KR101301017B1 - 멀티 안테나들을 갖는 송신기 및 멀티 안테나들을 갖는 송신기에서의 송신 방법 - Google Patents

멀티 안테나들을 갖는 송신기 및 멀티 안테나들을 갖는 송신기에서의 송신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 양태에 따라서, 멀티-안테나 송신기가 제공된다. 상기 송신기는: 다중 데이터 스트림들을 획득하기 위한 데이터 블록 획득 디바이스로서, 각각의 데이터 스트림은 다중 슬롯들에 데이터 블록들을 포함하는, 상기 데이터 블록 획득 디바이스; 및 각각의 데이터 블록을 그룹화하고 맵핑하기 위한 그룹화 및 맵핑 디바이스로서, 각각의 데이터 스트림의 동일한 슬롯의 데이터 블록들은 상기 안테나들의 수에 따라 그룹화되고 각각의 그룹은 안테나들 중 하나로 각각 맵핑되고, 동일한 그룹의 상이한 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑되고; 정확하게 동일하지 않은 그룹화 및 맵핑 방식들이 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 채택되고, 상기 그룹화 및 맵핑 방식들은 데이터 블록 그룹화 방식, 그룹-안테나 맵핑 방식, 및 서브-대역 맵핑 방식들을 포함하는, 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스를 포함한다. 상기 다중 슬롯들의 데이터 블록들의 그룹들은 상기 안테나들을 통해 송신된다. 본 발명의 기술적 솔루션에 따라, 다이버시티 이득이 보장되면서 데이터 송신 동안 감소된 PAPR이 달성될 수 있다.

Description

멀티 안테나들을 갖는 송신기 및 멀티 안테나들을 갖는 송신기에서의 송신 방법{TRANSMITTER WITH MULTIPLE ANTENNAS AND DATA TRANSMISSION METHOD IN THE TRANSMITTER WITH MULTIPLE ANTENNAS}
본 발명은 일반적으로 통신 기술에 관한 것이고, 특히, DFT-S-OFDM 기술에 관한 것이다.
클러스터된 이산 푸리에 변환-확산 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(이하 클러스터된 DFT-S-OFDM으로 약기됨)은 LTE-어드밴스드에 대해 업링크 멀티 액세스 솔루션으로 수락되었다. 클러스터된 DFT-S-OFDM에서, DFT 블록의 출력은 몇개의 클러스터들로 분할되고, 데이터의 각각의 클러스터는 서브-대역으로 개별적으로 맵핑된다. 이러한 불연속 무선 대역 할당이 클러스터된 DFT-S-OFDM을 SC-FDMA(Single Carrier - Frequency Division Multiple Access)와 구별되게 한다. 이러한 특징이 더 큰 주파수 다이버시티 이득을 제공하지만, PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 증가하는 단점이 있다.
도 1은 클러스터된 DFT-S-OFDM을 채용하는 종래 기술의 송신기의 구조를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터가 터보 코딩, 변조, 및 2M-포인트 이산 푸리에 변환된 후, 상기 DFT 블록의 출력은 두 개의 클러스터들로 분할된다. 상기 데이터 블록들의 두 개의 클러스터들은 서브-대역 1 및 서브-대역 2로 각각 맵핑되고, 최종적으로 안테나를 통해 송신된다. 도 1에 도시된 송신기 솔루션은 이하 종래 기술 솔루션 1이라고 한다. 상기된 바와 같이, 상기 솔루션의 단점은 높은 PAPR에 있다.
DFT-S-OFDM에 사용된 그룹화 방식이 제안되었다. 이 방법에서, 두 개의 클러스터된 변조된 데이터는 두 개의 안테나들에 할당되고 데이터의 각각의 클러스터는 상기 안테나들 중 하나를 통해 송신되어, PAPR을 완화한다. 도 2는 이 방법에 따른 송신기의 구조를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 데이터는 터보 코딩 및 변조된 후, 두 개의 클러스터들로 분할되고, 데이터의 두 개의 클러스터들이 각각 이산 푸리에 변환된다. 데이터의 제 1 클러스터는 서브-대역 1로 맵핑되고 안테나 1을 통해 송신되고, 데이터의 제 2 클러스터는 서브-대역 2로 맵핑되고 안테나 2를 통해 송신된다. 이 방법에서, 각각의 송신 안테나가 데이터의 클러스터에 대응하여, PAPR을 완화한다. 그러나, 주파수 다이버시티 이득의 일부가 손실된다. 도 2에 도시된 송신기 솔루션은 이하 종래 기술 솔루션 2라고 한다.
본 발명은 종래 기술의 상기 문제점을 해결하기 위해 멀티-안테나 송신기에 이용되는 데이터 송신 솔루션을 제공한다. 상기 솔루션은 특히 클러스터된 DFT-S-OFDM에 이용하는데 적합하다.
본 발명의 제 1 양태에 따라, 멀티-안테나 송신기를 통해 데이터를 송신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: A. 다중 데이터 스트림들을 획득하는 단계로서, 각각의 데이터 스트림은 다중 슬롯들에 데이터 블록들을 포함하는, 상기 데이터 스트림 획득 단계; B. 각각의 데이터 블록을 그룹화하고 맵핑하는 단계로서, 각각의 데이터 스트림의 동일한 슬롯의 데이터 블록들은 상기 안테나들의 수에 따라 그룹화되고 각각의 그룹은 안테나들 중 하나로 각각 맵핑되고, 동일한 그룹의 상이한 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑되고; 정확하게 동일하지 않은 그룹화 및 맵핑 방식들이 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 채택되고, 상기 그룹화 및 맵핑 방식들은 데이터 블록 그룹화 방식, 그룹-안테나 맵핑 방식, 및 서브-대역 맵핑 방식들을 포함하는, 상기 그룹화 및 맵핑 단계; C. 각각의 상기 안테나들을 통해 상기 다중 슬롯들의 데이터 블록들의 그룹들을 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 멀티-안테나 송신기가 제공된다. 상기 송신기는: 다중 데이터 스트림들을 획득하기 위한 데이터 블록 획득 디바이스로서, 각각의 데이터 스트림은 다중 슬롯들에 데이터 블록들을 포함하는, 상기 데이터 블록 획득 디바이스; 및 각각의 데이터 블록을 그룹화하고 맵핑하기 위한 그룹화 및 맵핑 디바이스로서, 각각의 데이터 스트림의 동일한 슬롯의 데이터 블록들은 상기 안테나들의 수에 따라 그룹화되고 각각의 그룹은 안테나들 중 하나로 각각 맵핑되고, 동일한 그룹의 상이한 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑되고; 정확하게 동일하지 않은 그룹화 및 맵핑 방식들이 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 채택되고, 상기 그룹화 및 맵핑 방식들은 데이터 블록 그룹화 방식, 그룹-안테나 맵핑 방식, 및 서브-대역 맵핑 방식들을 포함하는, 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스를 포함한다. 상기 다중 슬롯들의 데이터 블록들의 그룹들은 상기 안테나들을 통해 각각 송신된다.
본 발명의 기술적 솔루션에 따라, 다이버시티 이득이 보장되면서 데이터 송신 동안 감소된 PAPR이 달성될 수 있다.
도 1은 클러스터된 DFT-S-OFDM을 채용하는 종래 기술의 송신기의 구조를 도시하는 블록도.
도 2는 멀티-안테나 클러스터된 DFT-S-OFDM을 채용하는 종래 기술의 송신기의 구조를 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-안테나 송신기를 통해 데이터를 송신하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-안테나 송신기의 구조를 도시하는 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 데이터 블록 획득 디바이스의 구조를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 데이터 블록 획득 디바이스의 구조를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-안테나 송신기의 구조를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-안테나 송신기의 구조를 도시하는 도면.
도 9는 여러 개의 송신기 솔루션들의 PAPR의 시뮬레이션 플롯.
도 10은 여러 개의 송신기 솔루션들의 BLER의 시뮬레이션 플롯.
본 발명의 다른 특징들, 목적 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여, 비-제한적인 실시예들의 상세한 설명을 읽은 후에 더 명백해질 것이다.
동일하거나 유사한 참조 부호들은 동일하거나 유사한 단계 특징들 또는 디바이스들(모듈들)을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-안테나 송신기를 통해 데이터를 송신하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
먼저, 단계 S1에서, 다중 데이터 스트림들이 획득되고, 각각의 데이터 스트림은 다중 슬롯들에 데이터 블록들을 포함한다.
두번째로, 단계 S2에서, 각각의 데이터 블록이 그룹화 및 맵핑되고, 각 데이터 스트림의 상기 동일한 슬롯의 데이터 블록들은 안테나들의 수에 따라 그룹화되고 각각의 그룹은 상기 멀티 안테나들 중 하나로 각각 맵핑되고, 상기 동일한 그룹의 상기 상이한 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑되고; 정확하게 동일하지 않은 그룹화 및 맵핑 방식들이 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 채택되고, 상기 그룹화 및 맵핑 방식들은 데이터 블록 그룹화 방식, 그룹-안테나 맵핑 방식, 및 서브-대역 맵핑 방식들을 포함한다.
마지막으로, 단계 S3에서, 상기 다중 슬롯들의 상기 데이터 블록들의 그룹들은 상기 멀티 안테나들을 통해 각각 송신된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 상기 데이터 송신은 클러스터된 DFT-S-OFDM을 채용한다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S2에서 상기 동일한 슬롯의 각각의 데이터 블록은 상이한 서브-대역으로 각각 맵핑된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 모든 서브-대역들은 불연속이다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S2에서 상이한 슬롯들의 상기 데이터 블록들에 대해 상기 동일한 데이터 블록 그룹화 방식 및 상이한 그룹-안테나 맵핑 방식이 채택된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S2에서 상이한 슬롯들의 상기 데이터 블록들에 대해 동일한 데이터 블록 그룹화 방식, 동일한 그룹-안테나 맵핑 방식, 및 상이한 서브-대역 맵핑 방식들이 채택된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S1에서 상기 획득된 다중 데이터 스트림들은 두 개의 슬롯들에 상기 데이터 블록들을 각각 포함한다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 상기 데이터 송신 방법은 업링크 데이터 송신을 위해 사용된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 상기 멀티-안테나 송신기는 두 개의 안테나들을 포함한다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S1에서 각각 다중 슬롯들에 데이터 블록들을 포함하는 두 개의 데이터 스트림들이 획득되고, 단계 S2에서 상기 동일한 슬롯의 두 개의 데이터 블록들은 각각 상기 두 개의 안테나들 및 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S1에서 획득된 상기 두 개의 데이터 스트림들은 두 개의 슬롯들에 상기 데이터 블록들을 각각 포함한다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S2에서, 단계 S1에서 획득된 상기 두 개의 데이터 스트림들의 데이터 블록들은 상기 두 개의 안테나들 중 하나로 각각 맵핑되고 상기 동일한 데이터 스트림의 상기 두 개의 슬롯들의 상기 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S2에서 상기 동일한 데이터 스트림의 상기 두 개의 슬롯들의 상기 데이터 블록들은 상기 두 개의 안테나들 중 하나로 각각 맵핑된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S1에서 각각 다중 슬롯들에 상기 데이터 블록들을 포함하는 네 개의 데이터 스트림들이 획득되고, 단계 S2에서 상기 동일한 슬롯의 네 개의 데이터 블록들은 각각 두 개의 데이터 블록들을 포함하는 두 개의 그룹들로 그룹화되고, 상기 데이터 블록들의 두 개의 그룹들은 두 안테나들 중 하나로 각각 맵핑되고, 동일한 그룹의 상기 두 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S2에서 상이한 슬롯들의 상기 데이터 블록들에 대해 상기 동일한 데이터 블록 그룹화 방식 및 상이한 그룹-안테나 맵핑 방식들이 채택된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S2에서 상이한 슬롯들의 상기 데이터 블록들에 대해 동일한 데이터 블록 그룹화 방식, 동일한 그룹-안테나 맵핑 방식, 및 상이한 서브-대역 맵핑 방식들이 채택된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S1에서 상기 획득된 다중 데이터 스트림들은 개별 DFT를 통해 각각 획득된다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기를 통한 데이터 송신 방법의 일 실시예에 따라, 단계 S1에서 상기 획득된 다중 데이터 스트림들은 상기 동일한 DFT 후에 획득된 데이터를 분할함으로써 획득된다.
이하 특정한 송신기 구조와 관련하여 본 발명이 기술된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-안테나 송신기의 구조를 도시하는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예의 상기 송신기는 데이터 블록 획득 디바이스(10), 그룹화 및 맵핑 디바이스(30), 및 멀티 안테나들(50-1 내지 50-m)을 포함한다.
상기 데이터 블록 획득 디바이스(10)는 데이터 스트림들(20-1 내지 20-n)과 같은 다중 데이터 스트림들을 획득하기 위해 사용된다. 각각의 데이터 스트림은 다중 슬롯들에 데이터 블록들을 포함한다. 예를 들어, 상기 데이터 스트림 20-1은 각각 20-1-1 내지 20-1-k로 도시된, k 개의 슬롯들에 데이터 블록들을 포함한다. 데이터 스트림 20-n은 또한 각각 20-n-1 내지 20-n-k로 도시된, k 개의 슬롯들에 데이터 블록들을 포함한다. 각각의 데이터 스트림이 동일한 수의 슬롯들에 데이터 블록들을 포함하는 경우로 본 발명이 제한되지 않는다는 것을 당업자들은 이해할 것이다.
상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)는 각각의 데이터 블록을 그룹화 및 맵핑하기 위해 사용된다. 각각의 데이터 스트림의 상기 동일한 슬롯의 데이터 블록들은 상기 안테나들의 수에 따라 다중 그룹들로 그룹화되고, 각 그룹은 안테나들(50-1 내지 50-m) 중 하나로 각각 맵핑된다. 그리고 상기 동일한 그룹의 상이한 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑된다. 정확하게 동일하지 않은 그룹화 및 맵핑 방식들이 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 채택되고, 상기 그룹화 및 맵핑 방식들은 데이터 블록 그룹화 방식, 그룹-안테나 맵핑 방식, 및 서브-대역 맵핑 방식들을 포함한다.
보통, 데이터 스트림들의 수량 n은 안테나들의 수량 m 이상이다.
바람직하게, 상기 실시예의 송신기는 OFDM을 채용한다. 따라서 상기 송신기는 상기 m 개의 안테나들에 각각 대응하는 m 개의 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 모듈들을 더 포함한다. 상기 IFFT 모듈들은 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)의 상기 그룹화 및 맵핑 방식들에 따라 대응하는 데이터를 상기 안테나들(50-1 내지 50-m)로 변조하기 위해 사용된다. 도 4는 m 개의 IFFT 모듈들(40-1 내지 40-m)을 도시한다. 도면에 도시된 부호 35-1-1 내지 35-1-i는 i 개의 서브-대역을 나타내고, i 개의 데이터 블록들은 상기 안테나(50-1)의 i 개의 서브-대역들로 각각 맵핑된다. 유사하게, 도면에 도시된 부호 35-m-1 내지 35-m-j는 j 개의 서브-대역들을 나타내고, j 개의 데이터 블록들은 상기 안테나(50-m)의 j 개의 서브-대역들로 각각 맵핑된다. 보통, 상기 서브-대역들(35-1-1 내지 35-1-i)은 서로 불연속이다. 유사하게, 상기 서브-대역들(35-m-1 내지 35-m-j) 또한 서로 불연속이다. 또한 더 바람직하게, 모든 서브-대역들은 서로 불연속이다.
마지막으로, 상기 IFFT 모듈들에 의해 변환된 후에, 상기 n 개의 데이터 스트림들의 각각의 슬롯의 상기 데이터 블록들은 상기 안테나들(50-1 내지 50-m)을 통해 송신된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 멀티-안테나 송신기는 두 개의 안테나들을 포함한다. 이 송신기는 LTE-A 시스템의 사용자 장비에, 예를 들어, 업링크 데이터 송신을 위해, 사용하기에 특히 적합하다. 본 발명에 따른 멀티-안테나 송신기가 두 개의 안테나들을 갖는 송신기로 제한되는 것은 아니라는 것을 당업자는 이해할 것이다.
본 발명의 실시예에 따라, 상기 송신기의 상기 데이터 블록 획득 디바이스(10)에 의해 획득된 각각의 데이터 스트림은 OFDM 시스템의 서브프레임에 대응하고, 각각의 서브프레임은 두 개의 슬롯들을 포함한다. 즉, 각각의 데이터 스트림은 두 개의 슬롯들에 데이터 블록들을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 데이터 블록 획득 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 송신기의 상기 데이터 획득 디바이스(10)는 신호 변조 모듈(13) 및 다중 DFT 모듈들(15-1 내지 15-n)을 포함한다. 상기 신호 변조 모듈(13)에 의해 변조된 데이터는 n 개의 경로들로 분할되고 데이터의 각 경로는 DFT 모듈에 의해 변환되어, 데이터 스트림들(20-1 내지 20-n)이 된다. 소스 코딩 모듈 또는 결합된 소스/채널 코딩 모듈이 상기 신호 변조 모듈(13) 전에 포함될 수 있고, 상기 코딩 모듈들에 이용된 코드들은 터보 코드들일 것이라는 것을 당업자는 이해할 것이다. 예를 들어, 어떤 LTE-A 제안들에 따라, 터보 코딩 모듈이 송신기의 신호 변조 모듈 전에 채용된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기의 데이터 블록 획득 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 송신기의 데이터 블록 획득 디바이스(10)는 신호 변조 모듈(13) 및 DFT 모듈(15)을 포함한다. 상기 신호 변조 모듈(13)에 의해 변조된 데이터는 상기 DFT 모듈(15)로의 입력이다. 상기 데이터는 이산 푸리에 변환된 후 n 개의 경로들로 분할되어, 각각 데이터 스트림들(20-1 내지 20-m)이 된다. 소스 코딩 모듈 또는 결합된 소스/채널 코딩 모듈이 상기 신호 변조 모듈(13) 전에 포함될 수 있고, 상기 코딩 모듈들에 이용된 코드들은 터보 코드들일 것이라는 것을 당업자는 이해할 것이다. 예를 들어, 어떤 LTE-A 제안들에 따라, 터보 코딩 모듈이 송신기의 신호 변조 모듈 전에 채용된다.
본 발명의 송신기의 일 실시예에 따라, 상기 송신기는 두 개의 안테나들을 포함하고, 상기 데이터 획득 디바이스는 두 개의 데이터 스트림들을 출력한다. 도 7은 본 발명의 송신기의 구조를 도시하는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 블록 획득 디바이스(10)는 두 개의 DFT 모듈(15-1 및 15-2)을 포함한다. 두 개의 데이터 스트림들(20-1 및 20-2)이 DFT를 통해 획득되고, 상기 데이터 스트림(20-1)은 두 개의 슬롯들에 데이터 블록들(20-1-1 및 20-1-2)을 포함하고 상기 데이터 스트림(20-2)은 두 개의 슬롯들에 데이터 블록들(20-2-1 및 20-2-2)을 포함한다. 상기 네 개의 데이터 블록들이 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)에 의해 그룹화 및 맵핑되고, IFFT 모듈들(40-1 및 40-2)에 의해 안테나들(50-1 및 50-2)의 상이한 서브-대역들로 변조되고, 그 후 송신된다. 상기 안테나(50-1)에 의해 점유된 서브-대역들은 서브-대역들(35-1-1 및 35-1-2)을 포함하고, 상기 안테나(50-2)에 의해 점유된 서브-대역들은 서브-대역들(35-2-1 및 35-2-2)을 포함한다. 또한, 상기 서브-대역들(35-1-1 및 35-2-1)은 상기 두 개의 안테나들에 대응하는 동일한 서브-대역들이고, 상기 서브-대역들(35-1-2 및 35-2-2) 또한 상기 두 개의 안테나들에 대응하는 동일한 서브-대역들이다.
상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)는 상기 네 개의 데이터 블록들에 대해 다양한 그룹화 및 맵핑 방식들을 채택할 수 있다. 각각의 슬롯이 단 두 개의 데이터 블록들을 포함하기 때문에, 상기 동일한 슬롯의 두 개의 데이터 블록들은 각각 하나의 데이터 블록을 갖는 두 개의 그룹들로 자연스럽게 분할된다. 결과적으로 상기 동일한 데이터 블록 그룹화 방식이 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 채택된다.
제 1 맵핑 방식에서, 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)는 상기 동일한 슬롯의 상이한 데이터 블록들을 상이한 서브-대역들로 맵핑하고, 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 상기 동일한 그룹-안테나 맵핑 방식을 채택한다. 예를 들어, 상기 제 1 슬롯에서, 상기 데이터 블록(20-1-1)은 상기 안테나(50-1)의 상기 서브-대역(35-1-1)으로 맵핑되고, 상기 데이터 블록(20-2-1)은 상기 안테나(50-2)의 상기 서브-대역(35-2-2)으로 맵핑되고; 제 2 슬롯에서, 상기 데이터 블록(20-1-2)은 상기 안테나(50-1)의 상기 서브-대역(35-1-2)으로 맵핑되고, 상기 데이터 블록(20-2-2)은 상기 안테나(50-2)의 상기 서브-대역(35-2-1)으로 맵핑된다. 이러한 방법으로, 데이터 스트림의 상이한 슬롯들의 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 맵핑되고 상기 동일한 안테나를 통해 송신되어, 주파수 다이버시티 이득을 달성한다. 상기 두 개의 데이터 스트림들의 데이터가 상기 안테나들 중 하나를 통해 송신되고, 이는 각 안테나의 PAPR을 완화한다. 당업자는 이 방법이 상이한 데이터 스트림들이 동일한 사이즈의 자원 블록들을 점유하는 경우에 더 적절하다는 것을 이해할 것이다.
제 2 맵핑 방식에서, 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)는 상기 동일한 슬롯의 상이한 데이터 블록들을 상이한 서브-대역들로 맵핑하고, 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 상이한 그룹-안테나 맵핑 방식을 채택한다. 예를 들어, 상기 제 1 슬롯에서, 상기 데이터 블록(20-1-1)은 상기 안테나(50-1)의 상기 서브-대역(35-1-1)으로 맵핑되고, 상기 데이터 블록(20-2-1)은 상기 안테나(50-2)의 상기 서브-대역(35-2-2)으로 맵핑되고; 제 2 슬롯에서, 상기 데이터 블록(20-1-2)은 상기 안테나(50-2)의 상기 서브-대역(35-2-1)으로 맵핑되고, 상기 데이터 블록(20-2-2)은 상기 안테나(50-1)의 상기 서브-대역(35-1-2)으로 맵핑된다. 이러한 방법으로, 데이터 스트림의 상이한 슬롯들의 데이터 블록들이 동일한 서브-대역들로 맵핑되지만 상이한 안테나를 통해 송신되어, 공간 다이버시티 이득을 달성한다. 상기 두 개의 안테나들이 상기 두 개의 데이터 스트림들의 일부를 각각 송신하여, 각각의 안테나의 PAPR을 완화한다.
이 실시예에서, 상기 두 개의 안테나들(50-1 및 50-2)에 의해 점유된 대역 자원들은 동일하다. 당업자는 상기 두 개의 안테나들에 의해 점유된 상기 대역 자원들이 상이할 수 있다는, 즉, 상기 서브-대역들(35-1-1 및 35-1-2)은 상기 서브-대역들(35-2-1 및 35-2-2)과 상이하다는 것을 이해한다. 이러한 상황에서, 상기 그룹화 및 맵핑디바이스(30)는 더욱 융통성 있는 데이터-서브-대역 맵핑을 채택할 수 있다.
본 발명의 상기 송신기의 일 실시예에 따라, 상기 송신기는 두 개의 안테나들을 포함하고, 상기 데이터 획득 디바이스는 네 개의 데이터 스트림들을 출력한다. 도 8은 일 실시예의 송신기의 구조를 도시하는 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 블록 획득 디바이스(10)는 네 개의 DFT 모듈들(15-1, 15-2, 15-3, 및 15-4)을 포함한다. 데이터 스트림들(20-1, 20-2, 20-3, 및 20-4)은 DFT를 통해 획득된다. 상기 데이터 스트림(20-1)은 두 개의 슬롯들에 데이터 블록들(20-1-1 및 20-1-2)을 포함하고, 상기 데이터 스트림(20-2)은 두 개의 슬롯들에 데이터 블록들(20-2-1 및 20-2-2)을 포함하고, 상기 데이터 스트림(20-3)은 두 개의 슬롯들에 데이터 블록들(20-3-1 및 20-3-2)을 포함하고, 상기 데이터 스트림(20-4)은 두 개의 슬롯들에 데이터 블록들(20-4-1 및 20-4-2)을 포함한다. 상기 8 개의 데이터 블록들은 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)에 의해 그룹화 및 맵핑되고, IFFT 모듈들(40-1 및 40-2)에 의해 안테나들(50-1 및 50-2)의 상이한 서브-대역들로 변조되고 그 후 송신된다. 상기 안테나(50-1)에 의해 점유된 서브-대역들은 서브-대역들(35-1-1, 35-1-2, 35-1-3, 및 35-1-4)을 포함하고, 상기 안테나(50-2)에 의해 점유된 서브-대역들은 서브-대역들(35-2-1, 35-2-2, 35-2-3, 및 35-2-4)을 포함한다. 또한, 상기 서브-대역들(35-1-1 및 35-2-1)은 상기 두 개의 안테나들에 대응하는 동일한 서브-대역들이고, 상기 서브-대역들(35-1-2 및 35-2-2)은 상기 두 개의 안테나들에 대응하는 동일한 서브-대역들이고, 상기 서브-대역들(35-1-3 및 35-2-3) 및 상기 서브-대역들(35-1-4 및 35-2-4)도 마찬가지이다.
상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)는 상기 네 개의 데이터 블록들에 대해 다양한 그룹화 및 맵핑 방식들을 채택할 수 있다.
각각의 슬롯이 네 개의 데이터 블록들을 포함하기 때문에, 동일한 슬롯의 상기 네 개의 데이터 블록들을 두 개의 그룹들로 그룹화하는 다양한 방법들이 있다. 한 그룹화 방식은 동일한 슬롯의 두 개의 그룹 각각이 두 개의 데이터 블록들을 포함하도록 설계된다. 예를 들어, 상기 데이터 블록들(20-1-1 및 20-2-1)이 하나의 그룹으로 그룹화되고, 상기 데이터 블록들(20-3-1 및 20-4-1)이 다른 그룹으로 그룹화된다. 다른 그룹화 방식이 상기 동일한 슬롯의 상기 두 개의 그룹들이 각각 세 개의 데이터 블록들 및 하나의 데이터 블록을 포함하도록 설계된다. 예를 들어, 상기 데이터 블록들(20-1-1, 20-2-1 및 20-3-1)이 하나의 그룹으로 그룹화되고, 상기 데이터 블록(20-4-1)이 다른 그룹으로 그룹화된다.
상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 동일한 데이터 블록 그룹화 방식 또는 상이한 데이터 블록 그룹화 방식들이 채택될 수 있다.
제 1 맵핑 방식에서, 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)는 상기 동일한 슬롯의 네 개의 데이터 블록들을 각각 두 개의 데이터 블록들을 포함하는 두 개의 그룹들로 그룹화하고, 상이한 데이터 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 상기 동일한 데이터 블록 그룹화 방식 및 상기 동일한 그룹-안테나 맵핑 방식을 채택한다. 예를 들어, 제 1 슬롯에서, 상기 데이터 블록들(20-1-1 및 20-2-1)은 하나의 그룹으로 그룹화되고 상기 안테나(50-1)의 서브-대역들(35-1-1 및 35-1-2)로 각각 맵핑되고, 상기 데이터 블록들(20-3-1 및 20-4-1)은 다른 그룹으로 그룹화되고 상기 안테나(50-2)의 서브-대역들(35-2-3 및 35-2-4)로 각각 맵핑되고; 제 2 슬롯에서, 상기 데이터 블록들(20-1-2 및 20-2-2)은 하나의 그룹으로 그룹화되고 상기 안테나(50-1)의 서브-대역들(35-1-3 및 35-1-4)로 각각 맵핑되고, 상기 데이터 블록들(20-3-2 및 20-4-2)은 다른 그룹으로 그룹화되고 상기 안테나(50-2)의 서브-대역들(35-2-1 및 35-2-2)로 각각 맵핑된다. 이러한 방법으로, 데이터 스트림의 상이한 슬롯들의 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 맵핑되고 상기 동일한 안테나를 통해 송신되어, 주파수 다이버시티 이득을 달성한다. 상기 네 개의 데이터 스트림들의 데이터가 상기 안테나들 중 하나를 통해 송신되고, 이는 각 안테나의 PAPR을 완화한다. 당업자는 이 방법이 상이한 데이터 스트림들이 동일한 사이즈의 자원 블록들을 점유하는 경우에 더 적절하다는 것을 이해할 것이다.
제 2 맵핑 방식에서, 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스(30)는 상기 동일한 슬롯의 네 개의 데이터 블록들을 각각 두 개의 데이터 블록들을 포함하는 두 개의 그룹들로 그룹화하고, 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 상기 동일한 데이터 블록 그룹화 방식 및 상이한 그룹-안테나 맵핑 방식들을 채택한다. 예를 들어, 제 1 슬롯에서, 상기 데이터 블록들(20-1-1 및 20-2-1)은 하나의 그룹으로 그룹화되고 상기 안테나(50-1)의 서브-대역들(35-1-1 및 35-1-2)로 각각 맵핑되고, 상기 데이터 블록들(20-3-1 및 20-4-1)은 다른 그룹으로 그룹화되고 상기 안테나(50-2)의 서브-대역들(35-2-3 및 35-2-4)로 각각 맵핑되고; 제 2 슬롯에서, 상기 데이터 블록들(20-1-2 및 20-2-2)은 하나의 그룹으로 그룹화되고 상기 안테나(50-2)의 서브-대역들(35-2-2 및 35-2-1)로 각각 맵핑되고, 상기 데이터 블록들(20-3-2 및 20-4-2)은 다른 그룹으로 그룹화되고 상기 안테나(50-1)의 서브-대역들(35-1-4 및 35-1-3)로 각각 맵핑된다. 이러한 방법으로, 데이터 스트림의 상이한 슬롯들의 데이터 블록들이 상이한 서브-대역들로 맵핑되고 상이한 안테나를 통해 송신되어, 주파수 다이버시티 이득 및 공간 주파수 이득을 달성한다. 상기 두 개의 안테나들이 상기 네 개의 데이터 스트림들의 데이터의 일부를 각각 송신하여, 각각의 안테나의 PAPR을 완화한다.
이 실시예에서, 상기 두 개의 안테나들(50-1 및 50-2)에 의해 점유된 대역 자원들은 동일하다. 당업자는 상기 두 개의 안테나들에 의해 점유된 상기 대역 자원들이 상이할 수 있다는, 즉, 상기 서브-대역들(35-1-1, 35-1-2, 35-1-3 및 35-1-4)은 상기 서브-대역들(35-2-1, 35-2-2, 35-2-3 및 35-2-4)과 상이하다는 것을 이해한다. 이러한 상황에서, 상기 그룹화 및 맵핑디바이스(30)는 더욱 융통성 있는 데이터-서브-대역 맵핑을 채택할 수 있다.
본 발명의 멀티-안테나 송신기는 본 발명의 상기 데이터 송신 방법을 구현하기에 특히 적절하다. 그러나, 당업자는 본 발명의 상기 데이터 송신 방법이 본 발명에 개시된 상기 멀티-안테나 송신기에 의해 구현되는 것으로 제한되는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다.
도 9는 종래 기술 솔루션들 1 및 2, 및 도 7에 도시된 송신기 솔루션의 PAPR의 시뮬레이션 플롯이다. 도 7에 도시된 15-1 및 15-2 둘 다는 M-포인트 DFT 모듈이고, 상기 데이터 획득 디바이스(10)는 신호 변조 모듈을 더 포함한다. 상기 시뮬레이션 조건은 다음과 같다: 상기 세 솔루션들의 각각의 신호 변조 모듈은 16QAM 변조를 채택하고; 2M-포인트 DFT 모듈은 종래 기술 솔루션 1에 포함되고, 2 개의 M-포인트 DFT 모듈은 종래 기술 솔루션 2 및 상기 도 7에 도시된 솔루션 모두에 포함되고, 여기서 M 값은 60이고; 상기 세 솔루션들의 각각의 IFFT 모듈은 1024-포인트 변환을 채택한다. 도 9에서, 가로축은 dB 단위의 PAPR을 나타내고, 세로 좌표는 대응하는 PAPR이 도달되거나 초과되는 확률을 나타낸다. 교차 마커들을 연결하는 곡선은 종래 기술 솔루션 1의 동작 곡선이고, 사각 마커들을 연결하는 곡선은 종래 기술 솔루션 2의 동작 곡선이고, 둥근 마커들을 연결하는 곡선은 도 7에 도시된 솔루션의 동작 곡선이다. 시뮬레이션 결과로부터 도 7에 도시된 솔루션의 PAPR 성능은 종래 기술 솔루션 2와 비슷하고 종래 기술 솔루션 1보다 양호하다는 것이 관찰된다.
도 10은 종래 기술 솔루션 2의 BLER 및 도 7에 도시된 송신기 솔루션의 제 1 및 제 2 그룹화 및 맵핑 방식들의 시뮬레이션 플롯이다. 도 7에 도시된 15-1 및 15-2 둘 다는 M-포인트 DFT 모듈이고, 상기 데이터 획득 디바이스(10)는 터보 코딩 모듈 및 신호 변조 모듈을 더 포함한다. 상기 서브-대역들(35-1-1 및 35-2-1)은 종래 기술 솔루션들 1 및 2의 서브-대역 1에 대응하고, 상기 서브-대역들(35-1-2 및 35-2-2)은 종래 기술 솔루션들 1 및 2의 서브-대역(2)에 대응한다. 시뮬레이션 조건들은 다음을 포함한다: OFDM 신호들의 캐리어 주파수는 2GHz, 송신 대역폭은10MHz이고; 1024-포인트 FFT가 채택되고; 데이터 스트림의 길이, 즉, 서브프레임은 10ms이고; 10 개의 자원 유닛들은 각각의 데이터 스트림에 할당되고; 상기 DFT 모듈들은 M의 값에 따라 결정되고, 즉, 60이고; 상기 신호 변조 모듈은 16QAM 변조를 채택하고; 상기 코딩 모듈은 1/2 코딩 레이트의 터보 코딩을 채택하고; 각각의 데이터 스트림은 2880 비트들이고; 로컬 맵핑이 서브-대역 맵핑을 위해 채택되고; 두 개의 서브-대역들은 600 개의 서브캐리어들에 의해 분리되고, 즉, 약 6MHz이고; 고정 파라미터를 갖는 3GPP SCME(Special Channel Model Extended)는 채널 모델로 채택되고; 상기 시나리오는 어번 매크로(urban macro)(NLOS)이고; 상기 안테나는 상기 송신기(이동국)의 두 안테나들이 0.5 파장만큼 떨어져 있고 수신기(기지국)의 두 안테나들이 10 파장만큼 떨어져 있도록 구성되고; 상기 송신기의 속도는 30kmph로 설정되고; 채널 추정은 퍼펙트 채널 추정이고; SNR은 주파수 도메인에서 잡음 전력비에 대해 수신 안테나 당 총 수신된 전력으로 규정된다. 도 10에서, 가로축은 dB 단위의 SNR을 나타내고, 세로 좌표는 BLER을 나타낸다. 도 10의 각 곡선은 BLER vs. SNR 동작 곡선이다. 상기 교차 마커들을 연결한 곡선은 종래 기술 솔루션 2의 동작 곡선이고, 둥근 마커들을 연결한 곡선은 도 7에 도시된 솔루션의 제 1 그룹화 및 맵핑 방식의 동작 곡선이고, 사각 마커들을 연결한 곡선은 도 7에 도시된 솔루션의 제 2 그룹화 및 맵핑 방식의 동작 곡선이다. 시뮬레이션 결과로부터 도 7에 도시된 솔루션의 BLER 성능은 종래 기술 2보다 양호함이 관찰된다.
당업자는 본 발명에 언급된 디바이스들이 하드웨어 모듈, 또는 소프트웨어의 기능 모듈, 또는 심지어 소프트웨어 기능 모듈을 통합한 하드웨어 모듈에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 송신기는 클러스터된 DFT-S-OFDM, 특히 업링크 데이터 송신에 이용하기에 적합할 수 있다.
본 발명의 비-제한적인 실시예들이 상기되었다. 그러나, 본 발명은 특정한 시스템들, 장비들 및 특정한 프로토콜들로 제한되지 않는다. 그리고 변형들 또는 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 당업자들에 의해 행해질 수 있다.

Claims (37)

  1. 멀티 안테나 송신기를 통해 데이터를 송신하는 방법에 있어서:
    A. 다중 데이터 스트림들을 획득하는 단계로서, 각각의 데이터 스트림은 다중 슬롯들에 데이터 블록들을 포함하는, 상기 데이터 스트림 획득 단계;
    B. 각각의 데이터 블록을 그룹화하고 맵핑하는 단계로서, 각각의 데이터 스트림의 동일한 슬롯의 데이터 블록들은 상기 안테나들의 수에 따라 그룹화되고 각각의 그룹은 안테나들 중 하나로 각각 맵핑되고, 동일한 그룹의 상이한 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑되고; 그룹화 및 맵핑 방식들은 데이터 블록 그룹화 방식들, 그룹-안테나 맵핑 방식들, 및 서브-대역 맵핑 방식들을 포함하고, 상기 데이터 블록 그룹화 방식들, 상기 그룹-안테나 맵핑 방식들, 및 상기 서브-대역 맵핑 방식들 중 적어도 하나에서 동일하지 않은 상기 그룹화 및 맵핑 방식들이 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 채택되는, 상기 그룹화 및 맵핑 단계;
    C. 상기 안테나들을 통해 상기 다중 슬롯들의 데이터 블록들의 그룹들을 각각 송신하는 단계를 포함하는, 데이터 송신 방법.
  2. 멀티-안테나 송신기에 있어서:
    다중 데이터 스트림들을 획득하기 위한 데이터 블록 획득 디바이스로서, 각각의 데이터 스트림은 다중 슬롯들에 데이터 블록들을 포함하는, 상기 데이터 블록 획득 디바이스; 및
    각각의 데이터 블록을 그룹화하고 맵핑하기 위한 그룹화 및 맵핑 디바이스로서, 각각의 데이터 스트림의 동일한 슬롯의 데이터 블록들은 상기 안테나들의 수에 따라 그룹화되고 각각의 그룹은 안테나들 중 하나로 각각 맵핑되고, 동일한 그룹의 상이한 데이터 블록들은 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑되고; 그룹화 및 맵핑 방식들은 데이터 블록 그룹화 방식들, 그룹-안테나 맵핑 방식들, 및 서브-대역 맵핑 방식들을 포함하고, 상기 데이터 블록 그룹화 방식들, 상기 그룹-안테나 맵핑 방식들, 및 상기 서브-대역 맵핑 방식들 중 적어도 하나에서 동일하지 않은 상기 그룹화 및 맵핑 방식들이 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 채택되는, 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스를 포함하고,
    상기 다중 슬롯들의 데이터 블록들의 그룹들은 상기 안테나들을 통해 각각 송신되는, 멀티-안테나 송신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신은 클러스터된 DFT-S-OFDM을 채용하는, 멀티-안테나 송신기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 상기 동일한 슬롯의 각각의 데이터 블록을 상이한 서브-대역으로 각각 맵핑하는, 멀티-안테나 송신기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    모든 상기 서브-대역들은 불연속인, 멀티-안테나 송신기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 동일한 데이터 블록 그룹화 방식 및 상이한 그룹-안테나 맵핑 방식들을 채택하는, 멀티-안테나 송신기.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 동일한 데이터 블록 그룹화 방식 및 동일한 그룹-안테나 맵핑 방식 및 상이한 서브-대역 맵핑 방식들을 채택하는, 멀티-안테나 송신기.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기는 두 개의 안테나들을 포함하는, 멀티-안테나 송신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 블록 획득 디바이스는 각각 다중 슬롯들의 데이터 블록들을 포함하는 두 데이터 스트림들을 획득하기 위해 사용되고; 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 동일한 슬롯의 두 데이터 블록들을 각각 상기 두 안테나들 및 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑하는, 멀티-안테나 송신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 두 데이터 스트림들은 두 슬롯들에 상기 데이터 블록들을 각각 포함하는, 멀티-안테나 송신기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 상기 두 데이터 스트림들의 데이터 블록들을 상기 두 안테나들로 각각 맵핑하고 상기 동일한 데이터 스트림의 상기 두 슬롯들의 데이터 블록들을 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑하는, 멀티-안테나 송신기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 상기 동일한 데이터 스트림의 상기 두 슬롯들의 데이터 블록들을 상기 두 안테나들로 각각 맵핑하는, 멀티-안테나 송신기.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 블록 획득 디바이스는 네 개의 데이터 스트림들을 획득하기 위해 사용되고, 각각은 다중 슬롯들의 데이터 블록들을 포함하고; 상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 상기 동일한 슬롯의 네 개의 데이터 스트림들을 각각 두 개의 데이터 블록들을 포함하는 두 개의 그룹들로 그룹화하고, 상기 두 개의 데이터 블록들의 그룹들을 상기 두 안테나들 중 하나로 각각 맵핑하고, 상기 동일한 그룹의 상기 두 개의 데이터 블록들을 상이한 서브-대역들로 각각 맵핑하는, 멀티-안테나 송신기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 동일한 데이터 블록 그룹화 방식 및 상이한 그룹-안테나 맵핑 방식들을 채택하는, 멀티-안테나 송신기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 그룹화 및 맵핑 디바이스는 상이한 슬롯들의 데이터 블록들에 대해 동일한 데이터 블록 그룹화 방식, 동일한 그룹-안테나 맵핑 방식 및 상이한 서브-대역 맵핑 방식들을 채택하는, 멀티-안테나 송신기.
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