KR20060016190A - 단말의 3-안테나를 통한 상향 신호 전송방법 - Google Patents

단말의 3-안테나를 통한 상향 신호 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단말이 3개의 안테나를 구비한 다중 안테나 시스템에서의 신호 전송방법에 관한 것으로서, 각 안테나별 전송신호의 조합을 나타내는 행렬을 생성하는 단계와; 생성된 행렬을 이용하여 하여 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 상기 행렬은 2개 및 1개의 안테나를 갖는 단말의 경우, 안테나 0와 안테나 1은 서로의 신호(S1과 S2)만을 공유하고, 안테나 2는 상기 신호(S1과 S2)와 독립적인 신호(S3 또는 S4)를 전송하도록 구성한다.
다중안테나 시스템, 송신 다이버시티, MIMO시스템

Description

단말의 3-안테나를 통한 상향 신호 전송방법{METHOD FOR TRANSMITTING SIGNALS THROUGH THREE-ANTENNAS OF TERMINAL}
도 1은 종래 2-안테나 시스템의 행렬의 일 예를 나타낸 도면.
도 2는 3-안테나 시스템을 지원하기 위한 종래의 행렬의 일 예를 나타낸 도면.
도 3은 단말의 3-안테나 시스템을 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 단말의 3-안테나 시스템을 지원하기 위한 본 발명에 따른 행렬의 일 예를 나타낸 도면.
본 발명은 다중 안테나 기술에 관한 것으로서, 특히 단말의 3-안테나를 통한 상향 신호 전송방법에 관한 것이다.
종래의 IEEE 802.16e OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서는 기지국이 3개의 안테나를 가지고 있을 경우 안테나 별 송신신호의 조합을 나타내는 매트릭스가 상향 링크시에 적합하도록 설계되어 있다.
보통 기지국이나 단말이 하나 이상의 안테나를 가진 다중 안테나 시스템에서는 상향 또는 하향 링크로 보내는 각 안테나 신호들의 조합을 어떻게 하느냐에 따라 시 간과 주파수 축의 다이버시티(Diversity) 이득이 달라진다.
예를들어, 2개의 송신(Tx) 안테나와 1개의 수신(Rx) 안테나를 가지고 있는 경우 다이버시티 이득을 얻기 위한 행렬은 도 1과 같이 정의된다.
도 1에서, 각 행렬(A,B)의 행은 순차적으로 안테나 0,1,에 실리는 신호를 의미하고, 열은 시간 순서를 의미한다. 즉, 행렬 A를 사용하는 경우, 첫번째 채널의 안테나 0과 안테나 1을 통해 각각
Figure 112004036640456-PAT00001
과
Figure 112004036640456-PAT00002
가 전송되고, 두번째 채널의 안테나 0와 안테나 1을 통해 각각
Figure 112004036640456-PAT00003
와
Figure 112004036640456-PAT00004
이 전송된다. 이때, 첫번째와 두번째 채널에서의 수신값을 각각
Figure 112004036640456-PAT00005
와
Figure 112004036640456-PAT00006
라고 하면, 수신단은 심볼을 다음 식(1)과 같이 추정해 낼 수 있다.
Figure 112004036640456-PAT00007
------------------식(1)
여기서,
Figure 112004036640456-PAT00008
과
Figure 112004036640456-PAT00009
는 각각 안테나 0와 안테나 1이 겪는 채널 상태를 나타내며, 각 안테나에서 송신된 파일럿신호의 패턴으로부터 추정할 수 있다.
한편, 현재의 IEEE 802.16e OFDMA 시스템에서는 3-안테나를 가진 기지국의 경우 도 2에 도시된 바와같이, 행렬 A, B, C를 고려하고 있다. 이때, 수신측에서의 신호 추정 방법은 2-안테나의 경우와 비슷하다.
도 2에 도시된 매트릭스(A,B,C)는 하향 링크시 기지국에서 3-안테나를 지원하는 경우에는 모두 사용이 가능하다. 그런데, 도 3에 도시된 바와같이, 상향링크에서 두 단말(SS1,SS2)이 3-안테나를 지원하는 경우 즉, 단말(SS1)은 두개의 안테나(ANT0 및 ANT1)를 갖고 단말(SS2)은 하나의 안테나(ANT2)를 갖는 경우, ANT0와 ANT1은 서로의 신호를 공유할 수 있지만, ANT2는 공유가 불가능하다.
예를 들어, 도 2의 행렬(A,B,C)를 도 3에 도시된 단말의 3-안테나에 적용시킬 경우, 단말(SS1)은 안테나(ANT0와 ANT1)을 통해 S1과 S2를 전송하고, 단말(SS2)은 안테나(ANT2)를 통하여 기지국(BS)으로 S3과 S4를 독립적으로 전송한다. 그런데, 행렬 A에서, 안테나(ANT1)는 S3과 S4를 전송할 수 없음에도 불구하고 전송해야 하기 때문에 결국 행렬 B의 경우는 사용이 불가능하며 이는 행렬 B의 경우에 동일하게 적용된다.
따라서, 종래 상향링크에서 두개의 단말이 각각 2개와 1개의 안테나를 갖는 경우, 도 2의 행렬 A, B는 사용이 불가능하며, 또한 행렬 C의 경우에도 시간 축에서의 다이버시티 이득은 얻을 수 없는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 단말이 3개의 안테나를 지원하는 경우의 상향 링크를 통한 신호전송방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단말이 3개의 안테나를 가지고 있을 경우를 지원하는 행렬을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 2개의 단말이 3개의 안테나를 구비한 다중 안테나 시스템에 있어서, 본 발명에 따른 상향 신호 전송방법은 각 안테나별 전송신호의 조합을 나타내는 행렬을 생성하는 단계와; 생성된 행렬을 이용하여 하여 상향 링크 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 행렬은 2개의 안테나는 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 신호를 전송하고, 안테나 2는 독자적으로 신호를 전송하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 2개의 안테나는 서로 신호를 공유하고, 상기 1개의 안테나는 다음 전송시(재전송시)에는 이전 전송시의 신호를 반복 전송하거나 다른 신호를 전송한다.
본 발명은 다중 안테나 기술을 사용하는 OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/ Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 시스템에서 구현된다. 그러나, 본 발명은 다른 표준에 따라 동작하는 무선 통신 시스템에도 적용되어 질 수 있다.
본 발명은 단말의 3-안테나를 통한 상향 신호 전송방법을 제공한다. 이를 위하여 본 발명은 각 안테나별 전송신호의 조합을 나타내는 행렬을 생성한 후 그 생성된 행렬을 이용하여 하여 상향링크 신호를 전송한다. 즉, 본 발명은 단말들이 3-안테나인 경우를 지원하는 행렬을 제안하며, 특히 본 발명은 2개 및 1개의 안테나를 갖는 단말의 신호전송을 지원하기 위한 행렬을 제안한다.
상기 행렬은 안테나 0(ANT0)와 안테나 1(ANT1)는 서로의 신호(S1과 S2)만을 공유하고, 안테나 2(ANT2)는 상기 신호(S1과 S2)와 독립적인 신호(S3 또는 S4 )를 전송하도록 구성한다.
도 4는 본 발명에 따른 단말의 3-안테나를 지원하는 행렬의 일 예이다.
도 4에 도시된 바와같이, 도 3의 안테나 0(ANT0)와 안테나 1(ANT1)은 서로 정보공유가 가능하기 때문에 주파수와 시간 축에서의 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻을 수 있도록 서로 순서를 바꾸고, 안테나 2(ANT2)의 신호는 안테나 0 및 1(ANT0 및 ANT1)의 신호와는 독립적인 신호이기 때문에 행렬 D에 도시된 바와같이, S3를 반복 전송한다. 또한, 상기 시간(t)에서 안테나 2(ANT2)를 통해 보낸 S3가 수신단에서 성공적으로 검출된 경우에는 도 4의 행렬 E에 도시된 바와같이, 시간(t+1)에서는 S3대신에 다른 정보 S4를 전송함으로써 보다 많은 신호를 전송할 수 있다. 이때, 행렬의 행은 순차적으로 안테나 0,1 및 2에 실리는 신호를 뜻하고, 매트릭스의 열은 시간순서(t,t+1,..)를 나타낸다.
상술한 바와같이, 본 발명은 2개 및 1개의 안테나를 갖는 단말의 신호전송을 지원하기 위한 상향링크 행렬을 제안함으로써 단말은 상향링크에서 해당 행렬을 이용하여 다이버시티 효과를 내도록 신호를 송신할 수 있다.
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.

Claims (7)

  1. 2개의 단말이 3개의 안테나를 구비한 다중 안테나 시스템에 있어서,
    각 안테나별 전송신호의 조합을 나타내는 행렬을 생성하는 단계와;
    생성된 행렬을 이용하여 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향 신호 전송방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 행렬은
    2개의 안테나를 구비한 단말1에서 상향신호를 전송하는 경우 상호 2개의 안테나는 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 신호를 전송하고, 1개의 안테나를 구비한 단말2 에서 상향신호를 전송하는 경우 1개의 안테나는 독자적으로 신호를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상향 신호 전송방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단말1의 2개의 안테나는
    서로 신호를 공유하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상향 신호 전송방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 단말 2의 1개의 안테나는
    다음 시간에서의 전송시에는 이전 전송시의 신호를 반복 전송하거나 다른 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 상향 신호 전송방법.
  5. 각각 2개 및 1개의 안테나를 이용하여 상향 신호를 전송하는 다중 안테나 시스템에 있어서,
    상기 2개의 안테나는 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 신호를 전송하고, 다른 1개의 안테나는 독자적으로 신호를 전송하도록 행렬을 구성하는 것을 특징으로 하는 상향 신호 전송방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 2개의 안테나는
    서로 신호를 공유하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상향 신호 전송방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 1개의 안테나는
    다음 시간에서의 신호 전송시에는 이전 시간에서의 전송시의 신호를 반복 전송하거나 새로운 다른 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 상향 신호 전송방법.
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