KR101508426B1 - Pre-coding apparatus and method in open loop multiple input multiple output system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 안테나 시스템인 미모(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방송 시스템과 같이 수신측으로부터 채널환경을 피드백(Feedback)받지 못하는 개루프 송신 상관 미모 페이딩 채널에서 의 성능열화를 방지할 수 있는 개루프 다중안테나 시스템에서 전치 부호화 장치 및 방법에 관한 것으로, 송신 상관계수가 최악인 경우를 가정하고 평균 수신신호 성능 열화를 방지할 수 있는 복소 최악의 채널환경을 고려한 프리코드로 분리된 송신신호를 프리코딩(또는 "전치 부호화"라 함)함으로써 수신기의 피드백 정보 없이도 채널에서 송신신호의 수신 성능 열화를 방지하고 이에 따른 시스템 오류 확률(PEP)을 낮출 수 있으며, 피드백 구조를 가지지 않으므로 시스템의 복잡도 및 오버헤드를 낮출 수 있는 효과를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiple input multiple output (MIMO) system, and more particularly, to a multiple input multiple output (MIMO) system in which a channel environment is not fed back from a receiver, The present invention relates to a precoding apparatus and method in an open loop multi-antenna system capable of preventing degradation in performance, and more particularly, to a precoding apparatus and method in an open loop multi- (Or "pre-coding") a transmission signal separated by a code, it is possible to prevent deterioration of reception performance of a transmission signal in a channel without lowering the feedback error of the receiver, thereby lowering the system error probability (PEP) It is possible to reduce the complexity and overhead of the system.

Figure R1020130085603
Figure R1020130085603

Description

개루프 다중안테나 시스템에서 전치 부호화 장치 및 방법{Pre-coding apparatus and method in open loop multiple input multiple output system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pre-coding apparatus and method for an open-

본 발명은 다중 안테나 시스템인 미모(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방송 시스템과 같이 수신측으로부터 채널환경을 피드백(Feedback)받지 못하는 개루프 송신 상관 미모 페이딩 채널에서 수신신호의 성능열화를 방지할 수 있는 개루프 다중안테나 시스템에서 전치 부호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiple input multiple output (MIMO) system, and more particularly, to a multiple input multiple output (MIMO) system in which a channel environment is not received from a receiver To an apparatus and method for precoding in an open-loop multi-antenna system capable of preventing performance deterioration of a signal.

최근, 수신 성능을 향상시키고, 데이터 전송용량을 증가시킬 수 있는 효과를 가지는 미모(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 시스템의 연구가 활발하게 이루어지고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, studies have been actively made on a multiple input multiple output (MIMO) system having an effect of improving reception performance and increasing data transmission capacity.

구체적으로, MIMO는 지금까지 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나(SISO: Single Input Single Output)를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신안테나와 다중 수신안테나를 채택하여 공간을 다중화(이하 "공간 다중화(Spatial Multiplexing)"이라 함)함으로써 송수신 데이터의 전송 효율을 향상시키고, 데이터 전송 용량을 증가시킬 수 있는 통신방법이다.In particular, MIMO has been removed from the use of a single transmission antenna and a single input single output (SISO) so far, and multiplexing of spatial and spatial multiplexing (hereinafter referred to as "spatial multiplexing Spatial Multiplexing "), thereby improving the transmission efficiency of the transmission / reception data and increasing the data transmission capacity.

이런 MIMO 시스템의 공간 다중화의 성능은 송신 안테나 사이 채널들의 상관(Correlation)에 의해서 심각한 수신 성능 열화가 발생하게 된다. The spatial multiplexing performance of such a MIMO system results in severe reception performance degradation due to correlation of channels between transmit antennas.

이런 수신신호의 성능열화를 방지하기 위해 수신기는 공간 다중화 채널을 통해 수신된 신호로부터 채널 환경을 추정하고, 추정된 채널 환경 정보를 송신기로 피드백하여 송신신호에 채널 환경을 반영하여 송신하도록 하는 피드백 방식이 적용되고 있다.In order to prevent deterioration in the performance of such a received signal, the receiver estimates the channel environment from the signal received through the spatial multiplexing channel, feeds back the estimated channel environment information to the transmitter, reflects the channel environment to the transmission signal, Is applied.

이러한 피드백 방식의 MIMO 시스템은 다수개의 송신안테나를 구비하는 송신기와 다수개의 수신 안테나를 구비하는 수신기로 구성된다.The feedback MIMO system is composed of a transmitter having a plurality of transmit antennas and a receiver having a plurality of receive antennas.

도 1은 코드북 방식을 적용하는 일반적인 피드백 방식의 MIMO 시스템의 구성을 타나낸 도면이다.1 is a diagram showing a configuration of a general feedback type MIMO system applying a codebook method.

도 1을 참조하면, 코드북 방식의 MIMO 시스템은, 송신기(10)가 코드북 저장부(13)에 미리 설계 되어 있는 코드북 집합들을 선택한 후 프리코딩 적용부(11)에서 분리된 송신신호에 프리코딩을 적용하여 송신하고, 수신기(10)는 프리코딩이 적용된 송신신호를 수신하고 채널 추정부(22)를 통해 상기 수신신호로부터 채널 환경을 추정하며, 다양한 채널 환경에 대해 시스템 오류를 최소화할 수 있는 최적의 코드워드들을 저장하고 있는 코드워드 선택부(23)를 통해 상기 추정된 채널 환경에 대응하는 코드워드를 선택하고 그 선택된 코드 인덱스를 피드백 채널을 통해 송신기(10)로 전송한다. 이때, 송신기(10)는 피드백 채널을 통해 수신된 코드 인덱스에 대응하는 코드워드를 코드북(13)으로부터 찾아 프리 코딩 적용부(11)로 출력하고, 프리 코딩 적용부(11)는 입력되는 코드워드를 송신부(12)의 송신안테나들을 통해 송신하기 위해 분리된 송신신호들에 적용하여 송신부(12)의 해당 안테나를 통해 송신한다. 상기 채널 추정 및 코드워드 선택기법은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이므로 그 상세한 설명을 생략한다.Referring to FIG. 1, a codebook MIMO system is a system in which a transmitter 10 selects codebook sets designed in advance in a codebook storage unit 13 and then precodes the transmission signals separated by the precoding application unit 11 The receiver 10 receives the transmission signal to which the precoding is applied, estimates the channel environment from the reception signal through the channel estimation unit 22, and optimizes the channel environment for various channel environments Selects a codeword corresponding to the estimated channel environment through the codeword selector 23 storing the codewords of the codeword, and transmits the selected codeword to the transmitter 10 via the feedback channel. At this time, the transmitter 10 searches the codebook corresponding to the code index received via the feedback channel from the codebook 13, and outputs the code word to the precoding application unit 11. The precoding application unit 11 applies the code word To the separated transmission signals for transmission through the transmission antennas of the transmission unit 12, and transmits the transmission signals through the corresponding antenna of the transmission unit 12. The channel estimation and codeword selection techniques are self-evident techniques to those skilled in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 2는 회전 변환 기법을 적용하는 일반적인 피드백 방식의 MIMO 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating a configuration of a general feedback type MIMO system applying a rotation transformation technique.

도 2를 참조하면, 회전 변환 기법을 이용한 MIMO 시스템은 수신기(20)의 채널 추정부(22)를 통해 추정된 채널 환경 정보로부터 상관계수를 계산하고, 계산된 상관계수를 피드백 채널을 통해 송신기(10)로 전송하는 상관 계수 계산부(24)를 포함하고, 송신기(10)는 상기 상관계수 계산부(24)로부터 수신되는 상관계수에 의해 회전 변환기법, 전력 할당 및 대표적인 행렬을 기반으로 한 시스템 오류를 최소화 하는 프리코딩의 파라미터 값들을 계산하고, 계산된 파라미터 값들이 적용된 프리코드를 프리 코딩 적용부(11)로 출력하는 회전 변환부(14)를 포함한다. 상기 상관계수 계산 방법, 회전 변환 기법 및 전력 할당 및 행렬에 의한 시스템 오류 최소화를 위한 프리코딩 파라미터 값 계산법은 이 기술분야의 통상의 기술을 가진 자에게 자명한 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.2, the MIMO system using the rotation transformation technique calculates a correlation coefficient from the channel environment information estimated through the channel estimation unit 22 of the receiver 20, and transmits the calculated correlation coefficient to a transmitter The transmitter 10 includes a correlation coefficient calculation unit 24 that calculates a correlation coefficient based on a rotation conversion scheme, a power allocation scheme, and a system based on a representative matrix, based on a correlation coefficient received from the correlation coefficient calculation unit 24, And a rotation conversion unit 14 for calculating parameter values of precoding for minimizing the error and outputting the pre-code to which the calculated parameter values are applied, to the precoding application unit 11. [ The correlation coefficient calculation method, the rotation conversion method, and the method of calculating the precoding parameter value for minimizing the system error by the power allocation and matrix are obvious to those having ordinary skill in the art, and detailed description will be omitted.

상술한 바와 같이 송신기로부터 송신된 송신신호로부터 MIMO 채널 환경을 추정하고 이 추정된 채널 환경 정보를 송신기로 피드백하여 줌으로써 공간 다중화에 의한 채널 성능 열화를 방지할 수 있는 효과를 가진다.As described above, the MIMO channel environment is estimated from the transmission signal transmitted from the transmitter, and the estimated channel environment information is fed back to the transmitter, thereby preventing channel performance deterioration due to spatial multiplexing.

그러나 상기 피드백 방식의 MIMO 시스템은 모두 높은 복잡도가 요구되는 문제점이 있다.However, the MIMO system of the feedback scheme has a high complexity.

그리고 피드백 방식은 개루프 시스템인 방송 시스템 혹은 피드백 정보를 받기 힘든 페스트 페이딩(Fast Fading) 채널 환경을 가지는 시스템에는 피드백 오류에 따른 성능열화가 발생하는 문제점이 있었다.Also, there is a problem that performance degradation occurs due to a feedback error in a broadcasting system which is an open loop system or a system having a fast fading channel environment in which feedback information is difficult to receive.

따라서 방송 시스템 및 페스트 페이딩 채널 환경을 가지는 시스템 등과 같은 개루프 MIMO 시스템에서의 공간 다중화에 의한 수신신호의 성능 열화를 방지할 수 있는 방안이 요구되어지고 있다.
Accordingly, there is a demand for a method for preventing performance deterioration of a received signal due to spatial multiplexing in an open loop MIMO system such as a system having a broadcast system and a fast fading channel environment.

따라서 본 발명의 목적은 방송 시스템과 같이 수신측으로부터 채널환경을 피드백(Feedback)받지 못하는 개루프 송신 상관 미모 페이딩 채널에서 수신신호의 성능열화를 방지할 수 있는 개루프 다중안테나 시스템에서 전치 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
Therefore, it is an object of the present invention to provide a precoding apparatus and a precoding apparatus in an open-loop multi-antenna system capable of preventing deterioration of performance of a received signal in an open-loop transmit correlation fine fading channel in which feedback of a channel environment is not received from a receiver, Method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개루프 다중안테나 시스템에서 전치 부호화 장치는: 적어도 둘 이상의 수신안테나를 포함하여 공간 다중화 송신된 송신신호를 상기 수신 안테나들을 통해 수신하는 수신부와 상기 수신부를 통해 수신된 신호들을 결합한 후 복조하여 출력하는 신호 결합 및 복조부를 포함하는 수신기를 구비하는 개루프 다중안테나 시스템의 송신기에 있어서, 적어도 둘 이상의 송신안테나를 포함하여 공간 다중화된 송신신호들을 송신하는 송신부와, 송신할 신호를 상기 송신안테나 수에 대응하도록 분리하는 신호 분리부와, 분리된 상기 신호들을 변조하여 출력하는 변조부와, 송신안테나 수에 대한 프리코드 행렬을 가지는 프리코드 행렬부와, 최악의 채널환경으로 가정하여 시스템 오류를 최소화 하는 상기 프리코드 행렬의 성분(θ, Φ)를 결정하고, 상기 결정된 성분을 적용하여 최적의 프리코드를 결정하는 프리코드부와, 상기 변조부로부터 출력되는 분리 및 변조된 신호들을 상기 결정된 프리코드를 적용하여 상기 송신부로 출력하는 프리코딩 적용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the precoding apparatus in an open loop multiple antenna system of the present invention includes: a receiver for receiving a transmission signal transmitted through a plurality of reception antennas including at least two reception antennas through the reception antennas; And a receiver including a signal combining and demodulating unit for combining and demodulating the received signals and outputting the demodulated signals, the transmitter comprising: a transmitter for transmitting spatially multiplexed transmission signals including at least two transmission antennas; A modulation section for modulating and outputting the separated signals; a pre-code matrix section having a pre-code matrix for the number of transmission antennas; Environment to minimize the system error, A pre-code unit for determining a component (?,?) Of a column and determining an optimal pre-code by applying the determined component, and a pre-code unit for applying the determined pre-code to the separated and modulated signals output from the modulator And a pre-coding application unit for outputting the pre-coding application to the transmission unit.

상기 변조부는, 상기 입력되는 신호들을 QPSK 변조를 수행하여 출력하는 QPSK 변조부 및 상기 입력되는 신호들을 16-QAM 변조를 수행하여 출력하는 16QAM 변조부 중 하나인 것을 특징으로 한다.The modulator is one of a QPSK modulator for performing QPSK modulation on the input signals and a 16QAM modulator for performing 16-QAM modulation on the input signals.

상기 송신안테나 및 수신안테나의 수가 2개인 것을 특징으로 한다.And the number of the transmission antennas and the number of the reception antennas is two.

상기 프리코드 행렬부는, 하기 수학식 1과 같이 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The pre-code matrix unit may include a rotation matrix and a phase rotation matrix as shown in Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112013065450503-pat00001
Figure 112013065450503-pat00001

상기 프리코드부는, 상기 최악의 채널환경으로 가정한 시스템 오류를 최소화하기 위해 하기 수학식 2에 의해 시스템 평균 오류 확률(PEP)을 최소로 하는 프리코드 행렬의 상기 성분을 결정하는 것을 특징으로 한다.The pre-code unit determines the component of the pre-code matrix minimizing the system average error probability (PEP) according to Equation (2) to minimize the system error assumed to be the worst channel environment.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112014080352456-pat00033
Figure 112014080352456-pat00033

여기서, M은 변조 차수, Nt은 송신 안테나의 수, Nr은 수신 안테나의 수, r은 신호 대 잡음비(SNR)이고, Rt는 송신 상관 행렬, F는 프리코드 행렬, (

Figure 112014080352456-pat00024
)는 변조 차수에 따른 코드워드의 차이다. (이 때 코드워드의 차는 변조 차수에 따라 다르며, BPSK, 16-QAM, 64-QAM, M-QAM을 각각 적용 할 수 있음).Here, M is the modulation order, N t is the number of transmit antennas, Nr is the number of receive antennas, r is the signal-to-noise ratio (SNR) and, R t is transmitted correlation matrix, F is a pre-code matrix, (
Figure 112014080352456-pat00024
) Is the difference in codeword according to modulation order. (In this case, the difference of the codeword differs depending on the modulation order, and BPSK, 16-QAM, 64-QAM, and M-QAM can be applied respectively.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개루프 다중안테나 시스템에서 전치 부호화 방법은: 적어도 둘 이상의 수신 안테나를 포함하는 수신기를 포함하는 개루프 다중 안테나 시스템의 적어도 둘 이상의 송신안테나를 구비하는 송신기에 있어서, 송신안테나 수에 대한 프리코드 행렬을 로드하고, 최악의 채널환경으로 가정하여 시스템 오류를 최소화 하는 상기 프리코드 행렬의 성분(θ, Φ)를 결정하는 프리코드 행렬 성분 결정 과정과, 상기 결정된 프리코드 행렬 성분을 프리코드 행렬에 적용하여 프리코드를 결정하는 프리코드 결정 과정과, 송신할 신호를 송신안테나 수에 대응하도록 분리하는 신호 분리 과정과, 상기 분할된 신호들을 변조하여 출력하는 신호 변조 과정과, 상기 변조부로부터 출력되는 분리 및 변조된 신호들을 상기 결정된 프리코드를 적용하여 상기 송신부로 출력하는 프리코드 적용 과정과, 상기 프리코드가 적용된 신호들을 각각의 송신안테나를 통해 송신하는 송신 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a precoding method in an open-loop multi-antenna system including: a transmitter including at least two transmit antennas of an open-loop multi-antenna system including a receiver including at least two receive antennas; A pre-code matrix component determining step of determining a component (?,?) Of the pre-code matrix that loads a pre-code matrix for the number of transmit antennas and assumes a worst case channel environment and minimizes a system error; A pre-code determining step of determining a pre-code by applying a pre-code matrix component to a pre-code matrix; a signal separating step of separating a signal to be transmitted so as to correspond to the number of transmission antennas; And outputting the separated and modulated signals output from the modulator to the determined Applying a code to re-apply the pre-code output process in the transmitter, and the signal is applied to the pre-code, it characterized in that it comprises a transmission step of transmitting over a respective transmit antenna.

상기 변조는, 상기 입력되는 신호들을 QPSK 변조를 수행하는 QPSK 변조 및 상기 입력되는 신호들을 16-QAM 변조를 수행하는 16-QAM 변조 중 하나인 것을 특징으로 한다.Wherein the modulation is one of QPSK modulation for performing QPSK modulation on the input signals and 16-QAM modulation for performing 16-QAM modulation on the input signals.

상기 송신안테나 및 수신안테나의 수가 2개인 경우, 상기 프리코드 행렬은 하기 수학식 1과 같이 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)로 구성되는 것을 특징으로 한다.When the number of transmit and receive antennas is 2, the pre-code matrix is composed of a rotation matrix and a phase rotation matrix as shown in Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112013065450503-pat00003
Figure 112013065450503-pat00003

상기 프리코드부는, 상기 최악의 채널환경으로 가정한 시스템 오류를 최소화하기 위해 하기 수학식 2에 의해 시스템 평균 오류 확률(PEP)을 최소로 하는 프리코드 행렬의 상기 성분(θ, Φ)를 결정하는 것을 특징으로 한다.The pre-code section determines the component (?,?) Of the pre-code matrix minimizing the system average error probability (PEP) according to Equation (2) to minimize the system error assumed to be the worst channel environment .

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112014080352456-pat00034
Figure 112014080352456-pat00034

여기서, M은 변조 차수, Nt은 송신 안테나의 수, Nr은 수신 안테나의 수, r은 신호 대 잡음비(SNR)이고, Rt는 송신 상관 행렬, F는 프리코드 행렬, (

Figure 112014080352456-pat00026
)는 변조 차수에 따른 코드워드의 차이다. Here, M is the modulation order, N t is the number of transmit antennas, Nr is the number of receive antennas, r is the signal-to-noise ratio (SNR) and, R t is transmitted correlation matrix, F is a pre-code matrix, (
Figure 112014080352456-pat00026
) Is the difference in codeword according to modulation order.

본 발명은 송신 상관계수가 최악인 경우를 가정하고 평균 수신신호 성능 열화를 방지할 수 있는 최악의 채널환경을 고려한 프리코드로 분리된 송신신호를 프리코딩(또는 "전치 부호화"라 함)함으로써 수신기의 피드백 정보 없이도 채널에서 수신신호의 성능 열화를 방지하고 이에 따른 시스템 오류 확률(Pairwise Error Probability: PEP)을 낮출 수 있는 효과를 가진다.(Or "precoding") a transmission signal separated by a precode considering the worst channel environment that can prevent the deterioration of the average reception signal performance, assuming that the transmission correlation coefficient is the worst It is possible to prevent deterioration of the performance of the received signal in the channel and to reduce the Pairwise Error Probability (PEP) according to the feedback information.

또한, 본 발명은 피드백 구조를 가지지 않으므로 시스템의 복잡도 및 오버헤드를 낮출 수 있는 효과를 가진다.
Further, since the present invention does not have a feedback structure, it has the effect of reducing the complexity and overhead of the system.

도 1은 코드북 방식을 적용하는 일반적인 피드백 방식의 MIMO 시스템의 구성을 타나낸 도면이다.
도 2는 회전 변환 기법을 적용하는 일반적인 피드백 방식의 MIMO 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전치 부호화 장치를 포함하는 개루프 다중안테나 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 개루프 다중 안테나 시스템의 전치 부호화 장치에서의 전치 부호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 전치 부호화에 의한 위상이 없는 상관계수 따른 수신 성능을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 전치 부호화에 의한 상관계수가 1이고 정규분포로 위상이 존재 할 때, 신호 대 잡음비에 따른 평균 수신 성능을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 전치 부호화에 의한 상관계수가 1이고 위상에 따른 수신 성능을 나타낸 그래프이다.
1 is a diagram showing a configuration of a general feedback type MIMO system applying a codebook method.
2 is a diagram illustrating a configuration of a general feedback type MIMO system applying a rotation transformation technique.
3 is a diagram illustrating a configuration of an open-loop multi-antenna system including a precoding apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a precoding method in a precoding apparatus of an open-loop multi-antenna system according to the present invention.
5 is a graph showing reception performance according to a correlation coefficient without phase due to the pre-coding of the present invention.
6 is a graph showing an average reception performance according to a signal-to-noise ratio when a correlation coefficient by the pre-coding of the present invention is 1 and a phase exists in a normal distribution.
FIG. 7 is a graph illustrating a reception performance according to a phase with a correlation coefficient of 1 according to the pre-coding according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 개루프 다중안테나 시스템에서 전치 부호화장치의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 장치에서의 부호화 방법을 설명한다.Hereinafter, a configuration and operation of a precoding apparatus in an open-loop multi-antenna system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and a coding method in the apparatus will be described.

도 3은 본 발명에 따른 전치 부호화 장치를 포함하는 개루프 다중안테나 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of an open-loop multi-antenna system including a precoding apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 개루프 다중 안테나 시스템은 본 발명에 따른 송신기(100)와 수신기(20)를 포함한다.The open loop multi-antenna system according to the present invention includes a transmitter 100 and a receiver 20 according to the present invention.

본 발명에 따른 개루프 다중 안테나 시스템 송신기(100)는 신호 분리부(110), 변조부(120), 프리코드 행렬부(150), 프리 코드부(160), 프리 코딩 적용부(130) 및 송신부(140)를 포함한다.The open loop multi-antenna system transmitter 100 according to the present invention includes a signal separator 110, a modulator 120, a pre-code matrix unit 150, a pre-code unit 160, a precoding application unit 130, And a transmission unit 140.

상기 신호 분리부(110)는 송신할 송신신호를 송신 안테나 수에 대응하는 수로 분리하여 출력한다.The signal separator 110 separates a transmission signal to be transmitted into a number corresponding to the number of transmission antennas and outputs the separated transmission signal.

변조부(120)는 상기 신호 분리부(110)에서 분리된 송신신호들 각각을 미리 정의된 변조방식에 따라 변조하여 출력한다. 상기 변조 방식으로는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식이 적용될 수 있다. BPSK, 16-QAM, 64-QAM, M-QAM, 8-PSK, 16-PSK, M-PSK 기존의 기저대역의 모든 변조 방식 적용이 가능함.The modulator 120 modulates and outputs each of the transmission signals separated by the signal separator 110 according to a predetermined modulation scheme. The modulation scheme may be a quadrature phase shift keying (QPSK) scheme. BPSK, 16-QAM, 64-QAM, M-QAM, 8-PSK, 16-PSK, M-PSK All the modulation methods of the baseband can be applied.

프리코드 행렬부(150)는 하기 수학식 1과 같은 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)을 포함하는 프리코드 행렬을 저장한다. The pre-code matrix unit 150 stores a pre-code matrix including a rotation matrix and a phase rotation matrix as shown in Equation (1).

송신 안테나 수에 대한 프리코드의 행렬은 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)을 결합한 것을 기반으로 한다. 이 때, 채널의 상관계수가 0이고 프리코딩을 적용할 경우, 프리코드 행렬이 직교한 특성을 가지기 때문에 성능 열화가 발생하지 않는다.The matrix of free codes for the number of transmit antennas is based on a combination of a rotation matrix and a phase rotation matrix. In this case, when the correlation coefficient of the channel is 0 and precoding is applied, performance degradation does not occur since the pre-code matrix has orthogonal characteristics.

예를 들어, 2×2 행렬, 즉 송신 안테나와 수신 안테나가 2개로 구성되는 경우, 프리코딩 행렬은 하기 수학식 1과 같이 구성될 수 있으며, 이때, 프리코딩 행렬의 각 성분, θ는 회전 변환 행렬(Rotational matrix)의 위상값, Φ는 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)의 위상값이다. θ와 Φ는 하기 수식 2 및 실험적 방법에 의해 도출될 수 있을 것이다.For example, when a 2x2 matrix, i.e., a transmit antenna and a receive antenna, is configured, the precoding matrix may be expressed as Equation (1) below, where each component of the precoding matrix, The phase of the matrix is the phase value of the rotation matrix, and the phase is the phase rotation matrix. [theta] and [phi] may be derived by the following equation (2) and the experimental method.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112013065450503-pat00005
Figure 112013065450503-pat00005

상기 수학식 1에서 첫 번째 항목이 회전 변환 행렬(Rotational matrix)이고, 두 번째 항목이 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)이다.
In Equation (1), the first item is a rotation matrix and the second item is a phase rotation matrix.

프리코드부(160)는 최악의 채널환경으로 가정하여 시스템 오류를 최소화 하는 최적의 프리코드를 결정하여 출력한다.The pre-code unit 160 determines an optimal pre-code for minimizing a system error and outputs the pre-code based on a worst-case channel environment.

구체적으로, 프리코드부(160)는 프리코드 행렬부(150)의 프리코드 행렬의 각 성분의 위상 변수 값을 송신상관계수(0~1 사이의 값을 가지며, 0일 경우 최상의 채널 환경이고, 1인 경우 최악의 채널 환경임)를 1로 설정하고 변조 차수에 맞게 하기 수학식 2의 평균 PEP,

Figure 112014080352456-pat00006
을 이용하여 시스템 오류를 최소화 하는 최적의 θ와 φ 변수를 결정하고, 결정된 θ와 φ를 상기 수학식 1에 적용하여 프리 코드를 결정한다.More specifically, the pre-code unit 160 sets a phase variable value of each component of the pre-code matrix of the pre-code matrix unit 150 as a transmission correlation coefficient (having a value between 0 and 1, 1) is set to 1 and the average PEP of Equation (2) is adjusted to the modulation order,
Figure 112014080352456-pat00006
To determine optimal θ and φ parameters that minimizes the system error, and determines the pre-code by applying the determined θ and φ to Equation 1 above.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112014080352456-pat00035
Figure 112014080352456-pat00035

여기서, M은 변조 차수, Nt은 송신 안테나의 수, Nr은 수신 안테나의 수, r은 신호 대 잡음비(SNR)이고, Rt는 송신 상관 행렬, F는 프리코드 행렬, (

Figure 112014080352456-pat00028
)는 변조 차수에 따른 코드워드의 차이다. Here, M is the modulation order, N t is the number of transmit antennas, Nr is the number of receive antennas, r is the signal-to-noise ratio (SNR) and, R t is transmitted correlation matrix, F is a pre-code matrix, (
Figure 112014080352456-pat00028
) Is the difference in codeword according to modulation order.

예를 들어 2×2 행렬, 즉 송신안테나의 수가 2개이고, 변조방식이 QPSK이며, 상기 수학식 1을 기반으로 수식2에 의해 결정된 변수가 θ=π/8 φ=π/4 경우, 프리코드는 하기 수학식 3와 같이 결정된다.
For example, if the number of transmission antennas is 2, the modulation method is QPSK, and the parameter determined by Equation 2 is θ = π / 8φ = π / 4 based on Equation 1, Is determined according to the following equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112013065450503-pat00008

Figure 112013065450503-pat00008

2×2 행렬, 즉 송신안테나의 수가 2개이고, 변조방식이 16-QAM이며, 상기 수학식 1을 기반으로 수식2에 의해 결정된 변수가 θ=π/8 φ=π/4 경우, 프리코드는 하기 수학식 4와 같이 결정된다.
If the 2 × 2 matrix, ie, the number of transmit antennas is 2 and the modulation method is 16-QAM, and the parameter determined by Equation 2 is θ = π / 8 φ = π / 4 based on Equation 1, Is determined according to the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112013065450503-pat00009

Figure 112013065450503-pat00009

프리코딩 적용부(130)는 상기 변조부(120)로부터 출력되는 분리 및 변조된 송신신호들을 상기 결정된 프리코드를 적용, 즉 전치부호화 하여 상기 송신부(140)로 출력한다.The precoding application unit 130 applies the precoded code to the separated and modulated transmission signals output from the modulation unit 120, and outputs the precoded code to the transmission unit 140.

송신부(140)는 상기 전치 부호화된 송신신호들을 각각 해당 송신안테나를 통해 송신한다.The transmission unit 140 transmits the precoded encoded transmission signals through the respective transmission antennas.

수신기(20)는 송신부(140)의 송신안테나 수에 대응하는 수의 수신안테나를 구비하여 상기 송신기(100)에서 송신된 직교 전치 부호화된 송신신호들을 수신하여 출력하는 수신부(21)와 상기 수신부(21)를 통해 수신된 송신신호(이하 "수신신호"라 함)를 변조한 후 하나의 신호로 결합하는 신호 결합 및 복조부(23)를 포함한다. 본 발명에 따른 수신기(20)는 기존 수신기의 구성과 동일하게 구성되며, 최악의 채널 환경을 가정하여 신호를 송신하므로, 채널 추정 및 코드워드 선택부 및 상관계수 계산부 등과 같은 피드백 정보를 송신기로 제공하기 위한 구성을 구비하지 않아도 된다.
The receiver 20 includes a reception unit 21 having a number of reception antennas corresponding to the number of transmission antennas of the transmission unit 140 and receiving and outputting the orthogonal precoded transmission signals transmitted from the transmitter 100, And a signal combining and demodulating unit 23 for modulating a transmission signal (hereinafter referred to as "reception signal" The receiver 20 according to the present invention is constructed in the same manner as the conventional receiver, and transmits a signal assuming a worst channel environment. Therefore, feedback information such as a channel estimation, a codeword selector, a correlation coefficient calculator, It is not necessary to provide a configuration for providing the information.

도 4는 본 발명에 따른 개루프 다중 안테나 시스템의 전치 부호화 장치에서의 전치 부호화 방법을 나타낸 흐름도이다. 이하 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a precoding method in a precoding apparatus of an open-loop multi-antenna system according to the present invention. This will be described below with reference to Figs. 3 to 4. Fig.

우선, 프리코드부(160)는 상기 프리코드 행렬부(150)로부터 프리코드 행렬을 로드하고 검색된 위상변수 값들에 기반하고 최악의 채널환경, 즉 송신상관계수를 1로 가정하여 시스템 오류를 최소화 하는 성분값(θ, φ)을 결정한다(S411).First, the pre-code unit 160 loads a pre-code matrix from the pre-code matrix unit 150, and minimizes a system error based on the retrieved phase variable values, assuming the worst channel environment, i.e., The component values?,? Are determined (S411).

상기 성분값이 결정되면 프리코드부(160)는 상기 성분값을 프리코드 행렬에 적용하여 최적의 프리코드를 결정한다(S413).When the component value is determined, the pre-code unit 160 applies the component value to the pre-code matrix to determine an optimal pre-code (S413).

최적의 프리코드가 결정되고 송신할 신호가 발생되면 신호 분리부(110)는 송신할 신호를 송신안테나 수에 대응하도록 분리하고(S415), 분리된 송신신호를 변조한다(S417).When an optimal precode is determined and a signal to be transmitted is generated, the signal separator 110 separates the signal to be transmitted to correspond to the number of transmission antennas (S415) and modulates the separated transmission signal (S417).

상기 송신신호가 분리 및 변조되어 출력되면 프리코드 적용부(130)는 상기 변조부(120)로부터 출력되는 분리 및 변조된 송신신호들을 상기 결정된 프리코드를 적용하여 송신신호들을 복소 전치 부호화 하여 송신부(140)로 출력한다(S419).When the transmission signal is separated and modulated and outputted, the pre-code applying unit 130 performs complex-prime coding on the separated and modulated transmission signals output from the modulator 120 by applying the determined pre-code to transmit signals, 140 (S419).

상기 송신부(140)는 복소 전치 부호화 되어 입력되는 송신신호들 각각을 해당 송신안테나를 통해 송신한다(S421).
The transmitter 140 transmits the complex pre-coded input signals through the corresponding transmit antenna at step S421.

도 5는 본 발명의 전치 부호화에 의한 위상이 없는 상관계수에 따른 수신 성능을 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph illustrating reception performance according to the correlation coefficient without phase by the pre-coding of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 도 3 및 도 4에서 설명한 바와 같이 프리코드 행렬의 복소수 값을 가지는 복소행렬로 위상 회전 매트릭스를 구성하고, 프리코드 복소행렬의 위상 값들이 직교되도록 구성함으로써 송신상관계수가 0일 때도 수신신호의 성능열화가 발생하지 않는다.Referring to FIG. 5, a phase rotation matrix is constructed by a complex matrix having a complex value of a pre-code matrix, and the phase values of the pre-code complex matrix are orthogonalized as described with reference to FIGS. 3 and 4, The performance degradation of the received signal does not occur even when it is zero.

도 5에서 보이는 바와 같이 상관계수가 증가함에 따라 프리코딩을 하지 않는 수신신호(501)의 성능은 급속도 나빠짐을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, as the correlation coefficient increases, the performance of the reception signal 501 that does not perform precoding is rapidly degraded.

그러나 본 발명에 따른 전치 부호화를 수행한 송신신호(503)는 비교적 일정한 수신 성능을 나타내고 있음을 알 수 있다.However, it can be seen that the transmission signal 503 that has undergone precoding according to the present invention exhibits a relatively constant reception performance.

그리고 본 발명에 따른 전치 부호화를 수행한 송신신호(503)는 수신기(20)로부터 피드백 정보를 받지 않았음에도 불구하고, 피드백 정보를 받아 프리코딩을 수행한 송신신호(502)의 성능과 거의 유사함을 알 수 있다.
The transmission signal 503 that has undergone precoding according to the present invention is substantially similar to the performance of the transmission signal 502 that receives the feedback information and performs precoding even though the feedback information is not received from the receiver 20 .

도 6은 본 발명의 전치 부호화에 의한 상관계수가 1이고 정규분포로 위상이 존재 할 때, 신호 대 잡음비에 따른 평균 수신 성능을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing an average reception performance according to a signal-to-noise ratio when a correlation coefficient by the pre-coding of the present invention is 1 and a phase exists in a normal distribution.

도 6을 참조하면 본 발명의 송신신호의 신호 대 잡음비(SNR: 603)가 프리코딩을 하지 않은 송신신호의 신호 대 잡음비(601) 및 회전변환 기법만 기반으로 프코딩을 수행하는 신호 대 잡음비(602) 보다 더 우수함을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, a signal-to-noise ratio (SNR) 603 of a transmission signal of the present invention is a ratio of a signal-to-noise ratio 601 of a transmission signal that has not been precoded to a signal- 602). ≪ / RTI >

도 7은 본 발명에 따른 전치 부호화에 의한 상관계수가 1이고 위상에 따른 수신 성능을 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating a reception performance according to a phase with a correlation coefficient of 1 according to the pre-coding according to the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 송신신호의 위상별 신호 대 잡음비(SER)(702)가 참조부호 701이 지시하는 것과 같이 프리코딩을 하지 않은 송신신호의 신호 대 잡음비(703) 및 회전변환 기법 기반으로 프리코딩을 수행하는 신호 대 잡음비(704)보다 더 우수함을 알 수 있다. Referring to FIG. 7, a signal-to-noise ratio (SER) 702 of a transmission signal according to the present invention is indicated by reference numeral 701. The signal-to-noise ratio 703 of a transmission signal that has not been precoded, Is better than the signal-to-noise ratio 704 that performs precoding based on the signal-to-noise ratio.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be easily understood. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, it is intended to cover various modifications within the scope of the appended claims.

10: 송신기 11: 프리코딩 적용부
12: 송신부 13: 코드북 저장부
14: 회전 변환부 20: 수신기
21: 수신부 22: 채널 추정부
23: 신호 결합 및 복조부 24: 상관 계수 계산부
100: 송신기 110: 신호 분리부
120: 변조부 130: 프리코딩 적용부
140: 송신부 150: 프리코드 행렬부
160: 프리코드부
10: Transmitter 11: Precoding application section
12: Transmission unit 13: Codebook storage unit
14: rotation converter 20: receiver
21: Receiver 22: Channel estimator
23: signal combining and demodulating unit 24: correlation coefficient calculating unit
100: Transmitter 110: Signal separation unit
120: Modulation part 130: Precoding application part
140: Transmitting section 150: Pre-code matrix section
160:

Claims (12)

적어도 둘 이상의 수신안테나를 포함하여 공간 다중화 송신된 송신신호를 상기 수신 안테나들을 통해 수신하는 수신부와 상기 수신부를 통해 수신된 신호들을 결합한 후 복조하여 출력하는 신호 결합 및 복조부를 포함하는 수신기를 구비하는 개루프 다중안테나 시스템의 송신기에 있어서,
적어도 둘 이상의 송신안테나를 포함하여 공간 다중화된 송신신호들을 송신하는 송신부와,
송신할 신호를 상기 송신안테나 수에 대응하도록 분리하는 신호 분리부와,
분리된 상기 신호들을 변조하여 출력하는 변조부와,
송신안테나 수에 대한 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)로 구성되는 프리코드 행렬을 가지는 프리코드 행렬부와,
최악의 채널환경으로 가정하여 시스템 오류를 최소화하는 상기 프리코드 행렬의 성분(θ, Φ)를 결정하고, 상기 결정된 성분을 적용하여 최적의 프리코드를 결정하는 프리코드부와,
상기 변조부로부터 출력되는 분리 및 변조된 신호들을 상기 결정된 프리코드를 적용하여 상기 송신부로 출력하는 프리코딩 적용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 개루프 다중안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 장치.
And a receiver including a receiver including at least two reception antennas for receiving a transmission signal transmitted through the reception antennas and a signal combining and demodulating unit for combining signals received through the receiver, A transmitter of a loop multi-antenna system,
Comprising: a transmitter for transmitting spatially multiplexed transmission signals including at least two transmission antennas;
A signal separator for separating a signal to be transmitted so as to correspond to the number of transmission antennas,
A modulator for modulating and outputting the separated signals,
A pre-code matrix unit having a pre-code matrix composed of a rotation matrix and a phase rotation matrix with respect to the number of transmission antennas,
A precode unit for determining a component (?,?) Of the pre-code matrix that minimizes a system error on the assumption of a worst channel environment and determining an optimal precode by applying the determined component;
And a precoding applying unit for applying the determined pre-code to the transmitting unit, and outputting the separated and modulated signals output from the modulating unit to the transmitting unit.
제1항에 있어서,
상기 변조부는,
입력되는 상기 신호들을 QPSK 변조를 수행하여 출력하는 QPSK 변조부 및 상기 입력되는 신호들을 16-QAM 변조를 수행하여 출력하는 16QAM 변조부 중 하나인 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the modulator comprises:
A QPSK modulator for performing QPSK modulation on the input signals and outputting the QPSK signals; and a 16QAM modulator for performing 16-QAM modulation on the input signals to output the modulated signals. .
제1항에 있어서,
상기 송신안테나 및 수신안테나의 수가 2개인 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the number of transmit antennas and the number of receive antennas are two.
제3항에 있어서,
상기 프리코드 행렬부는,
하기 수학식 1과 같이 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)로 구성되는 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 장치.
[수학식 1]
Figure 112014080352456-pat00010

The method of claim 3,
The pre-
The apparatus of any preceding claim, wherein the transmitter comprises a rotation matrix and a phase rotation matrix as shown in Equation (1).
[Equation 1]
Figure 112014080352456-pat00010

제2항에 있어서,
상기 송신안테나 및 수신안테나의 수가 2개인 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the number of transmit antennas and the number of receive antennas are two.
제5항에 있어서,
상기 프리코드 행렬부는,
하기 수학식 1과 같이 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)로 구성되는 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 장치.
[수학식 1]
Figure 112014080352456-pat00011

6. The method of claim 5,
The pre-
The apparatus of any preceding claim, wherein the transmitter comprises a rotation matrix and a phase rotation matrix as shown in Equation (1).
[Equation 1]
Figure 112014080352456-pat00011

제6항에 있어서,
상기 프리코드부는,
상기 최악의 채널환경으로 가정한 시스템 오류를 최소화하기 위해 하기 수학식 2에 의해 시스템 평균 오류 확률(PEP)을 최소로 하는 프리코드 행렬의 상기 성분을 결정하는 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 장치.
[수학식 2]
Figure 112014080352456-pat00036

여기서, M은 변조 차수, Nt은 송신 안테나의 수, Nr은 수신 안테나의 수, r은 신호 대 잡음비(SNR)이고, Rt는 송신 상관 행렬, F는 프리코드 행렬, (
Figure 112014080352456-pat00030
)는 변조 차수에 따른 코드워드의 차이다.
The method according to claim 6,
The pre-
Characterized in that said component of a pre-code matrix which minimizes a system average error probability (PEP) is determined by the following equation (2) in order to minimize a system error assumed to be the worst channel environment: .
&Quot; (2) "
Figure 112014080352456-pat00036

Here, M is the modulation order, N t is the number of transmit antennas, Nr is the number of receive antennas, r is the signal-to-noise ratio (SNR) and, R t is transmitted correlation matrix, F is a pre-code matrix, (
Figure 112014080352456-pat00030
) Is the difference in codeword according to modulation order.
적어도 둘 이상의 수신 안테나를 포함하는 수신기를 포함하는 개루프 다중 안테나 시스템의 적어도 둘 이상의 송신안테나를 구비하는 송신기에 있어서,
송신안테나 수에 대한 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)로 구성되는 프리코드 행렬을 로드하고, 최악의 채널환경으로 가정하여 시스템 오류를 최소화 하는 상기 프리코드 행렬의 성분(θ, Φ)을 결정하는 프리코드 행렬 성분 결정 과정과,
상기 결정된 프리코드 행렬 성분을 프리코드 행렬에 적용하여 프리코드를 결정하는 프리코드 결정 과정과,
송신할 신호를 송신안테나 수에 대응하도록 분리하는 신호 분리 과정과,
상기 분리된 신호들을 변조하여 출력하는 신호 변조 과정과,
변조부로부터 출력되는 분리 및 변조된 신호들을 상기 결정된 프리코드를 적용하여 송신부로 출력하는 프리코드 적용 과정과,
상기 프리코드가 적용된 신호들을 각각의 송신안테나를 통해 송신하는 송신 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 방법.
A transmitter having at least two transmit antennas of an open-loop multi-antenna system including a receiver including at least two receive antennas,
A pre-code matrix composed of a rotation matrix and a phase rotation matrix with respect to the number of transmission antennas is loaded and a component of the pre-code matrix that minimizes a system error by assuming a worst- θ, Φ) of the pre-code matrix,
A pre-code determining step of determining a pre-code by applying the determined pre-code matrix component to a pre-
A signal separating step of separating a signal to be transmitted so as to correspond to the number of transmission antennas,
A signal modulating step of modulating and outputting the separated signals,
A pre-code applying step of applying separated and modulated signals output from the modulating unit to the transmitting unit by applying the determined pre-code,
And transmitting the signals to which the pre-code is applied through the respective transmit antennas.
제8항에 있어서,
상기 변조는,
입력되는 상기 신호들을 QPSK 변조를 수행하는 QPSK 변조 및 상기 입력되는 신호들을 16-QAM 변조를 수행하는 16-QAM 변조 중 하나인 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 방법.
9. The method of claim 8,
The modulation may comprise:
Wherein the input signal is one of QPSK modulation for performing QPSK modulation on the input signals and 16-QAM modulation for performing 16-QAM modulation on the input signals.
제8항에 있어서,
상기 송신안테나 및 수신안테나의 수가 2개인 경우, 상기 프리코드 행렬은 하기 수학식 1과 같이 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)로 구성되는 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 방법.
[수학식 1]
Figure 112013065450503-pat00013

9. The method of claim 8,
Wherein when the number of the transmission antennas and the number of the reception antennas is two, the pre-code matrix is composed of a rotation matrix and a phase rotation matrix as shown in Equation (1) A method for predicting a system transmitter.
[Equation 1]
Figure 112013065450503-pat00013

제9항에 있어서,
상기 송신안테나 및 수신안테나의 수가 2개인 경우, 상기 프리코드 행렬은 하기 수학식 1과 같이 회전 변환 행렬(Rotational matrix)과 위상 회전 행렬(Phase rotation matrix)로 구성되는 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 방법.
[수학식 1]
Figure 112013065450503-pat00014

10. The method of claim 9,
Wherein when the number of the transmission antennas and the number of the reception antennas is two, the pre-code matrix is composed of a rotation matrix and a phase rotation matrix as shown in Equation (1) A method for predicting a system transmitter.
[Equation 1]
Figure 112013065450503-pat00014

제11항에 있어서,
상기 프리코드 결정 과정은,
상기 최악의 채널환경으로 가정한 시스템 오류를 최소화하기 위해 하기 수학식 2에 의해 시스템 평균 오류 확률(PEP)을 최소로 하는 프리코드 행렬의 상기 성분(θ, Φ)를 결정하는 것을 특징으로 하는 개루프 다중 안테나 시스템 송신기의 전치 부호화 방법.
[수학식 2]
Figure 112014080352456-pat00037

여기서, M은 변조 차수, Nt은 송신 안테나의 수, Nr은 수신 안테나의 수, r은 신호 대 잡음비(SNR)이고, Rt는 송신 상관 행렬, F는 프리코드 행렬, (
Figure 112014080352456-pat00032
)는 변조 차수에 따른 코드워드의 차이다.
12. The method of claim 11,
The pre-
(?,?) Of the pre-code matrix minimizing the system average error probability (PEP) is determined by the following equation (2) to minimize the system error assumed to be the worst channel environment: A pre - coding method of a loop multi - antenna system transmitter.
&Quot; (2) "
Figure 112014080352456-pat00037

Here, M is the modulation order, N t is the number of transmit antennas, Nr is the number of receive antennas, r is the signal-to-noise ratio (SNR) and, R t is transmitted correlation matrix, F is a pre-code matrix, (
Figure 112014080352456-pat00032
) Is the difference in codeword according to modulation order.
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