KR20050069802A - 복합 전송 다이버시티 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동일한 구조를 갖는 2개의 제1,제2STTD-OTD(Space-Time Transmit Diversity-Orthogonal Transmit Diversity)시스템과, 상기 제1,제2STTD-OTD시스템을 교대로 스위칭하는 TSTD((Time-Switched Transmit Diversity)시스템을 구비하여, 상기 TSTD시스템의 주기적인 스위칭에 복수의 심볼을 제1,제2STTD-OTD시스템으로 구분하여 전송하는 복합 전송 다이버시티 시스템 및 방법을 제공한다.

Description

복합 전송 다이버시티 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR COMPLEX TRANSMIT DIVERSITY}

본 발명은 이동통신 시스템의 전송 다이버시티(Diversity)에 관한 것으로서, 특히 하향링크로 고 품질 및 고속의 데이터를 전송하기 위한 복합 전송 다이버시티 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템에서 발생하는 주요 성능열화 요인은 크게 페이딩(Fading)과 다중사용자 간섭을 들 수 있다. 특히 상기 페이딩은 수신신호의 진폭을 수 dB에서 수십 dB까지 감소시킨다. 그 결과, 수신단에서 데이터 복조시 페이딩에 의해 왜곡된 수신신호의 위상이 보상되지 않는다면 수신 데이터의 정보 오류에 의해 전체 이동통신 서비스의 품질이 저하된다.

따라서, 페이딩에 의한 신호감쇄에 적절히 대응하기 위해 시간,주파수 및 공간영역에서 여러 형태의 다이버시티(Diversity)를 구현하기 위한 방안들이 연구되고 있다.

일반적으로 다이버시티(Diversity) 기법은 시간 다이버시티(Time diversity)와 공간 다이버시티(Space diversity)로 분류된다. 그 중에서 공간 다이버시티 기법은 공간적으로 상관관계가 없는 다수의 안테나를 통해 신호를 송수신하여 다수의 무선 채널의 독립적인 성질을 이용하여 페이딩을 감소하는 방법이다.

그런데, 공간 다이버시티 기법에서는 다수 안테나가 넓은 간격으로 배치되어야 하기 때문에 현재까지 송신 다이버시티 기법보다는 수신 다이버시티 기법, 다시 말하면 역방향 링크에서 기지국이 다수의 수신 안테나를 이용하는 수신 다이버시티 기법이 널리 이용되고 있다. 이러한 수신 다이버시 기법은 제2세대 이동통신 시스템과 같이 역방향 링크가 전체 시스템의 용량을 제한하는 경우에 효과적인 성능 향상방안으로 사용되어 왔다.

한편 제3세대 IMT- 2000 시스템에서는 순방향 링크의 트래픽이 역방향 링크의 트래픽에 비해 월등히 많은 비대칭적인 특성을 이루고 있다. 따라서, 순방향 링크가 시스템 전체 용량을 제한하는 요인이 될 것으로 예상되지만, 단말기의 저전력, 소형화 및 저가격화등의 요구조건을 고려하면 단말기의 수신 안테나 수가 제한되어야 한다는 점에서 충분한 다이버시티 효과를 기대하기 어렵다. 따라서 이러한 문제를 극복하기 위해 제3세대 IMT- 2000 시스템에서는 기지국이 다수의 전송 안테나를 이용하는 전송 다이버시티 기법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 3GPP(Third Generation Partnership Project)에서는 개방루프(Open loop) 형태의 대표적인 전송 다이버시티 방식으로 시공간 전송 다이버시티 (Space Time Transmit Diversity: STTD)를 사용하고 있다. 상기 STTD는 시간상에서 주로 적용되던 채널부호화(Channel coding)기법을 공간상으로 확장시킨 시공간 부호화(Space-Time coding)를 통해 다이버시티 이득을 얻기 위한 기법이다. 즉, 시간적인 다이버시티 이득뿐만 아니라 공간적인 다이버시티 이득을 얻기 위해 송신단은 2개의 송신 안테나를 통하여 전송되는 심볼단위의 전송신호를 코딩하여 전송한다. 수신단은 각 송신 안테나의 전송 채널을 추정하여 채널성분을 계산한 다음 그 계산된 채널성분을 최대우 검출 방법 (Maximum Likelihood; ML)에 따라 처리하여 송신단에서 전송한 신호를 복원한다.

상기 STTD는 Alamouti가 처음 제안하였다, 상기 STTD는 두 개의 송신 안테나와 단일 수신 안테나를 이용하는 기법이지만, 동일한 시공간 부호화 규칙에 따라 송신 안테나 수의 증가에 따라 확장될 수도 있다. 일 예로, 최근 포루투칼의 Mario Marques da Silva가 기존의 Alamouti 제안 방식을 이용하여 8개의 송신 안테나와 단일 수신 안테나로 확장한 8*1 STTD를 소개하였다.

이러한 확장된 STTD는 기존의 기술에 비해 부가적인 대역폭이 필요없이 부호화 이득과 채널 용량을 개선할 수 있다. 또한, STTD는 수신단에서 송신단으로의 궤환 정보가 필요없기 때문에 속도 및 무선 채널 변화에 따른 시스템 성능 변화가 없는 장점을 갖지만, 확장된 STTD의 경우에는 송신 심벌간 간섭이 증가하는 단점을 갖는다.

STTD-OTD(Space-Time Transmit Diversity-Orthogonal Transmit Diversity)는 두 개의 송신 안테나를 사용하는 STTD를 4개의 송신 안테나로 확장한 기법이다. 상기 STTD-OTD에서 송신단은 STTD와 동일한 시공간 부호화 방식을 사용하지만 Alamouti 방식의 기법(2개의 송신 안테나 사용)을 4개의 송신 안테나를 사용하기 위해 확장한 구조와는 다른 부호화 방식을 사용한다. 즉, STTD-OTD는 시공간 부호 이득과 다이버시티 이득을 높이기 위해 STTD와 3GPP의 W-CDMA 표준으로 채택된 OTD에서의 시공간 부호화 방식을 결합한 새로운 시공간 부호화 방식을 사용한다. 특히 STTD-OTD를 사용할 경우 수신단의 구조는 기존의 2개의 송신안테나와 단일 수신 안테나를 사용하는 STTD와 동일하기 때문에 시스템 복잡도는 크게 증가하지 않는다.

TSTD(Time-Switched Transmit Diversity)는 3GPP의 W-CDMA 표준으로 채택된 개방 루프 방식의 전송 다이버시티기법중의 하나로서, 2개의 송신 안테나를 동시에 이용하는 STTD와는 달리 TSTD는 2개의 송신 안테나를 슬롯당 주기적으로 스위칭하는 패턴 즉, 한 슬롯마다 한 개의 송신 안테나를 이용하는 방식이다. 다시 말하면 첫번째 슬롯구간동안 하나의 심벌을 송신 안테나 1을 통해 전송하고, 두번째 슬롯 구간동안 또 다른 심벌을 송신 안테나 2를 통해 전송하는 방식이다. 이렇게 전송된 심벌들은 각각의 채널들을 통과한 후 단일 수신 안테나에 수신되며, 수신단은 두 개의 슬롯 구간동안 수신된 각 심벌들에 대하여 최대우 검출(ML) 디코딩 방법을 적용함으로써 송신단에서 전송한 심볼을 복원한다.

이후, 상기 각 전송 다이버시티 기법이 적용된 전송 다이버시티 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 확장된 STTD시스템의 일종인 8*1 STTD 시스템의 송신단 및 수신단의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 8*1 STTD 엔코더(Encoder)(10)는 연속된 8개의 심볼 스트림(s₁,s₂,…,s₈)을 [표 1]과 같이 시공간 부호화한 다음 8개의 송신 안테나(Ant1-Ant8)로 전달하고, 각 송신 안테나들을 전달된 심볼들은 다중경로를 통해 수신단으로 전송한다.

	슬롯1	슬롯2	슬롯3	슬롯4	슬롯5	슬롯6	슬롯7	슬롯8
Ant 1	s1	-s2*	-s3*	s4	-s5*	s6*	s7	-s8*
Ant 2	s2	s1*	-s4*	-s3	-s6*	-s5*	s8	s7*
Ant 3	s3	-s4*	s1*	-s2	-s7*	s8*	-s5	s6*
Ant 4	s4	s3*	s2*	s1	-s8*	-s7*	-s6	-s5*
Ant 5	s5	-s6*	-s7*	s8	s1*	-s2*	-s3	s4*
Ant 6	s6	s5*	-s8*	-s7	s2*	s1*	-s4	-s3*
Ant 7	s7	-s8*	s5*	-s6	s3*	-s4*	s1	-s2*
Ant 8	s8	s7*	s6*	s5	s4*	-s3*	s2	s1*

만약, 송신단과 수신단간(다수의 송신안테나와 단일 수신안테나간)의 채널성분을 h_j(j=1,2,…,8)라고 가정하면 연속적으로 수신되는 심벌 r_j(j=1,2,…,8)들은 다음의 [수학식 1]과 같이 표현된다.

여기서, 상기 *은 공액(conjugate)을 의미하고, 상기 n₁~n₈은 백색 가우시안 잡음(AWGN : Additive White Gaussian Noise)을 의미한다. 또한, 상기 h₁~h₈은 각 송신 안테나와 수신 안테나간의 채널을 나타내는데, 상기 각 채널(h₁~h₈)은 각 안테나에서 송신된 파일럿신호의 패턴으로부터 추정할 수 있다.

따라서, 도 2에 도시 된 바와 같이, 수신단의 선형 결합기(20)는 8슬롯 구간동안 수신된 [수학식 1]의 신호(r₁~r₈)를 이용하여 다음 [수학식 2]와 같은 복호화 과정을 수행하여 송신심벌을 추정한다.

즉, 상기 [수학식 2]에 [수학식 1]을 대입하여 추정된 송신심볼(,j=1,2,…,8)을 구하며, 일예로 추정된 심벌()을 유도해 보면 다음 [수학식 3]과 같이 표현된다.

[수학식 3]에 나타난 바와 같이, 추정된 심벌()을 유도할 경우에는 [수학식 2]의 복호화 과정에 의해, 원하는 심벌 성분(s₁)이외에 다른 송신 심벌(s₂~s₈ )들에 의한 간섭성분이 발생함을 알 수 있다. 이는 8*1 STTD기법이 송신 안테나 수 증가에 따라 단순히 기존의 2*1 STTD기법에서와 동일한 시공간 부호화 과정을 확장하여 사용하였기 때문이다.

따라서, ML결정부(21)는 추정된 심볼(~)에 ML검출 방법을 적용하여 최종 심벌(s₁~s₈)을 검출한다.

도 3 및 도 4는 STTD-OTD 시스템의 송신단 및 수신단의 구성도이다.

도 3에서, 연속적인 송신 심볼(s₁~s₄)을 가정하면, 송신단의 심볼레벨 스크램블러(30)는 입력순서를 바꾸기 위하여 4개의 입력 심볼 (s₁~s₄)들에 대하여 심볼레벨 스크램블링을 수행한다. 이를 위하여 심볼레벨 스크램블러(30)는 비트 의 조합에 따른 입력 심벌(s₁~s₄)의 스크램블링 순서를 결정하여 [표 2]와 같은 심볼 시퀀스를 출력한다. 이때, 상기 비트(b₀,b₁)의 조합은 롱(Long) PN 코드를 이용하여 구한다.

b0 b1	심볼시퀀스(symbol sequence)
0 0	s1 s2s3 s4
0 1	s2 s1 s4 s3
1 0	s3 s4 s1 s2
1 1	s4 s3 s2 s1

STTD-ODT엔코더(31)는 심벌 레벨 스크램블러(30)에서 출력된 심벌 시퀀스를 시공간 부호화하는데, 예를들어, 비트(b₀,b₁)의 조합이 각각 0이라 가정할 경우 심벌 시퀀스(s₁,s₂,s₃,s₄)를 시공간 부호화한 심벌들은 [표 3]과 같이 나타낼 수 있다. 따라서, [표 3]와 같이 시공간 부호화된 4개의 심벌들은 4개의 송신 안테나 (Ant1~Ant4)를 통하여 4슬롯구간동안 전송된다.

	Ant 1	Ant 2	Ant 3	Ant 4
슬롯 1	s1	- s2*	s3	- s4*
슬롯 2	s1	- s2*	- s3	s4*
슬롯 3	s2	s1*	s4	s3*
슬롯 4	S2	s1*	- s4	- s3*

STTD시스템에서와 동일하게 송신단과 수신단간의 채널성분을 h_i(i=1,…,4)라고 가정하면, 4슬롯구간동안 수신된 신호(r₁~r₄)들은 다음의 [수학식 4]와 같이 표현된다.

여기서, n₁~n₄은 백색 가우시안 잡음을 나타낸다. 따라서, 도 4에 도시된 바와같이, 선형결합기(40)는 [수학식 4]에서 구해진 수신신호(r₁~r₄)에 대하여 다음 [수학식 5]와 같은 복호화 과정을 수행함으로써 송신된 심벌들을 추정한다.

따라서, ML추정부(21)는 상기 추정된 심볼(~)에 ML검출 방법을 적용하여 최종 심벌(s₁~s₈)을 검출한다.

도 5 및 도 6은 TSTD시스템의 송신단 및 수신단의 구성도이다.

도 5에서 연속적인 두 송신 심볼(s₁,s₂)을 가정하면, 두 송신 심볼(s₁,s ₂)은 TSTD 엔코더(50)를 통과한 후 1슬롯구간동안 첫번째 심벌(s₁)은 송신 안테나(Ant 1)를 통하여 전송되고, 다음 슬롯구간에는 두번째 심벌(s₂)가 송신 안테나(Ant 2)를 통하여 전송된다. 이때 STTD 기법과 달리 TSTD기법은 스위치(51)의 주기적인 스위칭 패턴에 의하여 첫번째 슬롯구간에는 두 개의 송신 안테나중 하나의 안테나만 선택되어 심볼을 전송하고, 다음 슬롯 구간에는 나머지 송신 안테나를 통해 심볼을 전송한다.

따라서, 수신단의 단일 안테나에서 얻어지는 수신신호는 다음 [수학식 6]과 같다.

여기서, r₁,r₂는 2 슬롯동안 수신된 신호이고, h₁,h₂는 송신 안테나와 수신단 안테나간의 채널을 의미한다.

따라서, 도 6에 도시된 바와같이, 선형 결합기(60)는 상기 [수학식 6]의 수신신호(r₁,r₂)를 다음 [수학식 7]에 대입하여 복호화 과정을 수행함으로써 송신된 심벌들을 추정하고, ML추정부(61)는 상기 추정된 심볼(~)을 가지고 ML검출 방법을 이용하여 최종 심벌(s₁~s₈)을 검출한다.

그런데, 확장된 8*1 STTD시스템은 기존의 Alamouti가 제안한 두 개의 송신 안테나를 사용하는 STTD시스템을 단순히 8개의 송신 안테나 사용을 위해 확장한 구조를 이루고 이다. 따라서, 종래 확장된 8*1 STTD시스템을 사용할 경우에는 단일 수신 안테나를 사용하는 수신단에서 송신 심벌들을 추정하기 위해 복호화 과정을 수행할 때 추정된 심볼성분에 원하는 심벌성분이외에 다른 송신 심벌들에 의한 간섭성분이 포함된다. 이것은 8*1 STTD 엔코더에서 8개의 심볼들을 시공간 부호화하여 전송할 때 송신되는 심벌들사이에 간섭이 발생하기 때문이다.

따라서, 추정된 심볼에 포함된 간섭성분은 ML결정부에서 ML 방법 적용하여 최종 심벌을 검출할 때 심벌검출의 오류확률을 크게 증가시켜 시스템 성능을 열화시키게 된다.

또한, 전술한 바와같이 TSTD시스템은 서로 다른 두 심벌을 두 슬롯시간으로 구분하여, 첫번째 심벌은 송신 안테나 1을 통해 전송하고, 두번째 심벌은 송신 안테나 2를 통해 전송한다. 즉, TSTD시스템은 두 개의 송신 안테나를 번갈아가면서 사용한다. 그런데, TSTD시스템에서 만약 한 슬롯시간동안 각각 독립적인 채널중에서 한 채널 상태만이라도 좋지 않은 경우에는 한 슬롯시간동안 한 개의 송신 안테나만을 사용할 수 밖에 없기 때문에 수신단에서 해당 전송심볼의 복원 확률은 자연히 떨어질 수 밖에 없다.

그리고, STTD-OTD시스템은 기존의 Alamouti 방식의 기법을 단순히 4개의 송신 안테나에 확장시켜 사용하는 것이 아니라 3GPP의 W-CDMA 표준으로 채택된 OTD에서의 시공간 부호화 방식과 결합한 새로운 시공간 부호화 방식을 사용한다.

이 경우 4개의 송신 안테나를 이용하여 4개의 송신 심벌들을 전송할 때 최대의 시공간 부호화 이득은 얻을 수 있지만, 기존의 2개의 송신 안테나를 사용하는 Alamouti 방식에서의 송신 안테나 전력에 비하여 4개의 송신안테나를 사용하는 STTD-OTD시스템의 경우에는 안테나 확장으로 인한 송신 안테나 전력의 정규화에 의해 각 송신 안테나별 전력이 감소하는 문제점이 발생한다.

결국 단일 송수신 안테나를 이용하는 전송 시스템과 다수의 송신 안테나를 이용하는 전송 시스템을 비교할 경우 다수의 송신 안테나를 이용하는 전송 시스템은 다수의 안테나에 의한 다이버시티 이득은 얻을 수 있지만 송신 안테나 전력의 정규화에 따른 송신 안테나별 전력이 감소하는 교환(trade-off)관계를 고려해야만 한다.

본 발명의 목적은 시공간 다이버시티 이득 및 수신단에서의 신호대간섭비(SNR)을 동시에 만족시킬 수 있는 복합 전송 다이버시티 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 하향링크에서 고품질 및 고속 데이터 전송에 적당한 복합 전송 다이버시티 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다수의 송신안테나와 단일 수신안테나를 구비한 시스템에 있어서, 본 발명에 따른 복합 전송 다이버시티 시스템은 동일한 구조의 제1, 제2STTD-OTD(Space-Time Transmit Diversity-Orthogonal Transmit Diversity)시스템과; 제1, 제2STTD-OTD시스템을 스위칭하는 TSTD (Time-Switched Transmit Diversity) 시스템을 구비하여, 상기 TSTD시스템의 주기적인 스위칭에 따라 제1, 제2STTD-OTD시스템을 통하여 복수의 송신 심볼을 구분하여 전송한다.

바람직하게, 상기 TSTD시스템은 일정한 시간주기마다 제1, 제2STTD-OTD시스템을 교대로 선택하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 복수의 심볼들은 독립된 복수의 채널을 통하여 전송되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다수의 송신안테나와 단일 수신안테나를 구비한 시스템에 있어서, 본 발명에 따른 전송 다이버시티 방법은 복수의 심볼들을 심볼 그룹단위로 교대로 스위칭하는 단계와; 스위칭된 심볼그룹을 소정의 다이버시티 기법을 이용하여 다중하는 단계와; 다중화된 심볼그룹을 서로 다른 슬롯 시간구간동안 하향링크로 전송하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 소정의 다이버시티 기법은 STTD-OTD(Space-Time Transmit Diversity-Orthogonal Transmit Diversity)기법인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 복수의 심볼들은 4심볼단위로 스위칭된다.

바람직하게, 상기 다중화된 심볼들은 독립된 복수의 채널을 통하여 전송되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다중 송신 안테나와 단일 수신안테나를 구비한 시스템에서 수신 SNR(signal-to-noise ratio), 다이버시티 이득 및 하향링크의 용량을 증대하기 위한 방안을 제안하고자 한다. 즉, 본 발명은 다수의 송신 안테나를 이용하여 다이버시티 이득을 얻으며, 동시에 다수의 송신 안테나 사용에 의해 발생되는 송신 안테나별 전력감소를 보완할 수 있는 방안을 제안한다. 이를 위하여 본 발명은 TSTD(Time-Switched Transmit Diversity)시스템과 STTD-OTD(Space-Time Transmit Diversity-Orthogonal Transmit Diversity)시스템이 결합된 복합 시스템 구조를 제공한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 복합 전송 다이버시티 시스템의 송신단의 구성도이다.

도 7에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 복합 전송 다이버시티 시스템의 송신단은 동일한 구조를 갖는 두개의 STTD-OTD 시스템(100),(200)과, 상기 STTD-OTD시스템(100),(200)을 각각 주기적으로 스위칭하는 TSTD시스템(300)으로 구성된다.

TSTD시스템(300)은 종래의 TSTD시스템처럼 송신 안테나별로 스위칭하는 것이 아니라 STTD-OTD시스템별로 스위칭한다. 따라서, 상기 TSTD시스템(300)의 스위칭에 의해 각 STTD-OTD시스템 (100),(200)은 번갈아 한 슬롯시간구간 (4슬롯)동안 4개의 송신 안테나를 통하여 심볼을 전송한다. 예를들어, 연속적으로 입력되는 8개의 심볼중에서 처음 4심벌은 처음 4슬롯동안 STTD-OTD시스템(100)을 통해 전송하고 나머지 4심볼은 다음 4슬롯동안 STTD-OTD시스템(200)을 통하여 전송한다. 즉, 본 발명은 STTD-OTD시스템 (100),(200)에 주기적인 스위칭 패턴을 적용함으로써 연속적인 8개의 심벌을 각 STTD-OTD 시스템(100),(200)으로 구분하여 전송한다.

그리고, 본 발명에 다른 복합 전송 다이버시티 시스템에서 단일 안테나를 사용하는 수신단은 도 8에 도시된 바와같이, 종래의 STTD시스템 및 STTD-OTD 시스템의 수신단과 같이 선형결합기(400) 및 ML 결정부(500)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시에에 따른 복합 전송 다이버시티 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 7에 도시된 바와같이, 이후 본 발명에 따른 복합 시스템의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

순차적으로 8개의 심볼(s₁~s₈)들이 입력되면 TSTD시스템(300)의 스위치(301)는 동일한 구조를 갖는 2개의 STTD-OTD시스템(100),(200)을 주기적인 스위칭한다. 따라서, 먼저 처음 4심볼(s₁~s₄)은 STTD-OTD시스템(100)으로 입력되고, 다음의 4심볼(s₅~s₈)은 STTD-OTD시스템(200)으로 입력된다. 즉, 스위치(301)는 전송할 복수의 심볼들을 소정의 심볼 그룹단위로 스위칭한다.

STTD-OTD시스템(100)으로 입력된 심벌(s₁~s₄)들은 심볼 레벨 스크램블러(101)에서 [표2]와 같이 비트(b₀,b₁)조합에 따라 스크램블링 순서가 결정되며, 순서가 결정된 심볼은 STTD-OTD엔코더(102)에서 [표 3]과 같이 시공간 부호화된 후 4개의 송신 안테나를 통해 전송된다.

따라서, 시공간 부호화된 4개의 심벌들은 4개의 송신 안테나를 통하여 4슬롯구간동안 전송된다. 또한, STTD-OTD시스템(100)으로 스위칭된 심벌(s₅~s₈)도 상기 따라서, 본 발명은 8개의 슬롯구간동안 8개의 송신 안테나를 이용하여 슬롯을 전송함으로써 8개의 심벌들간의 간섭을 발생시키지 않고 전송이 가능하다.

물론 각 STTD-OTD시스템(100),(200)의 동작 원리는 기존 방법과 동일하다. 따라서 앞서 기술된 STTD-OTD의 동작원리를 동일하게 적용할 경우 수신단의 단일 안테나를 통하여 수신되는 신호(r₁~r₈)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, 상기 r₁~r₈은 8 슬롯동안 수신된 신호이고, 상기 h₁~h₈은 각 송신 안테나와 수신 안테나간의 채널을 의미한다. 또한, 상기 n₁~n₈은 백색 가우시안 잡음성분을 나타낸다. 상기 수신신호(r₁~r₈)로부터 8개의 송신심벌들을 추정하기 위하여 도8에 도시된 바와같이, 선형 결합기(300)는 다음 [수학식 9]에 도시된 복호화 과정을 수행한다.

이후, 8에 도시된 바와같이, 선형 결합기(400)는 [수학식 9]에 [수학식 7]을 대입하여 다음 [수학식 10]과 같이 추정 심벌(~)을 검출한다.

따라서, ML추정부(500)는 [수학식 10]에 의해 구해진 추정 심볼( ~)에 ML검출 방법을 적용하여 최종 심벌(s₁~s₈)을 검출한다.

상기 [수학식 10]을 살펴보면, 종래의 8*1 STTD 시스템의 경우에는 [수학식 3]에 나타난 바와같이 추정된 심볼에 간섭성분이 포함되어 있지만, 본 발명에 의한 전송방법을 적용한 경우에는 추정된 심벌에 원하는 신호 성분과 잡음성분 이외의 간섭성분은 포함되어 있지 않음을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 본 발명에 따른 복합 전송 다이버시트 시스템을 이용하는 경우 시공간 다이버시티 이득은 물론 수신단에서의 SNR을 동시에 획득할 수 있기 때문에 이동통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 바와같이 본 발명은 동일한 구조를 갖는 두 STTD-OTD 시스템과 이들 시스템을 주기적으로 선택하기 위한 TSTD시스템을 결합한 복합 전송 다이버시티 시스템을 제공함으로써 송신 안테나 정규화에 따른 송신전력 감소와 송신 심볼간 간섭을 효과적으로 보완할 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 두개의 동일한 STTD-OTD시스템을 통해 번갈아 송신 심벌들을 전송하기 때문에 송신단에서는 한 슬롯 시간구간동안 4개의 안테나만을 사용하게 된다. 반면에 8개의 송신 안테나를 사용하는 확장된 8*1 STTD기법의 경우에는 한 슬롯 시간구간동안 8개의 송신 안테나를 모두 사용하여 심볼을 전송한다. 따라서, 본 발명에서 제안된 복합 전송 다이버시티 시스템을 적용할 경우에는 송신 안테나별 송신전력은 단일 STTD-OTD 시스템과 동일하게 유지할 수 있기 때문에 송신 안테나 정규화에 따른 송신전력 감소 문제를 확실히 보완해줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 두 슬롯시간구간(8슬롯)동안 8개의 송신 안테나를 통하여 슬롯을 전송하기 때문에 전송되는 8개의 심벌들간의 간섭발생이 적다. 따라서, 전송된 심볼들을 수신단에서 검출할 경우에는 심볼 검출능력이 보다 향상되어 전체 이동통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 8개의 송신 안테나를 갖는 종래의 8*1 STTD 시스템의 송신단 구성도.

도 2는 8*1 STTD시스템의 수신단 구성도.

도 3은 4개의 송신 안테나를 갖는 종래의 STTD-OTD시스템의 송신단 구성도.

도 4는 종래의 STTD-OTD시스템의 수신단 구성도.

도 5는 2개의 송신 안테나를 갖는 종래의 TSTD시스템의 송신단 구성도.

도 6은 종래의 TSTD시스템의 수신단 구성도.

도 7은 본 발명에 따른 STTD-OTD시스템과 TSTD시스템을 결합한 복합 전송 다이버시티 시스템의 송신단 구성도.

도 8은 본 발명에 따른 복합 전송 다이버시티 시스템의 수신단 구성도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

100, 200 : STTD-OTD시스템 101,201 : 심볼 레벨 스크램블러

102, 202 : STTD-OTD엔코더 300 : TSTD시스템

301 : 스위치 400 : 선형결합기

500 : ML 결정부

Claims (7)

1. 다수의 송신안테나와 단일 수신안테나를 구비한 시스템에 있어서,

   동일한 구조의 제1,제2STTD-OTD(Space-Time Transmit Diversity-Orthogonal Transmit Diversity)시스템과;

   제1,제2STTD-OTD시스템을 스위칭하는 TSTD(Time-Switched Transmit Diversity)시스템을 구비하여,

   상기 TSTD시스템의 주기적인 스위칭에 따라 제1,제2STTD-OTD시스템을 통하여 복수의 송신 심볼을 구분하여 전송하는 것을 특징으로 하는 복합 전송 다이버시티 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 TSTD시스템은

   일정한 시간주기마다 제1,제2STTD-OTD시스템을 교대로 선택하는 것을 특징으로 하는 복합 전송 다이버시티 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 심볼들은

   독립된 복수의 채널을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 복합 전송 다이버시티 시스템.
4. 다수의 송신안테나와 단일 수신안테나를 구비한 시스템에 있어서,

   복수의 심볼들을 심볼 그룹단위로 교대로 스위칭하는 단계와;

   스위칭된 심볼그룹을 소정의 다이버시티 기법을 이용하여 다중하는 단계와;

   다중화된 심볼그룹을 서로 다른 슬롯 시간구간동안 하향링크로 전송하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 소정의 다이버시티 기법은

   STTD-OTD(Space-Time Transmit Diversity-Orthogonal Transmit Diversity)기법인 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 복수의 심볼들은

   4심볼단위로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티 방법.
7. 제4항에 있어서, 상기 다중화된 심볼들은

   독립된 복수의 채널을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 전송 다이버시티 방법.