KR102202363B1 - Transmitter and transmitting method thereof - Google Patents

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KR102202363B1 KR1020140075128A KR20140075128A KR102202363B1 KR 102202363 B1 KR102202363 B1 KR 102202363B1 KR 1020140075128 A KR1020140075128 A KR 1020140075128A KR 20140075128 A KR20140075128 A KR 20140075128A KR 102202363 B1 KR102202363 B1 KR 102202363B1
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Abstract

송신 장치가 개시된다. 본 송신 장치는 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호가 입력되면, 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑하고 제1 입력 신호 및 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩 인코딩하여 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 전송 신호 및 제2 전송 신호를 생성하는 MIMO 프리코더 및 제1 전송 신호 및 제2 전송 신호를 OFDM 변조하는 OFDM 변조부를 포함한다.The transmitting device is started. When the first input signal and the second input signal are input, the transmitting apparatus pre-phase shift or pre-phase shift/hopping the second input signal, and the first input signal and pre-phase shift or pre-phase shift/hopping A MIMO precoder for generating a first transmission signal and a second transmission signal by performing MIMO precoding by superimposing encoding the second input signal and an OFDM modulator for OFDM modulation on the first transmission signal and the second transmission signal.

Description

송신 장치 및 그의 신호 송신 방법 { TRANSMITTER AND TRANSMITTING METHOD THEREOF }Transmission device and its signal transmission method {TRANSMITTER AND TRANSMITTING METHOD THEREOF}

본 발명은 송신 장치 및 그의 신호 송신 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 방식으로 신호를 송신하는 송신 장치 및 그의 신호 송신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission apparatus and a signal transmission method thereof, and more particularly, to a transmission apparatus for transmitting a signal using a multiple input multiple output (MIMO) method and a signal transmission method thereof.

21세기 정보화 사회에서 방송 통신 서비스는 본격적인 디지털화, 다채널화, 광대역화, 고품질화의 시대를 맞이하고 있다. 특히, 최근에 고화질 디지털 TV 및 PMP, 휴대방송 기기 보급이 확대됨에 따라 디지털 방송 서비스도 다양한 수신방식 지원에 대한 요구가 증대되고 있다. In the information society of the 21st century, broadcasting and communication services are entering the era of full-scale digitalization, multi-channelization, broadband and high-quality. In particular, as the spread of high-definition digital TVs, PMPs, and portable broadcasting devices has recently increased, there is an increasing demand for supporting various reception methods for digital broadcasting services.

이러한 요구에 따라 방송 통신 관련 기술 단체 및 산업체에서는 진화된 기술들을 개발하여, 사용자의 욕구를 만족시킬 수 있는 다양한 서비스를 제공하고 있다. 특히, 제한된 주파수 자원을 이용하여 전송 효율을 높이는 다중 안테나 송수신 기법이 활발하게 연구되어 있다는 점에서, 이와 관련하여 보다 우수한 성능을 통해 보다 나은 서비스를 사용자에게 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다.In response to this demand, broadcasting and communication-related technical organizations and industries have developed advanced technologies to provide various services that can satisfy users' needs. In particular, since multi-antenna transmission/reception techniques that increase transmission efficiency using limited frequency resources have been actively studied, in this regard, a search for a method for providing a better service to users through better performance is requested.

본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 입력 신호들 중 하나를 프리-페이즈 쉬프트(Pre-phase Shift) 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑(Pre-phase Shift/Hopping)한 후 나머지 입력 신호와 중첩하는 MIMO 프리코딩(Precoding)을 통해 전송 신호를 생성하여 전송하는 송신 장치 및 그의 신호 송신 방법을 제공함에 있다.The present invention is in accordance with the above-described necessity, and an object of the present invention is to input the remaining input signals after pre-phase shifting or pre-phase shifting/hopping. The present invention provides a transmission apparatus for generating and transmitting a transmission signal through MIMO precoding overlapping a signal and a signal transmission method thereof.

본 발명의 다른 목적은 입력 신호들 중 하나를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑한 후 나머지 입력 신호와 중첩하고 이를 포스트-페이즈 호핑(Post-phase Hopping)하는 MIMO 프리코딩을 통해 전송 신호를 생성하여 전송하는 송신 장치 및 그의 신호 송신 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is a transmission signal through MIMO precoding in which one of the input signals is pre-phase shifted or pre-phase shifted/hopped and then overlapped with the remaining input signals and post-phase hopping is performed. It is to provide a transmission apparatus for generating and transmitting a signal and a method for transmitting a signal thereof.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치는 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호가 입력되면, 상기 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑하고 상기 제1 입력 신호 및 상기 프리-페이즈 쉬프트 또는 상기 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩 인코딩하여 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 전송 신호 및 제2 전송 신호를 생성하는 MIMO 프리코더 및 상기 제1 전송 신호 및 상기 제2 전송 신호를 OFDM 변조하는 OFDM 변조부를 포함한다. 여기에서, 상기 MIMO 프리코더는 하기의 수학식 1을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In order to achieve the above object, the transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, when the first input signal and the second input signal are input, pre-phase shift or pre-phase shift/hopping the second input signal A MIMO precoder for generating a first transmission signal and a second transmission signal by performing MIMO precoding by overlapping encoding the first input signal and the pre-phase shift or the pre-phase shift/hopped second input signal, and And an OFDM modulator for OFDM modulation on the first transmission signal and the second transmission signal. Here, the MIMO precoder may perform the MIMO precoding using Equation 1 below.

또한, 상기 MIMO 프리코더는 하기의 수학식 2를 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the MIMO precoder may perform the MIMO precoding using Equation 2 below.

또한, 상기 MIMO 프리코더는 하기의 수학식 3을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the MIMO precoder may perform the MIMO precoding using Equation 3 below.

또한, 상기 MIMO 프리코더는 하기의 수학식 4를 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the MIMO precoder may perform the MIMO precoding using Equation 4 below.

한편, 상기 MIMO 프리코더는 상기 제1 입력 신호 및 상기 프리-페이즈 쉬프트 또는 상기 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩한 후 포스트-페이즈 호핑을 추가로 수행하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다. Meanwhile, the MIMO precoder performs MIMO precoding by additionally performing post-phase hopping after superimposing the first input signal and the pre-phase shift or the pre-phase shift/hopped second input signal. I can.

여기에서, 상기 MIMO 프리코더는 하기의 수학식 5를 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.Here, the MIMO precoder may perform the MIMO precoding using Equation 5 below.

또한, 상기 MIMO 프리코더는 하기의 수학식 6을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the MIMO precoder may perform the MIMO precoding using Equation 6 below.

또한, 상기 MIMO 프리코더는 하기의 수학식 7을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the MIMO precoder may perform the MIMO precoding using Equation 7 below.

한편, 상기 MIMO 프리코더는 상기 제2 입력 신호를 프리-페이즈 호핑하기 전에 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호에 차별적으로 파워를 할당하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.Meanwhile, the MIMO precoder may perform MIMO precoding by differentially allocating power to the first input signal and the second input signal before pre-phase hopping the second input signal.

여기에서, 상기 MIMO 프리코더는 하기의 수학식 8을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.Here, the MIMO precoder may perform the MIMO precoding using Equation 8 below.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 프리코딩 방법은 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호가 입력되면, 상기 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑하고 상기 제1 입력 신호 및 상기 프리-페이즈 쉬프트 또는 상기 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩 인코딩하여 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 전송 신호 및 제2 전송 신호를 생성하는 단계 및 상기 제1 전송 신호 및 상기 제2 전송 신호를 OFDM 변조하는 단계를 포함한다. Meanwhile, in the precoding method of the transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention, when a first input signal and a second input signal are input, the second input signal is pre-phase shifted or pre-phase shifted/hopped, and the second input signal is 1 generating a first transmission signal and a second transmission signal by performing MIMO precoding by superimposing encoding the input signal and the pre-phase shifted or the pre-phase shifted/hopped second input signal, and the first transmission And OFDM modulating the signal and the second transmission signal.

여기에서, 상기 생성하는 단계는 하기의 수학식 1을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.Here, the generating step may perform the MIMO precoding using Equation 1 below.

또한, 상기 생성하는 단계는 하기의 수학식 2를 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the generating step may perform the MIMO precoding using Equation 2 below.

또한, 상기 생성하는 단계는 하기의 수학식 3을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the generating step may perform the MIMO precoding using Equation 3 below.

또한, 상기 생성하는 단계는 하기의 수학식 4를 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the generating step may perform the MIMO precoding using Equation 4 below.

한편, 상기 생성하는 단계는 상기 제1 입력 신호 및 상기 프리-페이즈 쉬프트 또는 상기 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩한 후 포스트-페이즈 호핑을 추가로 수행하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다. Meanwhile, in the generating step, post-phase hopping is additionally performed after superimposing the first input signal and the pre-phase shift or the pre-phase shift/hopped second input signal to perform MIMO precoding. I can.

여기에서, 생성하는 단계는 하기의 수학식 5를 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.Here, the generating step may perform the MIMO precoding using Equation 5 below.

또한, 상기 생성하는 단계는 하기의 수학식 6을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the generating step may perform the MIMO precoding using Equation 6 below.

또한, 상기 생성하는 단계는 하기의 수학식 7을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In addition, the generating step may perform the MIMO precoding using Equation 7 below.

한편, 상기 생성하는 단계는 상기 제2 입력 신호를 프리-페이즈 호핑하기 전에 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호에 차별적으로 파워를 할당하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.Meanwhile, the generating may perform MIMO precoding by differentially allocating power to the first input signal and the second input signal before pre-phase hopping the second input signal.

여기에서, 생성하는 단계는 하기의 수학식 8을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.Here, the generating step may perform the MIMO precoding using Equation 8 below.

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 다중 안테나 공간 다중화(MIMO Spatial Multiplexing) 방식에 있어 전송 다이버시티(Transmit Diversity)가 증가되고, BER(bit-error-rate) 성능이 향상될 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure as described above, in a MIMO Spatial Multiplexing scheme, transmit diversity may be increased and bit-error-rate (BER) performance may be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 MIMO 프리코딩 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 MIMO 프리코더의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도, 그리고
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
1 is a block diagram for explaining the configuration of a transmission device according to an embodiment of the present invention;
2 to 8 are diagrams for explaining a MIMO precoding method according to various embodiments of the present invention;
9 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a transmission device according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a MIMO precoder according to an embodiment of the present invention, and
11 is a flowchart illustrating a precoding method according to an embodiment of the present invention.
12 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 1에 따르면, 송신 장치(100)는 MIMO 프리코더(110) 및 OFDM 변조부(120)를 포함한다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a transmission device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the transmission apparatus 100 includes a MIMO precoder 110 and an OFDM modulator 120.

MIMO 프리코더(precoder)(110)는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 MIMO 프리코딩하여 제1 전송 신호와 제2 전송 신호를 생성한다.The MIMO precoder 110 MIMO precodes a first input signal and a second input signal to generate a first transmission signal and a second transmission signal.

이 경우, MIMO 프리코더(110)로 입력되는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호는 변조 심볼들일 수 있다. 즉, 수신 장치(미도시)로 전송되는 비트들은 4-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM(또는 16-NUC), 64-QAM(또는 64-NUC), 256-QAM(또는 256-NUC), 1024-QAM(또는 1024-NUC), 4096-QAM(또는 4096-NUC) 등과 같은 다양한 변조 방식에 의해 변조된 후, QAM 심볼은 2 개의 입력 신호로 디멀티플렉싱(demultiplexing)되어 MIMO 프리코더(110)로 순차적으로 입력될 수 있다. 이 경우, QAM 성상도는 균일 성상도(Uniform Constellation, UC) 또는 비균일 성상도(Non-uniform Constellation, NUC)일 수 있다. 여기에서, 비균일 성상도를 가지는 QAM을 NUC라 할 수 있다. 이에 따라, MIMO 프리코더(110)는 심볼 단위로 MIMO 프리코딩을 수행하여 MIMO 전송을 위한 제1 전송 신호와 제2 전송 신호를 생성할 수 있다.In this case, the first input signal and the second input signal input to the MIMO precoder 110 may be modulation symbols. That is, bits transmitted to a receiving device (not shown) are 4-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM (or 16-NUC), 64-QAM (or 64-NUC), 256-QAM (or 256-NUC). ), 1024-QAM (or 1024-NUC), 4096-QAM (or 4096-NUC), and the like, the QAM symbol is demultiplexed into two input signals, and a MIMO precoder ( 110) can be sequentially input. In this case, the QAM constellation may be a uniform constellation (UC) or a non-uniform constellation (NUC). Here, a QAM having a non-uniform constellation may be referred to as NUC. Accordingly, the MIMO precoder 110 may generate a first transmission signal and a second transmission signal for MIMO transmission by performing MIMO precoding in symbol units.

한편, MIMO 프리코더(110)가 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 MIMO 프리코딩하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하기로 한다.Meanwhile, a detailed method of MIMO precoding the first input signal and the second input signal by the MIMO precoder 110 will be described later.

OFDM 변조부(120)는 제1 전송 신호와 제2 전송 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조한다. The OFDM modulator 120 modulates orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) on the first transmission signal and the second transmission signal.

구체적으로, OFDM 변조부(120)는 제1 전송 신호와 제2 전송 신호 각각을 OFDM 변조하여 OFDM 프레임에 맵핑할 수 있다. 즉, OFDM 변조부(120)는 제1 전송 신호의 프리코딩된 심볼들과 제2 전송 신호의 프리코딩된 심볼들을 서로 다른 OFDM 프레임의 서브 캐리어에 각각 맵핑하여 OFDM 변조를 수행할 수 있다. Specifically, the OFDM modulator 120 may OFDM-modulate each of the first transmission signal and the second transmission signal to map the OFDM frame. That is, the OFDM modulator 120 may perform OFDM modulation by mapping the precoded symbols of the first transmission signal and the precoded symbols of the second transmission signal to subcarriers of different OFDM frames, respectively.

여기에서, OFDM 프레임은 MIMO 방식을 통해 수신 장치(미도시)로 전송될 수 있다. 예를 들어, 제1 전송 신호가 OFDM 변조되어 생성된 OFDM 프레임은 제1 송신 안테나(미도시)를 통해 수신 장치(미도시)로 전송되고, 제2 전송 신호가 OFDM 변조되어 생성된 OFDM 프레임은 제2 송신 안테나(미도시)를 통해 수신 장치(미도시)로 전송될 수 있다.Here, the OFDM frame may be transmitted to a receiving device (not shown) through the MIMO scheme. For example, an OFDM frame generated by OFDM modulation of the first transmission signal is transmitted to a receiving device (not shown) through a first transmission antenna (not shown), and the OFDM frame generated by OFDM modulation of the second transmission signal is It may be transmitted to a receiving device (not shown) through a second transmission antenna (not shown).

이하에서는, MIMO 프리코더(110)가 입력 신호들에 대해 MIMO 프리코딩을 수행하는 구체적인 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a detailed method of performing MIMO precoding on input signals by the MIMO precoder 110 will be described.

구체적으로, MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호가 입력되면, 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑하고 제1 입력 신호와 프리-페이즈 쉬트프 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩 인코딩(Superposition encoding)하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다. Specifically, when the first input signal and the second input signal are input, the MIMO precoder 110 pre-phase shifts or pre-phase shifts/hops the second input signal, and performs a pre-phase shift with the first input signal. Alternatively, MIMO precoding may be performed by superposition encoding the pre-phase shifted/hopped second input signal.

여기에서, 프리-페이즈 쉬프트는 복소수 값을 갖는 입력 신호인 QAM 심볼의 위상을 일정한 값만큼 쉬프트시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 프리-페이즈 쉬프트 파라미터 θ가 π/7인 경우, 프리-페이즈 쉬프트에 의해 QAM 심볼의 위상은 π/7만큼 쉬프트될 수 있다.Here, the pre-phase shift means shifting the phase of a QAM symbol, which is an input signal having a complex value, by a predetermined value. For example, when the pre-phase shift parameter θ is π/7, the phase of the QAM symbol may be shifted by π/7 by the pre-phase shift.

또한, 프리-페이즈 쉬프트/호핑은 QAM 심볼의 위상을 일정한 값만큼 쉬프트시키고 심볼 인덱스에 따라 QAM 심볼의 위상을 일정한 값만큼 순차적으로 호핑(또는, 회전(rotating))시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터 θ(k)가 π/7+k×π/2인 경우, 프리-페이즈 쉬프트/호핑에 의해 QAM 심볼의 위상은 π/7만큼 쉬프트되고 심볼 인덱스 k에 따라 π/2만큼 순차적으로 호핑될 수 있다. 이에 따라, 결과적으로 QAM 심볼의 위상은 심볼 인덱스 k에 따라 π/7+k×π/2만큼 쉬프트될 수 있다.In addition, pre-phase shifting/hopping means shifting the phase of the QAM symbol by a predetermined value and sequentially hopping (or rotating) the phase of the QAM symbol by a predetermined value according to the symbol index. For example, when the pre-phase shift/hopping parameter θ(k) is π/7+k×π/2, the phase of the QAM symbol is shifted by π/7 by pre-phase shift/hopping, and the symbol index k Depending on, it can be hopped sequentially by π/2. Accordingly, as a result, the phase of the QAM symbol may be shifted by π/7+k×π/2 according to the symbol index k.

이하에서는, MIMO 프리코더(110)가 MIMO 프리코딩을 수행하는 다양한 실시 예에 대해 설명하도록 한다. 한편, 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑이 제1 입력 신호와 제2 입력 신호 중 하나에 인가될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 입력 신호와 제2 입력 신호 중 제2 입력 신호에 대해 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑이 수행되는 것으로 가정하도록 한다.Hereinafter, various embodiments in which the MIMO precoder 110 performs MIMO precoding will be described. Meanwhile, pre-phase shift or pre-phase shift/hopping may be applied to one of the first input signal and the second input signal, but hereinafter, for convenience of description, the second input signal and the second input signal are It is assumed that pre-phase shift or pre-phase shift/hopping is performed on the input signal.

예를 들어, MIMO 프리코더(110)는 하기와 같은 수학식 1을 이용하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.For example, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding using Equation 1 as follows.

Figure 112014057517240-pat00001
Figure 112014057517240-pat00001

여기에서, c1(k)는 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,

Figure 112014057517240-pat00002
는 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00003
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ는 프리-페이즈 쉬프트 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터이다.Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal, x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00002
Is the pre-phase shift matrix,
Figure 112014057517240-pat00003
Is the superposition encoding matrix, θ is the pre-phase shift parameter, and ψ is the superposition encoding parameter.

한편, k는 각 입력 신호를 구성하는 심볼의 인덱스이다. 한편, MIMO 프리코더(110)에 의해 프리코딩된 심볼들은 OFDM 변조부(120)에 의해 OFDM 프레임에 맵핑된다는 점에서, k는 OFDM 프레임의 서브 캐리어 인덱스로 볼 수도 있다. 여기에서, 각 서브 캐리어는 OFDM 셀을 구성한다는 점에서, OFDM 셀의 개수를 Ncell이라 할 때, k는 k=0,1,...,Ncell/2-1이 될 수 있다. 한편, k는 이하의 실시 예에서도 동일한 의미로 볼 수 있다. Meanwhile, k is an index of symbols constituting each input signal. Meanwhile, since the symbols precoded by the MIMO precoder 110 are mapped to the OFDM frame by the OFDM modulator 120, k may be regarded as a subcarrier index of the OFDM frame. Here, in that each subcarrier constitutes an OFDM cell, when the number of OFDM cells is N cells , k may be k=0,1,...,N cell /2-1. Meanwhile, k may have the same meaning in the following embodiments.

수학식 1을 참조하면, MIMO 프리코더(110)는 입력 신호들에 프리-페이즈 쉬트프 매트릭스를 곱하여 입력 신호들을 프리-페이즈 쉬프트시킨다. 즉, MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에

Figure 112014057517240-pat00004
을 곱하여, θ만큼의 위상이 프리-페이즈 쉬프트된 제2 입력 신호
Figure 112014057517240-pat00005
×c2(k)를 생성할 수 있다.Referring to Equation 1, the MIMO precoder 110 pre-phase shifts the input signals by multiplying the input signals by a pre-phase shift matrix. That is, the MIMO precoder 110 is applied to the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k).
Figure 112014057517240-pat00004
The second input signal in which the phase is pre-phase shifted by θ by multiplying by
Figure 112014057517240-pat00005
×c2(k) can be created.

그리고, MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호와 프리-페이즈 쉬프트된 제2 입력 신호에 중첩 인코딩을 수행하여 제1 전송 신호와 제2 전송 신호를 생성할 수 있다. 여기에서, 중첩 인코딩은 제1 입력 신호와 프리-페이즈 쉬프트된 제2 입력 신호에 중첩 인코딩 매트릭스를 곱함으로써 수행된다. 즉, MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 프리-페이즈 쉬프트된 제2 입력 신호

Figure 112014057517240-pat00006
×c2(k)에
Figure 112014057517240-pat00007
을 곱하여 제1 전송 신호 x1(k)=cosψ×c1(k)+
Figure 112014057517240-pat00008
×sinψ×c2(k)와 제2 전송 신호 x2(k)=sinψ×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00009
×cosψ×c2(k)를 생성할 수 있다.Further, the MIMO precoder 110 may generate a first transmission signal and a second transmission signal by performing superposition encoding on the first input signal and the pre-phase-shifted second input signal. Here, the superposition encoding is performed by multiplying the first input signal and the pre-phase shifted second input signal by the superposition encoding matrix. That is, the MIMO precoder 110 is the first input signal c 1 (k) and the pre-phase shifted second input signal
Figure 112014057517240-pat00006
×c to 2 (k)
Figure 112014057517240-pat00007
By multiplying the first transmission signal x 1 (k)=cosψ×c 1 (k)+
Figure 112014057517240-pat00008
×sinψ×c 2 (k) and the second transmission signal x 2 (k)=sinψ×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00009
×cosψ×c 2 (k) can be generated.

이하에서는 첨부된 도 2를 참조하여, θ=π/7, ψ=π/3인 경우를 일 예로 MIMO 프리코딩을 수행하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 한편, 도 2에서는 4-QAM 심볼들이 쌍으로 MIMO 프리코더(110)로 순차적으로 입력되어 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)를 구성하는 것으로 가정하도록 한다. 이에 따라, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 성상도는 각각 성상도(210)와 성상도(220)와 같이 나타내어질 수 있다.Hereinafter, referring to FIG. 2, a method of performing MIMO precoding will be described in the case of θ=π/7 and ψ=π/3 as an example. Meanwhile, in FIG. 2, it is assumed that 4-QAM symbols are sequentially input to the MIMO precoder 110 in pairs to form a first input signal c 1 (k) and a second input signal c 2 (k). Accordingly, constellations of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) may be expressed as the constellation diagram 210 and the constellation diagram 220, respectively.

MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스(250)와 중첩 인코딩 매트릭스(260)를 순차적으로 곱하여 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 생성할 수 있다. The MIMO precoder 110 sequentially multiplies the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) by the pre-phase shift matrix 250 and the superposition encoding matrix 260 to obtain a first transmission signal. It is possible to generate x 1 (k) and a second transmission signal x 2 (k).

구체적으로, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스(250)를 곱하면, 제1 입력 신호 c1(k)의 위상은 변화없으나 제2 입력 신호 c2(k)의 위상은 π/7만큼 프리-페이즈 쉬프트된다. 이에 따라, 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스(250)가 곱해진 후, 제2 입력 신호 c2(k)의 성상도는 성상도(240)와 같게 되지만, 제1 입력 신호 c1(k)의 성상도(230)는 이전과 동일하다.Specifically, when the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) are multiplied by the pre-phase shift matrix 250, the phase of the first input signal c 1 (k) does not change, but 2 The phase of the input signal c 2 (k) is pre-phase shifted by π/7. Accordingly, after the pre-phase shift matrix 250 is multiplied, the constellation of the second input signal c 2 (k) becomes the same as the constellation 240, but the constellation of the first input signal c 1 (k) (230) is the same as before.

그리고, 제1 입력 신호 c1(k)와 π/7만큼 프리-페이즈 쉬프트된 제2 입력 신호

Figure 112014057517240-pat00010
×c2(k)에 중첩 인코딩 매트릭스(260)를 곱하면, 제1 전송 신호 x1(k)=cosπ/3×c1(k)+
Figure 112014057517240-pat00011
×sinπ/3×c2(k)가 생성되고 제2 전송 신호 x2(k)=sinπ/3×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00012
×cosπ/3×c2(k)가 생성된다.And, the first input signal c 1 (k) and the second input signal pre-phase shifted by π/7
Figure 112014057517240-pat00010
When xc 2 (k) is multiplied by the superimposed encoding matrix 260, the first transmission signal x 1 (k)=cosπ/3×c 1 (k)+
Figure 112014057517240-pat00011
×sinπ/3×c 2 (k) is generated and the second transmission signal x 2 (k)=sinπ/3×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00012
×cosπ/3×c 2 (k) is produced.

이에 따라, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 sinπ/3의 큰 파워를 갖는

Figure 112014057517240-pat00013
×c2(k)을 기준으로 cosπ/3의 작은 파워를 갖는 c1(k)가 중첩되는 성상점으로 표현될 수 있으므로, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(270)와 같다. 그리고, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 sinπ/3의 큰 파워를 갖는 c1(k)를 기준으로 cosπ/3의 작은 파워를 갖는
Figure 112014057517240-pat00014
×c2(k)가 중첩되는 성상점으로 표현될 수 있으므로, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(280)와 같다.Accordingly, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) has a large power of sinπ/3
Figure 112014057517240-pat00013
Since c 1 (k) having a small power of cosπ/3 based on ×c 2 (k) can be expressed as an overlapping constellation point, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) is constellation 270 ) Is the same. And, the constellation of the second transmission signal x 2 (k) has a small power of cosπ/3 based on c 1 (k) having a large power of sinπ/3
Figure 112014057517240-pat00014
Since xc 2 (k) can be expressed as an overlapping constellation point, the constellation diagram of the second transmission signal x 2 (k) is the same as the constellation diagram 280.

한편, 도 2의 성상도(270)에서 실선으로 도시된 ○가 제1 전송 신호 x1(k)의 프리코딩된 전송 심볼에 대한 성상점에 해당하고, 도 2의 성상도(280)에서 실선으로 도시된 □가 제2 전송 신호 x2(k)의 프리코딩된 전송 심볼에 대한 성상점에 해당한다. 이와 같이, 각 전송 신호에 대한 성상점은 4-QAM 제 1 입력 신호 c1(k)와 4-QAM 제 2 입력 신호 c2(k)의 조합으로 정해지므로(즉, 맵핑되므로), 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)는 각각 16(=4×4) 개의 성상점을 가지게 된다.Meanwhile, ○ shown as a solid line in the constellation diagram 270 of FIG. 2 corresponds to a constellation point for the precoded transmission symbol of the first transmission signal x 1 (k), and the solid line in the constellation diagram 280 of FIG. 2 □ shown as corresponds to a constellation point for the precoded transmission symbol of the second transmission signal x 2 (k). In this way, the constellation point for each transmission signal is determined by the combination of the 4-QAM first input signal c 1 (k) and the 4-QAM second input signal c 2 (k) (that is, because it is mapped), the first The transmission signal x 1 (k) and the second transmission signal x 2 (k) each have 16 (=4×4) constellation points.

이와 같이, 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k) 각각은 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 조합으로 이루어지며 MIMO 방식에 따라 서로 다른 안테나를 통해 수신 장치(미도시)로 전송된다는 점에서 전송 용량이 증가될 수 있다. In this way, each of the first transmission signal x 1 (k) and the second transmission signal x 2 (k) consists of a combination of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k), and is a MIMO method. Accordingly, transmission capacity may be increased in that transmission is transmitted to a receiving device (not shown) through different antennas.

또한, 제2 입력 신호 c2(k)가 프리-페이즈 쉬프트된 후 제1 입력 신호 c1(k)와 중첩 인코딩된다는 점에서, 전송 신호들 x1(k), x2(k)의 성상도(270, 280)는 구형 성상도(spherical constellation)가 된다. 즉, 전송 신호들 x1(k), x2(k)의 성상도(270, 280)는 가우시안(Gaussian) 형태로 변형된다는 점에서, 프리-페이즈 쉬프트를 적용하기 전에 비해 피크-심볼 에너지(peak-symbol energy)가 감소될 수 있으며, 쉐이핑 이득(shaping gain)과 페이딩 채널(fading channel)에서 전송 다이버시티가 증가하여 BER 성능이 향상될 수 있다.In addition, in that the second input signal c 2 (k) is pre-phase shifted and then overlapped and encoded with the first input signal c 1 (k), the constellations of the transmission signals x 1 (k) and x 2 (k) Figs. 270 and 280 become spherical constellations. That is, in that the constellations 270 and 280 of the transmission signals x 1 (k) and x 2 (k) are transformed into a Gaussian form, the peak-symbol energy ( peak-symbol energy) may be reduced, and transmission diversity may be increased in a shaping gain and a fading channel, thereby improving BER performance.

한편, 도 2에서는 θ=π/7, ψ=π/3인 경우로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하며, θ와 ψ는 다양한 값이 될 수 있음은 물론이다. On the other hand, in FIG. 2, the case of θ=π/7 and ψ=π/3 is described, but this is only an example, and it goes without saying that θ and ψ may have various values.

다른 예로, MIMO 프리코더(110)는 하기와 같은 수학식 2를 이용하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.As another example, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding using Equation 2 below.

Figure 112014057517240-pat00015
Figure 112014057517240-pat00015

여기에서, c1(k)는 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,

Figure 112014057517240-pat00016
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00017
는 중첩 코딩 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터이다.Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal, x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00016
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00017
Is an overlapping coding matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, and ψ is an overlapping encoding parameter.

상술한 바와 같이, 프리-페이즈 쉬프트/호핑은 프리-페이즈 쉬프트와 프리-페이즈 호핑이 함께 수행되며, 프리-페이즈 호핑은 심볼 인덱스에 따라 각 심볼의 위상을 일정한 값만큼 순차적으로 회전시키는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 수학식 2에서 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터 θ(k)는 심볼 인덱스 k의 함수이며, 이는 수학식 1과 차이가 있다.As described above, pre-phase shifting/hopping is performed with pre-phase shifting and pre-phase hopping, and pre-phase hopping can be seen as sequentially rotating the phase of each symbol by a predetermined value according to the symbol index. have. Therefore, in Equation 2, the pre-phase shift/hopping parameter θ(k) is a function of the symbol index k, which is different from Equation 1.

이하에서는 도 3을 참조하여 θ(k)=π/7+k×π/2, ψ=π/3인 경우 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들을 생성하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 한편, 도 3에서는 4-QAM 심볼들이 쌍으로 MIMO 프리코더(110)로 순차적으로 입력되어 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)를 구성하는 것으로 가정하도록 한다. 이에 따라, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 성상도는 각각 성상도(310)와 성상도(320)와 같이 나타내어질 수 있다.Hereinafter, a method of generating transmission signals by MIMO precoding when θ(k)=π/7+k×π/2 and ψ=π/3 will be described with reference to FIG. 3. Meanwhile, in FIG. 3, it is assumed that 4-QAM symbols are sequentially input to the MIMO precoder 110 in pairs to form a first input signal c 1 (k) and a second input signal c 2 (k). Accordingly, constellations of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) may be expressed as the constellation diagram 310 and the constellation diagram 320, respectively.

MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(330)와 중첩 인코딩 매트릭스(340)를 순차적으로 곱하여 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 생성할 수 있다. The MIMO precoder 110 sequentially multiplies the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) by the pre-phase shift/hopping matrix 330 and the superposition encoding matrix 340 to obtain the first It is possible to generate a transmission signal x 1 (k) and a second transmission signal x 2 (k).

구체적으로, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(330)를 곱하면, 제1 입력 신호 c1(k)의 위상은 변화없으나, 제2 입력 신호 c2(k)의 위상은 π/7만큼 프리-페이즈 쉬프트되고 심볼 인덱스 k에 따라 π/2만큼 순차적으로 프리-페이즈/호핑된다.Specifically, when the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) are multiplied by the pre-phase shift/hopping matrix 330, the phase of the first input signal c 1 (k) is changed. However, the phase of the second input signal c 2 (k) is pre-phase shifted by π/7 and pre-phased/hopped sequentially by π/2 according to the symbol index k.

즉, k=4n(n=0,1,...)인 경우 제2 입력 신호의 4n 번째 심볼 c2(4n)은 π/7만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑되고, k=4n+1(n=0,1,...)인 경우 제2 입력 신호의 4n+1 번째 심볼 c2(4n+1)은 π/7+π/2만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑되고, k=4n+2(n=0,1,...)인 경우 제2 입력 신호의 4n+2 번째 심볼 c2(4n+2)은 π/7+2×π/2만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑되고, k=4n+3(n=0,1,...)인 경우 제2 입력 신호의 4n+3 번째 심볼 c2(4n+3)은 π/7+3×π/2만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑된다.That is, when k=4n (n=0,1,...), the 4n-th symbol c 2 (4n) of the second input signal is pre-phase shifted/hopped by π/7, and k=4n+1 ( If n=0,1,...), the 4n+1 th symbol c 2 (4n+1) of the second input signal is pre-phase shifted/hopped by π/7+π/2, and k=4n+ In the case of 2(n=0,1,...), the 4n+2 th symbol c 2 (4n+2) of the second input signal is pre-phase shifted/hopped by π/7+2×π/2, When k=4n+3 (n=0,1,...), the 4n+3 th symbol c 2 (4n+3) of the second input signal is pre-phase shifted by π/7+3×π/2 /It is hoping.

그리고, 제1 입력 신호 c1(k)와 π/7+k×π/2만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호

Figure 112014057517240-pat00018
×c2(k)에 중첩 인코딩 매트릭스(340)를 곱하면, 제1 전송 신호 x1(k)=cosπ/3×c1(k)+
Figure 112014057517240-pat00019
×sinπ/3×c2(k)가 생성되고 제2 전송 신호 x2(k)=sinπ/3×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00020
×cosπ/3×c2(k)가 생성된다.And, the first input signal c 1 (k) and the second input signal pre-phase shifted/hopped by π/7+k×π/2
Figure 112014057517240-pat00018
When xc 2 (k) is multiplied by the superimposed encoding matrix 340, the first transmission signal x 1 (k)=cosπ/3×c 1 (k)+
Figure 112014057517240-pat00019
×sinπ/3×c 2 (k) is generated and the second transmission signal x 2 (k)=sinπ/3×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00020
×cosπ/3×c 2 (k) is produced.

상술한 바와 같이, 제2 입력 신호 c2(k)의 위상은 심볼 인덱스 k에 따라 일정한 값만큼 순차적으로 프리-페이즈 호핑된다는 점에서, 전송 신호들 x1(k), x2(k)의 성상도는 심볼 인덱스 k에 따라 서로 다르게 나타내어질 수 있다.As described above, in that the phase of the second input signal c 2 (k) is sequentially pre-phase hopped by a predetermined value according to the symbol index k, the transmission signals x 1 (k) and x 2 (k) The constellation may be expressed differently according to the symbol index k.

구체적으로, k=4n(n=0,1,...)인 경우 제2 입력 신호의 4n 번째 심볼 c2(4n)은 π/7만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑되므로, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(350-1)와 같고 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(350-2)와 같이 나타내어진다. 또한, k=4n+1(n=0,1,...)인 경우 제2 입력 신호의 4n+1 번째 심볼 c2(4n+1)은 π/7+π/2만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑되므로, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(360-1)와 같고 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(360-2)와 같이 나타내어진다. 그리고, k=4n+2(n=0,1,...)인 경우 제2 입력 신호의 4n+2 번째 심볼 c2(4n+2)은 π/7+2×π/2만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑되므로, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(370-1)와 같고 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(370-2)와 같이 나타내어진다. 또한, k=4n+3(n=0,1,...)인 경우 제2 입력 신호의 4n+3 번째 심볼 c2(4n+3)은 π/7+3×π/2만큼 프리-페이즈 쉬프트/호핑되므로, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(380-1)와 같고 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(380-2)와 같이 나타내어진다.Specifically, when k=4n (n=0,1,...), the 4n-th symbol c 2 (4n) of the second input signal is pre-phase shifted/hopped by π/7, so that the first transmission signal x The constellation of 1 (k) is the same as the constellation 350-1, and the constellation of the second transmission signal x 2 (k) is expressed as the constellation 350-2. In addition, when k=4n+1 (n=0,1,...), the 4n+1 th symbol c 2 (4n+1) of the second input signal is pre-phase shifted by π/7+π/2. /Because it is hopping, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) is the same as the constellation 360-1, and the constellation of the second transmission signal x 2 (k) is expressed as the constellation 360-2. . And, in the case of k=4n+2 (n=0,1,...), the 4n+2 th symbol c 2 (4n+2) of the second input signal is free by π/7+2×π/2- Since phase shift/hopping, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) is the same as the constellation 370-1, and the constellation of the second transmission signal x 2 (k) is the same as the constellation 370-2. Is shown. In addition, in the case of k=4n+3 (n=0,1,...), the 4n+3th symbol c 2 (4n+3) of the second input signal is free by π/7+3×π/2- Since the phase shift/hopping, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) is the same as the constellation diagram 380-1, and the constellation of the second transmission signal x2 (k) is expressed as the constellation diagram 380-2. Lose.

한편, 도 3의 성상도(350-1 내지 380-1)에서 실선으로 도시된 ○가 제1 전송 신호 x1(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당하고 성상도(350-2 내지 380-2)에서 실선으로 도시된 □가 제2 전송 신호 x2(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당한다. 이와 같이, 각 전송 신호에 대한 성상점은 4-QAM 제 1 입력 신호 c1(k)와 4-QAM 제 2 입력 신호 c2(k)의 조합으로 정해지므로, 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)는 각각 16(=4×4) 개의 성상점을 가지게 된다.On the other hand, in the constellation diagrams 350-1 to 380-1 of FIG. 3, ○ shown by a solid line corresponds to a constellation point for the precoded symbol of the first transmission signal x 1 (k), and the constellation diagram 350-2 □ shown by a solid line in 380-2) corresponds to a constellation point for a precoded symbol of the second transmission signal x 2 (k). In this way, the constellation point for each transmission signal is determined by a combination of the 4-QAM first input signal c 1 (k) and the 4-QAM second input signal c 2 (k), so the first transmission signal x 1 (k ) And the second transmission signal x 2 (k) each have 16 (=4×4) constellation points.

도 3을 참조하면, 심볼 인덱스에 따라 π/2만큼 순차적으로 프리-페이즈 호핑된다는 점에서, 전송 신호들의 성상도는 심볼 인덱스에 따라 ①, ②와 같이 회전하게 된다. 즉, 심볼 인덱스에 따라 비트-투 심볼 맵핑(Bit-to-symbol mapping)이 변경된다는 점에서 도 2의 경우보다 전송 다이버시티가 증가될 수 있다.Referring to FIG. 3, in that pre-phase hopping is performed sequentially by π/2 according to the symbol index, the constellations of transmission signals are rotated as 1 and 2 according to the symbol index. That is, since bit-to-symbol mapping is changed according to the symbol index, transmission diversity may be increased compared to the case of FIG. 2.

다만, 심볼 인덱스에 따라 순차적으로 프리-페이즈 호핑되는 위상의 크기가 π/2라는 점에서, 도 3의 경우 전송 신호들의 성상도(350-1 내지 380-2)에 대한 심볼 맵핑은 시변하지만 구 형태의 일정한 성상도를 유지하게 된다. 이에 따라, 도 3의 경우도 프리-페이즈 쉬프트/호핑을 적용하기 전에 비해 피크-심볼 에너지가 감소될 수 있으며 전송 다이버시티가 증가하여 페이딩 채널에서 BER 성능이 향상될 수 있다.However, since the magnitude of the phases that are sequentially pre-phase hopped according to the symbol index is π/2, in the case of FIG. 3, symbol mapping for the constellations 350-1 to 380-2 of the transmitted signals is time-varying, but It maintains a certain constellation of the shape. Accordingly, in the case of FIG. 3 as well as before applying the pre-phase shift/hopping, peak-symbol energy may be reduced, and transmit diversity may be increased, thereby improving BER performance in a fading channel.

한편, 도 3에서는 θ(k)=π/7+k×π/2, ψ=π/3인 경우로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하며, θ(k)와 ψ는 다양한 값이 될 수 있음은 물론이다. Meanwhile, in FIG. 3, the case of θ(k)=π/7+k×π/2 and ψ=π/3 is described, but this is only an example, and θ(k) and ψ may have various values. Of course.

다른 예로, MIMO 프리코더(110)는 하기와 같은 수학식 3을 이용하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.As another example, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding using Equation 3 below.

Figure 112014057517240-pat00021
Figure 112014057517240-pat00021

여기에서, c1(k)는 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,

Figure 112014057517240-pat00022
는 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00023
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ는 프리-페이즈 쉬프트 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터이다.Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal, x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00022
Is the pre-phase shift matrix,
Figure 112014057517240-pat00023
Is an overlapping encoding matrix, θ is a pre-phase shift parameter, and ψ(k) is an overlapping encoding parameter for the k-th symbol.

수학식 3을 참조하면, 중첩 인코딩 파라미터 ψ(k)는 심볼 인덱스 k의 함수라는 점에서, 심볼 인덱스 k에 따라 중첩 인코딩 파라미터 ψ(k)는 서로 다른 값을 가지게 된다. 즉, 수학식 3은 심볼 인덱스 k에 따라 제1 전송 신호와 제2 전송 신호를 구성하는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호의 크기 및 부호(즉, positive/negative)가 달라진다는 점에서, 수학식 1과 차이가 있다.Referring to Equation 3, since the superposition encoding parameter ψ(k) is a function of the symbol index k, the superposition encoding parameter ψ(k) has different values according to the symbol index k. That is, Equation 3 is in that the magnitude and sign (ie, positive/negative) of the first and second input signals constituting the first and second transmission signals are different according to the symbol index k, There is a difference from Equation 1.

이하에서는 도 4를 참조하여 θ=π/7, ψ(k)=π/3+k×π/2인 경우 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들을 생성하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 한편, 도 4에서는 4-QAM 심볼들이 쌍으로 MIMO 프리코더(110)로 순차적으로 입력되어 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)를 구성하는 것으로 가정하도록 한다. 이에 따라, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 성상도는 각각 성상도(410) 및 성상도(420)와 같이 나타내어질 수 있다.Hereinafter, a method of generating transmission signals by MIMO precoding will be described when θ=π/7 and ψ(k)=π/3+k×π/2 with reference to FIG. 4. Meanwhile, in FIG. 4, it is assumed that 4-QAM symbols are sequentially input to the MIMO precoder 110 in pairs to form a first input signal c 1 (k) and a second input signal c 2 (k). Accordingly, constellations of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) may be expressed as the constellation diagram 410 and the constellation diagram 420, respectively.

MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스(430)와 중첩 인코딩 매트릭스(440)를 순차적으로 곱하여 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 생성할 수 있다. The MIMO precoder 110 sequentially multiplies the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) by the pre-phase shift matrix 430 and the superposition encoding matrix 440 to obtain a first transmission signal. It is possible to generate x 1 (k) and a second transmission signal x 2 (k).

구체적으로, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스(430)를 곱하면, 제1 입력 신호 c1(k)의 위상은 변화없으나 제2 입력 신호 c2(k)의 위상은 π/7만큼 프리-페이즈 쉬프트된다.Specifically, when the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) are multiplied by the pre-phase shift matrix 430, the phase of the first input signal c 1 (k) does not change, but 2 The phase of the input signal c 2 (k) is pre-phase shifted by π/7.

그리고, 제1 입력 신호 c1(k)와 π/7만큼 프리-페이즈 쉬프트된 제2 입력 신호

Figure 112014057517240-pat00024
×c2(k)에 중첩 인코딩 매트릭스(440)을 곱하면, 제1 전송 신호 x1(k)=cos(π/3+k×π/2)×c1(k)+
Figure 112014057517240-pat00025
×sin(π/3+k×π/2)×c2(k)가 생성되고 제2 전송 신호 x2(k)=sin(π/3+k×π/2)×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00026
×cos(π/3+k×π/2)×c2(k)가 생성된다. And, the first input signal c 1 (k) and the second input signal pre-phase shifted by π/7
Figure 112014057517240-pat00024
When xc 2 (k) is multiplied by the superimposed encoding matrix 440, the first transmission signal x 1 (k) = cos(π/3+k×π/2)×c 1 (k)+
Figure 112014057517240-pat00025
×sin(π/3+k×π/2)×c 2 (k) is generated and the second transmission signal x 2 (k)=sin(π/3+k×π/2)×c 1 (k) -
Figure 112014057517240-pat00026
×cos(π/3+k×π/2)×c 2 (k) is generated.

이 경우, 심볼 인덱스 k에 따라 중첩 인코딩 파라미터 ψ(k)가 달라진다는 점에서, 전송 신호들 x1(k), x2(k)의 성상도는 심볼 인덱스 k에 따라 서로 다르게 나타내어질 수 있다.In this case, since the overlap encoding parameter ψ(k) varies according to the symbol index k, the constellations of the transmission signals x 1 (k) and x 2 (k) may be expressed differently according to the symbol index k. .

구체적으로, k=4n(n=0,1,...) 및 k=4n+2(n=0,1,...)인 경우(k가 짝수인 경우), 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 sin(π/3+k×π/2)의 큰 파워를 갖는

Figure 112014057517240-pat00027
×c2(k)를 기준으로 cos(π/3+k×π/2)의 작은 파워를 갖는 c1(k)가 중첩되는 성상점으로 표현될 수 있으므로, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(450-1, 470-1)와 같고, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 sin(π/3+k×π/2)의 큰 파워를 갖는 c1(k)를 기준으로 cos(π/3+k×π/2)의 작은 파워를 갖는
Figure 112014057517240-pat00028
×c2(k)가 중첩되는 성상점으로 표현될 수 있으므로, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(450-2, 470-2)와 같다.Specifically, when k=4n (n=0,1,...) and k=4n+2 (n=0,1,...) (when k is an even number), the first transmission signal x 1 The constellation of (k) has a large power of sin(π/3+k×π/2)
Figure 112014057517240-pat00027
Since c 1 (k) having a small power of cos(π/3+k×π/2) based on ×c 2 (k) can be expressed as an overlapping constellation point, the first transmission signal x 1 (k ) Is the same as the constellations (450-1, 470-1), and the constellation of the second transmission signal x 2 (k) is c with a large power of sin(π/3+k×π/2) With a small power of cos(π/3+k×π/2) based on 1 (k)
Figure 112014057517240-pat00028
Since xc2(k) can be expressed as an overlapping constellation point, the constellation diagram of the second transmission signal x 2 (k) is the same as the constellation diagrams 450-2 and 470-2.

반면, k=4n+1(n=0,1,...) 및 k=4n+3(n=0,1,...)인 경우(k가 홀수인 경우), 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 cos(π/3+k×π/2)의 큰 파워를 갖는 c1(k)를 기준으로 sin(π/3+k×π/2)의 작은 파워를 갖는

Figure 112014057517240-pat00029
×c2(k)가 중첩되는 성상점으로 표현될 수 있으므로 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(460-1, 480-1)와 같고, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 cos(π/3+k×π/2)의 큰 파워를 갖는
Figure 112014057517240-pat00030
×c2(k)를 기준으로 sin(π/3+k×π/2)의 작은 파워를 갖는 c1(k)가 중첩되는 성상점으로 표현될 수 있으므로, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(460-2, 480-2)와 같다.On the other hand, when k=4n+1 (n=0,1,...) and k=4n+3 (n=0,1,...) (when k is odd), the first transmission signal x constellation of 1 (k) is cos (π / 3 + k × π / 2) relative to the c 1 (k) having a large power with a small power of sin (π / 3 + k × π / 2)
Figure 112014057517240-pat00029
Since xc 2 (k) can be expressed as an overlapping constellation point, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) is the same as the constellation diagrams 460-1 and 480-1, and the second transmission signal x 2 ( The constellation of k) has a large power of cos(π/3+k×π/2)
Figure 112014057517240-pat00030
Since c 1 (k) having a small power of sin(π/3+k×π/2) based on ×c 2 (k) can be expressed as an overlapping constellation point, the second transmission signal x 2 (k ) Is the same as the constellation diagram (460-2, 480-2).

한편, 도 4의 성상도(450-1 내지 480-1)에서 실선으로 도시된 ○, □가 제1 전송 신호 x1(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당하고 성상도(450-2 내지 480-2)에서 실선으로 도시된 □, ○가 제2 전송 신호 x2(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당한다. 이와 같이, 각 전송 신호에 대한 성상점은 4-QAM 제 1 입력 신호 c1(k)와 4-QAM 제 2 입력 신호 c2(k)의 조합으로 정해지므로, 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)는 각각 16(=4×4) 개의 성상점을 가지게 된다.Meanwhile, ○ and □ shown by solid lines in the constellation diagrams 450-1 to 480-1 of FIG. 4 correspond to the constellation points for the precoded symbols of the first transmission signal x 1 (k), and the constellation diagram 450 □ and ○ shown by solid lines in -2 to 480-2) correspond to constellation points for the precoded symbols of the second transmission signal x 2 (k). In this way, the constellation point for each transmission signal is determined by a combination of the 4-QAM first input signal c 1 (k) and the 4-QAM second input signal c 2 (k), so the first transmission signal x 1 (k ) And the second transmission signal x 2 (k) each have 16 (=4×4) constellation points.

도 4를 참조하면 먼저, 전송 신호들 x1(k), x2(k)의 성상도는 구 형태가 된다는 점에서, 도 4의 경우도 프리-페이즈 쉬프트를 적용하기 전에 비해 피크-심볼 에너지가 감소될 수 있으며 전송 다이버시티가 증가하여 페이딩 채널에서 BER 성능이 향상된다. Referring to FIG. 4, first, since the constellations of the transmission signals x 1 (k) and x 2 (k) become spherical, the peak-symbol energy compared to before applying the pre-phase shift Can be reduced and transmit diversity is increased to improve BER performance in a fading channel.

이에 더하여, 심볼 인덱스 k에 따라 중첩 인코딩 파라미터 ψ(k)가 달라진다는 점에서, 전송 신호들 x1(k), x2(k)을 구성하는 프리코딩된 심볼들은 큰 파워를 갖는 제1 입력 신호 c1(k)와 작은 파워를 갖는 제2 입력 신호 c2(k)가 중첩되어 생성된 심볼들과 큰 파워를 갖는 제2 입력 신호 c2(k)와 작은 파워를 갖는 제1 입력 신호 c1(k)가 중첩되어 생성된 심볼들을 포함하게 된다. 이에 따라, MIMO 전송 시 하나의 전송 안테나에 문제가 발생한 경우라도 전송 다이버시티가 증가될 수 있다. 뿐만 아니라, 심볼 인덱스 k에 따라 중첩 인코딩된 제1 전송 신호와 제2 전송 신호를 구성하는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호의 부호가 시변하면서 비트-투-심볼 맵핑이 시변하고, 그 결과 도 2의 경우보다 전송 다이버시티가 증가될 수 있다.In addition, in that the superimposed encoding parameter ψ(k) varies according to the symbol index k, the precoded symbols constituting the transmission signals x 1 (k) and x 2 (k) are the first input having a large power. signal c 1 (k) and the second input signal c 2 a second input signal c 2 (k) of the first input signal having the smaller power has a (k) is superposed to the generated symbol with a large power having a small power c 1 (k) includes symbols generated by overlapping. Accordingly, transmission diversity may be increased even when a problem occurs in one transmission antenna during MIMO transmission. In addition, bit-to-symbol mapping is time-varying as the codes of the first and second input signals constituting the superimposed-encoded first transmission signal and the second transmission signal change according to the symbol index k. Transmission diversity may be increased compared to the case of 2.

한편, 도 4에서는 θ=π/7, ψ(k)=π/3+k×π/2인 경우로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하며, θ와 ψ(k)는 다양한 값이 될 수 있음은 물론이다. Meanwhile, in FIG. 4, θ=π/7 and ψ(k)=π/3+k×π/2 have been described, but this is only an example, and θ and ψ(k) may have various values. Of course.

다른 예로, MIMO 프리코더(110)는 하기와 같은 수학식 4를 이용하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.As another example, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding using Equation 4 below.

Figure 112014057517240-pat00031
Figure 112014057517240-pat00031

여기에서, c1(k)는 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,

Figure 112014057517240-pat00032
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00033
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터이다.Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal, x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00032
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00033
Is a superposition encoding matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k th symbol, and ψ(k) is a superposition encoding parameter for the k th symbol.

수학식 4에서, 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터 θ(k)와 중첩 인코딩 파라미터 ψ(k)는 심볼 인덱스 k의 함수라는 점에서, 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터 θ(k)와 중첩 인코딩 파라미터 ψ(k)는 심볼 인덱스 k에 따라 서로 다른 값을 가지게 된다. 즉, 수학식 4에서 제2 입력 신호 c2(k)의 위상은 심볼 인덱스 k에 따라 순차적으로 일정한 값만큼 프리-페이즈 호핑되고, 심볼 인덱스 k에 따라 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 구성하는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 크기 및 부호가 달라진다는 점에서, 수학식 1과 차이가 있다.In Equation 4, the pre-phase shift/hopping parameter θ(k) and the superimposed encoding parameter ψ(k) are functions of the symbol index k, and thus the pre-phase shift/hopping parameter θ(k) and the overlapping encoding parameter ψ (k) has a different value depending on the symbol index k. That is, in Equation 4, the phase of the second input signal c 2 (k) is sequentially pre-phase-hopped by a constant value according to the symbol index k, and the first transmission signal x 1 (k) and the second It is different from Equation 1 in that the magnitude and sign of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) constituting the 2 transmission signal x 2 (k) are different.

이하에서는 도 5를 참조하여 θ(k)=π/7+k×π/2, ψ(k)=π/3+k×π/2인 경우 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들을 생성하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 한편, 도 5에서는 4-QAM 심볼들이 쌍으로 MIMO 프리코더(110)로 순차적으로 입력되어 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)를 구성하는 것으로 가정하도록 한다. 이에 따라, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 성상도는 각각 성상도(510) 및 성상도(520)와 같이 나타내어질 수 있다.Hereinafter, referring to FIG. 5, a method of generating transmission signals by MIMO precoding when θ(k)=π/7+k×π/2 and ψ(k)=π/3+k×π/2 Let me explain. Meanwhile, in FIG. 5, it is assumed that 4-QAM symbols are sequentially input to the MIMO precoder 110 in pairs to form a first input signal c 1 (k) and a second input signal c 2 (k). Accordingly, constellations of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) may be expressed as the constellation diagram 510 and the constellation diagram 520, respectively.

MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(530)와 중첩 인코딩 매트릭스(540)를 순차적으로 곱하여 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 생성할 수 있다.The MIMO precoder 110 sequentially multiplies the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) by the pre-phase shift/hopping matrix 530 and the superposition encoding matrix 540 to obtain the first It is possible to generate a transmission signal x 1 (k) and a second transmission signal x 2 (k).

여기에서, θ(k)=π/7+k×π/2이므로 심볼 인덱스 k에 따라 제2 입력 신호 c2(k)의 위상은 π/2만큼 순차적으로 프리-페이즈 호핑되고, ψ(k)=π/3+k×π/2이므로 심볼 인덱스 k에 따라 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 구성하는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 크기 및 부호가 달라지게 된다.Here, since θ(k)=π/7+k×π/2, the phase of the second input signal c 2 (k) is sequentially pre-phase hopped by π/2 according to the symbol index k, and ψ(k )=π/3+k×π/2, so the first input signal c 1 (k) constituting the first transmission signal x 1 (k) and the second transmission signal x 2 (k) according to the symbol index k 2 The size and sign of the input signal c 2 (k) are different.

이에 따라, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(550-1, 560-1, 570-1, 580-1)와 같고, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(550-2, 560-2, 570-2, 580-2)와 같이 나타내어질 수 있다.Accordingly, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) is the same as the constellations 550-1, 560-1, 570-1, and 580-1, and the constellation of the second transmission signal x 2 (k) May be represented as constellation diagrams 550-2, 560-2, 570-2, 580-2.

한편, 도 5의 성상도(550-1 내지 580-1)에서 실선으로 도시된 ○, □가 제1 전송 신호 x1(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당하고 성상도(550-2 내지 580-2)에서 실선으로 도시된 □, ○가 제2 전송 신호 x2(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당한다. 이와 같이, 각 전송 신호에 대한 성상점은 4-QAM 제 1 입력 신호 c1(k)와 4-QAM 제 2 입력 신호 c2(k)의 조합으로 정해지므로, 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)는 각각 16(=4×4) 개의 성상점을 가지게 된다.Meanwhile, ○ and □ shown by solid lines in the constellation diagrams 550-1 to 580-1 of FIG. 5 correspond to the constellation points for the precoded symbols of the first transmission signal x 1 (k), and the constellation diagram 550 □ and ○ shown in solid lines in -2 to 580-2) correspond to constellation points for the precoded symbols of the second transmission signal x 2 (k). In this way, the constellation point for each transmission signal is determined by a combination of the 4-QAM first input signal c 1 (k) and the 4-QAM second input signal c 2 (k), so the first transmission signal x 1 (k ) And the second transmission signal x 2 (k) each have 16 (=4×4) constellation points.

도 5를 참조하면, 전송 신호들 x1(k), x2(k)을 구성하는 프리코딩된 심볼들은 심볼 인덱스에 따라 큰 파워를 갖는 제1 입력 신호 c1(k)와 작은 파워를 갖는 제2 입력 신호 c2(k)가 중첩되어 생성된 심볼들과 큰 파워를 갖는 제2 입력 신호 c2(k)와 작은 파워를 갖는 제1 입력 신호 c1(k)가 중첩되어 생성된 심볼들을 포함한다. 그리고, 프리코딩된 심볼의 성상도는 구 형태를 가지며, 심볼 인덱스에 따라 ①, ②와 같이 쉬프트하게 된다. 5, the precoded symbols constituting the transmission signals x 1 (k) and x 2 (k) have a first input signal c 1 (k) having a large power and a small power according to the symbol index. the symbols, to which the second input signal c 2 (k) the first input signal c 1 (k) having a superimposed is generated symbols and the second input signal c 2 (k) with a small power with a large power is superimposed generated Includes them. In addition, the constellation of the precoded symbol has a spherical shape, and is shifted as ① and ② according to the symbol index.

이에 따라, 도 5의 경우도 프리-페이즈 쉬프트/호핑을 적용하기 전에 비해 피크-심볼 에너지가 감소될 수 있으며, 전송 다이버시티가 증가하여 페이딩 채널에서 BER 성능이 향상될 수 있다.Accordingly, even in the case of FIG. 5, the peak-symbol energy may be reduced compared to before applying the pre-phase shift/hopping, and transmission diversity may be increased, thereby improving BER performance in a fading channel.

한편, 도 5에서는 θ(k)=π/7+k×π/2, ψ=π/3+k×π/2인 경우로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하며, θ(k)와 ψ(k)는 다양한 값이 될 수 있음은 물론이다. Meanwhile, in FIG. 5, the case of θ(k)=π/7+k×π/2 and ψ=π/3+k×π/2 is described, but this is only an example, and θ(k) and ψ( Of course, k) can be of various values.

한편, MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호와 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩한 후 포스트-페이즈 쉬프트 또는 포스트-페이즈 호핑을 추가로 수행하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다. Meanwhile, the MIMO precoder 110 superimposes the first input signal and the pre-phase shifted or pre-phase shifted/hopped second input signal, and then performs post-phase shifting or post-phase hopping additionally to perform MIMO-free. You can do the coding.

여기에서, 포스트-페이즈 쉬프트는 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 및 중첩 인코딩이 수행된 QAM 심볼의 위상을 일정한 값만큼 쉬프트시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 포스트-페이즈 쉬프트 파라미터 Φ가 π/7인 경우, 포스트-페이즈 쉬프트에 의해 QAM 심볼의 위상은 π/7만큼 쉬프트될 수 있다.Here, the post-phase shift means shifting the phase of a QAM symbol on which pre-phase shift or pre-phase shift/hopping and superposition encoding is performed by a predetermined value. For example, when the post-phase shift parameter Φ is π/7, the phase of the QAM symbol may be shifted by π/7 by the post-phase shift.

또한, 포스트-페이즈 호핑은 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 및 중첩 인코딩이 수행된 QAM 심볼의 위상을 심볼 인덱스에 따라 일정한 값만큼 순차적으로 호핑시키는 것을 의미한다. 즉, 예를 들어, 포스트-페이즈 호핑 파라미터 Φ(k)가 k×π/7인 경우, 포스트-페이즈 호핑에 의해 QAM 심볼의 위상은 심볼 인덱스 k에 따라 π/7만큼 순차적으로 호핑될 수 있다. In addition, post-phase hopping refers to sequentially hopping a phase of a QAM symbol on which pre-phase shift or pre-phase shift/hopping and superposition encoding is performed by a predetermined value according to a symbol index. That is, for example, when the post-phase hopping parameter Φ(k) is k×π/7, the phase of the QAM symbol may be sequentially hopped by π/7 according to the symbol index k by post-phase hopping. .

한편, 본 발명에서 페이즈 쉬프트와 페이즈 호핑에 프리 및 포스트라는 용어를 부가한 이유는 포스트-페이즈 쉬프트와 포스트-페이즈 호핑이 순서 상으로 프리-페이즈 쉬프트와 프리-페이즈 쉬프트/호핑 이후에 이루어지기 때문이다.On the other hand, the reason why the terms free and post are added to the phase shift and phase hopping in the present invention is because the post-phase shift and post-phase hopping are performed after the pre-phase shift and the pre-phase shift/hopping in order. to be.

이 경우, 포스트-페이즈 쉬프트와 포스트-페이즈 호핑은 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스와 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 각각 곱하여 수행될 수 있다. 즉, MIMO 프리코더(110)는 수학식 1 내지 수학식 4와 같이 입력 신호들에 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스와 중첩 인코딩 매트릭스를 순차적으로 곱한 후, 그 결과 값에 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스 또는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 추가로 곱해 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In this case, the post-phase shift and post-phase hopping may be performed by multiplying the post-phase shift matrix and the post-phase hopping matrix, respectively. That is, the MIMO precoder 110 sequentially multiplies the input signals by the pre-phase shift matrix or the pre-phase shift/hopping matrix and the superposition encoding matrix as shown in Equations 1 to 4, and then post the result value. -MIMO precoding can be performed by additionally multiplying a phase shift matrix or a post-phase hopping matrix.

예를 들어, MIMO 프리코더(110)는 하기의 수학식 5를 이용하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.For example, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding using Equation 5 below.

Figure 112014057517240-pat00034
Figure 112014057517240-pat00034

여기에서, c1(k)는 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,

Figure 112014057517240-pat00035
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00036
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00037
는 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터, Φ는 포스트-페이즈 쉬프트 파라미터이다.Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal, x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00035
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00036
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00037
Is a post-phase shift matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ is an overlap encoding parameter, and φ is a post-phase shift parameter.

수학식 5를 참조하면, 수학식 5는 수학식 2에 의해 생성된 신호에 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스를 추가로 곱한 것과 동일하다. Referring to Equation 5, Equation 5 is the same as the signal generated by Equation 2 and additionally multiplied by a post-phase shift matrix.

구체적으로, 수학식 2에 의해 생성된 신호들을 s1(k)=cosψ×c1(k)+

Figure 112014057517240-pat00038
×sinψ×c2(k), s2(k)=sinψ×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00039
×cosψ×c2(k)라고 할 때, 수학식 5에 따른 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들 x1(k)=s1(k), x2(k)=
Figure 112014057517240-pat00040
×s2(k)이 생성될 수 있다. 즉, 수학식 5에 의해 생성된 전송 신호들은 수학식 2에 의해 생성된 신호들 중 s2(k)의 위상을 Φ 만큼 포스트-페이즈 쉬프트시킨 것과 동일하다.Specifically, the signals generated by Equation 2 are s 1 (k) = cosψ × c 1 (k) +
Figure 112014057517240-pat00038
×sinψ×c 2 (k), s 2 (k)=sinψ×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00039
When x cosψ×c 2 (k), transmission signals x 1 (k) = s 1 (k), x 2 (k) = by MIMO precoding according to Equation 5
Figure 112014057517240-pat00040
×s 2 (k) can be created. That is, the transmission signals generated by Equation 5 are the same as those obtained by post-phase shifting the phase of s 2 (k) by Φ among the signals generated by Equation 2.

이하에서는 도 6을 참조하여 θ(k)=π/7+k×π/2, ψ=π/3, Φ=π/7인 경우 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들을 생성하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 한편, 도 6에서는 4-QAM 심볼들이 쌍으로 MIMO 프리코더(110)로 순차적으로 입력되어 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)를 구성하는 것으로 가정하도록 한다. 이에 따라, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 성상도는 각각 성상도(610) 및 성상도(620)와 같이 나타내어질 수 있다.Hereinafter, referring to FIG. 6, when θ(k)=π/7+k×π/2, ψ=π/3, and Φ=π/7, a method of generating transmission signals by MIMO precoding will be described. do. Meanwhile, in FIG. 6, it is assumed that 4-QAM symbols are sequentially input to the MIMO precoder 110 in pairs to form a first input signal c 1 (k) and a second input signal c 2 (k). Accordingly, constellations of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) may be expressed as a constellation 610 and a constellation 620, respectively.

MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(630), 중첩 인코딩 매트릭스(640)와 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스(650)를 순차적으로 곱하여 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 생성할 수 있다.The MIMO precoder 110 includes a pre-phase shift/hopping matrix 630, a superposition encoding matrix 640 and a post-phase shift matrix in the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k). A first transmission signal x 1 (k) and a second transmission signal x 2 (k) may be generated by sequentially multiplying (650).

여기에서, 입력 신호들 c1(k), c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(630)와 중첩 인코딩 매트릭스(640)를 순차적으로 곱한 결과는 도 3과 동일하다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 한편, 입력 신호들 c1(k), c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(630)와 중첩 인코딩 매트릭스(640)를 곱하여 생성된 신호들을 s1(k)=cosπ/3×c1(k)+

Figure 112014057517240-pat00041
×sinπ/3×c2(k), s2(k)=sinπ/3×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00042
×cosπ/3×c2(k)라 한다. Here, the input signals c 1 (k) and c 2 (k) are sequentially multiplied by the pre-phase shift/hopping matrix 630 and the superimposed encoding matrix 640 in that the result is the same as in FIG. Should be omitted. Meanwhile, signals generated by multiplying the input signals c 1 (k) and c 2 (k) by the pre-phase shift/hopping matrix 630 and the superposition encoding matrix 640 are s 1 (k) = cosπ/3× c 1 (k)+
Figure 112014057517240-pat00041
×sinπ/3×c 2 (k), s 2 (k)=sinπ/3×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00042
Let ×cosπ/3×c 2 (k).

이 경우, 전송 신호들 x1(k), x2(k)를 생성하기 위해 s1(k), s2(k)에 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스(650)를 곱하면, 전송 신호들 x1(k)=s1(k), x2(k)=

Figure 112014057517240-pat00043
×s2(k)이 생성된다. 이와 같이, 제1 전송 신호 x1(k)는 s1(k)와 동일하고 제2 전송 신호 x2(k)는 s2(k)가 π/7만큼 포스트-페이즈 쉬프트된 것과 동일할 수 있다.In this case, when s 1 (k) and s 2 (k) are multiplied by the post-phase shift matrix 650 to generate transmission signals x 1 (k) and x 2 (k), transmission signals x 1 (k)=s 1 (k), x 2 (k)=
Figure 112014057517240-pat00043
×s 2 (k) is generated. In this way, the first transmission signal x 1 (k) is equal to s 1 (k) and the second transmission signal x 2 (k) may be equal to s 2 (k) post-phase shifted by π/7. have.

이에 따라, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(660-1, 670-1, 680-1, 690-1)와 같고 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(660-2, 670-2, 680-2, 690-2)와 같이 나타내어질 수 있다.Accordingly, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) is the same as the constellations (660-1, 670-1, 680-1, 690-1), and the constellation of the second transmission signal x 2 (k) is It can be expressed as a constellation diagram (660-2, 670-2, 680-2, 690-2).

한편, 도 6의 성상도(660-1 내지 690-1)에서 실선으로 도시된 ○가 제1 전송 신호 x1(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당하고 성상도(660-2 내지 690-2)에서 실선으로 도시된 □가 제2 전송 신호 x2(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당한다. 이와 같이, 각 전송 신호에 대한 성상점은 4-QAM 제 1 입력 신호 c1(k)와 4-QAM 제 2 입력 신호 c2(k)의 조합으로 정해지므로, 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)는 각각 16(=4×4) 개의 성상점을 가지게 된다.On the other hand, in the constellation diagrams 660-1 to 690-1 of FIG. 6, ○ shown by a solid line corresponds to a constellation point for the precoded symbol of the first transmission signal x 1 (k), and the constellation diagram 660-2 □ indicated by a solid line in 690-2) corresponds to a constellation point for a precoded symbol of the second transmission signal x 2 (k). In this way, the constellation point for each transmission signal is determined by a combination of the 4-QAM first input signal c 1 (k) and the 4-QAM second input signal c 2 (k), so the first transmission signal x 1 (k ) And the second transmission signal x 2 (k) each have 16 (=4×4) constellation points.

도 6을 참조하면, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도(660-1, 670-1, 680-1, 690-1)는 도 3에 도시된 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도(350-1, 360-1, 370-1, 380-1)와 동일하고, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(660-2)는 도 3에 도시된 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(350-2)와 동일하다. 다만, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(670-2, 680-2, 690-2)는 도 3에 도시된 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(360-2, 370-2, 380-2)가 ③과 같이 전체적으로 π/7만큼 쉬프트된 것을 알 수 있다. 6, the first aqueous phase of the transmitted signal x 1 (k) degrees (660-1, 670-1, 680-1, 690-1) includes a first transmission signal x 1 (k) shown in Figure 3 The constellation of (350-1, 360-1, 370-1, 380-1) is the same, and the constellation (660-2) of the second transmission signal x 2 (k) is the second transmission shown in FIG. It is the same as the constellation 350-2 of the signal x 2 (k). However, the second is also the aqueous phase of the transmission signal x 2 (k) (670-2, 680-2, 690-2) is a (360-2 constellation of the second transmission signal x 2 (k) shown in Figure 3, It can be seen that 370-2 and 380-2) are shifted by π/7 as in ③.

이와 같이, 포스트-페이즈 쉬프트에 의해 전송 신호의 성상도가 전체적으로 쉬프트된다는 점에서, 추가적인 전송 다이버시티 이득을 얻을 수 있게 된다.In this way, since the constellation of the transmission signal is shifted entirely by the post-phase shift, it is possible to obtain an additional transmission diversity gain.

다른 예로, MIMO 프리코더(110)는 하기의 수학식 6을 이용하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.As another example, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding using Equation 6 below.

Figure 112014057517240-pat00044
Figure 112014057517240-pat00044

여기에서, c1(k)는 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,

Figure 112014057517240-pat00045
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00046
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00047
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal, x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00045
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00046
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00047
Is a post-phase hopping matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ is an overlap encoding parameter, and φ(k) is a post-phase hopping parameter for the k-th symbol.

수학식 6을 참조하면, 수학식 6은 수학식 2에 의해 생성된 신호에 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 추가로 곱한 것과 동일하다. Referring to Equation 6, Equation 6 is the same as the signal generated by Equation 2 and additionally multiplied by a post-phase hopping matrix.

구체적으로, 수학식 2에 의해 생성된 신호들을 s1(k)=cosψ×c1(k)+

Figure 112014057517240-pat00048
×sinψ×c2(k), s2(k)=sinψ×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00049
×cosψ×c2(k)라고 할 때, 수학식 6에 따른 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들 x1(k)=s1(k), x2(k)=
Figure 112014057517240-pat00050
×s2(k)이 생성될 수 있다. 즉, 수학식 6에 의해 생성된 전송 신호들은 수학식 2에 의해 생성된 신호들 중 s2(k)의 위상을 Φ(k)만큼 포스트-페이즈 호핑시킨 것과 동일하다.Specifically, the signals generated by Equation 2 are s 1 (k) = cosψ × c 1 (k) +
Figure 112014057517240-pat00048
×sinψ×c 2 (k), s 2 (k)=sinψ×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00049
When × cosψ × c 2 (k), transmission signals x 1 (k) = s 1 (k), x 2 (k) = by MIMO precoding according to Equation 6
Figure 112014057517240-pat00050
×s 2 (k) can be created. That is, the transmission signals generated by Equation 6 are the same as those obtained by post-phase hopping the phase of s 2 (k) by Φ (k) among the signals generated by Equation 2.

상술한 바와 같이, 포스트-페이즈 호핑은 심볼 인덱스에 따라 각 심볼의 위상을 순차적으로 일정한 값만큼 회전시키는 것이라는 점에서, 수학식 6에서 포스트-페이즈 호핑 파라미터 Φ(k)는 심볼 인덱스 k의 함수라는 점에서 수학식 5와는 차이가 있다. As described above, in that post-phase hopping sequentially rotates the phase of each symbol by a constant value according to the symbol index, the post-phase hopping parameter Φ(k) in Equation 6 is a function of the symbol index k. It is different from Equation 5 in that.

이하에서는 도 7을 참조하여 θ(k)=π/7+k×π/2, ψ=π/3, Φ(k)=k×π/7인 경우 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들을 생성하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 한편, 도 7에서는 4-QAM 심볼들이 쌍으로 MIMO 프리코더(110)로 순차적으로 입력되어 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)를 구성하는 것으로 가정하도록 한다. 이에 따라, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 성상도는 각각 성상도(710) 및 성상도(720)와 같이 나타내어질 수 있다.Hereinafter, referring to FIG. 7, when θ(k)=π/7+k×π/2, ψ=π/3, and Φ(k)=k×π/7, transmission signals are generated by MIMO precoding. Explain how. Meanwhile, in FIG. 7, it is assumed that 4-QAM symbols are sequentially input to the MIMO precoder 110 in pairs to form a first input signal c 1 (k) and a second input signal c 2 (k). Accordingly, constellations of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) may be expressed as the constellation diagram 710 and the constellation diagram 720, respectively.

MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(730), 중첩 인코딩 매트릭스(740)와 포스트-페이즈 호핑 매트릭스(750)를 순차적으로 곱하여 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 생성할 수 있다. The MIMO precoder 110 includes a pre-phase shift/hopping matrix 730, a superposition encoding matrix 740 and a post-phase hopping matrix in the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k). By sequentially multiplying (750), a first transmission signal x 1 (k) and a second transmission signal x 2 (k) may be generated.

여기에서, 입력 신호들 c1(k), c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(730)와 중첩 인코딩 매트릭스(740)를 순차적으로 곱한 결과는 도 3과 동일하다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 한편, 입력 신호들 c1(k), c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스(730)와 중첩 인코딩 매트릭스(740)를 곱하여 생성된 신호들을 s1(k)=cosπ/3×c1(k)+

Figure 112014057517240-pat00051
×sinπ/3×c2(k), s2(k)=sinπ/3×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00052
×cosπ/3×c2(k)라 할 수 있다.Here, the input signals c 1 (k) and c 2 (k) are sequentially multiplied by the pre-phase shift/hopping matrix 730 and the superimposed encoding matrix 740, and the result is the same as in FIG. Should be omitted. Meanwhile, signals generated by multiplying the input signals c 1 (k) and c 2 (k) by the pre-phase shift matrix 730 and the superposition encoding matrix 740 are s 1 (k) = cosπ/3×c 1 (k)+
Figure 112014057517240-pat00051
×sinπ/3×c 2 (k), s 2 (k)=sinπ/3×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00052
×cosπ/3×c 2 (k).

이 경우, 전송 신호들 x1(k), x2(k)를 생성하기 위해 s1(k), s2(k)에 포스트-페이즈 호핑 매트릭스(750)를 곱하면, 전송 신호들 x1(k)=s1(k), x2(k)=

Figure 112014057517240-pat00053
×s2(k)이 생성된다.In this case, when s 1 (k) and s 2 (k) are multiplied by the post-phase hopping matrix 750 to generate transmission signals x 1 (k) and x 2 (k), transmission signals x 1 (k)=s 1 (k), x 2 (k)=
Figure 112014057517240-pat00053
×s 2 (k) is generated.

이와 같이, 제2 전송 신호 x2(k)는 심볼 인덱스 k에 따라 s2(k)가 k×π/7만큼 포스트-페이즈 호핑되어 생성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전송 신호의 0 번째 심볼 x2(0)는 s2(0)와 같고, 제2 전송 신호의 1 번째 심볼 x2(1)는 s2(1)이 π/7만큼 포스트-페이즈 호핑된 것과 같고, 제2 전송 신호의 2 번째 심볼 x2(2)는 s2(2)가 2×π/7만큼 포스트-페이즈 호핑된 것과 같고, 제2 전송 신호의 3 번째 심볼 x2(3)는 s2(3)가 3×π/7만큼 포스트-페이즈 호핑된 것과 같다.In this way, the second transmission signal x 2 (k) may be generated by post-phase hopping s 2 (k) by k×π/7 according to the symbol index k. For example, the 0th symbol x 2 (0) of the second transmission signal is equal to s 2 (0), and the 1st symbol x 2 (1) of the second transmission signal is s 2 (1) by π/7. It is the same as post-phase hopping, and the second symbol x 2 (2) of the second transmission signal is the same as that s 2 (2) is post-phase hopped by 2×π/7, and the third symbol of the second transmission signal x 2 (3) is equal to s 2 (3) post-phase hopped by 3×π/7.

이에 따라, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(760-1, 770-1, 780-1, 790-1)와 같고 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(760-2, 770-2, 780-2, 790-2)와 같이 나타내어질 수 있다.Accordingly, the constellation of the first transmission signal x1(k) is the same as the constellations 760-1, 770-1, 780-1, and 790-1, and the constellation of the second transmission signal x2(k) is It can be represented as (760-2, 770-2, 780-2, 790-2).

한편, 도 7의 성상도(760-1 내지 790-1)에서 실선으로 도시된 ○가 제1 전송 신호 x1(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당하고 성상도(760-2 내지 790-2)에서 실선으로 도시된 □가 제2 전송 신호 x2(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당한다. 이와 같이, 각 전송 신호에 대한 성상점은 4-QAM 제 1 입력 신호 c1(k)와 4-QAM 제 2 입력 신호 c2(k)의 조합으로 정해지므로, 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)는 각각 16(=4×4) 개의 성상점을 가지게 된다.On the other hand, in the constellation diagrams 760-1 to 790-1 of FIG. 7, ○ shown by a solid line corresponds to a constellation point for the precoded symbol of the first transmission signal x1(k), and the constellation diagrams 760-2 to 790-2) indicated by a solid line corresponds to a constellation point for a precoded symbol of the second transmission signal x2(k). In this way, the constellation point for each transmission signal is determined by a combination of the 4-QAM first input signal c 1 (k) and the 4-QAM second input signal c 2 (k), so the first transmission signal x 1 (k ) And the second transmission signal x 2 (k) each have 16 (=4×4) constellation points.

도 7을 참조하면, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도(760-1, 770-1, 780-1, 790-1)는 도 3에 도시된 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도(350-1, 360-1, 370-1, 380-1)와 동일하고, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(760-2)는 도 3에 도시된 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(350-2)와 동일하다. 하지만, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(770-2, 780-2, 790-2)는 도 3에 도시된 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(360-2, 370-2, 380-2)가 심볼 인덱스 k에 따라 ③과 같이 전체적으로 k×π/7만큼 쉬프트된 것을 알 수 있다. 7, the first aqueous phase of the transmitted signal x 1 (k) degrees (760-1, 770-1, 780-1, 790-1) includes a first transmission signal x 1 (k) shown in Figure 3 Is the same as the constellations 350-1, 360-1, 370-1, 380-1, and the constellation 760-2 of the second transmission signal x 2 (k) is the second transmission shown in FIG. It is the same as the constellation 350-2 of the signal x 2 (k). However, the second transmission signal constellation of Figure 2, x (k) constellation (770-2, 780-2, 790-2) of the second transmission signal x 2 (k) shown in Figure 3 (360-2, It can be seen that 370-2 and 380-2) are shifted by k×π/7 as a whole according to the symbol index k.

이와 같이, 포스트-페이즈 호핑에 의해 전송 신호의 성상도가 전체적으로 호핑되며, 특히, 심볼 인덱스 k에 따라 일정한 크기의 위상만큼 순차적으로 호핑된다는 점에서 추가적인 전송 다이버시티 이득을 얻을 수 있게 된다.In this way, the constellation of a transmission signal is hopped as a whole by post-phase hopping, and in particular, additional transmission diversity gains can be obtained in that the constellations of the transmission signal are hopped sequentially by a phase of a predetermined size according to the symbol index k.

한편, 도 6 및 도 7에서 이용된 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, 중첩 인코딩 파라미터 및 포스트-페이즈 쉬프팅 파라미터 및 포스트-페이즈 호핑 파라미터는 일 예에 불과하고, 이들은 다양한 값이 될 수 있다. Meanwhile, the pre-phase shift/hopping parameter, the superposition encoding parameter, the post-phase shifting parameter, and the post-phase hopping parameter used in FIGS. 6 and 7 are only examples, and they may be various values.

또한, 도 6 및 도 7에서는 MIMO 프리코딩 시 이용된 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스와 중첩 인코딩 매트릭스가 수학식 2와 같은 형태인 것으로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하다. 즉, MIMO 프리코더(110)는 수학식 2 외에도 수학식 1, 수학식 3 및 수학식 4에서 정의된 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스와 중첩 인코딩 매트릭스에 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스 또는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 추가로 곱하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수도 있다.In addition, in FIGS. 6 and 7, it has been described that the pre-phase shift/hopping matrix and the superposition encoding matrix used in MIMO precoding have the same form as in Equation 2, but this is only an example. That is, the MIMO precoder 110 is a post-phase shift matrix in the pre-phase shift matrix or the pre-phase shift/hopping matrix and the superposition encoding matrix defined in Equations 1, 3 and 4 in addition to Equation 2 Alternatively, MIMO precoding may be performed by additionally multiplying the post-phase hopping matrix.

이하에서는, 수학식 4에서 정의된 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스와 중첩 인코딩 매트릭스에 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 추가로 곱하여 MIMO 프리코딩을 수행하는 방법을 일 예로 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of performing MIMO precoding by additionally multiplying the pre-phase shift/hopping matrix and the superposition encoding matrix defined in Equation 4 by the post-phase hopping matrix will be described as an example.

이 경우, MIMO 프리코더(110)는 하기의 수학식 7을 이용하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.In this case, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding using Equation 7 below.

Figure 112014057517240-pat00054
Figure 112014057517240-pat00054

여기에서, c1(k)는 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,

Figure 112014057517240-pat00055
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00056
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00057
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal, x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00055
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00056
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00057
Is the post-phase hopping matrix, θ(k) is the pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ(k) is the superimposed encoding parameter for the k-th symbol, Φ(k) is the post for the k-th symbol -This is a phase hopping parameter.

수학식 7을 참조하면, 수학식 7은 수학식 4에 의해 생성된 신호에 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스를 추가로 곱한 것과 동일하다.Referring to Equation 7, Equation 7 is the same as the signal generated by Equation 4 and additionally multiplied by a post-phase shift matrix.

구체적으로, 수학식 4에 의해 생성된 신호들을 s1(k)=cosψ(k)×c1(k)+sinψ(k)×

Figure 112014057517240-pat00058
×c2(k), s2(k)=sinψ(k)×c1(k)-cosψ(k)×
Figure 112014057517240-pat00059
×c2(k)라고 할 때, 수학식 7에 따른 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들 x1(k)=s1(k), x2(k)=
Figure 112014057517240-pat00060
×s2(k)이 생성될 수 있다. 즉, 수학식 7에서 생성된 전송 신호들은 수학식 4에 의해 생성된 신호들 중 s2(k)의 위상을 Φ(k)만큼 포스트-쉬프트 호핑시킨 것과 동일하다.Specifically, the signals generated by Equation 4 are s 1 (k)=cosψ(k)×c 1 (k)+sinψ(k)×
Figure 112014057517240-pat00058
×c 2 (k), s 2 (k)=sinψ(k)×c 1 (k)-cosψ(k)×
Figure 112014057517240-pat00059
When xc 2 (k), transmission signals x 1 (k) = s 1 (k), x 2 (k) = by MIMO precoding according to Equation 7
Figure 112014057517240-pat00060
×s 2 (k) can be created. That is, the transmission signals generated in Equation 7 are the same as those obtained by post-shifting the phase of s 2 (k) among the signals generated by Equation 4 by Φ(k).

이하에서는 도 8을 참조하여 θ(k)=π/7+k×π/2, ψ(k)=π/3+k×π/2, Φ(k)=k×π/7인 경우 MIMO 프리코딩에 의해 전송 신호들을 생성하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 한편, 도 8에서는 4-QAM 심볼들이 쌍으로 MIMO 프리코더(110)로 순차적으로 입력되어 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)를 구성하는 것으로 가정하도록 한다. 이에 따라, 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)의 성상도는 각각 성상도(810) 및 성상도(820)와 같이 나타내어질 수 있다.In the following, referring to FIG. 8, when θ(k)=π/7+k×π/2, ψ(k)=π/3+k×π/2, Φ(k)=k×π/7, MIMO A method of generating transmission signals by precoding will be described. Meanwhile, in FIG. 8, it is assumed that 4-QAM symbols are sequentially input to the MIMO precoder 110 in pairs to form a first input signal c 1 (k) and a second input signal c 2 (k). Accordingly, constellations of the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) may be expressed as the constellation diagram 810 and the constellation diagram 820, respectively.

MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호 c1(k)와 제2 입력 신호 c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(830), 중첩 인코딩 매트릭스(840)와 포스트-페이즈 호핑 매트릭스(850)를 순차적으로 곱하여 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)를 생성할 수 있다.The MIMO precoder 110 includes a pre-phase shift/hopping matrix 830, a superposition encoding matrix 840 and a post-phase hopping matrix in the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k). A first transmission signal x 1 (k) and a second transmission signal x 2 (k) may be generated by sequentially multiplying (850).

여기에서, 입력 신호들 c1(k), c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(830)와 중첩 인코딩 매트릭스(840)를 순차적으로 곱한 결과는 도 5와 동일하다는 점에서 구체적인 중복설명은 생략하도록 한다. 한편, 입력 신호들 c1(k), c2(k)에 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스(830)와 중첩 인코딩 매트릭스(840)를 곱하여 생성된 신호들을 s1(k)=cos(π/3+k×π/2)×c1(k)+

Figure 112014057517240-pat00061
×sin(π/3+k×π/2)×c2(k), s2(k)=sin(π/3+k×π/2)×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00062
×cos(π/3+k×π/2)×c2(k)라 할 수 있다.Here, the result of sequentially multiplying the input signals c 1 (k) and c 2 (k) by the pre-phase shift/hopping matrix 830 and the overlapping encoding matrix 840 is the same as in FIG. Description will be omitted. Meanwhile, signals generated by multiplying the input signals c 1 (k) and c 2 (k) by the pre-phase shift/hopping matrix 830 and the superposition encoding matrix 840 are s 1 (k) = cos(π/ 3+k×π/2)×c 1 (k)+
Figure 112014057517240-pat00061
×sin(π/3+k×π/2)×c 2 (k), s 2 (k)=sin(π/3+k×π/2)×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00062
×cos(π/3+k×π/2)×c 2 (k).

이 경우, 전송 신호들 x1(k), x2(k)를 생성하기 위해 s1(k), s2(k)에 포스트-페이즈 호핑 매트릭스(850)를 곱하면, 전송 신호들 x1(k)=s1(k), x2(k)=

Figure 112014057517240-pat00063
×s2(k)이 생성된다.In this case, when s 1 (k) and s 2 (k) are multiplied by the post-phase hopping matrix 850 to generate transmission signals x 1 (k) and x 2 (k), transmission signals x 1 (k)=s 1 (k), x 2 (k)=
Figure 112014057517240-pat00063
×s 2 (k) is generated.

이와 같이, 제2 전송 신호 x2(k)는 심볼 인덱스 k에 따라 s2(k)가 k×π/7만큼 포스트-페이즈 호핑되어 생성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전송 신호의 0 번째 심볼 x2(0)는 s2(0)와 같고, 제2 전송 신호의 1 번째 심볼 x2(1)는 s2(1)이 π/7만큼 포스트-페이즈 호핑된 것과 같고, 제2 전송 신호의 2 번째 심볼 x2(2)는 s2(2)가 2×π/7만큼 포스트-페이즈 호핑된 것과 같고, 제2 전송 신호의 3 번째 심볼 x2(3)는 s2(3)가 3×π/7만큼 포스트-페이즈 호핑된 것과 같다.In this way, the second transmission signal x 2 (k) may be generated by post-phase hopping s 2 (k) by k×π/7 according to the symbol index k. For example, the 0th symbol x 2 (0) of the second transmission signal is equal to s 2 (0), and the 1st symbol x 2 (1) of the second transmission signal is s 2 (1) by π/7. It is the same as post-phase hopping, and the second symbol x 2 (2) of the second transmission signal is the same as that s 2 (2) is post-phase hopped by 2×π/7, and the third symbol of the second transmission signal x 2 (3) is equal to s 2 (3) post-phase hopped by 3×π/7.

이에 따라, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도는 성상도(860-1, 870-1, 880-1, 890-1)와 같고 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도는 성상도(860-2, 870-2, 880-2, 890-2)와 같이 나타내어질 수 있다.Accordingly, the constellation of the first transmission signal x 1 (k) is the same as the constellations 860-1, 870-1, 880-1, and 890-1, and the constellation of the second transmission signal x 2 (k) is It can be expressed as a constellation diagram (860-2, 870-2, 880-2, 890-2).

한편, 도 8의 성상도(860-1, 870-1, 880-1, 890-1)에서 실선으로 도시된 ○, □가 제1 전송 신호 x1(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당하고 성상도(860-2, 870-2, 880-2, 890-2)에서 실선으로 도시된 □, ○가 제2 전송 신호 x2(k)의 프리코딩된 심볼에 대한 성상점에 해당한다. 이와 같이, 각 전송 신호에 대한 성상점은 4-QAM 제 1 입력 신호 c1(k)와 4-QAM 제 2 입력 신호 c2(k)의 조합으로 정해지므로, 제1 전송 신호 x1(k)와 제2 전송 신호 x2(k)는 각각 16(=4×4) 개의 성상점을 가지게 된다.Meanwhile, ○ and □ shown by solid lines in the constellation diagrams 860-1, 870-1, 880-1, and 890-1 of FIG. 8 are the constellations of the precoded symbols of the first transmission signal x 1 (k). Constellation points for the precoded symbols of the second transmission signal x 2 (k) corresponding to the store and shown in solid lines in the constellation diagrams (860-2, 870-2, 880-2, 890-2) Corresponds to. In this way, the constellation point for each transmission signal is determined by a combination of the 4-QAM first input signal c 1 (k) and the 4-QAM second input signal c 2 (k), so the first transmission signal x 1 (k ) And the second transmission signal x 2 (k) each have 16 (=4×4) constellation points.

도 8을 참조하면, 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도(860-1, 870-1, 880-1, 890-1)는 도 5에 도시된 제1 전송 신호 x1(k)의 성상도(550-1, 560-1, 570-1, 580-1)와 동일하고, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(860-2)는 도 5에 도시된 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(550-2)와 동일하다. 하지만, 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(870-2, 880-2, 890-2)는 도 5에 도시된 제2 전송 신호 x2(k)의 성상도(560-2, 570-2, 580-2)가 심볼 인덱스 k에 따라 전체적으로 ③과 같이 전체적으로 k×π/7만큼 쉬프트된 것을 알 수 있다. 8, a first aqueous phase of the transmitted signal x 1 (k) degrees (860-1, 870-1, 880-1, 890-1) includes a first transmission signal x 1 (k) shown in Figure 5 The constellation of (550-1, 560-1, 570-1, 580-1) is the same, and the constellation 860-2 of the second transmission signal x 2 (k) is the second transmission shown in FIG. It is the same as the constellation 550-2 of the signal x 2 (k). However, the second transmission signal constellation of Figure 2, x (k) constellation (870-2, 880-2, 890-2) of the second transmission signal x 2 (k) shown in Figure 5 (560-2, It can be seen that 570-2 and 580-2) are shifted by k×π/7 as a whole according to the symbol index k.

이와 같이, 포스트-페이즈 호핑에 의해 전송 신호의 성상도가 전체적으로 쉬프트되며, 특히, 심볼 인덱스 k에 따라 서로 다른 위상만큼 쉬프트된다는 점에서 추가적인 전송 다이버시티 이득을 얻을 수 있게 된다.In this way, the constellation of the transmission signal is shifted entirely by post-phase hopping, and in particular, it is possible to obtain an additional transmission diversity gain in that the constellation of the transmission signal is shifted by different phases according to the symbol index k.

한편, MIMO 프리코더(110)는 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트하기 전에 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호에 파워를 차별적으로 할당하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.Meanwhile, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding by differentially allocating power to the first input signal and the second input signal before pre-phase shifting the second input signal.

즉, MIMO 프리코더(110)로 입력되는 변조 심볼 쌍이 어시메트릭(asymmetric)한 경우, MIMO 프리코더(110)는 MIMO 프리코딩 시 각 입력 신호에 서로 다른 파워를 할당하는 과정을 추가로 수행할 수 있다. 예를 들어, MIMO 프리코더(110)는 하기의 수학식 8을 이용하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수 있다.That is, when a pair of modulation symbols input to the MIMO precoder 110 is asymmetric, the MIMO precoder 110 may additionally perform a process of allocating different powers to each input signal during MIMO precoding. have. For example, the MIMO precoder 110 may perform MIMO precoding using Equation 8 below.

Figure 112014057517240-pat00064
Figure 112014057517240-pat00064

여기에서, c1(k)는 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,

Figure 112014057517240-pat00065
는 파워 할당 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00066
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00067
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00068
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, γ는 파워 할당 파라미터, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal, x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00065
Is the power allocation matrix,
Figure 112014057517240-pat00066
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00067
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00068
Is the post-phase hopping matrix, γ is the power allocation parameter, θ(k) is the pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ is the superposition encoding parameter, and Φ(k) is the post-phase for the k-th symbol This is a hopping parameter.

수학식 8을 참조하면, MIMO 프리코더(110)는 입력 신호들 c1(k), c2(k)에 대해 파워 할당 매트릭스를 곱한 후, 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스, 중첩 인코딩 매트릭스와 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 순차적으로 곱해 MIMO 프리코딩을 수행하여 전송 신호들 x1(k), x2(k)을 생성할 수 있다. Referring to Equation 8, the MIMO precoder 110 multiplies the input signals c 1 (k) and c 2 (k) by a power allocation matrix, and then pre-phase shift/hopping matrix, superposition encoding matrix and post. -MIMO precoding is performed by sequentially multiplying the phase hopping matrix to generate transmission signals x 1 (k) and x 2 (k).

여기에서, 파워 할당 파라미터 γ(0<γ<1)가 0.5 외의 값을 갖는 경우, MIMO 프리코더(110)는 MIMO 프리코딩 시 파워 할당 매트릭스를 통해 입력 신호들에 서로 다른 파워를 할당할 수 있게 된다. 이에 따라, 전송채널 용량(channel capacity)이 향상될 수 있게 된다.Here, when the power allocation parameter γ (0<γ<1) has a value other than 0.5, the MIMO precoder 110 can allocate different powers to input signals through the power allocation matrix during MIMO precoding. do. Accordingly, the transmission channel capacity can be improved.

한편, 상술한 예에서는 MIMO 프리코더(110)가 MIMO 프리코딩 시 파워 할당 매트릭스를 통해 입력 신호들에 서로 다른 파워를 할당하는 것으로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하고, MIMO 프리코더(110)는 입력 신호들에 동일한 파워를 할당할 수도 있다. 즉, MIMO 프리코더(110)는 파워 할당 파라미터 γ가 0.5인 경우 파워 할당 매트릭스를 통해 입력 신호들에 동일한 파워를 할당할 수도 있다. 한편, 입력 신호들의 변조 방식에 따른 파워 할당 파라미터 γ는 하기의 표 1과 같을 수 있다.Meanwhile, in the above-described example, it has been described that the MIMO precoder 110 allocates different powers to input signals through a power allocation matrix during MIMO precoding, but this is only an example, and the MIMO precoder 110 is input It is also possible to allocate the same power to the signals. That is, when the power allocation parameter γ is 0.5, the MIMO precoder 110 may allocate the same power to the input signals through the power allocation matrix. Meanwhile, the power allocation parameter γ according to the modulation method of the input signals may be as shown in Table 1 below.

Figure 112014057517240-pat00069
Figure 112014057517240-pat00069

한편, 수학식 8을 참조하면, MIMO 프리코딩 시 이용된 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스, 중첩 인코딩 매트릭스와 포스트-페이즈 호핑 매트릭스는 수학식 6과 같은 형태인 것으로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하다. Meanwhile, referring to Equation 8, it has been described that the pre-phase shift/hopping matrix, the superposition encoding matrix, and the post-phase hopping matrix used in MIMO precoding have the same form as Equation 6, but this is only an example.

즉, 파워 할당 매트릭스를 추가로 곱해 MIMO 프리코딩 시, 수학식 6 외에도 수학식 5 및 수학식 7에서 정의된 매트릭스를 이용할 수 있음은 물론이다. That is, when MIMO precoding by additionally multiplying the power allocation matrix, it is of course possible to use the matrix defined in Equations 5 and 7 in addition to Equation 6.

뿐만 아니라, MIMO 프리코더(110)는 입력 신호들에 파워 할당 매트릭스를 곱하고, 그에 따라 생성된 신호들에 수학식 1 내지 수학식 4에서 정의된 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스와 중첩 인코딩 매트릭스를 순차적으로 곱해 MIMO 프리코딩을 수행할 수도 있다. In addition, the MIMO precoder 110 multiplies input signals by a power allocation matrix, and the signals generated accordingly are pre-phase shift matrix or pre-phase shift/hopping matrix defined in Equations 1 to 4 MIMO precoding may also be performed by sequentially multiplying the and the overlapping encoding matrix.

한편, 수학식 1 내지 8에서 상술한 바와 같이, 제1 입력 신호 c1(k) 및 제2 입력 신호 c2(k)에는 일정한 형태의 매트릭스들이 곱해져 MIMO 프리코딩에 의해 제1 전송 신호 x1(k) 및 제2 전송 신호 x2(k)가 생성된다. 따라서, 각 수학식에서 MIMO 프리코딩에 이용되는 매트릭스들이 곱해져 생성된 하나의 2×2 매트릭스 각각을 프리코딩 매트릭스라 할 수 있다. On the other hand, as described above in Equations 1 to 8, the first input signal c 1 (k) and the second input signal c 2 (k) are multiplied by matrices of a certain form, and the first transmission signal x is obtained by MIMO precoding. 1 (k) and a second transmission signal x 2 (k) are generated. Accordingly, each of the 2×2 matrices generated by multiplying the matrices used for MIMO precoding in each equation may be referred to as a precoding matrix.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 9 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a transmission device according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 송신 장치(100)는 QAM 변조부(130), 디멀티플렉서(140), MIMO 프리코더(110), OFDM 변조부(120), 제1 송신 안테나(151) 및 제2 송신 안테나(152)를 포함한다. 한편, 도 9의 MIMO 프리코더(110) 및 OFDM 변조부(120)는 도 1의 MIMO 프리코더(110) 및 OFDM 변조부(120)와 동일한 구성요소라는 점에서, 중복되는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 9, the transmission apparatus 100 includes a QAM modulator 130, a demultiplexer 140, a MIMO precoder 110, an OFDM modulator 120, a first transmit antenna 151, and a second transmit antenna. Includes 152. Meanwhile, since the MIMO precoder 110 and OFDM modulator 120 of FIG. 9 are the same components as the MIMO precoder 110 and OFDM modulator 120 of FIG. 1, a detailed description of the overlapping part Should be omitted.

QAM 변조부(130)는 입력되는 데이터에 대해 QAM 변조를 수행한다. 즉, QAM 변조부(130)는 수신 장치(미도시)로 전송되는 비트들을 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM, 4096-QAM 등과 같은 다양한 변조 방식에 의해 변조하고, QAM 변조에 의해 생성된 QAM 심볼들(또는, 변조 심볼들)을 디멀티플렉서(140)로 출력할 수 있다. 이 경우, QAM 심볼들은 균일 성상도 또는 비균일 성상도를 구성할 수 있다. 한편, QAM 변조부(130)는 입력되는 데이터를 동일한 변조 방식으로 변조하거나, 경우에 따라, QAM 변조부(130)는 입력되는 데이터를 서로 다른 방식으로 변조할 수도 있다.The QAM modulator 130 performs QAM modulation on input data. That is, the QAM modulator 130 uses various modulation schemes such as 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM, 4096-QAM, etc. to the bits transmitted to the receiving device (not shown). After modulation, QAM symbols (or modulation symbols) generated by QAM modulation may be output to the demultiplexer 140. In this case, the QAM symbols may constitute a uniform constellation or a non-uniform constellation. Meanwhile, the QAM modulator 130 may modulate the input data by the same modulation method, or in some cases, the QAM modulator 130 may modulate the input data by different methods.

예를 들어, QAM 변조부(130)는 일부 비트들을 4-QAM으로 변조하고 나머지 비트들을 16-QAM으로 변조하며, 각 변조 방식에 따라 생성된 QAM 심볼들을 디멀티플렉서(140)로 출력할 수 있다. 다른 예로, QAM 변조부(130)는 일부 비트들을 16-Uniform QAM으로 변조하고 나머지 비트들은 64-Non uniform QAM(64-NUC)으로 변조하거나, 일부 비트들을 64 Uniform QAM으로 변조하고 나머지 비트들을 64-Non uniform QAM(64-NUC)으로 변조하고, 각 변조 방식에 따라 생성된 QAM 심볼들을 디멀티플렉서(140)로 출력할 수도 있다.For example, the QAM modulator 130 modulates some bits with 4-QAM and modulates the remaining bits with 16-QAM, and outputs QAM symbols generated according to each modulation method to the demultiplexer 140. As another example, the QAM modulator 130 modulates some bits with 16-Uniform QAM and modulates the remaining bits with 64-Non uniform QAM (64-NUC), or modulates some bits with 64 Uniform QAM and modulates the remaining bits with 64 -Non uniform QAM (64-NUC) may be used to modulate, and QAM symbols generated according to each modulation method may be output to the demultiplexer 140.

이와 같이, 디멀티플렉서(140)로 입력되는 QAM 심볼은 다양한 형태의 대칭/비 대칭 QAM 심볼 쌍으로 구성될 수 있다.In this way, the QAM symbol input to the demultiplexer 140 may be composed of various types of symmetric/asymmetric QAM symbol pairs.

디멀티플렉서(또는, 시리얼-투-페러럴(serial-to-parallel) 변환부)(140)는 입력되는 심볼들을 디멀티플렉싱하여 MIMO 프리코더(110)로 출력한다. The demultiplexer (or serial-to-parallel converter) 140 demultiplexes input symbols and outputs them to the MIMO precoder 110.

구체적으로, 디멀티플렉서(140)는 입력되는 QAM 심볼들을 디멀티플렉싱하여 일부의 QAM 심볼들을 MIMO 프리코더(110)의 제1 입력 신호로 출력하고 나머지 QAM 심볼들을 MIMO 프리코더(110)의 제2 입력 신호로 출력할 수 있다. Specifically, the demultiplexer 140 demultiplexes the input QAM symbols, outputs some QAM symbols as the first input signal of the MIMO precoder 110, and outputs the remaining QAM symbols as the second input signal of the MIMO precoder 110 Can be printed as

예를 들어, 디멀티플렉서(140)는 입력되는 QAM 심볼들 중 홀수 번째 QAM 심볼들(또는, 짝수 번째 심볼들)을 MIMO 프리코더(110)의 제1 입력 신호로 출력하고, 짝수 번째 QAM 심볼들(또는, 홀수 번째 심볼들)을 MIMO 프리코더(110)의 제2 입력 신호로 출력할 수 있다. For example, the demultiplexer 140 outputs odd-numbered QAM symbols (or even-numbered symbols) among input QAM symbols as a first input signal of the MIMO precoder 110, and outputs even-numbered QAM symbols ( Alternatively, odd-numbered symbols) may be output as a second input signal of the MIMO precoder 110.

다른 예로, 디멀티플렉서(140)는 동일한 변조 방식으로 변조된 심볼들이 MIMO 프리코더(110)의 동일한 입력 신호로 입력되도록, 입력되는 심볼들을 디멀티플렉싱할 수 있다. 구체적인 예로, 디멀티플렉서(140)는 4-QAM의 변조 심볼들을 MIMO 프리코더(110)의 제1 입력 신호로 출력하고 16-QAM의 변조 심볼들을 MIMO 프리코더(110)의 제2 입력 신호로 출력할 수 있다. 또는, 디멀티플렉서(140)는 균일 성상도 방식으로 변조된 변조 심볼들을 MIMO 프리코더(110)의 제1 입력 신호로 출력하고, 비균일 성상도 방식으로 변조된 변조 심볼들을 MIMO 프리코더(110)의 제2 입력 신호로 출력할 수 있다.As another example, the demultiplexer 140 may demultiplex the input symbols so that symbols modulated by the same modulation method are input as the same input signal of the MIMO precoder 110. As a specific example, the demultiplexer 140 outputs 4-QAM modulation symbols as a first input signal of the MIMO precoder 110 and outputs 16-QAM modulation symbols as a second input signal of the MIMO precoder 110. I can. Alternatively, the demultiplexer 140 outputs the modulation symbols modulated by the uniform constellation method as a first input signal of the MIMO precoder 110, and modulates the modulation symbols modulated by the non-uniform constellation method by the MIMO precoder 110. It can be output as a second input signal.

MIMO 프리코더(110)는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호에 대해 MIMO 프리코딩을 수행하여 전송 신호들을 생성하고, 전송 신호들을 OFDM 변조부(120)로 출력한다. 이를 위해, MIMO 프리코더(110)는 도 10과 같이 파워 할당부(111), 프리-페이즈 쉬프터(112), 중첩 인코딩 및 포스트-페이즈 쉬프터(113)로 구성될 수 있다.The MIMO precoder 110 generates transmission signals by performing MIMO precoding on the first input signal and the second input signal, and outputs the transmission signals to the OFDM modulator 120. To this end, the MIMO precoder 110 may include a power allocation unit 111, a pre-phase shifter 112, an overlap encoding and a post-phase shifter 113, as shown in FIG. 10.

파워 할당부(111)는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호에 파워를 할당할 수 있다. 구체적으로, 파워 할당부(111)는 제1 입력 신호로 입력되는 QAM 심볼들과 제2 입력 신호로 입력되는 QAM 심볼들이 어시메트릭한 QAM 심볼 쌍에 해당하는 경우, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호에 서로 다른 파워를 할당하기 위해 입력 신호들에 파워 할당 매트릭스를 곱하고, 그 결과 값을 프리-페이즈 쉬프터(112)로 출력할 수 있다.The power allocator 111 may allocate power to the first input signal and the second input signal. Specifically, when the QAM symbols input as the first input signal and the QAM symbols input as the second input signal correspond to an asymmetric QAM symbol pair, the power allocating unit 111 includes a first input signal and a second input signal. In order to allocate different powers to the signals, the input signals are multiplied by the power allocation matrix, and the resultant values may be output to the pre-phase shifter 112.

여기에서, 파워 할당 매트릭스의 일 예는

Figure 112014057517240-pat00070
와 같으며, 파워 할당 파라미터 γ는 상술한 표 1과 같을 수 있다. Here, an example of a power allocation matrix is
Figure 112014057517240-pat00070
And the power allocation parameter γ may be the same as in Table 1 above.

이에 따라, MIMO 프리코더(110)로 입력되는 제1 입력 신호를 c1(k), 제2 입력 신호를 c2(k)라 할 때, 파워 할당부(111)는

Figure 112014057517240-pat00071
×c1(k),
Figure 112014057517240-pat00072
×c2(k)를 프리-페이즈 쉬프터(112)로 출력할 수 있다.Accordingly, when the first input signal input to the MIMO precoder 110 is c 1 (k) and the second input signal is c 2 (k), the power allocating unit 111
Figure 112014057517240-pat00071
×c 1 (k),
Figure 112014057517240-pat00072
×c 2 (k) can be output to the pre-phase shifter 112.

프리-페이즈 쉬프터(112)는 파워 할당부(111)에서 출력되는 신호들을 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬피트/호핑할 수 있다. The pre-phase shifter 112 may pre-phase shift or pre-phase shift/hop the signals output from the power allocator 111.

구체적으로, 프리-페이즈 쉬프터(112)는 파워 할당부(111)에서 출력되는 신호들에 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스 또는 프리-페이즈 쉬피트/호핑 매트릭스를 곱하고, 그 결과 값을 중첩 인코더/포스트-페이즈 쉬프터(113)로 출력할 수 있다.Specifically, the pre-phase shifter 112 multiplies the signals output from the power allocating unit 111 by a pre-phase shift matrix or a pre-phase shift/hopping matrix, and the resultant value is multiplied by a superimposed encoder/post-phase. It can be output to the shifter 113.

여기에서, 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스의 일 예는

Figure 112014057517240-pat00073
와 같고, 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스의 일 예는
Figure 112014057517240-pat00074
와 같다. 이 경우, 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스를 구성하는 프리-페이즈 쉬프트 파라미터는 θ와 같이 심볼 인덱스 k와 무관하게 일정한 값을 가지며, 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스를 구성하는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터는 θ(k)와 같이 심볼 인덱스 k의 함수일 수 있다.Here, an example of a pre-phase shift matrix is
Figure 112014057517240-pat00073
And, an example of a pre-phase shift/hopping matrix is
Figure 112014057517240-pat00074
Same as In this case, the pre-phase shift parameter constituting the pre-phase shift matrix has a constant value, such as θ, regardless of the symbol index k, and the pre-phase shift/hopping parameter constituting the pre-phase shift/hopping matrix is θ. As shown in (k), it may be a function of the symbol index k.

구체적인 일 예로, 프리-페이즈 쉬프터(112)가

Figure 112014057517240-pat00075
와 같은 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스를 이용하는 경우, 프리-페이즈 쉬프터(112)는
Figure 112014057517240-pat00076
×c1(k),
Figure 112014057517240-pat00077
×
Figure 112014057517240-pat00078
×c2(k)를 중첩 인코더/포스트-페이즈 쉬프터(113)로 출력할 수 있다. As a specific example, the pre-phase shifter 112
Figure 112014057517240-pat00075
In the case of using a pre-phase shift/hopping matrix such as, the pre-phase shifter 112
Figure 112014057517240-pat00076
×c 1 (k),
Figure 112014057517240-pat00077
×
Figure 112014057517240-pat00078
Xc 2 (k) can be output to the superimposed encoder/post-phase shifter 113.

중첩 인코더/포스트-페이즈 쉬프터(113)는 프리-페이즈 쉬프터(112)에서 출력되는 신호들을 중첩 인코딩 및 포스트-페이즈 호핑할 수 있다.The superposition encoder/post-phase shifter 113 may perform superposition encoding and post-phase hopping of signals output from the pre-phase shifter 112.

구체적으로, 중첩 인코더/포스트-페이즈 쉬프터(113)는 프리-페이즈 쉬프터(112)에서 출력되는 신호들에 중첩 인코딩 매트릭스 및 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스 또는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 순차적으로 곱하고, 그 결과 값을 OFDM 변조부(120)로 출력할 수 있다.Specifically, the superimposed encoder/post-phase shifter 113 sequentially multiplies the signals output from the pre-phase shifter 112 by the superimposed encoding matrix and the post-phase shift matrix or the post-phase hopping matrix, and the resulting value May be output to the OFDM modulator 120.

여기에서, 중첩 인코딩 매트릭스의 일 예는

Figure 112014057517240-pat00079
또는
Figure 112014057517240-pat00080
과 같을 수 있으며, 중첩 인코딩 매트릭스를 구성하는 중첩 인코딩 파라미터는 ψ와 같이 심볼 인덱스 k와 무관하게 일정한 값을 갖거나 ψ(k)와 같이 심볼 인덱스 k의 함수가 될 수 있다.Here, an example of a nested encoding matrix is
Figure 112014057517240-pat00079
or
Figure 112014057517240-pat00080
The superposition encoding parameter constituting the superposition encoding matrix may have a constant value, such as ψ, regardless of the symbol index k, or may be a function of the symbol index k, such as ψ(k).

또한, 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스의 일 예는

Figure 112014057517240-pat00081
와 같고, 포스트-페이즈 호핑 매트릭스의 일 예는
Figure 112014057517240-pat00082
와 같다. 이 경우, 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스를 구성하는 포스트-페이즈 쉬프트 파라미터는 Φ와 같이 심볼 인덱스 k와 무관하게 일정한 값을 가지며, 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 구성하는 포스트-페이즈 호핑 파라미터는 Φ(k)와 같이 심볼 인덱스 k의 함수일 수 있다.Also, an example of a post-phase shift matrix is
Figure 112014057517240-pat00081
And, an example of a post-phase hopping matrix is
Figure 112014057517240-pat00082
Same as In this case, the post-phase shift parameter constituting the post-phase shift matrix has a constant value, such as Φ, regardless of the symbol index k, and the post-phase hopping parameter constituting the post-phase hopping matrix is Φ(k) and Likewise, it may be a function of symbol index k.

구체적인 일 예로, 중첩 인코더/포스트-페이즈 쉬프터(113)가

Figure 112014057517240-pat00083
와 같은 중첩 인코딩 매트릭스를 이용하고
Figure 112014057517240-pat00084
와 같은 포스트-페이즈 호핑 매트릭스를 이용하는 경우, 중첩 인코더/포스트-페이즈 쉬프터(113)는 제1 전송 신호 x1(k)=(cosψ×
Figure 112014057517240-pat00085
×c1(k)+
Figure 112014057517240-pat00086
×sinψ×
Figure 112014057517240-pat00087
×c2(k))와 제2 전송 신호 x2(k)=
Figure 112014057517240-pat00088
×(sinψ×
Figure 112014057517240-pat00089
×c1(k)-
Figure 112014057517240-pat00090
×cosψ×
Figure 112014057517240-pat00091
×c2(k))를 OFDM 변조부(120)로 출력할 수 있다. As a specific example, the superimposed encoder/post-phase shifter 113
Figure 112014057517240-pat00083
Using a nested encoding matrix such as
Figure 112014057517240-pat00084
In the case of using a post-phase hopping matrix such as, the superimposed encoder/post-phase shifter 113 is the first transmission signal x 1 (k) = (cos ψ x
Figure 112014057517240-pat00085
×c 1 (k)+
Figure 112014057517240-pat00086
×sinψ×
Figure 112014057517240-pat00087
×c 2 (k)) and the second transmission signal x 2 (k) =
Figure 112014057517240-pat00088
×(sinψ×
Figure 112014057517240-pat00089
×c 1 (k)-
Figure 112014057517240-pat00090
×cosψ×
Figure 112014057517240-pat00091
×c 2 (k)) can be output to the OFDM modulator 120.

한편, 도 10에서 MIMO 프리코더(110)는 파워 할당부(111), 프리-페이즈 쉬프터(112), 중첩 인코딩 및 포스트-페이즈 쉬프터(113)로 구성되는 것으로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하다. Meanwhile, in FIG. 10, it has been described that the MIMO precoder 110 is composed of a power allocating unit 111, a pre-phase shifter 112, an overlap encoding and a post-phase shifter 113, but this is only an example.

즉, 상술한 바와 같이 MIMO 프리코더(110)는 수학식 1 내지 수학식 8에 기초하여 MIMO 프리코딩을 수행한다는 점에서 MIMO 프리코더(110)는 도 10의 구성요소에서 적어도 일부를 포함할 수 있으며, 중첩 인코딩/포스트-페이즈 쉬프터(113) 대신 중첩 인코딩만을 수행하는 중첩 인코더 (미도시)를 구비하여 전송 신호들을 생성할 수도 있다.That is, as described above, in that the MIMO precoder 110 performs MIMO precoding based on Equations 1 to 8, the MIMO precoder 110 may include at least some of the components of FIG. In addition, instead of the superposition encoding/post-phase shifter 113, a superposition encoder (not shown) that performs only superposition encoding may be provided to generate transmission signals.

예를 들어, MIMO 프리코더(110)가 수학식 1 내지 수학식 4에 기초하여 MIMO 프리코딩을 수행하는 경우, MIMO 프리코더(110)는 프리-페이즈 쉬프터(112)와 중첩 인코더(미도시)를 포함할 수 있으며, MIMO 프리코더(110)가 수학식 5 내지 수학식 7에 기초하여 MIMO 프리코딩을 수행하는 경우, MIMO 프리코더(110)는 프리-페이즈 쉬프터(112)와 중첩 인코딩/포스트-페이즈 쉬프터(113)를 포함할 수 있다. 그리고, MIMO 프리코더(110)가 수학식 8에 기초하여 MIMO 프리코딩을 수행하는 경우, MIMO 프리코더(110)는 파워 할당부(111), 프리-페이즈 쉬프터(112) 및 중첩 인코딩/포스트-페이즈 쉬프터(113)를 포함할 수 있다.For example, when the MIMO precoder 110 performs MIMO precoding based on Equations 1 to 4, the MIMO precoder 110 includes a pre-phase shifter 112 and an overlapping encoder (not shown). It may include, and when the MIMO precoder 110 performs MIMO precoding based on Equations 5 to 7, the MIMO precoder 110 superimposes the pre-phase shifter 112 and the encoding/post -May include a phase shifter 113. And, when the MIMO precoder 110 performs MIMO precoding based on Equation 8, the MIMO precoder 110 includes a power allocator 111, a pre-phase shifter 112, and superimposed encoding/post- A phase shifter 113 may be included.

OFDM 변조부(120)는 MIMO 프리코더(110)에서 출력되는 제1 전송 신호와 제2 전송 신호를 OFDM 변조한다.The OFDM modulator 120 performs OFDM modulation on the first transmission signal and the second transmission signal output from the MIMO precoder 110.

구체적으로, OFDM 변조부(120)는 제1 전송 신호와 제2 전송 신호 각각을 OFDM 변조하여 제1 전송 신호와 제2 전송 신호 각각을 서로 다른 OFDM 프레임에 맵핑하고, 제1 전송 신호가 맵핑된 OFDM 프레임을 제1 송신 안테나(151)로 출력하고 제2 전송 신호가 맵핑된 OFDM 프레임을 제2 송신 안테나(152)로 출력할 수 있다.Specifically, the OFDM modulator 120 performs OFDM modulation on each of the first transmission signal and the second transmission signal to map each of the first transmission signal and the second transmission signal to a different OFDM frame, and the first transmission signal is mapped. The OFDM frame may be output to the first transmit antenna 151 and the OFDM frame to which the second transmit signal is mapped may be output to the second transmit antenna 152.

제1 안테나(151)와 제2 안테나(152)는 OFDM 변조부(120)에서 출력되는 신호를 MIMO 방식으로 수신 장치(미도시)로 전송한다. 즉, 제1 송신 안테나(151)는 제1 전송 신호가 맵핑된 OFDM 프레임을 채널을 통해 수신 장치(미도시)로 전송하고, 제2 송신 안테나(153)는 제2 전송 신호가 맵핑된 OFDM 프레임을 채널을 통해 수신 장치(미도시)로 전송할 수 있다.The first antenna 151 and the second antenna 152 transmit a signal output from the OFDM modulator 120 to a receiving device (not shown) in a MIMO method. That is, the first transmission antenna 151 transmits the OFDM frame to which the first transmission signal is mapped to the receiving device (not shown) through the channel, and the second transmission antenna 153 is the OFDM frame to which the second transmission signal is mapped. May be transmitted to a receiving device (not shown) through a channel.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 11 is a flowchart illustrating a precoding method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호가 입력되면, 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑하고 제1 입력 신호와 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩 인코딩하여 MIMO 프리코딩을 수행하여 제1 전송 신호와 제2 전송 신호를 생성한다(S1110).First, when a first input signal and a second input signal are input, the second input signal is pre-phase shifted or pre-phase shifted/hopped, and the first input signal is pre-phase shifted or pre-phase shifted/hopped. 2 The input signals are superimposed and encoded to perform MIMO precoding to generate a first transmission signal and a second transmission signal (S1110).

이후, 제1 전송 신호 및 제2 전송 신호를 OFDM 변조한다(S1120).Thereafter, the first transmission signal and the second transmission signal are subjected to OFDM modulation (S1120).

S1110 단계에서, MIMO 프리코딩 시 수학식 1 내지 수학식 4를 이용할 수 있으며, 이들 각 경우와 관련된 구체적인 방법에 대해서는 상술한 바 있다.In step S1110, Equations 1 to 4 may be used during MIMO precoding, and specific methods related to each of these cases have been described above.

또한, S1110 단계는 제1 입력 신호와 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩한 후 포스트-페이즈 쉬프트 또는 포스트-페이즈 호핑을 추가로 수행하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수도 있다. 이 경우, MIMO 프리코딩 시 수학식 5 내지 수학식 7를 이용할 수 있으며, 이들 각 경우와 관련된 구체적인 방법에 대해서는 상술한 바 있다.In addition, in step S1110, after superimposing the first input signal and the pre-phase shifted or pre-phase shifted/hopped second input signal, post-phase shifting or post-phase hopping is additionally performed to perform MIMO precoding. May be. In this case, Equations 5 to 7 may be used for MIMO precoding, and specific methods related to each of these cases have been described above.

또한, S1110 단계는 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑하기 전에 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호에 차별적으로 파워를 할당하여 MIMO 프리코딩을 수행할 수도 있다. 이 경우, MIMO 프리코딩 시 수학식 8을 이용할 수 있으며, 이 경우와 관련된 구체적인 방법에 대해서는 상술한 바 있다.Also, in step S1110, MIMO precoding may be performed by differentially allocating power to the first input signal and the second input signal before pre-phase shifting or pre-phase shifting/hopping the second input signal. In this case, Equation 8 may be used for MIMO precoding, and a specific method related to this case has been described above.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 12에 따르면, 수신 장치(1200)는 제1 수신 안테나(1211), 제2 수신 안테나(1212), OFDM 복조부(1220), MIMO 디코더(1230) 멀티플렉서(1240) 및 QAM 복조부(1250)를 포함한다.12 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, the reception device 1200 includes a first reception antenna 1211, a second reception antenna 1212, an OFDM demodulation unit 1220, a MIMO decoder 1230, a multiplexer 1240, and a QAM demodulation unit 1250. Includes.

제1 수신 안테나(1211) 및 제2 수신 안테나(1212)는 채널을 통해 송신 장치(100)가 전송한 신호를 수신한다. 이 경우, 송신 장치(100)와 수신 장치(1200)는 MIMO 방식으로 신호를 송수신한다는 점에서, 제1 수신 안테나(1211) 및 제2 수신 안테나(1212) 각각은 송신 장치(100)의 제1 송신 안테나(151) 및 제2 송신 안테나(152)가 전송한 신호를 각각 수신할 수 있다.The first receiving antenna 1211 and the second receiving antenna 1212 receive signals transmitted by the transmitting device 100 through a channel. In this case, since the transmitting device 100 and the receiving device 1200 transmit and receive signals in the MIMO method, each of the first receiving antenna 1211 and the second receiving antenna 1212 is a first Signals transmitted by the transmit antenna 151 and the second transmit antenna 152 may be respectively received.

OFDM 복조부(1220)는 제1 수신 안테나(1211) 및 제2 수신 안테나(1212)에서 수신한 신호에 대해 OFDM 복조를 수행한다. The OFDM demodulation unit 1220 performs OFDM demodulation on signals received from the first and second reception antennas 1211 and 1212.

구체적으로, OFDM 복조부(1220)는 송신 장치(100)의 OFDM 변조부(120)에 대응되는 구성요소로, OFDM 변조부(120)에 대응되는 동작을 수행한다. Specifically, the OFDM demodulator 1220 is a component corresponding to the OFDM modulator 120 of the transmission device 100 and performs an operation corresponding to the OFDM modulator 120.

즉, 송신 장치(100)는 제1 전송 신호가 맵핑된 OFDM 프레임을 제1 송신 안테나(151)를 통해 전송하고 제2 전송 신호가 맵핑된 OFDM 프레임을 제2 송신 안테나(152)를 통해 전송한다는 점에서, OFDM 복조부(1220)는 제1 수신 안테나(1211) 및 제2 수신 안테나(1212)가 각각 수신한 신호에 대해 OFDM 복조를 수행하고, OFDM 복조에 따라 생성된 제1 수신 신호 y1(k)와 제2 수신 신호 y2(k)를 MIMO 디코더(1230)로 출력할 수 있다.That is, the transmitting device 100 transmits the OFDM frame mapped with the first transmission signal through the first transmission antenna 151 and transmits the OFDM frame mapped with the second transmission signal through the second transmission antenna 152. In this regard, the OFDM demodulation unit 1220 performs OFDM demodulation on signals received by the first and second reception antennas 1211 and 1212, respectively, and a first reception signal y 1 generated according to OFDM demodulation. (k) and the second received signal y 2 (k) may be output to the MIMO decoder 1230.

MIMO 디코더(decoder)(1230)는 OFDM 복조부(1220)로부터 전달받은 신호를 이용하여 MIMO 디코딩(decoding)을 수행한다. The MIMO decoder 1230 performs MIMO decoding using a signal received from the OFDM demodulator 1220.

구체적으로, MIMO 디코더(1230)는 송신 장치(100)의 MIMO 프리코더(110)에 대응되는 구성요소로, MIMO 프리코더(110)에 대응되는 동작을 수행한다.Specifically, the MIMO decoder 1230 is a component corresponding to the MIMO precoder 110 of the transmission device 100 and performs an operation corresponding to the MIMO precoder 110.

즉, MIMO 디코더(1230)는 채널 H와 프리코딩 매트릭스 P에 기초하여 OFDM 복조부(1220)로부터 전달받은 제1 수신 신호 y1(k)와 제2 수신 신호 y2(k)에 대해 MIMO 디코딩을 수행할 수 있다. That is, the MIMO decoder 1230 decodes the first received signal y 1 (k) and the second received signal y 2 (k) received from the OFDM demodulator 1220 based on the channel H and the precoding matrix P. Can be done.

여기에서, 프리코딩 매트릭스 P는 송신 장치(100)에서 MIMO 프리코딩 시 이용된 매트릭스로, 예를 들어, 수학식 1 내지 8에서 MIMO 프로코딩 시 이용된 2×2 복소 매트릭스일 수 있다. 프리코딩 매트릭스 P는 하기의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다. Here, the precoding matrix P is a matrix used for MIMO precoding in the transmission apparatus 100, and may be, for example, a 2×2 complex matrix used for MIMO procoding in Equations 1 to 8. The precoding matrix P can be expressed as Equation 9 below.

Figure 112014057517240-pat00092
Figure 112014057517240-pat00092

예를 들어, 송신 장치(100)가 수학식 8에서 설명한 방식을 통해 MIMO 프리코딩을 수행한 경우, 프리코딩 매트릭스 P에서 p11=

Figure 112014057517240-pat00093
×cosψ, p12=
Figure 112014057517240-pat00094
×
Figure 112014057517240-pat00095
×sinψ, p21=
Figure 112014057517240-pat00096
×
Figure 112014057517240-pat00097
×sinψ, p22=-
Figure 112014057517240-pat00098
×
Figure 112014057517240-pat00099
×
Figure 112014057517240-pat00100
×cosψ와 같다.For example, when the transmission device 100 performs MIMO precoding through the method described in Equation 8, p 11 = in the precoding matrix P
Figure 112014057517240-pat00093
×cosψ, p 12 =
Figure 112014057517240-pat00094
×
Figure 112014057517240-pat00095
×sinψ, p 21 =
Figure 112014057517240-pat00096
×
Figure 112014057517240-pat00097
×sinψ, p 22 =-
Figure 112014057517240-pat00098
×
Figure 112014057517240-pat00099
×
Figure 112014057517240-pat00100
Same as ×cosψ.

한편, 송신 장치(100)에서 MIMO 프리코딩 시 이용한 프리코딩 매트릭스에 대한 정보는 수신 장치(1200)에 기저장되어 있거나, 수신 장치(1200)는 해당 정보를 송신 장치(100)로부터 제공받을 수 있다. Meanwhile, information on a precoding matrix used in MIMO precoding by the transmitting device 100 is pre-stored in the receiving device 1200, or the receiving device 1200 may receive corresponding information from the transmitting device 100. .

또한, 채널 H은 두 개의 송신 안테나(151, 152)와 두 개의 수신 안테나(1211, 1212)에 의해 형성되는 2×2 복소 매트릭스로, 하기의 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.Further, the channel H is a 2x2 complex matrix formed by two transmit antennas 151 and 152 and two receive antennas 1211 and 1212, and can be expressed as Equation 10 below.

Figure 112014057517240-pat00101
Figure 112014057517240-pat00101

여기에서, h11은 제1 수신 안테나(1211)와 제1 송신 안테나(151) 사이의 채널 값, h12는 제1 수신 안테나(1211)와 제2 송신 안테나(152) 사이의 채널 값, h21은 제2 수신 안테나(1212)와 제1 송신 안테나(151) 사이의 채널 값, h22는 제2 수신 안테나(1212)와 제2 송신 안테나(152) 사이의 채널 값을 나타낸다. 한편, 이들은 파일럿 신호 등을 이용한 채널 추정에 의해 얻어질 수 있다.Here, h 11 is a channel value between the first receiving antenna 1211 and the first transmitting antenna 151, h 12 is a channel value between the first receiving antenna 1211 and the second transmitting antenna 152, h 21 denotes a channel value between the second receiving antenna 1212 and the first transmitting antenna 151, and h 22 denotes a channel value between the second receiving antenna 1212 and the second transmitting antenna 152. Meanwhile, these can be obtained by channel estimation using a pilot signal or the like.

한편, 제1 수신 신호 y1(k)와 제2 수신 신호 y2(k)는 하기의 수학식 11과 같이 제1 수신 안테나(1211)의 AWGN 노이즈 n1과 제2 수신 안테나(1212)의 AWGN 노이즈 n2를 포함하는 선형 시스템으로 나타낼 수 있다.On the other hand, the first reception signal y 1 (k) and the second reception signal y 2 (k) are AWGN noise n 1 of the first reception antenna 1211 and the second reception antenna 1212 as shown in Equation 11 below. It can be represented as a linear system including AWGN noise n 2 .

Figure 112014057517240-pat00102
Figure 112014057517240-pat00102

여기에서, c1(k)는 MIMO 프리코더(110)의 제1 입력 신호이고, c2(k)는 MIMO 프리코더(110)의 제2 입력 신호일 수 있다.Here, c 1 (k) may be a first input signal of the MIMO precoder 110, and c 2 (k) may be a second input signal of the MIMO precoder 110.

따라서, MIMO 디코더(1230)는 하기의 수학식 12에 기초하여 MIMO 디코딩을 수행하여, 제1 입력 신호 c1(k)에 대한 추정치

Figure 112014057517240-pat00103
와 제 2 입력 신호 c2(k)에 대한 추정치
Figure 112014057517240-pat00104
를 생성하고, 생성된
Figure 112014057517240-pat00105
Figure 112014057517240-pat00106
를 멀티플렉서(1240)로 출력할 수 있다.Therefore, the MIMO decoder 1230 performs MIMO decoding based on Equation 12 below, and the estimated value for the first input signal c 1 (k)
Figure 112014057517240-pat00103
And the estimate for the second input signal c 2 (k)
Figure 112014057517240-pat00104
And the generated
Figure 112014057517240-pat00105
Wow
Figure 112014057517240-pat00106
May be output to the multiplexer 1240.

Figure 112014057517240-pat00107
Figure 112014057517240-pat00107

여기에서,

Figure 112014057517240-pat00108
Figure 112014057517240-pat00109
는 QAM 심볼일 수 있다.From here,
Figure 112014057517240-pat00108
Wow
Figure 112014057517240-pat00109
May be a QAM symbol.

멀티플렉서(또는, 페러럴-투-시리얼(parallel-to-serial) 변환부)(1240)는 입력되는 심볼들을 멀티플렉싱하여 QAM 복조부(1250)로 출력한다.The multiplexer (or parallel-to-serial conversion unit) 1240 multiplexes input symbols and outputs the multiplexed symbols to the QAM demodulator 1250.

구체적으로, 멀티플렉서(1240)는 송신 장치(100)의 디멀티플렉서(140)에 대응되는 구성요소로, 디멀티플렉서(140)에 대응되는 동작을 수행한다. Specifically, the multiplexer 1240 is a component corresponding to the demultiplexer 140 of the transmission device 100 and performs an operation corresponding to the demultiplexer 140.

즉, 멀티플렉서(1240)는 디멀티플렉서(140)에서 이용된 디멀티플렉싱 룰을 역으로 적용하여, 입력되는 QAM 심볼들을 멀티플렉싱하여 하나의 스트림 형태로 출력할 수 있다. 이를 위해, 수신 장치(1200)는 디멀티플렉서(140)에서 이용된 디멀티플렉싱 룰에 대한 정보를 기저장하고 있거나, 송신 장치(200)로부터 제공받을 수 있다.That is, the multiplexer 1240 may inversely apply the demultiplexing rule used in the demultiplexer 140, multiplex the input QAM symbols, and output in a single stream form. To this end, the receiving device 1200 may pre-store information on the demultiplexing rule used by the demultiplexer 140 or may be provided from the transmitting device 200.

QAM 복조부(1250)는 멀티플렉서(1240)에서 출력되는 심볼들에 대해 QAM 복조를 수행한다. The QAM demodulation unit 1250 performs QAM demodulation on symbols output from the multiplexer 1240.

구체적으로, QAM 복조부(1250)는 송신 장치(100)의 QAM 변조부(130)에 대응되는 구성요소로, QAM 변조부(130)에 대응되는 동작을 수행한다. Specifically, the QAM demodulator 1250 is a component corresponding to the QAM modulator 130 of the transmission device 100 and performs an operation corresponding to the QAM modulator 130.

즉, QAM 복조부(1250)는 QAM 변조부(130)가 이용한 변조 방식에 따라 입력되는 QAM 심볼에 대해 QAM 복조를 수행하여, 송신 장치(100)에서 전송한 비트들을 생성할 수 있다. 이를 위해, 수신 장치(1200)는 QAM 변조부(130)에서 이용된 변조 방식(즉, 4-QAM, 16-QAM(또는 16-NUC), 64-QAM(또는 64-NUC), 256-QAM(또는 256-NUC), 1024-QAM(또는 1024-NUC), 4096-QAM(또는 4096-NUC) 등과 같이 어떠한 방식을 통해 비트들을 QAM 심볼로 변조하였는지 또는, 균일/비균일 성상도 방식 중 어떠한 방식으로 변조하였는지) 등에 대한 정보를 기저장하거나, 송신 장치(100)로부터 제공받을 수 있다. That is, the QAM demodulator 1250 may perform QAM demodulation on a QAM symbol input according to the modulation method used by the QAM modulator 130 to generate bits transmitted from the transmission device 100. To this end, the receiving device 1200 uses the modulation scheme used in the QAM modulator 130 (ie, 4-QAM, 16-QAM (or 16-NUC), 64-QAM (or 64-NUC), 256-QAM). (Or 256-NUC), 1024-QAM (or 1024-NUC), 4096-QAM (or 4096-NUC), etc., how the bits are modulated into QAM symbols, or which of the uniform/non-uniform constellation Information about whether or not it has been modulated in a manner) may be previously stored, or may be provided from the transmission device 100.

한편, 본 발명에 따른 송신 방법 및 수신 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다. On the other hand, a non-transitory computer readable medium in which a program for sequentially performing a transmission method and a reception method according to the present invention is stored may be provided.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 또한, 이러한 프로그램은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.The non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, or memory. Also, such a program may be provided by being stored in a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, or the like.

또한, 송신 장치와 수신 장치에 대해 도시한 상술한 블록도에서는 버스(bus)를 미도시하였으나, 송신 장치 및 수신 장치에서 각 구성요소 간의 통신은 버스를 통해 이루어질 수도 있다. 또한, 각 장치에는 상술한 다양한 단계를 수행하는 CPU, 마이크로 프로세서 등과 같은 프로세서가 더 포함될 수도 있다. In addition, although a bus is not shown in the above-described block diagram showing the transmitting device and the receiving device, communication between components in the transmitting device and the receiving device may be performed through a bus. In addition, each device may further include a processor such as a CPU or a microprocessor that performs the various steps described above.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

110 : MIMO 프리코더 120 : OFDM 변조부110: MIMO precoder 120: OFDM modulator

Claims (22)

송신 장치에 있어서,
제1 입력 신호 및 제2 입력 신호가 입력되면, 상기 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트(Pre-phase Shift) 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑(Pre-phase Shift/Hopping)하고 상기 제1 입력 신호 및 상기 프리-페이즈 쉬프트 또는 상기 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩 인코딩하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 프리코딩(precoding)을 수행하여 제1 전송 신호 및 제2 전송 신호를 생성하는 MIMO 프리코더; 및,
상기 제1 전송 신호 및 상기 제2 전송 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조하는 OFDM 변조부;를 포함하며,
상기 MIMO 프리코더는,
하기의 수학식 중 어느 하나를 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치:
Figure 112019060793694-pat00110

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112019060793694-pat00111
는 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스,
Figure 112019060793694-pat00112
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ는 프리-페이즈 쉬프트 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터이고,
Figure 112019060793694-pat00113

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112019060793694-pat00114
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112019060793694-pat00115
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터이고,
Figure 112019060793694-pat00116

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112019060793694-pat00117
는 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스,
Figure 112019060793694-pat00118
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ는 프리-페이즈 쉬프트 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터이고,
Figure 112019060793694-pat00119

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112019060793694-pat00120
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112019060793694-pat00121
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터이다.
In the transmission device,
When the first input signal and the second input signal are input, pre-phase shift or pre-phase shift/hopping of the second input signal and the first input signal And performing multiple input multiple output (MIMO) precoding by overlapping encoding the pre-phase shift or the pre-phase shift/hopped second input signal to generate a first transmission signal and a second transmission signal. MIMO precoder; And,
Includes; an OFDM modulator for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation on the first transmission signal and the second transmission signal, and
The MIMO precoder,
A transmission apparatus characterized in that the MIMO precoding is performed using any one of the following equations:
Figure 112019060793694-pat00110

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112019060793694-pat00111
Is the pre-phase shift matrix,
Figure 112019060793694-pat00112
Is the superposition encoding matrix, θ is the pre-phase shift parameter, ψ is the superposition encoding parameter,
Figure 112019060793694-pat00113

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112019060793694-pat00114
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112019060793694-pat00115
Is an overlapping encoding matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ is an overlapping encoding parameter,
Figure 112019060793694-pat00116

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112019060793694-pat00117
Is the pre-phase shift matrix,
Figure 112019060793694-pat00118
Is the superposition encoding matrix, θ is the pre-phase shift parameter, ψ(k) is the superposition encoding parameter for the k-th symbol,
Figure 112019060793694-pat00119

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112019060793694-pat00120
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112019060793694-pat00121
Is a superposition encoding matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k th symbol, and ψ(k) is a superposition encoding parameter for the k th symbol.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 MIMO 프리코더는,
상기 제1 입력 신호 및 상기 프리-페이즈 쉬프트 또는 상기 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩한 후 포스트-페이즈 쉬프트(Post-phase Shift) 또는 포스트-페이즈 호핑(Post-phase Hopping)을 추가로 수행하여 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
The method of claim 1,
The MIMO precoder,
After overlapping the first input signal and the pre-phase shift or the pre-phase shift/hopped second input signal, post-phase shift or post-phase hopping is performed. A transmitting apparatus, characterized in that performing additionally to perform MIMO precoding.
제6항에 있어서,
상기 MIMO 프리코더는,
하기와 같은 수학식을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치:
Figure 112014057517240-pat00122

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112014057517240-pat00123
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스, 는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00124
는 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터, Φ는 포스트-페이즈 쉬프트 파라미터이다.
The method of claim 6,
The MIMO precoder,
A transmitting apparatus characterized in that the MIMO precoding is performed using the following equation:
Figure 112014057517240-pat00122

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00123
Is the pre-phase shift/hopping matrix, is the superimposed encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00124
Is a post-phase shift matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ is an overlap encoding parameter, and φ is a post-phase shift parameter.
제6항에 있어서,
상기 MIMO 프리코더는,
하기와 같은 수학식을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치:
Figure 112014057517240-pat00125

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112014057517240-pat00126
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00127
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00128
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ(k)는 중첩 인코딩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.
The method of claim 6,
The MIMO precoder,
A transmitting apparatus characterized in that the MIMO precoding is performed using the following equation:
Figure 112014057517240-pat00125

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00126
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00127
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00128
Is the post-phase hopping matrix, θ(k) is the pre-phase shift/hopping parameter for the kth symbol, ψ(k) is the superposition encoding parameter, and Φ(k) is the post-phase hopping parameter for the kth symbol .
제6항에 있어서,
상기 MIMO 프리코더는,
하기와 같은 수학식을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치:
Figure 112014057517240-pat00129

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112014057517240-pat00130
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00131
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00132
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.
The method of claim 6,
The MIMO precoder,
A transmitting apparatus characterized in that the MIMO precoding is performed using the following equation:
Figure 112014057517240-pat00129

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00130
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00131
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00132
Is the post-phase hopping matrix, θ(k) is the pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ(k) is the superimposed encoding parameter for the k-th symbol, Φ(k) is the post for the k-th symbol -This is a phase hopping parameter.
제6항에 있어서,
상기 MIMO 프리코더는,
상기 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑하기 전에 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호에 차별적으로 파워를 할당하여 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
The method of claim 6,
The MIMO precoder,
And performing MIMO precoding by differentially allocating power to the first input signal and the second input signal before pre-phase shifting or pre-phase shifting/hopping the second input signal.
제10항에 있어서,
상기 MIMO 프리코더는,
하기와 같은 수학식을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치:
Figure 112014057517240-pat00133

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112014057517240-pat00134
는 파워 할당 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00135
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00136
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00137
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, γ는 파워 조정 파라미터, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.
The method of claim 10,
The MIMO precoder,
A transmitting apparatus characterized in that the MIMO precoding is performed using the following equation:
Figure 112014057517240-pat00133

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00134
Is the power allocation matrix,
Figure 112014057517240-pat00135
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00136
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00137
Is the post-phase hopping matrix, γ is the power adjustment parameter, θ(k) is the pre-phase shift/hopping parameter for the kth symbol, ψ is the superposition parameter, and Φ(k) is the post-phase hopping for the kth symbol It is a parameter.
송신 장치의 송신 방법에 있어서,
제1 입력 신호 및 제2 입력 신호가 입력되면, 상기 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트(Pre-phase Shift) 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑(Pre-phase Shift/Hopping)하고 상기 제1 입력 신호 및 상기 프리-페이즈 쉬프트 또는 상기 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩 인코딩하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 프리코딩(precoding)을 수행하여 제1 전송 신호 및 제2 전송 신호를 생성하는 단계; 및,
상기 제1 전송 신호 및 상기 제2 전송 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조하는 단계;를 포함하며,
상기 생성하는 단계는,
하기의 수학식 중 어느 하나를 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 방법:
Figure 112019060793694-pat00178

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112019060793694-pat00179
는 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스,
Figure 112019060793694-pat00180
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ는 프리-페이즈 쉬프트 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터이고,
Figure 112019060793694-pat00181

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112019060793694-pat00182
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112019060793694-pat00183
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터이고,
Figure 112019060793694-pat00184

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112019060793694-pat00185
는 프리-페이즈 쉬프트 매트릭스,
Figure 112019060793694-pat00186
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ는 프리-페이즈 쉬프트 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터이고,
Figure 112019060793694-pat00187

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112019060793694-pat00188
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112019060793694-pat00189
는 중첩 인코딩 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터이다.
In the transmission method of the transmission device,
When the first input signal and the second input signal are input, pre-phase shift or pre-phase shift/hopping of the second input signal and the first input signal And performing multiple input multiple output (MIMO) precoding by overlapping encoding the pre-phase shift or the pre-phase shift/hopped second input signal to generate a first transmission signal and a second transmission signal. step; And,
Including; Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulating the first transmission signal and the second transmission signal; and
The generating step,
A transmission method, characterized in that the MIMO precoding is performed using any one of the following equations:
Figure 112019060793694-pat00178

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112019060793694-pat00179
Is the pre-phase shift matrix,
Figure 112019060793694-pat00180
Is the superposition encoding matrix, θ is the pre-phase shift parameter, ψ is the superposition encoding parameter,
Figure 112019060793694-pat00181

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112019060793694-pat00182
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112019060793694-pat00183
Is an overlapping encoding matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ is an overlapping encoding parameter,
Figure 112019060793694-pat00184

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112019060793694-pat00185
Is the pre-phase shift matrix,
Figure 112019060793694-pat00186
Is the superposition encoding matrix, θ is the pre-phase shift parameter, ψ(k) is the superposition encoding parameter for the k-th symbol,
Figure 112019060793694-pat00187

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112019060793694-pat00188
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112019060793694-pat00189
Is a superposition encoding matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k th symbol, and ψ(k) is a superposition encoding parameter for the k th symbol.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제12항에 있어서,
상기 생성하는 단계는,
상기 제1 입력 신호 및 상기 프리-페이즈 쉬프트 또는 상기 프리-페이즈 쉬프트/호핑된 제2 입력 신호를 중첩한 후 포스트-페이즈 쉬프트(Post-phase Shift) 또는 포스트-페이즈 호핑(Post-phase Hopping)을 추가로 수행하여 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
The method of claim 12,
The generating step,
After overlapping the first input signal and the pre-phase shift or the pre-phase shift/hopped second input signal, post-phase shift or post-phase hopping is performed. A transmission method, characterized in that the MIMO precoding is performed by additionally.
제17항에 있어서,
상기 생성하는 단계는,
하기와 같은 수학식을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 방법:
Figure 112014057517240-pat00150

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112014057517240-pat00151
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스, 는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00152
는 포스트-페이즈 쉬프트 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 인코딩 파라미터, Φ는 포스트-페이즈 쉬프트 파라미터이다.
The method of claim 17,
The generating step,
A transmission method, characterized in that the MIMO precoding is performed using the following equation:
Figure 112014057517240-pat00150

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00151
Is the pre-phase shift/hopping matrix, is the superimposed encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00152
Is a post-phase shift matrix, θ(k) is a pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ is an overlap encoding parameter, and φ is a post-phase shift parameter.
제17항에 있어서,
상기 생성하는 단계는,
하기와 같은 수학식을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 방법:
Figure 112014057517240-pat00153

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112014057517240-pat00154
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00155
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00156
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ(k)는 중첩 인코딩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.
The method of claim 17,
The generating step,
A transmission method, characterized in that the MIMO precoding is performed using the following equation:
Figure 112014057517240-pat00153

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00154
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00155
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00156
Is the post-phase hopping matrix, θ(k) is the pre-phase shift/hopping parameter for the kth symbol, ψ(k) is the superposition encoding parameter, and Φ(k) is the post-phase hopping parameter for the kth symbol .
제17항에 있어서,
상기 생성하는 단계는,
하기와 같은 수학식을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 방법:
Figure 112014057517240-pat00157

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112014057517240-pat00158
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00159
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00160
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ(k)는 k 번째 심볼에 대한 중첩 인코딩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.
The method of claim 17,
The generating step,
A transmission method, characterized in that the MIMO precoding is performed using the following equation:
Figure 112014057517240-pat00157

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00158
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00159
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00160
Is the post-phase hopping matrix, θ(k) is the pre-phase shift/hopping parameter for the k-th symbol, ψ(k) is the superimposed encoding parameter for the k-th symbol, Φ(k) is the post for the k-th symbol -This is a phase hopping parameter.
제17항에 있어서,
상기 생성하는 단계는,
상기 제2 입력 신호를 프리-페이즈 쉬프트 또는 프리-페이즈 쉬프트/호핑하기 전에 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호에 차별적으로 파워를 할당하여 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
The method of claim 17,
The generating step,
And performing MIMO precoding by differentially allocating power to the first input signal and the second input signal before pre-phase shifting or pre-phase shifting/hopping the second input signal.
제21항에 있어서,
상기 생성하는 단계는,
하기와 같은 수학식을 이용하여 상기 MIMO 프리코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 방법:
Figure 112014057517240-pat00161

여기에서, c1(k)는 상기 제1 입력 신호의 k 번째 심볼, c2(k)는 상기 제2 입력 신호의 k 번째 심볼, x1(k)는 상기 제1 전송 신호의 k 번째 심볼, x2(k)는 상기 제2 전송 신호의 k 번째 심볼,
Figure 112014057517240-pat00162
는 파워 할당 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00163
는 프리-페이즈 쉬프트/호핑 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00164
는 중첩 인코딩 매트릭스,
Figure 112014057517240-pat00165
는 포스트-페이즈 호핑 매트릭스, γ는 파워 조정 파라미터, θ(k)는 k 번째 심볼에 대한 프리-페이즈 쉬프트/호핑 파라미터, ψ는 중첩 파라미터, Φ(k)는 k 번째 심볼에 대한 포스트-페이즈 호핑 파라미터이다.
The method of claim 21,
The generating step,
A transmission method, characterized in that the MIMO precoding is performed using the following equation:
Figure 112014057517240-pat00161

Here, c 1 (k) is the k-th symbol of the first input signal, c 2 (k) is the k-th symbol of the second input signal, and x 1 (k) is the k-th symbol of the first transmission signal , x 2 (k) is the k-th symbol of the second transmission signal,
Figure 112014057517240-pat00162
Is the power allocation matrix,
Figure 112014057517240-pat00163
Is the pre-phase shift/hopping matrix,
Figure 112014057517240-pat00164
Is the nested encoding matrix,
Figure 112014057517240-pat00165
Is the post-phase hopping matrix, γ is the power adjustment parameter, θ(k) is the pre-phase shift/hopping parameter for the kth symbol, ψ is the superposition parameter, and Φ(k) is the post-phase hopping for the kth symbol It is a parameter.
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