KR101128788B1 - Transmission diversity method and antenna system therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 송신 다이버시티 방법 및 그를 위한 안테나 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 송신 다이버시티 방법은, 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 조합하여 각 안테나 그룹을 통해 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 송신 다이버시티 방법에 있어서, 수신측으로부터 상기 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 조합하기 위한 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 정보에 따라 상기 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 재조합하는 단계; 및 상기 재조합된 각 안테나 그룹을 통하여 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
안테나, 송신, 다이버시티, D-STTD, D-TxAA, 스루풋
The present invention relates to a transmit diversity method and an antenna system therefor. In the transmit diversity method according to the present invention, a plurality of transmit antennas are transmitted by combining a plurality of transmit antennas into two antenna groups and transmitting different data streams through each antenna group. Receiving information for combining the antennas into two antenna groups; Recombining the plurality of transmit antennas into two antenna groups according to the received information; And transmitting a different data stream through each of the recombined antenna groups.
Antenna, Transmit, Diversity, D-STTD, D-TxAA, Throughput
Description
도1은 종래의 D-STTD 시스템의 송수신단 구성도임.1 is a configuration diagram of a transmitting and receiving end of a conventional D-STTD system.
도2 및 도3은 종래의 TxAA, D-TxAA 시스템의 송수신단 구성도임.2 and 3 is a configuration diagram of a transmitting and receiving end of a conventional TxAA, D-TxAA system.
도4는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 구성도임.Figure 4 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예의 구성도임.5 is a block diagram of another preferred embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 바람직한 실시예들에서 안테나 조합 선택 정보를 결정하기 위한 과정을 도시한 절차 흐름도임.6 is a procedure flow diagram illustrating a process for determining antenna combination selection information in preferred embodiments of the present invention.
<도면 주요부호의 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
41, 51 안테나 조합 선택부 43, 53 안테나 조합 결정부41, 51
본 발명은 송신 다이버시티 방법 및 그를 위한 안테나 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 조합하여 각 안테나 그룹을 통해 서로 다른 데이터 스트림을 수신측으로 전송하는 안테나 시스템에서, 전송되는 서로 다른 데이터 스트림 간의 간섭을 최소화하여 시스템의 스루풋(throughput)을 최대로 할 수 있는 송신 다이버시티 방법 및 그를 위한 안테나 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a transmit diversity method and an antenna system therefor. More specifically, in an antenna system in which a plurality of transmit antennas are combined into two antenna groups to transmit different data streams to a receiver through each antenna group, the throughput of the system is minimized by minimizing interference between different data streams transmitted. The present invention relates to a transmission diversity method capable of maximizing throughput and an antenna system therefor.
현재 IMT-2000 비동기 방식 표준화 그룹인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 내의 MIMO(Multi Input Multi Output) 전송 방법의 하나로 DSTTD, DTxAA가 제안되었다. 이 두 기술은 기존의 송신 다이버시티 기법을 MIMO 전송으로 확장한 기술로 송신 안테나가 4 개일 때, 송신 안테나를 2 개씩의 안테나 그룹으로 조합하여 2 개의 서로 다른 데이터 스트림(data stream)을 각각 기존의 송신 다이버시티 전송 방식인 STTD 혹은 TxAA으로 전송하는 기술이다.DSTTD and DTxAA have been proposed as one of MIMO (Multi Input Multi Output) transmission methods in 3GPP (3rd Generation Partnership Project), an IMT-2000 asynchronous standardization group. These two technologies extend the existing transmit diversity scheme to MIMO transmission. When four transmit antennas are used, two different data streams are combined by combining the transmit antennas into two antenna groups. It is a technology for transmitting with STTD or TxAA, which is a transmit diversity transmission method.
STTD를 간략히 설명하면 다음과 같다. 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 방식이다. 이 방식은 WCDMA의 SCH(Synchronization CHannel)를 제외한 모든 하향 물리적 채널에 적용이 가능하다. STTD 방식은 피드백 신호가 필요 없으므로 속도에 따른 피드백 신호 지연에 의한 성능 저하가 없는 장점이 있다. STTD의 동작원리는 표1과 같이 나타낼 수 있다.Brief description of the STTD is as follows. STTD is a method of obtaining diversity effect through space-time coding in which an extended channel coding technique mainly applied on a time axis is extended in space. This method is applicable to all downlink physical channels except SCH (Synchronization CHannel) of WCDMA. Since the STTD method does not require a feedback signal, there is an advantage in that there is no performance degradation due to a feedback signal delay depending on the speed. The operation principle of the STTD can be shown in Table 1.
표1과 같이 송신될 심볼은 STTD 인코딩되고 시간 순서에 따라 안테나 1 과 안테나 2로 각각 송신된다. 각각의 안테나로 송신된 신호는 서로 다른 독립적인 채널을 거치게 되고, 시간 t에서의 채널과 (t+T)에서의 채널이 같다고 가정할 경우 수신 안테나 단에서는 다음의 수학식1과 수학식2와 같이 수신된다.As shown in Table 1, the symbol to be transmitted is STTD encoded and transmitted to antenna 1 and antenna 2 according to a time sequence, respectively. The signals transmitted to each antenna pass through different independent channels, and if the channel at time t and the channel at (t + T) are the same, the receiving antenna stages in Equations 1 and 2 Are received together.
여기서 , , 는 각각 송신 안테나 1 및 송신 안테나 2와 수신 안테나 간의 채널을 의미하며, n 1 , n 2 은 수신단에서의 복소 잡음을 의미한다. 각각의 채널은 파일럿 신호로 추정이 가능하며, 수신신호를 다음의 수학식3과 수학식4와 같이 결합을 하게 되면 수신 다이버시티의 MRC(Maximum Ratio Combining) 방식과 같은 값을 얻을 수 있고 이를 바탕으로 송신된 심볼을 추정할 수 있게 된다. here , , Denotes a channel between a transmitting antenna 1, a transmitting antenna 2, and a receiving antenna, and n 1 and n 2 denote complex noises at a receiving end, respectively. Each channel can be estimated as a pilot signal, and when the received signals are combined as in Equation 3 and Equation 4 below, the same values as the MRC (Maximum Ratio Combining) method of the reception diversity can be obtained. It is possible to estimate the symbol transmitted by.
도1은 개루프 D-STTD를 설명하기 위한 도면이다. 개루프 D-STTD는 시공간 채널을 이용하는, 다수의 송수신 안테나를 사용하는 시스템에서 2 개의 독립된 데이터 스트림을 각각 STTD 인코더를 통해서 시공간 코딩을 하여 다이버시티로 전송하는 방식이다. 송신하는 각 스트림은 수신단에서 보내지는 채널 정보(CQI: Channel Quality Information)를 통해 그 상태에 따라서 독립적으로 데이터 전송율을 변경하여 전송이 가능하다. 도1에서 MCS 제어부는 수신단에서 피드백된 CQI에 따라 변조 방식 및 코드 레이트(code rate)를 제어하는 구성요소이다.1 is a diagram for explaining an open loop D-STTD. The open-loop D-STTD is a system in which two independent data streams are space-time coded through an STTD encoder and transmitted in diversity in a system using a plurality of transmit / receive antennas using a space-time channel. Each stream to be transmitted can be transmitted by changing the data rate independently according to its state through channel quality information (CQI) sent from the receiving end. In FIG. 1, the MCS controller is a component that controls a modulation scheme and a code rate according to the CQI fed back from the receiving end.
도2는 TxAA 모드 1 및 모드 2를 설명하기 위한 도면으로서, TxAA 모드 1 및 모드 2는 수신단에서 전송해온 가중치(weight)를 데이터에 곱하여 전송하는 다이버시티 시스템이다. TxAA 모드 1 및 모드 2는 수신단에서 SNR이 최대가 되도록 가중치를 구하여 이를 송신단으로 전송한다. 송신단은 상기 가중치 값을 전송 신호에 곱하여 전송한다. 2 개의 수신 안테나를 가정할 때, 수신단의 각 안테나에서 수신신호는 다음과 같이 표현할 수 있다.FIG. 2 is a diagram for explaining TxAA mode 1 and mode 2, and TxAA mode 1 and mode 2 are diversity systems for multiplying data transmitted by a weight transmitted from a receiver. In TxAA mode 1 and mode 2, the receiver obtains a weight to maximize the SNR at the receiver and transmits the weight to the transmitter. The transmitter multiplies and transmits the weight value to the transmission signal. Assuming two reception antennas, the reception signal at each antenna of the reception end can be expressed as follows.
수학식5 및 수학식6에서 s는 데이터 심볼이고, n 1 , n 2 는 AWGN이다. In Equations 5 and 6, s is a data symbol, and n 1 and n 2 are AWGN.
TxAA 모드 1 및 모드 2의 데이터 심볼 복구는 다음의 수학식7에 의해서 이루어진다.Data symbol recovery in TxAA mode 1 and mode 2 is performed by the following equation.
가중치를 구하는 한 예는 채널의 공분산 행렬(covariance matrix)의 최대 아이겐 밸류(eigenvalue)에 대한 아이겐 벡터(eigenvector)로 정할 수 있다. 이는 다음의 수학식8에 의해 구할 수 있다.One example of obtaining the weight may be defined as the eigenvector for the maximum eigenvalue of the covariance matrix of the channel. This can be obtained by the following equation (8).
여기서 은 채널의 공분산 행렬(covariance matrix)이다. here Is the covariance matrix of the channel.
모드 1과 모드 2는 가중치 벡터(weight vector)를 실제로 구현하는 방식의 차이에 따라서 구별된다. 즉, 모드 1은 가중치 벡터를 1 비트로 표현하여 피드백(feedback)하는 반면에 모드 2는 4 비트로 표현하여 피드백한다. 구체적으로 설명하면, 모드 1의 경우 전력 정보 없이 위상 정보 1 비트를 매 슬롯에 피드백시키며, 모드 2는 전력 정보 1 비트와 위상 정보 3 비트를 슬롯 당 1 비트씩 피드백시킨다. Mode 1 and mode 2 are distinguished according to the difference in how the weight vector is actually implemented. That is, mode 1 expresses feedback by expressing the weight vector in 1 bit, while mode 2 expresses feedback in 4 bits. Specifically, in the case of mode 1, one bit of phase information is fed back to each slot without power information, and the mode 2 is fed back one bit of power information and three bits of phase information by one bit per slot.
DPCCH(Dedicated Physical Control CHannel)의 파일럿 심볼을 살펴보면, 모드 1에서는 서로 직교성을 갖는 파일럿 심볼들이 두 개의 안테나로 각각 송신되고, 모드 2 에서는 동일한 파일럿 심볼이 두 개의 안테나로 송신된다. 단말기는 각 안테나의 CPICH(Common Pilot CHannel)를 이용하여 슬롯 단위로 각 전송 안테나의 채널을 추정하고, 채널 추정 정보로부터 수신 신호 전력을 최대화하는 송신단의 가중치 w1, w2를 계산, 이로부터 각 안테나의 위상과 전력 조정 정보를 기지국에 전송한다.Referring to the pilot symbols of the Dedicated Physical Control CHannel (DPCCH), pilot symbols having orthogonality to each other are transmitted in two antennas in mode 1, and the same pilot symbols are transmitted in two antennas in mode 2. The terminal estimates a channel of each transmit antenna on a slot basis by using a common pilot channel (CPICH) of each antenna, and calculates weights w 1 and w 2 of a transmitting end maximizing the received signal power from the channel estimation information. Phase and power adjustment information of the antenna is transmitted to the base station.
폐루프 송신 다이버시티의 모드 1에서의 피드백 신호 메시지는 위상 정보와 전력 정보를 갖는다. UTRAN은 표2에 따라서 수신 정보를 해석한다. 이것은 성상 회전(Constellation Rotation)을 사용하여 1 비트의 정보를 이용, 4 개의 위상의 가중치를 사용할 수 있도록 다양화하는 방식이다. 첫 번째 안테나의 가중치로는 의 고정값을 사용하고 두 번째 안테나의 가중치는 각 슬롯에 피드백되는 위상 정보에 대응하는 표 3의 φ i 값에 따라 다음의 수학식9와 같이 구해진다. The feedback signal message in mode 1 of closed loop transmit diversity has phase information and power information. The UTRAN interprets the received information according to Table 2. This method uses a constellation rotation to vary the weight of four phases using one bit of information. The weight of the first antenna Use a fixed value of, and the weight of the second antenna is φ i in Table 3, which corresponds to the phase information fed back to each slot. According to the value, it is calculated as in the following equation (9).
10
One
π0
π
-π/2π / 2
-π / 2
π0
π
-π/2π / 2
-π / 2
π0
π
-π/2π / 2
-π / 2
π0
π
-π/2π / 2
-π / 2
π0
π
-π/2π / 2
-π / 2
π0
π
-π/2π / 2
-π / 2
π0
π
-π/2π / 2
-π / 2
π0
π
프레임의 경계에서는 약간의 변형이 가해지는데, 슬롯 0의 위상 조정을 위해서는 이전 프레임의 슬롯 14번의 정보 대신 슬롯 13의 정보가 사용된다. 이것은 항 상 (0, π)과 (π/2, -π/2)을 바탕으로 평균을 취하기 위한 것으로 다음의 수학식10과 같이 구한다.Some deformation is applied at the boundary of the frame. For phase adjustment of slot 0, the information of slot 13 is used instead of the information of slot 14 of the previous frame. This is always to take an average based on (0, π) and (π / 2, -π / 2), and is obtained as in Equation 10 below.
여기서 은 현재 프레임의 슬롯 0으로 피드백된 위상 조절 명령이고, 는 바로 이전 프레임의 슬롯 13으로 피드백된 위상 조절 명령이다.here Is a phase adjustment command fed back to slot 0 of the current frame, Is the phase adjustment command fed back to slot 13 of the previous frame.
초기화 단계에서는 피드백 정보가 없으므로 초기치는 w2=(1+j)/2를 사용하고 피드백을 받은 이후는 다음의 수학식11을 사용한다.Since there is no feedback information in the initialization stage, the initial value uses w 2 = (1 + j) / 2 and after receiving feedback, the following equation (11) is used.
모드 2에서는 4 비트의 피드백 정보로 16 개의 위상과 전력의 조합이 가능하다. 모드 1과는 달리 위상의 분해능이 크므로 성상 회전 및 가중치의 필터링이 필요 없다. 1개의 전력 피드백 정보와 3개의 위상 피드백 정보에 의하여 표3 및 표4와 같이 가중치의 위상을 결정하며, 최대한의 성능을 얻기 위하여 점진적인 갱신 방식을 사용한다.In mode 2, 16 phases and power can be combined with 4 bits of feedback information. Unlike mode 1, the phase resolution is large, eliminating the need for constellation rotation and weight filtering. As shown in Tables 3 and 4, the weighted phase is determined based on one power feedback information and three phase feedback information, and a gradual update method is used to obtain maximum performance.
처음 비트에는 모든 조합이 가능하므로 단말기는 16개의 가중치 중의 최적의 값을 선택하고, 다음 비트로 진행하면서 이미 결정된 비트는 고정되었다는 제한 조 건에서 8 > 4 > 2 개의 조합 순으로 최적의 가중치를 찾아나가는 방식이다. 위와 같이 구해진 위상과 전력 정보로 다음 수학식12와 같이 가중치 벡터, 를 구할 수 있다.Since all combinations are possible for the first bit, the terminal selects the optimal value among the 16 weights and proceeds to the next bit to find the optimal weight in the order of 8>4> 2 combinations under the constraint that the already determined bit is fixed. That's the way. With the phase and power information obtained as above, the weight vector, Can be obtained.
10
One
0.80.2
0.8
0.20.8
0.2
001
011
010
110
111
101
100000
001
011
010
110
111
101
100
-3π/4
-π/2
-π/4
0
π/4
π/2
3π/4π
-3π / 4
-π / 2
-π / 4
0
π / 4
π / 2
3π / 4
15 슬롯에서 4 비트의 피드백 정보가 4 슬롯에 걸쳐서 전송되므로 마지막 3 슬롯에 서는 전력의 피드백 정보가 전송이 되지 않는데, 이 경우에는 이전 전력의 정보를 이용한다.Since feedback information of 4 bits is transmitted over 4 slots in 15 slots, power feedback information is not transmitted in the last 3 slots. In this case, information of previous power is used.
초기화 단계에서는 피드백된 정보가 없으므로 다음의 표5에 제시된 위상을 사용하고, 두 개의 안테나의 전력은 전체 송신 전력의 50%씩 배분한다.Since there is no feedback information in the initialization stage, the phase shown in Table 5 is used, and the power of the two antennas is distributed by 50% of the total transmit power.
0--
1--
00-
01-
11-
10-
000
001
011
010
110
111
101
100---
0--
One--
00-
01-
11-
10-
000
001
011
010
110
111
101
100
or held from pervious setting
(compressed mode recovery)
π
0
π
-π/2
0
π/2
π
-3π/4
-π/2
-π/4
0
π/4
π/2
3π/4π (nominal initialisation)
or held from pervious setting
(compressed mode recovery)
π
0
π
-π / 2
0
π / 2
π
-3π / 4
-π / 2
-π / 4
0
π / 4
π / 2
3π / 4
도3은 D-TxAA의 송신단 신호 처리 구성 및 수신단 신호 처리 구성의 예를 도시한 것이다. 여기서 송신 안테나의 수는 4 개로 하였다. 도3에 도시된 바와 같이, 4 개의 송신 안테나를 2 개씩 묶어서 TxAA 동작을 하도록 한다. 2 개의 나누어진 그룹에는 서로 다른 데이터 스트림이 전송되도록 한다. 각각의 데이터 스트림은 채널 상태에 따라서, 전송 데이터율을 바꿀 수 있도록 한다. 수신단에서는 채널에 적합한 가중치(weight)를 구하여 송신단으로 전송해 주고, 송신단에서는 이 가중치를 전송 신호에 곱한 후, 채널로 전송하게 된다. 2 개의 송신 안테나씩 묶어서 가중치를 곱하여 전송하므로 수신단의 수신 신호는 다음의 수학식13 및 수학식14와 같이 표현할 수 있다. 여기서 수신 안테나의 수는 2개로 가정하였다.Fig. 3 shows an example of a transmitter signal processing configuration and a receiver signal processing configuration of D-TxAA. Here, the number of transmitting antennas was four. As shown in FIG. 3, four TxAAs are bundled in two to perform TxAA operation. Two separate groups allow different data streams to be transmitted. Each data stream makes it possible to vary the transmission data rate depending on the channel conditions. The receiving end obtains a weight suitable for the channel and transmits the weight to the transmitting end. The transmitting end multiplies this weight by the transmission signal and then transmits the weight. Since two transmit antennas are bundled and multiplied by the weight, the received signal of the receiver can be expressed as Equation 13 and Equation 14 below. It is assumed here that the number of receiving antennas is two.
수신 안테나에 모두 s 1 , s 2 가 전송되므로 컴바이닝(combining) 한 후 채널 성분과 가중치(weight) 성분을 제거하게 되면 데이터를 복구할 수 있다. 그리고, 신뢰성 있는한 복구를 위해서 간섭 제거(interference cancellation) 기법을 사용할 수 있다. 즉, s 1 을 복구한 후 이에 의해서 발생된 간섭 성분을 제거하게 되면 s 2 의 안정성이 높아지게 된다.Since both s 1 and s 2 are transmitted to the receiving antenna, data can be recovered by removing the channel component and the weight component after combining. And, as long as it is reliable, interference cancellation technique can be used. That is, when s 1 is recovered and the interference component generated by it is removed, the stability of s 2 is increased.
이 때 기지국으로 피드백될 가중치는 다음과 같이 정의한 채널 행렬의 최대 고유치에 해당하는 고유 벡터로 선택한다. 채널 행렬의 최대 고유치에 해당하는 고유벡터는 다음의 수학식17 내지 수학식20과 같이 구할 수 있다.At this time, the weight to be fed back to the base station is selected as the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the channel matrix defined as follows. The eigenvectors corresponding to the maximum eigenvalues of the channel matrix may be obtained as in Equations 17 to 20 below.
이 때 , , 이고 R 12 , R 34 ,은 각각 h 12 , h 34 의 자기 상관 행렬, λ12, λ34와 는 각각 자기 상관 행렬의 최대 고유치 및 각 최대 고유치에 해당하는 고유 벡터를 나타낸다. 상기 방법은 가중치(weight)를 구하는 일례로서 이외에도 여러 다양한 방법들이 가능하다.At this time , , And R 12 , R 34 , are autocorrelation matrices of h 12 , h 34 , λ 12 , λ 34 and Denote the maximum eigenvalue of each autocorrelation matrix and the eigenvector corresponding to each maximum eigenvalue. The above method is an example of obtaining a weight, and various other methods are possible.
상기의 수학식17 내지 수학식20은 수신 안테나가 2개인 경우를 예로 하였는데, 수신 안테나가 여러 개인 경우도 컴바이닝을 한 후 같은 방식에 의해 전송 심볼을 복구할 수 있다.In Equation 17 to Equation 20, two reception antennas are used as an example. Even in the case of multiple reception antennas, the transmission symbols may be recovered by the same method after combining.
두 개의 TxAA 블록으로 입력되는 데이터 스트림 s 1 , s 2 는 각각 채널 상태에 따라서 데이터율을 바꿀 수 있게 된다. 즉, 채널 상태가 좋은 경우, QAM과 같은 고차 변조(high order modulation)를 사용하거나 코드 레이트(code rate)를 높여서 전송할 수 있고, 채널 상태가 좋지 않은 경우, QPSK와 같은 저차 변조(low order modulation)이나 코드 레이트를 낮추어서 전송할 수 있게 된다. 그렇게 함으로써, 채널에 적합한 데이터 전송율을 결정해서 전송하게 되므로, 스루풋(throughput)을 최대로 할 수 있게 된다. 한편, 채널 상태에 대한 정보를 피드백에 의해 수신단에서 송신단으로 알려주어야 한다.Data streams s 1 and s 2 input to two TxAA blocks can change data rates according to channel conditions, respectively. That is, when the channel condition is good, it can be transmitted by using high order modulation such as QAM or by increasing the code rate, and when the channel condition is bad, low order modulation such as QPSK. However, it is possible to transmit at a lower code rate. By doing so, the data rate suitable for the channel is determined and transmitted, thereby maximizing throughput. On the other hand, the information on the channel state should be informed from the receiver to the transmitter by the feedback.
상기한 바와 같이, D-STTD, D-TxAA 등의 종래기술에서는 안테나 간의 상관이나 스루풋에 대한 고려 없이 짝을 이루어 전송할 안테나를 선택하였기 때문에 안테나 간의 상관 관계에 따라서 스트림 간의 간섭에 의한 성능 저하 및 스루풋 저하의 가능성이 존재한다. As described above, in the prior arts such as D-STTD and D-TxAA, antennas are selected to transmit in pairs without considering correlation or throughput between antennas, and thus performance degradation and throughput due to interference between streams according to the correlation between antennas. There is a possibility of degradation.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 채널 간의 상관값을 고려하여 스루풋(throughput)을 최대로 할 수 있는 조합으로 안테나를 그룹핑하여 시스템의 전체 스루풋을 향상시킬 수 있는 송신 다이버시티 방법 및 그를 위한 안테나 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to group the antennas in a combination that can maximize the throughput in consideration of the correlation between the channels (the entire system) It is to provide a transmission diversity method capable of improving throughput and an antenna system for the same.
발명의 개요Summary of the Invention
본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 송신 다이버시티 방법은, 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 조합하여 각 안테나 그룹을 통해 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 송신 다이버시티 방법에 있어서, 수신측으로부터 상기 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 조합하기 위한 정보를 수신 하는 단계; 상기 수신된 정보에 따라 상기 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 재조합하는 단계; 및 상기 재조합된 각 안테나 그룹을 통하여 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In one aspect of the present invention, a transmit diversity method according to the present invention is a transmit diversity method for transmitting a different data stream through each antenna group by combining a plurality of transmit antennas into two antenna groups, Receiving information from the side for combining the plurality of transmit antennas into two antenna groups; Recombining the plurality of transmit antennas into two antenna groups according to the received information; And transmitting a different data stream through each of the recombined antenna groups.
본 발명의 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 안테나 시스템은, 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 조합하여 각 안테나 그룹을 통해 서로 다른 데이터 스트림을 수신측으로 전송하는 안테나 시스템에 있어서, 상기 수신측으로부터 상기 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 조합하기 위한 정보를 수신하는 수신부; 및 상기 수신된 정보에 따라 다수의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 재조합하는 안테나 조합 선택부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, an antenna system according to the present invention comprises: combining a plurality of transmitting antennas into two antenna groups and transmitting a different data stream to a receiving side through each antenna group, wherein the receiving side A receiving unit for receiving information for combining the plurality of transmitting antennas into two antenna groups from a network; And an antenna combination selection unit for recombining a plurality of transmit antennas into two antenna groups according to the received information.
실시예Example
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하기로 한다. 도4 및 도5는 본 발명의 바람직한 실시예들의 구성도이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 4 and 5 are schematic diagrams of preferred embodiments of the present invention.
도4는 본 발명의 기술적 특징이 D-STTD 시스템에 적용된 경우의 송신단(40) 및 수신단(45)의 구성도이다. 도3에 도시된 종래의 D-STTD 시스템과 비교할 때, 도4에 도시된 바와 같이, 송신단(40)에 안테나 조합 선택부(40)와 수신단(45)에 안테나 조합 결정부(43)가 추가된 차이점을 갖는다.4 is a block diagram of a
보다 구체적으로 설명하면, 도1에 도시된 종래의 D-STTD 시스템에서는 총 4 개의 송신 안테나를 두 개씩의 안테나 그룹으로 조합하여 각 안테나 그룹을 통하여 STTD 인코딩된 데이터 스트림을 전송한다. 이 경우에 일단 안테나 그룹의 조합이 결정되면 그 조합은 채널 상황에 관계없이 고정되는 특징을 갖는다. 도4에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 D-STTD 시스템에서는 처음에 결정되는 안테나 그룹의 조합이 고정 불변의 것이 아니라 수신단에서 피드백되는 정보, 즉 안테나 조합 선택 정보에 따라 가변될 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 안테나 조합 선택 정보는 수신단(45)의 안테나 조합 결정부(43)에 의해 결정되어 송신단(40)으로 피드백되고, 송신단(40)의 안테나 조합 선택부(41)에서 상기 안테나 조합 선택 정보에 따라 안테나 그룹을 재조합한다. 수신단(45)의 안테나 조합 결정부(43)에 의한 안테나 조합 선택 정보의 결정 절차는 이후에 상세히 설명하기로 한다.More specifically, the conventional D-STTD system shown in FIG. 1 combines a total of four transmit antennas into two antenna groups and transmits an STTD encoded data stream through each antenna group. In this case, once the combination of antenna groups is determined, the combination has a feature that is fixed regardless of the channel situation. In the D-STTD system according to the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the combination of the antenna groups determined initially may be variable according to the information fed back from the receiver, that is, the antenna combination selection information, rather than being fixed. It features. The antenna combination selection information is determined by the antenna
도5는 본 발명의 기술적 특징으로 D-TxAA 시스템에 적용한 실시예의 구성도이다. 도5에 도시된 실시예는, 도3에 도시된 종래의 D-TxAA 시스템과 비교할 때, 송신단(50)의 안테나 조합 선택부(51) 및 수신단(55)의 안테나 조합 결정부(53)가 새로이 추가된 차이점을 갖는다. 송신 안테나가 4 개이고, 안테나 번호를 1, 2, 3, 4 라고 할 때, 도3의 종래의 D-TxAA 시스템에서는 안테나 그룹의 조합이 (1, 2)(3, 4)로 고정되지만, 도5의 본 발명의 실시예에서는 수신단(53)에서 피드백된 안테나 조합 선택 정보에 따라 안테나 그룹의 조합이 (1, 2)(3, 4), (1, 3)(2, 4) 및 (1, 4)(2, 3)의 세 가지 조합으로 가변될 수 있다. 5 is a configuration diagram of an embodiment applied to the D-TxAA system as a technical feature of the present invention. In the embodiment shown in Fig. 5, when compared with the conventional D-TxAA system shown in Fig. 3, the antenna
도6은 도4 및 도5에 도시된 실시예들의 수신단(45, 55)에서 안테나 조합 선택 정보를 결정하는 과정을 설명한 절차 흐름도이다. 상기 안테나 조합 선택 정보는 기본적으로 채널 상태에 따라서 가장 좋은 성능을 보이는 안테나 그룹의 조합에 관한 정보이다. FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of determining antenna combination selection information at the receiving ends 45 and 55 of the embodiments illustrated in FIGS. 4 and 5. The antenna combination selection information is basically information about a combination of antenna groups having the best performance according to channel conditions.
도6에서, 수신단(45, 55)의 안테나 조합 결정부(43, 53)는 송신 안테나의 파일롯을 통해 채널을 추정한다[S41]. 그 다음 추정된 채널에 따라 4 개의 송신 안테나에 대해서 선택 가능한 3 가지 안테나 조합[(1, 2)(3, 4), (1, 3)(2, 4) 및 (1, 4)(2, 3)]에 대한 수신 SINR(Signal to Noise-plus-Interference Ratio)을 계산하고[S42], 각 수신 SINR에 대해 전송 가능한 스루풋(throughput)을 계산한다[S43]. 수신 SINR이 계산되면 전송 가능한 스루풋은 용이하게 결정될 수 있다. 여기서 스루풋은, 예를 들면, 송신단에서의 전송 가능한 데이터 레이트(data rate)를 의미한다. 상기 계산된 스루풋 중에서 가장 큰 스루풋을 갖는 안테나 그룹의 조합을 상기 안테나 조합 선택 정보로 결정한다[S44]. 상기 가장 큰 스루풋을 갖는 안테나 조합을 기존의 조합과 비교하여[S45], 다른 경우에는 송신단으로 상기 안테나 조합 선택 정보를 피드백하고[S46], 같은 경우에는 피드백하지 않는다. 상기의 과정에서 수신 SINR이 계산되면 나머지 과정을 생략하고 계산된 수신 SINR에 따라 가장 큰 수신 SINR을 갖는 안테나 조합을 상기 안테나 조합 선택 정보를 결정하는 것도 가능할 것이다.In FIG. 6, the antenna
채널의 변화가 거의 없을 경우 상기 안테나 조합 선택 정보를 피드백하지 않고 송신단에서는 이전에 설정된 조합으로 데이터를 전송하는 것이 바람직하다. 이외에 안테나 조합의 주기적인, 혹은 매 변화시의 피드백 및 하향 제어신호에 의한 시스템의 상, 하향링크 시그날링 증가를 줄이기 위해 시스템 초기 설정시에만 조합을 피드백하거나 중간에 채널의 상당한 변화가 있을 경우에만 안테나 조합 설정을 갱신하는 것도 가능할 것이다.If there is little change in the channel, it is preferable that the transmitter transmits data in the previously set combination without feeding back the antenna combination selection information. In addition, in order to reduce the increase in the uplink and downlink signaling of the system due to the periodic or every change of feedback and downlink control signals of the antenna combination, only when the combination is fed back at the initial setting of the system or there is a significant change in the channel. It may also be possible to update the antenna combination settings.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내애서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes that come within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.
본 발명에 따른 송신 다이버시티 방법 및 그를 위한 안테나 시스템에 따르면 최대의 스루풋(throughput)을 갖는 안테나 조합을 선택하여 데이터를 전송하므로서 시스템의 전체 스루풋을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.According to the transmission diversity method and the antenna system therefor according to the present invention, it is possible to improve the overall throughput of the system by transmitting data by selecting an antenna combination having the maximum throughput.
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