KR100906276B1

KR100906276B1 - 공간-시간 또는 공간-주파수 전송 다이버시티를 이용한공간 확산을 위한 수신기 구조

Info

Publication number: KR100906276B1
Application number: KR1020077007541A
Authority: KR
Inventors: 마크 에스. 월래스; 이리나 메드베데브; 제이 로드니 왈톤
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2009-07-06
Also published as: CA2579208A1; DE602005019072D1; JP5611895B2; KR20070054717A; JP2011205677A; US20060050770A1; EP1790090B1; JP2008512899A; ATE456199T1; EP1790090A1; US7978778B2; CA2579208C; ES2339955T3; WO2006029042A1

Abstract

공간-시간 전송 다이버시티(STTD)를 이용하여 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 갖는 데이터 전송에 대해 수신기 엔티티(150)는 수신된 심벌을 획득한다. 수신 엔티티는 데이터 전송에 대해 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라 전체 채널 응답 매트릭스를 유도하고, 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여 공간 필터를 유도하며, 각각의 2-심벌 간격에서 수신된 심벌들의 벡터에 대해 공간 매칭된 필터링을 수행하여 2-심벌 간격에 대한 검출된 심벌들의 벡터를 획득한다. 수신 엔티티는 필요한 경우 검출된 심벌들에 대한 사후-처리(예를 들면, 공액화)를 수행할 수 있다. 대안적으로, 수신 엔티티는 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여 공간 필터 매트릭스를 유도하고, 각 심벌 주기에 대해 수신된 심벌들에 대해 공간 매칭된 필터링을 수행하여 그 심벌 주기에 대한 검출된 심벌들을 획득한다. 수신 엔티티는 공간-시간 전송 다이버시티(STTD)를 이용하여 전송된 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 갖는 데이터 전송에 대해 수신된 심벌들을 획득한다. 수신 엔티티는 그 데이터 전송에 대해 사용된 STTD 인코딩 방식에 따라 전체 채널 응답 매트릭스를 유도하고, 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여 공간 필터 매트릭스를 유도하며, 각각의 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터에 대해 공간 매칭된 필터링을 수행하여 2-심벌 간격에 대한 검출된 심벌들의 벡터를 획득한다. 수신 엔티티는 필요한 경우 검출된 심벌들에 대해 사후-처리(예를 들면, 공액화)를 수행한다. 대안적으로, 수신 엔티티는 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여 공간 필터 매트릭스를 유도하고, 각 심벌 주기에 대해 수신된 심벌들에 대해 공간 매칭된 필터링을 수행하여 그 심벌 주기에 대한 검출된 심벌들을 획득하고, STTD를 이용하여 전송된 각 데이터 심벌에 대해 획득된 다수의 추정치들을 결합한다.

Description

공간-시간 또는 공간-주파수 전송 다이버시티를 이용한 공간 확산을 위한 수신기 구조{RECEIVER STRUCTURES FOR SPATIAL SPREADING WITH SPACE-TIME OR SPACE-FREQUENCY TRANSMIT DIVERSITY}

본 발명은 일반적으로 통신 분야에 관한 것으로서, 특히 다중-안테나 통신 시스템에서 데이터를 처리하는 기술에 관한 것이다.

다중-안테나 통신 시스템은 데이터 전송을 위해 다수의(N_T) 전송 안테나 및 하나 또는 그 이상(N_R)의 수신 안테나를 사용한다. N_T개의 전송 안테나들은 안테나들로부터 상이한 데이터를 전송함으로써 시스템 처리율을 증가시키거나, 또는 데이터를 중복하여 전송함으로써 신뢰성을 개선시키기 위해서 사용된다.

다중-안테나 통신 시스템에서는, 전송 및 수신 안테나들의 각 쌍 사이에 전파 경로가 존재한다. N_T·N_R개의 상이한 전파 경로들이 N_T개의 전송 안테나들 및 N_R개의 수신 안테나들 사이에서 형성된다. 이러한 전파 경로들에는 상이한 채널 조건들(예를 들면, 상이한 페이딩, 다중 경로, 및 간섭 효과들)이 발생하며, 상이한 신호대 잡음 및 간섭비(SNR)를 달성한다. 따라서, N_T*N_R개의 전파 경로들의 채널 응답들은 경로마다 다르다. 분산(dispersive) 통신 채널에 있어서, 각 전파 경로에 대한 채널 응답은 또한 주파수에 따라 변경된다. 채널 조건이 시간에 따라 변경되면, 전파 경로들에 대한 채널 응답들도 시간에 따라 변경된다.

전송 다이버시티는 데이터 전송 신뢰도를 개선하기 위해서 공간, 주파수, 시간, 또는 이러한 3개의 차원들의 조합의 리던던트한(redundant) 전송을 지칭한다. 전송 다이버시티의 일 목적은 안정적인 성능을 달성하기 위해서 가능한 한 많은 차원들에 걸쳐 데이터 전송에 대한 다이버시티를 최대화하는 것이다. 또 다른 목적은 전송기 및 수신기 모두에서 전송 다이버시티를 위한 처리를 간략화하는 것이다.

따라서, 다중 안테나 통신 시스템에서 전송 다이버시티를 위한 데이터 처리 기술이 필요하다.

성능을 개선하기 위해서 전송 다이버시티 방식들의 조합을 사용하여 데이터를 전송 및 수신하는 기술들이 여기서 제시된다. 일 실시예에서, 전송 엔티티는 하나 또는 그 이상의(N_D) 데이터 심벌 스트림들을 처리하고, 다수의(N_C) 코딩된 심벌들 스트림을 생성한다. 각 데이터 심벌 스트림은 (예를 들면, 공간-시간 전송 다이버시티(STTD), 공간-주파수 전송 다이버시티(SFTD), 직교 전송 다이버시티(OTD)를 사용하여) 2개의 코딩된 심벌 스트림들 또는 하나의 코딩된 심벌 스트림으로서 전송된다. 전송 엔티티는 N_C개의 코딩된 심벌 스트림들에 대한 공간 확산을 수행하고, N_T개의 전송 심벌 스트림들을 생성한다. 이에 추가하여, 또는 이에 대한 대안으로서, 전송 엔티티는 시간 영역 또는 주파수 영역 중 하나에서 N_T개의 전송 심벌 스트림들에 대한 연속적인 빔형성(beamforming)을 수행한다. 이러한 다양한 전송 다이버시티 방식들은 아래에서 설명된다.

수신 엔티티는 전송 엔티티에 의해 전송된 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득한다. 수신 엔티티는 예를 들면, 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 유효 채널 응답 매트릭스를 유도한다. 이러한 매트릭스는 전송 엔티티에 의해 수행되는 경우, 공간 확산 및/또는 연속 빔형성의 결과들을 포함한다. 일 실시예에서, 수신 엔티티는 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 전송 엔티티에 의해 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라 전체 채널 응답 매트릭스를 형성한다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 예를 들면 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술 또는 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라 공간 필터 매트릭스를 유도한다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 공간 필터 매트릭스를 사용하여 각각의 2-심벌 간격 동안 수신된 심벌들의 벡터에 대한 공간 처리를 수행하여 2-심벌 간격에 대한 검출된 심벌들의 벡터를 획득한다. 검출된 심벌들은 전송되어진 코딩된 심벌들의 추정치들이다. 수신 엔티티는 필요에 따라 검출된 심벌들에 대한 사후-처리(예를 들면, 공액화(conjugation))를 수행하여 전송된 데이터 심벌들에 대한 추정치들인 복원된 데이터 심벌들을 획득한다.

또 다른 실시예에서, 수신 엔티티는 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여 공간 필터 매트릭스를 유도한다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 공간 필터 매트릭스를 이용하여 각 심벌 주기 동안 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하여 그 심벌 주기에 대한 검출된 심벌들을 획득한다. 수신 엔티티는 또한 필요에 따라 검출된 심벌들에 대한 사후-처리를 수행하여 데이터 심벌들에 대한 추정치들을 획득한다. 수신 엔티티는 STTD를 이용하여 전송된 각 데이터 심벌에 대해 획득된 다수의 추정치들을 결합하여, 그 데이터 심벌에 대한 하나의 추정치를 생성한다.

본 발명의 다양한 양상들 및 특징들이 추가로 설명될 것이다.

도1은 다중 안테나 전송 엔티티의 블록 다이아그램이다.

도2는 단일 안테나 수신 엔티티 및 다중 안테나 수신 엔티티의 블록 다이아그램이다.

도3은 MMSE 및 CCMI 기술들에 대한 수신(RX) STTD 프로세서 및 RX 공간 프로세서에 대한 블록 다이아그램이다.

도4는 부분적인-MMSE 및 부분적인-CCMI 기술들에 대한 수신(RX) STTD 프로세서 및 RX 공간 프로세서에 대한 블록 다이아그램이다.

도5는 MMSE 또는 CCMI 기술을 사용하는 데이터 수신 처리를 보여주는 도이다.

도6은 부분적인-MMSE 또는 부분적인-CCMI 기술을 사용하는 데이터 수신 처리를 보여주는 도이다.

도7은 예시적인 프로토콜 데이터 유닛(PDU)을 보여주는 도이다.

여기서 사용되는 "예시적" 이라는 용어는 일 예로서 제공됨을 의미한다. 여기서 사용되는 "실시예"는 다른 실시예들에 비해 선호되는 것으로 반드시 해석될 필요는 없다.

여기서 제시되는 데이터 전송 및 수신 기술들은 다중-입력 단일-출력(MISO) 및 다중-입력 다중-출력(MIMO) 전송을 위해 사용될 수 있다. MISO 전송은 다수의 전송 안테나들 및 하나의 수신 안테나를 사용한다. MIMO 전송은 다수의 전송 안테나들 및 다수의 수신 안테나들을 사용한다. 이러한 기술들은 단일 캐리어 및 다중 캐리어 통신 시스템들에서 사용될 수 있다. 다중 캐리어들은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 또는 다른 멀티-캐리어 변조 기술들을 통해 획득될 수 있다. OFDM은 전체 시스템 대역폭을 다수의(NF) 직교 주파수 서브밴드들로 분할하고, 여기서 다수의 직교 주파수 서브밴드들은 톤, 서브캐리어, 빈, 및 주파수 채널들로 지칭된다. OFDM을 사용하는 경우, 각 서브밴드는 데이터와 변조되는 각각의 서브캐리어와 관련된다.

전송 다이버시티는 STTD, SFTD, OTD, 공간 확산, 연속 빔형성 등을 포함하는 다양한 방식들을 사용하여 달성된다. STTD는 공간 및 시간 다이버시티를 달성하기 위해서 2개의 심벌 주기들에서 하나의 서브밴드를 통해 2개의 안테나들로부터의 데이터 심벌들의 각 쌍을 전송한다. SFTD는 공간 및 주파수 다이버시티를 달성하기 위해서 하나의 심벌 주기에서 2개의 서브밴드들을 통해 2개의 안테나들로부터 데이터 심벌들의 각 쌍을 전송한다. OTD는 공간 및 시간 다이버시티를 달성하기 위해서 2개의 직교 코드들을 사용하여 2개의 심벌 주기들에서 하나의 서브밴드를 통해 2개의 안테나들로부터 데이터 심벌들의 각 쌍을 전송한다. 여기서 사용되는 데이터 심벌은 트래픽/패킷 데이터에 대한 변조 심벌이고, 파일럿 심벌은 파일럿(전송 및 수신 엔티티들 모두에서 미리 알려진 데이터임)에 대한 변조 심벌이고, 변조 심벌은 변조 방식(예를 들면, M-PSK 또는 M-QAM)에 대한 신호 좌표(constellation)의 포인트에 대한 복소 값이며, 심벌은 임의의 복소 값이다.

공간 확산은 가능하게는 그 심벌에 대해 사용되는 조정 벡터(steering vector)에 의해 결정된 상이한 진폭 및/또는 위상들을 갖는 다수의 안테나들로부터 동시에 심벌을 전송하는 것을 지칭한다. 공간 확산은 또한 조정 다이버시티, 전송 조정, 의사랜덤 전송 조정 등으로 지칭된다. 공간 확산은 성능을 개선하기 위해서 STTD, SFTD, OTD, 및/또는 연속 빔형성과 조합되어 사용될 수 있다.

연속 빔형성은 N_F개의 서브밴드들에 대해 상이한 빔들을 사용하는 것을 지칭한다. 이러한 빔형성은 빔들이 서브밴드들에 걸쳐 갑작스럽게 변하는 것이 아니라 점진적으로 변한다는 점에서 연속적이다. 연속 빔형성은 각 서브밴드에 대한 심벌들을 그 서브밴드에 대한 빔형성 매트릭스와 승산함으로써 주파수 영역에서 수행된다. 연속 빔형성은 또한 상이한 전송 안테나들에 대해 상이한 사이클 또는 순환 지연들을 적용함으로써 시간 영역에서 수행될 수 있다.

전송 다이버시티는 또한 이러한 방식들의 조합을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 전송 다이버시티는 STTD 또는 SFTD 중 하나 및 공간 확산 또는 연속 빔형성 중 하나의 조합을 사용하여 달성될 수 있다. 또 다른 예로서, 전송 다이버시티는 STTD 또는 SFTD, 공간 확산 및 연속 빔형성의 조합을 사용하여 달성될 수 있다.

도1은 다중 안테나 전송 엔티티(110)의 일 실시예를 보여주는 블록 다이아그램이다. 이러한 예에서, 전송 엔티티(110)는 데이터 전송을 위해 STTD, 공간 확산, 및 연속 빔형성의 조합을 사용한다. 전송(TX) 데이터 프로세서(112)는 N_D개의 데이터 스트림들을 수신 및 처리하여, N_D개의 데이터 심벌 스트림들을 제공하고, 여기서 N_D≥1이다. 전송 데이터 프로세서(112)는 각 데이터 스트림을 독립적으로 처리하거나, 다수의 데이터 스트림들을 함께 공동으로 처리할 수 있다. 예를 들어, 전송 데이터 프로세서(112)는 그 데이터 스트림에 대해 선택된 코딩 및 변조 방식에 따라 각 데이터 스트림을 포맷팅, 스크램블링, 인코딩, 인터리빙, 및 심벌 매핑한다. 전송 STTD 프로세서(120)는 N_D개의 데이터 심벌 스트림들을 수신하여, 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림에 대해 STTD 처리 또는 인코딩을 수행하고, N_C개의 코딩된 심벌 스트림들을 제공하며, 여기서 N_C≥N_D 이다. 일반적으로, 전송 STTD 프로세서(120)는 STTD, SFTD, OTD, 또는 다른 전송 다이버시티 방식을 사용하여 하나 또는 그 이상의 데이터 심벌 스트림들을 처리한다. 각 데이터 심벌 스트림은 아래에서 제시되는 바와 같이, 하나의 코딩된 심벌 스트림 또는 다수의 코딩된 심벌 스트림들로 전송된다.

공간 확산기(130)는 코딩된 심벌들을 수신하여, 이들을 파일럿 심벌들과 멀티플렉싱하고, 코딩된 심벌들 및 파일럿 심벌들을 조정 매트리스들과 승산함으로써 공간 확산을 수행하고, N_T개의 전송 안테나들에게 N_T개의 전송 심벌 스트림들을 제공하며, 여기서 N_T≥N_C 이다. 각 전송 심벌은 하나의 전송 안테나로부터 하나의 심벌 주기에서 하나의 서브밴드를 통해 전송될 복소 값이다. N_T개의 변조기들(132a-132t)은 N_T개의 전송 심벌 스트림들을 수신한다. OFDM 시스템에 있어서, 각각의 변조기(132)는 그 전송 심벌 스트림에 대해 OFDM 변조를 수행하고, 시간-영역 샘플들 스트림을 제공한다. 각각의 변조기(132)는 또한 각 OFDM 심벌에 대해 주기적(cyclic) 지연을 적용한다. N_T개의 변조기들(132a-132t)은 N_T개의 전송기 유닛들(134a-134t) 각각에 N_T개의 시간 영역 샘플 스트림들을 제공한다. 각각의 전송기 유닛(134)은 그 샘플 스트림을 컨디셔닝하고(예를 들면, 아날로그 컨버팅, 증폭, 필터링, 및 주파수 업컨버팅), 변조된 신호를 생성한다. N_T개의 전송기 유닛들(134a-134t)로부터의 N_T개의 변조된 신호들은 각각 N_T개의 전송 안테나들(136a-136t)로부터 전송된다.

제어기(140)는 전송 엔티티(110)에서의 동작을 제어한다. 메모리 유닛(142)은 제어기(140)에 의해 사용되는 데이터 및/또는 프로그램 코드들을 저장한다.

도2는 단일 안테나 수신 엔티티(150x) 및 다중 안테나 수신 엔티티(150y)의 일 실시예에 대한 블록 다이아그램이다. 단일 안테나 수신 엔티티(150x)에서, 안테나(152x)는 N_T개의 전송된 신호들을 수신하고, 수신된 신호를 수신기 유닛(154x)으로 제공한다. 수신기 유닛(154x)은 전송기 유닛(134)에 의해 수행되는 처리에 대한 상보적인 처리를 수행하고, 수신된 샘플들의 스트림을 복조기(156x)로 제공한 다. OFDM 시스템에 있어서, 복조기(156x)는 수신된 샘플들에 대한 OFDM 복조를 수행하여 수신된 샘플들을 획득하고, 수신된 데이터 심벌들을 검출기(158)에 제공하며, 수신된 파일럿 심벌들을 채널 추정기(162)로 제공한다. 채널 추정기(162)는 데이터 전송을 위해 사용되는 각 서브밴드에 대한 전송 엔티티(110) 및 수신 엔티티(150x) 사이의 단일-입력 단일-출력(SISO) 채널에 대한 유효 채널 응답 추정치를 유도한다. 검출기(158)는 각 서브밴드에 대한 유효 SISO 채널 응답 추정치에 기반하여 각 서브밴드에 대한 수신된 데이터 심벌들 상의 데이터 검출을 수행하고, 그 서브밴드에 대한 복원된 데이터 심벌들을 제공한다. 수신 데이터 프로세서(160)는 복원된 데이터 심벌들을 처리하고(예를 들면, 심벌 디매핑, 디인터리빙, 및 디코딩), 디코딩된 데이터를 제공한다.

다중 안테나 수신 엔티티(150y)에서, N_R개의 안테나들(152a-152r)은 N_T개의 전송된 신호들을 수신하고, 각 안테나(152)는 수신된 신호를 각각의 수신기 유닛(154)으로 제공한다. 각 수신기 유닛(154)은 그 수신된 신호를 처리하여 수신된 샘플 스트림을 관련 복조기(156)로 제공한다. 각 복조기(156)는 그 수신된 샘플 스트림에 대한 OFDM 복조를 수행하고, 수신된 데이터 심벌들을 수신 공간 프로세서(170)로 제공하며, 수신된 파일럿 심벌들을 채널 추정기(166)로 제공한다. 채널 추정기(166)는 데이터 전송을 위해 사용되는 각 서브밴드에 대한 전송 엔티티(110) 및 수신 엔티티(150y) 사이의 실제 또는 유효 MIMO 채널에 대한 채널 응답 추정치를 유도한다. 매칭된 필터 생성기(168)는 각 서브밴드에 대한 채널 응답 추정치에 기반하여 각 서브밴드에 대한 공간 필터 매트릭스를 유도한다. 수신 공간 프로세서(170)는 각 서브밴드에 대한 공간 필터 매트릭스를 사용하여 각 서브밴드에 대한 수신된 데이터 심벌들 상에서 수신기 공간 처리(또는 공간 매칭된 필터링)를 수행하고, 그 서브밴드에 대한 검출된 심벌들을 제공한다. 수신 STTD 프로세서(172)는 검출된 심벌들에 대한 사후-처리를 수행하여, 복원된 데이터 심벌들을 제공한다. 수신 데이터 프로세서(174)는 복원된 데이터 심벌들을 처리하여(예를 들면, 심벌 디매핑, 디인터리빙, 및 디코딩), 디코딩된 데이터를 제공한다.

제어기들(180x 및 180y)은 수신 엔티티(150x 및 150y)들 각각에서의 동작을 제어한다. 메모리 유닛(182x 및 182y)들은 제어기들(180x 및 180y) 각각에 의해 사용되는 데이터 및/또는 프로그램 코드들을 저장한다.

1. 전송기 처리

전송 유닛(110)은 데이터 전송을 위해 가용한 전송 및 수신 안테나들의 수에 기반하여, STTD를 이용하여 임의의 수의 데이터 심벌 스트림들 및 STTD 없이 임의의 수의 데이터 심벌 스트림들을 전송할 수 있다. 하나의 데이터 심벌 스트림에 대한 STTD 인코딩은 다음과 같이 수행될 수 있다. 데이터 심벌 스트림의 2개의 심벌 주기들에서 전송될 데이터 심벌들의 각 쌍 S_a 및 S_b에 있어서, 전송 STTD 프로세서(120)는 2개의 벡터들

및

를 생성하고, 여기서 "*"는 복소 공액(conjugate)을 표시하며, "T"는 전치(transpose)를 지칭한다. 대안적으로, 데이터 심벌들의 각 쌍 S_a 및 S_b에 대해 전송 STTD 프로세서(120)는 2개의 벡터들

및

를 생성한다. STTD 인코딩 방식들 양자 모두에 있어서, 각각의 벡터

(t=1, 2)는 하나의 심벌 주기에서 N_T개의 전송 안테나들로부터 전송될 2개의 코딩된 심벌들을 포함하며, 여기서

이다. 벡터

은 제1 심벌 주기에서 전송되고, 벡터

는 다음 심벌 주기에서 전송된다. 각 데이터 심벌은 양 벡터들 모두에서 포함되고, 따라서 2개의 심벌 주기들 상에서 전송된다. m번째 코딩된 심벌 스트림은 2개의 벡터들

및

의 m번째 엘리먼트에서 전송된다. 명확화를 위해서, 다음 설명은

및

를 갖는 STTD 인코딩 방식에 대한 것이다. 이러한 STTD 인코딩 방식에 있어서, 제1 코딩된 심벌 스트림은 코딩된 심벌들

및

을 포함하고, 제2 코딩된 심벌은 코딩된 심벌들

및

를 포함한다.

테이블 1은 데이터 전송을 위해 사용될 수 있는 4개의 구성들을 보여준다.

구성은 N_C개의 코딩된 심벌 스트림들로서 N_D개의 데이터 심벌 스트림들을 전송하는 것을 나타내며, 여기서

이고,

이다. 제1 칼럼은 4개의 구성들을 식별한다. 각 구성에 있어서, 제2 칼럼은 전송되는 데이터 심벌 스트림들의 수를 표시하고, 제3 칼럼은 코딩된 심벌 스트림들의 수를 표시한다. 제4 칼럼은 각 구성에 대한 N_D개의 데이터 심벌 스트림들을 리스트하고, 제5 칼럼은 각 데이터 심벌 스트림에 대한 코딩된 심벌 스트림(들)을 리스트하고, 제6 칼럼은 각 코딩된 심벌 스트림에 대한 제1 심벌 주기(t=1)에서 전송되는 코딩된 심벌을 표시하며, 제7 칼럼은 각 코딩된 심벌 스트림에 대한 제2 심벌 주기(t=2)에서 전송될 코딩된 심벌을 표시한다. 각각의 2-심벌 간격에서 전송되는 데이터 심벌의 수는 데이터 심벌 스트림의 수의 2배와 동일하다. 제8 칼럼은 각 구성에 대해 요구되는 전송 안테나들의 수를 표시하고, 제9 칼럼은 각 구성에 대해 요구되는 수신 안테나들의 수를 표시한다. 도1에 제시된 바와 같이, STTD 없이 하나의 코딩된 심벌 스트림으로서 전송되는 각 데이터 심벌 스트림에 있어서, 제2 심벌 주기(t=2)에서 전송되는 데이터 심벌은 STTD 인코딩된 데이터 심벌 스트림의 데이터 심벌들 상에서 수행된 공액화(conjugation)와 매칭하기 위해서 공액화된다.

테이블 1

예로서, 2x3 구성에 있어서, 2개의 데이터 심벌들은 3개의 코딩된 심벌 스트림들로 전송된다. 제1 데이터 심벌 스트림은 STTD 인코딩되어 2개의 코딩된 심벌 스트림들을 생성한다. 제2 데이터 심벌 스트림은 제3 코딩된 심벌 스트림으로서 STTD 없이 전송된다. 코딩된 심벌들 S_a, S_b, 및 S_c는 제1 심벌 주기에서 적어도 3개의 전송 안테나들로부터 전송되며, 코딩된 심벌들

및

은 제2 심벌 주기에서 전송된다. 수신 엔티티는 2개의 수신 안테나들을 사용하여 2개의 데이터 심벌 스트림들을 복원한다.

테이블 1은 데이터 전송을 위해 사용될 수 있는 4개의 구성들을 보여주며, 여기서 각각의 구성은 적어도 하나의 STTD 인코딩된 데이터 심벌 스트림을 갖는다. 다른 구성들 역시 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 임의의 수의 데이터 심벌 스트림들이 임의의 수의 전송 안테나들로부터 임의의 수의 코딩된 심벌 스트림들로서 전송될 수 있고, 여기서

, 및

이다.

전송 엔티티는 공간 확산 및 연속 빔형성에 대한 코딩된 심벌들을 다음과 같이 처리한다:

여기서 t=1, 2, 등식(1)

여기서,

는 심벌 주기 t에서 서브밴드 k를 통해 전송될

코딩된 심벌들을 갖는

벡터이고;

는

에서

코딩된 심벌들에 대해 대각선(diagonal)을 따라

이득 값들을 가지고, 그 외에서 0 값들을 갖는

대각 매트릭스이며;

는 서브밴드 k에 대해 공간 확산을 위한

조정 매트릭스이며;

는 서브밴드 k에 대해 연속 빔형성을 위한

대각 매트릭스이며;

는 심벌 주기 t에서 서브밴드 k를 통해

전송 안테나들로부터 전송될

전송 심벌들을 갖는

벡터이다.

벡터

는 제1 심벌 주기에서 전송될

개의 코딩된 심벌들을 포함하고, 벡터

는 제2 심벌 주기에서 전송될

개의 코딩된 심벌들을 포함한다. 벡터들

및

는 상기 4개의 구성들에 대해 테이블 1에서 제시된 대로 형성된다. 예를 들어,

구성에 대해

이고,

이다.

이득 매트릭스

는

개의 코딩된 심벌 스트림들의 각각에 대해 사용할 전송 전력량을 결정한다. 전송을 위해 가용한 총 전송 전력은

로 표시된다.

개의 코딩된 심벌 스트림들에 대해 동일한 전송 전력이 사용되면,

의 대각 엘리먼트들은 동일한 값(

)을 갖는다.

개의 데이터 심벌 스트림들에 대해 동일한 전송 전력이 사용되면,

의 대각 엘리먼트는 그 구성에 따라 동일할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다.

의

이득 값들은 동시에 전송되는

데이터 심벌 스트림들에 대해 동일한 전송 전력을 달성하도록 정의된다. 예로서,

구성에 있어서, 제1 데이터 심벌 스트림은 2개의 코딩된 심벌 스트림들로서 전송되고, 제2 데이터 심벌 스트림은 하나의 코딩된 심벌 스트림으로 전송된다. 2개의 데이터 심벌 스트림들에 대해 동일한 전송 전력을 달성하기 위해서,

이득 매트릭스

는 3개의 코딩된 심벌 스트림들에 대해 대각선을 따라

, 및

의 이득 값들을 포함한다. 그리고 나서, 제3 코딩된 심벌 스트림의 각 코딩된 심벌은

만큼 스케일링되고, 동일한 심벌 주기에서 전송되는 다른 2개의 코딩된 심벌들에 비해 2배의 전력으로 전송된다. 각 심벌 주기에 대해

개의 코딩된 심벌들은 각 전송 안테나에 대해 이용가능한 최대 전송 전력을 이용하도록 스케일링된다. 일반적으로,

의 엘리먼트들은

개의 코딩된 심벌 스트림들에 대한 임의의 전송 전력량을 이용하고,

개의 데이터 심벌 스트림들에 대해 임의의 요구되는 SNR들을 달성하도록 선택된다. 각각의 코딩된 심벌 스트림에 대한 전력 스케일링은 적절한 이득으로 조정 매트릭스

의 칼럼들을 스케일링함으로써 수행될 수 있다.

주어진 데이터 심벌 스트림(

로 표시됨)은 다른 방식들에서 하나의 코딩된 심벌 스트림(

로 표시됨)으로 전송될 수 있다. 일 실시예에서, 이득 매트릭스

는 대각선을 따라 1들을 포함하고, 코딩된 심벌 스트림

는 다른 코딩된 심벌 스트림들과 동일한 전력 레벨로 전송된다. 이러한 실시예에서, 데이터 심벌 스트림

는 STTD 인코딩된 데이터 심벌 스트림보다 낮은 전송 전력으로 전송되어, 수신 엔티티에서 보다 낮은 수신 SNR을 달성한다. 데이터 심벌 스트림

에 대한 코딩 및 변조는 요구되는 성능(예를 들면, 요구되는 패킷 에러율)을 달성하도록 선택된다. 다른 실시예에서, 데이터 심벌 스트림

에서의 각 데이터 심벌은 반복되고, 2개의 심벌 주기들에서 전송된다. 예로서,

구성에서, 데이터 심벌

는 2개의 심벌 주기들에서 전송되고, 그리고 나서 데이터 심벌

가 2개의 심벌 주기들에서 전송된다. 모든

데이터 심벌 스트림들에 대해 유사한 수신 SNR들은 전송 및 수신 엔티티 모두에서 처리(예를 들면, 인코딩)를 간략화한다.

조정 매트릭스

는 각 심벌 주기에 대해

개의 코딩된 심벌들을 공간적으로 확산함으로써, 각 코딩된 심벌은 모두

개의 전송 안테나들로부터 전송되어 공간 다이버시티를 달성한다. 공간 확산은 아래에서 설명되는 월쉬 매트릭스, 퓨리어 매트릭스, 의사랜덤 매트릭스 등과 같이 다양한 타입의 조정 매트릭스들을 통해 수행될 수 있다. 동일한 조정 매트릭스

가 각 서브밴드 k에 대해 2개의 벡터들

및

에서 사용된다. 동일 또는 상이한 조정 매트릭스들이 상이한 서브밴드들에서 사용될 수 있다. 상이한 조정 매트릭스들은 상이한 시간 간격들에서 사용될 수 있고, 여기서 각 시간 간격은 STTD에 대한 2개의 심벌 주기들의 정수배에 이른다.

매트릭스

는 주파수 영역에서 연속 빔형성을 수행한다. OFDM 시스템에 있어서, 상이한 빔형성 매트릭스가 가 서브밴드에 대해 사용된다. 각 서브밴드 k에 대한 빔형성 매트릭스는 다음 형태를 갖는 대각 매트릭스일 수 있다:

등식(2)

여기서,

는 전송 안테나 i의 서브밴드 k에 대한 가중치이다. 가중치

는 다음과 같이 정의된다:

등식(3)

여기서

는 전송 안테나 i에 대한 시간 지연이고; 그리고

는 서브밴드 인덱스 k에 대응하는 실제 주파수이다.

예를 들어,

이면, 서브밴드 인덱스 k는 1 내지 64이고,

는 k를 -32 내지 +31에 각각 매핑한다.

는 인접 서브밴드들 사이의 주파수 이격을 나타낸다. 예를 들어, 전체 시스템 대역폭이

이고,

이면,

이다.

는 k의 각 값에 대한 실제 주파수(헤르쯔)를 제공한다. 등식(3)에 제시된 가중치

는 각 전송 안테나의

개의 총 서브밴드들에 걸친 점진적인 위상 이동에 대응하고, 위상 이동은

개의 전송 안테나들에 대해 상이한 레이트들에서 변경된다. 이러한 가중치들은 각 서브밴드에 대해 상이한 빔을 형성한다.

연속 빔형성은 다음과 같이 시간 영역에서 수행될 수 있다. 각 심벌 주기에 있어서,

-포인트 인버스 이산 퓨리어 변환(IDFT)이 각 전송 안테나 i에 대한

개의 전송 심벌들 상에서 수행되어, 그 전송 안테나에 대해

개의 시간-영역 샘플들을 생성한다. 그리고 나서, 각 전송 안테나 i에 대한

개의 시간-영역 샘플들은 지연

를 가지고 주기적으로 또는 순환적으로 지연된다. 예를 들어,

는 다음과 같이 정의될 수 있다:

여기서

는 하나의 샘플 주기, 샘플 주기의 일부, 또는 하나의 샘플 주기 이상과 동일할 수 있다. 따라서, 각 안테나에 대한 시간-영역 샘플들은 상이한 양만큼 주기적으로 지연된다.

간략화를 위해, 다음 설명은 하나의 서브밴드에 대한 것이며, 서브밴드 인덱스 k는 생략된다. 각 서브밴드에 대한 수신기 공간 처리는 동일한 방식으로 수행되지만, 공간 필터 매트릭스가 그 서브밴드에 대해 획득된다. 이득 매트릭스

는 수신기 공간 처리에 영향을 미치지 않고, 명확화를 위해 다음 설명에서 생략된다. 이득 매트릭스

는 벡터들

및

에서 통합되는 것으로 관측될 수 있다.

2. 단일-안테나 수신기 처리

단일-안테나 수신 엔티티는

구성을 사용하여 전송된 데이터 전송을 수신할 수 있다. 하나의 수신 안테나로부터의 수신된 심벌들은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(4)

여기서,

는 심벌 주기 t에 대한 수신된 심벌이며;

는

채널 응답 로우(row) 벡터로서,

이며;

는

구성에 대한

유효 채널 응답 로우 벡터로서,

이며; 그리고

는 심벌 주기 t에 대한 잡음이다.

MISO 채널 응답

는 벡터

및

에 대한 2개의 심벌 주기들에 대해 일정한 것으로 가정된다.

단일-안테나 수신 엔티티는 2개의 데이터 심벌들

및

의 추정치들을 다음과 같이 유도한다:

및

등식(5)

여기서,

는

의 추정치이며(m=1,2);

이고; 그리고

및

는 각각 검출된 심벌들

및

에 대한 사후-처리된 잡음이다. 수신 엔티티는 또한 아래에서 제시된 MMSE 처리를 사용하여 검출된 심벌들을 유도한다.

3. 다중-안테나 수신기 처리

다중-안테나 수신기 유닛은 테이블 1에 제시되 바와 같이, 그 수신 엔티티에서 가용한 수신 안테나들의 수에 의해 지원되는 임의의 구성들을 사용하여 전송되 는 데이터 전송을 수신한다. 다수의 수신 안테나들로부터의 수신된 심벌들은 다음과 같이 표현된다:

등식(6)

여기서,

는 심벌 주기 t에 대한

개의 수신된 심벌들을 갖는

벡터이고,

는

채널 응답 매트릭스이며;

는

유효 채널 응답 매트릭스이며; 그리고

는 심벌 주기 t에 대한 잡음 벡터이다.

수신 엔티티는 일반적으로 전송 엔티티로부터 수신된 파일럿에 기반하여

의 추정치를 획득할 수 있다. 수신 엔티티는

를 복원하기 위해서

를 사용한다.

유효 채널 응답 매트릭스

는 다음과 같이 표현될 수 있고:

등식(7)

다음 형태를 갖는다:

등식(8)

여기서,

는 수신 안테나 j에서 코딩된 심벌 스트림 m에 대한 채널 이득이다. 유효 채널 응답 매트릭스

는 데이터 전송에서 사용되는 구성 및 수신 안테나들의 수에 의존한다. MIMO 채널 응답 매트릭스

및 유효 채널 응답 매트릭스

는 벡터들

및

에 대해 2개의 심벌 주기들 상에서 일정한 것으로 가정된다.

구성에 있어서, 유효 채널 응답 매트릭스는

로 주어지는

매트릭스이고, 여기서

는 코딩된 심벌 스트림 m에 대한 유효 채널 응답 벡터이다. 다중-안테나 수신 엔티티는 2개의 데이터 심벌들

및

에 대한 추정치들을 다음과 같이 유도한다:

및

등식(9)

여기서,

는

의 추정치이고(m=1,2);

이며;

는 공액 전치를 표시하고; 그리고

및

는 각각 검출된 심벌들

및

에 대한 사후-처리된 잡음이다.

데이터 심벌들

및

는 아래에서 제시되는 것과 같이 다른 수신기 공간 처리를 사용하여 복원될 수 있다.

수신기 공간 처리를 용이하게 하기 위해서, 하나의 데이터 벡터

가 2개의 심벌 주기들에서 전송되는 벡터들

및

에 포함된

개의 데이터 심벌들에 대해 형성될 수 있다. 하나의 수신된 벡터

은 2개의 심벌 주기들에서 획득되는 벡터들

및

에 포함되는

개의 수신된 심벌들에 대해 형성될 수 있다. 그리고 나서, 수신된 벡터

는 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(10)

여기서,

은 2개의 심벌 주기들에서 획득되는

개의 수신된 심벌들을 갖는

벡터이고;

는 2개의 심벌 주기들에서 전송되는

개의 데이터 심벌들을 갖는

벡터이며;

은

에서 데이터 심벌들에 의해 관측되는

전체 채널 응답 매트릭스이며; 그리고

은

개의 데이터 심벌들에 대한 잡음 벡터이다.

전체 채널 응답 매트릭스

는 유효 채널 응답 매트릭스

의 로우들의 수의 2배를 포함하고, 전송 엔티티에 의해 수행된 STTD, 공간 확산, 및 연속 빔형성의 결과들을 포함한다.

의 엘리먼트들은 아래에서 설명되는 바와 같이

의 엘리먼트들에 기반하여 유도되다.

구성에 있어서, 전송 엔티티는 테이블 1에 제시된 바와 같이, 2개의 데이터 심벌 스트림들에 대해 2개의 심벌 주기들에서 전송될 4개의 데이터 심벌들

및

에 대한 벡터들

및

를 생성한다. 각각의 벡터

는 하나의 심벌 주기에서

개의 전송 안테나들로부터 전송될 3개의 코딩된 심벌들을 포함하고, 여기서

구성에 대해서

이다.

수신 엔티티에 2개의 수신 안테나들

이 제공되면,

는 심벌 주기 t에 대해 2개의 수신된 심벌들을 갖는

벡터이고,

는

채널 응답 매트릭스이며,

는

유효 채널 응답 매트릭스이다.

으로 표시되는, 2개의 수신 안테나들을 구비한

구성에 대한 유효 채널 응답 매트릭스는 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(11)

제1 심벌 주기에 대한 수신된 심벌들은

로서 표현되고, 제2 심벌 주기에 대한 수신된 심벌들은

로 표현되며, 여기서

는 심벌 주기 t에서 수신 안테나 j로부터 수신된 심벌이다. 이러한 4개의 수신된 심벌들은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(12a)

등식(12b)

등식(12c)

등식(12d)

2개의 수신기 안테나들을 갖는

구성에 있어서, 데이터 벡터

는

로서 형성될 수 있고, 수신된 벡터

은

로 형성될 수 있으며, 전체 채널 응답 매트릭스

은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(13)

상기 등식을 이용하여, 등식(10)에 제시된 바와 같이,

은

및

에 기반하여 표현될 수 있다. 매트릭스

는 등식 세트(12)로부터, 특성식

를 이용하여 형성된다. 등식(13)에 제시된 바와 같이,

의 첫 번째 2개의 로우들은

의 모든 엘리먼트들을 포함하고,

의 마지막 2개의 로우들은

의 엘리먼트들을 포함하지만, 데이터 심벌들에 대한 STTD 인코딩으로 인해 재배열 및 변환(즉, 공액화 및/또는 인버팅)된다.

구성에 있어서, 전송 엔티티는 2개의 데이터 심벌 스트림들에 대한 2개의 심벌 주기들에서 전송될 2쌍의 데이터 심벌들 (

및

) 및 (

및

)에 대해 벡터들

및

를 생성한다. 각 벡터

는 하나의 심벌 주기에서

개의 전송 안테나들로부터 전송될 4개의 코딩된 심벌들을 포함하며,

구성에 있어서

이다.

수신 엔티티에 2개의 수신 안테나

가 제공되면,

는 심벌 주기 t에 대한 2개의 수신된 심벌들을 갖는

벡터이고,

는

채널 응답 매트릭스이며,

는

유효 채널 응답 매트릭스이다.

로 표시되는, 2개의 수신 안테나들을 갖는

등식(15)

2개의 심벌 주기들에서 2개의 수신 안테나들로부터의 수신된 심벌들은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(15a)

등식(15b)

등식(15c)

등식(15d)

2개의 수신 안테나를 갖는

구성에 있어서, 데이터 벡터

는

로서 형성될 수 있고, 수신 벡터

은

로서 형성될 수 있으며, 전체 채널 응답 매트릭스

는 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(16)

등식(16)에 제시된 바와 같이,

의 첫 번째 2개의 로우들은

와 동일하고,

의 마지막 2개의 로우들은

의 재배열 및 변환된 엘리먼트들을 포함한다.

일반적으로, 모든 구성들에 대한 수신 벡터

은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(17)

데이터 벡터

는 데이터 전송을 위해 사용되는 구성들에 의존한다. 전체 채널 응답 매트릭스

는 상기 구성 및 수신 안테나들의 수에 의존한다.

구성에 있어서, 벡터

및 매트릭스

는 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(18)

등식(19)

구성에 있어서, 벡터

및 매트릭스

는 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(20)

등식(21)

구성에 있어서, 벡터

및 매트릭스

는 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(22)

등식(23)

구성에 있어서, 벡터

및 매트릭스

는 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(24)

등식(25)

다중-안테나 수신 엔티티는 다양한 수신기 공간 처리 기술들을 사용하여 전송된 데이터 심벌들에 대한 추정치들을 유도할 수 있다. 이러한 기술들은 MMSE 기술, CCMI 기술(일반적으로 제로-포커싱 기술 또는 무상관 기술로 지칭됨), 부분적인-MMSE 기술, 및 부분적인-CCMI 기술을 포함한다. MMSE 및 CCMI 기술에 있어서, 수신 엔티티는 각각의 2심벌 간격에서 획득된

개의 수신된 심벌들에 대한 공간 매칭된 필터링을 수행한다. 부분적인-MMSE 기술, 및 부분적인-CCMI 기술에 있어서, 수신 엔티티는 각각의 심벌 주기에서

개의 수신된 심벌들에 대한 공간 매칭된 필터링을 수행한다.

A. MMSE 수신기

MMSE 기술에 있어서, 수신 엔티티는 공간 필터 매트릭스를 다음과 같이 유도한다:

등식(26)

여기서

는

의 추정치인

매트릭스이고;

는 등식(10)의 잡음 벡터

의 자기 공분산 매트릭스이며; 그리고

는

공간 필터 매트릭스이다.

수신 엔티티는 파일럿 심벌들이 전송 엔티티에 의해 어떻게 전송되는지에 따라 상이한 방식으로

를 유도한다. 예를 들어, 수신 엔티티는 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여, 유효 채널 응답 매트릭스

의 추정치인

를 획득할 수 있다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 테이블 1에 주어진 4개의 구성들에 대한 등식(19),(21),(23), 또는 (25)에 제시된 바와 같이

에 기반하여

를 유도할 수 있다. 또한 수신 엔티티는 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 직접적으로 전체 채널 응답 매트릭스

를 추정할 수 있다. 어떤 경우이든, 등식(26)의 두 번째 등식은 잡음 벡터

이 제로 평균 및

의 분산을 갖는 AWGN 이라고 가정한다. 공간 필터 매트릭스

는 데이터 심벌들 및 공간 필터 매트릭스로부터의 심벌 추정치들 사이의 평균 자승 에러를 최소화한다.

수신 엔티티는 MMSE 공간 처리를 다음과 같이 수행한다:

등식(27)

여기서,

는 MMSE 기술을 통해 2-심벌 간격 동안 획득된

개의 검출된 심벌들을 갖는

벡터이고;

이며;

는

대각 매트릭스이고; 그리고

는 MMSE 필터링된 잡음이다.

공간 필터 매트릭스

로부터의 심벌 추정치들은 데이터 심벌들의 비정규화된 추정치들이다. 스케일링 매트릭스

와의 승산은 데이터 심벌들에 대한 정규화된 추정치들을 제공한다.

B. CCMI 수신기

CCMI 기술에 있어서, 수신 엔티티는 공간 필터 매트릭스를 다음과 같이 유도한다:

등식(28)

여기서,

는

공간 필터 매트릭스이다.

수신 엔티티는 CCMI 공간 처리를 다음과 같이 수행한다:

등식(29)

여기서,

는 CCMI 기술을 사용하여 2-심벌 간격 동안 획득된

개의 검출된 심벌들을 갖는

벡터이고; 그리고

는 CCMI 필터링된 잡음이다.

C. 부분적인- MMSE 수신기

부분적인-MMSE 및 부분적인-CCMI 기술에 있어서, 수신 엔티티는 각 심벌 주기 동안 공간 필터 매트릭스에 기반하여 각 심벌 주기 동안

개의 수신된 심벌들에 대한 공간 매칭된 필터링을 수행한다. 각각의 STTD 인코딩된 데이터 심벌 스트림에 있어서, 수신 엔티티는 그 스트림에서 전송된 각 데이터 심벌에 대해 2개의 심벌 주기들에서 2개의 추정치들을 획득하고, 이러한 2개의 추정치들을 결합하여 그 데이터 심벌에 대한 하나의 추정치를 생성한다. 부분적인-MMSE 및 부분적인-CCMI 기술들은 수신 엔티티에 적어도

개의 수신 안테나가 제공되거나, 또는

인 경우에 사용될 수 있다. 각 심벌 주기에서 전송되는 코딩된 심벌들의 수만큼의 수신기 안테나들이 적어도 존재하여야 하며, 이는 테이블 1에 제시된다.

부분적인-MMSE 기술에 있어서, 수신 엔티티는 공간 필터 매트릭스를 다음과 같이 유도한다:

등식(30)

여기서,

는

의 추정치인

매트릭스이고; 그리고

는 하나의 심벌 주기에 대한

공간 필터 매트릭스이다.

유효 채널 응답 매트릭스

는 데이터 전송을 위해 사용되는 상술한 구성에 기반하며, 등식(8)에 제시된 형태를 갖는다.

수신 엔티티는 각 심벌 주기 동안 MMSE 공간 처리를 다음과 같이 수행한다:

등식(31)

여기서,

는 부분적인-MMSE 기술을 사용하여 심벌 주기 t에서 획득되는

개의 검출된 심벌들을 갖는

벡터이고;

이며;

는

대각 매트릭스이며; 그리고

는 심벌 주기 t 동안에 MMSE 필터링된 잡음이다.

부분적인-MMSE 처리는 각각 벡터

및

의 추정치인, 제1 및 제2 심벌 주기들에 대한 2개의 벡터

및

를 제공한다. 벡터

의 검출된 심벌들은 필요에 따라 공액화(conjugated) 및 음수화(negated)되어 벡터

에 포함된 데이터 심벌들에 대한 추정치들을 획득한다. 예를 들어,

구성에 있어서,

이고,

이다. 벡터

에 있어서,

는 공액화되어

의 제2 추정치를 획득하고,

는 음수화 및 공액화되어

의 제2 추정치를 획득하며,

는 공액화되어

의 추정치를 획득한다.

각각의 STTD 인코딩된 데이터 심벌 스트림에 있어서, 부분적인-MMSE 처리는 그 스트림에서 전송되는 각 데이터 심벌에 대해 2개의 심벌 주기들에서 2개의 검출된 심벌들을 제공한다. 특히, 부분적인-MMSE 처리는 테이블 1의 모든 4개의 구성들에 대해서

의 2개의 추정치들 및

의 2개의 추정치들을 제공하고,

구성에 있어서

의 2개의 추정치들 및

의 2개의 추정치들을 추가로 제공한다. 각 데이터 심벌의 2개의 추정치들은 결합되어 그 데이터 심벌에 대한 하나의 추정치를 생성한다.

데이터 심벌

의 2개의 추정치들은 최대비 결합(MRC)을 사용하여 다음과 같이 결합될 수 있다:

등식(32)

여기서,

는 심벌 주기 t에서 획득된 데이터 심벌

의 추정치이며;

는

의 SNR이며; 그리고

은 데이터 심벌

의 최종 추정치이다.

추정치

는 심벌 주기 t=1에서 코딩된 심벌 스트림

으로부터 획득되며, 추정치

는 심벌 주기 t=2에서 코딩된 심벌 스트림

로부터 획득된다. 부분적인-MMSE 기술에 대한

의 SNR은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(33)

여기서,

는 코딩된 심벌 스트림으로서, 이로부터

가 획득되며; 그리고

는 등식(310)에서 정의된

의

번째 대각 엘리먼트이다.

데이터 심벌

에 대한 2개의 추정치들은 다음과 같이 선형적으로 결합될 수 있다:

등식(34)

등식(34)은 2개의 추정치들

및

의 SNR이 동일한 경우에는 MRC 기술과 동일한 성능을 제공하지만, SNR들이 동일하지 않는 경우에는 부-최적 성능을 제공한다.

D. 부분적인- CCMI 수신기

부분적인-CCMI 기술에 있어서, 수신 엔티티는 하나의 심벌에 대한 공간 필터 매트릭스를 다음과 같이 유도한다:

등식(35)

여기서,

는 하나의 심벌 주기에 대한

공간 필터 매트릭스이다.

수신 엔티티는 각 심벌 주기에 대해 CCMI 공간 처리를 다음과 같이 수행한다:

등식(36)

여기서,

는 부분적인-CCMI 기술을 사용하여 심벌 주기 t에서 획득되는

개의 검출된 심벌들을 갖는

벡터이며; 그리고

는 심벌 주기 t 동안의 CCMI 필터링된 잡음이다.

수신 엔티티는 등식(32)에 제시된 바와 같이 MRC를 사용하여 주어진 데이터 심벌에 대한 2개의 추정치들을 결합할 수 있다. 이러한 경우, CCMI 기술에 대한 검출된 심벌

의 SNR은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(37)

여기서,

는

의

번째 대각 엘리먼트이다.

부분적인-MMSE 및 부분적인-CCMI 기술들은 STTD 없이 전송되는 데이터 심벌 스트림들에 대한 지연(또는 대기시간)을 감소시킨다. 부분적인-MMSE 및 부분적인-CCMI 기술들은 또한 공간 매칭된 필터링의 복잡도를 감소시키는데, 왜냐하면 각 심벌 주기에 대한 공간 필터 매트릭스가

의 크기를 가지는 반면, 각각의 2-심벌 주기 간격에 대한 공간 필터 매트릭스가

의 크기를 가지기 때문이다.

4. 대안적인 STTD 인코딩 방식

명확화를 위해, 상술한 내용은 한 쌍의 데이터 심벌들

및

이 2개의 벡터들

및

로 STTD 인코딩되는 경우에 대한 것이다. 상술한 바와 같이, 한 쌍의 데이터 심벌들

및

는 2개의 벡터들

및

로 STTD 인코딩될 수 있다. 상술한 다양한 벡터들 및 매트릭스들은 이러한 대안적인 STTD 인코딩 방식에서 다를 수 있다.

예로서,

구성에 있어서, 전송 엔티티는 2개의 데이터 심벌 스트림들에 대해 2개의 심벌 주기들에서 전송될 2쌍의 데이터 심벌들 (

및

) 및 (

및

)에 대해 벡터들

및

를 생성한다. 데이터 벡터

는

로 주어지고, 수신된 벡터

은

로 주어지며, 전체 채널 응답 매트릭스

는 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(38)

벡터

및

그리고 다른 구성들에 대한 매트릭스

은

구성에 대해서 상술한 방식과 유사한 방식으로 유도될 수 있다.

대안적인 STTD 인코딩 방식에 있어서, 수신 엔티티는 제1 STTD 인코딩 방식에 대해 정의된 매트릭스

대신에, 대안적인 STTD 인코딩 방식에 대해 정의된 매트릭스

을 사용하여, MMSE 공간 필터 매트릭스 또는 CCMI 공간 필터 매트릭스를 유도한다.

구성에 있어서, 등식(38)에 제시된 매트릭스

이 등식(23)에 제시된 매트릭스

대신에 사용된다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 공간 필터 매트릭스를 사용하여 수신된 벡터

에 대한 공간 매칭된 필터링을 수행하여, 대안적인 STTD 인코딩 방식에 대한

의 추정치인

를 획득한다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 필요에 따라

의 심벌들을 공액화하여 복원된 데이터 심벌들을 획득한다.

일반적으로, 전체 채널 응답 매트릭스

는 전송 엔티티에 의해 STTD 인코딩이 수행되는 방식 및 전송 엔티티에 의해 공간 처리가 수행되는 방식에 의존한다. 수신 엔티티는 동일한 방식으로 MMSE 또는 CCMI 처리를 수행하고, 전체 채널 응답 매트릭스는 적절한 방식으로 유도된다.

유효 채널 응답 매트릭스

는 2개의 STTD 인코딩 방식들 모두에 대해 동일하고, 등식(8)에 제시된다. 수신 엔티티는

를 사용하여 부분적인-MMSE 공간 필터 매트릭스 또는 부분적인-CCMI 공간 필터 매트릭스를 유도한다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 공간 필터 매트릭스를 사용하여 각 심벌 주기 동안 수신된 벡터

의 추정치인

를 획득한다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 필요에 따라

에서의 검출된 심벌들을 공액화하고, 적절하게 추정치들을 결합하여 복원된 데이터 심벌들을 획득한다.

5. 수신기 처리

도3은 MMSE 또는 CCMI 기술을 구현할 수 있는 수신 공간 프로세서(170a) 및 수신 STTD 프로세서(172a)에 대한 블록 다이아그램이다. 수신 공간 프로세서(170a) 및 수신 STTD 프로세서(172a)는 각각 도2의 다중-안테나 수신 엔티티(150y)의 수신 공간 프로세서(170) 및 수신 STTD 프로세서(172)의 일 예이다. 채널 추정기(166)는 아래에서 설명되는 바와 같이, 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 유효 채널 응답 추정치

를 유도한다. 매칭된 필터 생성기(168)는

에 기반하여 전체 채널 응답 추정치

를 형성하고,

에 기반하여 2-심벌 간격에 대한 MMSE 또는 CCMI 공간 필터 매트릭스

를 유도하며, 이는 등식(26) 또는 (28)에 제시되어 있다.

수신 공간 프로세서(170a) 내에서, 사전-프로세서(310)는 각 심벌 주기 동안 수신된 벡터

를 획득하고, 각각의 2-심벌 간격의 제2 심벌 주기 동안 수신된 심벌을 공액화하며, 각각의 2-심벌 간격 동안 수신된 벡터

을 형성하며, 이는 등식(17)에 제시된 바와 같다. 공간 프로세서(320)는 공간 필터 매트릭

을 이용하여 수신된 벡터

에 대한 공간 매칭된 필터링을 수행하고, 벡터

를 제공하며, 이는 등식(27) 또는 (29)에 제시된 바와 같다. 수신 STTD 프로세서(172a) 내에서, STTD 사후-프로세서(330)는 필요에 따라 벡터

의 심벌들을 공액화하고, 각각의 2-심벌 간격에 대해서

개의 복원된 데이터 심벌들을 제공한다. 디멀티플렉서(340)은

개의 복원된 데이터 심벌 스트림들로 STTD 사후-프로세서(330)로부터의 복원된 데이터 심벌들을 디멀티플렉싱하고, 이러한 스트림들을 수신 데이터 프로세서(174)로 제공한다.

도4는 부분적인-MMSE 또는 부분적인-CCMI 기술을 구현할 수 있는 수신 공간 프로세서(170b) 및 수신 STTD 프로세서(172b)에 대한 블록 다이아그램이다. 수신 공간 프로세서(170b) 및 수신 STTD 프로세서(172b)는 각각 수신 공간 프로세서(170) 및 수신 STTD 프로세서(172)의 다른 예이다. 채널 추정기(166)는 유효 채널 응답 추정치

를 유도한다. 매칭된 필터 생성기(168)는

에 기반하여 하나의 심벌 주기 동안 부분적인-MMSE 또는 부분적인-CCMI 필터 매트릭스

를 생성하며, 이는 등식(30) 또는 (35)에 제시된 바와 같다.

수신 공간 프로세서(170b) 내에서, 공간 프로세서(420)는 각 심벌 주기에 대해 공간 필터 매트릭스

를 사용하여 각 심벌 주기 동안 수신된 벡터

에 대한 공간 매칭된 필터링을 수행하여, 벡터

를 제공하며, 이는 등식(31) 또는 (36)에 제시된 바와 같다. 수신 STTD 프로세서(172b) 내에서, STTD 사후-프로세서(430)는 필요에 따라 벡터

의 검출된 심벌들을 공액화하고, 각 심벌 주기에 대해

개의 데이터 심벌 추정치들을 제공한다. 결합기(432)는 예를 들어, 등식(32) 또는 (34)에 제시된 바와 같이 STTD를 이용하여 전송되는 각 데이터 심벌에 대한 2개의 추정치들을 결합하여, 그 데이터 심벌에 대한 하나의 추정치를 제공한다. 디멀티플렉서(440)은 결합기(432)로부터의 복원된 데이터 심벌들을

개의 복원된 데이터 심벌 스트림들 상에서 디멀티플렉싱하여, 이러한 스트림들을 수신 데이터 프로세서(174)로 제공한다.

도5는 MMSE 또는 CCMI 기술을 사용하여 데이터 전송을 수신하는 처리(500)를 보여준다. 적어도 하나의 STTD 인코딩된 데이터 심벌 스트림을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들이 획득된다(블록 510). 유효 채널 응답 매트릭스가 예를 들어 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 획득된다(블록 512). 전체 채널 응답 매트릭스는 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 그 데이터 전송을 위해 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라 형성된다(블록 514). 공간 필터 매트릭스는 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 예를 들면 MMSE 또는 CCMI 기술에 따라 유도된다(블록 516). 수신된 심벌들의 벡터는 각각의 2-심벌 간격에 대해 형성된다(블록 518). 공간 처리는 공간 필터 매트릭스를 사용하여 각각의 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터에 대해 수행되어 2 심벌 간격에 대해 검출된 심벌들의 벡터를 획득한다(블록 520). 사후-처리(예를 들면, 공액화)가 필요한 경우 검출된 심벌들에 대해 수행되어 복원된 데이터 심벌들을 획득한다(블록 522).

도6은 부분적인-MMSE 또는 부분적인-CCMI 기술을 사용하여 데이터 전송을 수신하는 처리(600)를 보여준다. 적어도 하나의 STTD 인코딩된 데이터 심벌 스트림을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들이 획득된다(블록 610). 유효 채널 응답 매트릭스가 예를 들면 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 획득된다(블록 612). 공간 필터 매트릭스가 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 예를 들면 MMSE 또는 CCMI 기술에 따라 유도된다(블록 614). 공간 처리가 공간 필터 매트릭스를 사용하여 각 심벌 주기에 대해 수신된 심벌들에 대해 수행되어 그 심벌 주기에 대한 검출된 심벌들을 획득한다(블록 616). 사후-처리(예를 들면, 공액화)가 필요한 경우 검출된 심벌들에 대해 수행되어 데이터 심벌들의 추정치를 획득한다(블록 618). STTD를 사용하여 전송되는 각 데이터 심벌에 대한 다수의 추정치들이 결합되어 그 데이터 심벌에 대한 하나의 추정치를 획득한다(블록 620).

6. SFTD 및 공간 확산

전송 엔티티는 SFTD, 공간 확산, 및 가능하게는 연속 빔형성의 조합을 사용할 수 있다. 테이블 1에 제시된 각 구성에 있어서, 전송 엔티티는

개의 전송 스트림들에 대해 하나의 심벌 주기에서 2개의 서브밴드들을 통해 전송될

개의 데이터 심벌들에 대해 2개의 벡터들

및

를 생성한다. 전송 엔티티는 하나의 심벌 주기에서 하나의 서브밴드를 통해 벡터

을 공간적으로 확산하여 전송하고, 동일한 심벌 주기에서 또 다른 서브밴드를 통해 벡터

를 공간적으로 확산하여 전송한다. 2개의 서브밴드들은 일반적으로 인접한 서브밴드들이다. 수신 엔티티는

의 제1

개의 로우들이 (제1 심벌 주기 대신) 제1 서브밴드들에 대한 것이고,

의 최종

개의 로우들이 (제2 심벌 주기 대신) 제2 서브밴드들에 대한 것이라는 점을 제외하고는, 상술한 바와 같이 전체 채널 응답 매트릭스

을 유도한다. 수신 엔티티는 상술한 방식으로 MMSE, CCMI, 부분적인-MMSE, 또는 부분적인-CCMI 처리를 수행한다.

7. 공간 확산을 위한 조정 매트릭스들

다양한 타입의 조정 매트릭스들이 공간 확산을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 조정 매트릭스

는 월쉬 매트릭스, 퓨리어 매트릭스, 또는 다른 매트릭스 일 수 있다.

월쉬 매트릭스

는

로 표현될 수 있다. 보다 큰 사이즈의 월쉬 매트릭스

는 보다 작은 사이즈의 월쉬 매트릭스

로부터 다음과 같이 형성될 수 있다:

등식(39)

퓨리어 매트릭스

는 m번째 칼럼의 n번째 로우에서 다음과 같이 표현되는 엘리먼트

을 갖는다:

등식(40)

임의의 정사각 차원(예를 들면, 2,3,4,5 등)을 갖는 퓨리어 매트릭스들이 형성될 수 있다.

월쉬 매트릭스

, 퓨리어 매트릭스

, 또는 다른 매트릭스가 다른 조정 매트릭스들을 형성하기 위해서 기본 매트릭스

로서 사용될 수 있다.

기본 매트릭스에 있어서, 기본 매트릭스의 2 내지 N 로우들 각각은 M개의 상이한 가능한 스칼라들과 독립적으로 승산될 수 있다.

개의 상이한 조정 매트릭스들이 N-1개의 로우들에 대한 M개의 스칼라들의

개의 상이한 치환(permutation)으로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 2 내지 N 로우들 각각은

또는

스칼라 값과 독립적으로 승산되고, 여기서

이다. N=4에 있어서, 64개의 상이한 조정 매트릭스들이 4개의 상이한 스칼라 값을 이용하여 기본 매트릭스

로부터 생성될 수 있다. 추가적인 조정 매트릭스들이 다른 스칼라들, 예를 들면

등을 이용하여 생성될 수 있다. 일반적으로, 기본 매트릭스의 각 로우는

형태를 갖는 임의의 스칼라와 승산되고, 여기서

는 임의의 위상 값이다.

조정 매트릭스들은

로서

기본 매트릭스로부터 생성될 수 있고, 여기서

이고,

는 기본 매트릭스

을 이용하여 생성된 i번째 조정 매트릭스이다.

만큼의 스케일링은

의 각 칼럼이 단위(unit) 전력을 갖는 것을 보장한다.

조정 매트릭스들은 또한 의사-랜덤 방식으로 생성될 수 있다. 조정 매트릭스들은 일반적으로 서로에 대해 직교하는 칼럼들을 갖는 단일(unitary) 매트릭스들이다. 이러한 조정 매트릭스들은 또한 각 칼럼에 대해 단위 전력을 가지고, 직교 칼럼들을 갖는 직교정규(orthonomal) 매트릭스들일 수 있으며, 결과적으로

이고,

는 단위 매트릭스이다. 정사각형이 아닌 차원을 갖는 조정 매트릭스가 정사각 조정 매트릭스의 하나 이상의 칼럼들을 삭제함으로써 획득될 수 있다.

상이한 조정 매트릭스들이 상이한 시간 간격들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상이한 조정 매트릭스들이 SFTD에 대해 상이한 심벌 주기들에서 사용될 수 있고, STD 및 OTD에 대해 상이한 2-심벌 간격들에서 사용될 수 있다. OFDM 시스템에서, 상이한 조정 매트릭스들은 STTD 및 OTD에 대해 상이한 서브밴드들에서 사용될 수 있고, SFTD에 대해 상이한 쌍의 서브밴드들에서 사용될 수 있다. 상이한 조정 매트릭스들은 상이한 서브밴드들 및 상이한 심벌 주기들에서 사용될 수 있다. 상이한 조정 매트릭스들을 사용하여 공간 확산(시간 및/또는 주파수에 대해)에 의해 제공되는 랜덤화는 무선 채널의 악영향을 감소시킬 수 있다.

8. 프레임 구조 및 MIMO 파일럿

도7은 MISO 및 MIMO 전송을 지원하는 예시적인 프로토콜 데이터 유닛(PDU)(700)을 보여주는 도이다. PDU(700)는 MIMO 파일럿에 대한 섹션(710) 및 데이터에 대한 섹션(720)을 포함한다. PDU(700)는 예를 들어, 프리앰블, 시그널링 등에 대한 다른 섹션들을 포함할 수 있다. MIMO 파일럿은 데이터 전송을 위해 사용되는 모든 전송 안테나들로부터 전송되며, 수신 엔티티가 데이터 전송에서 사용되는 MIMO 또는 MISO 채널을 추정할 수 있도록 하여주는 파일럿이다. MIMO 파일럿은 다양한 방식으로 전송될 수 있다.

일 실시예에서, 전송 엔티티는 "깨끗한(clear)" MIMO 파일럿(즉, 공간 확산이 없음)을 모든

개의 전송 안테나들로부터 다음과 같이 전송한다:

등식(41)

여기서,

는 서브밴드 k를 통해 전송되는

개의 파일럿 심벌들을 갖는

벡터이고;

는 심벌 주기 t에 대한

대각 월쉬 매트릭스이며; 그리고

는 심벌 주기 t에서 서브밴드 k에 대한 깨끗한 MIMO 파일럿에 대한

개의 공간적으로 확산된 심벌들을 갖는

벡터이다.

개의 전송 안테나들에는 길이 L을 갖는

개의 상이한 월쉬 시퀀스들이 할당되며, 여기서

이다. 각각의 월쉬 시퀀스는

의 하나의 대각 엘리먼트에 대응한다. 대안적으로, 전송 엔티티는 깨끗한 MIMO 파일럿을 다음과 같이 생성할 수 있다;

, 그리고 여기서

는 파일럿 심벌에 대한 스칼라이고,

는

개의 전송 안테나들에 할당된 월쉬 시퀀스들을 갖는

벡터이다. 간략화를 위해서, 연속 빔형성이 등식(41)에서 제시되지 않지만, 일반적으로 파일럿 및 데이터 전송 모두에 대해서 동일한 방식으로 수행된다. MIMO 채널은 월쉬 시퀀스들 길이에 대해 일정한 것으로 가정된다.

깨끗한 MIMO 파일럿에 대해 수신 엔티티에 의해 획득되는 수신된 파일럿 심벌들은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(42)

여기서,

는 심벌 주기 t에서 서브밴드 k에 대해 깨끗한 MIMO 파일럿에 대해

개의 수신된 파일럿 심벌들을 갖는

벡터이다.

수신 엔티티는 깨끗한 MIMO 파일럿에 기반하여 MIMO 채널 매트릭스

의 추정치를 유도한다.

의 각 칼럼은 각각의 월쉬 시퀀스와 관련된다. 수신 엔티티는 다음과 같이 i번째 전송 안테나 및 j번째 수신 안테나 사이의 채널 이득인

의 추정치를 획득한다. 수신 엔티티는 먼저

내지

의 j번째 엘리먼트를 i번째 전송 안테나에 할당된 월쉬 시퀀스

의 L 칩들과 승산하고, L개의 복원된 심벌들 시퀀스를 획득한다. 그리고 나서, 수신 엔티티는

의 i번째 엘리먼트인 파일럿 심벌

를 위해 사용되는 변조를 L개의 복원된 심벌들로부터 제거한다. 그리고 나서, 수신 엔티티는 L개의 결과적인 심벌들을 누적하여,

의 j번째 로우 및 i번째 칼럼의 엘리먼트인

의 추정치를 획득한다. 이러한 처리는

의 각 엘리먼트에 대해 반복된다. 그리고 나서, 수신 엔티티는

및 전송 엔티티에 의해 사용되는 알려진 조정 매트릭스들에 기반하여

의 추정치를 유도한다. 수신 엔티티는 상술한 바와 같이, 수신기 공간 처리를 위해

를 사용한다.

전송 엔티티는 다음과 같이 공간적으로 확산된 MIMO 파일럿을 전송한다:

등식(43)

여기서,

는 서브밴드 k 상에서 전송될

개의 파일럿 심벌들을 갖는

벡터이고;

는 심벌 주기 t에 대한

대각 월쉬 매트릭스이며;

는 서브밴드 k에 대한 공간 확산을 위한

조정 매트릭스이며; 그리고

는 심벌 주기 t에서 서브밴드 k에 대해 공간적으로 확산된 MIMO 파일럿에 대한

개의 공간적으로 처리된 심벌들을 갖는

벡터이다.

월쉬 시퀀스들은 길이 L을 가지며, 여기서 공간적으로 확산된 MIMO 파일럿에 대해

이다. 대안적으로, 전송 엔티티는 공간적으로 확산된 MIMO 파일럿을 다음과 같이 생성한다:

, 여기서

및

는 위에서 설명한 바와 같다.

공간적으로 확산된 MIMO 파일럿에 대해 수신 엔티티에 의해 획득되는 수신된 파일럿 심벌들은 다음과 같이 표현될 수 있다:

등식(44)

여기서,

개의 수신된 파일럿 심벌들을 갖는

벡터이다.

수신 엔티티는 깨끗한 MIMO 파일럿에 대해 위에서 설명한 바와 같이,

의 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 유효 MIMO 채널

의 추정치를 유도한다. 이러한 경우, 수신 엔티티는

및

를 제거하고,

의 추정치인

를 획득한다. 대안적으로, 전송 엔티티는 다음과 같이 공간적으로 확산된 MIMO 파일럿을 생성한다:

또는

, 여기서

또는

는 공간 확산을 수행한다. 이러한 경우, 수신 엔티티는 임의의 추가적인 처리 없이 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 직접적으로,

의 추정치인

를 형성한다. 어떤 경우이든, 수신 엔티티는 수신기 공간 처리를 위해서

를 사용한다.

또 다른 실시예에서, 전송 엔티티는 서브밴드 멀티플렉싱을 사용하여 깨끗한 또는 공간적으로 확산된 MIMO 파일럿을 전송한다. 서브밴드 멀티플렉싱을 사용하는 경우, 단지 하나의 전송 안테나만이 각 심벌 주기에서 각 서브밴드에 대해 사용된다. 월쉬 매트릭스

는 필요하지 않다.

여기서 제시된 데이터 전송 및 수신 기술들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기술들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에서, 전송 엔티티의 처리 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 장치(DSPD), 프로그램어블 논리 장치(PLD), 필드 프로그램어블 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로-제어기, 마이크로프로세서, 상술한 기능을 수행하도록 설계된 다른 전자 장치, 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 수신 엔티티의 처리 유닛들은 하나 이상의 ASIC, DSP, 등을 통해 구현될 수 있다.

소프트웨어 구현에서, 여기서 제시된 기술들은 상술한 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들면, 절차, 함수, 등)을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들이 메모리 유닛(예를 들면, 도1의 메모리 유닛 142, 또는 도2의 메모리 유닛 182x 또는 182y)에 저장되고, 프로세서(예를 들면, 도1의 제어기 140, 또는 도2의 제어기 180x 또는 180y)에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 외부 또는 프로세서 내부에서 구현될 수 있다.

소제목이 참조를 위해 사용되었다. 이러한 소제목들은 여기서 제시된 개념을 범위를 제한하려는 것은 아니고, 이러한 개념들은 전체 명세서에 걸쳐 다른 섹션에서 적용될 수 있다.

상술한 실시예들은 당업자가 본원발명을 보다 용이하게 이해 및 실시할 수 있도록 하기 위해 제시되었다. 한편, 여기서 제시된 실시예들의 다양한 변형이 가능하다. 따라서 본 발명은 상기 실시예들로 제한되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.

Claims

무선 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 방법으로서,

공간-시간 전송 다이버시티(STTD)를 통해 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하는 단계;

상기 데이터 전송에 대한 유효(effective) 채널 응답 매트릭스를 획득하는 단계;

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 이용하여 공간 필터 매트릭스를 유도하는 단계; 및

검출된 심볼들을 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 이용하여 적어도 2개의 심벌 주기들 각각에 대해 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

상기 유효 채널 응답 매트릭스 획득 단계는

상기 데이터 전송을 통해 전송되는 파일럿 심벌들을 수신하는 단계; 및

상기 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 상기 유효 채널 응답 매트릭스를 유도하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

상기 유효 채널 응답 매트릭스 획득 단계는

공간 확산을 통해 전송되는 파일럿 심벌들을 수신하는 단계; 및

상기 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 상기 유효 채널 응답 매트릭스를 유도하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

상기 유효 채널 응답 매트릭스 획득 단계는

공간 확산 및 연속적인 빔형성(continuous beamforming)을 통해 전송되는 파일럿 심벌들을 수신하는 단계; 및

상기 수신된 파일럿 심벌들에 기반하여 상기 유효 채널 응답 매트릭스를 유도하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

상기 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 상기 데이터 전송을 위해 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라 전체 채널 응답 매트릭스를 형성하는 단계를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
제5항에 있어서,

상기 공간 필터 매트릭스 유도 단계는

상기 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술에 따라서 공간 필터 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제5항에 있어서,

상기 공간 필터 매트릭스 유도 단계는

상기 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라서 공간 필터 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터를 형성하는 단계를 더 포함하며,

상기 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하는 단계는 2-심벌 간격에 대해 검출된 심벌들의 벡터를 획득하기 위해서, 상기 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터에 대한 공간 처리를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

상기 공간 필터 매트릭스 유도 단계는

상기 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술에 따라서 공간 필터 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

상기 공간 필터 매트릭스 유도 단계는

상기 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라서 공간 필터 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
삭제
제1항에 있어서,

STTD를 통해 전송되는 각 데이터 심벌에 대해 획득된 다수의 검출된 심벌들을 결합하는 단계를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

STTD를 통해 전송되는 각 데이터 심벌에 대해 획득된 다수의 검출된 심벌들에 대한 최대비 결합을 수행하는 단계를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,

데이터 전송을 위해 전송되는 데이터 심벌들의 추정치들을 획득하기 위해서 데이터 전송에 대해 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라서 상기 검출된 심벌들에 대한 사후-처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
제14항에 있어서,

상기 검출된 심벌들에 대한 사후 처리 수행 단계는

필요한 경우, 데이터 전송에 사용되는 STTD 방식에 따라 상기 검출된 심벌들을 공액화(conjugate)하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제14항에 있어서,

데이터 전송을 위해 전송되는 하나 또는 그 이상의 데이터 심벌 스트림들 상으로 상기 데이터 심벌 추정치들을 디멀티플렉싱하는 단계를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
무선 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 방법으로서,

공간-시간 전송 다이버시티(STTD)를 통해 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 갖는 다수의 데이터 심벌 스트림들을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하는 단계;

상기 데이터 전송에 대한 유효 채널 응답 매트릭스를 획득하는 단계;

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 이용하여 공간 필터 매트릭스를 유도하는 단계; 및

상기 다수의 데이터 심벌 스트림들에 대한 검출된 심벌들을 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 이용하여 적어도 2개의 심벌 주기들 각각에 대해 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제17항에 있어서,

상기 수신된 심벌들을 획득하는 단계는

STTD를 통해 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림 및 STTD 없이 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 갖는 다수의 데이터 심벌 스트림들을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제17항에 있어서,

상기 수신된 심벌들을 획득하는 단계는

STTD를 통해 전송되는 적어도 2개의 데이터 심벌 스트림들을 갖는 다수의 데이터 심벌 스트림들을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제17항에 있어서,

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 획득하는 단계는

복수의 수신 안테나들에서 상기 다수의 데이터 심벌 스트림들 각각에 대한 채널 이득들을 추정하는 단계; 및

복수의 수신 안테나들 및 다수의 데이터 심벌 스트림들에 대한 추정된 채널 이득들을 통해 유효 채널 응답 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
삭제
무선 통신 시스템의 장치로서,

공간-시간 전송 다이버시티(STTD)를 통해 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하기 위한 적어도 하나의 복조기;

상기 데이터 전송에 대한 유효 채널 응답 매트릭스를 획득하기 위한 채널 추정기;

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 이용하여 공간 필터 매트릭스를 유도하기 위한 매칭된 필터 생성기; 및

검출된 심볼들을 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 이용하여 적어도 2개의 심벌 주기들 각각에 대해 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하기 위한 공간 프로세서를 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제22항에 있어서,

상기 유효 채널 응답 매트릭스는 상기 데이터 전송에 대해 수행된 공간 처리의 결과들을 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제22항에 있어서,

상기 매칭된 필터 생성기는 상기 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 상기 데이터 전송에 대해 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라 전체 채널 응답 매트릭스를 형성하는 무선 통신 시스템의 장치.
제24항에 있어서,

상기 매칭된 필터 생성기는 상기 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술 또는 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라 상기 공간 필터 매트릭스를 형성하는 무선 통신 시스템의 장치.
제22항에 있어서,

상기 공간 프로세서는 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터를 형성하고, 수신된 심벌들의 벡터에 대해 공간 처리를 수행하여, 2-심벌 간격에 대해 검출된 심벌들의 벡터를 획득하는 무선 통신 시스템의 장치.
제22항에 있어서,

상기 매칭된 필터 생성기는 상기 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술 또는 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라 상기 공간 필터 매트릭스를 형성하는 무선 통신 시스템의 장치.
삭제
제22항에 있어서,

STTD를 통해 전송된 각 데이터 심벌에 대해 획득된 다수의 검출된 심벌들을 결합하기 위한 결합기를 더 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제22항에 있어서,

데이터 전송을 위해 전송되는 데이터 심벌들의 추정치들을 획득하기 위해서, 데이터 전송에 대해 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라 상기 검출된 심벌들에 대해 사후-처리를 수행하기 위한 사후-프로세서를 더 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
무선 통신 시스템의 장치로서,

공간-시간 전송 다이버시티(STTD)를 통해 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하기 위한 수단;

상기 데이터 전송에 대한 유효 채널 응답 매트릭스를 획득하기 위한 수단;

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 이용하여 공간 필터 매트릭스를 유도하기 위한 수단; 및

검출된 심볼들을 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 적어도 2개의 심벌 기간들 각각에 대해 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제31항에 있어서,

상기 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 상기 데이터 전송에 대해 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라 전체 채널 응답 매트릭스를 형성하기 위한 수단을 더 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제32항에 있어서,

상기 공간 필터 매트릭스를 유도하기 위한 수단은

상기 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술 또는 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라 공간 필터 매트릭스를 형성하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제31항에 있어서,

2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터를 형성하기 위한 수단을 더 포함하고,

상기 수신된 심벌들에 대해 공간 처리를 수행하기 위한 수단은 2-심벌 간격에 대해 검출된 심벌들의 벡터를 획득하기 위해서 상기 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터에 대한 공간 처리를 수행하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제31항에 있어서,

상기 공간 필터 매트릭스를 유도하기 위한 수단은

상기 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술 또는 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라 공간 필터 매트릭스를 형성하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
삭제
제31항에 있어서,

STTD를 통해 전송된 각 데이터 심벌에 대해 획득된 다수의 검출된 심벌들을 결합하기 위한 수단을 더 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
무선 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 방법으로서,

공간-시간 전송 다이버시티(STTD)를 통해 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하는 단계;

상기 데이터 전송에 대한 유효 채널 응답 매트릭스를 획득하는 단계;

상기 데이터 전송에 사용되는 STTD 인코딩 방식에 따라 전체 채널 응답 매트릭스를 형성하는 단계;

상기 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여 공간 필터 매트릭스를 유도하는 단계;

2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터를 형성하는 단계; 및

2-심벌 간격에 대해 검출된 심벌들의 벡터를 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 상기 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터에 대한 공간 처리를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제38항에 있어서,

상기 공간 필터 매트릭스를 유도하는 단계는

상기 전체 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술 또는 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라 공간 필터 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
삭제
삭제
무선 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 방법으로서,

적어도 하나의 데이터 심벌 스트림에 대해 공간-시간 전송 다이버시티(STTD), 공간-주파수 전송 다이버시티(SFTD), 또는 직교 전송 다이버시티(OTD)를 통해 전송되고, 또한 데이터 전송의 모든 데이터 심벌 스트림에 대해 공간 확산을 통해 전송되는 상기 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하는 단계;

상기 공간 확산의 결과들을 포함하는, 상기 데이터 전송에 대한 유효 채널 응답 매트릭스를 획득하는 단계;

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 이용하여 공간 필터 매트릭스를 유도하는 단계; 및

검출된 심볼들을 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 이용하여 적어도 2개의 심벌 주기들 각각에 대해 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제42항에 있어서,

2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터를 형성하는 단계를 더 포함하며,

상기 수신된 심벌들에 대해 공간 처리를 수행하는 단계는 2-심벌 간격에 대해 검출된 심벌들의 벡터를 획득하기 위해서 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 상기 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터에 대한 공간 처리를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
제42항에 있어서,

각 쌍의 주파수 서브밴드들에 대한 수신된 심벌들의 벡터를 형성하는 단계를 더 포함하며,

상기 수신된 심벌들에 대해 공간 처리를 수행하는 단계는 각 쌍의 주파수 서브밴드들에 대한 검출된 심벌들의 벡터를 획득하기 위해서 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 각 쌍의 주파수 서브밴드들에 대한 수신된 심벌들의 벡터에 대해 공간 처리를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
삭제
제42항에 있어서,

상기 공간 필터 매트릭스를 유도하는 단계는

상기 유효 채널 응답 매트릭스에 기반하여, 그리고 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기술 또는 채널 상관 매트릭스 인버젼(CCMI) 기술에 따라 상기 공간 필터 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
무선 통신 시스템의 장치로서,

적어도 하나의 데이터 심벌 스트림에 대해 공간-시간 전송 다이버시티(STTD), 공간-주파수 전송 다이버시티(SFTD), 또는 직교 전송 다이버시티(OTD)를 통해 전송되고, 또한 데이터 전송의 모든 데이터 심벌 스트림에 대해 공간 확산을 통해 전송되는 상기 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하기 위한 적어도 하나의 복조기;

상기 공간 확산의 결과들을 포함하는, 상기 데이터 전송에 대한 유효 채널 응답 매트릭스를 획득하기 위한 채널 추정기;

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 이용하여 공간 필터 매트릭스를 유도하기 위한 매칭된 필터 생성기; 및

검출된 심볼들을 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 이용하여 적어도 2개의 심벌 주기들 각각에 대해 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하기 위한 공간 프로세서를 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제47항에 있어서,

상기 공간 프로세서는 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터를 형성하고, 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 상기 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터에 대한 공간 처리를 수행하여, 2-심벌 간격에 대해 검출된 심벌들의 벡터를 획득하는 무선 통신 시스템의 장치.
삭제
무선 통신 시스템의 장치로서,

적어도 하나의 데이터 심벌 스트림에 대해 공간-시간 전송 다이버시티(STTD), 공간-주파수 전송 다이버시티(SFTD), 또는 직교 전송 다이버시티(OTD)를 통해 전송되고, 데이터 전송의 모든 데이터 심벌 스트림에 대해 공간 확산을 통해 전송되는 상기 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하기 위한 수단;

상기 공간 확산의 결과들을 포함하는, 상기 데이터 전송에 대한 유효 채널 응답 매트릭스를 획득하기 위한 수단;

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 이용하여 공간 필터 매트릭스를 유도하기 위한 수단; 및

검출된 심볼들을 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 이용하여 적어도 2개의 심벌 주기들 각각에 대해 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
제50항에 있어서,

2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터를 형성하기 위한 수단을 더 포함하며,

상기 수신된 심벌들에 대해 공간 처리를 수행하기 위한 수단은 2-심벌 간격에 대해 검출된 심벌들의 벡터를 획득하기 위해서 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 상기 2-심벌 간격에 대해 수신된 심벌들의 벡터에 대한 공간 처리를 수행하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 장치.
삭제
무선 통신 시스템에서 데이터를 수신하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령들을 갖는 컴퓨터-판독가능 매체로서, 상기 컴퓨터 실행가능 명령들은,

공간-시간 전송 다이버시티(STTD)를 통해 전송되는 적어도 하나의 데이터 심벌 스트림을 포함하는 데이터 전송에 대한 수신된 심벌들을 획득하고;

상기 데이터 전송에 대한 유효(effective) 채널 응답 매트릭스를 획득하고;

상기 유효 채널 응답 매트릭스를 이용하여 공간 필터 매트릭스를 유도하고;

검출된 심볼들을 획득하기 위해서, 상기 공간 필터 매트릭스를 이용하여 적어도 2개의 심벌 주기들 각각에 대해 수신된 심벌들에 대한 공간 처리를 수행하기 위한 코드를 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체.