KR102223062B1

KR102223062B1 - 송신 장치, 수신 장치 및 그 신호 처리 방법

Info

Publication number: KR102223062B1
Application number: KR1020140067800A
Authority: KR
Inventors: 박정현; 한정일; 박주성; 유정필
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2021-03-05
Also published as: KR20150005433A

Abstract

송신 장치가 개시된다. MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여, 타 송신 장치를 통해 전송되는 신호와 다이버시티 이득을 구현하기 위한 신호를 전송하는 송신 장치는, 제1 신호를 전송하는 제1 송신부, 제2 신호를 전송하는 제2 송신부 및, 제1 신호 및 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어하는 제어부를 포함하며, 제어부는, 제1 및 제2 신호가 타 송신 장치에서 전송되는 신호와 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어한다.

Description

송신 장치, 수신 장치 및 그 신호 처리 방법 { RELAY APPARATUS AND RECEIVING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF }

본 발명은 송신 장치, 수신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 송신 안테나를 구비하는 송신 장치, 수신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

최근 무선 이동 통신 시스템의 다양한 멀티미디어 정보에 대한 수요 증가로 인해 고속 데이터 통신에 대한 요구가 급증하고 있다. 이러한 시장 요구를 수용하기 위해서 IMT(International Mobile Telecommunication)-Advanced에서는 현재의 휴대폰 시스템의 성능을 하향링크 1 Gbps, 상향링크 500 Mbps까지 끌어올리는 것을 목표로 하고 있다. 현재 이러한 휴대폰 시스템의 성능 향상을 위해서 MIMO(Multi Input Multi Output), CR(Cognitive Radio), CoMP(Coordinated Multi-Point) 등의 주요 기술들이 연구되고 있다.

시공간 부호화는 무선 이동 통신 시스템에서 페이딩(fading)으로 인한 성능 열화를 줄일 수 있는 효율적인 기술이다. 알라무티(Alamouti)는 송신단 두 개의 안테나, 수신단 단일 안테나를 이용하여 다이버시티(diverisity) 이득을 얻을 수 있는 시공간 부호화 기법을 제안하였다. 이러한 시공간 부호화 기법은 주파수 선택도(selectivity)를 고려하지 않았기 때문에 OFDM 기법과 함께 사용됨으로서 효율을 극대화할 수 있다. 한편, 이러한 다중 안테나를 이용한 시공간 부호화를 통해서 통신 링크의 안정성 및 수신 성능을 향상시킬 수는 있다는 장점이 있다.

이에 따라 다양한 채널 환경에서 다중 안테나를 이용하여 신호를 효율적으로 전송할 수 있는 방안이 요구된다.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 다양한 채널 환경에서 다중 안테나를 이용하여 신호를 효율적으로 전송할 수 있는 송신 장치, 수신 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여, 타 송신 장치를 통해 전송되는 신호와 다이버시티 이득을 구현하기 위한 신호를 전송하는 송신 장치는, 제1 신호를 전송하는 제1 송신부, 제2 신호를 전송하는 제2 송신부 및, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 신호가 상기 타 송신 장치에서 전송되는 신호와 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어한다.

여기서, 상기 제1 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이거나, 상기 제1 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이 될 수 있다.

또한, 상기 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우, 상기 제1 송신부 및 상기 제2 송신부의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 상이한 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우, 상기 제1 송신부 및 상기 제2 송신부 각각의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 시간에 따라 가변되거나, 디폴트로 고정된 것일 수 있다.

여기서, 상기 부호화 협력 통신 기법은, STBC(Space-Time block code) 기법 및 SFBC(Space-Frequency block code) 기법 중 적어도 하나가 될 수 있다.

이 경우, 상기 STBC 기법 및 SFBC 기법은 시간에 따라 가변적으로 선택될 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 입력된 신호에 대해 STBC 또는 SFBC 코딩을 수행하는 부호화부, 상기 부호화된 신호에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하여 제1 및 제2 신호를 출력하는 역고속 푸리에 변환부, 상기 역고속 푸리에 변환된 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나에 대해 순환 지연(Cyclic delay)을 적용하는 지연부, 상기 순환 지연된 제1 및 제2 신호에 대해 보호 구간을 삽입하는 보호구간 삽입부 및, 상기 보호구간이 삽입된 제1 및 제2 신호를 상기 제1 및 제2 협력 통신 기법에 다른 다이버시티 이득을 고려하여 안테나에 할당하는 안테나 할당부를 포함한다.

또는, 상기 제어부는, 입력된 신호에 대해 STBC 또는 SFBC 코딩을 수행하는 부호화부, 상기 부호화된 신호에 대해 위상 지연을 적용하여 제1 및 제2 신호를 출력하는 위상 지연부, 상기 위상 지연된 제1 및 제2 신호에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하는 역고속 푸리에 변환부, 상기 역고속 푸리에 변환된 제1 및 제2 신호에 대해 보호 구간을 삽입하는 보호구간 삽입부 및, 상기 보호구간이 삽입된 제1 및 제2 신호를 상기 제1 및 제2 협력 통신 기법에 다른 다이버시티 이득을 고려하여 안테나에 할당하는 안테나 할당부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 타 송신 장치에 구비된 안테나는 적어도 하나 이상이 될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여 전송된 신호를 수신하는 수신 장치는, 제1 및 제2 송신 장치 각각으로부터 제1 및 제2 신호를 수신하는 수신부 및, 상기 수신된 신호를 신호 처리하는 신호 처리부를 포함하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되며, 상기 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나를 통해 전송되는 복수의 신호는 제2 협력 통신 기법에 따라 전송될 수 있다.

또한, 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우, 상기 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 상이한 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우, 상기 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나 각각의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 시간에 따라 가변되거나, 디폴트로 고정된 것일 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여, 타 송신 장치를 통해 전송되는 신호와 다이버시티 이득을 구현하기 위한 신호를 전송하는 송신 장치의 신호 처리 방법은, 제1 신호 및 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되고, 상기 제1 및 제2 신호가 상기 타 송신 장치에서 전송되는 신호와 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 상기 제1 및 제2 신호를 제1 및 제2 안테나에 할당하는 단계 및, 상기 할당된 제1 및 제2 신호를 상기 제1 및 제2 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 제1 및 제2 안테나에 할당하는 단계는, 입력된 신호에 대해 STBC 또는 SFBC 코딩을 수행하는 단계, 상기 부호화된 신호에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하여 제1 및 제2 신호를 출력하는 단계, 상기 역고속 푸리에 변환된 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나에 대해 순환 지연(Cyclic delay)을 적용하는 단계, 상기 순환 지연된 제1 및 제2 신호에 대해 보호 구간을 삽입하는 단계 및, 상기 보호구간이 삽입된 제1 및 제2 신호를 상기 제1 및 제2 협력 통신 기법에 다른 다이버시티 이득을 고려하여 안테나에 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여 전송된 신호를 수신하는 수신 장치의 신호 처리 방법은, 제1 및 제2 송신 장치 각각으로부터 제1 및 제2 신호를 수신하는 단계 및, 상기 수신된 신호를 신호 처리하는 단계를 포함하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되며, 상기 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나를 통해 전송되는 복수의 신호는 제2 협력 통신 기법에 따라 전송될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 셀 커버리지가 넓어지고 방송 수신 품질은 더욱 향상될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 안테나를 구비한 송신 장치의 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 이해를 돕기 위한 순환 지연 다이버시티 기법 및 시공간 블록 부호화 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 송신 장치를 포함하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 개략적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 할당 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 송신 장치의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 신호 수신 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 안테나를 구비한 송신 장치의 구현 예를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 송신 장치(10), 예를 들어 송신 타워(또는 기지국)는 복수의 안테나(11, 12)를 구비한다.

이 경우, 복수의 안테나(11, 12)는 동일한 시간에 데이터를 전송할 수 있고, 코딩 방법에 따라 복수의 안테나(11, 12)를 통해 전송하는 데이터가 달라질 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에는 STC 코딩 기술이 적용될 수 있다. STC(Space Time Code)는 전송 데이터의 신뢰도 향상을 위해 복수의 송신 안테나에 동일한 데이터를 코딩하는 기술로 송신 안테나에 동일한 신호를 코딩하여 전송하기 때문에 송신 다이버시티에 의한 신호 대 잡음비(S/N)가 향상되어 데이터의 신뢰도를 향상시킨다는 효과가 있다. 신호를 코딩하는 방법에 따라 2가지 형태의 공간 시간 코드(STC)가 있는데, 격자 코드를 사용하면 STTC(Space time trellis code), 블록 코드를 사용하면 STBC(Space time block code)이다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에는 SFBC 코딩 기술이 적용될 수 있다. STBC와 유사하게 SFBC는 신호를 주파수와 안테나를 이용하여 변환하여 diversity를 얻는 방법으로 rate 측면에서는 STBC와 동일한 경향을 나타내고, 채널 환경에 따라서 STBC와 SFBC는 장단점이 존재하게 된다.

본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 STBC를 사용하는 경우를 상정하여 설명하도록 한다.

특히, 본 발명에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 방식이 이용될 수 있는데, OFDM 방식은 여러 개의 반송파를 사용하는 다수반송파 전송의 일종으로 반송파의 수만큼 각 채널에서의 전송 주기가 증가하게 된다. 이 경우 광대역 전송시에 나타나는 주파수 선택적 채널이 심볼간 간섭이 없는 주파수 비선택적 채널로 근사화되기 때문에 간단한 단일탭 등화기로 보상이 가능하다. 그 밖에 자세한 설명은 생략하도록 한다

일 예로, 하기의 표 1은 기지국(10)이 STBC 코딩 방식을 사용하는 경우, 시간에 따른 전송 데이터를 나타낸다. STBC는 3GPP WCDMA 기반 IMT-2000 무선 인터페이스 규격에 정의된 코딩 방법으로, 다중 안테나 시스템에 있어 부가적인 대역폭을 요구하지 않으면서도 다중 경로 페이딩 영향을 줄일 수있는 다이버시티 이득을 얻을 수 있다는 효과가 있다.

	time t (or frequency k)	time t+1 (or frequency k+1)
안테나 1	S₁	-S₂ ^*
안테나 2	S₂	S₁ ^*

표 1을 참고하면, 안테나 1(11) 및 안테나 2(12)를 통해 S₁ _,S₂의 한 쌍의 데이터를 전송하기 위하여, t시점 또는 k번째 주파수에서 안테나 1(11)은 S₁을, 안테나 2(12)는 S₂를 전송한다. 또한, 다음 전송 시간인 t+1 시점 또는 k+1번째 주파수에서 안테나 1(11)은 -S₂ ^*를, 안테나 2(12)는 S₁ ^*을 전송할 수 있다. 표 1과는 다르게 네 가지의 신호 S₁, S₂, S₁ ^*, -S₂ ^*를 다양한 방식으로 시간 또는 주파수영역에서 순서 및 안테나를 선택하여 전송하는 것이 가능하다. 예를 들면, t시점 또는 k번째 주파수에서 안테나 1(11)은 S₁을, 안테나 2(12)는 -S₂ ^*를 전송하고, 다음 전송 시간인 t+1 시점 또는 k+1번째 주파수에서 안테나 1(11)은 S₂를, 안테나 2(12)는 S₁ ^*을 전송할 수 있다. 비슷한 방식으로 S₁, S₂, S₁ ^*, S₂ ^* 신호 중 홀수 개에만 마이너스 부호가 있는 경우 이를 이용하여 STBC 또는 SFBC를 구현할 수 있다. 예를 들면 S₁, S₂, -S₁ ^*, S₂ ^* 신호를 활용하여 STBC 또는 SFBC를 구현하는 것이 가능하다.

이 경우, 수신 장치(미도시)는 이와 같이 2개의 안테나로부터 수신한 신호의 복조를 통하여 우수한 품질 및 데이터 전송속도의 향상을 얻을 수 있게 된다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 이해를 돕기 위한 순환 지연 다이버시티 기법 및 시공간 블록 부호화 기법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a는 순환 지연 다이버시티 기법을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해 2개의 안테나로 전송하는 경우를 상정하여 설명하도록 한다.

도 2a에 도시된 바와 같이 입력된 데이터 스트림은 역퓨리에 변환부(310)를 거쳐 복수개의 OFDM 샘플 데이터들로 병렬 출력된다.

지연부(320)는 병렬 출력된 OFDM 신호들 중 적어도 하나의 신호 각각을 d₁ 만큼의 지연값을 가지고 순환 지연시켜 출력한다.

보호구간 삽입부(331, 332)는 역퓨리에 변환부(310)를 통해 출력된 신호 및 지연부(320)를 통해 출력된 신호에 보호구간을 삽입하고, 보호구간이 삽입된 데이터는 안테나를 통해 전송된다.

즉, 상술한 바와 같이 각 안 테나에서 송신되는 시간 도메인 신호에 안테나별로 다른 딜레이를 적용하여 전송한다. 이 경우, 딜레이를 적용하기 전 신호는 안테나 간에 서로 동일한 신호를 전송할 수 있다. 이것은 신호가 다중 경로(multi-path)의 양을 더 증가시키는 효과를 가지므로, 채널의 주파수 선택성(frequency selectivity)을 증가시킨다. 이에 따라, 수신단에서는 송신기의 안테나 개수와 관계없이 마치 안테나 1개로 전송되는 경우와 동일한 방법으로 신호를 검출할 수 있다. 즉, 송신단에서 가한 딜레이 값을 수신 말이 알 필요가 없게 된다.

도 2b는 순환 지연 다이버시티 기법의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2a에 도시된 바와 같은 CDD 기법은 멀티 패스 채널 및 AWGN 채널에 취약한 단점이 있다.

이에 따라 도 2b에 도시된 바와 같이 역퓨리에 변환부(310)를 통해 출력된 신호 및 지연부(320)를 통해 출력된 신호에 전력 조정(341, 342)을 수행할 수 있다. 이 경우 AWGN 채널에서의 CDD 기법을 보상할 수 있게 된다.

도 2c는 시공간 블록 부호화 기법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2c를 참조하면, 하나의 기지국에서 2개의 안테나를 사용하여 다중 경로를 통해 데이터를 전송한다. 즉, 2 개의 OFDM 심볼에 존재하는 2N개의 변조된 심볼들을 시공간 부호화하고, 각각 OFDM 변조를 거친 후, 두 개의 안테나로 출력한다 .

우선, 시공간 부호화 블록(410)은 OFDM 심볼 X1, X1=[X1(0), X1(1),...,X1(N-1)] 와 X2, X2=[X2(0), X2 (1),...,X2(N-1)]를 순서대로 순차적으로 입력받아 병렬로 부호화를 수행하여 2N개의 시공간 블록 부호화된 벡터 데이터를 동시에 출력한다.

즉, 시공간 부호화 블록(410)은 제1 안테나에 대응하여 X1, X2의 순서대로 입력되는 데이터에 대하여 X1, -X2* 의 순서로 부호화를 수행하여 출력한다.

또한, 시공간 부호화 블록(410)은 제2 안테나에 대응하여 X2, X1* 의 순서로 부호화를 수행하여 출력한다.

제1 S/P 블록(421)은 시공간 부호화 블록(410)을 통해 출력되는 N개 단위의 X1, -X2* 의 벡터 데이터를 순차적으로 입력하여 N개의 병렬 데이터를 출력한다. 병렬 출력된 데이터는 제1 IFFT 블록(431)에서 N개의 OFDM 샘플 데이터[x₁(0), x₁(1),...., x₁(N-1)]들이 병렬로 출력된다. 제1 P/S 블록(441)는 IFFT 블록(431)에서 출력되는 OFDM 샘플 데이터들을 병렬로 입력받아 직렬로 변환하여 출력한다.

제1 보호구간 삽입 블록(451)은 N개의 OFDM 샘플데이터들로 구성되는 OFDM 심볼에서 OFDM 샘플 데이터들 중 마지막 G개의 OFDM 샘플 데이터를 복사하여 OFDM 심볼의 앞단에 삽입하여 [x₁(N-G), x₁(N-G+1), ... , x₁(N-1), x₁(0), x₁(1),...., x₁(N-1)] 신호를 출력한다. d1의 지연을 가지는 OFDM 전송 심볼은 제1 안테나를 통해 전송된다.

또한, 제2 S/P 블록(422)은 시공간 부호화 블록(410)을 통해 출력되는 N개 단위의 X2, X1* 의 벡터 데이터를 순차적으로 입력하여 N개의 병렬 데이터를 출력한다. 병렬 출력된 데이터는 제2 IFFT 블록(432)에서 N개의 OFDM 샘플 데이터들로 변환되어 출력된다. 제1 P/S 블록(442)는 제2 IFFT 블록(432)에서 출력되는 OFDM 샘플데이터들을 병렬로 입력받아 직렬로 변환하여 출력한다.

제2 보호구간 삽입 블록(452)은 N개의 OFDM 샘플데이터들로 구성되는 OFDM 심볼에서 OFDM 샘플 데이터들 중 마지막 G개의 OFDM 샘플 데이터를 복사하여 OFDM 심볼의 앞단에 삽입하여 [x₂(N-G), x₂(N-G+1), ... , x₂(N-1), x₂(0), x₂(1),...., x₂(N-1)] 신호를 출력한다.

도 3a 및 3b는 도 1에 도시된 송신 장치를 포함하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 개략적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a에 도시된 바와 같이 두 개의 송신 장치(또는 송신 타워)(10, 20) 각각이 두 개의 안테나(11, 12, 21, 22)를 구비하는 경우, 셀(30, 40) 간 접경 지역(50)에서는 4개의 신호(diversity order 4)를 받게 되고, 셀 접경지역이 아닌 경우에는 2개의 안테나에서 보내는 신호(diversity order 2)를 받게 된다.

도 3b에 도시된 바와 같이 하나의 송신 장치(또는 송신 타워)가 4개의 안테나를 구비하는 경우, 하나의 셀 내에서 네 개의 안테나에서 보내는 신호(diversity order 4)를 수신할 수 있게 된다. 도 3a와 같은 방식으로 도3b의 기법 또한 복수개의 셀이 협동하여 셀 접경지역에서는 4개 이상의 안테나를 통해 신호를 수신하는 것이 가능하다.

구체적으로, 셀(30, 40) 간 접경 지역(50)에서는 STBC(또는 SFBC)와 일반화된CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity)로 전송된 4개의 신호(diversity order 4)를 수신하게 되고, 셀 접경지역이 아닌 경우에는 STBC(또는 SFBC)와 일반화된CDD 중에서 하나의 경우의 신호를 수신하게 되어 결과적으로 2개의 안테나에서 보내는 신호(diversity order 2)를 수신하게 된다.

이에 따라 수신 장치는 시공간 블록 부호 수신 방법을 이용하여 시공간 다이버시티를 얻게 되고, 순환 지연되어 송신되는 신호에 의하여 순환 지연 다이버시티를 얻을 수 있게 된다,

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 통신 시스템의 동작에 대해 자세히 설명하도록 한다.

도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템(300)은 부호화부(310), IFFT부(320), 지연부(330), 보호구간 삽입부(340), 전력할당부(370), 안테나 할당부(350) 및 송신부(360)를 포함한다.

도 4a에 도시된 구성을 개략적으로 설명하면, STBC(또는 SFBC)로 변환된 두 개의 신호들은 각각 t 번째의 송신에서 M₁+1개와 M₀+1개의 cyclic delay들(

)과 송신전력들(

)을 이용하여 각각의 신호들은 M₁+1, M₀+1개의 OFDM 신호들로 변환된다. 이에 따라 M₀+M₁+2개의 OFDM 신호들은 N개의 송신타워로 분배된다.

모든 cyclic delay들과 송신전력들은 시간에 따라 변화하는 값을 가질 수도 있고 고정된 값만을 사용할 수도 있으며, STBC와 SFBC도 시간에 따라 선택되거나 두 가지 중 하나만을 고정적으로 사용할 수 있고, Antenna Allocation 블록도 시간에 따라 다르게 OFDM 신호를 서로 다른 송신타워로 할당하거나 고정된 방식으로 신호를 할당할 수 있다.

도 4a에 도시된 구성을 구체적으로 설명하면, 우선 심볼 매핑부(미도시)는 입력된 신호(또는 데이터)를 변조하는 기능을 한다. 구체적으로, 심볼 매핑부(미도시)는 PSK/QAM 방식으로 변조를 수행할 수 있으며, 예를 들어, 8PSK, 16QAM, 64QAM, QPSK 등의 변조 방식으로 변조를 수행할 수 있다. 이 경우, 각각의 변조 방식은 고유의 심벌 매핑 방식에 의해 변조 동작을 수행한다.

부호화부(310)는 심볼 매핑부(미도시)의 출력에 대해 시공간 코딩을 수행한다. 구체적으로, 부호화부(310)는 심볼 매핑부(미도시)의 출력에 대해 시공간 블록 코딩(STBC; Space Time Block Coding)(또는 SFBC)을 수행한다. STBC는 3GPP WCDMA 기반 IMT-2000 무선 인터페이스 규격에 정의된 코딩 방법으로, 다중 안테나 시스템에 있어 부가적인 대역폭을 요구하지 않으면서도 다중 경로 페이딩 영향을 줄일 수있는 다이버시티 이득을 얻을 수 있다는 효과가 있다.

역고속 푸리에 변환부(320)는 부호화부(310)의 출력에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하여 주파수 영역의 신호를 실제로 전송할 수 있는 시간 영역의 OFDM 신호로 변환한다.

지연부(330)는 역고속 푸리에 변환부(320)의 출력, 즉 시간 영역 신호에 대해 순환 지연(Cyclic delay)을 적용하여 출력한다. 구체적으로, 지연부(330)는 각 안테나에서 최대의 다이버시티를 얻을 수 있도록 지연 정도를 제어할 수 있다. 여기서, 순환 지연은 10 이상의 값이 적용될 수 있다. 예를 들어, 10 ~ 30 정도의 순환 지연이 적용될 수 있다.

전력 할당부(370)는 각 안테나에서의 송신 전력을 조정하는 기능을 한다. 여기서, 송신 전력은 각 안테나에서 10dB 이하의 차이가 되도록 제한될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나에서의 송신 전력은 3dB ~ 10dB 차이 내에서 제한될 수 있다.

보호구간 삽입부(340)는 지연부(330)로부터 출력되는 데이터에 보호 구간을 삽입한다.

구체적으로, 보호구간 삽입부(340)는 지연부(330)로부터 출력되는 데이터들 중에서 순환접두부호의 위치에 있는 시간 영역의 신호들을 검출하고, 검출된 순환접두부호의 신호들을 일정한 크기의 순환접두부호의 값과 뺄셈 연산을 수행하여 시간축 상의 정해진 위치에 배치되도록 한다. 즉, 순환접두부호를 G개의 보호 구간으로 설정하여 OFDM 샘플 데이터의 앞단에 삽입하여 출력한다. 이와 같이 보호구간에 삽입되는 심볼들을 주기적 프리픽스(CP : Cyclic Prefix)라 한다. CP의 길이는 무선채널의 채널 특성을 나타내는 채널 임펄스 응답(CIR : Channel Impulse Response)의 길이보다 길어야 한다.

안테나 할당부(350)는 다이버시티 이득을 고려하여 전송될 데이터를 각 안테나에 할당할 수 있다. 구체적인 할당 방법에 대해서는 도면을 참조하여 후술하도록 한다.

송신부(360)는 안테나 할당부(350)에 의해 할당된 데이터를 전송한다. 여기서, 송신부(360)은 안테나로 구현될 수 있다.

이에 따라 수신 장치는 시공간 블록 부호 수신 방법을 이용하여 시공간 다이버시티를 얻게 되고, 순환 지연되어 송신되는 신호에 의하여 순환 지연 다이버시티를 얻을 수 있게 된다.

도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.

도 4b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템(300 )은 부호화부(310), 위상 변환부(380), IFFT부(320), 지연부(330), 전력할당부(370), 보호구간 삽입부(340), 안테나 할당부(350) 및 송신부(360)를 포함한다.

시간 영역(Time Domain)에서 순환 지연(Cyclic Delay)는 주파수 영역(Frequency Domain)에서 위상변환 (phase shift)과 수학적으로 같은 효과를 나타낸다. 이에 따라 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 4b에 따른 통신 시스템(300 )은 도 4a의 지연부(330) 대신 위상 변환부(380)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 시간 영역에서

만큼 순환 지연이 발생하게 되면 주파수 영역에서는 k번째 부반송파(subcarrier)에

만큼 위상차이를 발생시키는 값을 곱하는 것과 같게 된다.

더욱 일반적으로, 위상차이를 발생시키는

를 다른 형태로 변환시키는 것도 가능하여 이때는 기존의 CDD와는 다른 다이버시티 효과를 가져오게 되며 이는 따로 eSFN(enhanced Single Frequency Network)라고 언급되기도 하며 본 발명에서는 일반화된 CDD (Generalized Cyclic Delay Diversity)로 언급하도록 한다. 예를 들면,

]이고 이때

값은, 부 반송파 인덱스 k가 0 일때

이고 k가 0이 아닐 때

이며, 여기

이다.]

도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 할당 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전송 시스템의 일 구현 예를 나타내는 블럭도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 두 개의 송신타워(10, 20) 각각은 두 개의 안테나(11, 12, 21, 22)를 구비할 수 있다. 즉, 제1 송신 타워(10)는 제1 및 제2 안테나(11, 12)를 구비하며, 제2 송신 타워(20)는 제3 및 제4 안테나(21, 22)를 구비할 수 있다.

이 경우, 각 송신타워(10, 20) 내에서는 일반화된 CDD 기술을 이용하여 신호를 전송하고, 각 송신타워(10, 20) 간에는 STBC(또는 SFBC) 기술을 이용하여 신호를 전송함으로써 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전송 시스템의 다른 구현 예를 나타내는 블럭도이다.

도 6에 도시된 구현 예에 따르면, 각 송신타워(10, 20) 내에서는 STBC(또는 SFBC) 기술을 이용하여 신호를 전송하고, 각 송신타워(10, 20) 간에는 일반화된 CDD 기술을 이용하여 신호를 전송함으로써 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전송 시스템의 또 다른 구현 예를 나타내는 블럭도이다.

도 7에 도시된 구현 예에 따르면, 두 개의 송신타워(10, 20)의 안테나 개수가 다른 경우에도 본 발명의 사상이 적용될 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 타워(10)는 제1 안테나(11)를 구비하며, 제2 송신 타워(20)는 제2 및 제3 안테나(21, 22)를 구비할 수 있다.

이 경우, 제2 통신 타워(20) 내에서는 일반화된 CDD 기술을 이용하여 신호를 전송하고, 각 송신타워(10, 20) 간에는 STBC(또는 SFBC) 기술을 이용하여 신호를 전송함으로써 다이버시티 이득을 획득할 수 있다.

도 8a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 8a에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치(100)는 제1 송신부(110), 제2 송신부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.

송신 장치(100)는 MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여, 타 송신 장치를 통해 전송되는 신호와 다이버시티 이득을 구현하기 위한 신호를 전송하도록 구현될 수 있다.

제1 송신부(111)는 제1 신호를 전송하고, 제2 송신부(112)는 제2 신호를 전송한다. 구체적으로, 2 개의 OFDM 심볼에 존재하는 2N 개의 변조된 심볼들을 시공간 부호화하고, 각각 OFDM 변조를 거친 후, 두 개의 안테나로 출력하게 된다.

제어부(120)는 제1 송신부(111)를 통해 전송되는 제1 신호 및 제2 송신부(112)를 통해 전송되는 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어한다.

또한, 제어부(120)는 제1 및 제2 신호가 타 송신 장치(미도시)에서 전송되는 신호와 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어할 수 있다. 여기서, 타 송신 장치(미도시)에 구비된 안테나는 적어도 하나 이상이 될 수 있다.

한편, 제1 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이 될 수 있다. .

또한, 제1 협력 통신 기법은 일반화된CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이 될 수 있다. 여기서, 부호화 협력 통신 기법은 STBC(Space-Time block code) 기법 및 SFBC(Space-Frequency block code) 기법 중 적어도 하나가 될 수 있다. 이 경우, STBC 기법 및 SFBC 기법은 시간에 따라 가변적으로 선택될 수 있다.

한편, 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우, 제1 송신부(111) 및 제2 송신부(112)의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 상이할 수 있다.

또한,　제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우, 송신부(111) 및 제2 송신부(112) 각각의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 시간에 따라 가변되거나, 디폴트로 고정된 것일 수 있다.

도 8b는 도 8a에 도시된 송신 장치의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 8b에 따르면, 송신 장치(100)는 제1 송신부(111), 제2 송신부(112), 변조부(121), 부호화부(122), IFFT부(123), 지연부(124) 및 전력 할당부(125)를 포함한다.

변조부(121)는 입력된 신호(또는 데이터)를 변조하는 기능을 한다. 구체적으로, 심볼 매핑부(121)는 PSK/QAM 방식으로 변조를 수행할 수 있으며, 예를 들어, 8PSK, 16QAM, 64QAM, QPSK 등의 변조 방식으로 변조를 수행할 수 있다. 이 경우, 각각의 변조 방식은 고유의 심벌 매핑 방식에 의해 변조 동작을 수행한다.

부호화부(122)는 변조부(121)의 출력에 대해 시공간 코딩을 수행한다. 구체적으로, 부호화부(122)는 변조부(121)의 출력에 대해 시공간 블록 코딩(STBC; Space Time Block Coding)을 수행한다.

역고속 퓨리에 변환부(123)는 부호화부(122)의 출력에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하여 주파수 영역의 신호를 실제로 전송할 수 있는 시간 영역의 OFDM 신호로 변환한다.

지연부(124)는 역고속 푸리에 변환부(123)의 출력, 즉 시간 영역 신호에 대해 순환 지연(Cyclic delay)을 적용하여 출력한다. 구체적으로, 지연부(124)는 각 안테나에서 최대의 다이버시티를 얻을 수 있도록 지연 정도를 제어할 수 있다. 여기서, 순환 지연은 10 이상의 값이 적용될 수 있다. 예를 들어, 10 ~ 30 정도의 순환 지연이 적용될 수 있다.

전력 할당부(125)는 순환 지연된 신호에 대한 전력을 조정하는 기능을 한다.

즉, 전력 할당부(125)는 각 송신부(111, 112) 즉, 각 안테나에서의 송신 전력을 조정할 수 있다. 여기서, 송신 전력은 각 안테나에서 10dB 이하의 차이가 되도록 제한될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나에서의 송신 전력은 3dB ~ 10dB 차이 내에서 제한될 수 있다.

제1 및 제2 송신부(111, 112)는 전력이 조정된 신호를 송신하는 기능을 한다. 여기서, 제1 및 제2 송신부(111, 112)는 각각 안테나로 구현될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 송신기는 전력할당부(125)로부터 출력되는 OFDM 심벌들 각각에 대해 보호구간(guard interval)을 삽입하는 보호 구간 삽입부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 송신기는 시간 영역의 OFDM 신호를 직렬로 변환하여 출력하는 P/S 블럭(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.

도 9a 및 9b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 9a에 따르면 수신 장치(200)는 수신부(210) 및 신호 처리부(220)를 포함한다.

도 9a에 도시된 수신 장치(200)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 송신 장치(100)에서 전송된 신호를 수신할 수 있다.

수신부(210)는 서로 다른 송신 장치 각각에서 전송한 신호를 수신한다. 여기서, 수신부(210)는 예를 들어 수신 안테나로 구현될 수 있다. 여기서, 제1 신호 및 상기 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되며, 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나를 통해 전송되는 복수의 신호는 제2 협력 통신 기법에 따라 전송될 수 있다.

여기서, 제1 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이 될 수 있다. 또는, 제1 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이 될 수 있다.

또한, 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우, 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 상이할 수 있다.

또한, 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우, 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나 각각의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 시간에 따라 가변되거나, 디폴트로 고정된 것일 수 있다.

여기서, 부호화 협력 통신 기법은, STBC(Space-Time block code) 기법 및 SFBC(Space-Frequency block code) 기법 중 적어도 하나가 될 수 있다.

또한, STBC 기법 및 SFBC 기법은 시간에 따라 가변적으로 선택될 수 있다.

신호 처리부(220)는 수신된 신호를 신호 처리하여 신호를 복원한다.

일 예로, 신호 처리부(220)는 도 9b에 도시된 바와 같이 고속 푸리에 변환부(221), 채널 추정부(222), 복호화부(223) 및 간섭 제거부(224)를 포함할 수 있다. 다만, 신호 처리부(220)는 다양한 형태로 구현될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

고속 푸리에 변환부(221)는 수신된 신호에 대해 푸리에 변환(FFT)을 수행한다.

채널 추정부(222)는 서로 다른 송신 장치 각가과 수신 장치(200) 간 채널을 추정하여 각각의 채널 주파수 응답을 추정한다.

복호화부(223)는 수신된 신호에 대한 시공간 복호화를 수행한다. 특히, 복호화부(223)는 시공간 블럭 복호화를 수행할 수 있다.

구체적으로, 복호화부(223)는 STBC 복호를 수행하기 위하여 선형 컴바이닝을 하고 ML(Maximum Likelihood) 방식 또는 간단한 역행렬 연산방식(zero-forcing)을 사용하여 복호한다. 시간적으로 연속된 두 OFDM 심볼간에 채널의 변화가 없다고 가정하면 STBC을 OFDM 방식에 적용할 수 있다. 한편, 채널의 시변 정도가 커서 연속된 OFDM 심볼 사이에 채널이 변화할 경우에는 STBC-OFDM은 적용이 어려워진다. 그러나 채널의 주파수 선택적 특성(frequency selectivity)이 크지 않고, FFT 크기가 매우 커서 인접 부 채널간의 채널 주파수 응답이 거의 바뀌지 않을 경우에는 인접 부 채널의 심볼 사이에 부호화를 적용할 수 있다. 이러한 경우에는 부호화가 주파수영역에서 이루어지므로 SFBC-OFDM이 된다.

한편, 시공간 복호화된 수신신호는 자기 간섭 신호항을 가지고 있기 때문에 이를 제거하는 과정이 필요하다.

이에 따라 간섭 제거부(224)는 반복적 자기 간섭 제거 과정을 통해 간섭항을 제거한다. 반복적 자기 간섭 제거 과정은 심볼 디맵핑부(미도시)에서 시공간 복호화된 수신신호를 심볼 디맵핑하고, 디인터리빙부(미도시)에서 심볼 디맵핑된 수신신호를 디인터리빙(Deinterleaving)하며, FEC 복호화부(미도시)에서 디인터리빙된 신호를 FEC 복호화하는 과정을 순차적으로 진행한다. 이렇게 하여 나온 신호를 제 1 제거 신호라고 한다. 제 1 제거 신호는 필요에 따라 그대로 쓰일 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 반복적 제거 과정은 순환 반복 횟수가 많을수록 자기 간섭 제거의 제거 확률이 향상되므로 반복 과정을 여러 번 수행하는 것이 바람직하다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 신호 수신 성능을 설명하기 위한 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이 서로 다른 위치에 존재하는 수신기 RX1(500)과 RX2(600)가 있을 때, 수신기 RX1(500)은 좌측 송신타워(1010)에 가깝고, 수신기 RX2(600)는 두 개의 송신타워(1010, 1020)로부터 거리가 같은 경우를 가정하도록 한다,

송신 타워에서 신호를 송신 후 수신까지의 시간은 송수신기 사이의 거리가 영향을 주게 되므로 수신기 RX1(500) 및 수신기 RX2(600)는 두 개의 송신 타워(1010, 1020)로부터 서로 다른 물리적 딜레이를 갖는 신호를 수신하게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, cyclic delay를 이용한 일반화된 CDD를 이용하여, 서로 다른 수신기들이 추가적인 신호의 물리적 delay를 겪게 되므로 일반화된 CDD에 의한 cyclic delay와 신호 자체의 물리적인 delay들의 상호작용이 발생하게 된다. 이러한 상호작용으로 최종적인 delay값이 소멸되는 것을 확률적으로 방지하기 위해 본 발명에서는 cyclic delay값을 시간에 따라 변화하는 값을 가지도록 설계할 수 있다. 수신 신호의 세기도 delay와 같은 이유로 수신기의 위치와 channel fading에 따라 변화하게 되므로 송신파워도 시간에 따라 변화하는 값을 사용할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 11에 도시된 MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여, 타 송신 장치를 통해 전송되는 신호와 다이버시티 이득을 구현하기 위한 신호를 전송하는 송신 장치의 신호 처리 방법에 따르면, 신호 처리된 제1 및 제2 신호를 제1 및 제2 신호를 제1 및 제2 안테나에 할당한다(S1110). 이 경우, 제1 신호 및 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되고, 제1 및 제2 신호가 타 송신 장치에서 전송되는 신호와 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제1 및 제2 신호를 제1 및 제2 안테나에 할당할 수 있다.

이어서, 할당된 제1 및 제2 신호를 제1 및 제2 안테나를 통해 전송한다(S1120).

여기서, 제1 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법일 수 있다. 또는, 제1 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법일 수 있다.

또한, 제1 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법인 경우, 제1 송신부 및 제2 송신부의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 상이할 수 있다.

또한, 제1 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법인 경우, 제1 송신부 및 제2 송신부 각각의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 시간에 따라 가변되거나, 디폴트로 고정된 것일 수 있다.

또한, S1110는, 입력된 신호에 대해 STBC 또는 SFBC 코딩을 수행하는 단계, 부호화된 신호에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하여 제1 및 제2 신호를 출력하는 단계, 역고속 푸리에 변환된 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나에 대해 순환 지연(Cyclic delay)을 적용하는 단계, 순환 지연된 제1 및 제2 신호에 대해 보호 구간을 삽입하는 단계 및, 보호구간이 삽입된 제1 및 제2 신호를 제1 및 제2 협력 통신 기법에 다른 다이버시티 이득을 고려하여 안테나에 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 12에 도시된 MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여 전송된 신호를 수신하는 수신 장치의 신호 처리 방법에 따르면, 제1 및 제2 송신 장치 각각으로부터 제1 및 제2 신호를 수신한다(S1210). 여기서, 제1 신호 및 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되며, 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나를 통해 전송되는 복수의 신호는 제2 협력 통신 기법에 따라 전송될 수 있다.

이어서, 수신된 신호를 신호 처리한다(S1220).

여기서, 제1 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 일반화된CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이 될 수 있다. 또는, 제1 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이 될 수 있다.

한편, 상술한 실시 예에서는 하나의 송신 타워에 두 개의 안테나가 구비된 것으로 설명하였지만, 이는 일 예에 불과하며 하나의 송신 타워에 구비되는 안테나의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.

상술한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 복수 개의 안테나를 가지는 환경에서 방송신호를 안정적으로 수신을 할 수 있게 된다 특히, 차세대 방송시스템에서 본 발명과 같은 기법을 통해 셀 커버리지가 넓어지고 방송 수신 품질을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 다양한 채널 환경 중에서 방송 시스템에서 나타날 수 있는 AWGN channel은 channel fading이 없기 때문에 다른 채널에 비해 높은 신호대잡음비 (SNR: signal-to-noise ratio)를 가지게 되지만 CDD에는 적합하지 않은 채널 환경이다.

한편, 두 개보다 많은 송신 안테나를 사용하는 경우 STBC(또는 SFBC)만 사용하여 다이버시티를 확보하고자 하는 경우 Full Rate를 획득할 수 없어 오히려 전송 용량 측면에서 손실을 가져오게 된다. 따라서STBC(또는 SFBC)와 CDD 중에서 하나만을 이용하여 안테나 수를 늘리는 것은 무의미 하므로 STBC(또는 SFBC)와 CDD를 단순하게 결합하는 것이 아닌 효과적으로 응용하여 결합하는 것이 중요하여 본 발명에서 이를 다루고 있다.

한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 송신 장치의 제어 방법은 컴퓨터로 실행가능한 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 프로세서에 의해 실행되도록 중계 장치 및 수신 장치에 제공될 수 있다.　

일 예로, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되고, 상기 제1 및 제2 신호가 상기 타 송신 장치에서 전송되는 신호와 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.

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. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

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 이해되어서는 안될 것이다.

100: 송신 장치 111: 제1 송신부
112: 제2 송신부 120: 제어부
200: 수신 장치 210: 수신부 220: 신호 처리부

Claims

MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여, 타 송신 장치를 통해 전송되는 신호와 다이버시티 이득을 구현하기 위한 신호를 전송하는 송신 장치에 있어서,
제1 신호를 전송하는 제1 송신부;
제2 신호를 전송하는 제2 송신부; 및
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 제1 및 제2 신호가 상기 타 송신 장치에서 전송되는 신호와 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 제어하며,
상기 제2 협력 통신 기법은 상기 제1 협력 통신 기법과 상이한 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이거나,
상기 제1 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우,
상기 제1 송신부 및 상기 제2 송신부의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 상이한 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우,
상기 제1 송신부 및 상기 제2 송신부 각각의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 시간에 따라 가변되거나, 디폴트로 고정된 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제2항에 있어서,
상기 부호화 협력 통신 기법은,
STBC(Space-Time block code) 기법 및 SFBC(Space-Frequency block code) 기법 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제5항에 있어서,
상기 STBC 기법 및 SFBC 기법은 시간에 따라 가변적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
입력된 신호에 대해 STBC 또는 SFBC 코딩을 수행하는 부호화부;
상기 부호화된 신호에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하여 제1 및 제2 신호를 출력하는 역고속 푸리에 변환부;
상기 역고속 푸리에 변환된 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나에 대해 순환 지연(Cyclic delay)을 적용하는 지연부;
상기 순환 지연된 제1 및 제2 신호에 대해 보호 구간을 삽입하는 보호구간 삽입부; 및
상기 보호구간이 삽입된 제1 및 제2 신호를 상기 제1 및 제2 협력 통신 기법에 다른 다이버시티 이득을 고려하여 안테나에 할당하는 안테나 할당부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.　
제1항에 있어서,
입력된 신호에 대해 STBC 또는 SFBC 코딩을 수행하는 부호화부;
상기 부호화된 신호에 대해 위상 지연을 적용하여 제1 및 제2 신호를 출력하는 위상 지연부;
상기 위상 지연된 제1 및 제2 신호에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하는 역고속 푸리에 변환부;
상기 역고속 푸리에 변환된 제1 및 제2 신호에 대해 보호 구간을 삽입하는 보호구간 삽입부; 및
상기 보호구간이 삽입된 제1 및 제2 신호를 상기 제1 및 제2 협력 통신 기법에 다른 다이버시티 이득을 고려하여 안테나에 할당하는 안테나 할당부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.　
제1항에 있어서,
상기 타 송신 장치에 구비된 안테나는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여 전송된 신호를 수신하는 수신 장치에 있어서,
제1 및 제2 송신 장치 각각으로부터 제1 및 제2 신호를 수신하는 수신부; 및,
상기 수신된 신호를 신호 처리하는 신호 처리부;를 포함하며,
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되며,
상기 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나를 통해 전송되는 복수의 신호는 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되며,
상기 제2 협력 통신 기법은 상기 제1 협력 통신 기법과 상이한 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이거나,
상기 제1 협력 통신 기법은 일반화된CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우,
상기 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 상이한 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우,
상기 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나 각각의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 시간에 따라 가변되거나, 디폴트로 고정된 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제11항에 있어서,
상기 부호화 협력 통신 기법은,
STBC(Space-Time block code) 기법 및 SFBC(Space-Frequency block code) 기법 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제14항에 있어서,
상기 STBC 기법 및 SFBC 기법은 시간에 따라 가변적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여, 타 송신 장치를 통해 전송되는 신호와 다이버시티 이득을 구현하기 위한 신호를 전송하는 송신 장치의 신호 처리 방법에 있어서,
제1 신호 및 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되고, 상기 제1 및 제2 신호가 상기 타 송신 장치에서 전송되는 신호와 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되도록 상기 제1 및 제2 신호를 제1 및 제2 안테나에 할당하는 단계; 및
상기 할당된 제1 및 제2 신호를 상기 제1 및 제2 안테나를 통해 전송하는 단계;를 포함하는 신호 처리 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이거나,
상기 제1 협력 통신 기법은 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법인 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
제17항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법이 일반화된 CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법이 부호화 협력 통신 기법인 경우,
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 상이한 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
제17항에 있어서,
상기 제1 협력 통신 기법은 일반화된CDD(Generalized Cyclic Delay Diversity) 협력 통신 기법이고, 상기 제2 협력 통신 기법은 부호화 협력 통신 기법인 경우,
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각의 송신 전력 및 지연 시간 중 적어도 하나는 시간에 따라 가변되거나, 디폴트로 고정된 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
MISO(Multi Input Single Output) 방식을 이용하여 전송된 신호를 수신하는 수신 장치의 신호 처리 방법에 있어서,
제1 및 제2 송신 장치 각각으로부터 제1 및 제2 신호를 수신하는 단계; 및,
상기 수신된 신호를 신호 처리하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 제1 협력 통신 기법에 따라 전송되며,
상기 제1 및 제2 송신 장치 중 적어도 하나에 구비된 복수의 안테나를 통해 전송되는 복수의 신호는 제2 협력 통신 기법에 따라 전송되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.