KR20060043279A

KR20060043279A - 구조적인 시공간 부호 및 그 생성 방법과, 그 시공간 부호를 사용한 다중 안테나 시스템

Info

Publication number: KR20060043279A
Application number: KR1020050016809A
Authority: KR
Inventors: 오성근; 이문일; 이승준; 예충일; 임형수; 최인경; 오종의; 임광재; 김성락; 송영석; 이유로; 권동승; 황승구
Original assignee: 한국전자통신연구원; 아주대학교산학협력단
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-05-15
Also published as: KR100599192B1; WO2006025635A1; JP2008512032A; US20080225975A1; US7903753B2

Abstract

본 발명은 구조적인 시공간 부호 및 그 생성 방법과, 그 시공간 부호를 사용한 다중 안테나 시스템에 관한 것이다. 이 시공간 부호는 하나의 블록구간 동안 송신기의 안테나 개수와 공간 다중화율의 곱에 해당하는 심벌들을 전송하도록 송신기의 안테나 개수에 해당하는 크기의 정방행렬인 부호어 행렬－여기서 부호어 행렬의 행(row)은 송신기의 안테나별로 전송되는 결합된 신호들을 나타내고, 부호어 행렬의 열(column)은 송신기의 안테나 개수에 해당하는 타임슬롯을 나타냄－을 가진다. 이 부호어 행렬은 타임슬롯마다 각 송신 안테나가 전송하도록 할당되는 심벌의 개수는 공간 다중화율에 해당하는 개수이고, 각 송신 안테나에 할당된 심벌들은 서로 다른 결합 계수들에 의해 결합되어 각 송신 안테나에 의해 동시에 전송되며, 각 송신 안테나에는 타임슬롯마다 서로 다른 심벌들이 할당되도록 결정된다. 본 발명에 따르면, 최소의 지연을 가지므로 채널변화에 효과적으로 대처할 수 있고, 타임슬롯별 안테나별로 최소의 데이터 심벌의 조합으로 신호가 생성되므로 신호들 간의 유클리디언 거리가 커서 높은 부호화 이득을 얻을 수 있다.

시공간 부호, STC, time space code, 다중 안테나 시스템, 공간 다중화율

Description

구조적인 시공간 부호 및 그 생성 방법과, 그 시공간 부호를 사용한 다중 안테나 시스템 {A STRUCTURED SPACE-TIME CODE AND GENERATING METHOD THEREOF, AND MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구조적인 시공간 부호를 사용하는 다중 안테나 시스템의 블록도이다.

도 2는 도 1에서 2개의 송신 안테나와 공간 다중화율이 2인 경우의 시공간 부호어 행렬의 예를 도시한 도면이다.

도 3은 도 1에서 3개의 송신 안테나와 공간 다중화율이 1인 경우의 시공간 부호어 행렬의 예를 도시한 도면이다.

도 4는 도 1에서 3개의 송신 안테나와 공간 다중화율이 2인 경우의 시공간 부호어 행렬의 예를 도시한 도면이다.

도 5는 도 1에서 4개의 송신 안테나와 공간 다중화율이 1인 경우의 시공간 부호어 행렬의 예를 도시한 도면이다.

도 6은 도 1에서 4개의 송신 안테나와 공간 다중화율이 2인 경우의 시공간 부호어 행렬의 예를 도시한 도면이다.

본 발명은 다중 안테나 시스템(MIMO:Multi-Input Multi-Output)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송신기에 다수의 안테나를 사용하여 수신기에서의 안테나 수에 따라 최대의 다이버시티 이득(diversity gain)과 최대의 공간 다중화 이득(spatial multiplexing gain)을 동시에 얻기 위한 구조적인 시공간 부호(space-time code) 및 이를 생성하는 방법과, 이 시공간 부호를 사용하여 무선통신 환경에서 시스템의 신뢰성을 향상시키거나 전송용량을 증대시킬 수 있는 다중 안테나 시스템에 관한 것이다.

최근에 정보통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 그리고 고품질 서비스의 출현 등으로 인해 통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 이에 능동적으로 대처하기 위해서는 무엇보다도 통신 시스템의 용량이 증대되어야 한다. 이러한 요구는 유선통신에서보다는 무선통신에서 더욱 큰 압박으로 다가오고 있다. 무선통신에서는 기본적으로 가용 주파수 자원이 제한되어 있고, 이들을 공유하여야 하며, 무선통신이 가지고 있는 장점 때문에 수요가 급격히 늘어나고 있기 때문이다.

이러한 무선통신 환경에서 통신 용량을 늘리기 위해서는 이용 가능한 주파수 대역을 발굴하는 방법과 주어진 자원의 효율성을 높이는 방법이 있다. 이 중에서 무선 자원의 효율성을 높이는 방법으로 최근 큰 주목을 받으며 활발하게 개발이 추진되고 있는 기술은 송수신기에 다수의 안테나를 장착하여 자원활용을 위한 공간적인 영역을 추가로 확보함으로써 대역폭의 증가 없이 다이버시티 이득을 통한 통신 링크의 신뢰성을 높이거나 공간 다중화를 통한 병렬전송을 통하여 전송 용량을 높이는 시공간 부호 기술들이다.

이와 같이, 무선통신 시스템의 전송 용량은 MIMO 기술을 이용하여 상당히 증가시킬 수 있다. Alamouti에 의해 제안된 시공간 블록 부호 기법('A simple transmit diversity technique for wireless communications', IEEE JSAC, vol. 16, no. 8, Oct. 1998)은 송수신기에 다수의 안테나를 사용하여 무선 채널에서의 페이딩을 극복하는 대표적인 송신 다이버시티 기술이다. 상기 기법은 2개의 송신 안테나를 사용하는 전송 기법으로서 다이버시티 등급(diversity order)이 송신 안테나 개수와 수신 안테나 개수의 곱으로 최대의 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 기술이다. 그러나, 상기 기법은 두 개의 송신 안테나를 통하여 두 타임슬롯(time slot) 동안 두 개의 데이터 심벌만을 전송하므로 전송속도(rate)가 1로서, 수신 안테나의 개수에 상관없이 공간 다중화 이득을 얻지 못하며, 또한 송신 안테나가 3개 이상인 경우에 대한 전송 방식은 제시하지 못하고 있다.

반면, 공간 다중화 이득을 얻는 방법으로는 Bell Lab에서 제안한 V-BLAST(Vertical Bell Laboratories Layered Space-Time) 시스템('Detection algorithm and initial laboratory results using V-BLAST space-time communication architecture', IEE, Vol. 35, No. 1, pp.14~16, 1999)이 대표적이다. 상기 기법은 송신기에서 각 전송 안테나마다 서로 다른 신호를 같은 송신 전력과 전송률로 동시에 전송하게 되며, 수신기에서는 전송 신호를 검출할 때 크게 detection ordering, interference nulling, interference cancellation의 세 가지 과정으로 나누어 처리하여, 불필요한 간섭 신호를 제거해 줌으로써 신호대 잡음비를 높일 수 있다. 이 기법은 수신 안테나의 개수가 송신 안테나의 개수와 같거나 많다면 송신 안테나의 개수에 해당하는 독립적인 데이터 신호를 동시에 전송할 수 있으므로 공간 다중화 이득을 최대로 유지할 수 있다. 그러나 이 기법은 수신 안테나 수가 송신 안테나 수보다 많거나 같아야 하며, 다중화 이득을 최대로 하기 위해서는 다이버시티 이득을 얻을 수 없으므로 채널 환경이 나쁜 경우 한번 신호가 잘못 복원되면 그 다음 전송 신호를 검출할 때도 영향을 주게 되어 심각한 성능 열화를 초래할 수도 있게 된다.

앞에서 기술된 두 기법과는 달리, Yao와 Wornell에 의해 제안된 tilted QAM 방식('Structured space-time block codes with optimal diversity-multiplexing tradeoff and minimum delay', Globecom, pp.1941-1945, 2003)은 Zhang과 Tse에 의해 제시된 최적의 diversity-multiplexing tradeoff를 만족시키는 FDFR(Full Diversity & Full Rate)를 얻는 시공간 부호이다. 상기 기법은 2개의 송신 안테나와 2개의 수신 안테나를 갖는 시스템에서 최소의 코드길이 2를 갖는 짧은 시공간 블록 부호(a short space-time block code)이며, QAM 성상도(constellation)를 회전(rotation)시킴으로써 다중화 이득을 유지함과 동시에 최대 다이버시트 이득을 얻을 수 있다. 그러나, 단순한 신호의 회전만을 사용함으로써 부호화 이득을 충분히 얻지 못하고 있고, 송수신 안테나의 개수가 각각 2개씩인 경우에만 적용할 수 있으며, 다른 안테나 구성에서는 정의할 수 없는 문제를 안고 있다.

따라서, 본 발명의 기술적 목적은 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 송수신기에 다수의 안테나를 사용하는, 특히 송신기에서 다수의 안테나를 사용하는 다중 안테나 시스템에서 최대의 다이버시티 이득과 최대의 다중화 이득을 동시에 얻을 수 있으며 최소의 지연을 가지는 시공간 부호 및 이를 생성하는 방법과, 이렇게 생성된 시공간 부호를 사용하여 데이터 심벌들을 전송하는 다중 안테나 시스템을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 특징에 따른 시공간 부호는,

송수신기에 다수의 안테나를 사용하는 다중 안테나 시스템에서 다수의 정보 심벌을 전송하는 시공간 부호로서,

하나의 블록구간 동안 상기 송신기의 안테나 개수와 다중화율의 곱에 해당하는 심벌들을 전송하는 부호어 행렬－여기서 부호어 행렬의 행(row)은 상기 송신기의 안테나별로 전송되는 결합된 신호들을 나타내고, 상기 부호어 행렬의 열(column)은 상기 송신기의 안테나 개수에 해당하는 타임슬롯을 나타냄－을 가지며, 상기 부호어 행렬은 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에는 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당되고, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들이 결합되어 상기 각 송신 안테나에 의해 동시에 전송되며, 상기 각 송신 안테나에는 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당되도록 결정되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 부호어 행렬의 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에 평균 적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당함에 있어서, 상기 각 송신 안테나마다 동일한 개수의 심벌들이 전송되도록 할당하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부호어 행렬의 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당함에 있어서, 상기 각 송신 안테나마다 서로 다른 개수의 심벌들이 전송되도록 할당하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부호어 행렬의 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당함에 있어서, 상기 각 송신 안테나마다 심벌들의 일부는 중복으로 전송되도록 할당하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부호어 행렬의 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당함에 있어서, 상기 각 송신 안테나마다 서로 다른 심벌들이 전송되도록 할당하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들이 결합되어 상기 각 송신 안테나에 의해 동시에 전송됨에 있어서, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들이 각 안테나마다 서로 다른 결합계수를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 실수 계수를 사용하여 결합을 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 복소수 계수를 사용하여 결합을 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 복소수 계수를 사용하여 결합함에 있어서, 복소수의 크기가 모두 동일하게 선정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 송신 안테나에 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당함에 있어서, 상기 타임슬롯마다 심벌들의 개수가 동일하게 전송하도록 할당하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 송신 안테나에 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당함에 있어서, 상기 타임슬롯마다 안테나별로 할당되는 심벌들의 구성이 동일한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 송신 안테나에 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당함에 있어서, 상기 타임슬롯마다 안테나별로 할당되는 심벌들의 구성이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 송신 안테나에 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성을 다르게 할당하여 각 안테나에 의해 동시에 전송함에 있어서, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 결합하는 결합계수들이 상기 타임슬롯마다 서로 다르게 하여 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 시공간 부호 생성 방법은,

송수신기에 다수의 안테나를 사용하는 다중 안테나 시스템의 송신기에서 다수의 정보 심볼을 수신기로 송신하는데 사용되는 시공간 부호를 생성하는 방법으로 서,

a) 상기 시공간 부호를 결정하는 부호어 행렬의 행－여기서 행은 상기 송신기의 안테나별로 대응됨－과 열－여기서 열은 하나의 블록구간 동안 존재하는 타임슬롯에 대응됨－의 개수를 상기 송신기의 안테나 개수로 각각 설정하는 단계; b) 상기 하나의 블록구간동안 전송될 심벌의 개수를 상기 송신기의 안테나 개수와 공간 다중화율의 곱으로 결정하는 단계; c) 상기 부호어 행렬의 특정 열을 선택하고, 해당 열의 각 행에 상기 b) 단계에서 결정된 심벌들 중 상기 공간 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들을 각각 할당하는 단계; d) 상기 c) 단계에서 할당된 심벌들에 대응되는 결합 계수를 각 심벌에 할당하여 각 심벌들이 결합되도록 하는 단계; 및 e) 상기 c) 및 d) 단계에서 선택된 열을 제외한 나머지 열에 대해서 상기 c) 및 d) 단계를 반복하되, 상기 부호어 행렬의 각 행과 각 열에 서로 다른 심벌들이 할당되도록 하는 동시에, 상기 열마다 할당된 동일한 심벌에 대해 서로 다른 결합계수가 할당되도록 하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 e) 단계에서, 상기 특정 열에 인접해 있는 열의 각 행에 심벌들을 할당할 때, 상기 특정 열의 각 행에 할당된 심벌들을 열을 기준으로 순환 이동시켜 할당하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 e) 단계 후에, 상기 부호어 행렬의 특정 열의 각 행에 할당된 심벌들의 평균전력 또는 특정 열 전체의 평균 전력 또는 각 심벌에 할당된 평균전력이 동일해지도록 상기 각 심벌에 할당된 결합 계수를 선정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 다중 안테나 시스템은,

하나의 블록구간동안 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율의 곱에 해당하는 심벌에 대응되는 시공간 부호를 생성하여 상기 다수의 송신 안테나를 통해 전송하는 송신기; 및 상기 송신기에서 송신된 신호를 다수의 수신 안테나를 사용하여 수신하여 상기 시공간 부호를 복호하여 대응되는 심벌을 복원하는 수신기를 포함하며, 상기 시공간 부호는, 상기 송신 안테나의 개수에 해당하는 크기의 정방행렬인 부호어 행렬－여기서 부호어 행렬의 행(row)은 상기 송신 안테나별로 전송되는 결합된 신호들을 나타내고, 상기 부호어 행렬의 열(column)은 상기 송신 안테나 개수에 해당하는 타임슬롯을 나타냄－을 가지고, 상기 부호어 행렬은 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나가 전송하도록 할당되는 심벌의 개수는 상기 공간 다중화율에 해당하는 개수이고, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들은 서로 다른 결합 계수들에 의해 결합되어 상기 각 송신 안테나에 의해 동시에 전송되며, 상기 각 송신 안테나에는 상기 타임슬롯마다 서로 다른 심벌들이 할당되도록 결정되는 것을 특징으로 한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 최대 다이버시티와 최대 다중화 이득을 추구하는 구조적인 시공간 부호 생성 방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 최대 다이버시티와 최대 다중화 이득을 추구하는 구조적인 시공간 부호를 사용하는 다중 안테나 시스템의 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나 시스템은 데이터 입력을 본 발명의 실시예에 따른 최대 다이버시티와 최대 다중화 이득을 추구하는 구조적인 시공간 부호를 사용하여 부호화하여 다수 개(여기서는 N_t)의 송신 안테나를 통해 송신하는 송신기(100)와, 다수 개(여기서는 N_r)의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하여 본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호를 사용하여 복호하여 정보 심벌을 검출하는 수신기(200)를 포함한다.

이러한 송신기(100)는 시공간 부호기(110) 및 다수 개의 송신 안테나(120_1, …, 120_N_t)를 포함한다.

시공간 부호기(110)는 입력되는 데이터 심벌 블록으로부터 추후 설명될 본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호를 생성하여 다수 개의 송신 안테나(120_1, …, 120_N_t)를 통해 수신기(200)로 송신한다.

한편, 수신기(200)는 다수 개의 수신 안테나(210_1, …, 210_N_r) 및 시공간 부호 복호기(220)를 포함한다.

시공간 부호 복호기(220)는 다수 개의 수신 안테나(210_1, …, 210_N_r)를 통해 수신되는 신호로부터 본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호에 따라 복호하여 송신기(100)로부터 송신된 데이터 심벌을 복원한다.

여기서 송신기(100)의 시공간 부호기(110)와 수신기(200)의 시공간 부호 복호기(200)는 본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호를 사용하여 부호화하고 복호하므로 본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호의 구조 및 부호화에 대해서만 설명하더라고 이에 따른 복호 방법은 본 기술분야의 당업자에 의해 쉽게 이해될 수 있으므로 설명의 편의상 여기에서는 생략한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호는 블록부호로서 송신 안테나의 개수에 해당하는 정방행렬로 정의되고, 행(row)은 송신 안테나별로 전송되는 결합된 신호들을 나타내며, 열(column)은 송신 안테나의 개수에 해당하는 타임슬롯을 나타낸다.

여기서 송신 안테나의 개수가

이고, 수신 안테나의 개수가

이며, 공간 다중화율(rate)이

인 경우,

심벌동안

송신 안테나를 통하여 실제로 전송되는 결합된 신호는 다음의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다. 이 때, 기본적으로 공간 다중화율

을 얻기 위해서는

의 조건을 만족해야 하며, 매 타임슬롯마다 각 송신 안테나를 통하여 전송되는 신호는 블록구간동안에 전송되는 모든 심벌들의 가중 결합으로 결정된다.

여기서

는 전송되는 n-번째 데이터 심벌을 나타내며,

는 송신 안테나를 통하여 실제로 전송되는 결합된 신호이다. 이 때

는 복소수 값을 가지는 결합 계수이다.

한편, 시공간 부호어 행렬은 다음의 [수학식 2]와 같이 표현할 수 있다.

상기의 시공간 부호어 행렬이 최소의 지연을 가지기 위하여 열의 개수는 항상 송신 안테나의 개수와 동일한

개로 정해진다.

본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호의 구조는 하나의 블록구간에서는 송신 안테나 개수(

)와 공간 다중화율(

)의 곱에 해당하는 심벌들의 집합이 동시에 전송되며, 블록구간 내의 임의의 타임슬롯에서는 블록구간에 전송해야할 모든 심벌들을 각 송신 안테나마다 공간 다중화율(

)에 해당하는 개수만큼씩 할당하고, 각 송신 안테나별로 이들을 서로 다른 가중치로 결합하여 동시에 전송한다.

한편, 블록구간 내의 또 다른 타임슬롯 동안에서도 동일한 심벌들의 집합이 전송되는데, 매 타임슬롯마다 송신 안테나들에는 공간 다중화율(

)에 해당하는 개수의 새로운 심벌들이 할당된다. 여기서, 각 송신 안테나마다 공간 다중화율에 해당하는 개수만큼씩 할당하는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고, 타임슬롯마다 각 송신 안테나에는 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당될 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나마 동일한 개수의 심벌들이 전송되도록 할당될 수 있거나 또는 각 송신 안테나마다 서로 다른 개수의 심벌들이 전송되도록 할당될 수 있다. 즉, 각 송신 안테나마다 심벌들의 일부는 중복으로 전송되도록 할당할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호에서는 각 송신 안테나에 심벌들을 할당함에 있어서 임의의 심벌이 블록구간동안 특정 송신 안테나에는 단 한번씩만 할당되고, 블록구간동안 모든 송신 안테나들에 반드시 한번씩은 할당되도록 구성된다.

또한, 타임슬롯마다 각 송신 안테나에 할당되는 심벌들의 집합은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 타임슬롯마다 각 송신 안테나에 할당된 심벌들은 서로 다른 가중치를 가지고 결합되어 전송된다. 따라서, 각 행의 심벌들을 결합하는 계수인

는 행의 전체 요소들 중에서 각 송신 안테나에 할당된

개를 제외한 나머지는 모두 '0' 으로 표현되어야 하며, 블록구간에서 타임슬롯별 안테나별 심벌 할당에 있어서 각각의 데이터 심벌은 블록구간동안 모든 송신 안테나들을 통하여 한번씩은 그리고 한번씩만 전송되어야 하므로 결합계수

값을 적절히 선정하는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이, 각 송신 안테나에 할당된 심벌들이 결합되어 각 송신 안테나에 의해 동시에 전송될 때, 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 각 안테나마다 서로 다른 결합계수를 가지도록 할 수 있다. 이 때, 각 결합 계수는 실수 계수이거나 복소수 계수일 수 있다. 복소수 계수인 경우, 각 복소수의 크기가 모두 동일하게 선정할 수 있다.

이와 같이 결합계수를 선정하는 일예로, 개념의 단순화와 설계의 용이성을 위하여, 타임슬롯에 따라 각 안테나에 할당되는 심벌들의 집합은 송신 안테나를 따라 순환적으로 이동하게 하며, 순환 이동되어 인접 안테나에 할당된 심벌들은 서로 다른 가중치로 결합하여 전송하도록 다음의 [수학식 3]과 같이 설계한다.

[수학식 3]에서 결합계수

는 t번 째 타임슬롯에서 i번 째 안테나를 통 해서 전송되는 j번 째 심벌을 결합하기 위한 복소 가중치를 나타낸다. 이후에는 설명을 단순화하기 위하여 필요에 따라서 가중치의 정의하는 형태를 달리한다.

구체적인 실현을 위한 첫 번째 예로서, 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우, 시공간 부호의 부호어는 다음의 [수학식 4]와 같은 심벌들의 조합으로 나타낼 수 있다.

상기의 [수학식 4]에서 코드 행렬의 형태는 송신 안테나별 심벌들의 조합에 따라 다양하게 구성될 수 있으나, 기본적인 개념은 하나의 타임슬롯 동안 각 안테나마다 2개의 심벌들을 가중 결합하여 전송한다는 것이고, 다른 타임슬롯에서는 각 안테나에 할당된 심벌들이 달라진다는 것이다.

상기 [수학식 4]의 시공간 부호는 다음의 [수학식 5]와 같이 시공간 부호어 행렬로 표현할 수 있으며, 이러한 시공간 부호어 행렬을 사용하는 다중 안테나 시스템은 첨부한 도 2에 도시되어 있다.

다음, 두 번째 예로써 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우, 시공간 부호의 부호어는 다음의 [수학식 6]과 같은 심벌들의 조합으로 나타낼 수 있다.

상기의 [수학식 6]에서 코드 행렬의 형태는 안테나별 신호의 조합에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 상기 [수학식 6]의 시공간 부호는 다음의 [수학식 7]과 같이 시공간 부호의 부호어 행렬로 나타낼 수 있으며, 이러한 시공간 부호어 행렬을 사용하는 다중 안테나 시스템은 첨부한 도 3에 도시되어 있다.

다음, 세 번째 예로써 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

의 경우에 시공간 부호의 부호어는 다음의 [수학식 8]과 같은 심벌들의 조합으로 나타낼 수 있다.

상기의 [수학식 8]에서 코드 행렬의 형태는 안테나별 심벌들의 조합에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 상기 [수학식 8]의 시공간 부호는 다음의 [수학식 9]와 같이 시공간 부호의 부호어 행렬로 나타낼 수 있으며, 이러한 시공간 부호어 행렬을 사용하는 다중 안테나 시스템은 첨부한 도 4에 도시되어 있다.

다음, 네 번째 예로써 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

의 경우에 시공간 부호의 부호어는 다음의 [수학식 10]과 같은 심벌들의 조합으로 나타낼 수 있다.

상기의 [수학식 10]에서 코드 행렬의 형태는 안테나별 심벌들의 조합에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 상기 [수학식 10]의 시공간 부호는 다음의 [수학식 11]과 같이 시공간 부호의 부호어 행렬로 나타낼 수 있으며, 이러한 시공간 부호어 행렬을 사용하는 다중 안테나 시스템은 첨부한 도 5에 도시되어 있다.

다음, 다섯 번째 예로써 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

의 경우에 한 가지 예로서 시공간 부호의 부호어는 다음의 [수학식 12] 와 같은 심벌들의 조합으로 나타낼 수 있다.

상기의 [수학식 12]에서 코드 행렬의 형태는 안테나별 심벌들의 조합에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 상기 [수학식 12]의 시공간 부호는 다음의 [수학식 13]과 같이 시공간 부호의 부호어 행렬로 나타낼 수 있으며, 이러한 시공간 부호어 행렬을 사용하는 다중 안테나 시스템은 첨부한 도 6에 도시되어 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호를 생성하기 위한 결합계수인

를 결정하기 위한 한 가지 설계조건으로서, 다음의 [수학식 14]와 같이 각 타임슬롯마다 각 송신 안테나에서 전송되는 신호의 평균전력이 동일하도록 유지할 수도 있다.

수학식 14에서

는 블록구간 내의 t-번째 타임슬롯에 할당되는 전력을 나타낸다. T는 블록구간 내의 총 타임슬롯의 개수이다.

또 다른 설계조건으로서, 다음의 [수학식 15]와 같이 각 타임슬롯마다 전체 송신 신호의 평균전력이 동일하도록 유지할 수도 있다.

여기서

는 하나의 타임슬롯 동안 전체 안테나를 통하여 전송되는 총 신호전력을 나타낸다.

또 다른 설계조건으로서, 하나의 심벌이 블록구간 내에서 여러 타임슬롯 동안에 걸쳐 전송되므로 하나의 코드블록 동안에 각 데이터 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지할 수도 있다. 이는 다음의 [수학식 16]과 같이 표현할 수 있다.

상기의 [수학식 16]에서 P는 하나의 블록구간 동안 T개의 타임슬롯 동안에 송신되는 총 평균전력

을 타임슬롯의 개수 T로 나눈 값을 나타낸다. 다시 말하면,

이다.

상기와 같이 [수학식 14] 내지 [수학식 16]에 예시된 바와 같이 평균전력을 사용하여 결합계수를 선정하는 구체적인 예를 상기한 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율의 다섯 가지의 예에 적용하여 보면 다음과 같다.

먼저, 첫 번째의 예와 같이, 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우에, 결합계수

는 각 타임슬롯마다 각 송신 안테나에서 전송되는 신호의 평균전력이 동일하도록 유지할 수 있도록 하기 위한 [수학식 14]와 하나의 코드블록 동안에 각 데이터 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하는 [수학식 16]을 적용하면, 다음의 [수학식 17] 및 [수학식 18]을 통해 선정될 수 있다.

다음, 두 번째의 예와 같이, 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우에, 결합계수

는 각 타임슬롯마다 전체 송신 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하기 위한 [수학식 15]와 하나의 코드블록 동안에 각 데이터 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하는 [수학식 16]을 적용하면, 다음의 [수학식 19] 및 [수학식 20]을 통해 결합계수가 선정될 수 있다.

다음, 세 번째의 예와 같이, 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우에, 결합계수

는 각 타임슬롯마다 각 송신 안테나에서 전송되는 신호의 평균전력이 동일하도록 유지할 수 있도록 하기 위한 [수 학식 14]와 하나의 코드블록 동안에 각 데이터 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하는 [수학식 16]을 적용하면, 다음의 [수학식 21] 및 [수학식 22]을 통해 선정될 수 있다.

다음, 네 번째의 예와 같이, 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우에, 결합계수

는 각 타임슬롯마다 전체 송신 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하기 위한 [수학식 15]와 하나의 코드블록 동안에 각 데이터 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하는 [수학식 16]을 적용하면, 다음의 [수학식 23] 및 [수학식 24]를 통해 결합계수가 선정될 수 있다.

다음, 다섯 번째의 예와 같이, 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우에, 결합계수

는 각 타임슬롯마다 각 송신 안테나에서 전송되는 신호의 평균전력이 동일하도록 유지할 수 있도록 하기 위한 [수학식 14]와, 각 타임슬롯마다 전체 송신 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하기 위한 [수학식 15]와, 하나의 코드블록 동안에 각 데이터 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하는 [수학식 16]을 적용하면, 다음의 [수학식 25], [수학식 26] 및 [수학식 27]을 통해 선정될 수 있다.

상기 다섯가지 예에서 P는 각 타임슬롯에 할당된 전력을 나타낸다.

상기한 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율의 다섯 가지 예에 따라서 결합계수가 선정되고, 이렇게 선정된 결합계수들은 서로 다른 복소 가중치로 표현되는데, 그들 중 하나의 예를 상기한 다섯 가지의 예에 대해 설명한다.

인 경우에, 결합계수

이 다음의 [수학식 28]과 같이

(여기서,

는 0보다 큰 실수이고,

는 0에서 2π 사이에 특정되는 값을 가짐)를 사용하여 표현될 수 있다.

인 경우에, 결합계수

이 다음의 [수학식 29]와 같이

(여기서,

도 0에서 2π 사이에 특정되는 값을 가짐)를 사용하여 표현될 수 있다.

인 경우에, 결합계수

이 다음의 [수학식 30]과 같이

(여기서,

인 경우에, 결합계수

이 다음의 [수학식 31]와 같이

(여기서,

도 0보다 큰 실수이고,

한편, 본 발명의 실시예에 따른 최대의 다이버시티 이득과 최대의 공간 다중화 이득을 얻는 시공간 부호의 심벌 조합을 위한 결합계수인 복소 가중치

를 구하기 위하여 상기의 [수학식 14], [수학식 15] 및 [수학식 16]의 조건을 만족하면서, 시공간 부호어 행렬, 즉 [수학식 1] 또는 [수학식 3]의 차 행렬의 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되게 하는 가중치

를 구하거나 또는 시공간 부호어 행렬의 차 행렬들의 평균 디터미넌트의 크기가 최대가 되는 가중치

를 찾아 시공간 부호를 설계한다. 다음의 [수학식 32]는 최소의 디터미넌트의 크기가 최대가 되게 하는 설계 방식이며, 다음의 [수학식 33]은 평균 디터미넌트의 크기가 최대가 되게 하는 설계 방식을 나타낸다.

상기한 설계 방식 중에서 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되게 하도록 가중치를 찾는 [수학식 32]의 설계 방식을 상기한 첫 번째 예, 즉 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우에, 상기 [수학식 28]과 같이

를 사용하여 결합계수를 나타내는 예에 적용하면, 상기한 파라미터들인

가 다음의 [수학식 34]와 같이 구해질 수 있다.

또한, 상기에서 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되게 하도록 가중치를 찾는 [수학식 32]의 설계 방식을 상기한 첫 번째 예, 즉 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우에, 상기 [수학식 28]과 같이

가 다음의 [수학식 35]와 같이 구해질 수 있다.

상기한 설계 방식 중에서 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되게 하도록 가중치를 찾는 [수학식 32]의 설계 방식을 상기한 두 번째 예, 즉 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율이 각각

인 경우에, 상기 [수학식 29]와 같이

가 다음의 [수학식 36]와 같이 구해질 수 있다.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 시공간 부호는 다양한 변조 방식, 예를 들어 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 등의 방식에 모두 적용될 수 있으며, 종래의 매트릭스 B 방식은 물론 FDFR 방식(tilted-QAM)에 비해 부호화되지 않은 상태에서의 비트 오류율(Bit Error Rate)이 낮음을 알 수 있으며, 또한 도 8에 도시된 바와 같이, 매트릭스 B 방식에 비해 부호화된 상태에서의 비트 오류율 성능이 향상됨을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.

본 발명에 따르면, 송수신기에 다수의 안테나를 사용하는 MIMO 시스템, 특히 송신기에 다수의 안테나를 사용하는 MIMO 시스템에서 최대 다이비시티 이득과 최대 공간 다중화 이득을 동시에 얻을 수 있는 최소의 지연을 가지는 시공간 부호화 기법을 설계할 수 있어서, 최소의 지연을 가지므로 채널변화에 효과적으로 대처할 수 있고, 타임슬롯별 안테나별로 최소의 데이터 심벌의 조합으로 신호가 생성되므로 신호들 간의 유클리디언 거리가 커서 높은 부호화 이득을 얻을 수 있다.

또한 송수신 안테나의 개수와 공간 다중화율에 따라서 규칙적으로 정의되므로 어떠한 다중 안테나 시스템에서도 적용이 가능하므로 채널상태에 따른 구조의 변화가 용이하여, 공간 다중화율이 결정되면 최대의 다이버시티 이득과 부호화 이득을 얻을 수 있는 시공간 부호를 결정할 수 있기 때문에 다중 안테나 시스템의 용량을 최대로 이용할 수 있다.

Claims

송수신기에 다수의 안테나를 사용하는 다중 안테나 시스템에서 다수의 정보 심벌을 전송하는 시공간 부호에 있어서,

하나의 블록구간 동안 상기 송신기의 안테나 개수와 다중화율의 곱에 해당하는 심벌들을 전송하는 부호어 행렬－여기서 부호어 행렬의 행(row)은 상기 송신기의 안테나별로 전송되는 결합된 신호들을 나타내고, 상기 부호어 행렬의 열(column)은 상기 송신기의 안테나 개수에 해당하는 타임슬롯을 나타냄－을 가지며,

상기 부호어 행렬은 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에는 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당되고, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들이 결합되어 상기 각 송신 안테나에 의해 동시에 전송되며, 상기 각 송신 안테나에는 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당되도록 결정되는

것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 부호어 행렬의 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당함에 있어서,

상기 각 송신 안테나마다 동일한 개수의 심벌들이 전송되도록 할당하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 부호어 행렬의 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당함에 있어서,

상기 각 송신 안테나마다 서로 다른 개수의 심벌들이 전송되도록 할당하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 부호어 행렬의 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당함에 있어서,

상기 각 송신 안테나마다 심벌들의 일부는 중복으로 전송되도록 할당하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 부호어 행렬의 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당함에 있어서,

상기 각 송신 안테나마다 서로 다른 심벌들이 전송되도록 할당하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들이 결합되어 상기 각 송신 안테나에 의해 동시에 전송됨에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들이 각 안테나마다 서로 다른 결합계수를 가지는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제6항에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 실수 계수를 사용하여 결합을 하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제6항에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 복소수 계수를 사용하여 결합을 하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제8항에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 복소수 계수를 사용하여 결합함에 있어서,

복소수의 크기가 모두 동일하게 선정하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당함에 있어서,

상기 타임슬롯마다 심벌들의 개수가 동일하게 전송하도록 할당하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당함에 있어서,

상기 타임슬롯마다 안테나별로 할당되는 심벌들의 구성이 동일한 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당함에 있어서,

상기 타임슬롯마다 안테나별로 할당되는 심벌들의 구성이 서로 다른 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제6항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성을 다르게 할당하여 각 안테나에 의해 동시에 전송함에 있어서,

상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들을 결합하는 결합계수들이 상기 타임슬 롯마다 서로 다르게 하여 전송하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 하나의 블록구간 동안 상기 송신기의 안테나 개수와 상기 다중화율의 곱에 해당하는 개수의 심벌들을 전송하도록 부호어 행렬을 결정함에 있어서,

전송되는 모든 심벌들 각각이 상기 송신기의 안테나 각각에 적어도 한번 이상 전송되도록 할당되는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제1항에 있어서,

상기 송신기의 각 안테나에 심벌들의 집합을 할당할 때, 상기 타임슬롯이 진행됨에 따라 순환 이동되어 상기 송신기의 각 안테나에 할당되도록 상기 부호어 행렬이 결정되는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 각 타임슬롯마다 상기 송신기의 각 안테나에서 전송되는 신호의 평균전력이 동일하도록 상기 부호어 행렬이 결정되는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 각 타임슬롯마다 전체 신호의 평균전력이 동일하도록 상기 부호어 행렬이 결정되는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 하나의 코드블록 동안에 상기 각 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하도록 상기 부호어 행렬이 결정되는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 부호어 행렬간의 차를 나타내는 차 행렬의 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되도록 상기 부호어 행렬이 결정되는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 부호어 행렬간의 차를 나타내는 차 행렬들의 디터미넌트의 크기의 평균이 최대가 되도록 상기 부호어 행렬이 결정되는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 송신기의 안테나 개수(
)와 상기 공간 다중화율(
)이 각각
인 경우, 상기 부호어 행렬(C)이 다음의 관계식

여기서, c1, …, c8은 결합계수이고,

S1, …, S4는 심벌임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 송신기의 안테나 개수(
)와 상기 공간 다중화율(
)이 각각
인 경우, 상기 부호어 행렬(C)이 다음의 관계식

여기서, c1, …, c9는 결합계수이고,

S1, …, S3은 심벌임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 송신기의 안테나 개수(
)와 상기 공간 다중화율(
)이 각각
인 경우, 상기 부호어 행렬(C)이 다음의 관계식

여기서, c1, …, c18은 결합계수이고,

S1, …, S6은 심벌임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 송신기의 안테나 개수(
)와 상기 공간 다중화율(
)이 각각
인 경우, 상기 부호어 행렬(C)이 다음의 관계식

여기서, c1, …, c16은 결합계수이고,

S1, …, S4는 심벌임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제15항에 있어서,

상기 송신기의 안테나 개수(
)와 상기 공간 다중화율(
)이 각각
인 경우, 상기 부호어 행렬(C)이 다음의 관계식

여기서, c1, …, c32는 결합계수이고,

S1, …, S8은 심벌임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제21항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c8은 각 타임슬롯마다 각 송신 안테나에서 전송되는 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하는 동시에, 상기 하나의 블록구간 동안에 각 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하기 위해 다음의 관계식

여기서, P는 하나의 타임슬롯동안 전체 안테나를 통하여 전송되는 총 신호전력을 나타냄

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제22항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c9는 각 타임슬롯마다 전체 송신 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하는 동시에, 상기 하나의 블록구간 동안에 각 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하기 위해 다음의 관계식

여기서, P는 하나의 타임슬롯동안 전체 안테나를 통하여 전송되는 총 신호전력을 나타냄

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제23항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c18은 각 타임슬롯마다 각 송신 안테나에서 전송되는 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하는 동시에, 상기 하나의 블록구간 동안에 각 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하기 위해 다음의 관계식

여기서, P는 하나의 타임슬롯동안 전체 안테나를 통하여 전송되는 총 신호전력을 나타냄

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제24항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c16은 각 타임슬롯마다 전체 송신 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하는 동시에, 상기 하나의 블록구간 동안에 각 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하기 위해 다음의 관계식

여기서, P는 하나의 타임슬롯동안 전체 안테나를 통하여 전송되는 총 신호전력을 나타냄

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제25항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c32는 각 타임슬롯마다 각 송신 안테나에서 전송되는 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하는 동시에, 각 타임슬롯마다 전체 송신 신호의 평균전력이 동일하도록 유지하고, 상기 하나의 블록구간 동안에 각 심벌에 할당되는 평균전력이 동일하게 유지되도록 하기 위해 다음의 관계식

여기서, P는 하나의 타임슬롯동안 전체 안테나를 통하여 전송되는 총 신호전력을 나타냄

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제26항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c8이 서로 다른 복소수가 되도록 다음의 관계식

여기서,
는 0보다 큰 실수이고,

는 0에서 2π 사이에 특정되는 값임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제27항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c9이 서로 다른 복소수가 되도록 다음의 관계식

여기서,
는 0에서 2π 사이에 특정되는 값임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제29항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c16이 서로 다른 복소수가 되도록 다음의 관계식

여기서,
은 0에서 2π 사이에 특정되는 값임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제29항에 있어서,

상기 결합계수 c1, …, c32이 서로 다른 복소수가 되도록 다음의 관계식

여기서,
는 0보다 큰 실수이고,

은 0에서 2π 사이에 특정되는 값임

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제31항에 있어서,

상기 부호어 행렬의 차 행렬 중에서 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되도록 상기 부호어 행렬을 결정하는 경우, 상기
가 다음의 관계식

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제31항에 있어서,

상기 부호어 행렬의 차 행렬 중에서 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되도록 상기 부호어 행렬을 결정하는 경우, 상기
가 다음의 관계식

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
제32항에 있어서,

상기 부호어 행렬의 차 행렬 중에서 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되도록 상기 부호어 행렬을 결정하는 경우, 상기
가 다음의 관계식

을 따르는 것을 특징으로 하는 시공간 부호.
송수신기에 다수의 안테나를 사용하는 다중 안테나 시스템의 송신기에서 다수의 정보 심볼을 수신기로 송신하는데 사용되는 시공간 부호를 생성하는 방법에 있어서,

a) 상기 시공간 부호를 결정하는 부호어 행렬의 행－여기서 행은 상기 송신기의 안테나별로 대응됨－과 열－여기서 열은 하나의 블록구간 동안 존재하는 타임슬롯에 대응됨－의 개수를 상기 송신기의 안테나 개수로 각각 설정하는 단계;

b) 상기 하나의 블록구간동안 전송될 심벌의 개수를 상기 송신기의 안테나 개수와 공간 다중화율의 곱으로 결정하는 단계;

c) 상기 부호어 행렬의 특정 열을 선택하고, 해당 열의 각 행에 상기 b) 단계에서 결정된 심벌들 중 상기 공간 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들을 평균적으로 각각 할당하는 단계;

d) 상기 c) 단계에서 할당된 심벌들에 대응되는 결합 계수를 각 심벌에 할당하여 각 심벌들이 결합되도록 하는 단계; 및

e) 상기 c) 및 d) 단계에서 선택된 열을 제외한 나머지 열에 대해서 상기 c) 및 d) 단계를 반복하되, 상기 부호어 행렬의 각 행과 각 열에 심벌들의 구성이 다르게 할당되도록 하는 동시에, 상기 열마다 할당된 동일한 심벌에 대해 서로 다른 결합계수가 할당되도록 하는 단계

를 포함하는 시공간 부호 생성 방법.
제38항에 있어서,

상기 e) 단계에서,

상기 특정 열에 인접해 있는 열의 각 행에 심벌들을 할당할 때, 상기 특정 열의 각 행에 할당된 심벌들을 열을 기준으로 순환 이동시켜 할당하는 것을 특징으 로 하는 시공간 부호 생성 방법.
제38항 또는 제39항에 있어서,

상기 e) 단계 후에,

상기 부호어 행렬의 특정 열의 각 행에 할당된 심벌들의 평균전력 또는 특정 열 전체의 평균 전력 또는 각 심벌에 할당된 평균전력이 동일해지도록 상기 각 심벌에 할당된 결합 계수를 선정하는 단계를 더 포함하는 시공간 부호 생성 방법.
제40항에 있어서,

상기 부호어 행렬간의 차를 나타내는 차 행렬의 최소 디터미넌트의 크기가 최대가 되거나 상기 부호어 행렬간의 차를 나타내는 차 행렬들의 디터미넌트의 크기의 평균이 최대가 되도록 상기 결합계수를 선정하는 것을 특징으로 하는 시공간 부호 생성 방법.
다수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 안테나 시스템에 있어서,

하나의 블록구간동안 송신 안테나의 개수와 공간 다중화율의 곱에 해당하는 심벌에 대응되는 시공간 부호를 생성하여 상기 다수의 송신 안테나를 통해 전송하는 송신기; 및

상기 송신기에서 송신된 신호를 다수의 수신 안테나를 사용하여 수신하여 상기 시공간 부호를 복호하여 대응되는 심벌을 복원하는 수신기

를 포함하며,

상기 시공간 부호는,

하나의 블록구간 동안 상기 송신기의 안테나 개수와 다중화율의 곱에 해당하는 심벌들을 전송하는 부호어 행렬－여기서 부호어 행렬의 행(row)은 상기 송신기의 안테나별로 전송되는 결합된 신호들을 나타내고, 상기 부호어 행렬의 열(column)은 상기 송신기의 안테나 개수에 해당하는 타임슬롯을 나타냄－을 가지며,

상기 부호어 행렬은 상기 타임슬롯마다 상기 각 송신 안테나에는 평균적으로 상기 다중화율에 해당하는 개수의 심벌들이 전송되도록 할당되고, 상기 각 송신 안테나에 할당된 심벌들이 결합되어 상기 각 송신 안테나에 의해 동시에 전송되며, 상기 각 송신 안테나에는 상기 타임슬롯마다 심벌들의 구성이 다르게 할당되도록 결정되는

것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.
제42항에 있어서,

상기 부호어 행렬은,

상기 각 심벌이 상기 타임슬롯별로 하나의 송신 안테나에만 할당되고, 특정의 타임슬롯에서 상기 각 송신 안테나가 서로 다른 심벌들을 송신하며, 상기 심벌 모두가 상기 송신 안테나 모두에게 각각 한번씩은 할당되고, 상기 타임슬롯별로 할당된 심벌에 대해서는 서로 다른 결합 계수가 사용되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템.