KR101026099B1 - 코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모-직교 주파수 분할 다중(ｍｉｍｏ－ｏｆｄｍ) 시스템, 이에 포함된 송신 장치 및 수신 장치, 및 이에 있어서 송수신 방법 - Google Patents

코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모-직교 주파수 분할 다중(ｍｉｍｏ－ｏｆｄｍ) 시스템, 이에 포함된 송신 장치 및 수신 장치, 및 이에 있어서 송수신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MIMO-OFDM 시스템에 사용되는 송신 장치 및 방법, 수신 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 송신 장치는 입력되는 데이터를 변조하여 복소 심볼을 생성하고, 상기 생성된 복소 심볼을 실수부 및/또는 허수부를 독립적으로 인터리빙하여 인터리빙된 복소 심볼을 생성하는 코디네이트 인터리빙하는 인코더, 및 상기 인터리빙된 심볼을 시간 영역 신호로 변환하는 IFFT 처리부를 포함한다. 여기서, 상기 인터링빙된 심볼의 신호(Xk)는 Re{S(p)}+jIm{S(q)}(k, p 및 q는 서브 캐리어의 번호를 의미하고, p와 q는 서로 다른 값임)이다.
Figure R1020080121917
MIMO, 인터리빙, 심볼, 매핑

Description

코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모-직교 주파수 분할 다중(ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ) 시스템, 이에 포함된 송신 장치 및 수신 장치, 및 이에 있어서 송수신 방법{MIMO-OFDM SYSTEM USING A COORDINATE INTERLEAVING, APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING DATA IN THE SAME, AND APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING DATA IN THE SAME}
본 발명은 MIMO-OFDM 시스템, 이에 포함된 송신 장치 및 방법, 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실수부 및/또는 허수부를 독립적으로 인터리빙하여 인터리빙된 복소 심볼을 생성하는 코디네이트 인터리빙을 사용하는 MIMO-OFDM 시스템, 이에 포함된 송신 장치 및 방법, 수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템은 복수의 송신 안테나들과 복수의 수신 안테나들을 사용하는 시스템으로서, 싱글 안테나 시스템에 비하여 더 많은 공간 및 주파수 다이버시티 이득(spatial and frequency diversity gain)을 획득할 수 있다.
그러나, 이러한 MIMO 시스템에서는 안테나 간 상관도(correlation)에 의해서 신호가 섞이게 되며, 그 결과 다이버시티 이득 감소 및 성능 열화가 발생할 수 있었다. 그러므로, 최근 통신 시스템이 고속 서비스 품질을 요구하는 상황하에서, 이러한 다이버시티 이득의 감소는 고속 서비스 품질을 만족시키지 못할 수 있는 문제점이 있었다. 따라서, 고속 서비스 품질을 만족시킬 수 있도록 다이버시티 이득을 증가시킬 수 있는 MIMO 시스템이 요구된다.
본 발명의 목적은 시스템 복잡도를 낮추면서 다이버시티 이득을 최대화할 수 있는 MIMO-OFDM 시스템, 이에 포함된 송신 장치 및 방법, 수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 미모 시스템에서 송신 장치는 입력되는 데이터를 변조하여 복소 심볼을 생성하고, 상기 생성된 복소 심볼을 코디네이트 인터리빙하는 인코더; 및 상기 인터리빙된 심볼을 시간 영역 신호로 변환하는 IFFT 처리부를 포함한다. 여기서, 상기 인터링빙된 심볼의 신호(Xk)는 Re{S(p)}+jIm{S(q)}(k, p 및 q는 서브 캐리어의 번호를 의미하고, p와 q는 서로 다른 값임)이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미모 시스템에서 수신 장치는 코디네이트 인터리빙 과정을 통하여 생성된 송신 신호를 주파수 영역 신호로 변환시키는 FFT 처리부; 상기 FFT 처리부로부터 출력된 신호를 직렬로 변환하는 제 1 병렬/직렬 변환기; 및 상기 직렬로 변환된 신호를 디인터리빙하고, 상기 디인터리빙된 신호를 복조하는 디코더를 포함한다. 여기서, 상기 FFT 처리부에 의해 처리되는 송신 신호(Y (k))는 H (k) X (k)+N (k)(k: 서브 캐리어의 번호, H : 채널 매트릭스, X : Re{S(p)}+jIm{S(q) }(송신 장치에서 인터리빙된 신호, p 및 q는 서로 다른 서브 캐리어), N : 노이즈 벡터)이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미모 시스템에서 송수신 방법은 입력되는 데이터를 변조하여 복소 심볼을 출력하는 단계; 상기 출력된 복소 심볼을 코디네이트 인터리빙하는 단계; 및 상기 인터리빙된 심볼을 시간 영역 신호로 변환한 후 해당 안테나를 통하여 출력하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 인터리빙된 심볼의 신호(Xk)는 Re{S(p)}+jIm{S(q)}(k는 서브 캐리어의 번호를 의미하고, p와 q는 서로 다른 값임)이다.
본 발명에 따른 MIMO-OFDM 시스템은 복소 심볼을 코디네이트 인터리빙하여 수신단으로 전송하므로, 상기 시스템의 다이버시티 이득, 특히 공간 다이버시티 이득이 극대화될 수 있는 장점이 있다. 특히, 상기 시스템이 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙을 사용하면, 복수의 복소 심볼들, 바람직하게는 2개의 복소 심볼들의 허수부들만이 교환되는 방식으로 인터리빙이 수행되므로 상기 시스템의 복잡도가 낮아질 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에 사용되는 송신 장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 송신 장치(100)는 미모 시스템(MIMO System)에 사용되며, 인코더(encoder, 102), 복수의 직렬/병렬 변환기들(104), 복수의 IFFT 처리부들(106)을 포함한다. 특히, 송신 장치(100)는 전송 다이버시티 이득(transmission diversity gain, 공간 및 주파수 다이버시티 이득)을 극대화시키기 위하여 후술하는 바와 같이 코디네이트 인터리빙(coordinate interleaving, CI) 방법을 통하여 인터리빙 과정을 수행하고, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 통신을 사용한다. 이하, 이러한 시스템을 MIMO-OFDM 시스템이라 하겠다.
인코더(102)는 직렬/병렬 변환기(110), 복수의 매핑기들(mappers, 112) 및 복수의 인터리버들(interleavers, 114)을 포함한다.
직렬/병렬 변환기(110)는 입력되는 직렬 데이터를 병렬로 변환하여 출력한다.
매핑기(112)는 직렬/병렬 변환기(110)로부터 출력된 데이터를 변조하여 실수부와 허수부로 이루어진 복소 심볼(S)을 출력한다. 예를 들어, 매핑기(112)는 QAM 변조 방식 또는 QPSK 변조 방식 등을 사용하여 QAM 심볼 또는 QPSK 심볼 등과 같은 복소 심볼을 출력시킨다.
인터리버(114)는 매핑기(112)로부터 출력된 복소 심볼(S)을 코디네이트 인터리빙(coordinate interleaving) 방법을 통하여 인터리빙하며, 즉 실수부와 허수부 를 독립적으로 분리시킨 후 각기 인터리빙시키며, 상기 인터리빙에 의해 생성된 심볼(X)을 출력시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코디네이트 인터리빙에 따른 심볼(X) 중 m번째 행(row)에 대응하는 신호(Xm (k))는 아래의 수학식 1과 같다.
Xm (k)=Re{Sm (p)}+jIm{Sm (q)}, 여기서, k,p 및 q는 각기 서브 캐리어(subcarrier)의 번호를 나타내며, p와 q는 다른 값이다.
위 수학식 1을 통하여 볼 때, 상기 코디네이트 인터리빙은 p번째 서브 캐리어의 심볼의 실수부와 q번째 서브 캐리어의 심볼의 허수부를 하나의 심볼로 배열하는 과정을 의미한다. 즉, 상기 코디네이트 인터리빙에 따라 특정 서브 캐리어의 실수부와 허수부가 각기 독립적으로 인터리빙됨에 의해 서로 다른 심볼(X)로 분리된다. 그러므로, 송신 안테나로부터 출력된 신호에 널(null)이 발생하더라도 널이 발생되지 않은 실수부 또는 허수부를 통하여 수신 장치에서 신호값을 복조할 수 있다. 결과적으로, 이러한 코디네이트 인터리빙은 후술하는 바와 같이 부가적인 공간 다이버시티 이득을 발생시키며, 따라서 상기 MIMO-OFDM 시스템의 성능이 향상될 수 있다.
직렬/병렬 변환기(104)는 상기 인터리빙된 심볼(X)을 병렬 신호로 변환시킨다.
IFFT 처리부(106)는 상기 병렬 신호로 변환된 신호를 역퓨리에 변환 과정을 통하여 시간 영역 신호로 변환시킨다. 이렇게 시간 영역 신호로 변환된 신호는 해당 송신 안테나(TA)를 통하여 출력된다.
요컨대, 본 실시예의 MIMO-OFDM 시스템에 사용되는 송신 장치(100)는 코디네이트 인터리빙 방법을 수행하여 부가적인 공간 다이버시티 이득을 발생시키며, 그 결과 상기 MIMO-OFDM 시스템의 성능이 향상될 수 있다. 특히, 송신 장치(100)는 후술하는 바와 같이 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙(random swaping coordinate interleaving) 방법을 사용할 수 있으며, 그 결과 상기 MIMO-OFDM 시스템의 복잡도가 낮아질 수 있다. 여기서, 상기 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙 방법은 랜덤하게 서브 캐리어들의 심볼들을 인터리빙하되, 2개의 서브 캐리어들의 심볼들의 허수부들만을 상호 교환시키는 방법을 의미한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다.
이하, 상기 MIMO-OFDM 시스템의 수신 장치를 살펴보겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에 사용되는 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 수신 장치(200)는 복수의 FFT 처리부들(202), 복수의 병렬/직렬 변환기들(204) 및 디코더(decoder, 206)를 포함한다.
FFT 처리부(202)는 해당 수신 안테나(RA)를 통하여 수신된 신호(Y (k))를 퓨리어 변환시켜 주파수 영역 신호로 변환시킨다. 여기서, 상기 수신된 신호(Y (k))는 아래의 수학식 2와 같다. 다만, 송신 안테나들(TA)의 수와 수신 안테나들(RA)의 수를 M개와 N개로 가정한다.
Y (k)=H (k) X (k)+N (k)
여기서,
Figure 112008083444566-pat00001
,
Figure 112008083444566-pat00002
이다. 또한, k는 NC개의 서브 캐리어들 중 k번째 서브 캐리어, 즉 서브 캐리어의 번호를 의미하고, H는 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 주파수 응답, 즉 채널 매트릭스를 나타내며, N은 부가 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise : AWGN) 벡터를 의미한다.
수학식 1에서 X(k)가 서로 다른 서브 캐리어의 심볼들로 이루어지므로, 즉 Re{S(p)}+jIm{S(q)}이므로, 수신된 신호(Yn (k))는 아래의 수학식 3과 같다.
Yn (k)=Hn,1 (k)[Re{S1 (p)}+jIm{S1 (q)}]+.....+Hn,1 (k)[Re{SM (p)}+jIm{SM (q)}]+Nn (k)
위 수학식 2 및 3을 참조하면, 수신 장치(200)로 수신되는 신호(Y (k))는 종래 의 수신 장치와 달리 p번째 서브 캐리어에 해당하는 채널 매트릭스와 q번째 서브 캐리어에 해당하는 채널 매트릭스를 동시에 가짐을 알 수 있다.
병렬/직렬 변환기(204)는 상기 주파수 영역 신호로 변환된 신호를 직렬 신호로 변환시킨다.
디코더(206)는 상기 변환된 신호를 원래의 데이터로 복조시키며, 복수의 디인터리버들(Deinterleavers, 210), 복수의 V-BLAST 처리부들(212), 복수의 최대 우도(Maximum Likelihood, ML) 검출기들(214) 및 병렬/직렬 변환기(216)를 포함한다.
디인터리버(210)는 상기 변환된 신호를 디인터리빙시켜 복수의 심볼들(T)을 생성시킨다. 이 경우, X (k)(Re{SM (p)}+jIm{SM (q)}, 수학식 1 참조)가 p번째 서브 캐리어의 실수부와 q번째 서브 캐리어의 허수부로 이루어지므로, 상기 디인터리빙에 따라 생성되는 p번째 서브 캐리어의 심볼(T)은 적어도 2개의 채널 매트릭스들(H)을 포함하게 되고, q번째 서브 캐리어에 해당하는 심볼(T) 또한 적어도 2개의 채널 매트릭스들(H)을 포함하게 된다.
V-BLAST 처리부(212)는 등화(equalization)를 위해 제로 포싱(zero-forcing : ZF) 또는 최소 평균 자승 에러(Minimum Mean Squared Error : MMSE) 기법 등을 사용하며, 상기 인터리빙된 심볼을 특정 오더링(ordering) 알고리즘을 이용하여 상기 심볼들을 순차적으로 해당 ML 검출기(214)로 출력한다. 여기서, 상기 오더링 알고리즘은 아래의 수학식 4와 같다.
CW=∥w i (p)∥2+∥w i (q)∥2=∥H -1(p)∥2+∥H -1(q)∥2, 여기서 wi는 채널 등화 메트릭스 W의 i번째 행 벡터를 나타내고, H는 디인터리빙된 심볼의 채널 매트릭스를 나타내며, 즉 H (p)는 p번째 서브 캐리어의 심볼(T)의 채널 매트릭스이며, H (q)는 q번째 서브 캐리어의 심볼(T)의 채널 매트릭스이다. 또한, ∥x∥ 기호는 벡터 x의 크기를 나타내는 연산자이다.
위 수학식 4에서 보는 바와 같이, 본 실시예의 MIMO-OFDM 시스템이 코디네이트 인터리빙 방법을 사용하므로, V-BLAST 처리부(212)는 일반적인 V-BLAST 처리부와 달리 2개 이상의 채널 매트릭스들(H (p) 및 H (q))을 이용하여 오더링을 결정한다. 상세하게는, 위 수학식 4를 통하여 계산된 CW 중 가장 작은 값을 가지는 심볼(T)이 첫번째 ML 검출기(214-1)로 출력되고, 두번째로 작은 값을 가지는 심볼(T)이 두번째 ML 검출기(214-2)로 출력된다. 따라서, 가장 큰 값을 가지는 심볼(T)이 마지막 ML 검출기(214-N)로 출력된다. 즉, CW 값들의 크기에 따라 심볼들(T)을 차례로 해당 ML 검출기들(214)로 출력시킨다.
위에서는 오더링 장치로서 V-BLAST 처리기를 사용하였지만, 2개 이상의 채널 매트릭스들을 고려하는 한 다른 처리기들이 사용될 수도 있다.
ML 검출기(214)는 V-BLAST 처리부(212)로부터 출력된 심볼(T)을 디매핑하여 소정 데이터를 발생시킨다. 여기서, ML 검출기(214) 또한 일반적인 ML 검출기와 달리 상기 코디네이트 인터리빙 방법을 고려하여 2개 채널 매트릭스들을 사용하여 디 매핑한다. 물론, 2개 이상의 채널 매트릭스들이 고려되는 한 상기 ML 검출기 외에 다른 디매핑 장치가 본 발명의 디매핑 장치로 사용될 수 있다.
병렬/직렬 변환기(216)는 ML 검출기들(214)로부터 출력된 데이터 스트림을 직렬로 변환하며, 즉 초기의 데이터를 복조시킨다.
요컨대, 본 실시예의 수신 장치(200)는 송신 장치(100)에 의해 수행된 코디네이트 인터리빙 방법을 고려하여 오더링 및 디매핑 동작을 수행한다.
이하, 이러한 MIMO-OFDM 시스템에서 데이터 송수신 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 자세히 살펴보겠다.
우선, 송신 방법을 살펴보겠다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에서 데이터 송신 방법을 도시한 순서도이다. 도 4(A)는 일반적인 코디네이트 인터리빙을 도시한 블록도이고, 도 4(B)는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 송신 장치(100)의 매핑기(112)는 입력되는 데이터를 변조하여 복소 심볼(S)을 생성한다(S300).
이어서, 인터리버(114)는 상기 생성된 복소 심볼(S)을 수학식 1과 같은 알고리즘을 통하여 인터리빙시킨다(S302). 바람직하게는, 인터리버(114)는 도 4(B)에 도시된 바와 같이, 예를 들어 아래의 수학식 5와 같이 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙(Random Swaping Coordinate Interleaver, RSCI) 알고리즘을 사용한다.
X(1)=Re{S(1)}+jIm{S(b)},
X(b)=Re{S(b)}+jIm{S(1)}
즉, 상기 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙은 심볼(S) 중 실수부는 그대로 유지한 채로 허수부만을 다른 서브 캐리어의 심볼(S)의 허수부와 맞교환하는 방법을 의미한다. 이렇게 허수부만을 교환하여 코디네이트 인터리빙을 수행하면, 일반적인 랜덤 인터리빙(도 4(A) 참조)을 사용하는 MIMO 시스템에 비하여 본 발명의 MIMO-OFDM 시스템의 복잡도가 감소할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙은 실수부만을 교환하는 방법을 사용할 수도 있다.
계속하여, 직렬/병렬 변환기(104)는 상기 인터리빙된 복소 심볼(X) 스트림을 병렬 신호로 변환시킨다(S304).
이어서, IFFT 처리부(106)는 상기 변환된 신호를 시간 영역 신호로 변환시킨 후 해당 송신 안테나(TA)를 통하여 출력시킨다(S306 및 S308).
다음으로, 수신 방법을 상술하겠다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에서 수신 방법을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 수신 장치(200)의 FFT 처리부(202)는 해당 안테나(RA)를 통하여 수신된 신호(Y (k))를 주파수 영역 신호로 변환한다(S500).
이어서, 병렬/직렬 변환기(204)는 상기 주파수 영역 신호로 변환된 신호를 직렬 신호로 변환시킨다(S502).
계속하여, 디인터리버(210)는 상기 변환된 신호를 디인터리빙하여 복소 심볼을 생성한다(S504).
이어서, 상기 복소 심볼이 원래의 데이터로 복조된다(S506). 상세하게는, V-BLAST 처리부(212)는 상기 복소 심볼을 오더링하여 해당 ML 검출기(214)로 출력시킨다.
ML 검출기(214)는 상기 출력된 심볼을 디매핑하여 복수의 데이터 스트림을 출력시킨다. 물론, 이 경우에도 상기 디인터리빙에 의해 생성된 복소 심볼이 2개 이상의 채널 매트릭스들을 포함하므로, 상기 채널 매트릭스들을 고려하여 최대 우도를 계산하고 이를 통하여 상기 복소 심볼을 디매핑시킨다. 이러한 최대 우도는 아래의 수학식 5에 따라 계산된다.
Figure 112008083444566-pat00003
,여기서 wi는 수학식 4에서와 같이 채널 등화 메트릭스 W의 i번째 행 벡터를 나타낸다.
위 수학식 6을 참조하면, ML 검출기(214)가 m번째 서브 캐리어에 대응하는 채널 매트릭스와 n번째 서브 캐리어에 대응하는 채널 매트릭스를 모두 고려함이 확인된다.
이러한 디매핑에 의해 생성된 데이터 스트림은 병렬/직렬 변환기(214)를 통하여 원래의 데이터로 복조된다.
이하, 본 발명의 MIMO-OFDM 시스템을 사용할 때의 실험 결과를 살펴보겠다. 여기서, 4-QAM 변조 방식이 사용되고, 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙이 사용된다고 가정한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에서 독립적인 페이딩 채널에서의 BER 지표를 도시한 도면이다. 여기서, V-BLAST로 표시된 곡선은 본 발명이 적용되지 않은 일반적인 MIMO 시스템의 BER 곡선을 나타내고, RSCI는 본 발명이 적용된 MIMO-OFDM 시스템에서의 BER 곡선을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 10-3 BER에서 본 발명의 MIMO-OFDM 시스템의 성능이 일반적인 MIMO 시스템의 성능보다 약 4 내지 5㏈만큼 더 뛰어남이 확인된다. 또한, 본 발명의 MIMO-OFDM 시스템에서 BER 곡선의 기울기는 SNR이 증가함에 따라 일반적인 MIMO 시스템의 BER 곡선보다 더 가파르게 떨어진다. 즉, 본 발명의 MIMO-OFDM 시스템이 부가적인 다이버시티 이득을 가짐을 알 수 있다.
요컨대, 코디네이트 인터리빙을 사용하는 본 발명의 MIMO-OFDM 시스템의 공간 다이버시티 이득이 개선됨이 확인된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에서 상관된(correlated) 페이딩 채널에서의 BER 지표를 도시한 도면이다. 여기서, 'V-BLAST'로 표시된 곡선은 본 발명이 적용되지 않은 일반적인 MIMO 시스템의 BER 곡 선을 나타내고, 'RSCI'는 본 발명이 적용된 MIMO-OFDM 시스템에서의 BER 곡선을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 MIMO-OFDM 시스템에서 BER 곡선의 기울기는 SNR이 증가함에 따라 일반적인 MIMO 시스템의 BER 곡선보다 더 가파르게 떨어진다. 즉, 본 발명의 MIMO-OFDM 시스템이 코디네이트 인터리빙을 사용함에 의해 공간적 상관(correlation)을 피하므로 종래의 MIMO 시스템보다 더 뛰어난 성능을 가짐이 확인된다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에 사용되는 송신 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에 사용되는 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에서 데이터 송신 방법을 도시한 순서도이다.
도 4(A)는 일반적인 코디네이트 인터리빙을 도시한 블록도이다.
도 4(B)는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에서 수신 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에서 독립적인 페이딩 채널에서의 BER 지표를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 시스템에서 상관된(correlated) 페이딩 채널에서의 BER 지표를 도시한 도면이다.

Claims (13)

  1. 입력되는 데이터를 변조하여 복소 심볼을 생성하고, 상기 생성된 복소 심볼을 코디네이트 인터리빙하는 인코더; 및
    상기 인터리빙된 심볼을 시간 영역 신호로 변환하는 IFFT 처리부를 포함하되,
    상기 인터링빙된 심볼의 신호(Xk)는 Re{S(p)}+jIm{S(q)}(k, p 및 q는 서브 캐리어의 번호를 의미하고, p와 q는 서로 다른 값임)인 것을 특징으로 하는 미모 시스템(MIMO system)에서 코디네이트 인터리빙을 사용하는 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인코더는,
    상기 데이터를 병렬 변환시키는 직렬/병렬 변환기;
    상기 병렬 변환된 데이터를 변조하여 상기 복소 심볼을 생성시키는 매핑기; 및
    상기 생성된 복소 심볼을 코디네이트 인터리빙하는 인터리버를 포함하는 것을 특징으로 하는 미모 시스템에서 코디네이트 인터리빙을 사용하는 송신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 인터리버는 상기 복소 심볼을 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙시키되, 상기 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙은 두 서브 캐리어들을 선택하고 상기 선택된 서브 캐리어들 사이에서 허수부 또는 실수부들 중 하나만을 서로 교환하는 방법인 것을 특징으로 하는 미모 시스템에서 코디네이트 인터리빙을 사용하는 송신 장치.
  4. 코디네이트 인터리빙 과정을 통하여 생성된 송신 신호를 주파수 영역 신호로 변환시키는 FFT 처리부;
    상기 FFT 처리부로부터 출력된 신호를 직렬로 변환하는 제 1 병렬/직렬 변환기; 및
    상기 직렬로 변환된 신호를 디인터리빙하고, 상기 디인터리빙된 신호를 복조하는 디코더를 포함하되,
    상기 FFT 처리부에 의해 처리되는 송신 신호(Y (k))는 H (k) X (k)+N (k)(k: 서브 캐리어의 번호, H : 채널 매트릭스, X : Re{S(p)}+jIm{S(q) }(송신 장치에서 인터리빙된 신호, p 및 q는 서로 다른 서브 캐리어), N : 노이즈 벡터)인 것을 특징으로 하는 미모 시스템에서 코디네이트 인터리빙을 이용하는 수신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 디코더는,
    상기 직렬로 변환된 신호를 디인터리빙하는 디인터리버;
    상기 디인터리빙된 신호를 오더링(ordering)하는 V-BLAST 처리부;
    상기 V-BLAST 처리부로부터 출력된 신호를 디매핑하는 ML 검출기; 및
    상기 ML 검출기로부터 출력된 신호를 병렬로 변환하는 제 2 병렬/직렬 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 미모 시스템에서 코디네이트 인터리빙을 사용하는 수신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 V-BLAST 처리부는 ∥H -1(p)∥2+∥H -1(q)∥2의 값에 따라 디인터리빙된 신호를 오더링하는 것을 특징으로 하는 미모 시스템에서 코디네이트 인터리빙을 이용하는 수신 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 ML 검출기는 2개 이상의 채널 매트릭스들을 고려하여 디매핑을 수행하는 것을 특징으로 하는 미모 시스템에서 코디네이트 인터리빙을 사용하는 수신 장치.
  8. 입력되는 데이터를 변조하여 복소 심볼을 출력하는 단계;
    상기 출력된 복소 심볼을 코디네이트 인터리빙하는 단계; 및
    상기 인터리빙된 심볼을 시간 영역 신호로 변환한 후 해당 안테나를 통하여 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 인터리빙된 심볼의 신호(Xk)는 Re{S(p)}+jIm{S(q)}(k, p 및 q는 서브 캐리어의 번호를 의미하고, p와 q는 서로 다른 값임)인 것을 특징으로 하는 코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모 시스템에서 송수신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 복소 심볼은 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙되되, 상기 랜덤 스와핑 코디네이트 인터리빙은 두 서브 캐리어들을 선택하고 상기 선택된 서브 캐리어들 사이에서 허수부들만을 서로 교환하는 방법인 것을 특징으로 하는 코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모 시스템에서 송수신 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 송수신 방법은,
    수신단측 안테나로 수신된 신호를 주파수 영역 신호로 변환시키는 단계;
    상기 변환된 신호를 직렬 신호로 변환하는 단계;
    상기 직렬 신호로 변환된 신호를 디인터리빙하는 단계; 및
    상기 디인터리빙된 신호를 복조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모 시스템에서 송수신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 복조하는 단계는,
    상기 디인터리버된 신호를 오더링(ordering)하는 단계;
    상기 오더링에 따라 출력된 신호를 디매핑하는 단계; 및
    상기 디매핑된 신호를 직렬로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모 시스템에서 송수신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 수신된 신호(Y (k))가 H (k) X (k)+N (k)(k: 서브 캐리어의 번호, H : 채널 매트릭스, X : Re{S(p)}+jIm{S(q) }(송신 장치에서 인터리빙된 신호, p 및 q는 서로 다른 서브 캐리어), N : 노이즈 성분)인 경우, 상기 오더링은 ∥H -1(p)∥2+∥H -1(q)∥2의 값에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모 시스템에서 송수신 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 ML 검출기는 2개 이상의 채널 매트릭스들을 고려하여 디매핑을 수행하는 것을 특징으로 하는 코디네이트 인터리빙을 사용하는 미모 시스템에서 송수신 방법.
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