의 행렬에서 각 행의 신호는 서로 다른 공간 영역으로 전송되는 신호를 의미한다.That is, the V-BLAST encoder generates two encoded signals by receiving two signals s (2k) and s (2k + 1) and performing space-time encoding on two spatial domains and one temporal domain. In the matrix of
수학식 4에 따르면, V-BLAST 부호화기는 시간 k에서 제1 공간 영역을 위해 신호 s(2k)를 출력하고 제2 공간 영역을 위해 신호 s(2k+1)를 출력한다.According to
신호 송신 장치(100)는 G개의 순환적 지연 그룹(120)을 포함한다. G개의 순환적 지연 그룹(120)은 시공간 부호화기(110)가 부호화를 수행할 때 사용하는 G개의 공간 영역에 각각 대응한다. 순환적 지연 그룹(120)은 시공간 부호화기(110)로부터의 부호화 신호(X g , g=1, 2, ...G)를 복수의 지연값(τ[g,0]=0, τ[g,1], τ[g,2], ...)을 통해 각각 순환적으로 지연시켜 복수의 지연 신호(Y[g,0], Y[g,1], ...)를 생성 하는 복수의 지연기(121)를 포함한다.The signal transmission apparatus 100 includes G
신호 송신 장치(100)는 G개의 보호 구간 삽입 그룹(130)을 포함한다. G개의 보호 구간 삽입 그룹(130)은 G개의 순환적 지연 그룹(120)에 각각 대응한다. 보호 구간 삽입 그룹(130)은 대응하는 순환적 지연 그룹(120)으로부터의 복수의 지연 신호(Y[g,0], Y[g,1], ...)에 심볼간 간섭을 방지하는 보호 구간(OFDM의 경우 Cyclic Prefix)을 각각 삽입하여 복수의 보호 구간 삽입 심볼(Z[g,0], Z[g,1], ...)을 생성하는 복수의 CP(Cyclic Prefix) 삽입기(131)를 포함한다.The signal transmission apparatus 100 includes G guard
순환적 지연 그룹(120)이 생성하는 지연 신호와 보호 구간 삽입 그룹(130)이 생성하는 보호 구간 삽입 심볼에 대해 도 2를 참고하여 설명한다.A delay signal generated by the
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 순환적 지연된 신호 및 보호 구간이 삽입된 심볼을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a symbol in which a cyclically delayed signal and a guard interval are inserted according to an embodiment of the present invention.
도 2는 시공간 부호화기(110)의 출력 중에서 제1 공간 영역에 해당하는 부호화 신호(X1)를 중심으로 생성되는 지연 신호 및 보호 구간 삽입 심볼을 보여 준다.FIG. 2 illustrates a delay signal and a guard interval insertion symbol generated centering on a coded signal X 1 corresponding to a first space region among the outputs of the space-
시공간 부호화기(110)는 부호화 신호(X1)를 생성하여 순환적 지연 그룹(120)에 제공한다. 부호화 신호(X1)는 아직 지연되지 않은 심볼 주기 T의 심볼이다.The space-
순환적 지연 그룹(120)이 3개의 지연값인 0, T/4, T/2를 통해 부호화 신호(X1)를 지연시킨다고 하면, 순환적 지연 그룹(120)은 지연 신호(Y[1,0]), 지연 신호(Y[1,1]), 지연 신호(Y[1,2])를 생성한다. 즉, 지연 신호(Y[1,0])는 지연값 0을 통해 부호화 신호(X1)가 순환적으로 지연된 신호이므로 순환적 지연 그룹(120)의 입력 신호인 부호화 신호(X1)와 동일한 신호이다. 지연 신호(Y[1,1])는 지연값 T/4를 통해 부호화 신호(X1)가 순환적으로 지연된 신호이므로 부호화 신호(X1)의 마지막 T/4에 해당하는 신호가 부호화 신호(X1)의 앞에 이동한 신호이고, 지연 신호(Y[1,2])는 지연값 T/2를 통해 부호화 신호(X1)가 순환적으로 지연된 신호이므로 부호화 신호(X1)의 마지막 T/2에 해당하는 신호가 부호화 신호(X1)의 앞에 이동한 신호이다.If the
보호 구간 삽입 심볼인 심볼(Z[1,0]), 심볼(Z[1,1]), 심볼(Z[1,2])은 지연 신호(Y[1,0]), 지연 신호(Y[1,1]), 지연 신호(Y[1,0])에 각각 보호 구간인 Cyclic Prefix를 삽입된 심볼이다. 예를 들어 보호 구간 삽입 심볼(Z[1,0])은 지연 신호(Y[1,0])의 마지막 일부 구간의 신호를 지연 신호(Y[1,0]) 앞에 삽입한 심볼이다.The symbols Z [1,0] , the symbols Z [1,1] , and the symbols Z [1,2] , which are guard interval insertion symbols, are delay signals Y [1,0] and delay signals Y. [1,1] ) and a delay signal Y [1,0] are symbols in which a cyclic prefix Cyclic Prefix is inserted. For example, the guard interval insertion symbol (Z [1,0]) is the symbol insert the last part of the signal interval of the delay signal (Y [1,0]) before the delayed signal (Y [1,0]).
다시 도 1에 대해 설명하면 신호 송신 장치(100)는 G개의 안테나 그룹(140)을 포함하는데, G개의 안테나 그룹(140)은 G개의 보호 구간 삽입 그룹(130)에 각각 대응한다. 안테나 그룹(140)은 대응하는 보호 구간 삽입 그룹(130)의 CP 삽입기(131)의 개수에 해당하는 안테나(141)를 포함한다. 그리고 하나의 안테나(141)는 하나의 CP 삽입기(131)와 대응하며, 대응하는 CP 삽입기(131)의 출력인 보호 구간 삽입 심볼을 채널에 전송한다. 도 2를 예를 들어 설명하면, 안테나 그룹(140)이 제1 안테나, 제2 안테나, 제3 안테나를 포함하는 경우 제1 안테나는 보호 구간 삽입 심볼(Z[1,0])을, 제2 안테나는 보호 구간 삽입 심볼(Z[1,1])을, 제3 안테나는 보호 구간 삽입 심볼(Z[1,2])을 채널에 전송한다.Referring back to FIG. 1, the apparatus 100 for transmitting a signal includes
신호 송신 장치(100)가 보호 구간 삽입 그룹(130)을 포함하지 않는 경우에는, G개의 안테나 그룹(140)은 G개의 순환적 지연 그룹(120)에 각각 대응하며, 순환적 지연 그룹(120)의 지연값의 개수 또는 순환적 지연 그룹(120)의 지연기(121)의 개수에 대응하는 안테나(141)를 포함한다. 그리고 순환적 지연 그룹(120)으로부터의 Ng(g=1, 2, ..., G) 개의 지연 신호는 안테나 그룹(140)에 포함된 Ng 개의 안테나를 통해 각각 채널에 전송된다.When the signal transmission apparatus 100 does not include the guard
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신호 송신 장치(200)를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a signal transmission apparatus 200 according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 신호 송신 장치(200)는 주파수공간 부호화기(210), G개의 순환적 지연 그룹(220), G개의 보호 구간 삽입 그룹(230), 및 G개의 안테나 그룹(240)을 포함한다.As shown in FIG. 3, the apparatus 200 for transmitting a signal according to the second embodiment of the present invention includes a
주파수공간 부호화기(210)는 신호 s(n)을 입력받아 G개의 공간 영역 및 m개의 주파수 영역에 대해 부호화를 수행하여 G*m 개의 부호화 신호를 생성한다. 그리고 주파수공간 부호화기(210)는 1에서 m사이의 주파수 영역을 달리하여 G개의 공간 영역 별로 부호화 신호를 출력한다. 즉, 주파수공간 부호화기(210)는 단위 주파수 영역마다 G개의 부호화 신호를 출력한다. 주파수공간 부호화기(210)는 Alamouti 부호화기 및 V-BLAST 부호화기일 수 있고, 반드시 이에 한정되지 않으며 상세한 내용 은 주파수공간 부호화기(210)에 대한 설명에서 용이하게 도출할 수 있으므로 생략한다.The
신호 송신 장치(200)는 G개의 순환적 지연 그룹(220)을 포함하는데, G개의 순환적 지연 그룹(220)은 주파수공간 부호화기(210)가 부호화를 수행할 때 사용하는 G개의 공간 영역에 각각 대응한다. 순환적 지연 그룹(220)은 주파수공간 부호화기(210)로부터의 부호화 신호(X g , g=1, 2, ...G)를 복수의 지연값(τ[g,0]=0, τ[g,1], τ[g,2], ...)을 통해 각각 순환적으로 지연시켜 복수의 지연 신호(Y[g,0], Y[g,1], ...)를 생성한다.The signal transmission apparatus 200 includes G
신호 송신 장치(200)는 G개의 보호 구간 삽입 그룹(230)을 포함한다. G개의 보호 구간 삽입 그룹(230)은 G개의 순환적 지연 그룹(220)에 각각 대응한다. 보호 구간 삽입 그룹(230)은 대응하는 순환적 지연 그룹(220)으로부터의 복수의 지연 신호(Y[g,0], Y[g,1], ...)에 심볼간 간섭을 방지하는 보호 구간을 각각 삽입하여 복수의 보호 구간 삽입 심볼(Z[g,0], Z[g,1], ...)을 생성하는 복수의 CP 삽입기(231)를 포함한다.신호 송신 장치(200)는 G개의 안테나 그룹(240)을 포함하는데, G개의 안테나 그룹(240)은 G개의 보호 구간 삽입 그룹(230)에 각각 대응한다. 안테나 그룹(240)은 대응하는 보호 구간 삽입 그룹(230)의 CP 삽입기(231)의 개수에 해당하는 안테나(241)를 포함한다. 그리고 하나의 안테나(241)는 하나의 CP 삽입기(131)와 대응하며, 대응하는 CP 삽입기(231)의 출력인 보호 구간 삽입 심볼을 채널에 전송한다.The signal transmission device 200 includes G guard
다음은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 방법에 대하여 도 4 및 도 5를 참고하여 설명한다.Next, a signal transmission method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 송신 방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to an embodiment of the present invention.
먼저, 시공간 부호화기(110)는 송신을 위한 신호를 입력 받아 복수(도 1에서 G개)의 공간 영역 및 하나 이상의 시간 영역에 대해 부호화를 수행하여 시간 영역에 따라 복수의 공간 영역 별로 복수의 부호화 신호(도 1에서 X1 내지 XG)를 출력한다(S110).First, the space-
다음, 순환적 지연 그룹(120)은 복수(도 1에서 Ng(g=1, ..., G)개)의 지연값(도 1에서 0, τ[g,1], τ[g,2], ...)을 통해 시공간 부호화기(110)의 출력 신호인 부호화 신호를 순환적으로 각각 지연시켜 복수(도 1에서 Ng 개)의 지연 신호(도 1에서 Y[g,0], Y[g,1], Y[g,2], ...)를 생성한다(S120).Next, the
그 다음, 보호 구간 삽입 그룹(130)은 순환적 지연 그룹(120)으로부터 복수(도 1에서 Ng 개)의 지연 신호(도 1에서 Y[g,0], Y[g,1], Y[g,2], ...)를 입력받아 지연 신호 각각에 보호 구간(CP)을 삽입하여 복수(도 1에서 Ng 개)의 보호 구간 삽입 심볼(도 1에서 Z[g,0], Z[g,1], Z[g,2], ...)을 생성한다(S130).The guard
그리고 나서, 신호 송신 장치(100)는 보호 구간 삽입 그룹(130)이 생성한 복수의 보호 구간 삽입 심볼을 각각 다른 안테나를 통해 채널에 전송한다(S140). 이때, 신호 송신 장치(100)가 보호 구간 삽입 그룹(130)을 포함하지 않는 경우, 신호 송신 장치(100)는 순환적 지연 그룹(120)이 생성한 복수의 지연 신호를 각각 다른 안테나를 통해 채널에 전송한다.Thereafter, the signal transmission apparatus 100 transmits a plurality of guard interval insertion symbols generated by the guard
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 송신 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to another embodiment of the present invention.
먼저, 주파수공간 부호화기(210)는 송신을 위한 신호를 입력 받아 복수(도 3에서 G개)의 공간 영역 및 하나 이상의 주파수 영역에 대해 부호화를 수행하여 주파수 영역에 따라 복수의 공간 영역 별로 복수의 부호화 신호(도 3에서 X1 내지 XG)를 출력한다(S210).First, the
다음, 순환적 지연 그룹(220)은 복수(도 3에서 Ng(g=1, 2, ..., G) 개)의 지연값(도 3에서 0, τ[g,1], τ[g,2], ...)을 통해 주파수공간 부호화기(210)의 출력 신호인 부호화 신호를 각각 순환적으로 지연시켜 복수의 지연 신호(도 3에서 Y[g,0], Y[g,1], Y[g,2], ...)를 생성한다(S220).Next, the
그 다음, 보호 구간 삽입 그룹(230)은 순환적 지연 그룹(220)으로부터 복수(도 3에서 Ng 개)의 지연 신호(도 3에서 Y[g,0], Y[g,1], Y[g,2], ...)를 입력받아 지연 신호 각각에 보호 구간(CP)을 삽입하여 복수(도 3에서 Ng 개)의 보호 구간 삽입 심볼(도 3에서 Z[g,0], Z[g,1], Z[g,2], ...)을 생성한다(S230).The guard
그리고 나서, 신호 송신 장치(200)는 보호 구간 삽입 그룹(230)이 생성한 복수의 보호 구간 삽입 심볼(도 3에서 Z[g,0], Z[g,1], Z[g,2], ...)을 각각 다른 안테나를 통해 채널에 전송한다(S240). 이때, 신호 송신 장치(200)가 보호 구간 삽입 그 룹(230)을 포함하지 않는 경우, 신호 송신 장치(200)는 순환적 지연 그룹(220)이 생성한 복수의 지연 신호를 각각 다른 안테나를 통해 채널에 전송한다.Then, the signal transmission apparatus 200 includes a plurality of guard interval insertion symbols generated by the guard interval insertion group 230 (Z [g, 0] , Z [g, 1] , Z [g, 2] in FIG. 3 ). , ...) are transmitted to channels through different antennas (S240). In this case, when the signal transmission apparatus 200 does not include the guard
다음은 본원 발명의 성능을 도 6 내지 도 8을 참고하여 설명한다.Next, the performance of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 플랫 페이딩 채널(flat fading channel) 환경에서 코드율(code rate) 2/3의 신호를 4개의 송신 안테나로 전송하는 경우의 성능을 도시한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 저속 선택적 페이딩 채널(slowly selective fading channel, Pedestrian A channel) 환경에서 측정한 성능을 도시한 그래프이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 고속 선택적 페이딩 채널(highly selective fading channel, TU channel) 환경에서 측정한 성능을 도시한 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating performance when a signal having a code rate of 2/3 is transmitted to four transmitting antennas in a flat fading channel environment according to an embodiment of the present invention. Is a graph illustrating the performance measured in a slow selective fading channel (Pedestrian A channel) environment according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is a highly selective fading channel (highly selective) according to an embodiment of the present invention It is a graph showing the performance measured in the fading channel (TU channel) environment.
도 6 내지 도 8에서, Pure CSD(Cyclic Shift Diversity)의 그래프(11, 21, 31)는 순환적 지연 다이버시티 기술에 따라 한 신호를 4개의 지연값을 통해 순환적으로 지연시켜 생성하는 4개의 지연신호를 4개의 안테나로 각각 전송하는 다중 안테나 송신 장치의 성능을 나타낸다. 그리고, Pure STBC(Space-Time Block Codes)의 그래프(12, 22, 32)는 수학식 1에 따라 4개의 공간 영역에 대해 생성되는 4개의 신호를 4개의 안테나로 각각 전송하는 다중 안테나 송신 장치의 성능을 나타낸다. 마지막으로, Combined STBC/CSD의 그래프(13, 23, 33)는 Alamouti 부호화기의 2개의 출력 신호를 각각 2개의 지연값을 통해 순환적으로 지연시켜 생성되는 4개의 신호를 4개의 안테나로 각각 전송하는 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 송신 장치의 성능을 나타낸다.6 to 8,
도 6을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 송신 장치는 플랫 페이딩 채널 환경에서 코드율 2/3의 신호를 송신하는 경우 Pure CSD 방법이나 Pure STBC 방법을 사용하는 다중 안테나 송신 장치에 비해 동일 SNR에서 낮은 오류율(Block Error Rate)을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, the multi-antenna transmission apparatus according to the embodiment of the present invention is the same as the multi-antenna transmission apparatus using the Pure CSD method or the Pure STBC method when transmitting a signal having a code rate of 2/3 in a flat fading channel environment. It can be seen that the SNR has a low block error rate.
또한, 도 7을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 송신 장치는 저속 선택적 페이딩 채널 환경에서 Pure CSD 방법이나 Pure STBC 방법을 사용하는 다중 안테나 송신 장치에 비해 동일 SNR에서 낮은 오류율을 가지는 것을 알 수 있다.In addition, referring to FIG. 7, the multi-antenna transmission apparatus according to the embodiment of the present invention has a lower error rate at the same SNR than the multi-antenna transmission apparatus using the Pure CSD method or the Pure STBC method in a low-speed selective fading channel environment. Can be.
도 8을 참고하면 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 송신 장치는 고속 선택적 페이딩 채널 환경에서 Pure STBC 방법을 사용하는 다중 안테나 송신 장치와는 유사한 성능을 가지지만, Pure CSD 방법을 사용하는 다중 안테나 송신 장치에 비해서는 더 나은 성능을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, the multi-antenna transmission apparatus according to the embodiment of the present invention has similar performance as the multi-antenna transmission apparatus using the Pure STBC method in a fast selective fading channel environment, but the multi-antenna transmission using the Pure CSD method. It can be seen that it has better performance than the device.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Implementation may be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
본원 발명에 따르면 부호화를 위한 공간 영역의 개수 및 순환적 지연을 위한 지연값의 개수를 조정하여 송신 장치의 안테나 개수를 유연하게 확장할 수 있다.According to the present invention, the number of antennas of a transmitting apparatus can be flexibly extended by adjusting the number of spatial regions for encoding and the number of delay values for cyclic delay.
또한, 본원 발명에 따른 다중 안테나 송신 장치는 Pure CSD 방법이나 Pure STBC 방법을 사용하는 다중 안테나 송신 장치에 비해 좋은 품질(낮은 오류율)을 갖는다.In addition, the multi-antenna transmission apparatus according to the present invention has a good quality (low error rate) compared to the multi-antenna transmission apparatus using the Pure CSD method or the Pure STBC method.
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