KR101073918B1 - method of performing TxAA in multicarrier system having plural antennas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 송신 다이버시티(diversity) 기법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 송신 안테나를 사용하는 OFDM / OFDMA 시스템에서의 TxAA(Transmit Antenna Array)의 적용 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용하는 방법은, 수신 측으로부터 상기 송신 안테나 각각에 대하여, 그룹화된 반송파에 따른 가중치를 수신하는 단계; 상기 각 송신 안테나에 할당되는 데이터 스트림(data stream)에 대응하는 가중치를 곱하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Figure R1020050065820

OFDM, OFDMA, TxAA, 가중치, 다이버시티

The present invention relates to a transmission diversity scheme, and more particularly, to a method of applying a transmit antenna array (TxAA) in an OFDM / OFDMA system using a plurality of transmission antennas. A method of applying TxAA in a multi-carrier system using a plurality of transmit / receive antennas according to the present invention includes: receiving weights according to grouped carriers for each of the transmit antennas from a receiver; And multiplying a weight corresponding to a data stream allocated to each of the transmit antennas.

Figure R1020050065820

OFDM, OFDMA, TxAA, Weighted, Diversity

Description

다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용하는 방법{method of performing TxAA in multicarrier system having plural antennas}Method of performing TxAA in multicarrier system having plural antennas

도 1은 종래 기술에 따른 STTD의 개념을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the concept of the STTD according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 TxAA의 개념을 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating the concept of TxAA according to the prior art.

도 3은 본 발명에 따라 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용하는 방법을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a method of applying TxAA in a multi-carrier system using a plurality of transmit and receive antennas according to the present invention.

도 4는 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용하는 또 다른 방법을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating another method of applying TxAA in a multi-carrier system using multiple transmit / receive antennas.

본 발명은 송신 다이버시티(diversity) 기법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 송신 안테나를 사용하는 OFDM / OFDMA 시스템에서의 TxAA(Transmit Antenna Array)의 적용 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a transmission diversity scheme, and more particularly, to a method of applying a transmit antenna array (TxAA) in an OFDM / OFDMA system using a plurality of transmission antennas.

이하 종래 기술에 따른 송신 다이버시티 기법을 살펴본다. 현재 3 세대 이동통신 시스템에서 송신 다이버시티 기법으로 STTD(Space Time Transmit Diversity) 와 TxAA mode 1, 2 가 사용된다.Hereinafter, a transmission diversity scheme according to the prior art will be described. Currently, 3D mobile communication systems use STTD (Space Time Transmit Diversity) and TxAA modes 1 and 2 as transmission diversity schemes.

종래 기술에 따른 STTD는 개 루프(open loop) 기술로, 두 개의 안테나를 사용하고 두 개의 안테나에서 전송되는 심볼들 간의 시공간 상의 간단한 코딩을 통해 시간적인 다이버시티(diversity) 뿐 아니라 공간적인 다이버시티 이득도 얻으려는 데 목적이 있다. 종래 기술의 구성은 두 개의 안테나를 요구하며 아울러 두개의 안테나로 전송되는 심볼 간의 코딩을 위해 시공간코딩 블록을 필요로 한다.The STTD according to the prior art is an open loop technique, which uses two antennas and provides spatial diversity gain as well as temporal diversity through time and space simple coding between symbols transmitted from the two antennas. There is also a purpose to get. The prior art configuration requires two antennas and a space time coding block for coding between symbols transmitted by the two antennas.

종래 기술에 따른 TxAA mode 1, 2는 폐 루프(closed loop) 기술로, 두 개의 송신 안테나를 사용하고, 수신 단에서 송신 단으로 전송되는 가중치(weight) 값을 곱해서 전송함으로써 성능 향상을 이루려는 데 목적이 있다. TxAA mode 1 and 2 according to the prior art is a closed loop technology, which uses two transmitting antennas and multiplies the weight value transmitted from the receiving end to the transmitting end to transmit the performance. There is a purpose.

이하 종래 기술에 따른 STTD(Space Time Transmit Diversity)의 동작을 설명한다. 상기 STTD는 개루프 송신 다이버시티 방법으로는 시간축 상에서 주로 적용되었던 채널 부호화(channel coding)기법을 공간 상으로 확장시킨 시공간 부호화(Space-Time coding)를 통해 다이버시티 효과를 얻는 기법이다. 이 방식은 WCDMA의 SCH를 제외한 모든 하향 물리적 채널에 적용이 가능하다. 상기 STTD 방식은 개 루프 기술로서, 귀환 신호가 필요 없으므로 속도에 따른 귀환신호 지연에 의한 성능 저하가 없는 장점이 있다. STTD의 동작원리는 하기 표 1과 같이 나타낼 수 있다. 하기 표1은 2개 안테나의 STTD 인코딩과 전송순서를 나타내면, T는 심볼주기를 나타낸다.Hereinafter, the operation of the Space Time Transmit Diversity (STTD) according to the prior art will be described. The STTD is a technique for obtaining a diversity effect through space-time coding in which a channel coding technique, which is mainly applied on a time axis, is extended in space. This scheme is applicable to all downlink physical channels except SCH of WCDMA. The STTD scheme is an open loop technology, and since a feedback signal is not required, there is no performance degradation due to a feedback signal delay depending on a speed. The operation principle of the STTD may be represented as shown in Table 1 below. Table 1 below shows the STTD encoding and transmission order of two antennas, and T represents a symbol period.

Time

Figure 112005039349029-pat00001
Time
Figure 112005039349029-pat00001
Time
Figure 112005039349029-pat00002
Time
Figure 112005039349029-pat00002
Antenna 1Antenna 1
Figure 112005039349029-pat00003
Figure 112005039349029-pat00003
Figure 112005039349029-pat00004
Figure 112005039349029-pat00004
Antenna 2Antenna 2
Figure 112005039349029-pat00005
Figure 112005039349029-pat00005
Figure 112005039349029-pat00006
Figure 112005039349029-pat00006

표 1과 같이 송신될 심볼은 STTD 인코딩되고 시간 순서에 따라 송신 안테나 1, 2로 각각 송신된다. 각각의 안테나로 송신된 신호는 서로 다른 독립적인 채널을 거치게 되고, 시간

Figure 112005039349029-pat00007
에서의 채널과
Figure 112005039349029-pat00008
에서의 채널이 같다고 가정할 경우 수신 안테나 단에서는 다음과 같이 수신된다.As shown in Table 1, the symbol to be transmitted is STTD-encoded and transmitted to transmit antennas 1 and 2 in chronological order, respectively. The signal transmitted to each antenna goes through different independent channels and time
Figure 112005039349029-pat00007
Channel in
Figure 112005039349029-pat00008
Assuming that the channels at are the same, the receiving antenna stage is received as follows.

Figure 112005039349029-pat00009
Figure 112005039349029-pat00009

Figure 112005039349029-pat00010
Figure 112005039349029-pat00010

상기

Figure 112005039349029-pat00011
은 t 시간에 수신 단에서의 수신 신호이고, 상기
Figure 112005039349029-pat00012
는 t+T 시간에 수신 단에서 수신 신호를 의미한다. 또한,
Figure 112005039349029-pat00013
는 각각 송신 안테나 1, 2와 수신 안테나 간의 채널을 의미하며,
Figure 112005039349029-pat00014
은 수신 단에서의 복소 잡음을 의미한다. 각각의 채널은 파일럿 신호로 추정(channel estimation)이 가능하며, 수신신호를 하기 수학식 2와 같이 결합을 하게 되면 수신 다이버시티의 MRC(Maximum Ratio Combining)방식과 같은 값을 얻을 수 있고 이를 바탕으로 송신된 심볼을 추정할 수 있게 된다. remind
Figure 112005039349029-pat00011
Is the received signal at the receiving end at time t, and
Figure 112005039349029-pat00012
Denotes a received signal at the receiver at t + T time. Also,
Figure 112005039349029-pat00013
Denote channels between transmit antennas 1 and 2 and receive antennas, respectively.
Figure 112005039349029-pat00014
Denotes complex noise at the receiving end. Each channel can be estimated as a pilot signal, and when the received signals are combined as shown in Equation 2 below, values such as MRC (Maximum Ratio Combining) method of reception diversity can be obtained. It is possible to estimate the transmitted symbol.

Figure 112005039349029-pat00015
Figure 112005039349029-pat00015

도 1은 개루프 D-STTD(Double Space Time Transmit Diversity)의 송신 단과 수신 단을 나타내는 도면이다. 상기 개루프 D-STTD는 시공간 채널을 이용하는, 다수의 송수신 안테나를 사용하는 시스템에서 2개의 독립된 데이터 스트림을 각각 STTD 인코더를 통해서 시공간 코딩을 하여 다이버시티로 전송하는 방식이다. 송신하는 각 스트림은 수신 단에서 보내지는 채널 정보를 통해 그 상태에 따라서 독립적으로 데이터 전송율을 변경하여 전송이 가능하다.1 is a diagram illustrating a transmitting end and a receiving end of an open loop D-STTD (Double Space Time Transmit Diversity). The open-loop D-STTD is a system for transmitting two diversity data streams through a STTD encoder and performing diversity by using space-time channels. Each stream to be transmitted can be transmitted by changing the data rate independently according to its state through channel information sent from the receiving end.

이하 폐루프 TxAA mode 1, 2을 설명한다. TxAA mode 1, 2는 수신 단으로부터 피드백(feedback)되는 가중치(weight)를 송신하는 데이터에 곱하여 전송하는 다이버시티 시스템이다. 도 2는 종래 기술에 따른 TxAA의 구조를 나타내는 도면이다. TxAA mode 1, 2는 수신 단에서, 수신 신호의 전력이 최대가 되도록 가중치(weight)를 구하여, 상기 가중치를 송신 단으로 전송한다. 상기 도 2에서는 상기 수신 단에 포함된 가중치 생성부에서 가중치를 구한다. 송신 단은 상기 가중치(weight)를 수신하여 수신 단으로 전송하는 전송 신호에 곱하여 전송한다. 2개의 수신 안테나를 가정할 때, 수신 단의 각 안테나에서 수신 신호는 다음과 같이 표현할 수 있다.Hereinafter, the closed loop TxAA modes 1 and 2 will be described. TxAA modes 1 and 2 are diversity systems for multiplying and transmitting data to be transmitted with weights fed back from the receiving end. 2 is a view showing the structure of the TxAA according to the prior art. In the TxAA modes 1 and 2, the receiver obtains a weight to maximize the power of the received signal and transmits the weight to the transmitter. In FIG. 2, a weight generator obtains a weight from the weight generator included in the receiver. The transmitting end receives the weight and multiplies the transmission signal transmitted to the receiving end. Assuming two receive antennas, the received signal in each antenna of the receive end can be expressed as follows.

Figure 112005039349029-pat00016
Figure 112005039349029-pat00016

상기 r1은 도2의 수신 안테나 1에서 수신하는 수신 신호이고, 상기 r2는 수신 안테나 2에서 수신하는 신호이며,

Figure 112005039349029-pat00017
,
Figure 112005039349029-pat00018
,
Figure 112005039349029-pat00019
,
Figure 112005039349029-pat00020
는 송신 안테나 1, 2와 수신 안테나 1, 2 간의 채널을 나타내는 값이다. 또한, 상기 s 는 데이터 심볼이고, n 1, n 2 는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)이다. The r 1 is a reception signal received by the reception antenna 1 of FIG. 2, the r2 is a signal received by the reception antenna 2,
Figure 112005039349029-pat00017
,
Figure 112005039349029-pat00018
,
Figure 112005039349029-pat00019
,
Figure 112005039349029-pat00020
Is a value representing a channel between transmit antennas 1 and 2 and receive antennas 1 and 2. In addition, s is a data symbol, n 1 , n 2 is AWGN (Additive White Gaussian Noise).

TxAA mode 1, 2의 데이터 심볼의 복구는 다음 식에 의해서 이루어진다.Recovery of data symbols of TxAA mode 1 and 2 is performed by the following equation.

Figure 112005039349029-pat00021
Figure 112005039349029-pat00021

상기 가중치는 수신 단에서의 수신 신호의 전력을 최대가 되도록 하는 것으로, 상기 가중치(weight)를 구하는 한 가지 방법은, 채널의 covariance matrix의 최대 eigenvalue에 대한 eigenvector로 정할 수 있다. 이는 다음의 수식에 의해 구할 수 있다.The weight is to maximize the power of the received signal at the receiving end. One method of obtaining the weight may be defined as an eigenvector for the maximum eigenvalue of the covariance matrix of the channel. This can be obtained by the following equation.

Figure 112005039349029-pat00022
Figure 112005039349029-pat00022

상기 R은, 각각의 송/수신 안테나 간의 채널을 나타내는 행렬 H와 상기 행렬 H에 대하여 허미션 연산을 수행한 H'행렬과의 곱으로 표현되는 채널의 covariance matrix이다. 또한, 상기 w는 가중치 벡터(weight vector)이며,

Figure 112005039349029-pat00023
는 eigenvalue를 의미한다. R is a covariance matrix of channels represented by a product of a matrix H representing a channel between each transmitting / receiving antenna and an H 'matrix that performs a hermit operation on the matrix H. Also, w is a weight vector,
Figure 112005039349029-pat00023
Means eigenvalue.

상기 TxAA의 Mode 1과 mode 2의 차이점은 가중치 벡터(weight vector)를 실 제로 구현하는 방식의 차이에 따라서 구별된다. 즉, mode 1은 상기 가중치 벡터(weight vector)를 1 비트로 표현하여 피드백(feedback)하는 반면, 상기 mode 2는 위상(phase)에 관한 정보가 포함된 3 bit 정보와 크기(amplitude)에 관한 정보가 포함된 1 bit 정보를 피드백(feedback) 하게 된다. Differences between Mode 1 and Mode 2 of the TxAA are distinguished according to differences in a method of actually implementing a weight vector. That is, in mode 1, the weight vector is represented by 1 bit to feed back, whereas in mode 2, 3 bit information including information about phase and information about amplitude are provided. It feeds back the included 1 bit information.

이하 종래 기술에 따른 OFDM / OFDMA를 설명한다. 다중 반송파 전송 방식인OFDM 또는 OFDMA 방식은 유무선 채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식으로, 최근 활발히 연구되고 통신 기술이다. OFDM 방식에서는 상호 직교성을 갖는 다수의 부 반송파(subcarrier)를 사용하므로 주파수 이용 효율이 높아지고, 송수신 단에서 이러한 다수의 반송파를 변복조하는 과정은 각각 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)와 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 것과 동등한 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)와 FFT(Fast Fourier Transform)를 사용하여 고속으로 구현할 수 있다.Hereinafter, OFDM / OFDMA according to the prior art will be described. OFDM or OFDMA, which is a multi-carrier transmission method, is a method suitable for high-speed data transmission in a wired / wireless channel and is recently actively researched and communication technology. In the OFDM scheme, since a plurality of subcarriers having mutual orthogonality are used, frequency utilization efficiency is increased, and a process of modulating and demodulating the plurality of carriers at a transmitting and receiving end is performed by an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) and a Discrete Fourier Transform (DFT), respectively. Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) and Fast Fourier Transform (FFT) can be implemented at high speed.

OFDM의 원리는 고속의 데이터 스트림을 다수의 저속 데이터 스트림으로 분할하여 다수의 부반송파(subcarrier)를 사용하여 동시에 전송함으로써 심벌 구간(symbol duration)을 증가시켜 다중 경로 지연 확산(multi-path delay spread)에 의한 시간 영역에서 상대적인 분산(dispersion)을 감소시키는 것이다. OFDM 방식에 의한 데이터의 전송은 전송 심벌을 단위로 한다.The principle of OFDM divides a high speed data stream into a plurality of low speed data streams and transmits them simultaneously using a plurality of subcarriers, thereby increasing symbol duration to multi-path delay spread. It is to reduce relative dispersion in the time domain. Transmission of data by the OFDM scheme is based on transmission symbols.

OFDMA 물리계층에서는 활성 반송파를 그룹으로 분리해서, 그룹별로 각기 다른 수신 단으로 송신한다. 이렇게 한 수신 단에 전송되는 반송파의 그룹을 부채널(sub-channel)이라고 부른다. 각 부채널을 구성하는 반송파는 서로 인접하거나 또 는 등간격으로 떨어져 있을 수도 있다. 이와 같이 부채널 단위로 다중 접속이 가능하도록 함으로써 구현상의 복잡도가 증가하나 주파수 다이버시티 이득, 전력의 집중에 따른 이득, 그리고 순방향 전력 제어를 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.In the OFDMA physical layer, active carriers are divided into groups and transmitted to different receivers for each group. The group of carriers transmitted to the receiver is called a sub-channel. Carriers constituting each subchannel may be adjacent to each other or spaced at equal intervals. In this way, by allowing multiple access in subchannel units, implementation complexity increases, but there is an advantage in that frequency diversity gain, power concentration gain, and forward power control can be efficiently performed.

상술한 종래 기술에 따른 다중반송파 시스템에 TxAA를 적용하기 위해서는, 수신 단에서 가중치(weight)를 구하여 송신 단으로 전송하는바, 시간 영역에서 가중치를 구하여 적용하기가 어려워지는 문제가 있다. 따라서, 다중 반송파 시스템에서 다중 안테나를 사용하기 위해서는 새로운 시스템 설계가 필요하다는 문제가 있다.In order to apply TxAA to the multicarrier system according to the related art described above, the receiver obtains a weight and transmits the weight to the transmitter, which makes it difficult to obtain a weight in the time domain. Therefore, there is a problem that a new system design is required to use multiple antennas in a multi-carrier system.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 송수신 안테나를 사용하는 OFDM/OFDMA 시스템에서 TxAA를 적용하는 방법을 제한하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to limit a method of applying TxAA in an OFDM / OFDMA system using a plurality of transmit / receive antennas.

본 발명의 다른 목적은 각각의 부 반송파에 따라 독립된 가중치(weight)를 제공하는 TxAA를 적용하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of applying TxAA providing independent weights according to respective subcarriers.

본 발명의 다른 목적은 특정한 부 반송파에 따라 독립된 가중치를 제공하면서도 피드백(feedback)에 따른 성능 저하를 막을 수 있는 TxAA를 적용하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of applying TxAA that can provide a weight independent of a specific subcarrier and prevent performance degradation due to feedback.

본 발명은 다수의 송수신 안테나를 사용하는 OFDM/OFDMA 시스템에서 TxAA를 적용하는 방법을 제안한다. 상기 안테나의 수에는 제한이 없으며, 다만 이하 설명되는 본 발명의 실시예에서는 4개의 송신 안테나와 2개의 수신 안테나에 대한 TxAA 동작을 설명한다. 이하 설명되는 실시예에 의하여 다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나에 대한 TxAA 동작이 설명되는바, 본 발명은 4개 이상의 수신 안테나 등에 대해서도 확장될 수 있다.The present invention proposes a method of applying TxAA in an OFDM / OFDMA system using a plurality of transmit and receive antennas. There is no limit to the number of antennas, but the embodiment of the present invention described below describes the TxAA operation for four transmit antennas and two receive antennas. As described below, TxAA operation for a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas is described. The present invention can be extended to four or more receive antennas.

본 발명에 따른 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용하는 방법은, 수신 측으로부터 상기 송신 안테나 각각에 대하여, 그룹화된 반송파에 따른 가중치를 수신하는 단계; 상기 각 송신 안테나에 할당되는 데이터 스트림(data stream)에 대응하는 가중치를 곱하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. A method of applying TxAA in a multi-carrier system using a plurality of transmit / receive antennas according to the present invention includes: receiving weights according to grouped carriers for each of the transmit antennas from a receiver; And multiplying a weight corresponding to a data stream allocated to each of the transmit antennas.

또한, 본 발명에 따른 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용하는 방법은, 상기 수신 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 전력을 최대로 하기 위해 송신 측의 송신 안테나 각각에 대하여, 그룹화된 반송파에 따른 가중치를 산출하는 단계; 상기 산출된 가중치를 송신 측으로 전송하는 단계; 및 상기 송신 측으로부터 상기 가중치가 반영된 신호를 수신하는 단계를 포함하여 이루어지는 특징을 갖는다. In addition, the method of applying TxAA in a multi-carrier system using a plurality of transmit and receive antennas according to the present invention includes grouping each transmit antenna on a transmitting side in order to maximize power of a received signal received through the receive antenna. Calculating a weight according to the carrier; Transmitting the calculated weight to a transmitting side; And receiving the signal in which the weight is reflected from the transmitting side.

또한, 본 발명에 따른 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용한 송수신 장치는 수신 측으로부터 송신 안테나 각각에 대하여, 그룹화된 반송파에 따른 가중치를 수신하는 가중치 수신부; 상기 각 송신 안테나에 할당되는 데이터 스트림에 상기 가중치를 곱하는 가중치 곱셈부; 및 상기 가중치 곱셈부로부터 입력되는 데이터 스트림을 다중 반송파와 상기 송신 안테나를 이용하여 전송하는 무선 전송부를 포함하는 특징을 갖는다. In addition, in a multi-carrier system using a plurality of transmit and receive antennas according to the present invention, a transmission and reception apparatus using TxAA includes: a weight receiver configured to receive weights according to grouped carriers for each transmit antenna from a receiver; A weight multiplier that multiplies the data streams allocated to the respective transmit antennas by the weights; And a wireless transmitter for transmitting a data stream input from the weight multiplier using a multicarrier and the transmit antenna.

또한, 본 발명에 따른 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용한 송수신 장치는 다수의 수신 안테나를 구비하는 다중입출력 다중 반송파 시스템에 있어서, 상기 수신 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 전력을 최대로 하기 위해 수신 측의 송신 안테나 각각에 대하여, 그룹화된 반송파에 따른 가중치를 산출하는 가중치 산출부; 및 상기 송신 측으로부터 상기 가중치가 반영된 신호를 수신하는 다수의 수신 안테나를 포함하는 특징을 갖는다.In addition, in a multi-carrier system using a plurality of transmission and reception antennas according to the present invention, a transmission and reception apparatus using TxAA is a multi-input and output multi-carrier system having a plurality of reception antennas, the power of the received signal received through the reception antenna A weight calculator configured to calculate weights according to the grouped carriers for each of the transmitting antennas on the receiving side for maximization; And a plurality of receiving antennas for receiving the signal reflecting the weight from the transmitting side.

또한, 본 발명은 다수의 송수신 안테나로 전송되는 데이터 스트림이 서로 독립적인 특징을 갖는다. 상기 데이터 스트림은, 그룹화된 다수의 송신 안테나 중에서 특정한 그룹에 속한 다수의 송신 안테나에 동시에 입력되는 특징을 갖는다. 상기 수신부에 의해서 산출되는 가중치(weight)는, 상기 송신 안테나를 통해 전송되는 데이터 스트림에 곱해지는 특징이 있다. In addition, the present invention has a feature that data streams transmitted to a plurality of transmit and receive antennas are independent of each other. The data stream may be simultaneously input to a plurality of transmit antennas belonging to a specific group among a plurality of grouped transmit antennas. The weight calculated by the receiver has a characteristic of being multiplied by a data stream transmitted through the transmission antenna.

또한, 본 발명에서 상기 가중치는 상시 수신 측의 수신 신호의 전력을 최대로 하는 특징이 있다. 또한, 본 발명의 수신측에서는 수신 신호의 상태에 따라 CQI(Channel Quality Indicator) 정보를 생성하여 송신 측으로 하여금 MCS 제어를 하게 할 수 있다. Further, in the present invention, the weight is characterized by maximizing the power of the received signal on the receiving side at all times. In addition, the receiving side of the present invention can generate the channel quality indicator (CQI) information according to the state of the received signal to enable the transmitting side MCS control.

또한, 상기 다수의 송신 안테나는 가변적으로 그룹화되는 특징이 있으며, 상기 수신 측에서는 변화하는 채널 상태에 따라 상기 안테나 그룹을 변화시킬 수 있다. In addition, the plurality of transmitting antennas may be variably grouped, and the receiving side may change the antenna group according to a changing channel state.

상기 가중치는 각각의 부 반송파마다 별개로 정해질 수 있으며, 특정한 그룹으로 그룹화되어 각각의 그룹 내에서는 동일하게 정해질 수 있다. The weight may be determined separately for each subcarrier, grouped into a specific group, and may be determined identically within each group.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 송신 안테나 4개, 수신 안테나 2개를 이용하여 OFDM/OFDMA 시스템의 송수신 단을 나타내는 도면이다. 송신 데이터는 인코딩(encoding)되고 인터리버에서 인터리빙(interleaving) 된 후, 직/병렬 변환(serial-to-parallel)기의 동작에 의해 각각의 두 개의 독립적인 데이터 스트림(data stream)이 된다. 상기 각각의 데이터 스트림은 서로 별개의 데이터로서, 각각의 독립적인 데이터 스트림(data stream)에 주파수 영역에서 구해진 가중치(weight)를 곱한 후 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행한다. 그리고, 상기 가중치가 곱해져 IFFT가 수행된 신호는 다수 개의 송신 안테나로 전송이 된다. 본 실시예에서 2 개의 수신 안테나를 구비하는 수신 단에서는 직병렬 (Serial to Parallel)변환과 FFT(Fast Fourier Transform) 및 검출(detection)을 통해서 전송된 데이터가 복구되며, 직/병렬 변환(parallel-to-serial) 동작으로 디코더(decoder)에 입력되어 원래 데이터가 복원된다. 각각의 송신 안테나에 전송되는 독립적인 데이터 스트림(data stream)은 채널 상태에 따라서 데이터 전송률(data rate)이 조정된다. 이를 위해서 수신 단에서는 채널 상태에 대한 정보, channel quality indicator (CQI)를 전송한다. 3 is a diagram illustrating a transmitting and receiving end of an OFDM / OFDMA system using four transmitting antennas and two receiving antennas according to an embodiment of the present invention. The transmission data is encoded and interleaved in the interleaver, and then each of the two independent data streams is operated by a serial-to-parallel operation. Each of the data streams is separate data and multiplies each independent data stream by a weight obtained in the frequency domain, and then performs an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT). Then, the weight is multiplied and the IFFT signal is transmitted to a plurality of transmit antennas. In the present embodiment, the receiving end having two receiving antennas recovers data transmitted through a serial to parallel (Ferial to Parallel) transform, a Fast Fourier Transform (FFT) and a detection, and performs a parallel / parallel conversion. The original data is restored by being input to a decoder by a to-serial operation. Independent data streams transmitted to each transmit antenna have a data rate adjusted according to channel conditions. To this end, the receiving end transmits channel state information and channel quality indicator (CQI).

이하 본 발명에 따른 송/수신 부의 동작을 자세하게 살펴본다.Hereinafter, the operation of the transmitter / receiver according to the present invention will be described in detail.

이하 설명되는 본 발명의 제1 실시예는 각각의 부 반송파마다 독립적으로 가중치가 결정되는 방법을 설명한다. The first embodiment of the present invention described below describes a method in which weights are independently determined for each subcarrier.

송신 안테나는 그룹화(grouping)되어 동작을 하며, 이하 송신 안테나가 두 개씩 그룹을 이루어 동작하는 것을 설명한다. 송신안테나는 두 개씩 조합을 이루어 TxAA 동작을 할 수 있다. 상기 도 3의 직병렬 변환부(S/P 변환부)에 의해 구분되는 데이터 스트림 1과 데이터 스트림 2는 각각 송신 안테나 1, 2와 송신 안테나 3, 4를 통해 전송되므로, 송신 안테나는 두 개씩 조합(즉, 송신 안테나 1, 2가 하나의 그룹을 이루고, 송신 안테나 3, 4가 또 다른 그룹을 이룬다)을 이루어 TxAA를 수행한다. 각각의 안테나 조합에 사용되는 가중치(weight)는 다음과 같은 방법으로 결정된다.The transmit antennas are grouped and operate. Hereinafter, the transmit antennas are operated in groups of two. Two transmit antennas can be combined to perform TxAA operation. Since the data stream 1 and the data stream 2 classified by the S / P converter of FIG. 3 are transmitted through the transmit antennas 1 and 2 and the transmit antennas 3 and 4, respectively, two transmit antennas are combined. (I.e., transmit antennas 1 and 2 form one group and transmit antennas 3 and 4 form another group) to perform TxAA. The weight used for each antenna combination is determined in the following way.

A(n), B(n)을 n번째 부 반송파(subcarrier)에 전송되는 데이터 스트림이고, 상기 A(n)은 첫 번째 안테나 조합, 즉 송신 안테나 1, 2를 통해 전송되고, 상기 B(n)은 두 번째 안테나 조합, 즉 송신 안테나 3, 4를 통해 전송된다.

Figure 112005039349029-pat00024
,
Figure 112005039349029-pat00025
는 주파수 영역에서 A(n), B(n)에 대한 가중치 벡터이다. 시간 영역에서 채널은 주파수 선택적 페이딩 채널(frequency selective fading channel)로 가정한다. 상기 직병렬 변환부(S/P)에 의해 구분되어 두 개씩 조합된 송신 안테나로 전송되는 A(n), B(n)은, 수신 단으로부터 수신된 가중치 벡터에 곱해져서 IFFT 단으로 전송된다. 상기 가중치 벡터에 곱해지는 A(n), B(n) 데이터 스트림은 다음과 같이 표시된다. A (n) and B (n) are data streams transmitted to an nth subcarrier, and A (n) is transmitted through a first antenna combination, that is, transmit antennas 1 and 2, and B (n) Is transmitted through the second antenna combination, i.e., transmit antennas 3 and 4.
Figure 112005039349029-pat00024
,
Figure 112005039349029-pat00025
Is a weight vector for A (n) and B (n) in the frequency domain. In the time domain, the channel is assumed to be a frequency selective fading channel. A (n) and B (n), which are divided by the serial-to-parallel converter S / P and transmitted to the combined antennas, are multiplied by the weight vector received from the receiver to be transmitted to the IFFT stage. The A (n) and B (n) data streams multiplied by the weight vector are represented as follows.

Figure 112005039349029-pat00026
Figure 112005039349029-pat00026

Figure 112005039349029-pat00027
Figure 112005039349029-pat00027

상기 C(n), D(n), E(n), F(n)가 IFFT단 이후의 출력 데이터를 c(n), d(n), e(n), f(n)라 정의한다. 각 송신 안테나에서 주파수 선택적 페이딩 채널(frequency selective fading channel)을 통과한 데이터는 다음과 같이 표현할 수 있다. C (n), D (n), E (n), and F (n) define output data after the IFFT stage as c (n), d (n), e (n), and f (n). . Data passing through a frequency selective fading channel in each transmit antenna may be expressed as follows.

Figure 112005039349029-pat00028
Figure 112005039349029-pat00028

상기 r1(n)은 수신 안테나 1에서 수신한 신호를 나타내는 것이고, 상기 r2(n)은 수신 안테나 2에서 수신한 신호를 나타내는 것이다. 상기 k는 채널의 다중 경로(multipath)의 개수를 나타낸다The r 1 (n) represents a signal received by the receiving antenna 1, the r 2 (n) represents a signal received by the receiving antenna 2. K denotes the number of multipaths of a channel.

수신 신호에 대해서 FFT를 수행한 후 데이터는 다음과 같이 표현할 수 있다.After performing the FFT on the received signal, data can be expressed as follows.

Figure 112005039349029-pat00029
Figure 112005039349029-pat00029

위의 수신 신호는 데이터 스트림에 가중치(weight)와 채널 값이 포함된 상태이므로, 상기 수신 신호에 대해서 상기 가중치를 곱하면 채널 값이 포함된 데이터 성분만이 남게 되고, 상기 채널은 훈련 심볼 또는 파일럿 신호에 의해 추정(channel estimation)되므로, 결국 본 발명의 제1 실시예에 의해 수신 단에서 전송 데이터 스트림 A(n), B(n)을 구할 수 있게 된다.Since the received signal has a weight and a channel value in the data stream, multiplying the weighted signal with respect to the received signal leaves only the data component including the channel value, and the channel is a training symbol or pilot. Since the channel estimation is performed by the signal, the transmission data streams A (n) and B (n) can be obtained at the receiving end according to the first embodiment of the present invention.

상기 수신 단의 가중치 산출부에서 생성되어 송신 단으로 전달되는 가중치 벡터(weight vector)는 다음 수식에 의해서 구한다. A weight vector generated by the weight calculator of the receiver and transmitted to the transmitter is obtained by the following equation.

Figure 112005039349029-pat00030
Figure 112005039349029-pat00030

상기 수식에서

Figure 112005039349029-pat00031
이고,
Figure 112005039349029-pat00032
이며,
Figure 112005039349029-pat00033
이다. 또한, 상기 H 연산자는 허미션 연산자이다. 상기 수식에 따라
Figure 112005039349029-pat00034
을 최대화하는 가중치 벡터를 구하여 채널의 covariance matrix의 최대 eigenvalue에 대한 eigenvector를 구하여 수신 단의 수신전력을 최대화할 수 있다.In the above formula
Figure 112005039349029-pat00031
ego,
Figure 112005039349029-pat00032
,
Figure 112005039349029-pat00033
to be. Also, the H operator is a hermition operator. According to the above formula
Figure 112005039349029-pat00034
By obtaining the weight vector maximizing the eigenvector for the maximum eigenvalue of the covariance matrix of the channel can be maximized the receiving power of the receiver.

수신 단에서는 송신 단과 수신 단의 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Qualification Indicator)를 송신 단으로 전송할 수 있고, 상기 송신 단은 상기 CQI를 이용하여 MCS(Modulation and Coding Set) 제어를 할 수 있다. 상기 수신단 은 CQI를 통해 채널의 SINR를 전송하거나 상기 SINR 정보에 기초하여 수신 단에서 요구하는 FER(Frame Error Rate) 값 등을 전송할 수 있으며, 상기 CQI를 수신한 송신 단은 상기 CQI에 기초하여 송신 측의 변조 방법 또는 채널 코딩 방법 등을 제어할 수 있다. 상기 제어는 MCS 제어부에서 이루어지며, 상기 MCS 제어부는 채널의 품질에 따라 송신측의 변조 방법과 코딩 방법을 제어한다.상기 채널 상태에 따라 데이터 전송률(data rate) 조정을 위한 CQI는 하기 수식에 의한 SINR에 의해 구할 수 있다. 상기 SINR 값은 수신 단의 수신기의 종류에 따라 산출방법이 변화하며, 만약, 수신 단의 수신기가 MMSE(minimum mean squared error) 수신기인 경우, 수신 신호의 SINR은 다음 수식으로 산출된다. The receiving end may transmit a Channel Qualification Indicator (CQI) indicating a channel state of the transmitting end and the receiving end to the transmitting end, and the transmitting end may perform MCS (Modulation and Coding Set) control using the CQI. The receiver may transmit the SINR of the channel through the CQI or transmit a frame error rate (FER) value required by the receiver based on the SINR information, and the transmitter receives the CQI based on the CQI. The side modulation method or the channel coding method can be controlled. The control is performed by an MCS controller, and the MCS controller controls a modulation method and a coding method of a transmitter according to channel quality. The CQI for data rate adjustment according to the channel state is represented by the following equation. Can be obtained by SINR. The SINR value is calculated according to the type of receiver of the receiver. If the receiver of the receiver is a minimum mean squared error (MMSE) receiver, the SINR of the received signal is calculated by the following equation.

Figure 112005039349029-pat00035
Figure 112005039349029-pat00035

상기 수식에서 g1(n), g2(n)은 상기 수학식 8에 정의되며, MMSE 수신기에서 채널의 deep fading에 의해 잡음이 증폭되는 것을 막기 위한

Figure 112005039349029-pat00036
는, 상기 수식과 같다. 상기
Figure 112005039349029-pat00037
은 기지국에서 전송되는 전체 전력을 의미하고, 상기
Figure 112005039349029-pat00038
는 특정 수신 단을 위한 신호의 전력이며,
Figure 112005039349029-pat00039
은 서빙 셀에서의 간섭(interference)이며,
Figure 112005039349029-pat00040
는 다른 셀로부터의 간섭(interference)이다. 상기 수식에 의해
Figure 112005039349029-pat00041
가 결정되고, 상기
Figure 112005039349029-pat00042
와 g1(n), g2(n)에 의해 SINR이 산출되고, 이러한 SINR에 의해 CQI가 생성된다. In the above equation, g 1 (n) and g 2 (n) are defined in Equation 8, and are used to prevent noise from being amplified by deep fading of a channel in the MMSE receiver.
Figure 112005039349029-pat00036
Is the same as the above formula. remind
Figure 112005039349029-pat00037
Means total power transmitted from the base station, and
Figure 112005039349029-pat00038
Is the power of the signal for a particular receive end,
Figure 112005039349029-pat00039
Is the interference in the serving cell,
Figure 112005039349029-pat00040
Is interference from another cell. By the above formula
Figure 112005039349029-pat00041
Is determined and said
Figure 112005039349029-pat00042
And SI1 are calculated by g1 (n) and g2 (n), and CQI is generated by such SINR.

이하 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 상기 제1 실시예의 경우, 각각의 부 반송파(subcarrier)마다 독립적으로 가중치(weight)가 정해진다. 이는 부 반송파마다 채널이 독립적인 것으로 가정하였기 때문에, 각각의 부 반송파마다 가중치(weight)가 개별적으로 정해진 것이다. 그러나, 이하에서 설명되는 제2 실시예에서는, 모든 부 반송파마다 독립된 가중치(weight)가 결정되는 것이 아니라, 다수의 부 반송파가 속한 특정한 부 반송파 그룹(subcarrier group)마다 독립된 가중치가 결정된다. 따라서 동일한 부 반송파 그룹에 속하는 부 반송파에 대하여는 동일한 가중치(weight)가 적용된다. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In the case of the first embodiment, a weight is determined independently for each subcarrier. Since it is assumed that channels are independent for each subcarrier, weights are individually determined for each subcarrier. However, in the second embodiment described below, independent weights are not determined for every subcarrier, but independent weights are determined for a specific subcarrier group to which a plurality of subcarriers belong. Therefore, the same weight is applied to subcarriers belonging to the same subcarrier group.

모든 부 반송파에 대하여 독립된 가중치가 결정되는 경우, 상기 수신 단에서 송신 단으로 피드백(feedback) 되는 가중치에 관한 정보의 양이 커지므로 귀환신호 지연에 따른 성능 저하의 문제가 발생할 수 있다. 또한 각각의 부 반송파에 대한 채널에 있어서, 채널간의 상관도가 큰 채널들에 대하여 서로 별개의 가중치 값을 결정하는 것은 성능 향상에 큰 도움이 되지 못하는바, 특정한 부 반송파 그룹에 속하는 부 반송파에 대하여는 동일한 가중치가 적용되는 것이 바람직하다. When independent weights are determined for all subcarriers, the amount of information on weights fed back from the receiving end to the transmitting end is increased, which may cause a performance degradation due to a feedback signal delay. In addition, in a channel for each subcarrier, determining weight values that are different from each other for channels having a high correlation between channels does not significantly improve performance. For subcarriers belonging to a particular subcarrier group, It is preferable that the same weight is applied.

상기 부 반송파 그룹은 상기 수신 단의 디텍터(detector) 내부 또는 외부에 위치하는 부 반송파 그룹 결정부에서 정해진다. 또한, 상기 부 반송파 그룹은, 상 기 수신 부에 의해 산출된 각 부 반송파간의 채널 상관도에 의하여 적응적(adaptive)으로 결정되거나, 기 설정된 기준(예를 들어, 기 설정된 간격의 부 반송파를 동일한 부 반송파 그룹에 속하게 함)에 의하여 결정되는 것이 바람직하다. The subcarrier group is determined by a subcarrier group determiner located inside or outside the detector of the receiver. In addition, the subcarrier group may be adaptively determined based on the channel correlation between the subcarriers calculated by the receiver, or may be the same as a preset criterion (for example, a subcarrier having a predetermined interval). Belonging to a subcarrier group).

A(n), B(n)은 n번째 부 반송파(subcarrier)에 전송되는 데이터 스트림이고, 상기 A(n)은 첫 번째 안테나 그룹, 즉 송신 안테나 1, 2를 통해 전송되고, 상기 B(n)은 두 번째 안테나 그룹, 즉 송신 안테나 3, 4를 통해 전송된다. W 1 = [W11 W12]T , W 2 = [W21 W22]T는 주파수 영역에서 A(n), B(n)에 대한 가중치 벡터이다. 본 실시예서는 특정한 부 반송파 그룹에 속하는 n 번째 반송파(

Figure 112005039349029-pat00043
)는 동일한 가중치를 갖는다. 본 실시예에 따라 그룹화된 가중치가 곱해진 송신 신호는 다음과 같이 정의된다A (n) and B (n) are data streams transmitted to an nth subcarrier, and A (n) is transmitted through a first antenna group, that is, transmit antennas 1 and 2, and B (n) Is transmitted through the second antenna group, i.e., transmit antennas 3 and 4. W 1 = [W 11 W 12 ] T , W 2 = [W 21 W 22 ] T is a weight vector for A (n) and B (n) in the frequency domain. In this embodiment, the n th carrier belonging to a specific subcarrier group (
Figure 112005039349029-pat00043
) Have the same weight. According to the present embodiment, a transmission signal multiplied by a grouped weight is defined as follows.

Figure 112005039349029-pat00044
Figure 112005039349029-pat00044

Figure 112005039349029-pat00045
Figure 112005039349029-pat00045

또한, 상기 수학식 7 내지 수학식 8에 의해 상기 C(n), D(n), E(n), F(n)이 주파수 선택적 페이딩 채널을 통과한 수신 신호를 FFT한 결과는 다음과 같다. In addition, the results of FFT of the received signal through the frequency selective fading channel of C (n), D (n), E (n), and F (n) according to Equations 7 to 8 are as follows. .

Figure 112005039349029-pat00046
Figure 112005039349029-pat00046

위의 식에서 수신 신호는 데이터 스트림에 채널 값과 가중치(weight)가 곱해진 것이므로 상기 수신 신호에 대해서 상기 가중치를 곱하면 채널 값이 포함된 데이터 스트림 성분만이 남게 되고, 상기 채널은 훈련 심볼 또는 파일럿 신호에 의해 추정(channel estimation)되므로, 본 발명의 제2 실시예에 따라 결국 수신 단에서 전송 데이터 A(n), B(n)을 구할 수 있게 된다.In the above equation, since the received signal is multiplied by the channel value and the weight of the data stream, multiplying the weighted value for the received signal leaves only the data stream component containing the channel value, and the channel is a training symbol or pilot. Since the channel estimation is performed by the signal, transmission data A (n) and B (n) can be obtained at the receiving end according to the second embodiment of the present invention.

상기 그룹화된 부 반송파에 대한 가중치는 다음과 같이 구할 수 있다.Weights for the grouped subcarriers can be obtained as follows.

Figure 112005039349029-pat00047
Figure 112005039349029-pat00047

상기 수식에서

Figure 112005039349029-pat00048
이고,
Figure 112005039349029-pat00049
이며,
Figure 112005039349029-pat00050
이다. 또한, 상기 H 연산자는 허미션 연산자이다. 상기 수식에 따라
Figure 112005039349029-pat00051
을 최대화하는 가중치 벡터 를 구하여 채널의 covariance matrix의 최대 eigenvalue에 대한 eigenvector를 구하여 수신 단의 수신전력을 최대화할 수 있다. 상기 수식에서의 covariance matrix는, 특정한 부 반송파 n(
Figure 112005039349029-pat00052
, 즉 동일한 부 반송파 그룹에 속하는 부 반송파 n)에 대한 채널(channel)의 covariance matrix의 합이므로, 특정 그룹에 속하는 부 반송파들에 대한 채널의 covariance matrix 합에 대한 최대 eigenvalue에 대한 eigenvector를 구하여 수신 단의 수신전력을 최대화할 수 있다. In the above formula
Figure 112005039349029-pat00048
ego,
Figure 112005039349029-pat00049
,
Figure 112005039349029-pat00050
to be. Also, the H operator is a hermition operator. According to the above formula
Figure 112005039349029-pat00051
By obtaining the weight vector maximizing the eigenvector for the maximum eigenvalue of the covariance matrix of the channel can be maximized the receiving power of the receiver. The covariance matrix in the above formula is a specific subcarrier n (
Figure 112005039349029-pat00052
That is, since the sum of the covariance matrix of channels for subcarriers n) belonging to the same subcarrier group, the eigenvector for the maximum eigenvalue for the sum of the covariance matrix of channels for subcarriers belonging to a specific group is obtained. It is possible to maximize the reception power of.

상기 수식에 의해 정해지는 W1과 W2는 특정한 부 반송파 그룹에 속하는 부 반송파들에 대해서는 동일하다. 따라서 특정한 부 반송파 그룹을 나타내는 정보와 상기 부 반송파 그룹에 대한 가중치 W1과 W2를 송신 단으로 피드백(feedback)하며 상기 송신단으로 하여금 각각의 부 반송파에 대한 가중치를 얻게 할 수 있다. 본 실시예에 의하면 모든 부 반송파에 대한 가중치 정보를 전송할 필요가 없으며, 다만 특정한 부 반송파 그룹을 나타내는 정보와 각 그룹에 대한 가중치 정보를 전송하면 송신 단에서 가중치를 얻을 수 있으므로 피드백(feedback)에 따른 성능 저하를 막을 수 있다.W 1 and W 2 determined by the above equation are the same for subcarriers belonging to a specific subcarrier group. Accordingly, information indicating a specific subcarrier group and weights W 1 and W 2 for the subcarrier group are fed back to the transmitting end, and the transmitting end can obtain the weight for each subcarrier. According to this embodiment, it is not necessary to transmit weight information about all subcarriers. However, if information indicating a specific subcarrier group and weight information for each group are transmitted, a weight can be obtained from a transmitting end. It can prevent performance degradation.

본 실시예에 의하는 경우에도 수신 단에서는 송신 단과 수신 단의 채널 상태을 나타내는 CQI(Channel Qualification indicator)를 송신 단으로 전송할 수 있고, 상기 송신 단은 상기 CQI를 이용하여 MCS(Modulation and coding set) 제어를 할 수 있다. 상기 수신 단은 CQI를 통해 채널의 SINR를 전송하거나 상기 SINR 정보에 기초하여 수신 단에서 요구하는 FER 값 등을 전송할 수 있으며, 상기 CQI를 수 신한 송신 단은 상기 CQI에 기초하여 데이트 스트림에 대한 변조 방법 또는 채널 코딩 방법 등을 제어할 수 있다. 상기 제어는 MCS 제어부에서 이루어지며, 상기 MCS 제어부는 채널의 품질에 따라 송신 단의 변조 방법과 코딩 방법을 제어한다. 상기 채널 상태에 따라 데이터 전송률(data rate) 조정을 위한 CQI는 하기 수식에 의한 SINR에 의해 구할 수 있다. 상기 SINR 값은 수신 단의 수신기의 종류에 따라 변화하며, 만약, 수신 단의 수신기가 MMSE 수신기인 경우, 각 data stream의 SINR은 다음 수식과 같다. Even in the present embodiment, the receiving end may transmit a channel qualification indicator (CQI) indicating the channel status of the transmitting end and the receiving end to the transmitting end, and the transmitting end controls the modulation and coding set (MCS) using the CQI. You can do The receiving end may transmit the SINR of the channel through the CQI or transmit the FER value required by the receiving end based on the SINR information, and the receiving end may modulate the data stream based on the CQI. The method or the channel coding method can be controlled. The control is performed by the MCS control unit, and the MCS control unit controls the modulation method and the coding method of the transmitter according to the quality of the channel. According to the channel state, the CQI for data rate adjustment can be obtained by SINR according to the following equation. The SINR value changes according to the type of receiver of the receiver. If the receiver of the receiver is an MMSE receiver, the SINR of each data stream is expressed by the following equation.

Figure 112005039349029-pat00053
Figure 112005039349029-pat00053

도 4는 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA를 적용하는 또 다른 방법을 나타내는 도면이다. 이하 도4를 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에서는 도3의 송신 안테나 1과 송신 안테나 2에 데이터 스트림 1이 제공되었고, 송신 안테나 3과 송신 안테나 4에 데이터 스트림 2가 제공되었다. 따라서, 상기 4개의 송신 안테나는 2 개의 그룹으로 그룹화되었다고 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 동일한 데이터 스트림을 전송하는 안테나들은 동일한 안테나 그룹에 속한다고 할 수 있으며, 상기와 같은 안테나 그룹에 대한 정보를 안테나 그룹화 정보라 할 수 있다. 상기 송신 안테나 1과 송신 안테나 2는 특정한 안테나 그룹에 속하여 조합을 이루고 있으며, 상기 송신 안테나 3과 송신 안테나 4는 다른 안테나 그룹에 속하여 조합을 이루고 있다고 할 수 있다. 즉 두 개의 송신 안테나는 하나의 안테나 그룹에 속하여 TxAA 동작을 하고 있다. 4 is a diagram illustrating another method of applying TxAA in a multi-carrier system using multiple transmit / receive antennas. Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first and second embodiments, data stream 1 is provided to transmit antenna 1 and transmit antenna 2 of FIG. 3, and data stream 2 is provided to transmit antenna 3 and transmit antenna 4. Therefore, it can be said that the four transmit antennas are grouped into two groups. As described above, antennas transmitting the same data stream may belong to the same antenna group, and the information about the antenna group may be referred to as antenna grouping information. The transmitting antenna 1 and the transmitting antenna 2 belong to a specific antenna group, and the transmission antenna 3 and the transmitting antenna 4 belong to a different antenna group. That is, two transmit antennas belong to one antenna group and operate TxAA.

상기 안테나 조합을 바꾸는 경우, 각각의 안테나 특성의 차이에 의해 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 즉, 데이터 스트림 1을 상기 송신 안테나 1과 송신 안테나 3으로 전송하고, 데이터 스트림 1을 상기 송신 안테나 2와 송신 안테나 4로 전송할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 4개의 송신 안테나를 이용하는 경우 각각의 안테나 조합은 3개이다. 수신 단의 디텍터(detector) 내부 또는 외부에 위치하는 안테나 그룹화 결정부에서는 각각의 안테나 그룹에 따른 안테나 조합에 따라 달라지는 채널 상황을 판단하여, 최적의 안테나 조합을 결정할 수 있다. 예를 들어, 각각의 안테나 조합에 따라 달라지는 수신 신호의 SNR 수치를 산출, 비교하여 최적의 안테나 조합을 결정할 수 있다. 이러한 안테나 조합을 나타내는 안테나 그룹화 정보는, 상술한 바와 같이 송신 안테나가 4개인 경우 각각의 안테나 조합은 3개이므로, 2비트의 정보이면 충분하다. 따라서 수신단의 상기 안테나 그룹화 결정부에서 결정된 안테나 그룹화 정보를 상기 송신단으로 피드백(feedback)하여 상기 송신 단으로 하여금 안테나 조합을 변화하게 하는 것이 바람직하다. 상기 안테나 그룹화 정보를 수신한 상기 송신 단은, 데이터 스트림 입력 제어부를 이용하여 각각의 데이터 스트림을 특정한 안테나 그룹에 속한 송신 안테나로 전송한다. 예를 들어, 송신 안테나 1과 3을 하나의 그룹으로 하고, 송신 안테나 2와 4를 또 하나의 그룹으로 하는 경우, 상기와 같은 안테나 그룹화 정보에 따라 상기 데이터 스트림 입력 제어부를 제어하여 데이터 스트림 1을 송신 안테나 1과 3에 입력시키고, 데이터 스트림 2를 송신 안테나 2와 4에 입력시킬 수 있다. In the case of changing the antenna combination, a diversity effect can be obtained by the difference of each antenna characteristic. That is, the data stream 1 may be transmitted to the transmit antenna 1 and the transmit antenna 3, and the data stream 1 may be transmitted to the transmit antenna 2 and the transmit antenna 4. As shown in FIG. 3, when using four transmit antennas, each antenna combination is three. The antenna grouping determination unit located inside or outside the detector of the receiving end may determine an optimal antenna combination by determining a channel condition that varies depending on the antenna combination of each antenna group. For example, the optimal antenna combination may be determined by calculating and comparing the SNR values of the received signals that vary with each antenna combination. As described above, the antenna grouping information indicating the antenna combination is three antenna combinations in the case of four transmitting antennas, so two bits of information are sufficient. Therefore, it is preferable to feed back the antenna grouping information determined by the antenna grouping determining unit of the receiving end to the transmitting end so that the transmitting end changes the antenna combination. The transmitting end receiving the antenna grouping information transmits each data stream to a transmitting antenna belonging to a specific antenna group by using a data stream input control unit. For example, when transmitting antennas 1 and 3 are in one group and transmitting antennas 2 and 4 are in another group, data stream 1 is controlled by controlling the data stream input control unit according to the antenna grouping information as described above. Input to transmit antennas 1 and 3 and data stream 2 to transmit antennas 2 and 4.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위의 기재에 의하여야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the protection scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be based on the description of the claims.

본 발명에 따른 통신 시스템의 수신 단에서는 주파수 영역에서 weight를 계산하여 OFDM/OFDMA 시스템에 DTxAA(Dobule TxAA) 동작을 구현할 수 있다. 채널이 천천히 변하게 되는 경우 상대적으로 높은 throughput을 갖게 동작할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하여, 각 부 반송파(subcarrier) 및 특정한 부 반송파 그룹(subcarrier group)마다 가중치(weight) 및 CQI가 정의되어, 동작의 flexibility를 높일 수 있다. 그리고, 다이버시티(diversity) 효과 및 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing)을 적절히 조합시켜, 최적의 throughput을 갖도록 할 수 있는 효과가 있다.The receiving end of the communication system according to the present invention may calculate the weight in the frequency domain and implement DTxAA (Dobule TxAA) operation in the OFDM / OFDMA system. If the channel changes slowly, it can operate with a relatively high throughput. In addition, according to the present invention, a weight and a CQI are defined for each subcarrier and a specific subcarrier group, thereby increasing the flexibility of the operation. In addition, the diversity effect and the spatial multiplexing may be appropriately combined to have an optimum throughput.

Claims (35)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 다수의 송신 안테나를 구비하는 다중입출력 다중 반송파 시스템에 있어서,In a multiple input and output multi-carrier system having a plurality of transmit antennas, 수신 측으로부터 상기 송신 안테나 각각에 대하여, 그룹화된 반송파에 따른 가중치를 수신하는 단계;Receiving weights according to grouped carriers for each of the transmitting antennas from a receiving side; 상기 각 송신 안테나에 할당되는 데이터 스트림(data stream)에 대응하는 가중치를 곱하는 단계를 포함하며,Multiplying a weight corresponding to a data stream assigned to each of the transmit antennas, 상기 그룹화된 반송파에 따른 가중치는 각각의 반송파에 대하여 개별적으로 정해지거나 또는 특정 그룹에 속한 반송파들에 대하여 동일하게 정해지고,Weights according to the grouped carriers are determined individually for each carrier or the same for carriers belonging to a specific group, 상기 데이터 스트림은 가변적으로 그룹화되는 상기 다수의 송신 안테나 중 특정 그룹에 속하는 다수의 송신 안테나를 통하여 동시에 전송되는, 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA(Transmit Antenna Array)를 적용하는 방법.The data stream is a method of applying a transmit antenna array (TxAA) in a multi-carrier system using a plurality of transmit and receive antennas are transmitted simultaneously through a plurality of transmit antennas belonging to a specific group of the plurality of transmit antennas that are variably grouped. 제 31항에 있어서,32. The method of claim 31, 상기 그룹화된 반송파에 따른 가중치가 각각의 반송파에 대하여 개별적으로 정해지는 경우,When weights according to the grouped carriers are individually determined for each carrier, 상기 데이터 스트림에 포함된 제1 데이터 스트림 및 제2 데이터 스트림을 전송하는 상기 송신 안테나 각각에 그룹화된 반송파에 따른 가중치 W1(n), W2(n)는,The weights W1 (n) and W2 (n) according to a carrier grouped to each of the transmission antennas transmitting the first data stream and the second data stream included in the data stream,
Figure 112010032148014-pat00076
이고,
Figure 112010032148014-pat00076
ego,
여기서,
Figure 112010032148014-pat00077
는 상기 제1 데이터 스트림에 대한 채널,
Figure 112010032148014-pat00078
는 상기 제2 데이터 스트림에 대한 채널, n은 각 반송파를 나타내는, 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA(Transmit Antenna Array)를 적용하는 방법.
here,
Figure 112010032148014-pat00077
Is a channel for the first data stream,
Figure 112010032148014-pat00078
Is a channel for the second data stream, n denotes each carrier, and a TxAA (Transmit Antenna Array) in a multi-carrier system using a plurality of transmit and receive antennas.
제 31항에 있어서,32. The method of claim 31, 상기 그룹화된 반송파에 따른 가중치가 특정 그룹에 속한 반송파들에 대하여 동일하게 정해지는 경우,When weights according to the grouped carriers are equally determined for carriers belonging to a specific group, 상기 데이터 스트림에 포함된 제1 데이터 스트림 및 제2 데이터 스트림을 전송하는 상기 송신 안테나 각각에 그룹화된 반송파에 따른 가중치 W1(n), W2(n)는,The weights W1 (n) and W2 (n) according to a carrier grouped to each of the transmission antennas transmitting the first data stream and the second data stream included in the data stream,
Figure 112010032148014-pat00079
이고,
Figure 112010032148014-pat00079
ego,
여기서,
Figure 112010032148014-pat00080
는 상기 제1 데이터 스트림에 대한 채널,
Figure 112010032148014-pat00081
는 상기 제2 데이터 스트림에 대한 채널, n은 각 반송파를 나타내는, 다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA(Transmit Antenna Array)를 적용하는 방법.
here,
Figure 112010032148014-pat00080
Is a channel for the first data stream,
Figure 112010032148014-pat00081
Is a channel for the second data stream, n denotes each carrier, and a TxAA (Transmit Antenna Array) in a multi-carrier system using a plurality of transmit and receive antennas.
다중 반송파 시스템의 송신 장치에 있어서,In the transmission apparatus of a multi-carrier system, 수신 측으로부터 송신 안테나 각각에 대하여, 그룹화된 반송파에 따른 가중치를 수신하는 가중치 수신부;A weight receiver configured to receive weights according to grouped carriers for each of the transmit antennas from the receiver; 상기 각 송신 안테나에 할당되는 데이터 스트림에 상기 가중치를 곱하는 가중치 곱셈부; 및A weight multiplier that multiplies the data streams allocated to the respective transmit antennas by the weights; And 상기 가중치 곱셈부로부터 입력되는 데이터 스트림을 다중 반송파와 상기 송신 안테나를 이용하여 전송하는 무선 전송부를 포함하며,It includes a wireless transmitter for transmitting a data stream input from the weight multiplier using a multi-carrier and the transmission antenna, 상기 그룹화된 반 송파에 따른 가중치는 각각의 반송파에 대하여 개별적으로 정해지거나 또는 특정 그룹에 속한 반송파들에 대 하여 동일하게 정해지고,The weights according to the grouped carriers are determined individually for each carrier or the same for carriers belonging to a specific group, 상기 데이터 스트림은 가변적으로 그룹화되는 상기 다수의 송신 안테나 중 특정 그룹에 속하는 다수의 송신 안테나를 이용한 무선 전송부를 통해 동시에 전송되는, 다수의 송신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA(Transmit Antenna Array)를 적용한 송신 장치.The data stream is simultaneously transmitted through a wireless transmitter using a plurality of transmit antennas belonging to a specific group among the plurality of transmit antennas that are variably grouped. Applied transmitter. 제 34항에 있어서,The method of claim 34, 상기 그룹화된 반송파에 따른 가중치가 각각의 반송파에 대하여 개별적으로 정해지는 경우,When weights according to the grouped carriers are individually determined for each carrier, 상기 데이터 스트림에 포함된 제1 데이터 스트림 및 제2 데이터 스트림을 전송하는 상기 송신 안테나 각각에 그룹화된 반송파에 따른 가중치 W1(n), W2(n)는,The weights W1 (n) and W2 (n) according to a carrier grouped to each of the transmission antennas transmitting the first data stream and the second data stream included in the data stream,
Figure 112011048434290-pat00082
이고,
Figure 112011048434290-pat00082
ego,
상기 그룹화된 반송파에 따른 가중치가 특정 그룹에 속한 반송파들에 대하여 동일하게 정해지는 경우,When weights according to the grouped carriers are equally determined for carriers belonging to a specific group, 상기 데이터 스트림에 포함된 제1 데이터 스트림 및 제2 데이터 스트림을 전송하는 상기 송신 안테나 각각에 그룹화된 반송파에 따른 가중치 W1(n), W2(n)는,The weights W1 (n) and W2 (n) according to a carrier grouped to each of the transmission antennas transmitting the first data stream and the second data stream included in the data stream,
Figure 112011048434290-pat00083
이고,
Figure 112011048434290-pat00083
ego,
여기서,
Figure 112011048434290-pat00084
는 상기 제1 데이터 스트림에 대한 채널,
Figure 112011048434290-pat00085
는 상기 제2 데이터 스트림에 대한 채널, n은 각 반송파를 나타내는, 다수의 송신 안테나를 사용하는 다중 반송파 시스템에서 TxAA(Transmit Antenna Array)를 적용한 송신 장치.
here,
Figure 112011048434290-pat00084
Is a channel for the first data stream,
Figure 112011048434290-pat00085
Is a channel for the second data stream, and n is a transmission apparatus using a transmit antenna array (TxAA) in a multi-carrier system using a plurality of transmit antennas, each of which represents a carrier.
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