KR100967517B1 - 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 이 장치는 수신 장치로부터의 채널 상태 정보를 이용하여 제1 및 제2 선처리 행렬을 결정하는 피드백 처리부, 제1 선처리 행렬을 이용하여 유클리드 최소거리를 최대화하도록 연산을 수행하는 제1 선처리부, 그리고 제2 선처리 행렬을 이용하여 제1 심벌 내의 실수부와 허수부가 서로 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 제2 선처리부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 낮은 연산 복잡도와 적은 양의 피드백 정보를 가지면서도 폐루프 MIMO 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure R1020080115404
직교 공간 다중화 시스템, 송신 장치, 선처리 행렬, MIMO 시스템

Description

직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치 및 방법{PRECODING APPARATUS AND METHOD FOR ORTHOGONALIZED SPATIAL MULTIPLEXING SYSTEM}
본 발명은 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐루프 다중 입출력 무선 통신에 있어서 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 서비스가 대중화됨에 따라 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 개인 휴대 통신 시스템(Personal Communication System, PCS) 방식의 이동 통신 서비스를 이용하는 사용자는 시간이 흐를수록 증가하는 반면, 주파수 등의 통신 자원은 한정되어 있어 많은 사용자에게 고품질의 무선 통신 서비스를 제공하는 데 한계가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 송신 장치와 수신 장치에서 하나의 안테나를 사용하는 단일 입출력(Single Input Single Output, SISO) 방식이 아닌 송신 장치와 수신 장치에서 복수 개의 안테나를 사용하는 다중 입출력(Multi Input Multi Output, MIMO) 방식을 무선 통신 서비스에 적용하는 기술이 개발되고 있다. 다중 입출력 기술은 한정된 통신 자원에서 단일 입출력 기술에 비해 많은 다이버시티(diversity) 이득과 다중 전송 이득을 얻을 수 있 다.
다중 입출력 방식이 적용된 무선 통신 시스템(이하, 'MIMO 시스템'이라 함)은 채널 상태 정보의 피드백 여부에 따라 개루프 MIMO 시스템(Open Loop MIMO System)과 폐루프 MIMO 시스템(Closed Loop MIMO System)으로 구분할 수 있다. 폐루프 MIMO 시스템은 수신 장치로부터 피드백 받은 채널 상태 정보를 이용함으로써 시스템의 용량과 평균 오차율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 종래의 폐루프 MIMO 시스템은 채널 행렬의 특이값 분해(Singular Value Decompositon, SVD)에 기초한 방식을 채용하고 있다. 그러나 이러한 특이값 분해 방식은 높은 연산 복잡도와 피드백 오버헤드(overhead)를 유발하는 문제점이 있어서 최근에는 채널 상태 정보의 피드백 양을 줄이고 좀더 효율적으로 시스템 자원을 활용하는 방안이 연구되고 있으며, 그 중 송신 장치에서 위상 회전에 의하여 송신되는 심벌 사이의 직교성을 보장하는 직교 공간 다중화(Orthogonalized Spatial Multiplexing, OSM) 기술이 활발하게 연구되고 있다.
이러한 직교 공간 다중화 기술은 낮은 연산 복잡도와 적은 양의 피드백 정보를 가지고 폐루프 MIMO 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 낮은 연산 복잡도와 적은 양의 피드백 정보를 가지면서도 폐루프 MIMO 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치는, 수신 장치로부터의 채널 상태 정보를 이용하여 제1 선처리 행렬 및 제2 선처리 행렬을 결정하는 피드백 처리부, 상기 피드백 처리부에서 결정된 상기 제1 선처리 행렬을 이용하여 유클리드 최소거리를 최대화하도록 연산을 수행하는 제1 선처리부, 그리고 상기 피드백 처리부에서 결정된 상기 제2 선처리 행렬을 이용하여 제1 심벌 내의 실수부와 허수부가 서로 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 제2 선처리부를 포함한다.
상기 제1 선처리 행렬은
Figure 112008079897653-pat00001
이며, 상기
Figure 112008079897653-pat00002
는
Figure 112008079897653-pat00003
이고, 상기
Figure 112008079897653-pat00004
는
Figure 112008079897653-pat00005
이며, 상기
Figure 112008079897653-pat00006
와
Figure 112008079897653-pat00007
는 상기 채널 상태 정보로부터 결정될 수 있다.
변조 방식이 4-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우 상기 채널 상태 정보는 한 개의 비트 정보를 포함하며, 상기 한 개의 비트 정보에 따라 미리 정 해져 있는 두 쌍의 값 중 어느 하나가 상기
Figure 112008079897653-pat00008
와
Figure 112008079897653-pat00009
의 값으로 결정될 수 있다.
변조 방식이 16-QAM인 경우 상기 채널 상태 정보는 두 개의 비트 정보를 포함하며, 상기 두 개의 비트 정보에 따라 미리 정해져 있는 네 쌍의 값 중 어느 하나가 상기
Figure 112008079897653-pat00010
와
Figure 112008079897653-pat00011
의 값으로 결정될 수 있다.
상기 제2 선처리 행렬은
Figure 112008079897653-pat00012
이며, 상기
Figure 112008079897653-pat00013
은
Figure 112008079897653-pat00014
이고, 상기
Figure 112008079897653-pat00015
은 상기 채널 상태 정보에 포함될 수 있다.
상기 피드백 처리부는 상기 채널 상태 정보를 이용하여 제3 선처리 행렬을 결정하며, 상기 피드백 처리부에서 결정된 상기 제3 선처리 행렬을 이용하여 상기 제1 심벌 간에 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 제3 선처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 선처리 행렬은
Figure 112008079897653-pat00016
이며, 상기
Figure 112008079897653-pat00017
는 상기 채널 상태 정보에 포함될 수 있다.
비트 스트림을 제2 심벌로 변환하는 매핑부, 그리고 상기 제2 심벌을 상기 제1 심벌로 변환하는 심벌 변환부를 더 포함하며, 상기 제1 심벌은
Figure 112008079897653-pat00018
및
Figure 112008079897653-pat00019
를 포함하고, 상기 제2 심벌은
Figure 112008079897653-pat00020
및
Figure 112008079897653-pat00021
를 포함하며, 상기 심벌 변환부는 상기 심벌
Figure 112008079897653-pat00022
의 실수부를 상기 심벌
Figure 112008079897653-pat00023
의 실수부로, 상기 심벌
Figure 112008079897653-pat00024
의 실수부를 상기 심벌
Figure 112008079897653-pat00025
의 허수부로 변환하고, 상기 심벌
Figure 112008079897653-pat00026
의 허수부를 상기 심벌
Figure 112008079897653-pat00027
의 실수부로, 상기 심벌
Figure 112008079897653-pat00028
의 허수부를 상기 심벌
Figure 112008079897653-pat00029
의 허수부로 변환할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 방법은, 수신 장치로부터의 채널 상태 정보를 이용하여 제1 선처리 행렬 및 제2 선처리 행렬을 결정하는 단계, 상기 결정 단계에서 결정된 상기 제1 선처리 행렬을 이용하여 유클리드 최소거리를 최대화하도록 연산을 수행하는 단계, 그리고 상기 결정 단계에서 결정된 상기 제2 선처리 행렬을 이용하여 제1 심벌 내의 실수부와 허수부가 서로 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 의한 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치 및 방법에 의하면 낮은 연산 복잡도와 적은 양의 피드백 정보를 가지면서도 폐루프 MIMO 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치가 포함되어 있는 송신 장치(transmitter)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 송신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 송신 장치는 비트 변환부(110), 복수의 매핑부(120, 125), 심벌 변환부(130), 제1 선처리부(140), 제2 선처리부(150), 제3 선처리부(160), 복수의 송신 안테나(170, 175), 그리고 피드백 처리부(180)를 포함한다. 여기서 매핑부(120, 125)의 수효와 송신 안테나(170, 175)의 수효는 동일하도록 구현된다. 이하 매핑부(120, 125) 및 송신 안테나(170, 175)는 두 개씩 존재하는 것으로 가정하고 설명하기로 한다. 그러나 설명의 편의를 위하여 필요에 따라 두 개 이상인 일반적인 경우와 혼용하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 선처리 장치는 좁은 의미로 제1 내지 제3 선처리부(140, 150, 160)를 포함하지만 넓은 의미로 비트 변환부(110), 매핑부(120, 125) 및 심벌 변환부(130)를 더 포함할 수 있다.
비트 변환부(110)는 직렬로 입력되는 비트 스트림(bit stream)을 매핑부(120, 125)의 수효에 따라 복수의 병렬 스트림으로 변환하여 해당 매핑부(120, 125)에 보낸다. 각 병렬 스트림은 직렬 비트 스트림을 매핑부(120, 125)의 변조 레벨(modulation level)에 대응하는 일정 비트수만큼씩 잘라서 생성된다. 여기서 변조 레벨은 매핑부(120, 125)에서 이용되는 변조 방식에 따라 결정된다. 예를 들어, 매핑부(120, 125)의 개수가 두 개이고 변조 방식이 16-QAM이라면, 직렬로 입력되는 비트 스트림을 4비트 단위로 하여 두 개의 병렬 비트 스트림으로 변환할 수 있다. 즉, 직렬로 입력되는 비트 스트림이 '01000010'이면, 4비트씩 '0100'과 '0010'의 두 개의 병렬 비트 스트림으로 변환할 수 있다.
매핑부(120, 125)는 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM) 방식을 이용하여 비트 변환부(110)로부터 제공받은 병렬 비트 스트림을 복소수 형태의 심벌로 변환한다. 매핑부(120, 125)는 변조 레벨에 따라 16-QAM 방식을 이용하면 비트 스트림을 4비트 단위로 하여 심벌로 변환하고, 4-QAM 방식을 이용하면 비트 스트림을 2비트 단위로 하여 심벌로 변환할 수 있다. 예를 들어, 16-QAM 방식을 이용하고 비트 스트림이 '0100', '0010'이면, 각각 복소수 형태의 심벌 '-1-j*3', '-3+j*3'으로 변환할 수 있다. 물론 매핑부(120, 125)는 직교 진폭 변조 방식이 아니라 직교 위상 편이 변조(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK) 등의 다른 변조 방식을 이용할 수도 있다. 매핑부(120)은 심벌
Figure 112008079897653-pat00030
을 생성하고, 매핑부(125)는 심벌
Figure 112008079897653-pat00031
을 생성한다.
이하에서 보통 문자는 스칼라를, 볼드체 소문자는 벡터를, 볼드체 대문자는 행렬을 나타내는 것으로 한다. 복소 변수에 대하여는 변수 상단에 바(bar)를 붙여 표현한다.
심벌 변환부(300)는 아래의 [수학식 1]과 같이 매핑부(120, 125)로부터 제공받은 심벌
Figure 112008079897653-pat00032
과
Figure 112008079897653-pat00033
을 이용하여 심벌
Figure 112008079897653-pat00034
과
Figure 112008079897653-pat00035
으로 변환하며 이를
Figure 112008079897653-pat00036
으로 나타내기로 한다.
Figure 112008079897653-pat00037
즉, 심벌
Figure 112008079897653-pat00038
의 실수부가 심벌
Figure 112008079897653-pat00039
의 실수부로 심벌
Figure 112008079897653-pat00040
의 실수부가 심벌
Figure 112008079897653-pat00041
의 허수부로 변환되고, 심벌
Figure 112008079897653-pat00042
의 허수부가 심벌
Figure 112008079897653-pat00043
의 실수부로 심벌
Figure 112008079897653-pat00044
의 허수부가 심벌
Figure 112008079897653-pat00045
의 허수부로 변환된다.
제1 선처리부(140)는 성좌도(constellation)에서 유효 채널 상의 성좌점(constellation point) 간의 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00046
)를 최대화시키며, 제2 선처리부(150)는 직교 공간 다중화 시스템의 심벌(
Figure 112008079897653-pat00047
) 내의 실수부 및 허수부를 서로 직교화시키며, 제3 선처리부(160)는 심벌(
Figure 112008079897653-pat00048
)과 심벌(
Figure 112008079897653-pat00049
)을 직교화시킨다. 제1 내지 제3 선처리부(140, 150, 160)는 각 선처리부에 대응하는 선처리 행렬을 가지고 연산을 수행하며, 제3 선처리부(160)에 의하여 최종 연산된 처리된 심벌을 송신 안테나(170, 175)를 통하여 전송한다.
수신 장치(도시하지 않음)는 송신 안테나(170, 175)로부터 심벌을 받아 적절한 처리 과정을 거쳐 채널 상태 정보를 추출하며 이를 다시 송신 장치의 피드백 처리부(180)로 보낸다. 피드백 처리부(180)는 수신 장치로부터의 채널 상태 정보를 이용하여 제1 내지 제3 선처리부(140, 150, 160)에 대응하는 선처리 행렬을 결정하고 이를 해당 선처리부에 알린다.
선처리 없는 직교 공간 다중화 시스템
우선 제1 선처리부(140) 및 제2 선처리부(150)가 없는 직교 공간 다중화 시스템에 대하여 간략하게 살펴본다. 이 시스템은 다음의 [수학식 2]와 같이 모델링된다.
Figure 112008079897653-pat00050
여기서
Figure 112008079897653-pat00051
는 수신 장치(도시하지 않음)가 수신하는 복소 수신 신호이고,
Figure 112008079897653-pat00052
는 송신 장치가 전송하려는 복소 송신 신호이며,
Figure 112008079897653-pat00053
는
Figure 112008079897653-pat00054
에 대한 유효 채널 행렬로서
Figure 112008079897653-pat00055
를 나타낸다. 여기서
Figure 112008079897653-pat00056
는 (i, j)의 원소가 j번째 송신 안테나와 i번째 수신 안테나 사이의 페이딩 계수(Fading Coefficient)를 나타내는 복소 채널 행렬이고,
Figure 112008079897653-pat00057
는 두 번째 안테나에 적용되는 회전각을 나타낸다. 그리고
Figure 112008079897653-pat00058
은 복소 가우시안 노이즈(Gaussian noise)를 나타낸다.
위의 [수학식 2]를 실수값 형태로 표현(real-valued representation)하면 아래의 [수학식 3]과 같다.
Figure 112008079897653-pat00059
여기서
Figure 112008079897653-pat00060
는
Figure 112008079897653-pat00061
의 길이를 가지는 실수 칼럼 벡터(real column vector)로서 유효 실수 채널 행렬
Figure 112008079897653-pat00062
의 i번째 칼럼을 나타낸다. 여기서,
Figure 112008079897653-pat00063
은 수신 안테나의 개수를 나타낸다.
[수학식 3]에서
Figure 112008079897653-pat00064
값에 관계없이, 칼럼 벡터
Figure 112008079897653-pat00065
과
Figure 112008079897653-pat00066
이 직교하고
Figure 112008079897653-pat00067
와
Figure 112008079897653-pat00068
이 직교함을 알 수 있다. 또한 모든
Figure 112008079897653-pat00069
값에 대해
Figure 112008079897653-pat00070
이 성립 하는 것을 알 수 있다. 여기서
Figure 112008079897653-pat00071
과
Figure 112008079897653-pat00072
가 직교하고
Figure 112008079897653-pat00073
와
Figure 112008079897653-pat00074
가 직교하면, 유효 실수 채널 행렬
Figure 112008079897653-pat00075
는 직교성을 가지게 된다.
Figure 112008079897653-pat00076
과
Figure 112008079897653-pat00077
가 직교하고
Figure 112008079897653-pat00078
와
Figure 112008079897653-pat00079
가 직교하는 회전각
Figure 112008079897653-pat00080
는 아래의 [수학식 4]에 의해 결정된다.
Figure 112008079897653-pat00081
여기서
Figure 112008079897653-pat00082
는
Figure 112008079897653-pat00083
이고,
Figure 112008079897653-pat00084
는
Figure 112008079897653-pat00085
이다.
그리고 회전각
Figure 112008079897653-pat00086
일 때 수신 장치에서 수신되는 심벌
Figure 112008079897653-pat00087
과
Figure 112008079897653-pat00088
는 아래의 [수학식 5]에 의해 추정할 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00089
Figure 112008079897653-pat00090
여기서
Figure 112008079897653-pat00091
는
Figure 112008079897653-pat00092
의 크기를 가지는 성좌점(constellation)을 나타낸다.
본 발명에 따른 선처리가 적용된 직교 공간 다중화 시스템
그러면 본 발명에 따라 선처리가 적용된 직교 공간 다중화 시스템에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템은 [수학식 3]에 선처리(precoding)가 적용된 형태로 나타낼 수 있으며, 다음의 [수학식 6]과 같이 모델링될 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00093
여기서
Figure 112008079897653-pat00094
는 수신 장치(도시하지 않음)가 수신하는 신호이고,
Figure 112008079897653-pat00095
는 송신 장치가 전송하려는 신호이며,
Figure 112008079897653-pat00096
는
Figure 112008079897653-pat00097
에 대한 유효 채널 행렬로서 위에서 설명한
Figure 112008079897653-pat00098
과 동일한 행렬이다. 그리고
Figure 112008079897653-pat00099
는 4Ⅹ4 실수 선처리 행렬을 나타내고, 아래의 [수학식 7]과 같다.
Figure 112008079897653-pat00100
여기서
Figure 112008079897653-pat00101
과
Figure 112008079897653-pat00102
는 2Ⅹ2 실수 행렬이다.
유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00103
)관점에서, 유효 채널 행렬
Figure 112008079897653-pat00104
의 첫 번째와 두 번째 칼럼의 채널 품질은 유효 채널 행렬
Figure 112008079897653-pat00105
의 세 번째와 네 번째 칼럼의 채널 품질과 동일하다. 따라서 실수 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00106
에 있는
Figure 112008079897653-pat00107
과
Figure 112008079897653-pat00108
는 동일한 행렬이다. 실수 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00109
는 아래의 [수학식 8]과 같이 3개의 2Ⅹ2 실수 행렬로 분해시킬 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00110
여기서 은
Figure 112008079897653-pat00112
로,
Figure 112008079897653-pat00113
는
Figure 112008079897653-pat00114
로,
Figure 112008079897653-pat00115
는
Figure 112008079897653-pat00116
로 선택할 수 있으며, 행렬
Figure 112008079897653-pat00117
는 제1 선처리부(140)의 선처리 행렬에 대응하고, 행렬
Figure 112008079897653-pat00118
는 제2 선처리부(150)의 선처리 행렬에 대응하며, 행렬
Figure 112008079897653-pat00119
는 제3 선처리부(160)의 선처리 행렬에 대응한다.
위의 [수학식 8]을 [수학식 6]에 대입하면 아래의 [수학식 9]로 표현할 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00120
여기서
Figure 112008079897653-pat00121
는
Figure 112008079897653-pat00122
로,
Figure 112008079897653-pat00123
는
Figure 112008079897653-pat00124
로 표현할 수 있다.
전송되는 심벌
Figure 112008079897653-pat00125
은 아래의 [수학식 10]에 의해 추정할 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00126
그리고 전송되는 심벌
Figure 112008079897653-pat00127
는
Figure 112008079897653-pat00128
와
Figure 112008079897653-pat00129
를 이용하여 위의 [수학식 10]과 유사한 방법으로 추정할 수 있다.
그러면 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00130
,
Figure 112008079897653-pat00131
및
Figure 112008079897653-pat00132
를 구하기 위해 파라미터
Figure 112008079897653-pat00133
,
Figure 112008079897653-pat00134
및
Figure 112008079897653-pat00135
를 결정하는 방법에 대해 도 2를 참고하여 설명한다.
도면 2는 본 발명의 실시예에 따른 파라미터 값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저
Figure 112008079897653-pat00136
과
Figure 112008079897653-pat00137
가 직교하도록 하는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00138
은 아래의 [수학식 11]에 의하여 결정할 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00139
여기서
Figure 112008079897653-pat00140
는
Figure 112008079897653-pat00141
이고,
Figure 112008079897653-pat00142
는
Figure 112008079897653-pat00143
이다.
Figure 112008079897653-pat00144
는
Figure 112008079897653-pat00145
이
Figure 112008079897653-pat00146
일 때 최대인 반면,
Figure 112008079897653-pat00147
는
Figure 112008079897653-pat00148
이
Figure 112008079897653-pat00149
일 때 최대가 된다. 그러나
Figure 112008079897653-pat00150
이 둘 중 어느 값을 가지더 라도 동일한 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00151
)를 가지게 되므로
Figure 112008079897653-pat00152
은 둘 중 어느 값을 가지더라도 상관없다. 이하
Figure 112008079897653-pat00153
인 경우에 대하여 설명한다.
파라미터
Figure 112008079897653-pat00154
와
Figure 112008079897653-pat00155
를 최적의 값으로 결정하기 위한 방법은 아래의 [수학식 12]와 같다.
Figure 112008079897653-pat00156
여기서
Figure 112008079897653-pat00157
는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00158
와
Figure 112008079897653-pat00159
로 이루어진 함수로서 유클리드 최소거리를 나타낸다. 그리고 파라미터
Figure 112008079897653-pat00160
가
Figure 112008079897653-pat00161
의 범위 내에 있을 때의 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00162
)와 파라미터
Figure 112008079897653-pat00163
가
Figure 112008079897653-pat00164
의 범위 내에 있을 때의 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00165
)는 서로 대칭적이기 때문에, 파라미터
Figure 112008079897653-pat00166
를 결정하기 위한 검색범위를
Figure 112008079897653-pat00167
의 범위 내로 제한할 수 있다.
변조 방식에 따라 최적의 파라미터
Figure 112008079897653-pat00168
와
Figure 112008079897653-pat00169
는 변하기 때문에, 이하 변조 방식은 4-QAM 방식을 이용하는 것으로 가정하고 설명한다.
4-QAM 방식에서, 전송되는 심벌의 실수부와 허수부가
Figure 112008079897653-pat00170
과 같다고 가정하면, 위의 [수학식 6]으로부터 유효 채널에서 잡음이 없이 수신된 심벌은
Figure 112008079897653-pat00171
,
Figure 112008079897653-pat00172
,
Figure 112008079897653-pat00173
및
Figure 112008079897653-pat00174
과 같다는 것을 알 수 있다. 따라서 [수학식 12]는 아래의 [수학식 13]과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00175
그리고
Figure 112008079897653-pat00176
과
Figure 112008079897653-pat00177
가 직교하면,
Figure 112008079897653-pat00178
,
Figure 112008079897653-pat00179
,
Figure 112008079897653-pat00180
및
Figure 112008079897653-pat00181
는 아래의 [수학식 14]와 같다.
Figure 112008079897653-pat00182
그러면, 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00183
)를 최대화하는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00184
와
Figure 112008079897653-pat00185
를 결정하기 위해, 파라미터
Figure 112008079897653-pat00186
와
Figure 112008079897653-pat00187
의 범위인
Figure 112008079897653-pat00188
과
Figure 112008079897653-pat00189
를 도 2에 도시한 바와 같이 세 개의 영역(
Figure 112008079897653-pat00190
,
Figure 112008079897653-pat00191
,
Figure 112008079897653-pat00192
)으로 분할한다. 그리고 각 영역(
Figure 112008079897653-pat00193
,
Figure 112008079897653-pat00194
,
Figure 112008079897653-pat00195
)별 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00196
)를 최대화하는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00197
와
Figure 112008079897653-pat00198
를 결정하 고, 각 영역(
Figure 112008079897653-pat00199
,
Figure 112008079897653-pat00200
,
Figure 112008079897653-pat00201
)별 결과를 통해 전체 영역에서 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00202
)를 최대화하는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00203
와
Figure 112008079897653-pat00204
를 결정할 수 있다. 여기서
Figure 112008079897653-pat00205
는
Figure 112008079897653-pat00206
를 나타내고,
Figure 112008079897653-pat00207
을 최대화하는
Figure 112008079897653-pat00208
을 선택하면,
Figure 112008079897653-pat00209
이 성립한다는 것을 알 수 있다. 이하 각 영역별로 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00210
)를 최대화하는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00211
와
Figure 112008079897653-pat00212
의 값을 설명한다.
Figure 112008079897653-pat00213
영역
파라미터
Figure 112008079897653-pat00214
가
Figure 112008079897653-pat00215
의 범위 이내이고, 파라미터
Figure 112008079897653-pat00216
가
Figure 112008079897653-pat00217
의 범위 이내이면,
Figure 112008079897653-pat00218
관계가 성립한다. 이 관계와 위의 [수학식 14]로부터 아래의 [수학식 15]가 성립함을 알 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00219
위의 [수학식 15]로부터 파라미터
Figure 112008079897653-pat00220
와
Figure 112008079897653-pat00221
에 관계없이 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00222
)는
Figure 112008079897653-pat00223
과 같다는 것을 알 수 있다. 파라미터
Figure 112008079897653-pat00224
가 주어지면
Figure 112008079897653-pat00225
는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00226
의 값에 따라 증가하는 함수이고, 파라미터
Figure 112008079897653-pat00227
가 주어지면
Figure 112008079897653-pat00228
는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00229
의 값에 따는 증가하는 함수이다. 따라서 영역(
Figure 112008079897653-pat00230
)에서 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00231
)를 최대화하는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00232
는
Figure 112008079897653-pat00233
이고 파라미터
Figure 112008079897653-pat00234
는
Figure 112008079897653-pat00235
임을 알 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00236
영역
파라미터
Figure 112008079897653-pat00237
가
Figure 112008079897653-pat00238
의 범위 이내이고 파라미터
Figure 112008079897653-pat00239
가
Figure 112008079897653-pat00240
의 범위 이내이면,
Figure 112008079897653-pat00241
와
Figure 112008079897653-pat00242
관계가 성립한다. 따라서 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00243
)의 후보는
Figure 112008079897653-pat00244
과
Figure 112008079897653-pat00245
임을 알 수 있고, 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00246
)는
Figure 112008079897653-pat00247
가 성립할 때 최대임을 알 수 있다.
위의 식
Figure 112008079897653-pat00248
를 풀기 위해 파라미터
Figure 112008079897653-pat00249
를 아래의 [수학식 16]과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00250
[수학식 16]을 [수학식 14]에 대입하면 아래의 [수학식 17]과 같다.
Figure 112008079897653-pat00251
[수학식 17]을 파라미터
Figure 112008079897653-pat00252
의 관점에서 다시 정리하면 아래의 [수학식 18]과 같다.
Figure 112008079897653-pat00253
[수학식 18]을 정리하면 아래의 [수학식 19]와 같다.
Figure 112008079897653-pat00254
[수학식 19]를
Figure 112008079897653-pat00255
을 기준으로 정리하면 아래의 [수학식 20]과 같다.
Figure 112008079897653-pat00256
[수학식 19]와 [수학식 20]으로부터, 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00257
)를 최대화하려면 파라미터
Figure 112008079897653-pat00258
가 영역(
Figure 112008079897653-pat00259
)의 경계에 있어야 함을 알 수 있다. 따라서 파라미터
Figure 112008079897653-pat00260
는
Figure 112008079897653-pat00261
와
Figure 112008079897653-pat00262
중 하나의 값을 가지게 된다. 그리고 파라미터
Figure 112008079897653-pat00263
는
Figure 112008079897653-pat00264
와
Figure 112008079897653-pat00265
중 하나의 값을 가지게 된다.
Figure 112008079897653-pat00266
영역
파라미터
Figure 112008079897653-pat00267
가
Figure 112008079897653-pat00268
의 범위 이내이고 파라미터
Figure 112008079897653-pat00269
가
Figure 112008079897653-pat00270
의 범위 이내이면, 채널 행렬
Figure 112008079897653-pat00271
의 첫 번째 칼럼의 크기는 두 번째 칼럼의 크기보다 더 작게 되어, 다른 영역(
Figure 112008079897653-pat00272
,
Figure 112008079897653-pat00273
)보다 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00274
)의 최대값이 작다는 것을 알 수 있다. 따라서 영역(
Figure 112008079897653-pat00275
)은 파라미터
Figure 112008079897653-pat00276
와
Figure 112008079897653-pat00277
를 결정하는 데 고려할 필요가 없다.
정리하면, 4-QAM 방식에서 파라미터
Figure 112008079897653-pat00278
의 최적값
Figure 112008079897653-pat00279
와
Figure 112008079897653-pat00280
의 최적값
Figure 112008079897653-pat00281
은 아래의 [수학식 21]과 같다.
Figure 112008079897653-pat00282
[수학식 21]으로부터, 4-QAM 방식에서 파라미터
Figure 112008079897653-pat00283
와
Figure 112008079897653-pat00284
의 후보군은 단지 두 개 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서
Figure 112008079897653-pat00285
값만 결정되면 파라미터
Figure 112008079897653-pat00286
와
Figure 112008079897653-pat00287
를 결정할 수 있다.
그리고 4-QAM 방식에서 파라미터
Figure 112008079897653-pat00288
와
Figure 112008079897653-pat00289
를 결정하는 방법과 유사하게 16-QAM 방식에서도 최적의 파라미터를 결정할 수 있다. 16-QAM 방식에서 파라미터
Figure 112008079897653-pat00290
의 최적값
Figure 112008079897653-pat00291
와
Figure 112008079897653-pat00292
의 최적값
Figure 112008079897653-pat00293
은 아래의 [수학식 22]와 같다.
Figure 112008079897653-pat00294
또한 4-QAM 방식에서 파라미터
Figure 112008079897653-pat00295
와
Figure 112008079897653-pat00296
를 결정하는 방법과 유사하게 M-QAM 방식에서도 파라미터를 결정할 수 있다. M-QAM 방식에서 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00297
)를 최대화하는 파라미터
Figure 112008079897653-pat00298
와
Figure 112008079897653-pat00299
를 결정하는 데 아래의 [수학식 23]이 이용될 수 있다.
Figure 112008079897653-pat00300
송신 장치의 피드백 처리부(180)는 수신 장치로부터 채널 상태 정보로서
Figure 112008079897653-pat00301
값을 수신하여 [수학식 21] 및 [수학식 22]에 따라 파라미터
Figure 112008079897653-pat00302
와
Figure 112008079897653-pat00303
를 결정하고 이 값을 이용하여 [수학식 8]에 따라 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00304
을 결정하면 된다.
한편
Figure 112008079897653-pat00305
값 대신 한 개 또는 두 개의 비트 정보를 이용하여 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00306
을 결정할 수도 있다. [수학식 21]과 [수학식 22]에서
Figure 112008079897653-pat00307
값에 따라 변동되는
Figure 112008079897653-pat00308
변화량이 작기 때문에 파라미터
Figure 112008079897653-pat00309
값을 1 또는
Figure 112008079897653-pat00310
로 대치할 수 있으며, 이렇게 하더라도 실질적인 성능 저하는 거의 없다. 그 결과가 [표 1]에 표시되어 있다.
Figure 112008079897653-pat00311
값이 변동됨에 따라 결정되는 (
Figure 112008079897653-pat00312
,
Figure 112008079897653-pat00313
)값이 4-QAM 시스템에서는 2개, 16-QAM에서는 4개이다. 그러므로 송신 장치로 실수값
Figure 112008079897653-pat00314
를 피드백하는 대신에 4-QAM에서는 피드백 정보로서 한 개의 비트 정보가 요구되고, 16-QAM 시스템에서는 피드백 정보로서 두 개의 비트 정보가 요구된다. 수신 장치는
Figure 112008079897653-pat00315
값에 대응하는 적절한 비트 정보를 송신 장치의 피드백 처리부(180)로 피드백하고, 피드백 처리부(180)는 해당 비트 정보에 대응하는 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00316
을 결정하면 된다. 이와 같이 함으로써 성능 저하 없이 피드백 정보의 양을 줄일 수 있다. 더욱이 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00317
을 연산에 의하여 산출하는 것이 아니라 미리 정해진 선처리 행렬 후보군에서 추출하기만 하면 되므로 연산 복잡도는 한층 낮아진다.
Figure 112008079897653-pat00318
지금까지 [수학식 11]에서
Figure 112008079897653-pat00319
인 경우에 대하여 설명하였으나,
Figure 112008079897653-pat00320
인 경우도 지금까지 설명한 방법과 동일한 방법으로
Figure 112008079897653-pat00321
와
Figure 112008079897653-pat00322
을 추출할 수 있다. 그러나
Figure 112008079897653-pat00323
값이 달라지면
Figure 112008079897653-pat00324
값도 달라지고 따라서 [표 1]의
Figure 112008079897653-pat00325
값과
Figure 112008079897653-pat00326
값도 달라질 수 있다.
한편, 채널 상태 정보는 [수학식 4]의
Figure 112008079897653-pat00327
와 [수학식 11]의
Figure 112008079897653-pat00328
을 더 포함한다. 피드백 처리부(180)는 수신된
Figure 112008079897653-pat00329
에 의하여 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00330
를 결정하고, 수신된
Figure 112008079897653-pat00331
에 의하여 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00332
를 결정한다.
이렇게 결정된 선처리 행렬을 가지고 제1 내지 제3 선처리부(140, 150, 160)는 연산을 수행하여 최종 연산 처리된 심벌을 송신 안테나(170, 175)를 통하여 전송한다.
그러면 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 송신 장치의 성능을 시뮬레이션한 결과에 대하여 도 3을 참고하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 송신 장치의 성능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3에 도시한 그래프는 시스템의 성능을 나타내는 그래프로서 가로축은 신호대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio, SNR)이고, 세로축은 비트 에러율(Bit Error Rate, BER)이다. 4-QAM 변조 방식을 사용하는 경우 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 송신 장치는 곡선 ①과 같은 성능을 가지며, 선처리 없는 시스템은 곡선 ②와 같은 성능을 가진다. 따라서 비트 에러율이
Figure 112008079897653-pat00333
일 때 신호대 잡음비는 9dB 개선됨을 알 수 있다. 한편 16-QAM 변조 방식인 경우 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 송신 장치는 곡선 ③과 같은 성능을 가지며, 선처리 없는 시스템은 곡선 ④와 같은 성능을 가진다. 따라서 비트 에러율이
Figure 112008079897653-pat00334
일 때 신호대 잡음비는 7.5dB 개선됨을 알 수 있다.
그러면, 도 4를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치는 직렬로 입력되는 비트 스트림을 변조 레벨에 기초하여 복수의 병렬 비트 스트림으로 변환한다(S410). 그런 후 송신 장치는 직교 진폭 변조 방식(QAM)을 이용하여 병렬 비트 스트림을 복소수 형태의 심벌로 변환하여(S420) 심벌
Figure 112008079897653-pat00335
과
Figure 112008079897653-pat00336
을 생성한다. 물론 송신 장치는 직교 진폭 변조 방식(QAM)이 아니라 직교 위상 편이 변조(QPSK) 등의 다른 변조 방식을 이용할 수도 있다. 그리고 송신 장치는 심벌
Figure 112008079897653-pat00337
과
Figure 112008079897653-pat00338
을 이용하여 심벌
Figure 112008079897653-pat00339
과
Figure 112008079897653-pat00340
으로 변환한다(S430). 심벌
Figure 112008079897653-pat00341
의 실수부가 심벌
Figure 112008079897653-pat00342
의 실수부로 심벌
Figure 112008079897653-pat00343
의 실수부가 심벌
Figure 112008079897653-pat00344
의 허수부로 변환되고, 심벌
Figure 112008079897653-pat00345
의 허수부가 심벌
Figure 112008079897653-pat00346
의 실수부로 심벌
Figure 112008079897653-pat00347
의 허수부가 심벌
Figure 112008079897653-pat00348
의 허수부로 변환된다.
송신 장치는 수신 장치로부터의 채널 상태 정보를 이용하여 선처리 행렬을 결정한다(S440). 선처리 행렬은 [수학식 8]에서의
Figure 112008079897653-pat00349
및
Figure 112008079897653-pat00350
과 [수학식 2]에서의
Figure 112008079897653-pat00351
이다. 채널 상태 정보는
Figure 112008079897653-pat00352
,
Figure 112008079897653-pat00353
및
Figure 112008079897653-pat00354
를 포함한다. 이때
Figure 112008079897653-pat00355
는 4-QAM 또는 16-QAM 방식에서 한 개 또는 두 개의 비트 정보로 대신할 수 있다.
다음으로 송신 장치는 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00356
을 이용하여 유클리드 최소거리(
Figure 112008079897653-pat00357
)를 최대화시도록 연산을 수행한다(S450). 그리고 송신 장치는 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00358
을 이용하여 심벌 내의 실수부와 허수부가 직교성을 가지도록 연산을 수행한다(S460). 또한 송신 장치는 선처리 행렬
Figure 112008079897653-pat00359
을 이용하여 심벌 간에 직교성을 가지도록 연산을 수행한다(S470).
그런 후 송신 장치는 최종적으로 연산이 처리된 심벌을 송신 안테나(170, 175)를 통해 전송한다(S480). 그러면 수신 장치는 수신한 심벌을 복호화하여 비트 스트림으로 변환하는 등 적절한 동작을 수행한다. 또한 수신 장치는 채널 행렬에 기초한 채널 상태 정보를 생성하여 이를 송신 장치로 전송한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 송신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도면 2는 본 발명의 실시예에 따른 파라미터 값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 송신 장치의 성능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 비트 변환부, 120, 125: 매핑부,
130: 심벌 변환부, 140: 제1 선처리부,
150: 제2 선처리부, 160: 제3 선처리부,
170, 175: 송신 안테나, 180: 피드백 처리부

Claims (16)

  1. 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치로서,
    수신 장치로부터 수신된 채널 상태 정보를 이용하여 제1 선처리 행렬 및 제2 선처리 행렬을 결정하는 피드백 처리부,
    상기 피드백 처리부에서 결정된 상기 제1 선처리 행렬을 이용하여 유클리드 최소거리를 최대화하도록 연산을 수행하는 제1 선처리부, 그리고
    상기 피드백 처리부에서 결정된 상기 제2 선처리 행렬을 이용하여 제1 심벌 내의 실수부와 허수부가 서로 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 제2 선처리부
    를 포함하며,
    상기 직교 공간 다중화 시스템이
    Figure 112010017599961-pat00422
    으로 모델링될 때 상기
    Figure 112010017599961-pat00423
    는 상기 수신 장치가 수신하는 수신 신호, 상기
    Figure 112010017599961-pat00424
    는 상기 직교 공간 다중화 시스템의 유효 채널 행렬, 상기
    Figure 112010017599961-pat00425
    는 상기 제1 심벌, 상기
    Figure 112010017599961-pat00426
    는 제2 심벌, 상기
    Figure 112010017599961-pat00427
    은 가우시안 노이즈이고,
    상기 제1 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00360
    이며, 상기
    Figure 112010017599961-pat00361
    는
    Figure 112010017599961-pat00362
    이고, 상기
    Figure 112010017599961-pat00363
    는
    Figure 112010017599961-pat00364
    이며,
    변조 방식이 4-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우 상기 채널 상태 정보는 한 개의 비트 정보를 포함하며, 상기 한 개의 비트 정보에 따라 미리 정해져 있는 두 쌍의 값 중 어느 하나가 상기
    Figure 112010017599961-pat00367
    와
    Figure 112010017599961-pat00368
    의 값으로 결정되고,
    상기 제2 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00428
    이며, 상기
    Figure 112010017599961-pat00429
    은
    Figure 112010017599961-pat00430
    이고, 상기
    Figure 112010017599961-pat00431
    은 상기 유효 채널 행렬과 상기 제2 선처리 행렬의 곱행렬의 첫 번째 열 벡터와 두 번째 열 벡터가 직교하도록 결정되는
    선처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 장치로서,
    수신 장치로부터 수신된 채널 상태 정보를 이용하여 제1 선처리 행렬 및 제2 선처리 행렬을 결정하는 피드백 처리부,
    상기 피드백 처리부에서 결정된 상기 제1 선처리 행렬을 이용하여 유클리드 최소거리를 최대화하도록 연산을 수행하는 제1 선처리부, 그리고
    상기 피드백 처리부에서 결정된 상기 제2 선처리 행렬을 이용하여 제1 심벌 내의 실수부와 허수부가 서로 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 제2 선처리부
    를 포함하며,
    상기 직교 공간 다중화 시스템이
    Figure 112010017599961-pat00432
    으로 모델링될 때 상기
    Figure 112010017599961-pat00433
    는 상기 수신 장치가 수신하는 수신 신호, 상기
    Figure 112010017599961-pat00434
    는 상기 직교 공간 다중화 시스템의 유효 채널 행렬, 상기
    Figure 112010017599961-pat00435
    는 상기 제1 심벌, 상기
    Figure 112010017599961-pat00436
    는 제2 심벌, 상기
    Figure 112010017599961-pat00437
    은 가우시안 노이즈이고,
    상기 제1 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00438
    이며, 상기
    Figure 112010017599961-pat00439
    는
    Figure 112010017599961-pat00440
    이고, 상기
    Figure 112010017599961-pat00441
    는
    Figure 112010017599961-pat00442
    이며,
    변조 방식이 16-QAM인 경우 상기 채널 상태 정보는 두 개의 비트 정보를 포함하며, 상기 두 개의 비트 정보에 따라 미리 정해져 있는 네 쌍의 값 중 어느 하나가 상기
    Figure 112010017599961-pat00369
    와
    Figure 112010017599961-pat00370
    의 값으로 결정되고,
    상기 제2 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00443
    이며, 상기
    Figure 112010017599961-pat00444
    은
    Figure 112010017599961-pat00445
    이고, 상기
    Figure 112010017599961-pat00446
    은 상기 유효 채널 행렬과 상기 제2 선처리 행렬의 곱행렬의 첫 번째 열 벡터와 두 번째 열 벡터가 직교하도록 결정되는
    선처리 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제4항에서,
    상기 피드백 처리부는 상기 채널 상태 정보를 이용하여 제3 선처리 행렬을 결정하며,
    상기 피드백 처리부에서 결정된 상기 제3 선처리 행렬을 이용하여 상기 제1 심벌 간에 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 제3 선처리부를 더 포함하는
    선처리 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제3 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00375
    이며, 상기 유효 채널 행렬이 상기 직교 공간 다중화 시스템의 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 페이딩 계수로 이루어진 채널 행렬과 상기 제3 선처리 행렬의 곱으로 표현될 때, 상기
    Figure 112010017599961-pat00376
    는 상기 유효 채널 행렬의 첫 번째 열벡터와 네 번째 열 벡터가 직교하고 상기 유효 채널 행렬의 두 번째 열벡터와 세 번째 열벡터가 직교하도록 결정되는 선처리 장치.
  8. 제1항 또는 제4항에서,
    비트 스트림을 상기 제2 심벌로 변환하는 매핑부, 그리고
    상기 제2 심벌을 상기 제1 심벌로 변환하는 심벌 변환부를 더 포함하며,
    상기 제1 심벌은
    Figure 112010017599961-pat00377
    및
    Figure 112010017599961-pat00378
    를 포함하고, 상기 제2 심벌은
    Figure 112010017599961-pat00379
    및
    Figure 112010017599961-pat00380
    를 포함하며,
    상기 심벌 변환부는 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00381
    의 실수부를 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00382
    의 실수부로, 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00383
    의 실수부를 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00384
    의 허수부로 변환하고, 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00385
    의 허수부를 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00386
    의 실수부로, 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00387
    의 허수부를 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00388
    의 허수부로 변환하는
    선처리 장치.
  9. 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 방법으로서,
    수신 장치로부터 수신된 채널 상태 정보를 이용하여 제1 선처리 행렬 및 제2 선처리 행렬을 결정하는 단계,
    상기 결정 단계에서 결정된 상기 제1 선처리 행렬을 이용하여 유클리드 최소거리를 최대화하도록 연산을 수행하는 단계, 그리고
    상기 결정 단계에서 결정된 상기 제2 선처리 행렬을 이용하여 제1 심벌 내의 실수부와 허수부가 서로 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 단계
    를 포함하며,
    상기 직교 공간 다중화 시스템이
    Figure 112010017599961-pat00447
    으로 모델링될 때 상기
    Figure 112010017599961-pat00448
    는 상기 수신 장치가 수신하는 수신 신호, 상기
    Figure 112010017599961-pat00449
    는 상기 직교 공간 다중화 시스템의 유효 채널 행렬, 상기
    Figure 112010017599961-pat00450
    는 상기 제1 심벌, 상기
    Figure 112010017599961-pat00451
    는 제2 심벌, 상기
    Figure 112010017599961-pat00452
    은 가우시안 노이즈이고,
    상기 제1 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00453
    이며, 상기
    Figure 112010017599961-pat00454
    는
    Figure 112010017599961-pat00455
    이고, 상기
    Figure 112010017599961-pat00456
    는
    Figure 112010017599961-pat00457
    이며,
    변조 방식이 4-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우 상기 채널 상태 정보는 한 개의 비트 정보를 포함하며, 상기 한 개의 비트 정보에 따라 미리 정해져 있는 두 쌍의 값 중 어느 하나가 상기
    Figure 112010017599961-pat00458
    와
    Figure 112010017599961-pat00459
    의 값으로 결정되고,
    상기 제2 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00460
    이며, 상기
    Figure 112010017599961-pat00461
    은
    Figure 112010017599961-pat00462
    이고, 상기
    Figure 112010017599961-pat00463
    은 상기 유효 채널 행렬과 상기 제2 선처리 행렬의 곱행렬의 첫 번째 열 벡터와 두 번째 열 벡터가 직교하도록 결정되는
    선처리 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 직교 공간 다중화 시스템의 선처리 방법으로서,
    수신 장치로부터 수신된 채널 상태 정보를 이용하여 제1 선처리 행렬 및 제2 선처리 행렬을 결정하는 단계,
    상기 결정 단계에서 결정된 상기 제1 선처리 행렬을 이용하여 유클리드 최소거리를 최대화하도록 연산을 수행하는 단계, 그리고
    상기 결정 단계에서 결정된 상기 제2 선처리 행렬을 이용하여 제1 심벌 내의 실수부와 허수부가 서로 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 단계
    를 포함하며,
    상기 직교 공간 다중화 시스템이
    Figure 112010017599961-pat00464
    으로 모델링될 때 상기
    Figure 112010017599961-pat00465
    는 상기 수신 장치가 수신하는 수신 신호, 상기
    Figure 112010017599961-pat00466
    는 상기 직교 공간 다중화 시스템의 유효 채널 행렬, 상기
    Figure 112010017599961-pat00467
    는 상기 제1 심벌, 상기
    Figure 112010017599961-pat00468
    는 제2 심벌, 상기
    Figure 112010017599961-pat00469
    은 가우시안 노이즈이고,
    상기 제1 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00470
    이며, 상기
    Figure 112010017599961-pat00471
    는
    Figure 112010017599961-pat00472
    이고, 상기
    Figure 112010017599961-pat00473
    는
    Figure 112010017599961-pat00474
    이며,
    변조 방식이 16-QAM인 경우 상기 채널 상태 정보는 두 개의 비트 정보를 포함하며, 상기 두 개의 비트 정보에 따라 미리 정해져 있는 네 쌍의 값 중 어느 하나가 상기
    Figure 112010017599961-pat00475
    와
    Figure 112010017599961-pat00476
    의 값으로 결정되고,
    상기 제2 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00477
    이며, 상기
    Figure 112010017599961-pat00478
    은
    Figure 112010017599961-pat00479
    이고, 상기
    Figure 112010017599961-pat00480
    은 상기 유효 채널 행렬과 상기 제2 선처리 행렬의 곱행렬의 첫 번째 열 벡터와 두 번째 열 벡터가 직교하도록 결정되는
    선처리 방법.
  13. 삭제
  14. 제9항 또는 제12항에서,
    상기 채널 상태 정보를 이용하여 제3 선처리 행렬을 결정하는 단계, 그리고
    상기 결정된 제3 선처리 행렬을 이용하여 상기 제1 심벌 간에 직교성을 가지도록 연산을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 선처리 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 제3 선처리 행렬은
    Figure 112010017599961-pat00404
    이며, 상기 유효 채널 행렬이 상기 직교 공간 다중화 시스템의 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 페이딩 계수로 이루어진 채널 행렬과 상기 제3 선처리 행렬의 곱으로 표현될 때, 상기
    Figure 112010017599961-pat00481
    는 상기 유효 채널 행렬의 첫 번째 열벡터와 네 번째 열 벡터가 직교하고 상기 유효 채널 행렬의 두 번째 열벡터와 세 번째 열벡터가 직교하도록 결정되는 선처리 방법.
  16. 제9항 또는 제12항에서,
    비트 스트림을 상기 제2 심벌로 변환하는 단계, 그리고
    상기 제2 심벌을 상기 제1 심벌로 변환하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 심벌은
    Figure 112010017599961-pat00406
    및
    Figure 112010017599961-pat00407
    를 포함하고, 상기 제2 심벌은
    Figure 112010017599961-pat00408
    및
    Figure 112010017599961-pat00409
    를 포함하며,
    상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00410
    의 실수부가 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00411
    의 실수부로, 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00412
    의 실수부가 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00413
    의 허수부로 변환되고, 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00414
    의 허수부가 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00415
    의 실수부로, 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00416
    의 허수부가 상기 심벌
    Figure 112010017599961-pat00417
    의 허수부로 변환되는 선처리 방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070076642A (ko) * 2006-01-19 2007-07-25 삼성전자주식회사 폐루프 다중안테나 오에프디엠 시스템에서 직교공간멀티플렉싱을 위한 장치 및 방법
KR20080022362A (ko) * 2006-09-06 2008-03-11 삼성전자주식회사 직교 공간 다중화 시스템에서의 안테나 선택 방법
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070076642A (ko) * 2006-01-19 2007-07-25 삼성전자주식회사 폐루프 다중안테나 오에프디엠 시스템에서 직교공간멀티플렉싱을 위한 장치 및 방법
KR20080022362A (ko) * 2006-09-06 2008-03-11 삼성전자주식회사 직교 공간 다중화 시스템에서의 안테나 선택 방법
KR20080026010A (ko) * 2006-09-19 2008-03-24 엘지전자 주식회사 위상천이 기반의 프리코딩을 이용한 데이터 전송 방법 및이를 구현하는 송수신 장치

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