KR101630460B1 - 다중 안테나 시스템에서 레이어 쉬프팅을 이용한 통신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

다중 안테나 시스템에서 레이어 쉬프팅을 이용한 통신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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본 발명은 다중 안테나 시스템에서 코드북과 레이어 쉬트팅을 이용한 통신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 이를 위해 복수의 코드워드 각각에 대해 적어도 하나의 레이어에 매핑하고, 상기 복수의 코드워드 별로 매핑된 적어도 하나의 레이어가 동일한 개수의 안테나를 통해 송신될 수 있도록 한다.

Description

다중 안테나 시스템에서 레이어 쉬프팅을 이용한 통신 방법 및 이를 위한 장치{COMMUNICATION METHOD USING LAYER SHIFT IN A MIMO SYSTEM AND APUS THEREOF}
본 발명은 다중 안테나 시스템에서 레이어 쉬프팅을 이용한 통신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로, 특히 코드북과 레이어 쉬트팅을 이용한 통신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
최근 이동통신 시스템에서는 무선 채널에서 고속 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중 (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식, 혹은 이와 비슷한 방식으로 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA: Single Carrier - Frequency division Multiple Access) 방식이 활발하게 연구되고 있다.
차세대 이동통신 시스템인 LTE (Long Term Evolution)에서는 OFDM 방식을 하향 링크에 적용하고, SC-FDMA 방식을 상향 링크에 적용한다. 그러나 OFDM 방식의 경우 PAPR이 크기 때문에 신호의 비선형 왜곡을 방지하기 위해서 전력 증폭기의 입력신호에 대한 백-오프 (back-off) 값을 크게 하여야 한다. 이로 인해 최대 송신 전력이 제한되므로 전력 효율이 낮은 단점이 있다. 여기서 백-오프는 송신 신호의 선형성을 보장하기 위하여 전력 증폭기의 최대값보다 작은 값으로 송신 전력의 최대값을 제한하는 것이다. 예를 들어 전력 증폭기의 최대값이 23dBm이고 백-오프가 3dB이면, 송신 전력의 최대값은 20dBm이 된다.
이러한 OFDMA 방식을 하향 링크의 다중화 기술로서 채택할 경우, 송신기는 전력의 제한이 없는 기지국에 존재하므로 큰 문제가 되지 않는다. 하지만 상기 OFDMA 방식을 상향 링크의 다중화 기술로서 채택할 경우, 송신기는 전력의 제한이 큰 사용자 단말기에 존재하므로 단말의 최대 전력이 제한되는 만큼 기지국 커버리지가 작아지는 문제가 발생한다.
따라서 3GPP 표준의 4세대 이동통신기술인 LTE에서는 대안으로 상향 링크의 다중화 기술로서 SC-FDMA 방식을 사용하는 것으로 결정되었다.
아울러 최근의 무선 통신 환경에서는 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 그리고 고품질의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서는 고속의 데이터 전송이 요구된다. 따라서 최근 고속의 데이터 전송을 지원하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 대표적으로 다중 안테나 (MIMO) 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
통상적으로 MIMO 기술은 다수의 안테나들을 사용함으로써 한정된 주파수 자원 내에서 채널 용량을 증가시킨다. 상기 MIMO 기술은 산란 환경에서 다수의 안테나들을 사용함으로써 이론적으로는 안테나들의 수에 비례하는 채널 용량을 제공한다.
또한 상기 MIMO 기술에서 데이터를 효율적으로 송신하기 위해서는 미리 데이터를 코딩하는 작업이 필요한데, 이러한 작업을 프리코딩 (precoding)이라 한다. 그리고 데이터를 프리코딩하는 규칙을 행렬로 표현한 것을 프리코딩 매트릭스 (preciding matrix)라 하며, 상기 프리코딩 매트릭스들의 집합을 코드북이라 한다.
LTE-A (LTE Advanced)에서는 프리코딩 매트릭스를 이용한 다중 안테나 (MIMO) 기술은 단일 사용자 및 다중 사용자에 대한 성능 향상을 제공할 수 있는 상향 링크의 주요 기술로 유력하게 제안되고 있다. 이러한 코드북 기반의 프리코딩은 LTE 시스템을 간단하게 개량하기 위한 기술로 고려되고 있다.
그러나, 위에서 설명한 SC-FDMA 기술은 OFDMA 기술에 비해 적은 PAPR을 가지므로 유력한 상향 링크 기술로 채택되었다. 하지만 상기 SC-FDMA 기술이 프리코딩을 적용한 MIMO 기술과 접목한 시스템 (이하 “SC-FDMA MIMO 시스템”이라 칭함)의 경우에는 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, SC-FDMA에 다중 안테나 프리코딩 매트릭스를 적용함에 있어 서로 다른 레이어들의 데이터가 믹싱되는 프리코딩 매트릭스가 선택되면, 각 안테나에서 PAPR이 증가하는 문제가 발생하게 된다.
이러한 SC-FDMA MIMO 시스템에서 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 사용하는 경우, 송신 안테나와 수신 안테나 사이에서는 최대 랭크 4까지의 데이터 채널이 생성될 수 있다. 그리고 각각의 랭크에 대하여 서로 다른 프리코딩 매트릭스들이 사용된다.
예를 들면, 기지국 또는 단말은 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 랭크 1 채널이 형성되었다고 판단하면, 하기의 <표 1>과 같은 프리코딩 매트릭스들을 사용할 수 있다.
하기의 <표 1>은 4개의 송신 안테나를 위한 랭크 1 코드북의 일 예를 보이고 있다.
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상기 <표 1>에서 보이는 바와 같이 프리코딩 매트릭스들의 행 개수가 4인 이유는 4개의 안테나를 사용하기 때문이다. 그리고 열 개수가 1인 이유는 랭크가 1, 즉, 레이어 (layer)의 수가 1이기 때문이다. 이러한 랭크 1 프리코딩 매트릭스에서 레이어는 1이므로, 각 안테나의 출력에서 레이어는 믹싱되지 않는다. 따라서 각 안테나의 전력 증폭기에서 PAPR이 증가하는 문제는 발생하지 않는다.
한편 기지국 또는 단말은 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 랭크 2 채널이 형성되었다고 판단하면, 하기의 <표 2>와 같은 프리코딩 매트릭스들을 송신 안테나의 프리코딩을 위하여 사용할 수 있다.
하기의 <표 2>는 4개의 송신 안테나를 위한 랭크 2 코드북의 일 예를 보이고 있다.
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상기 <표 2>에서 보이는 바와 같이 프리코딩 매트릭스들의 행 개수가 4인 이유는 4개의 안테나를 사용하기 때문이며, 열 개수가 2인 이유는 랭크가 2, 즉 레이어의 개수가 2이기 때문이다. 일 예로 사용된 <표 2>에서는 레이어가 2라고 할지라도 행마다 인자의 계수가 0인 원소가 하나씩 포함되므로, 레이어가 믹싱되지 않는다. 이로 인해 각 안테나의 전력 증폭기에서 PAPR이 증가하는 문제가 발생하지 않는다.
다른 예로써 기지국 또는 단말은 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 랭크 3 채널이 형성되었다고 판단하면, 하기의 <표 3>과 같은 프리코딩 매트릭스들을 4개의 송신 안테나를 위하여 사용할 수 있다.
하기의 <표 3>은 4개의 송신 안테나를 위한 랭크 3 코드북의 일 예를 보이고 있다.
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상기 <표 3>에서 보이는 바와 같이 프리코딩 매트릭스들의 행 개수가 4인 이유는 4개의 안테나를 사용하기 때문이며, 열 개수가 3인 이유는 랭크가 3, 즉, 레이어의 개수가 3이기 때문이다.
앞서 살펴본 프리코딩 매트릭스와 다르게 랭크 3인 채널에서 각 안테나들의 PAPR 증가를 방지하기 위해서 서로 다른 레이어들 간에 심볼이 믹싱되지 않는 형태로 하기 <수학식 1>과 같은 프리코딩 매트릭스 구조가 가능하다.
Figure 112010004646274-pat00065
상기 <수학식 1>의 프리코딩 매트릭스는 하기 <수학식 2>와 같이 레이어와 안테나간의 관계를 표현할 수 있다.
Figure 112010004646274-pat00066
상기 <수학식 2>에 의하면, 레이어1 (layer #1)에 맵핑되는 심볼 데이터
Figure 112015125189590-pat00067
은 프리코딩 매트릭스의 첫 번째 열 벡터 원소들에 의해 안테나1 (antenna #1)과 안테나4 (antenna #4)에 의해 송신된다. 그리고 레이어2 (layer #2)에 맵핑되는 심볼 데이터
Figure 112015125189590-pat00068
는 프리코딩 매트릭스의 두 번째 열 벡터 원소들에 의해 안테나2 (antenna #2)에 의해 송신되며, 레이어3 (layer #3)에 맵핑되는 심볼 데이터
Figure 112015125189590-pat00069
는 프리코딩 매트릭스의 세 번째 열 벡터 원소들에 의해 안테나3 (antenna #3)에 의해 송신된다.
한편 4개의 송신 안테나를 위한 랭크 4 코드북의 프리코딩 매트릭스는 하기의 <수학식 3>와 같은 항등원 매트릭스 (identity metrix)가 사용된다.
Figure 112010004646274-pat00070
상기 <수학식 3>에 의하면, 레이어1 (layer #1)에 맵핑되는 심볼 데이터는 프리코딩 매트릭스의 첫 번째 열 벡터 원소들에 의해 안테나1 (antenna #1)에 의해 송신된다. 그리고 레이어2 (layer #2)에 맵핑되는 심볼 데이터는 프리코딩 매트릭스의 두 번째 열 벡터 원소들에 의해 안테나2 (antenna #2)에 의해 송신되며, 레이어3 (layer #3)에 맵핑되는 심볼 데이터는 프리코딩 매트릭스의 세 번째 열 벡터 원소들에 의해 안테나3 (antenna #3)에 의해 송신된다. 마지막으로 레이어4 (layer #4)에 맵핑되는 심볼 데이터는 프리코딩 매트릭스의 네 번째 열 벡터 원소들에 의해 안테나4 (antenna #4)에 의해 송신된다.
현재 LTE-Advanced 기술로, 상향채널에서 레이어 쉬프팅 (layer shifting) 이 고려되고 있다. 상기 레이어 쉬프팅은 2개의 서로 다른 코드워드 (CW: codeword)가 맵핑되는 레이어들을 일정 시간마다 바꾸어 줌으로써 수신기 관점에서 서로 다른 채널에 대하여 평균 SINR을 얻도록 하는 것이다. 따라서 채널의 변화가 심하거나 링크 어댑테이션 (link adaptation)이 정상적이지 않는 환경에서 수신 성능 이득을 얻는 장점이 있다.
도 1은 2개의 송신 안테나를 사용하는 경우의 레이어 쉬프팅 동작을 보여준다.
도 1에서 보이는 바와 같이 레이어 #1 (101)에서의 심볼 A #1 (103), 심볼 A #2 (104), 심볼 #3 (105)와 레이어 #2 (102)에서의 심볼 B #1 (106), 심볼 B #2 (107), 심볼 B #3(108)은 레이어 쉬프터 (layer shifter)(109)에서 레이어 쉬프팅이 일어난다. 그리고 상기 레이어 쉬프팅이 일어난 심볼 A #1 (110), 심볼 B #2(111), 심볼 A #3(112)은 레이어 #1에서 순서대로 MIMO 코드북 (116)를 통과하고, 상기 레이어 쉬프팅이 일어난 심볼 B #1 (113), 심볼 A #2(114), 심볼 B #3(115)은 레이어 #2에서 순서대로 MIMO 코드북 (116)을 통과한다.
만약 2개의 안테나를 통한 전송만을 가정한다면, 랭크 2 전송을 위한 상향링크 다중 입출력 코드북 (UL MIMO codebook)은 항등원 매트릭스
Figure 112015125189590-pat00071
의 형태를 가진다. 따라서 안테나 1 (ANT #1)(117)에서는 코드북을 통과한 심볼 A #1 (119), 심볼 B #2 (120), 심볼 A #3 (121)이 차례로 전송되며, 안테나 2 (ANT #2)(118)에서는 코드북을 통과한 심볼 B #1 (122), 심볼 A #2 (123), 심볼 B #3 (124)이 차례로 전송된다.
그러나 4개의 안테나에서 랭크 3 코드북과 레이어 쉬프팅이 함께 사용될 경우에는 3 개의 SC-FDMA 심볼이 전송되는 동안 2 개의 심볼 전송에서 코드워드에 대한 안테나 개수 불균형이 발생한다. 즉 한 개의 코드워드는 1개의 안테나로 전송되며, 다른 한 개의 코드워드는 3개의 안테나로 전송되는 현상이 발생한다.
도 2 내지 도 4는 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우의 레이어 쉬프팅 동작을 보여준다.
도 2를 참조하면, 첫 번째 SC-FDMA 심볼이 전송되는 경우에 레이어 매퍼 (201)는 CW #1 (202)을 레이어 #1 (204)에 맵핑하고, CW #2 (203)를 레이어 #2 (205)와 레이어 #3 (206)에 맵핑한다. 여기서 레이어 #1 (204), 레이어 #2 (205), 레이어 #3 (206)은 레이어 쉬프터 (207)를 통과 한 후 레이어 #1 (208), 레이어 #2 (209), 레이어 #3 (210)을 그대로 유지한다. 상기 레이어 쉬프터 (207)로부터 출력된 레이어 #1 (208), 레이어 #2 (209), 레이어 #3 (210)은 MIMO 프리코더 (211)에 의해 안테나 #1(215), 안테나 #2(216), 안테나 #3(217), 안테나 #4(218)와 맵핑된다.
도 2에서 랭크 3 MIMO 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00072
로 선택되면, 레이어 #1 (208)은 첫 번째 열벡터 (212)
Figure 112015125189590-pat00073
에 의하여 안테나 #1 (215)과 안테나 #2 (216)에 맵핑된다. 레이어 #2 (209)는 두 번째 열벡터 (213)
Figure 112015125189590-pat00074
에 의하여 안테나 #3 (217)에 맵핑된다. 레이어 #3 (210)은 세 번째 열벡터 (214)
Figure 112015125189590-pat00075
에 의하여 안테나 #4 (218)에 맵핑된다.
이와 같이 CW #1 (202)은 안테나 #1 (215)과 안테나 #2 (216)에 의하여 전송되며, CW #2 (203)는 안테나 #3 (217)과 안테나 #4 (218)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 심볼 전송에서 CW #1 과 CW #2는 각각 2개의 안테나에 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 3을 참조하면, 두 번째 심볼을 전송하려고 하는 경우 레이어 매퍼 (219)는 CW #1 (220)을 레이어 #1 (222)에 맵핑하고, CW #2 (221)를 레이어 #2 (223)와 레이어 #3 (224)에 맵핑한다. 여기서 레이어 #1 (222), 레이어 #2 (223), 레이어 #3 (224)은 레이어 쉬프터 (225)에 의해 레이어 #3 (226), 레이어 #1 (227), 레이어 #2 (228)로 레이어 쉬프팅이 일어난다. 상기 레이어 쉬프터 (225)로부터 출력된 레이어 #3 (226), 레이어 #1 (227), 레이어 #2 (228)은 MIMO 프리코더 (232)에 의해 안테나 #1(233), 안테나 #2(234), 안테나 #3(235), 안테나 #4(236)와 맵핑된다.
예컨대 상기 MIMO 프리코더 (232)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00076
로 선택되면, 레이어 #3 (226)은 첫 번째 열벡터 (229)
Figure 112015125189590-pat00077
에 의하여 안테나 #1 (233)과 안테나 #2 (234)에 맵핑된다. 레이어 #1 (227)은 두 번째 열벡터 (230)
Figure 112015125189590-pat00078
에 의하여 안테나 #3 (235)에 맵핑된다. 레이어 #2 (228)은 세 번째 열벡터 (231)
Figure 112015125189590-pat00079
에 의하여 안테나 #4 (236)에 맵핑된다.
이와 같이 레이어 매퍼 (219)에 의하여 CW #1 (220)은 레이어 #1 (222)에 맵핑되고, CW #2 (221)는 레이어 #2 (223)와 레이어 #3 (224)에 맵핑되므로, CW #1 (220)은 안테나 #3 (235)에 의하여 전송되고 CW #2는 안테나 #1 (233), 안테나 #2 (234), 안테나 #4 (236)에 의하여 전송된다. 즉 두 번째 심볼 전송에서 CW #1은 1개의 안테나로 전송되며 CW #2는 3개의 안테나로 전송됨으로, 4개의 안테나에 불균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 4를 참조하면, 세번째 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (237)는 CW #1 (238)을 레이어 #1 (240)에 맵핑하고, CW #2 (239)를 레이어 #2 (241)와 레이어 #3 (242)에 맵핑한다. 여기서 레이어 #1 (240), 레이어 #2 (241), 레이어 #3 (242)은 레이어 쉬프터 (243)에 의해 레이어 #2(244), 레이어 #3(245), 레이어 #1(246)로 레이어 쉬프팅이 일어난다. 상기 레이어 쉬프터 (243)로부터 출력된 레이어 #2 (244), 레이어 #3 (245), 레이어 #1 (246)은 MIMO 프리코더 (250)에 의해 안테나 #1(251), 안테나 #2(252), 안테나 #3(253), 안테나 #4(254)와 맵핑된다.
예컨대 상기 MIMO 프리코더 (250)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00080
로 선택되면, 레이어 #2 (244)는 첫 번째 열벡터 (247)
Figure 112015125189590-pat00081
에 의하여 안테나 #1 (251)과 안테나 #2 (252)에 맵핑된다. 레이어 #3 (245)은 두 번째 열벡터 (248)
Figure 112015125189590-pat00082
에 의하여 안테나 #3 (253)에 맵핑된다. 레이어 #1 (246)은 세 번째 열벡터 (249)
Figure 112015125189590-pat00083
에 의하여 안테나 #4 (254)에 맵핑된다.
이와 같이 상기 레이어 매퍼 (237)에 의하여 CW #1 (238)은 레이어 #1 (240)에 맵핑되고, CW #2 (239)는 레이어 #2 (241)와 레이어 #3 (242)에 맵핑되므로, CW #1 (238)은 안테나 #4 (254)에 의하여 전송되고 CW #2 (239)는 안테나 #1 (251), 안테나 #2 (252), 안테나#3 (253)에 의하여 전송된다. 즉 세 번째 심볼 전송에서 CW #1은 1개의 안테나로 전송되며, CW #2는 3개의 안테나로 전송됨으로, 4개의 안테나에 불균등하게 맵핑되어 전송된다.
만약 네 번째 심볼을 전송하려고 한다면 다시 첫번째 심볼을 전송할때와 같은 방법이 사용되고, 다섯 번째 심볼을 전송하려고 한다면 다시 두번째 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용되며. 여섯 번째 심볼을 전송하려고 한다면 다시 세 번째 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용된다.
앞서 도 2 내지 도 4에서 보인 것처럼 <수학식 4>에서와 같은 CMP 프리코딩 메트릭스가 레이어 쉬프팅과 함께 사용되면, 3개의 심볼 전송당 2개의 심볼 전송에서 CW #1은 1개의 안테나를 통해서 전송되고, CW #2는 3개의 안테나를 통해서 전송됨으로 인해, 코드워드와 송신 안테나 개수간의 불균형적인 맵핑에 의하여 수신 성능의 저하를 가져오게 된다. 왜냐하면 CW #2가 3개의 안테나로 전송되기 때문에 더 많은 송신 전력이 CW #2로 할당되며, 송신 전력이 약한 CW #1에 대한 간섭의 양을 더욱 증가 시키게 된다.
본 발명에서는 코드워드별로 서로 다른 안테나에 매핑되어 전송하는 다중 입출력 시스템에서 프리코딩 매트릭스와 레이어 쉬프팅을 이용한 통신 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
또한 본 발명에서는 다중 입출력 시스템에서 기존의 코드북들, 레이어 쉬프팅, 그리고 CW to 레이어 매퍼를 사용함에 따라 일어나는 수신성능 저하 문제를 해결하기 위한 방법과 이를 위한 장치를 제안한다.
또한 본 발명에서는 송신 안테나 4개를 사용하는 다중 입출력 시스템에서 랭크 3의 프리코딩 매트릭스들과 레이어 쉬프팅 기술을 함께 사용할 때 2개의 서로 다른 코드워드가 동일한 수의 안테나에 의하여 전송될 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서의 데이터 전송장치는, 복수의 코드워드 각각에 대해 적어도 하나의 레이어에 매핑하는 레이어 매퍼와, 상기 레이어 매퍼에 의해 상기 복수의 코드워드 별로 매핑된 적어도 하나의 레이어가 동일한 개수의 안테나를 통해 송신하는 프리코더를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서의 데이터 전송방법은, 복수의 코드워드 각각에 대해 적어도 하나의 레이어에 매핑하는 과정과, 상기 레이어 매퍼에 의해 상기 복수의 코드워드 별로 매핑된 적어도 하나의 레이어가 동일한 개수의 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다중 입출력 시스템에서 프리코딩 매트릭스들과 레이어 쉬프팅 기술을 함께 사용되더라도, CW #1을 전송하기 위해 사용되는 안테나의 개수와 CW #2를 전송하기 위해 사용되는 안테나의 개수가 동일함으로 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 2개의 송신 안테나를 사용하는 경우의 레이어 쉬프팅 동작을 보이고 있는 도면;
도 2 내지 도 4는 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우의 레이어 쉬프팅 동작을 보이고 있는 도면;
도 5 내지 도 7은 본 발명의 첫 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보이고 있는 도면;
도 8 내지 도 10은 본 발명의 두 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보이고 있는 도면;
도 11과 도 12는 본 발명의 세 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보이고 있는 도면;
도 13과 도 14는 본 발명의 네 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보이고 있는 도면;
도 15 내지 도 20은 본 발명의 다섯 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보이고 있는 도면;
도 21 내지 도 26은 본 발명의 여섯 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보이고 있는 도면.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 수식 그리고 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA(혹은 LTE라고 칭함) 혹은 Advanced E-UTRA(혹은 LTE-A라고 칭함)에 대한 표준을 주된 대상으로 할 것이다. 하지만 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하다. 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명의 주요한 요지는 4개의 송신 안테나를 사용하는 MIMO 시스템을 위하여, 랭크 3의 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅을 동시에 사용할 때, CW #1과 CW #2 각각을 서로 다른 2개의 안테나에 맵핑하여 전송함으로써, CW당 안테나 개수의 불균형에 의한 성능 저하가 발생하는 문제를 해결한다.
또한 본 발명은 프리코딩 메트릭스와 레이어 쉬프팅이 사용된 랭크 3의 전송 문제를 해결하면서도, 프리코딩 메트릭스와 레이어 쉬프팅이 사용된 랭크 2와 랭크 4의 전송에서도 일반적으로 사용될 수 있는 방법이다. 또한 4개의 송신 안테나뿐만 아니라 2개의 송신 안테나에서도 이용할 수 있다.
<실시 예 1>
후술될 첫 번째 실시 예는 랭크 3의 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅이 동시에 사용될 때, CW #1과 CW #2에 대응하는 레이어들을 매 심볼 마다 바꾸어 줌으로써, CW #1과 CW #2 각각이 서로 다른 2개의 안테나를 통해 전송될 수 있도록 한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 첫 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보여준다.
도 5를 참조하면, 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (301)는 CW #1 (302)을 레이어 #1 (304)에 맵핑하고 CW #2 (303)를 레이어 #2 (305)와 레이어 #3 (306)에 맵핑한다. 여기서 레이어 #1 (304), 레이어 #2 (305), 레이어 #3 (306)은 레이어 쉬프터 (307)를 통과한 후 레이어 #1 (308), 레이어 #2 (309), 레이어 #3 (310)을 그대로 유지한다. 상기 레이어 쉬프터 (307)로부터 출력된 레이어 #1 (308), 레이어 #2 (309), 레이어 #3 (310)은 MIMO 프리코더 (314)에 의해 안테나 #1 (315), 안테나 #2 (316), 안테나 #3 (317), 안테나 #4 (318)과 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 MIMO 프리코더 (314)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00084
로 선택되면, 레이어 #1 (308)은 첫 번째 열벡터(311)
Figure 112015125189590-pat00085
에 의하여 안테나 #1 (315)과 안테나 #2 (316)에 맵핑된다. 레이어 #2 (309)는 두 번째 열벡터 (312)
Figure 112015125189590-pat00086
에 의하여 안테나 #3 (317)에 맵핑된다. 레이어 #3 (310)은 세 번째 열벡터 (313)
Figure 112015125189590-pat00087
에 의하여 안테나 #4 (318)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (302)은 안테나 #1 (315)과 안테나 #2 (316)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (303)는 안테나 #3 (317)과 안테나 #4 (318)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 6을 참조하면, 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (319)는 CW #1 (320)을 레이어 #1 (322)과 레이어 #2 (323)에 맵핑하며, CW #2 (321)를 레이어 #3 (324)에 맵핑한다. 그 후에 상기 레이어 #1 (322), 레이어 #2 (323), 레이어 #3 (324)은 레이어 쉬프터 (325)에 의해 레이어 #3 (326), 레이어 #1 (327), 레이어 #2 (328)로의 레이어 쉬프팅이 이루어진다. 상기 레이어 쉬프터 (325)로부터 출력된 레이어 #3 (326), 레이어 #1 (327), 레이어 #2 (328)는 MIMO 프리코더 (332)에 의해 안테나 #1 (333), 안테나 #2 (334), 안테나 #3 (335), 안테나 #4 (336)과 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 MIMO 프리코더 (332)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00088
로 선택되면, 레이어 #3 (326)은 첫 번째 열벡터 (329)
Figure 112015125189590-pat00089
에 의하여 안테나 #1 (333)과 안테나 #2 (334)에 맵핑된다. 레이어 #1 (327)는 두 번째 열벡터 (330)
Figure 112015125189590-pat00090
에 의하여 안테나 #3 (335)에 맵핑된다. 레이어 #2(328)는 세 번째 열벡터 (331)
Figure 112015125189590-pat00091
에 의하여 안테나 #4 (336)에 맵핑된다.
이와 같이 레이어 매퍼 (319)에 의하여 CW #1 (320)은 레이어 #1 (322)과 레이어 #2 (323)에 맵핑되고, CW #2 (321)는 레이어 #3 (324)에 맵핑되므로, 상기 CW #1 (320)은 안테나 #3 (335)과 안테나 #4 (336)에 의하여 전송되고 상기 CW #2 (321)는 안테나 #1 (333)과 안테나 #2 (334)에 의하여 전송된다. 즉 레이어 쉬프팅을 한 후에도 CW #1과 CW #2 각각은 서로 다른 2개의 안테나에 맵핑되어 전송된다.
도 7을 참조하면, 세 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (337)는 CW #1 (338)을 레이어 #2 (341)에 맵핑하고, CW #2 (339)를 레이어 #1 (340)과 레이어 #3 (342)에 맵핑한다. 여기서 레이어 #1, 레이어 #2, 레이어 #3은 레이어 쉬프터 (343)에 의하여 레이어 #2 (344), 레이어 #3 (345), 레이어 #1 (346)로의 레이어 쉬프팅이 이루어진다. 상기 레이어 쉬프터 (343)로부터 출력된 레이어 #2 (344), 레이어 #3 (345), 레이어 #1 (346)은 MIMO 프리코더 (350)에 의해 안테나 #1 (351), 안테나 #2 (352), 안테나 #3 (353), 안테나 #4 (354)과 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 MIMO 프리코더 (350)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00092
로 선택되면, 레이어 #2 (344)은 첫 번째 열벡터 (347)
Figure 112015125189590-pat00093
에 의하여 안테나 #1 (351)과 안테나 #2 (352)에 맵핑된다. 레이어 #3 (345)는 두 번째 열벡터 (348)
Figure 112015125189590-pat00094
에 의하여 안테나 #3 (353)에 맵핑된다. 레이어 #1 (346)은 세 번째 열벡터 (349)
Figure 112015125189590-pat00095
에 의하여 안테나 #4 (354)에 맵핑다.
이와 같이 상기 레이어 매퍼 (337)에 의하여 CW #1 (338)은 레이어 #2 (341)에 맵핑되고, CW #2 (339)는 레이어 #1 (340)와 레이어 #3 (342)에 맵핑되므로, 상기 CW #1 (338)은 안테나 #1 (351)과 안테나 #2 (352)에 의하여 전송되고 상기 CW #2 (339)는 안테나 #3 (353)과 안테나 #4 (354)에 의하여 전송된다. 즉 레이어 쉬프팅을 한 후에도 CW #1과 CW #2 각각은 서로 다른 2개의 안테나에 맵핑되어 전송된다.
만약 네 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용되고, 다섯 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용되며. 여섯 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 세 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용된다.
상술한 본 발명의 첫 번째 실시 예에 따르면, 전송되는 모든 SC-FDMA 심볼들이 동일한 개수의 안테나 개수를 통해 균등하게 매핑되어 전송됨을 알 수 있다.
<실시 예 2>
후술될 두 번째 실시 예는 랭크 3의 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅이 동시에 사용될 때, CW와 레이어 간의 맵핑을 변화시켜줌으로써 CW #1과 CW #2 각각이 서로 다른 2개의 안테나를 통해 전송될 수 있도록 한다.
이때 본 발명의 두 번째 실시 예에서는 첫 번째 실시 예에서와 같이 레이어 쉬프팅을 레이어 매퍼 이후에 하지 않고, 레이어 매퍼에서 레이어 쉬프팅까지 고려하여 CW #1과 CW #2 각각이 항상 2개의 서로 다른 안테나에 맵핑되도록 하는 방식을 제안한다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 두 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보여준다.
도 8을 참조하면, 첫번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (401)는 CW #1 (402)을 레이어 #1 (404)에 맵핑하고 CW #2 (403)를 레이어 #2 (405)와 레이어 #3 (406)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(401)에 의해 출력되는 레이어 #1 (404), 레이어 #2 (405), 레이어 #3 (406)은 MIMO 프리코더 (407)에 의해 안테나 #1 (411), 안테나 #2 (412), 안테나 #3 (413), 안테나 #4 (414)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 MIMO 프리코더 (407)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00096
로 선택되면, 레이어 #1 (404)은 첫 번째 열벡터 (408)
Figure 112015125189590-pat00097
에 의하여 안테나 #1 (411)과 안테나 #2 (411)에 맵핑된다. 레이어 #2 (405)는 두 번째 열벡터 (409)
Figure 112015125189590-pat00098
에 의하여 안테나 #3 (413)에 맵핑된다. 레이어 #3 (406)은 세 번째 열벡터 (410)
Figure 112015125189590-pat00099
에 의하여 안테나 #4 (414)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (402)은 안테나 #1 (411)과 안테나 #2 (412)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (403)는 안테나 #3 (413)과 안테나 #4 (414)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 9를 참조하면, 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (415)는 CW #1 (416)을 레이어 #2 (419)과 레이어 #3 (420)에 맵핑하며, CW #2 (417)를 레이어 #1 (418)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(401)에 의해 출력되는 레이어 #1 (418), 레이어 #2 (419), 레이어 #3 (420)은 MIMO 프리코더 (424)에 의해 안테나 #1 (425), #2 (426), #3 (427), #4 (428)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 MIMO 프리코더 (424)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00100
로 선택되면, 레이어 #1 (418)은 첫 번째 열벡터 (421)
Figure 112015125189590-pat00101
에 의하여 안테나 #1 (425)과 안테나 #2 (426)에 맵핑된다. 레이어 #2 (419)는 두 번째 열벡터 (422)
Figure 112015125189590-pat00102
에 의하여 안테나 #3 (427)에 맵핑된다. 레이어 #3 (420)은 세 번째 열벡터 (423)
Figure 112015125189590-pat00103
에 의하여 안테나 #4 (428)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (416)은 안테나 #3 (427)과 안테나 #4 (428)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (417)는 안테나 #1 (425)과 안테나 #2 (426)에 의해 전송된다. 즉 첫 번째 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 10을 참조하면, 세번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (429)는 CW #1 (430)을 레이어 #1 (432)에 맵핑하고 CW #2 (431)를 레이어 #2 (433)와 레이어 #3 (434)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼 (429)에 의해 출력되는 레이어 #1 (432), 레이어 #2 (433), 레이어 #3 (434)은 MIMO 프리코더 (435)에 의해 안테나 #1 (439), #2 (440), #3 (441), #4 (442)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 MIMO 프리코더 (435)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00104
로 선택되면, 레이어 #1 (432)은 첫 번째 열벡터 (436)
Figure 112015125189590-pat00105
에 의하여 안테나 #1 (439)과 안테나 #2 (440)에 맵핑된다. 레이어 #2 (433)는 두 번째 열벡터 (437)
Figure 112015125189590-pat00106
에 의하여 안테나 #3 (441)에 맵핑된다. 레이어 #3 (434)은 세 번째 열벡터 (438)
Figure 112015125189590-pat00107
에 의하여 안테나 #4 (442)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (430)은 안테나 #1 (439)과 안테나 #2 (440)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (431)는 안테나 #3 (441)과 안테나 #4 (442)에 의해 전송된다. 즉 첫 번째 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
만약 네 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용되고, 다섯 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용되며. 여섯 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 세 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용된다.
상술한 본 발명의 두 번째 실시 예에 따르면, 전송되는 모든 SC-FDMA 심볼들이 동일한 개수의 안테나 개수를 통해 균등하게 매핑되어 전송됨을 알 수 있다.
<실시 예 3>
후술될 세 번째 실시 예는 랭크 2의 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅이 동시에 사용될 때, CW #1과 CW #2에 대응하는 레이어들을 매 심볼 마다 바꾸어 줌으로써, CW #1과 CW #2 각각이 서로 다른 2개의 안테나를 통해 전송될 수 있도록 한다.
도 11과 도 12는 본 발명의 세 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보여준다. 즉 도 11과 도 12에서는 랭크 2의 전송을 위한 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅의 관계를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (501)는 CW #1 (502)을 레이어 #1 (504)에 맵핑하고, CW #2 (503)를 레이어 #2 (505)에 맵핑한다. 상기 레이어 매퍼 (501)로부터 출력된 레이어 #1 (504)과 레이어 #2 (505)는 레이어 쉬프터 (506)를 통과한 후 레이어 #1 (507)과 레이어 #2 (508)을 그대로 유지한다. 상기 레이어 쉬프터 (506)로부터 출력된 레이어 #1 (507), 레이어 #2 (508)은 MIMO 프리코더 (509)에 의해 안테나 #1 (512), 안테나 #2 (513), 안테나 #3 (514), 안테나 #4 (515)과 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 2의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (509)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00108
로 선택되면, 레이어 #1 (507)은 첫 번째 열벡터 (510)
Figure 112015125189590-pat00109
에 의하여 안테나 #1 (512)과 안테나 #2 (513)에 맵핑된다. 레이어 #2 (508)는 두 번째 열벡터 (511)
Figure 112015125189590-pat00110
에 의하여 안테나 #3 (514)과 안테나 #4 (515)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (502)은 안테나 #1 (512)과 안테나 #2 (513)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (503)는 안테나 #3 (514)과 안테나 #4 (515)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 12를 참조하면, 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (516)는 CW #1 (517)을 레이어 #1 (519)에 맵핑하고, CW #2 (518)를 레이어 #2 (520)에 맵핑한다. 상기 레이어 매퍼 (516)에 의해 출력되는 레이어 #1 (519), 레이터 #2(520)는 레이어 쉬프터 (521)에 의해 레이어 #2 (522)과 레이어 #1 (523)로의 레이어 쉬프팅이 이루어진다. 상기 레이어 쉬프터 (521)로부터 출력된 레이어 #2 (522), 레이어 #1 (523)은 MIMO 프리코더 (524)에 의해 안테나 #1 (527), 안테나 #2 (528), 안테나 #3 (529), 안테나 #4 (530)과 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 랭크 2의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (524)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00111
로 선택되면, 레이어 #2 (522)은 첫 번째 열벡터 (525)
Figure 112015125189590-pat00112
에 의하여 안테나 #1 (527)과 안테나 #2 (528)에 맵핑된다. 레이어 #1 (523)는 두 번째 열벡터 (526)
Figure 112015125189590-pat00113
에 의하여 안테나 #3 (529)과 안테나 #4 (540)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (517)은 안테나 #3 (529)과 안테나 #4 (540)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (518)는 안테나 #1 (527)과 안테나 #2 (528)에 의하여 전송된다. 즉 두 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
만약 세 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용되고, 네 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용된다.
상술한 본 발명의 세 번째 실시 예에 따르면, 전송되는 모든 SC-FDMA 심볼들이 동일한 개수의 안테나 개수를 통해 균등하게 매핑되어 전송됨을 알 수 있다.
<실시 예 4>
후술될 네 번째 실시 예는 랭크 2의 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅이 동시에 사용될 때, CW와 레이어 간의 맵핑을 변화시켜줌으로써 CW #1과 CW #2 각각이 서로 다른 2개의 안테나를 통해 전송될 수 있도록 한다.
이때 본 발명의 네 번째 실시 예에서는 세 번째 실시 예에서와 같이 레이어 쉬프팅을 레이어 매퍼 이후에 하지 않고, 레이어 매퍼에서 레이어 쉬프팅까지 고려하여 CW #1과 CW #2 각각이 항상 2개의 서로 다른 안테나에 맵핑되도록 하는 방식을 제안한다.
도 13과 도 14는 본 발명의 네 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보여준다. 즉 도 13과 도 14에서는 랭크 2의 전송을 위한 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅의 관계를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (601)는 CW #1 (602)을 레이어 #1 (604)에 맵핑하고, CW #2 (603)를 레이어 #2 (605)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(601)에 의해 출력되는 레이어 #1 (604), 레이어 #2 (605)은 MIMO 프리코더 (606)에 의해 안테나 #1 (609), 안테나 #2 (610), 안테나 #3 (611), 안테나 #4 (612)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 2의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (606)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00114
로 선택되면, 레이어 #1 (604)은 첫 번째 열벡터 (607)
Figure 112015125189590-pat00115
에 의하여 안테나 #1 (609)과 안테나 #2 (610)에 맵핑된다. 레이어 #2 (605)는 두 번째 열벡터 (608)
Figure 112015125189590-pat00116
에 의하여 안테나 #3 (611)과 안테나 #4 (612)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (604)은 안테나 #1 (609)과 안테나 #2 (610)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (603)는 안테나 #3 (611)과 안테나 #4 (612)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 14를 참조하면, 두번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (613)는 CW #1 (614)을 레이어 #2 (617)에 맵핑하고, CW #2 (615)를 레이어 #1 (616)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(613)에 의해 출력되는 레이어 #2 (617), 레이어 #1 (616)은 MIMO 프리코더 (618)에 의해 안테나 #1 (621), 안테나 #2 (622), 안테나 #3 (623), 안테나 #4 (624)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 2의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (618)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00117
로 선택되면, 레이어 #1 (616)은 첫 번째 열벡터 (619)
Figure 112015125189590-pat00118
에 의하여 안테나 #1 (621)과 안테나 #2 (622)에 맵핑된다. 레이어 #2 (617)는 두 번째 열벡터 (620)
Figure 112015125189590-pat00119
에 의하여 안테나 #3 (623)과 안테나 #4 (624)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (614)은 안테나 #3 (623)과 안테나 #4 (624)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (615)는 안테나 #1 (621)과 안테나 #2 (622)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
만약 세 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용되고, 네 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하려고 한다면 다시 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법이 사용된다.
상술한 본 발명의 네 번째 실시 예에 따르면, 전송되는 모든 SC-FDMA 심볼들이 동일한 개수의 안테나 개수를 통해 균등하게 매핑되어 전송됨을 알 수 있다.
<실시 예 5>
후술될 다섯 번째 실시 예는 랭크 4의 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅이 동시에 사용될 때, CW #1과 CW #2에 대응하는 레이어들을 매 심볼 마다 바꾸어 줌으로써, CW #1과 CW #2 각각이 서로 다른 2개의 안테나를 통해 전송될 수 있도록 한다.
도 15 내지 도 20은 본 발명의 다섯 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보여준다. 즉 도 15 내지 도 20에서는 랭크 4의 전송을 위한 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅의 관계를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (701)는 CW #1 (702)을 레이어 #1 (704)과 레이어 #2 (705)에 맵핑하며, CW #2 (703)를 레이어 #3 (706)와 레이어 #4 (707)에 맵핑한다. 상기 레이어 매퍼 (701)로부터 출력된 레이어 #1 (704), 레이어 #2 (705), 레이어 #3 (706)와 레이어 #4 (707)는 레이어 쉬프터 (708)를 통과한 후 레이어 #1 (709), 레이어 #2 (710), 레이어 #3 (711), 레이어 #4 (712)를 그대로 유지한다. 상기 레이어 쉬프터 (708)로부터 출력된 레이어 #1 (709), 레이어 #2 (710), 레이어 #3 (711), 레이어 #4 (712)는 MIMO 프리코더 (713)에 의해 안테나 #1 (718), 안테나 #2 (719), 안테나 #3 (720), 안테나 #4 (721)과 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (713)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00120
로 선택되면, 레이어 #1 (709)은 첫 번째 열벡터 (714)
Figure 112015125189590-pat00121
에 의하여 안테나 #1 (718)에 맵핑된다. 레이어 #2 (710)는 두 번째 열벡터 (715)
Figure 112015125189590-pat00122
에 의하여 안테나 #2 (719)에 맵핑된다. 레이어 #3 (711)은 세 번째 열벡터 (716)
Figure 112015125189590-pat00123
에 의하여 안테나 #3 (720)에 맵핑된다. 레이어 #4 (712)은 네 번째 열벡터 (717)
Figure 112015125189590-pat00124
에 의하여 안테나 #4 (721)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (702)은 안테나 #1 (718)과 안테나 #2 (719)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (703)는 안테나 #3 (720)과 안테나 #4 (721)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 16을 참조하면, 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (722)는 CW #1 (723)을 레이어 #1 (725)과 레이어 #2 (726)에 맵핑하고, CW #2 (724)를 레이어 #3 (727)과 레이어 #4 (728)에 맵핑한다. 상기 레이어 매퍼 (722)로부터 출력되는 레이어 #1 (725), 레이어 #2 (726), 레이어 #3 (727), 레이어 #4 (728)는 레이어 쉬프터 (729)에 의해 레이어 #4 (730), 레이어 #1 (731), 레이어 #2 (732), 레이어 #3 (733)로의 레이어 쉬프팅이 이루어진다. 상기 레이어 쉬프터 (729)로부터 출력된 레이어 #4 (730), 레이어 #1 (731), 레이어 #2 (732), 레이어 #3 (733)은 MIMO 프리코더 (738)에 의해 안테나 #1 (739), 안테나 #2 (740), 안테나 #3 (741), 안테나 #4 (742)와 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (738)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00125
로 선택되면, 레이어 #4 (730)은 첫 번째 열벡터 (734)
Figure 112015125189590-pat00126
에 의하여 안테나 #1 (739)에 맵핑된다. 레이어 #1 (731)는 두 번째 열벡터 (735)
Figure 112015125189590-pat00127
에 의하여 안테나 #2 (740)에 맵핑된다. 레이어 #2 (732)는 세 번째 열벡터 (736)
Figure 112015125189590-pat00128
에 의하여 안테나 #3 (741)에 맵핑된다. 레이어 #3 (733)은 네 번째 열벡터 (737)
Figure 112015125189590-pat00129
에 의하여 안테나 #4 (742)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (723)은 안테나 #2 (740)과 안테나 #3 (741)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (724)는 안테나 #1 (739)과 안테나 #4 (742)에 의하여 전송된다. 즉 두 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 17을 참조하면, 세 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (743)는 CW #1 (744)을 레이어 #1 (746)과 레이어 #2 (747)에 맵핑하며, CW #2 (745)를 레이어 #3 (748)와 레이어 #4 (749)에 맵핑한다. 상기 레이어 매퍼 (431)로부터 출력된 레이어 #1 (746), 레이어 #2 (747), 레이어 #3 (748)와 레이어 #4 (749)는 레이어 쉬프터 (750)를 통과한 후 레이어 #3 (751), 레이어 #4 (752), 레이어 #1 (753), 레이어 #2 (754)로 레이어 쉬프팅된다. 상기 레이어 쉬프터 (750)로부터 출력된 레이어 #3 (751), 레이어 #4 (752), 레이어 #1 (753), 레이어 #2 (754)는 MIMO 프리코더 (759)에 의해 안테나 #1 (760), 안테나 #2 (761), 안테나 #3 (762), 안테나 #4 (763)과 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (759)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00130
로 선택되면, 레이어 #3 (751)은 첫 번째 열벡터 (755)
Figure 112015125189590-pat00131
에 의하여 안테나 #1 (760)에 맵핑된다. 레이어 #4 (752)는 두 번째 열벡터 (756)
Figure 112015125189590-pat00132
에 의하여 안테나 #2 (761)에 맵핑된다. 레이어 #1 (753)은 세 번째 열벡터 (757)
Figure 112015125189590-pat00133
에 의하여 안테나 #3 (762)에 맵핑된다. 레이어 #2 (754)은 네 번째 열벡터 (758)
Figure 112015125189590-pat00134
에 의하여 안테나 #4 (763)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (744)은 안테나 #3 (762)과 안테나 #4 (763)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (745)는 안테나 #1 (760)과 안테나 #2 (761)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 18을 참조하면, 네 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (744)는 CW #1 (745)을 레이어 #1 (747)과 레이어 #2 (748)에 맵핑하고, CW #2 (746)를 레이어 #3 (749)과 레이어 #4 (750)에 맵핑한다. 상기 레이어 매퍼 (744)로부터 출력되는 레이어 #1 (747), 레이어 #2 (748), 레이어 #3 (749), 레이어 #4 (750)는 레이어 쉬프터 (751)에 의해 레이어 #2 (752), 레이어 #3 (753), 레이어 #4 (754), 레이어 #1 (755)로의 레이어 쉬프팅이 이루어진다. 상기 레이어 쉬프터 (751)로부터 출력된 레이어 #2 (752), 레이어 #3 (753), 레이어 #4 (754), 레이어 #1 (755)은 MIMO 프리코더 (756)에 의해 안테나 #1 (761), 안테나 #2 (762), 안테나 #3 (763), 안테나 #4 (764)와 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (756)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00135
로 선택되면, 레이어 #2 (752)은 첫 번째 열벡터 (757)
Figure 112015125189590-pat00136
에 의하여 안테나 #1 (761)에 맵핑된다. 레이어 #3 (753)는 두 번째 열벡터 (758)
Figure 112015125189590-pat00137
에 의하여 안테나 #2 (762)에 맵핑된다. 레이어 #4 (754)는 세 번째 열벡터 (759)
Figure 112015125189590-pat00138
에 의하여 안테나 #3 (763)에 맵핑된다. 레이어 #1 (755)은 네 번째 열벡터 (760)
Figure 112015125189590-pat00139
에 의하여 안테나 #4 (764)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (745)은 안테나 #1 (761)과 안테나 #4 (764)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (746)는 안테나 #2 (762)과 안테나 #3 (763)에 의하여 전송된다. 즉 두 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
만약 본 발명의 다섯 번째 실시 예에서 네 가지의 레이어 쉬프팅 패턴을 사용하여 SC-FDMA 심볼을 전송하고자 한다면, 다섯 번째 SC-FDMA 심볼을 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법에 의해 전송하고, 여섯 번째 SC-FDMA 심볼을 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법에 의해 전송하며, 일곱 번째 SC-FDMA 심볼을 세 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법에 의해 전송하고, 여덟 번째 SC-FDMA 심볼을 네 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법에 의해 전송한다.
하지만 네 가지가 아닌 그 이상의 레이어 쉬프팅 패턴을 사용하여 SC-FDMA 심볼을 전송할 수도 있다.
도 19를 참조하여 다섯 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 예를 설명하면, 레이어 매퍼 (765)는 CW #1 (766)을 레이어 #1 (768)과 레이어 #2 (769)에 맵핑하며, CW #2 (767)를 레이어 #3 (770)와 레이어 #4 (771)에 맵핑한다. 상기 레이어 매퍼 (465)로부터 출력된 레이어 #1 (768), 레이어 #2 (769), 레이어 #3 (770)와 레이어 #4 (771)는 레이어 쉬프터 (772)를 통과한 후 레이어 #1 (773), 레이어 #3 (774), 레이어 #2 (775), 레이어 #4 (776)로 레이어 쉬프팅된다. 상기 레이어 쉬프터 (772)로부터 출력된 레이어 #1 (773), 레이어 #3 (774), 레이어 #2 (775), 레이어 #4 (776)는 MIMO 프리코더 (781)에 의해 안테나 #1 (782), 안테나 #2 (783), 안테나 #3 (784), 안테나 #4 (785)과 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (781)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00140
로 선택되면, 레이어 #1 (773)은 첫 번째 열벡터 (777)
Figure 112015125189590-pat00141
에 의하여 안테나 #1 (782)에 맵핑된다. 레이어 #3 (774)는 두 번째 열벡터 (778)
Figure 112015125189590-pat00142
에 의하여 안테나 #2 (783)에 맵핑된다. 레이어 #2 (775)은 세 번째 열벡터 (779)
Figure 112015125189590-pat00143
에 의하여 안테나 #3 (784)에 맵핑된다. 레이어 #4 (776)은 네 번째 열벡터 (780)
Figure 112015125189590-pat00144
에 의하여 안테나 #4 (785)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (766)은 안테나 #1 (782)과 안테나 #3 (784에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (767)는 안테나 #2 (783)과 안테나 #4 (785)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 20을 참조하여 여섯 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 예를 설명하면, 레이어 매퍼 (786)는 CW #1 (787)을 레이어 #1 (789)과 레이어 #2 (790)에 맵핑하고, CW #2 (788)를 레이어 #3 (791)과 레이어 #4 (792)에 맵핑한다. 상기 레이어 매퍼 (786)로부터 출력되는 레이어 #1 (789), 레이어 #2 (790), 레이어 #3 (791), 레이어 #4 (792)는 레이어 쉬프터 (793)에 의해 레이어 #3 (794), 레이어 #1 (795), 레이어 #4 (796), 레이어 #2 (797)로의 레이어 쉬프팅이 이루어진다. 상기 레이어 쉬프터 (793)로부터 출력된 레이어 #3 (794), 레이어 #1 (795), 레이어 #4 (796), 레이어 #2 (797)는 MIMO 프리코더 (802)에 의해 안테나 #1 (803), 안테나 #2 (804), 안테나 #3 (805), 안테나 #4 (806)와 맵핑되어 전송된다.
예컨대 상기 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (802)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00145
로 선택되면, 레이어 #3 (794)은 첫 번째 열벡터 (798)
Figure 112015125189590-pat00146
에 의하여 안테나 #1 (803)에 맵핑된다. 레이어 #1 (795)는 두 번째 열벡터 (799)
Figure 112015125189590-pat00147
에 의하여 안테나 #2 (804)에 맵핑된다. 레이어 #4 (796)는 세 번째 열벡터 (800)
Figure 112015125189590-pat00148
에 의하여 안테나 #3 (805)에 맵핑된다. 레이어 #2 (797)은 네 번째 열벡터 (801)
Figure 112015125189590-pat00149
에 의하여 안테나 #4 (806)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (787)은 안테나 #2 (804)과 안테나 #4 (806)에 의하여 전송되며, 상기 CW #2 (788)는 안테나 #1 (803)과 안테나 #3 (805)에 의하여 전송된다. 즉 두 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
<실시 예 6>
후술될 여섯 번째 실시 예는 랭크 4의 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅이 동시에 사용될 때, CW #1과 CW #2에 대응하는 레이어들을 매 심볼 마다 바꾸어 줌으로써, CW #1과 CW #2 각각이 서로 다른 2개의 안테나를 통해 전송될 수 있도록 한다.
이때 본 발명의 여섯 번째 실시 예에서는 세 번째 및 네 번째 실시 예에서와 같이 레이어 쉬프팅을 레이어 매퍼 이후에 하지 않고, 레이어 매퍼에서 레이어 쉬프팅까지 고려하여 CW #1과 CW #2 각각이 항상 2개의 서로 다른 안테나에 맵핑되도록 하는 방식을 제안한다.
도 21 내지 도 26은 본 발명의 여섯 번째 실시 예에 따른 4개의 송신 안테나를 가지는 SC-FDMA 시스템에서의 레이어 쉬프팅 동작을 보여준다. 즉 도 21 내지 도 26에서는 랭크 4의 전송을 위한 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅의 관계를 나타낸다.
도 21을 참조하면, 첫 번째 심볼을 전송하는 경우, 레이어 매퍼 (801)는 CW #1 (802)을 레이어 #1 (804)과 레이어 #2 (805)에 맵핑하고, CW #2 (803)를 레이어 #3 (806)과 레이어 #4 (807)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(801)에 의해 출력되는 레이어 #1 (804), 레이어 #2 (805), 레이어 #3 (806), 레이어 #4 (807)은 MIMO 프리코더 (812)에 의해 안테나 #1 (813), 안테나 #2 (814), 안테나 #3 (815), 안테나 #4 (816)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (812)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00150
로 선택되면, 레이어 #1 (804)은 첫 번째 열벡터 (808)
Figure 112015125189590-pat00151
에 의하여 안테나 #1 (813)에 맵핑된다. 레이어 #2 (805)는 두 번째 열벡터 (809)
Figure 112015125189590-pat00152
에 의하여 안테나 #2 (814)에 맵핑된다. 레이어 #3 (806)은 세 번째 열벡터 (810)
Figure 112015125189590-pat00153
에 의하여 안테나 #3 (815)에 맵핑된다. 레이어 #4 (807)은 네 번째 열벡터 (811)
Figure 112015125189590-pat00154
에 의하여 안테나 #4 (816)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (802)은 안테나 #1 (813)과 안테나 #2 (814)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (803)는 안테나 #3 (815)과 안테나 #4 (816)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 22를 참조하면, 두 번째 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (817)는 CW #1 (818)을 레이어 #2 (821)과 레이어 #3 (822)에 맵핑하고, CW #2 (819)를 레이어 #1 (820)와 레이어 #4 (823)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(817)에 의해 출력되는 레이어 #1 (820), 레이어 #2 (821), 레이어 #3 (822), 레이어 #4 (823)은 MIMO 프리코더 (828)에 의해 안테나 #1 (829), 안테나 #2 (830), 안테나 #3 (831), 안테나 #4 (832)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (828)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00155
로 선택되면, 레이어 #1 (820)은 첫 번째 열벡터 (824)
Figure 112015125189590-pat00156
에 의하여 안테나 #1 (829)에 맵핑된다. 레이어 #2 (821)는 두 번째 열벡터 (825)
Figure 112015125189590-pat00157
에 의하여 안테나 #2 (830)에 맵핑된다. 레이어 #3 (822)은 세 번째 열벡터 (826)
Figure 112015125189590-pat00158
에 의하여 안테나 #3 (831)에 맵핑된다. 레이어 #4 (823)은 네 번째 열벡터 (827)
Figure 112015125189590-pat00159
에 의하여 안테나 #4 (832)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (818)은 안테나 #2 (830)과 안테나 #3 (831)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (819)는 안테나 #1 (829)과 안테나 #4 (832)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 23을 참조하면, 세 번째 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (833)는 CW #1 (834)을 레이어 #3 (838)과 레이어 #4 (839)에 맵핑하고 CW #2 (835)를 레이어 #1 (836)과 레이어 #2 (837)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(833)에 의해 출력되는 레이어 #1 (836), 레이어 #2 (837), 레이어 #3 (838), 레이어 #4 (839)는 MIMO 프리코더 (844)에 의해 안테나 #1 (845), 안테나 #2 (846), 안테나 #3 (847), 안테나 #4 (848)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (844)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00160
로 선택되면, 레이어 #1 (836)은 첫 번째 열벡터 (840)
Figure 112015125189590-pat00161
에 의하여 안테나 #1 (845)에 맵핑된다. 레이어 #2 (837)는 두 번째 열벡터 (841)
Figure 112015125189590-pat00162
에 의하여 안테나 #2 (846)에 맵핑된다. 레이어 #3 (838)은 세 번째 열벡터 (842)
Figure 112015125189590-pat00163
에 의하여 안테나 #3 (847)에 맵핑된다. 레이어 #4 (839)은 네 번째 열벡터 (843)
Figure 112015125189590-pat00164
에 의하여 안테나 #4 (848)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (834)은 안테나 #3 (847)과 안테나 #4 (848)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (839)는 안테나 #1 (845)과 안테나 #2 (846)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 24를 참조하면, 네 번째 심볼을 전송하는 경우 레이어 매퍼 (849)는 CW #1 (850)를 레이어 #1 (852)과 레이어 #4 (855)에 맵핑하고 CW #2 (851)를 레이어 #2 (853)와 레이어 #3 (854)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(849)에 의해 출력되는 레이어 #1 (852), 레이어 #2 (853), 레이어 #3 (854), 레이어 #4 (855)는 MIMO 프리코더 (860)에 의해 안테나 #1 (861), 안테나 #2 (862), 안테나 #3 (863), 안테나 #4 (864)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (860)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00165
로 선택되면 레이어 #1 (852)은 첫 번째 열벡터 (856)
Figure 112015125189590-pat00166
에 의하여 안테나 #1 (861)에 맵핑된다. 레이어 #2 (853)는 두 번째 열벡터 (857)
Figure 112015125189590-pat00167
에 의하여 안테나 #2 (862)에 맵핑된다. 레이어 #3 (854)은 세 번째 열벡터 (858)
Figure 112015125189590-pat00168
에 의하여 안테나 #3 (863)에 맵핑된다. 레이어 #4 (855)은 네 번째 열벡터 (859)
Figure 112015125189590-pat00169
에 의하여 안테나 #4 (864)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (850)은 안테나 #1 (861)과 안테나 #4 (864)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (851)는 안테나 #2 (862)와 안테나 #3 (863)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
만약 본 발명의 여섯 번째 실시 예에서 네 가지의 레이어 쉬프팅 패턴을 사용하여 SC-FDMA 심볼을 전송하고자 한다면, 다섯 번째 SC-FDMA 심볼을 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법에 의해 전송하고, 여섯 번째 SC-FDMA 심볼을 두 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법에 의해 전송하며, 일곱 번째 SC-FDMA 심볼을 세 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법에 의해 전송하고, 여덟 번째 SC-FDMA 심볼을 네 번째 SC-FDMA 심볼을 전송할 때와 같은 방법에 의해 전송한다.
하지만 네 가지가 아닌 그 이상의 레이어 쉬프팅 패턴을 사용하여 SC-FDMA 심볼을 전송할 수도 있다.
도 25를 참조하여 다섯 가지의 레이어 패턴에 의해 다섯 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 예를 설명하면, 레이어 매퍼 (865)는 CW #1 (866)을 레이어 #1 (868)과 레이어 #3 (870)에 맵핑하고 CW #2 (867)를 레이어 #2 (869)와 레이어 #4 (871)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(865)에 의해 출력되는 레이어 #1 (868), 레이어 #2 (869), 레이어 #3 (870), 레이어 #4 (871)은 MIMO 프리코더 (876)에 의해 안테나 #1 (877), 안테나 #2 (878), 안테나 #3 (879), 안테나 #4 (880)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (812)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00170
로 선택되면, 레이어 #1 (868)은 첫 번째 열벡터 (872)
Figure 112015125189590-pat00171
에 의하여 안테나 #1 (877)에 맵핑된다. 레이어 #2 (869)는 두 번째 열벡터 (873)
Figure 112015125189590-pat00172
에 의하여 안테나 #2 (878)에 맵핑된다. 레이어 #3 (870)은 세 번째 열벡터 (874)
Figure 112015125189590-pat00173
에 의하여 안테나 #3 (879)에 맵핑된다. 레이어 #4 (871)은 네 번째 열벡터 (875)
Figure 112015125189590-pat00174
에 의하여 안테나 #4 (880)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (866)은 안테나 #1 (877)과 안테나 #3 (879)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (867)는 안테나 #2 (879)과 안테나 #4 (875)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
도 26을 참조하여 여섯 가지의 레이어 패턴에 의해 여섯 번째 SC-FDMA 심볼을 전송하는 예를 설명하면, 레이어 매퍼 (881)는 CW #1 (882)을 레이어 #2 (885)과 레이어 #4 (887)에 맵핑하고 CW #2 (883)를 레이어 #1 (884)와 레이어 #3 (886)에 맵핑한다. 그리고 상기 레이어 매퍼(881)에 의해 출력되는 레이어 #1 (884), 레이어 #2 (885), 레이어 #3 (886), 레이어 #4 (887)은 MIMO 프리코더 (892)에 의해 안테나 #1 (893), 안테나 #2 (894), 안테나 #3 (895), 안테나 #4 (896)에 맵핑되어 전송된다.
예컨대 랭크 4의 전송을 위해 상기 MIMO 프리코더 (892)에서의 프리코딩 매트릭스가
Figure 112015125189590-pat00175
로 선택되면, 레이어 #1 (884)은 첫 번째 열벡터 (888)
Figure 112015125189590-pat00176
에 의하여 안테나 #1 (893)에 맵핑된다. 레이어 #2 (885)는 두 번째 열벡터 (889)
Figure 112015125189590-pat00177
에 의하여 안테나 #2 (894)에 맵핑된다. 레이어 #3 (886)은 세 번째 열벡터 (890)
Figure 112015125189590-pat00178
에 의하여 안테나 #3 (895)에 맵핑된다. 레이어 #4 (887)은 네 번째 열벡터 (891)
Figure 112015125189590-pat00179
에 의하여 안테나 #4 (896)에 맵핑된다.
따라서 상기 CW #1 (882)은 안테나 #2 (894)와 안테나 #3 (895)에 의해 전송되며, 상기 CW #2 (883)는 안테나 #1 (893)과 안테나 #3 (895)에 의하여 전송된다. 즉 첫 번째 SC-FDMA 심볼 전송에서 CW #1과 CW #2는 각각 2개의 안테나에서 균등하게 맵핑되어 전송된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
예컨대 본 발명의 실시 예에서 제안하는 방식들을 사용하게 되면 4개의 송신 안테나에서 랭크 3의 전송이 일어나는 경우 기존의 프리코딩 메트릭스들과 레이어 쉬프팅 기술을 사용하면서도 CW #1을 2개의 안테나를 통하여 송신할 수 있다. 또한 CW #2도 2개의 안테나를 통하여 송신할 수 있어 코드워드당 전송되는 안테나 수의 균형을 유지한다.
더불어 본 발명의 실시 예에서는 4개의 안테나를 사용한 랭크 3의 전송에 대해 구체적으로 설명하고 있으나 랭크 2와 랭크 4의 전송에서도 일반화된 방식으로 이용할 수 있으며, 2개의 안테나에서도 이용할 수 있음은 자명할 것이다.

Claims (10)

  1. 다중 안테나를 기반으로 다수의 코드워드들로 구성된 데이터를 전송하는 장치에 있어서,
    상기 다수의 코드워드들 각각을 다수의 레이어들 중 적어도 하나의 레이어에 매핑하는 레이어 매퍼와,
    하나의 코드워드가 매핑된 상기 다수의 레이어들의 순서를 재배열하는 레이어 쉬프터와,
    미리 설정된 프리코딩 매트릭스로부터 상기 순서를 재배열한 다수의 레이어들 각각에 대응한 열 백터를 선택하고, 상기 선택한 열 백터를 기반으로 상기 다중 안테나에서 해당 레이어에 매핑된 코드워드를 전송할 적어도 하나의 안테나를 지정하는 프리코더를 포함하며,
    여기서, 상기 다수의 레이어들의 순서를 재배열하는 패턴은 매 심볼 전송 시마다 변경됨을 특징으로 하는 데이터 전송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 코드워드 각각을 매핑할 레이어는 매 심볼 전송 시마다 변경됨을 특징으로 하는 데이터 전송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 레이어들의 순서를 재배열하는 패턴은 소정 주기로 반복됨을 특징으로 하는 데이터 전송장치.
  4. 다중 안테나를 기반으로 다수의 코드워드들로 구성된 데이터를 전송하는 장치에 있어서,
    매 심볼 전송 시마다 변경되는 레이어 재배열 패턴을 고려하여 상기 다수의 코드워드들 각각을 다수의 레이어들 중 적어도 하나의 레이어에 매핑하는 레이어 매퍼와,
    미리 설정된 프리코딩 매트릭스로부터 하나의 코드워드가 매핑된 상기 다수의 레이어들 각각에 대응한 열 백터를 선택하고, 상기 선택한 열 백터를 기반으로 상기 다중 안테나에서 해당 레이어에 매핑된 코드워드를 전송할 적어도 하나의 안테나를 지정하는 프리코더를 포함하는 데이터 전송장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레이어 재배열 패턴은 소정 주기로 반복됨을 특징으로 하는 데이터 전송장치.
  6. 다중 안테나를 구비하는 송신장치에서 다수의 코드워드들로 구성된 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 다수의 코드워드들 각각을 다수의 레이어들 중 적어도 하나의 레이어에 매핑하는 과정과,
    하나의 코드워드가 매핑된 상기 다수의 레이어들의 순서를 재배열하는 과정과,
    미리 설정된 프리코딩 매트릭스로부터 상기 순서를 재배열한 다수의 레이어들 각각에 대응한 열 백터를 선택하는 과정과,
    상기 선택한 열 백터에 의해 상기 다중 안테나에서 지정된 적어도 하나의 안테나를 통해 해당 레이어에 매핑된 코드워드를 전송하는 과정을 포함하며,
    여기서, 상기 다수의 레이어들의 순서를 재배열하는 패턴은 매 심볼 전송 시마다 변경됨을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 코드워드 각각을 매핑할 레이어는 매 심볼 전송 시마다 변경됨을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 레이어들의 순서를 재배열하는 패턴은 소정 주기로 반복됨을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  9. 다중 안테나를 구비하는 송신장치에서 다수의 코드워드들로 구성된 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    매 심볼 전송 시마다 변경되는 레이어 재배열 패턴을 고려하여 상기 다수의 코드워드들 각각을 다수의 레이어들 중 적어도 하나의 레이어에 매핑하는 과정과,
    미리 설정된 프리코딩 매트릭스로부터 하나의 코드워드가 매핑된 상기 다수의 레이어들 각각에 대응한 열 백터를 선택하는 과정과,
    상기 선택한 열 백터에 의해 상기 다중 안테나 중에서 지정된 하나의 안테나를 통해 해당 레이어에 매핑된 코드워드를 전송하는 과정을 포함하는 데이터 전송방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 레이어 재배열 패턴은 소정 주기로 반복됨을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
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