KR101050570B1 - 시공간 트렐리스 코드를 사용하는 이동 통신 시스템에서 성능 개선을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

시공간 트렐리스 코드를 사용하는 이동 통신 시스템에서 성능 개선을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제2 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼을 제1 송신 안테나로 전송하는 과정과, 상기 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 상기 제1 송신 안테나와 다른 제2 송신 안테나로 전송하는 과정을 포함한다.
채널 부호화, 시공간 부호화, 시공간 트렐리스 코드 부호화, 길쌈 부호화

Description

시공간 트렐리스 코드를 사용하는 이동 통신 시스템에서 성능 개선을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법{DATA TRANSMISSION/RECEPTION APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING PERFORMANCE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING SPACE-TIME TRELLIS CODE}
도 1은 일반적인 직렬 연쇄 시공간 트렐리스 코드를 사용하는 송신기 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 내부 부호화기 중 QPSK 변조 방식의 시공간 트렐리스 부호화기의 구조를 도시한 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 내부 부호화기 중 8-PSK 변조 방식의 시공간 트렐리스 부호화기의 구조를 도시한 도면.
도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 시공간 트렐리스 부호화기의 구조를 도시한 도면.
도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 시공간 트렐리스 부호화기의 구조를 도시한 도면.
도 4c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 시공간 트렐리스 부호화기의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 8-PSK 변조 방식의 시공간 트렐리스 부 호화기의 구조를 도시한 도면.
도 6은 종래 기술과 본 발명의 제3 실시예와의 트렐리스 구조 차이에 따른 성능 비교를 나타낸 도면.
도 7a는 종래 기술과 본 발명의 실시예들에 대해 독립 페이딩 채널 모델에서의 성능을 비교한 그래프.
도 7b는 종래 기술과 본 발명의 실시예들에 대해 의사 안정 페이딩 채널 모델에서의 성능을 비교한 그래프.
도 7c는 종래 기술과 본 발명의 실시예들에 대해 독립 페이딩 및 의사 안정 페이딩 채널 모델에서의 성능을 비교한 그래프.
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 시공간 트렐리스 코드(Space-Time Trellis Code; 이하 'STTC'라 칭하기로 한다)를 사용하는 이동 통신 시스템에서 성능 개선을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 시스템(Mobile Telecommunication System)이 급속히 발전해 나가고, 또한 상기 이동 통신 시스템에서 서비스하는 데이터량이 급속하게 증가함에 따라 보다 고속의 데이터를 전송하기 위한 3세대 이동 통신 시스템이 개발되었다. 이런 3세대 이동 통신 시스템은 유럽에서는 기지국간 비동기방식인 광대역 코드 분할 다중 접속(W-CDMA; Wideband-Code Division Multiple Access) 방식을, 북미에서는 기지국간 동기방식인 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다)-2000 방식을 무선 접속 규격으로 표준화하고 있으며, 상기 이동통신시스템은 통상적으로 한 기지국을 통해 다수개의 단말기(MS; Mobile Station)들이 교신하는 형태로 구성된다.
그런데, 상기 일반적인 이동 통신 시스템에서는 고속 데이터 전송시 무선 채널 상에서 발생하는 페이딩(Fading) 현상에 의해 수신 신호의 위상이 왜곡된다. 상기 페이딩은 수신 신호의 진폭을 수 dB에서 수십 dB까지 감소시키므로, 이렇게 페이딩 현상에 의해 왜곡된 수신 신호의 위상은 데이터 복조시 보상을 수행하지 않을 경우, 송신측에서 송신한 송신데이터의 정보 오류 원인이 되어 이동통신 서비스의 품질을 저하시키게 되는 원인이 된다. 그러므로 이동통신 시스템에서 고속 데이터를 서비스 품질 저하 없이 송신하기 위해서는 페이딩을 극복해야만 하고, 이런 페이딩을 극복하기 위해서 여러 가지 방법의 다이버시티(Diversity) 기법이 사용된다.
일반적으로 CDMA 방식에서는 채널의 지연 확산(delay spread)을 이용해 다이버시티 수신하는 레이크(Rake) 수신기를 채택하고 있다. 상기 레이크 수신기는 다중 경로(multi-path) 신호를 수신하기 위한 수신 다이버시티가 적용되고 있지만, 전술한 지연 확산을 이용하는 다이버시티 기법을 적용한 레이크 수신기는 지연 확산이 설정치보다 작은 경우 동작하지 않는 문제점이 있다. 또한. 인터리빙(Interleaving)과 코딩(Coding)을 이용하는 시간 다이버시티(Time diversity) 기법은 도플러 확산(Doppler spread) 채널에서 사용된다. 하지만, 상기 시간 다이버시티 방식은 저속 도플러 확산 채널에서는 이용하는 것이 힘들다는 문제점이 있었다.
그러므로 실내 채널과 같이 지연 확산이 작은 채널과, 보행자 채널과 같이 도플러 확산이 저속인 채널에서는 페이딩을 극복하기 위해 공간 다이버시티(Space Diversity) 기법이 사용된다. 상기 공간 다이버시티는 두 개 이상의 송수신 안테나를 이용하는 다이버시티 기법이다. 즉, 한 개의 송신 안테나를 통해 송신된 신호가 페이딩으로 인해 그 신호 크기가 감소할 경우, 나머지 송신 안테나를 통해 송신된 신호를 수신하는 기법이다. 상기 공간 다이버시티는 수신 안테나를 이용하는 수신안테나 다이버시티 기법과 송신 안테나를 이용하는 송신 다이버시티 기법으로 분류할 수 있다. 그러나. 상기 수신안테나 다이버시티 기법의 경우 단말기에 적용하므로 단말기의 크기와 비용 측면에서 다수개의 수신 안테나를 설치하기 힘들기 때문에, 기지국에 다수개의 송신 안테나를 설치하는 송신 다이버시티 기법을 사용하는 것이 권장된다.
특히, 4세대(4G) 이동 통신 시스템에서는 10Mbps 내지 150Mbps 정도의 정보 송신 속도를 기대하고 있으며, 오류율(error rate)은 음성의 경우 비트 에러율(Bit Error Rate; 이하 'BER'이라 칭하기로 한다) 10-3, 데이터의 경우 BER 10-6, 영상(image)의 경우 BER 10-9 정도를 요구하고 있다. 상기 STTC는 다중 안테나와 채널 부호화 기술이 결합된 것으로서, 무선 다중 입력 다중 출력(Multi-Input Multi-Output; 이하, 'MIMO'라 칭하기로 한다.) 채널에서 데이터율(data rate)과 신뢰도(reliability)의 혁신적인 개선을 가져오는 기술이다. 상기 STTC는 송신기 송신 신호의 시공간 차원을 확장함으로써 수신기 시공간 다이버시티 이득을 얻게 되는 것이다. 또한, 부가적인 대역폭(bandwidth) 필요없이 코딩 이득(coding gain)을 얻을 수 있어서 채널 용량에 있어서도 큰 개선을 가지고 있다.
따라서, 상기 송신 다이버시티 기법을 적용함에 있어 상기 STTC를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 STTC를 사용함으로써 상기 다수개의 송신 안테나들을 사용할 때 페이딩 채널(fading channel)에 의해 생기는 채널 이득(channel gain)의 저하에 대응하는 다이버시티 이득(diversity gain)과 함께 송신 전력을 증폭시킨 효과를 가지는 코딩 이득(coding gain)을 얻게 된다.
상기 STTC를 사용하여 신호를 송신하는 방식은 Vahid Tarokh와, N. Seshadri와, A. Calderbank가 1998년 제안한 IEEE 문서 "Space time codes for high data rate wireless communication: Performance criterion and code construction,"에 기재되어 있다(Vahid Tarokh, N. Seshadri, and A. Calderbank, "Space time codes for high data rate wireless communication: Performance criterion and code construction," IEEE Trans. on Info. Theory, pp. 744-765, Vol. 44, No. 2, March 1998).
그러면 여기서 도 1을 참조하여 상기 STTC를 직렬 연쇄(serially concatenation)하여 사용하는 송신기 구조의 예를 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 직렬 연쇄 시공간 부호화기를 사용하는 송신기 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 직렬 연쇄 시공간 부호(Serially Concatenated Space-Time Code; 이하, 'SC-STC'라 칭하기로 한다.)에 따른 부호화 장치는 외부 부호화기(Outer Encoder; 100) 및 내부 부호화기(Inner Encoder; 120) 사이에 인터리버(Interleaver; 110)를 구비함으로써 직렬 연쇄 구조를 형성한다. 즉, 상기 SC-STC 부호화 장치는 상기 두 개의 부호화기를 인터리버를 사이에 두고 직렬 연결하여 구성됨을 알 수 있다.
상기 외부 부호화기(100)는 일반적인 채널 인코더(Channel Encoder)로서, 예컨대 컨벌루셔널 인코더(Convolutional Encoder), 터보 인코더(Turbo Encoder) 및 저밀도 패러티 검사(Low Density Parity Check; 이하, 'LDPC'라 칭하기로 한다.) 인코더 등이 될 수 있으며, 상기 채널 인코더는 본 발명과 관계 없으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 인터리버(110)는 여러가지 다양한 인터리버들로 구성될 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위하여 랜덤 인터리버(random interleaver)를 사용한다고 가정하고 설명하기로 하며, 다른 인터리버를 사용하는 것도 가능함은 자명하다.
한편, 상기 내부 부호화기(120)는 다중 안테나 시스템에서 시공간 다이버시티 효과를 얻기 위하여 상술한 STTC 코드를 사용한다. 따라서, 전송하고자 하는 데이터 시퀀스 u가 상기 외부 부호화기(100)를 통해 채널 부호화되고, 인터리버(110)를 거쳐 인터리빙된 부호화된 시퀀스 a는 상기 내부 부호화기(120), 즉 STTC 부호화기를 통해 s1 및 s2의 심볼로 출력된다. 이때, 상기 출력 심볼 s1은 제1 송신 안 테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 출력 심볼 s2는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 전송된다.
상기 STTC 부호화기(120)로는 일반적으로 출력 데이터를 지연(delay) 및 회귀(feedback)하여 다음 신호와 연산하는 구조의 순환 STTC(Recursive STTC; 이하, 'R-STTC'라 칭하기로 한다.) 부호화기를 사용한다.
이하, 상기 R-STTC 부호화기의 구조를 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 종래 기술에 따른 내부 부호화기로 사용되는 QPSK 변조 방식의 R-STTC 부호화기의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 QPSK 변조 방식의 R-STTC 부호화기는 두개의 순환 길쌈 부호(recursive convolutional code)가 병렬 연쇄된 형태로, 예컨대 두개의 이진 가산기들(201 및 205)과 두개의 지연기들(203 및 207)로 구성된다. 한편, 상기 도 2에 도시된 R-STTC 부호화기는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식으로서 두개의 채널 부호화된 입력 비트들(즉, a1 및 a2)에 대하여 STTC 부호화된 4개의 심볼들(즉, S11, S21, S12 및 S22)을 출력한다. 따라서, 두개의 순환 길쌈 부호(recursive convolutional code)로 구성되는 형태를 가지게 된다. 그러나, 변조 방식의 변화에 따라 상기 상기 순환 길쌈 부호의 개수는 증가될 수 있다. 또한, 상기 순환 길쌈 부호를 어떻게 구성하느냐에 따라 상기 이진 가산기 또는 지연기의 개수가 달라질 수 있다. 예컨대, 8-PSK(8-Phase Shift Keying) 변조 방식의 R-STTC 부호화기는 3개의 이진 가산기 및 지연기들로 구성되며 도 3에서 후술하기로 한다. 동일한 방법으로 16QAM, 64QAM 및 128QAM 등의 변조 방식을 가지는 상기 R-STTC 부호화기도 구현 가능함은 자명하다.
상기 도 2에 도시된 QPSK 변조 방식의 R-STTC 부호화기는 a1 및 a2의 채널 부호화된 입력 신호를 제1 송신 안테나(TX 1) 및 제2 송신 안테나(TX 2)로 시공간 다이버시티의 효과를 얻으면서 전송하기 위하여, 소정의 순환 길쌈(recursive convolution) 부호화기들(200 및 210)을 거쳐 4개의 STTC 부호화 심볼들로 출력된다. 즉, 여기서 상기 각각의 순환 길쌈 부호화기는 상기 R-STTC 부호화기의 기본(compound code) 코드로서, 코드율 1/2이며 상기 두 기본 코드가 병렬 연쇄된(parallel concatenated) 형태로 QPSK 변조 방식을 취한다.
한편, 상기 a1 및 a2의 채널 부호화된 입력 신호는 상술한 채널 부호화기(즉, 외부 부호화기)를 통해 연속적으로 출력되는 채널 부호화된 심볼들이다. 따라서, 상기 채널 부호화기를 통해 연속적으로 출력되는 심볼들은 상기 a1 및 a2에서와 같이 순차적으로 상기 R-STTC 입력 단자에 매핑되어 입력된다
먼저, 입력 신호 a1은 제1 이진 가산기(201) 및 제1 지연기(203)를 통해 심볼 S11로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S11 심볼은 피드백 되어 상기 제1 이진 가산기(201)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제1 이진 가산기(201)에서 현재 입력 신호와 지연된 이전 신호가 가산 연산된 출력 심볼 S12는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
또한, 입력 신호 a2는 제2 이진 가산기(205) 및 제2 지연기(207)를 통해 심볼 S21로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S21 심볼은 피드백 되어 상기 제2 이진 가산기(205)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제2 이진 가산기(205)에서 현재 입력 신호와 지연된 이전 신호가 가산 연산된 신호 S22는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
즉, 상기 일반적인 R-STTC 부호화기는 채널 부호화된 입력 신호들에 대해 각각 이전 출력 신호와 가산 연산한 후, 지연기를 통해 지연시킨 출력 심볼들을 하나의 송신 안테나(즉, 제1 송신 안테나)를 통해 전송한다. 또한, 상기 이진 가산기를 통해 가산 연산되고, 지연기를 거치기 전의 출력 심볼들을 상기 송신 안테나와 다른 송신 안테나(즉, 제2 송신 안테나)를 통해 전송한다.
한편, 상기 도 2의 R-STTC 부호화기의 출력 심볼을 메트릭스 형태로 표현할 때, 상기 출력 메트릭스 G(D)는 하기 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112003046236367-pat00001
상기 <수학식 1>에서 G1은 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 출력되는 심볼을 의미하며, G2는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력되는 심볼을 의미한다. 또한, 상기 D는 지연기(Delayer)를 나타낸다. 한편, 상기 메트릭스에서 각 행(row)들은 기본 코드인 순환 길쌈 부호를 나타낸다(즉, 제1행은 제1 순환 길쌈 부호화기(200)이며 제2행은 제2 순환 길쌈 부호화기(210)를 나타낸다). 또한, 상기 메트릭스에서 각 열(column)들은 출력 심볼들을 나타내며, 앞의 두 열(즉, 제1열 및 제2열)은 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 R-STTC 부호화기의 출력 심볼이며, 뒤의 두 열(즉, 제3열 및 제4열)은 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 R-STTC 부호화기의 출력 심볼이다. 따라서, 상기 종래 기술의 R-STTC 부호화기는 두개의 비시스템적 길쌈 부호화기의 병렬 연결 구조로 되어 있음을 알 수 있다.
이상 QPSK 방식의 R-STTC 부호화기의 구조를 설명하였으며, 이하 도 3을 참조하여 8-PSK 방식의 상기 R-STTC 부호화기의 구조를 설명한다.
도 3은 종래 기술에 따른 내부 부호화기 중 8-PSK 변조 방식의 R-STTC 부호화기의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 R-STTC 부호화기는 세개의 이진 가산기들(301, 305 및 309)와 세개의 지연기들(303, 307 및 311)로 구성된다.
한편, 상기 도 3에 도시된 R-STTC 부호화기는 8-PSK(8-Phase Shift Keying) 변조 방식으로서 세개의 채널 부호화된 입력 심볼들(즉, a1, a2 및 a3)에 대하여 STTC 부호화된 6개의 심볼들(즉, S11, S21, S31, S12, S 22 및 S32)을 출력하므로, 세개의 순환 길쌈 부호(recursive convolutional code) 형태를 가지게 된다.
즉, 여기서 상기 각각의 순환 길쌈 부호화기는 상기 R-STTC 부호화기의 기본 코드(compound code)로서, 코드율 1/2이며 상기 세개의 기본 코드가 병렬 연쇄된(parallel concatenated) 형태로 8-PSK 변조 방식을 취한다.
상기 도 3에 도시된 8-PSK 변조 방식의 R-STTC 부호화기는 a1, a2 및 a3 의 채널 부호화된 입력 신호를 제1 송신 안테나(TX 1) 및 제2 송신 안테나(TX 2)로 시공간 다이버시티의 효과를 얻으면서 전송하기 위하여, 소정의 순환 길쌈 부호화기들(300, 310 및 320)을 거쳐 6개의 STTC 부호화 심볼들로 출력된다.
먼저, 입력 신호 a1은 제1 이진 가산기(301) 및 제1 지연기(303)를 통해 심볼 S11로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S11 심볼은 피드백 되어 상기 제1 이진 가산기(301)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제1 이진 가산기(301)에서 현재 입력 신호와 지연된 이전 신호가 가산 연산된 출력 심볼 S12는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
또한, 입력 신호 a2는 제2 이진 가산기(305) 및 제2 지연기(307)를 통해 심볼 S21로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S21 심볼은 피드백 되어 상기 제2 이진 가산기(305)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제2 이진 가산기(305)에서 현재 입력 신호와 지연된 이전 신호가 가산 연산된 신호 S22는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
마지막으로, 입력 신호 a3는 제3 이진 가산기(309) 및 제3 지연기(311)를 통 해 심볼 S31로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S31 심볼은 피드백 되어 상기 제3 이진 가산기(309)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제3 이진 가산기(309)에서 현재 입력 신호와 지연된 이전 신호가 가산 연산된 신호 S32는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
즉, 상기 도 3의 8-PSK 방식의 R-STTC 부호화기는 상기 도 2의 QPSK 방식에서와 마찬가지로 채널 부호화된 입력 신호들에 대해 각각 이전 출력 신호와 가산 연산한 후, 지연기를 통해 지연시킨 출력 심볼들을 하나의 송신 안테나(즉, 제1 송신 안테나)를 통해 전송한다. 또한, 상기 이진 가산기를 통해 가산 연산되고, 지연기를 거치기 전의 출력 심볼들을 상기 송신 안테나와 다른 송신 안테나(즉, 제2 송신 안테나)를 통해 전송한다.
한편, 상기 도 3의 R-STTC 부호화기의 출력 심볼을 메트릭스 형태로 표현할 때, 상기 출력 메트릭스 G(D)는 하기 <수학식 2>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112003046236367-pat00002
상기 <수학식 2>에서 G1은 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 출력되는 심볼을 의미하며, G2는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력되는 심볼을 의미한다. 또한, 상기 D는 지연기(Delayer)를 나타낸다. 한편, 상기 메트릭스에서 각 행(row)들은 기본 코드인 순환 길쌈 부호를 나타낸다(즉, 제1행은 제1 순환 길쌈 부호화기(300)이며 제2행은 제2 순환 길쌈 부호화기(310)이며, 제3행은 제3 순환 길쌈 부호화기(320)를 나타낸다). 또한, 상기 메트릭스에서 각 열(column)들은 출력 심볼들을 나타내며, 앞의 세 열(즉, 제1열, 제2열 및 제3열)은 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 R-STTC 부호화기의 출력 심볼이며, 뒤의 세 열(즉, 제4열, 제5열 및 제6열)은 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 R-STTC 부호화기의 출력 심볼이다. 따라서, 상기 종래 기술의 R-STTC 부호화기는 두개의 비시스템적 길쌈 부호화기의 병렬 연결 구조로 되어 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 종래의 STTC 부호화기는 채널 코딩, 변조 기법 및 다수의 안테나 사용 등을 동시에 고려하여 설계된 코드이기 때문에 코딩 이득 및 다이버시티(diversity) 이득을 동시에 얻을 수 있는 우수한 코드이다. 따라서, 상기 도 1에서 상술한바와 같은 외부 부호화기로서의 에러 정정 코드와 상기 STTC 부호화기를 직렬 연쇄(sereally concatenation)하여 SC-STC를 구성하는 방법이 최근 활발히 연구되고 있다.
그러나, 3세대 또는 4세대 이동통신의 구현을 위하여 점차 높은 채널 용량과 속도를 요구하는 앞으로의 무선 통신 시스템에 있어서, 여전히 상기 SC-STC의 성능 향상이 요구되고 있는 실정이다. 또한, 상기 SC-STC를 구성하고 있는 외부 부호화 기로서의 채널 부호화기에 대한 연구는 활발하기 이루어지고 있으나, 상기 내부 부호화기로서의 STTC 부호화기에 대한 연구는 미비한 상태에 있다.
또한, 다중 안테나를 통해 보다 향상된 성능으로 데이터를 전송하고자 하는 차세대 이동통신에서는 상기 STTC 부호화기에 대한 성능 향상이 필수적으로 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서, 시공간 트렐리스 코드(Space-Time Trellis Code; 이하 'STTC'라 칭하기로 한다)를 시스템적 코드로 사용하여 전송 성능을 개선하는 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서, STTC 부호화를 하이브리드 방법으로 부호화하여 사용하여 전송 성능을 개선하는 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서, 하이브리드 시스템적 STTC 부호화를 사용하여 전송 성능을 개선하는 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를, 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제1 입력 신호로부터 검출된 심볼과 가산 연산하는 제1 이진 가산기와, 상기 제1 이진 가산기로부터 출력된 신호를 시간 지연하여 상기 제1 송신 안테나로 출력하는 제1 지연기와, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를, 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제2 입력 신호로부터 검출된 심볼과 가산 연산하는 제2 이진 가산기와, 상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 신호를 시간 지연하여 상기 제1 송신 안테나로 출력하는 제2 지연기를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를, 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제1 입력 신호로부터 검출된 심볼과 가산 연산하고, 상기 연산 결과를 제2 송신 안테나로 출력하는 제1 이진 가산기와, 상기 제1 이진 가산기로부터 출력된 신호를 시간 지연하여 상기 제1 송신 안테나로 출력하는 제1 지연기와, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를, 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제2 입력 신호로부터 검출된 심볼과 가산 연산하고, 상기 연산 결과를 상기 제1 송신 안테나로 출력하는 제2 이진 가산기와, 상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 신호를 시간 지연하여 상기 제2 송신 안테나로 출력하는 제2 지연기를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를, 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제1 입력 신호로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제1 이진 가산기와, 상기 제1 이진 가산기로부터 검출된 신호를 시간 지연하여 상기 제1 송신 안테나로 출력하는 제1 지연기와, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를, 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제2 입력 신호로부터 검출된 심볼과 가산 연산하는 제2 이진 가산기와, 상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 신호를 시간 지연하여 상기 제2 송신 안테나로 출력하는 제2 지연기를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제1 입력 신호로부터 검출된 심볼과 가산 연산하는 제1 이진 가산기와, 상기 제1 이진 가산기로부터 출력된 신호를 시간 지연하여 상기 제1 송신 안테나로 출력하는 제1 지연기와, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를, 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제2 입력 신호로부터 검출된 심볼과 가산 연산하는 제2 이진 가산기와, 상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 신호를 시간 지연하여 상기 제1 송신 안테나로 출력하는 제2 지연기와, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제3 입력 신호를, 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 제2 입력 신호로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제3 이진 가산기와, 상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 신호를 시간 지연하여 상기 제2 송신 안테나로 출력하는 제3 지연기를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제2 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼을 제1 송신 안테나로 전송하는 과정과, 상기 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 상기 제1 송신 안테나와 다른 제2 송신 안테나로 전송하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 입력받아 동작하는 제2 순환 길쌈 부호화기내의 소정의 탭에서 출력된 심볼을 제1 송신 안테나로 출력하는 과정과, 상기 제2 입력 신호를 상기 제2 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 제1 입력 신호를 입력받아 동작하는 상기 제1 순환 길쌈 부호화기내의 소정의 탭에서 출력된 심볼을 제2 송신 안테나로 출력하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제1 송신 안테나로 출력하는 과정과, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제2 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 제1 입력 신호를 제2 송신 안테나로 출력하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제2 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제3 입력 신호를 제1 송신 안테나로 출력하는 과정과, 상기 외부 부호화기로부터 출력된 제3 입력 신호를 제3 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화한 심볼과, 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호를 제2 송신 안테나로 출력하는 과정을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 STTC 부호화기를 내부 부호화기로 사용하는 SC-STC에 관한 것으로 상기 STTC 부호화기의 구조를 상기 SC-STC에 보다 적합하도록 개선하였다. 또한, 종래의 R-STTC 부호화기를 구성하는 기본 코드(compound code)들은 비시스템적(non-systematic)이었으나, 이를 시스템적(systematic)으로 변경하고, 상기 각 기본 코드의 출력 비트들의 조합을 달리함으로써 상기 SC-STC의 최소 거리를 증가시켜 프레임 오류율(Frame Error Rate; 이하, 'FER'이라 칭하기로 한다.)의 성능을 향상시켰다. 아울러 기존의 R-STTC 부호화기 구조에서 공간 인터리버(space-interleaver)를 추가하여 구성할 수 있기 때문에 구현면에서도 용이하다.
본 발명에서 사용하는 상기 STTC 부호화기에서의 기본 코드로는 코드율 1/2인 순환 길쌈 부호화기를 사용하며, 상기 기본 코드를 병렬 연쇄된 형태로 구성하여 QPSK, 8-PSK, 16PSK,... 등의 변조 방식을 구현한다. 본 발명은 상기 구조를 근간으로 하여 SC-STC에 적합한 STTC 부호화기를 제안한다. 한편, 상기 본 발명에 적용되는 STTC 부호화기에서의 기본 코드들은 변형될 수 있으며, 본 발명에서 제안하는 소정의 기본 코드의 출력 비트들의 조합 방식을 변형함으로써 다양하게 구현될 수 있다.
이때, 상기 SC-STC의 성능에 영향을 미치는 요소들 중에서 중요한 두 가지 요소로는 상기 기본 코드의 종류와 상기 기본 코드의 출력 비트의 조합 방식이다. 일반적으로 상기 STTC 부호화기의 구성은 적합한 길쌈 부호를 선택한 후 출력 비트들의 조합 방식을 결정하는 순서를 따른다.
본 발명의 실시예들에서는 상기 기본 코드로서의 순환 길쌈 부호화기를 시스템적 길쌈 부호로 사용하며, 또 다른 실시예들에서는 상기 STTC 부호화기의 순환 길쌈 부호화기의 출력 비트들의 조합 방식을 다르게 하여 상기 SC-STC의 성능을 향상시킨다.
이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 QPSK 변조 방식에서의 STTC 부호화기를 설명하며, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 8-PSK 변조 방식에서의 STTC 부호화기를 설명한다.
<제1 실시예>
이하, 도 4a를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 STTC 부호화기를 설명한다. 상기 제1 실시예는 상술한 바와 같이 순환 길쌈 부호화기를 종래의 비시스템적 길쌈 부호로 사용한 것과 달리 시스템적 길쌈 부호를 사용하여 구현한다.
도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 STTC 부호화기의 구조를 도시한 도면이다. 상기 본 발명의 제1 실시예에서는 상기 STTC 부호화기의 출력 신호로서 상기 STTC 부호화기의 입력 신호들을 출력하는 시스템적 순환 STTC(Systematic Recursive STTC; 이하, 'SR-STTC'라 칭하기로 한다.) 부호화기를 제안한다. 즉, 기본 코드로 사용되는 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화된 출력 심볼들과 함께, 상기 입력 심볼들을 그대로 출력한다.
상기 도 4a를 참조하면, 상기 본 발명의 제1 실시예에 따른 STTC 부호화기(즉, SR-STTC 부호화기)는 두개의 이진 가산기들(401 및 405)과 두개의 지연기들(403 및 407)로 구성된다. 한편, 상기 도 4a에 도시된 STTC 부호화기는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식으로서 두개의 채널 부호화된 입력 심볼들(즉, a1 및 a2)에 대하여 STTC 부호화된 4개의 심볼들(즉, S11, S 21, a1 및 a2)을 출력하므로, 두개의 순환 길쌈 부호(recursive convolutional code) 형태를 가지게 된다. 그러나, 변조 방식의 변화에 따라 상기 상기 순환 길쌈 부호화기의 개수는 달라질 수 있으며, 이에 따라 상기 이진 가산기 및 지연기의 개수도 추가될 수 있다. 또한, 상기 순환 길쌈 부호화기를 어떻게 구현하느냐에 따라 상기 이진 가산기 및 지연기의 개수는 달라질 수 있다. 예컨대, 8-PSK(8-Phase Shift Keying) 변조 방식의 STTC 부호화기는 3개의 이진 가산기 및 지연기들로 구성되며 도 5에서 후술하기로 한다. 또한, 상기 STTC 부호화기를 구성하는 상기 순환 길쌈 부호화기의 구성 방법에 따라 지연기의 개수 또는 이진 가산기의 개수가 달라지게 된다. 동일한 방법으로 16QAM, 64QAM 및 128QAM 등의 변조 방식을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 상기 STTC 부호화기도 구현 가능함은 자명하다.
상기 도 4a에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 SR-STTC 부호화기는 a1 및 a2의 채널 부호화된 입력 신호를 제1 송신 안테나(TX 1) 및 제2 송신 안테나(TX 2)로 시공간 다이버시티의 효과를 얻으면서 전송하기 위하여, 소정의 시스템적 순환 길쌈(systematic recursive convolution) 부호화기들(400 및 410)을 거쳐 4개의 STTC 부호화 심볼들로 출력된다. 즉, 여기서 상기 각각의 순환 길쌈 부호화기는 상기 본 발명의 제1 실시예에 따른 SR-STTC 부호화기의 기본(compound code) 코드로서, 코드율 1/2이며 상기 두 기본 코드가 병렬 연쇄된(parallel concatenated) 형태로 QPSK 변조 방식을 취한다.
한편, 상기 a1 및 a2의 채널 부호화된 입력 신호는 상술한 채널 부호화기(즉, 외부 부호화기)를 통해 연속적으로 출력되는 채널 부호화된 심볼들이다. 따라서, 상기 채널 부호화기를 통해 연속적으로 출력되는 심볼들은 상기 a1 및 a2에서와 같이 순차적으로 상기 SR-STTC 입력 단자에 매핑되어 입력된다
먼저, 입력 신호 a1은 제1 이진 가산기(401) 및 제1 지연기(403)를 통해 심 볼 S11로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S11 심볼은 피드백 되어 상기 제1 이진 가산기(401)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 여기서, 상기와 같이 소정의 지연기를 통해 지연된 이전 신호를 다음 신호에 누적하여 출력하는 구조를 일반적으로 누적기(accumulator)라 한다. 한편, 상기 제1 이진 가산기(401)를 거치지 않은 상기 입력 신호 a1은 그대로 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
또한, 입력 신호 a2는 제2 이진 가산기(405) 및 제2 지연기(407)를 통해 심볼 S21로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S21 심볼은 피드백 되어 상기 제2 이진 가산기(405)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제2 이진 가산기(405)를 거치지 않은 상기 입력 신호 a2는 그대로 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
결국, 상술한 바와 같이 상기 입력 신호 a1 및 a2가 상기 제2 송신 안테나를 통해 그대로 출력되므로 상기 본 발명의 제1 실시예에 따른 SR-STTC 부호화기는 시스템적 순환 STTC 부호화기가 되는 것이다.
한편, 상기 도 4a의 본 발명의 제1 실시예에 따른 SR-STTC 부호화기의 출력 심볼을 메트릭스 형태로 표현할 때, 상기 출력 메트릭스 G(D)는 하기 <수학식 3>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112003046236367-pat00003
상기 <수학식 3>에서 G1은 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 출력되는 심볼을 의미하며, G2는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력되는 심볼을 의미한다. 또한, 상기 D는 지연기(Delayer)를 나타낸다. 한편, 상기 메트릭스에서 각 행(row)들은 기본 코드인 순환 길쌈 부호를 나타낸다(즉, 제1행은 제1 순환 길쌈 부호화기(400)이며 제2행은 제2 순환 길쌈 부호화기(410)를 나타낸다). 또한, 상기 메트릭스에서 각 열(column)들은 출력 심볼들을 나타내며, 앞의 두 열(즉, 제1열 및 제2열)은 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 SR-STTC 부호화기의 출력 심볼이며, 뒤의 두 열(즉, 제3열 및 제4열)은 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 SR-STTC 부호화기의 출력 심볼이다.
상기 <수학식 3>에서 알 수 있듯이, 제2 송신 안테나를 통해 출력되는 심볼인 G2는 2×2의 단위 행렬로 구성된다. 즉, 상기 G2 메트릭스를 통한 입출력 값이 동일하다는 것을 의미하므로, 상기 SR-STTC는 시스템적 부호화기임을 알 수 있다.
<제2 실시예>
이하, 도 4b를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 STTC 부호화기를 설명한다. 상기 제2 실시예는 두 누적기(accumulator)의 출력 비트들을 두 개의 다른 송신 안테나를 통해서 전달될 각각의 심볼로 혼합하여 분배하는 방식이다. 즉, 도 2에서 상술한 종래의 STTC 부호화기는 두 누적기의 출력 심볼들을 동일한 송신 안테나(예컨대, 제1 송신 안테나)를 통해 전송하였으며, 지연기를 거치기 전의 두 출력 심볼들을 다른 하나의 송신 안테나(예컨대, 제2 송신 안테나)를 통해 전송하였으나, 본 발명의 제2 실시예에서는 두개의 길쌈 부호화기에서 출력되는 동일 위치의 출력 심볼들을 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송하는 하이브리드(Hybrid) 방식을 제안한다.
도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 STTC 부호화기의 구조를 도시한 도면이다. 상기 본 발명의 제2 실시예에서는 상기 STTC 부호화기의 출력 신호로서 상기 STTC 부호화기를 구성하는 두 개의 길쌈 부호화기의 동일 위치의 출력 심볼들을 각각 다른 송신 안테나로 출력하는 하이브리드 순환 STTC(Hybrid Recursive STTC; 이하, 'HR-STTC'라 칭하기로 한다.) 부호화기를 제안한다. 즉, 기본 코드로 사용되는 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화된 출력 심볼들을 서로 다른 송신 안테나로 출력한다.
상기 도 4b를 참조하면, 상기 본 발명의 제2 실시예에 따른 STTC 부호화기(즉, HR-STTC 부호화기)는 두개의 이진 가산기들(401 및 405)과 두개의 지연기들(403 및 407)로 구성된다. 한편, 상기 도 4b에 도시된 STTC 부호화기는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식으로서 두개의 채널 부호화된 입력 심볼들(즉, a1 및 a2)에 대하여 STTC 부호화된 4개의 심볼들(즉, S11, S 22, S21 및 S12)을 출력하므로, 두개의 순환 길쌈 부호(recursive convolutional code) 형태를 가지게 된다. 그러나, 변조 방식의 변화에 따라 상기 상기 순환 길쌈 부호화기의 개수는 달라지게 되며, 이에 따라 상기 이진 가산기 및 지연기의 개수도 달라질 수 있다. 또한, 상기 순환 길쌈 부호화기의 구현 방법에 따라 상기 이진 가산기 및 지연기의 개수도 달라질 수 있다. 예컨대, 8-PSK(8-Phase Shift Keying) 변조 방식의 STTC 부호화기는 3개의 이진 가산기 및 지연기들로 구성되며, 동일한 방법에 의해 16QAM, 64QAM 및 128QAM 등의 변조 방식을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 상기 STTC 부호화기도 구현 가능함은 자명하다.
상기 도 4b에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 HR-STTC 부호화기는 a1 및 a2의 채널 부호화된 입력 신호를 제1 송신 안테나(TX 1) 및 제2 송신 안테나(TX 2)로 시공간 다이버시티의 효과를 얻으면서 전송하기 위하여, 소정의 시스템적 순환 길쌈(systematic recursive convolution) 부호화기들(400 및 410)을 거쳐 4개의 STTC 부호화 심볼들로 출력된다. 즉, 여기서 상기 각각의 순환 길쌈 부호화기는 상기 본 발명의 제2 실시예에 따른 HR-STTC 부호화기의 기본(compound code) 코드로서, 코드율 1/2이며 상기 두 기본 코드가 병렬 연쇄된(parallel concatenated) 형태로 QPSK 변조 방식을 취한다.
한편, 상기 a1 및 a2의 채널 부호화된 입력 신호는 상술한 채널 부호화기(즉, 외부 부호화기)를 통해 연속적으로 출력되는 채널 부호화된 심볼들이다. 따라 서, 상기 채널 부호화기를 통해 연속적으로 출력되는 심볼들은 상기 a1 및 a2에서와 같이 순차적으로 상기 HR-STTC 입력 단자에 매핑되어 입력된다
먼저, 입력 신호 a1은 제1 이진 가산기(401) 및 제1 지연기(403)를 통해 심볼 S11로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S11 심볼은 피드백 되어 상기 제1 이진 가산기(401)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 여기서, 상기와 같이 소정의 지연기를 통해 지연된 이전 신호를 다음 신호에 누적하여 출력하는 구조를 상술한 바와 같이 누적기(accumulator)라 한다. 한편, 상기 제1 이진 가산기(401)에서 현재 입력 신호와 지연된 이전 신호가 가산 연산된 출력 심볼 S12는 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
또한, 입력 신호 a2는 제2 이진 가산기(405) 및 제2 지연기(407)를 통해 심볼 S21로 출력되어 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 전송되며, 상기 S21 심볼은 피드백 되어 상기 제2 이진 가산기(405)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제2 이진 가산기(405)에서 현재 입력 신호와 지연된 이전 신호가 가산 연산된 신호 S22는 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 출력된다. 즉, 상기 제2 이진 가산기(405) 및 제2 지연기(407)를 통해 출력된 심볼 S21는 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송하는 종래 기술과는 달리 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 전송된다.
따라서, 상기 본 발명의 제2 실시예에 따른 HR-STTC 부호화기는 상기 HR-STTC 부호화기를 구성하는 상기 두 누적기의 동일 위치의 출력 심볼들은 각각 다른 송신 안테나를 통해 전송되는 형태를 가진다.
한편, 상기 도 4b의 본 발명의 제2 실시예에 따른 SR-STTC 부호화기의 출력 심볼을 메트릭스 형태로 표현할 때, 상기 출력 메트릭스 G(D)는 하기 <수학식 4>와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112003046236367-pat00004
상기 <수학식 4>에서 각 파라미터들 즉, G1, G2 및 D는 상술한 제1 실시예에서와 동일한 의미를 가진다. 또한, 상기 메트릭스에서 각 행(row)들은 기본 코드인 순환 길쌈 부호를 나타내며, 상기 메트릭스에서 각 열(column)들은 출력 심볼들을 나타낸다. 마찬가지로, 앞의 두 열(즉, 제1열 및 제2열)은 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 HR-STTC 부호화기의 출력 심볼이며, 뒤의 두 열(즉, 제3열 및 제4열)은 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 HR-STTC 부호화기의 출력 심볼이다.
상기 <수학식 4>를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 HR-STTC 부호화기의 입출력 메트릭스는 하이브리드 형태를 가짐을 알 수 있다. 즉, 상기 각 순환 길쌈 부호화기를 통해 출력되는 동일 위치의 심볼들이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되도록 구현된다. 한편, 상기 본 발명의 제2 실시예에 따른 HR-STTC 부호화기는 종래의 R-STTC 부호화기의 공간-인터리버를 추가함으로써 용이하게 구현 가능하다.
<제3 실시예>
이하, 도 4c를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 STTC 부호화기를 설명한다. 상기 제3 실시예는 상기 제1 실시예에서와 같이 순환 길쌈 부호화기를 종래의 비시스템적 길쌈 부호로 사용한 것과 달리 시스템적 길쌈 부호를 사용하여 구현한다. 또한, 상기 제2 실시예에서 사용한 하이브리드 방식을 사용하여 구현한다.
도 4c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 STTC 부호화기의 구조를 도시한 도면이다. 상기 본 발명의 제3 실시예에서는 상기 STTC 부호화기의 출력 신호로서 상기 STTC 부호화기의 입력 신호들을 그대로 출력하고, 상기 STTC 부호화기를 구성하는 순환 길쌈 부호화기의 출력 심볼들을 서로 다른 송신 안테나로 전송하는 하이브리드 시스템적 순환 STTC(Hybrid Systematic Recursive STTC; 이하, 'HSR-STTC'라 칭하기로 한다.) 부호화기를 제안한다. 즉, 기본 코드로 사용되는 순환 길쌈 부호화기에 의해 부호화된 출력 심볼들과 함께, 상기 입력 심볼들을 그대로 출력함으로써 시스템적 부호화기를 형성하며, 각 순환 길쌈 부호화기의 출력 심볼들을 서로 다른 전송 안테나들로 전송함으로써 하이브리드 형태를 구성한다.
상기 도 4c를 참조하면, 상기 본 발명의 제3 실시예에 따른 STTC 부호화기(즉, HSR-STTC 부호화기)는 두개의 이진 가산기들(401 및 405)과 두개의 지연기들(403 및 407)로 구성된다. 한편, 상기 도 4c에 도시된 STTC 부호화기는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식으로서 두개의 채널 부호화된 입력 심볼들(즉, a1 및 a2)에 대하여 STTC 부호화된 4개의 심볼들(즉, S11, S 21, a1 및 a2)을 출력하므로, 두개의 순환 길쌈 부호(recursive convolutional code) 형태를 가지게 된다. 그러나, 변조 방식의 변화에 따라 상기 상기 순환 길쌈 부호화기의 개수는 달라지게 되며, 이에 따라 상기 이진 가산기 및 지연기의 개수도 달라질 수 있다. 또한, 상기 순환 길쌈 부호화기의 구현 방법에 따라 상기 이진 가산기 및 지연기의 개수도 달라질 수 있다. 예컨대, 8-PSK(8-Phase Shift Keying) 변조 방식의 STTC 부호화기는 3개의 이진 가산기 및 지연기들로 구성되며 도 5에서 후술하기로 한다. 동일한 방법으로 16QAM, 64QAM 및 128QAM 등의 변조 방식을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 상기 STTC 부호화기도 구현 가능함은 자명하다.
상기 도 4c에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 QPSK 변조 방식의 SR-STTC 부호화기는 a1 및 a2의 채널 부호화된 입력 신호를 제1 송신 안테나(TX 1) 및 제2 송신 안테나(TX 2)로 시공간 다이버시티의 효과를 얻으면서 전송하기 위하여, 소정의 시스템적 순환 길쌈(systematic recursive convolution) 부호화기들(400 및 410)을 거쳐 4개의 STTC 부호화 심볼들로 출력된다. 즉, 여기서 상기 각각의 순환 길쌈 부호화기는 상기 본 발명의 제3 실시예에 따른 HSR-STTC 부호화기의 기본(compound code) 코드로서, 코드율 1/2이며 상기 두 기본 코드가 병렬 연쇄된(parallel concatenated) 형태로 QPSK 변조 방식을 취한다.
한편, 상기 a1 및 a2의 채널 부호화된 입력 신호는 상술한 채널 부호화기(즉, 외부 부호화기)를 통해 연속적으로 출력되는 채널 부호화된 심볼들이다. 따라서, 상기 채널 부호화기를 통해 연속적으로 출력되는 심볼들은 상기 a1 및 a2에서와 같이 순차적으로 상기 HSR-STTC 입력 단자에 매핑되어 입력된다
먼저, 입력 신호 a1은 제1 이진 가산기(401) 및 제1 지연기(403)를 통해 심볼 S11로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S11 심볼은 피드백 되어 상기 제1 이진 가산기(401)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 여기서, 상기와 같이 소정의 지연기를 통해 지연된 이전 신호를 다음 신호에 누적하여 출력하는 구조를 상술한 바와 같이 누적기(accumulator)라 한다. 한편, 상기 제1 이진 가산기(401)를 거치지 않은 상기 입력 신호 a1은 그대로 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
또한, 입력 신호 a2는 제2 이진 가산기(405) 및 제2 지연기(407)를 통해 심볼 S21로 출력되어 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 전송되며, 상기 S21 심볼은 피드백 되어 상기 제2 이진 가산기(405)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제2 이진 가산기(405)를 거치지 않은 상기 입력 신호 a2는 그대로 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 출력된다.
결국, 상술한 바와 같이 상기 입력 신호 a1 및 a2가 상기 제1 및 제2 송신 안테나를 통해 그대로 출력되므로 상기 본 발명의 제3 실시예에 따른 HSR-STTC 부호화기는 시스템적 순환 STTC 부호화기가 되는 것이다. 또한, 상기 각 누적기를 통해 출력된 신호 S11 및 S21 와 상기 입력 신호 a1 및 a2가 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되므로 하이브리드 순환 STTC 부호화기가 되는 것이다.
한편, 상기 도 4c의 본 발명의 제3 실시예에 따른 HSR-STTC 부호화기의 출력 심볼을 메트릭스 형태로 표현할 때, 상기 출력 메트릭스 G(D)는 하기 <수학식 5>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112003046236367-pat00005
상기 <수학식 5>에서 각 파라미터들 즉, G1, G2 및 D는 상술한 제1 실시예 및 제2 실시예에서와 동일한 의미를 가진다. 또한, 상기 메트릭스에서 각 행(row)들은 기본 코드인 순환 길쌈 부호를 나타내며, 상기 메트릭스에서 각 열(column)들은 출력 심볼들을 나타낸다. 마찬가지로, 앞의 두 열(즉, 제1열 및 제2열)은 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 HSR-STTC 부호화기의 출력 심볼이며, 뒤의 두 열(즉, 제3열 및 제4열)은 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 HR-STTC 부호화기의 출력 심볼이다.
상기 <수학식 5>에서 알 수 있듯이, 제1 송신 안테나를 통해 입력 심볼 a2가 전송되며, 제2 송신 안테나를 통해 입력 심볼 a1이 전송됨으로써 입력 심볼들이 그대로 출력되므로, 상기 HSR-STTC는 시스템적 부호화기임을 알 수 있다.
또한, 상기 <수학식 5>를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 상기 HSR-STTC 부호화기의 입출력 메트릭스는 하이브리드 형태를 가짐을 알 수 있다. 즉, 상기 각 순환 길쌈 부호화기를 통해 출력되는 동일 위치의 심볼들이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되도록 구현된다. 한편, 상기 본 발명의 제3 실시예에 따른 HSR-STTC 부호화기는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 SR-STTC 부호화기의 공간-인터리버를 추가함으로써 용이하게 구현 가능하다.
이상 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에서는 QPSK 변조 방식을 적용하는 본 발명의 실시예들에 따른 STTC 부호화기를 설명하였다. 다음으로 8-PSK 변조 방식을 적용하는 본 발명의 실시예에 따른 STTC 부호화기를 설명하기로 한다.
<제4 실시예>
도 5은 본 발명의 제4 실시예에 따른 내부 부호화기 중 8-PSK 변조 방식의 HSR-STTC 부호화기의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 본 발명의 제3 실시예에 따른 HSR-STTC 부호화기는 세개의 이진 가산기들(501, 505 및 509)와 세개의 지연기들(503, 507 및 511)로 구성된다.
한편, 상기 도 5에 도시된 HSR-STTC 부호화기는 8-PSK(8-Phase Shift Keying) 변조 방식으로서 세개의 채널 부호화된 입력 심볼들(즉, a1, a2 및 a 3)에 대하여 STTC 부호화된 6개의 심볼들(즉, S11, S21, S31, a1 , a2 및 a3)을 출력하므로, 세개의 순환 길쌈 부호(recursive convolutional code) 형태를 가지게 된다.
즉, 여기서 상기 각각의 순환 길쌈 부호화기는 상기 HSR-STTC 부호화기의 기본 코드(compound code)로서, 코드율 1/2이며 상기 세개의 기본 코드가 병렬 연쇄된(parallel concatenated) 형태로 8-PSK 변조 방식을 취한다.
상기 도 3에 도시된 8-PSK 변조 방식의 HSR-STTC 부호화기는 a1, a2 및 a3 의 채널 부호화된 입력 신호를 제1 송신 안테나(TX 1) 및 제2 송신 안테나(TX 2)로 시공간 다이버시티의 효과를 얻으면서 전송하기 위하여, 소정의 순환 길쌈 부호화기들(500, 510 및 520)을 거쳐 6개의 STTC 부호화 심볼들로 출력된다.
먼저, 입력 신호 a1은 제1 이진 가산기(501) 및 제1 지연기(503)를 통해 심볼 S11로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S11 심볼은 피드백 되어 상기 제1 이진 가산기(501)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제1 이진 가산기(501)를 거치지 않은 상기 입력 신호 a1은 그대로 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
또한, 입력 신호 a2는 제2 이진 가산기(505) 및 제2 지연기(507)를 통해 심볼 S21로 출력되어 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 전송되며, 상기 S21 심볼은 피드백 되어 상기 제2 이진 가산기(505)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제2 이진 가산기(501)를 거치지 않은 상기 입력 신호 a2는 그대로 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 출력된다.
마지막으로, 입력 신호 a3는 제3 이진 가산기(509) 및 제3 지연기(511)를 통해 심볼 S31로 출력되어 제2 송신 안테나(TX 2)를 통해 전송되며, 상기 S31 심볼은 피드백 되어 상기 제3 이진 가산기(509)에서 다음 입력 신호와 가산 연산된다. 한편, 상기 제3 이진 가산기(501)를 거치지 않은 상기 입력 신호 a3은 그대로 제1 송신 안테나(TX 1)를 통해 출력된다.
결국, 상술한 바와 같이 상기 입력 신호 a1, a2 및 a3이 상기 제1 및 제2 송신 안테나를 통해 그대로 출력되므로 상기 본 발명의 제4 실시예에 따른 HSR-STTC 부호화기는 시스템적 순환 STTC 부호화기가 되는 것이다. 또한, 상기 각 누적기를 통해 출력된 신호 S11, S21 및 S31과 상기 입력 신호 a1, a 2, a3이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되므로 하이브리드 순환 STTC 부호화기가 되는 것이다.
한편, 상기 도 5의 HSR-STTC 부호화기의 출력 심볼을 메트릭스 형태로 표현할 때, 상기 출력 메트릭스 G(D)는 하기 <수학식 6>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112003046236367-pat00006
상기 <수학식 6>에서 각 파라미터들 즉, G1, G2 및 D는 상술한 제1 실시예 내지 제3 실시예에서와 동일한 의미를 가진다. 또한, 상기 메트릭스에서 각 행(row)들은 기본 코드인 순환 길쌈 부호를 나타내며, 상기 메트릭스에서 각 열(column)들은 출력 심볼들을 나타낸다. 마찬가지로, 앞의 세 열(즉, 제1열, 제2열 및 제3열)은 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 R-STTC 부호화기의 출력 심볼이며, 뒤의 세 열(즉, 제4열, 제5열 및 제6열)은 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 상기 R-STTC 부호화기의 출력 심볼이다.
상기 <수학식 6>에서 알 수 있듯이, 제1 송신 안테나를 통해 입력 심볼 a3가 전송되며, 제2 송신 안테나를 통해 입력 심볼 a1 및 a2가 전송됨으로써 입력 심볼들이 그대로 출력되므로, 상기 HSR-STTC는 시스템적 부호화기임을 알 수 있다.
또한, 상기 <수학식 6>를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 상기 HSR-STTC 부호화기의 입출력 메트릭스는 하이브리드 형태를 가짐을 알 수 있다. 즉, 상 기 각 순환 길쌈 부호화기를 통해 출력되는 동일 위치의 심볼들이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되도록 구현된다.
이상 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예에서는 QPSK 및 8-PSK 변조 방식을 적용하는 본 발명의 실시예들에 따른 STTC 부호화기를 설명하였다. 한편, 상술한 실시예들은 본 발명의 다양한 형태로 변형된 실시예들을 나타내고 있으며, 본 발명에서 제안하는 STTC 부호화기를 시스템적 부호화기로 구성하거나, 하이브리드 형태의 부호화기로 구성하는 방법은 다른 형태로의 변형이 가능할 수 있음은 자명하다.
즉, 본 발명은 종래의 순환 길쌈 부호화기들을 사용하여 구성하는 STTC 부호화기의 출력 방법을 다르게 함으로써 성능을 개선시키며, 이에 대한 방법들로서 입력 비트들을 그대로 출력하는 시스템적 STTC 부호화기와 각 순환 길쌈 부호화기들로부터 출력되는 비트들을 다른 안테나로 전송되도록 매핑시키는 하이브리드 STTC 부호화기와 상기 두 방식을 조합한 하이브리드 시스템적 STTC 부호화기를 제안한다. 따라서, 상기 본 발명에 따른 STTC 부호화기를 구현함에 있어 상기 순환 길쌈 부호화기는 어떠한 형태로든 변환이 가능하며, 상술한 설명에서는 설명의 편이를 위하여 하나의 이진 가산기와 하나의 지연기를 사용한 형태를 예로 들어 설명하였다.
이하, 본 발명의 실시예들이 종래 기술에 비해 가지는 성능 향상을 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 종래 기술과 본 발명의 제3 실시예와의 트렐리스 구조 차이에 따른 성능 비교를 나타낸 도면이다.
상기 도 6의 (a)는 종래 기술에 따른 입출력 심볼의 상태 천이 관계를 나타낸 도면이며, 상기 도 6의 (b)는 본 발명의 제3 실시예, 즉 QPSK 방식의 HSR-SCCR 부호화기에서의 입출력 심볼의 상태 천이 관계를 나타낸 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, '00/00'과 같이 표시된 부분에서 앞의 두 숫자는 입력되는 두개의 신호 비트들을 의미하며, '0' 또는 '1'의 2진값을 가진다. 예컨대, 상기 도 4c에서 a1=0 및 a2=0을 의미한다. 또한, 뒤의 두 숫자는 각각 안테나로 출력되는 심볼들을 나타내며, 하나의 심볼은 상기 도 4c에서와 같이 QPSK 심볼의 형태를 가지게 된다. 한편, 상기 도 6에서는 표시의 편의를 의하여 '0'으로 표시된 값은 QPSK 심볼 상의 '1'값이 되며, '1'로 표시된 값은 QPSK 심볼 상의 'j'값이 되며, '2'로 표시된 값은 QPSK 심볼 상의 '-1'값이 되며, '3'으로 표시된 값은 QPSK 심볼 상의 '-j'값이 된다.
상기 도 6의 (a)에서 원으로 표시된 부분은 본 발명의 실시예와의 비교를 위해 선택한 데이터로서 소정의 t 시간에서 상기 두 개의 안테나들을 통해 동시에 출력되는 시퀀스들 중 가장 에러가 나기 쉬운 시퀀스들인 '01', '10', '01' 및 '30'을 출력 시퀀스로 가지는 입출력 매핑값을 나타낸 것이다. 즉, QPSK 성상도 상에서 상기 '01', '10', '01' 및 '30' 값을 가지는 시퀀스들은 가장 에러가 나기 쉬운 시퀀스들임을 알 수 있다. 이때, 종래 기술에 따른 STTC 부호화기에서는 상기 '01', '10', '01' 및 '30'을 출력 시퀀스로 가지게 되는 입력 시퀀스들로서, '01' 또는 '11'의 값이 존재할 수 있다.
마찬가지로, 상기 도 6의 (b)에서 원으로 표시된 부분은 상기 종래 기술과의 비교를 위하여 가장 오류가 나기 쉬운 출력 시퀀스들인 상기와 동일한 값, 즉 '01', '10', '01' 및 '30'을 출력 시퀀스들로 가지는 입출력 매핑값을 표시한 것이다. 한편, 상기 도 6의 (b)를 살펴보면 상기 본 발명의 실시예에 따른 STTC 부호화기의 구조가 다름으로 인해 종래 기술과의 동일한 출력 시퀀스들에 대해 다른 입력시퀀스들을 가지게 됨을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 STTC 부호화기에서는 상기 '01', '10', '01' 및 '30'을 출력 시퀀스들로 가지게 되는 입력 시퀀스들로서, '00', '01' 또는 '10'의 값이 존재하게 된다.
상기 도 6의 (a)와 (b)를 비교하면, 상기 가장 오류가 나기 쉬운 출력 시퀀스들인 '01', '10', '01' 및 '30'에 대해 본 발명의 실시예에 따른 부호화기의 입력 값에 상대적으로 0이 많음을 알 수 있다. 일반적으로 상기 STTC 부호화기로 입력되는 입력 신호들은 '0'이 적게 나오게 된다. 왜냐하면, 상기 STTC 부호화기로 입력되는 신호들은 상술한 바와 같이 이미 채널 부호화된 신호로서, 상기 채널 부호화 과정을 통해 부호화할 때 최소 거리(minimum distance)를 고려하여 부호화하게 되면 상대적으로 '1'이 나올 확률이 높기 때문이다.
따라서, 상기와 같은 사실을 고려해 볼 때, 본 발명의 실시예에 따른 오류가 날 확률이 높은 출력값들이 될 수 있는 입력 값의 확률이 적기 때문에 전체 신호 전송을 통해 오류가 날 확률은 종래 기술에 비해 낮아짐을 알 수 있다. 즉, 동일한 입력값이 입력되더라도 종래 기술에 비해 오류가 나기 쉬운 심볼들의 출력 개수가 적어지게 되므로 오류율이 낮아지게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따라 제안된 상기 SR-STTC, HR-STTC 및 HSR-STTC 부호화기가 종래의 R-STTC에 비해 어떠한 효과를 가지게 되는지를 비교하기 위하여 하기 <수학식 7>을 이용하여 외부 부호화기에서의 최소 다이버시티를 계산할 수 있다. 하기 <수학식 7>은 독립적인 페이딩 채널하에서의 오류 확률의 상위 경계값(upper bound)을 나타낸다.
Figure 112003046236367-pat00007
상기 <수학식 7>에서, C는 부호화되어 전송된 코드워드를 나타내는 행렬이며, E는 전송된 코드가 아닌 다른 코드워드를 나타내는 행렬이다. 코드워드의 길이가 l이고, 총 n개의 안테나에 의해 전송되는 코드워드 C는 하기 <수학식 8>과 같이 n×1 행렬로 표현될 수 있다.
Figure 112003046236367-pat00008
한편, 상기 <수학식 7>에서
Figure 112003046236367-pat00009
는 상기 C 행렬과 E행렬의 각 열들을 비교하였을 때, 서로 다른 열들이 생기는 열들의 집합을 의미한다. 또한, 상기
Figure 112003046236367-pat00010
는 상기 집합의 각 원소들의 개수이다.
상기 <수학식 7>에서
Figure 112003046236367-pat00011
은 하기 <수학식 9>과 같이 계산된다.
Figure 112003046236367-pat00012
이때, 상기 <수학식 9>에서 상기 n 값은 부호화기로 입력되는 입력 신호의 수를 의미하며, 상술한 제1 실시예 내지 제3 실시예에서(즉, QPSK에서)는 n=2이며, 상술한 제4 실시예에서(즉, 8-PSK에서)는 n=3이 된다. 한편, 상기 <수학식 7>에서 m은 수신 안테나의 개수를 의미한다.
상기 <수학식 7>에 따르면, SC-STC 부호화기의 성능 향상을 위해서는 상기
Figure 112003046236367-pat00013
및
Figure 112003046236367-pat00014
의 크기가 최대화되어야 함을 알 수 있다.
상기 <수학식 7>을 이용하여 SC-STC의 외부 부호화기에 사용되는 부호들의 최소 해밍 거리를 다르게 하여 최소 다이버시티(diversity)를 계산하였으며, 상기 계산 결과는 하기 <표 1>과 같다.
Figure 112003046236367-pat00015
상기 <표 1>에서도 알 수 있듯이 상기 SC-STC가 얻을 수 있는 최소 다이버시티는 외부 부호화기 코드의 최소 해밍 거리와 관계가 있을 뿐 내부 부호화기에 대해서는 차이가 없었다. 그러나, 하기 <표 2>에서는 SC-STC의 최소 유클리디안 거리(즉, 최소 유클리디안 거리 제곱값들의 곱)는 본 발명의 실시예들에서 제안된 STTC를 사용하였을 때가 기존의 R-STTC를 사용했을 때보다 더 크게 됨을 알 수 있다. 외부 부호화기에 사용되는 부호들의 최소 해밍 거리에 따른 최소 유클리디안 거리 제곱값들의 곱의 계산 결과는 하기 <표 2>와 같다.
Figure 112003046236367-pat00016
즉, 상기 <표 2>를 참조하면, 내부 부호화기 코드로서 본 발명의 실시예에 따른 HSR-STTC를 사용한 SC-STC의 최소 거리는 QPSK 및 8-PSK 모두에 대해서 현격하게 크게 됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서 제안된 STTC들, 특히 HSR-STTC는 외부 부호화기와 직렬 연쇄되어 구성되었을 때 기존의 R-STTC 부호화기에 비해 큰 최소 거리를 갖도록 하며 그 결과 성능 향상도 가져오게 되는 효과를 가지게 된다.
<시뮬레이션 결과>
이하, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 본 발명에 따른 실시예들(즉, SR-STTC, HR-STTC 및 HSR-STTC)와 종래 기술(즉, R-STTC)의 성능을 비교한 그래프들을 설명한다.
도 7a는 종래 기술과 본 발명의 실시예들에 대해 독립 페이딩 채널(independent fading channel) 모델에서의 프레임 오류율(Frame Error Probability) 성능을 비교한 그래프이고, 도 7b는 종래 기술과 본 발명의 실시예들에 대해 의사 안정 페이딩 채널(quais-static fading channel) 모델에서의 프레임 오류율 성능을 비교한 그래프이며, 도 7c는 종래 기술과 본 발명의 실시예들에 대해 독립 페이딩 및 의사 안정 페이딩 채널 모델에서의 프레임 오류율 성능을 비교한 그래프이다.
상기 시뮬레이션을 위한 측정 조건은 하기와 같다.
- 내부 부호화기 코드 : R-STTC, SR-STTC, HR-STTC, HSR-STTC
- 외부 부호화기 코드 : (1008, 3, 6) 균일 LDPC(코드율 : 0.5)
- 채널 모델 : 독립 페이딩 채널, 의사-안정 페이딩 채널
- 안테나의 수 : 송신 안테나 2개, 수신 안테나 2개
- 복호 : 10-반복 LDPC 복호 및 10-반복 LDPC-STTC 복호
상기 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 전체적으로 본 발명의 실시예에 따른 SR-STTC, HR-STTC 및 HSR-STTC 부호화기의 성능이 R-STTC 부호화기의 성능보다 우수함을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 HSR-STTC 부호화기의 성능이 가장 우수함을 알 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 각 실시예들은 상술한 바와 같이 상기 STTC 부호화기를 구성하는 각 순환 길쌈 부호화기들의 출력 심볼들을 서로 다른 위치에서 출력하고, 전송 안테나의 위치를 변환시킴으로써 보다 성능이 우수한 STTC 부호화기를 구현하였다.
또한, 상기 실시예들에서는 QPSK 및 8-PSK 변조 방식을 적용하는 STTC 부호화기를 제안하였으나, 상기 STTC 부호화기를 구성하는 순환 길쌈 부호화기의 개수를 변형시킴으로써 다른 변조 방식을 적용하는 STTC 부호화기들의 구현도 가능함은 자명하다. 예컨대, 상기 순환 길쌈 부호화기 4개를 병렬 연결함으로써 16QAM 변조 방식의 STTC 부호화기의 구현이 가능하며, 본 발명의 실시예들에서 설명한 바와 같이 시스템적 부호화기 또는 하이브리드 부호화기 또는 하이브리드 시스템적 부호화기의 구현이 가능하다.
따라서, 본 발명은 상술한 실시예들에 국한되어서는 안되며, 상술한 바와 같이 시스템적 길쌈 부호화기를 구성하거나, 출력 심볼을 하이브리드 형태로 구현함 으로써 본 발명에 따른 실시예들의 다양한 변형이 가능하다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, SC-STC의 내부 부호화기로 사용되는 순환 STTC를 시스템적 부호화기 또는 하이브리드 부호화기로 구성함으로써 상기 SC-STC의 최소 거리를 크게 하며, 이에 따라 프레임 오류 확률을 낮추게 되는 성능 향상을 가져오는 효과가 있다.

Claims (36)

  1. 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 있어서,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를, 제1순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제1 이진 가산기와,
    상기 제1 이진 가산기로부터 출력된 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제1 심볼을 출력하는 제1 지연기를 포함하는 상기 제1 순환 길쌈 부호화기와,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를, 제2 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제2 이진 가산기와,
    상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제2 심볼을 출력하는 제2 지연기를 포함하는 상기 제2 순환 길쌈 부호화기를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 심볼은 제1 송신 안테나를 통해 전송되며, 상기 제1 및 제2 입력 신호는 제2 송신 안테나를 통해 전송됨을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치는,
    출력 신호에 입력 신호와 동일한 신호가 포함되어 전송되는 시스템적 부호화 장치인 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 대한 입출력 함수는 하기 메트릭스 G(D)로 표현되며,
    Figure 112010078908344-pat00017
    상기 G1은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제1 및 제2 행에 관련되고, 상기 G2는 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제3 및 제4 행에 관련되고, 상기 D는 상기 제1 및 제2 지연기에 대한 지연값을 나타내며, 상기 G(D)의 상기 제1행은 상기 제1 이진 가산기 및 상기 제1 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제2행은 상기 제2 이진 가산기 및 상기 제2 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제1 및 제2 행은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들을 나타내며, 상기 제3 및 제4 행은 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들인 것을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  6. 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 있어서,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를, 제1 순환 길쌈 부호기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하고, 상기 가산 연산에 의해 생성된 제1 심볼을 출력하는 제1 이진 가산기와,
    상기 제1 이진 가산기로부터 출력된 상기 제1 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제2 심볼을 출력하는 제1 지연기를 포함하는 상기 제1 순환 길쌈 부호화기와,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를, 제2순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하고, 상기 가산 연산에 의해 생성된 제3 심볼을 출력하는 제2 이진 가산기와,
    상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 상기 제3 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제4 심볼을 출력하는 제2 지연기를 포함하는 상기 제2 순환 길쌈 부호화기를 포함하며,
    상기 제2 및 제3 심볼은 제1 송신 안테나로 출력되고, 상기 제1 및 제4 심볼은 제2 송신 안테나로 출력됨을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치는,
    상기 제1 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼과 상기 제2 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되는 하이브리드 부호화 장치인 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 대한 입출력 함수는 하기 메트릭스 G(D)로 표현되며,
    Figure 112010078908344-pat00018
    상기 G1은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제1 및 제2 행에 관련되고, 상기 G2는 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제3 및 제4 행에 관련되고, 상기 D는 상기 제1 및 제2 지연기에 대한 지연값을 나타내며, 상기 G(D)의 상기 제1행은 상기 제1 이진 가산기 및 상기 제1 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제2행은 상기 제2 이진 가산기 및 상기 제2 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제1 및 제2 행은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들을 나타내며, 상기 제3 및 제4 행은 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들인 것을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  11. 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 있어서,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를, 제1 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제1 이진 가산기와,
    상기 제1 이진 가산기로부터 출력된 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제1 심볼을 출력하는 제1 지연기와를 포함하는 상기 제1 순환 길쌈 부호화기와,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를, 제2 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제2 이진 가산기와,
    상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제2 심볼을 출력하는 제2 지연기를 포함하는 상기 제2 순환 길쌈 부호화기를 포함하며,
    상기 제2 입력 신호와 상기 제1 심볼은 제1 송신 안테나로 출력되고, 상기 제1 입력 신호와 상기 제2 심볼은 제2 송신 안테나로 출력됨을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치는,
    출력 신호에 입력 신호와 동일한 신호가 포함되어 전송되는 시스템적 부호화 장치인 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치는,
    상기 제1 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼과 상기 제2 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되는 하이브리드 부호화 장치인 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 대한 입출력 함수는 하기 메트릭스 G(D)로 표현되며,
    Figure 112010078908344-pat00019
    상기 G1은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제1 및 제2 행에 관련되고, 상기 G2는 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제3 및 제4 행에 관련되고, 상기 D는 상기 제1 및 제2 지연기에 대한 지연값을 나타내며, 상기 G(D)의 상기 제1행은 상기 제1 이진 가산기 및 상기 제1 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제2행은 상기 제2 이진 가산기 및 상기 제2 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제1 및 제2 행은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들을 나타내며, 상기 제3 및 제4 행은 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들인 것을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  17. 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치에 있어서,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제1 이진 가산기와,
    상기 제1 이진 가산기로부터 출력된 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제1 심볼을 출력하는 제1 지연기를 포함하는 상기 제1 순환 길쌈 부호화기와,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를, 제2 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제2 이진 가산기와,
    상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제2 심볼을 출력하는 제2 지연기를 포함하는 상기 제2 순환 길쌈 부호화기와,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제3 입력 신호를, 제3 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 가산 연산하는 제3 이진 가산기와,
    상기 제2 이진 가산기로부터 출력된 심볼을 시간 지연하고, 상기 시간 지연에 의해 생성된 제3 심볼을 출력하는 제3 지연기를 포함하는 상기 제3 순환 길쌈 부호화기를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 심볼과 상기 제3입력 신호는 제1 송신 안테나로 출력되고, 상기 제3 심볼과 상기 제1 및 제2 입력 신호는 제2 송신 안테나로 출력됨을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제17항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치는,
    출력 신호에 입력 신호와 동일한 신호가 포함되어 전송되는 시스템적 부호화 장치인 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치는,
    상기 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼과 상기 제3 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되는 하이브리드 부호화 장치인 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 장치에 대한 입출력 함수는 하기 메트릭스 G(D)로 표현되며
    Figure 112010078908344-pat00020
    상기 G1은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제1, 제2, 및 제3행에 관련되고, 상기 G2는 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제4, 제5 및 제6 행에 관련되고, 상기 D는 상기 제1, 제2 및 제3 지연기에 대한 지연값을 나타내며, 상기 G(D)의 상기 제1행은 상기 제1 이진 가산기 및 상기 제1 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제2행은 상기 제2 이진 가산기 및 상기 제2 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제1, 제2 및 제3 행은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들을 나타내며, 상기 제4, 제5 및 제6 행은 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들인 것을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 장치.
  23. 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 제1 가산 연산하는 과정과,
    상기 제1 가산 연산에 의해 생성된 심볼을 시간 지연함으로써 제1 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제2 순환 길쌈 부호화기로부터 츨력된 심볼과 제2 가산 연산하는 과정과,
    상기 제2 가산 연산에 의해 생성된 심볼을 시간 지연함으로써 제2 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 제1 및 제2 심볼을 제1 송신 안테나를 통해 전송하고, 상기 제1 및 제2 입력 신호를 제2 송신 안테나를 통해 전송하는 과정을 포함하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법은,
    출력 신호에 입력 신호와 동일한 신호가 포함되어 전송되는 시스템적 부호화 방법인 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 대한 입출력 함수는 하기 메트릭스 G(D)로 표현되며,
    Figure 112010078908344-pat00021
    상기 G1은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제1 및 제2 행에 관련되고, 상기 G2는 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제3 및 제4 행에 관련되고, 상기 D는 상기 제1 및 제2 지연기에 대한 지연값을 나타내며, 상기 G(D)의 상기 제1행은 상기 제1 이진 가산기 및 상기 제1 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제2행은 상기 제2 이진 가산기 및 상기 제2 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제1 및 제2 행은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들을 나타내며, 상기 제3 및 제4 행은 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들인 것을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  26. 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 제1 가산 연산함으로써, 제1 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 제1 심볼을 시간 지연함으로써, 제2 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제2 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 제2가산 연산함으로써, 제3 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 제3 심볼을 시간 지연함으로써, 제4 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 제2 및 제3 심볼을 제1 송신 안테나를 통해 전송하고, 상기 제1 및 제4 심볼을 제2 송신 안테나를 통해 전송하는 과정을 포함하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법은
    상기 제1 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼과 상기 제2 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되는 하이브리드 부호화 방법인 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 대한 입출력 함수는 하기 메트릭스 G(D)로 표현되며,
    Figure 112010078908344-pat00022
    상기 G1은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제1 및 제2 행에 관련되고, 상기 G2는 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제3 및 제4 행에 관련되고, 상기 D는 상기 제1 및 제2 지연기에 대한 지연값을 나타내며, 상기 G(D)의 상기 제1행은 상기 제1 이진 가산기 및 상기 제1 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제2행은 상기 제2 이진 가산기 및 상기 제2 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제1 및 제2 행은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들을 나타내며, 상기 제3 및 제4 행은 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들인 것을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  29. 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 제1 가산 연산하는 과정과,
    상기 제1 가산 연산에 의해 생성된 심볼을 시간 지연함으로써, 제1 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제2 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 제2 가산 연산하는 과정과,
    상기 제2 가산 연산에 의해 생성된 심볼을 시간 지연함으로써, 제2 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 제2 입력 신호와 상기 제1 심볼을 제1 송신 안테나를 통해 전송하고, 상기 제1 입력 신호와 상기 제2 심볼을 제2 송신 안테나를 통해 전송하는 과정을 포함하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법은,
    출력 신호에 입력 신호와 동일한 신호가 포함되어 전송되는 시스템적 부호화 방법인 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법은,
    상기 제1 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼과 상기 제2 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되는 하이브리드 부호화 방법인 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 대한 입출력 함수는 하기 메트릭스 G(D)로 표현되며,
    Figure 112010078908344-pat00023
    상기 G1은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 제1 및 제2 행에 관련되고, 상기 G2는 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 제3 및 제4 행에 관련되고, 상기 D는 지연을 나타냄. 상기 G(D)의 제1행은 제1 이진 가산기 및 제1 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 제2행은 제2 이진 가산기 및 제2 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제1 및 제2 행은 상기 제1 안테나를 통해 전송된 부호화기의 출력 심볼들을 나타내며, 상기 제3 및 제4 행은 상기 제2 안테나를 통해 전송된 상기 부호화기의 출력 심볼들인 것을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  33. 다수의 송신 안테나를 구비하는 이동통신 시스템에서, 채널 부호화를 수행하는 외부 부호화기와 시공간 부호화를 수행하는 내부 부호화기로 구성되는 직렬 연쇄 시공간 부호화기의 상기 시공간 부호화를 수행하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 있어서,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제1 입력 신호를 제1 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 제1 가산 연산하는 과정과,
    상기 제1 가산 연산에 의해 생성된 심볼을 시간 지연함으로써, 제1 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제2 입력 신호를 제2 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼과 제2 가산 연산하는 과정과,
    상기 제2 가산 연산에 의해 생성된 심볼을 시간 지연함으로써, 제2 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 외부 부호화기로부터 출력된 제3 입력 신호를 제3 순환 길쌈 부호화기로부터 출력된 심볼을 제3 가산 연산하는 과정과,
    상기 제3가산 연산에 의해 생성된 심볼을 시간 지연함으로써, 제3 심볼을 생성하는 과정과,
    상기 제1 및 제2 심볼과 상기 제3 입력 신호를 제1 송신 안테나를 통해 전송하고, 상기 제3 심볼과 상기 제1 및 제2 입력 신호를 제2 송신 안테나를 통해 전송하는 과정을 포함하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법은,
    출력 신호에 입력 신호와 동일한 신호가 포함되어 전송되는 시스템적 부호화 방법인 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법은,
    상기 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼과 상기 제3 입력 신호에 대한 부호화된 출력 심볼이 서로 다른 송신 안테나를 통해 전송되는 하이브리드 부호화 방법인 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
  36. 제33항에 있어서,
    상기 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법에 대한 입출력 함수는 하기 메트릭스 G(D)로 표현되며,
    Figure 112010078908344-pat00024
    상기 G1은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제1, 제2, 및 제3행에 관련되고, 상기 G2는 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송되는 심볼이며 상기 매트릭스의 제4, 제5 및 제6 행에 관련되고, 상기 D는 상기 제1, 제2 및 제3 지연기에 대한 지연값을 나타내며, 상기 G(D)의 상기 제1행은 상기 제1 이진 가산기 및 상기 제1 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제2행은 상기 제2 이진 가산기 및 상기 제2 지연기를 통해 출력되는 심볼이며, 상기 제1, 제2 및 제3 행은 상기 제1 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들을 나타내며, 상기 제4, 제5 및 제6 행은 상기 제2 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들인 것을 특징으로 하는 시공간 트렐리스 코드 부호화 방법.
KR1020030087277A 2003-12-03 2003-12-03 시공간 트렐리스 코드를 사용하는 이동 통신 시스템에서 성능 개선을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법 KR101050570B1 (ko)

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