KR20070088560A

KR20070088560A - 무선 통신 시스템에 대한 공간-시간 및 공간-주파수 송신다이버시티 방식을 이용한 공간 확산

Info

Publication number: KR20070088560A
Application number: KR1020077007641A
Authority: KR
Inventors: 제이 로드니 왈톤; 존 더블유. 케첨; 마크 에스. 월래스; 스티븐 제이. 하워드
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-08-29
Also published as: PT1790089E; HUE024175T2; TW200631340A; KR20090036610A; HUE032598T2; ES2628541T3; JP2008512900A; TWI366996B; US7894548B2; ES2527862T3; JP4564060B2; CA2579215A1; KR100945957B1; WO2006029050A3; DK1790089T3; EP1790089B1; AR050795A1; WO2006029050A2; CA2579215C; EP1790089A2

Abstract

송신 다이버시티 방식의 조합을 이용하여 데이터를 송신하는 기술이 개시된다. 이러한 송신 다이버시티 방식은 공간 확산, 연속한 빔 형성, 순환 지연 다이버시티, 공간-시간 송신 다이버시티(STTD), 공간-주파수 송신 다이버시티(SFTD), 및 직교 송신 다이버시티(OTD)를 포함한다. 송신 엔티티는 다중 (N_C) 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 송신 다이버시티 방식(예를 들어, STTD, SFTD 또는 OTD)에 기초하여 하나 이상의 N_D데이터 심볼 스트림을 프로세싱한다. 각각의 데이터 심볼 스트림은 STTD, SFTD 또는 OTD를 이용하여 단일의 코딩된 심볼 스트림 또는 다중(예를 들어, 두 개의) 코딩된 심볼 스트림으로서 전송될 수도 있다. 송신 엔티티는 N_T 안테나로부터 송신하기 위해 다중 (N_T) 송신 심볼 스트림을 생성하도록 상이한 행렬을 갖는 N_C 코딩된 심볼 스트림 상에서 공간 확산을 실행할 수도 있다. 추가적으로 또는 택일적으로, 송신 엔티티는 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 N_T 송신 심볼 스트림 상에서 연속한 빔 형성을 실행할 수도 있다.

Description

무선 통신 시스템에 대한 공간-시간 및 공간-주파수 송신 다이버시티 방식을 이용한 공간 확산{SPATIAL SPREADING WITH SPACE-TIME AND SPACE-FREQUENCY TRANSMIT DIVERSITY SCHEMES FOR A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 출원은, 2004년 9월 3일 출원된, "Steering Diversity with Space-Time Transmit Diversity for a Wireless Communication System"이라는 명칭의 가출원 시리즈 번호 60/607,371호 및 2004년 9월 8일 출원된 "Steering Diversity with Space-Time and Space-Frequency Transmit Diversity Schemes for a Wireless Communication System"이라는 명칭의 미국 가출원 시리즈 번호 60/608,226호를 우선권으로 주장하는데, 이들 특허는 본 출원의 양수인에게 양도되었으며 참조로 통합된다.

본 발명은 통상적으로 통신에 관한 것이며, 특히 다중 안테나 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 기술에 관한 것이다.

다중 안테나 통신 시스템은 데이터 송신을 위해 다중 (N_T) 송신 안테나 및 하나 이상의 (N_R) 수신 안테나를 이용한다. N_T 송신 안테나는 안테나들로부터 상이한 데이터를 송신함으로써 시스템 출력을 증가시키거나, 데이터를 여분으로 송신함 으로써 신뢰도를 향상시키기 위해 사용될 수도 있다.

다중 안테나 통신 시스템에서, 전파 경로는 송신 및 수신 안테나의 각 쌍 사이에 존재한다. N_T·N_R 상이한 전파 경로는 N_T 송신 안테나와 N_R 수신 안테나 사이에서 형성된다. 이러한 전파 경로는 상이한 채널 조건(예를 들어, 상이한 페이딩, 다중 경로 및 인터페이스 효과)을 경험할 수도 있으며, 상이한 신호대 잡음 및 간섭비를 얻을 수도 있다. 따라서, N_T·N_R 전파 경로의 채널 응답은 경로마다 변화할 수 있으며, 시변 무선 채널의 경우 시간에 대해, 그리고 분산 무선 채널의 경우 주파수에 걸쳐 추가로 변화할 수도 있다. 전파 경로의 변화 특성은 효율적으로 그리고 신뢰가능한 방식으로 데이터를 송신하는 것을 어렵게 한다.

송신 다이버시티는 데이터 송신에 대한 신뢰성을 향상시키기 위해 공간, 주파수, 시간 또는 이러한 디멘존의 조합에 걸친 데이터의 잉여 송신을 의미한다. 송신 다이버시티의 일 목적은 강고한 성능을 달성하기 위해 가능하면 많은 디멘존에 걸쳐 데이터 송신을 위한 다이버시티를 최대화하는 것이다. 또다른 목적은 송신기 및 수신기에서 송신 다이버시티를 위해 프로세싱을 간략화하는 것이다.

따라서, 기술 분야에서 다중 안테나 통신 시스템에서 송신 다이버시티를 이용하여 데이터를 송신하는 것이 요구된다.

송신 다이버시티 방식의 조합을 이용하여 데이터를 송신하는 기술이 개시된다. 이러한 송신 다이버시티 방식은 공간 확산, 연속한 빔 형성, 순환 지연 다이버시티, 공간-시간 송신 다이버시티(STTD), 공간-주파수 송신 다이버시티(SFTD), 및 직교 송신 다이버시티(OTD)를 포함하는데 이들은 모두 후술된다.

실시예에서, 송신 엔티티는 N_D 데이터 심볼 스트림을 생성하기 위해 하나 이상의 (N_D) 데이터 스트림을 프로세싱(예를 들어, 엔코딩, 인터리빙, 및 심볼 맵핑)한다. 송신 엔티티는 다중 (N_C) 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 송신 다이버시티 방식(예를 들어, STTD, SFTD 또는 OTD)에 기초하여 N_D데이터 심볼 스트림을 추가로 프로세싱한다. 각각의 데이터 심볼 스트림은 STTD, SFTD 또는 OTD를 이용하여 단일의 코딩된 심볼 스트림 또는 다중(예를 들어, 두 개의) 코딩된 심볼 스트림으로서 전송될 수도 있다. 송신 엔티티는 N_T 안테나로부터 송신하기 위해 다중 (N_T) 송신 심볼 스트림을 생성하도록 상이한 행렬을 갖는 N_C 코딩된 심볼 스트림 상에서 공간 확산을 실행할 수도 있다. 추가적으로 또는 택일적으로, 송신 엔티티는 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 N_T 송신 심볼 스트림 상에서 연속한 빔 형성을 실행할 수도 있다. 수신 엔티티는 N_D 데이터 스트림을 복구하기 위해 상보적 프로세싱을 실행한다.

본 발명의 다양한 특징 및 실시예가 이하에서 설명된다.

도1은 다중 안테나 송신 엔티티의 블록도이다.

도2는 송신(TX) 데이터 프로세서, TX STTD 프로세서, 및 송신 엔티티의 공간 확산기의 블록도이다.

도3은 송신 엔티티에서의 N_T 변조기의 블록도이다.

도4는 단일 안테나 수신 엔티티 및 다중 안테나 수신 엔티티의 블록도이다.

"실시예"라는 용어는 "예, 예증, 실례"라는 의미로 사용된다. 소정의 실시예가 반드시 다른 실시예보다 바람직하거나 우월한 것으로 구성되어야 하는 것은 아니다.

설명된 송신 기술 다중 입력 단일 출력(MISO) 및 다중 입력 다중 출력(MIMO) 송신을 위해 사용될 수 있다. MISO 송신은 다수의 송신 안테나 및 단일 수신 안테나를 이용한다. MIMO 송신은 다수의 송신 안테나 및 다수의 수신 안테나를 이용한다.

송신 기술은 단일 캐리어 및 다중 캐리어 통신 시스템에 대해 사용될 수 있다. 다중 캐리어 시스템은 직교 주파수 분할 다중화(OFMD), 소정의 다른 다중 캐리어 변조 방식, 또는 소정의 다른 구성을 이용할 수 있다. OFDM은 전체 시스템 대역폭을 다수의 (N_F) 직교 주파수 서브 대역으로 분할하는데, 이들은 톤, 서브 캐리어, 빈, 주파수 채널 등으로도 불려진다. OFDM의 경우, 각각의 서브 대역은 데이터로 변조될 각각의 서브 캐리어와 관련된다. 단일의 캐리어 시스템은 단일 캐리어 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA), 코드 분할 다중 접속(CDMA), 또는 다른 단일 캐리어 변조 방식을 이용할 수 있다. SC-FDMA 시스템은 전체 시스템 대역폭 에 걸쳐 분포된 서브 대역 상에서 데이터 및 파일럿을 송신하기 위한 (1)인터리빙된 FDMA(IFDMA) (2)인접한 서브 대역의 그룹 상에서 데이터 및 파일럿을 송신하는 로컬화된 FDMA(LFDMA), 또는 (3)인접한 서브 대역의 다수의 그룹상에서 데이터 및 파일럿을 송신하기 위한 강화된 FDMA(EFDMA)를 이용할 수 있다. 통상적으로, 변조 심볼은 SC-FDMA(예를 들어, IFDMA, LFDMA, 및 EFDMA)를 이용하는 시간 도메인 및 OFDM을 이용하는 주파수 도메인에서 전송된다. 명확화를 위해, 후술된 대부분의 설명은 OFDM을 이용하는 시스템에 대한 것이며, 여기서 모든 N_F 서브 대역은 송신을 위해 이용가능하다.

송신 다이버시티는 STTD, SFTD, OTD, 공간 확산, 연속 빔 형성 등을 포함하는 다양한 방식을 이용하여 달성된다. STTD는 공간 및 시간 다이버시티를 달성하기 위해 두 심볼 기간에서 하나의 서브 대역 상에서 두 안테나로부터 데이터 심볼들의 쌍을 송신한다. SFTD는 공간 및 주파수 다이버시티를 달성하기 위해 하나의 심볼 기간에서 두 서브 대역 상에서 두 안테나로부터 데이터 심볼들의 쌍을 송신한다. OTD는 공간 및 시간 다이버시티를 달성하기 위해 N_O 직교 코드를 이용하여 N_O 심볼 기간에서 하나의 서브 대역 상에서 N_O 안테나로부터 다수 (N_O)의 데이터 심볼을 송신하는데, 여기서 N_O≥2이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 데이터 심볼은 트래픽/패킷 데이터에 대한 변조 심볼이며, 파일럿 심볼은 파일럿에 대한 변조 심볼(이는 송신 및 수신 엔티티에 의해 선험적으로 알려진 데이터임)이며, 변조 심볼은 변조 방식(예를 들어, M-PSK 또는 M-QAM)에 대해 단일 콘스텔레이 션(constellation)에서의 포인트에 대한 복소값이며, 송신 심볼(예를 들어, OFDM 심볼)은 하나의 심볼 기간에 대해 단일 캐리어 또는 다중 캐리어 변조 방식에 의해 발생된 시간 도메인 샘플의 시퀀스이며, 심볼은 통상적으로 복소값이다.

공간 확산은 상기 심볼에 대해 사용된 조종 벡터에 의해 결정된 상이한 진폭 및/또는 위상을 갖는, 가능하면 동시에 다수의 송신 안테나로부터의 심볼의 송신을 의미한다. 공간 확산은 조종 다이버시티, 송신 조종, 의사 랜덤 조종, 공간-시간 스크램블링 등으로 불려질 수도 있다. 공간 확산은 이러한 송신 다이버시티 방식의 성능을 향상시키고, 및/또는 정규 연산을 확장시키기 위해, STTD, SFTD, OTD, 및/또는 연속한 빔 형성의 조합으로 사용될 수도 있다. 예를 들어, STTD는 통상적으로 두 안테나로부터 하나의 데이터 심볼 스트림을 송신한다. 공간 확산은 동시에 두 개 이상의 안테나로부터 하나 이상의 데이터 심볼을 송신하기 위해 STTD를 사용하여 이용될 수도 있다.

연속한 빔 형성은 N_F 서브 대역에 걸친 상이한 빔의 사용을 의미한다. 빔 형성은 빔이 서브 대역에 걸쳐 갑작스런 방식 대신에 단계적으로 변화한다는 점에서 연속적이다. 연속한 빔 형성은 각각의 서브 대역에 대한 심볼을 상기 서브 대역에 대해 빔 형성 행렬과 곱함으로써 주파수 도메인에서 형성될 수도 있다. 연속한 빔 형성은 상이한 송신 안테나에 대해 상이한 순환 지연을 적용함으로써 시간 도메인에서 형성될 수도 있다. 시간 도메인 연속 빔 형성은 순환 지연 다이버시티로 불려질 수도 있다.

송신 다이버시티는 송신 다이버시티 방식의 조합을 이용하여 달성될 수도 있다. 예를 들어, 송신 다이버시티는 STTD, SFTD 또는 OTD와 공간 확산 또는 연속한 빔 형성과의 조합을 이용하여 달성될 수도 있다. 다른 예로서, 송신 다이버시티는 STTD, SFTD 또는 OTD와 공간 확산 및 순환 지연 다이버시티 모두와의 조합을 이용하여 달성될 수도 있다. 간략화를 위해, 이하의 설명의 대부분은 STTD의 사용을 가정한다.

도1은 다중 안테나 송신 엔티티(110)의 실시예의 블록도로서, 액세스 포인트 또는 사용자 터미널의 일부일 수도 있다. 액세스 포인트는 기지국, 기지국 송수신 시스템, 또는 소정의 다른 용어로 불려질 수도 있다. 사용자 터미널은 이동국, 무선 장치, 또는 소정의 다른 용어로 불려질 수도 있다.

도1에 도시된 실시예의 경우, 송신 엔티티(110)는 STTD, 공간 확산, 및 데이터 송신의 연속한 빔 형성의 조합을 이용할 수도 있다. TX 데이터 프로세서(112)는 N_D 데이터 스트림을 수신 및 프로세싱하고 N_D 데이터 심볼 스트림을 제공하는데, 여기서 N_D≥1이다. TX 데이터 프로세서(112)는 독립적으로 각각의 데이터 스트림을 프로세싱하고 다수의 데이터 스트림을 함께 공동으로 프로세싱할 수도 있다. 예를 들어, TX 데이터 프로세서(112)는 데이터 스트림에 대해 선택된 코딩 및 변조 방식에 따라 각각의 데이터 스트림을 포맷, 스크램블, 엔코딩, 인터리빙, 및 심볼 맵핑할 수도 있다. TX STTD 프로세서(120)는 N_D 데이터 심볼 스트림을 수신하고, 0, 1 또는 다수의 데이터 심볼 스트림에 대한 STTD 엔코딩을 실행하고, N_C 코딩된 심볼 스트림을 제공하는데, N_D ≥ N_D 이다. 일반적으로, TX STTD 프로세서(120)는 STTD, SFTD, OTD 또는 소정의 다른 송신 다이버시티 방식으로 소정수의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱할 수도 있다. 각각의 데이터 심볼 스트림은 후술되는 바와 같이, 하나의 코딩된 심볼 스트림 또는 다수의 코딩된 심볼 스트림으로 송신될 수도 있다.

공간 확산기(130)는 파일럿 심볼을 갖는 코딩된 심볼을 수신하여 다중화하고, 코딩된 심볼 및 파일럿 심볼을 상이한 조종 행렬과 곱함으로써 공간 확산을 실행하고, N_T 송신 안테나에 대한 N_T 송신 심볼 스트림을 제공하는데, N_T≥N_C이다. 각각의 송신 심볼은 하나의 심볼 기간에 하나의 서브 대역 상에서 하나의 송신 안테나로부터 전송될 복소 값이다. N_T 변조기(MOD)(132a 내지 132nt)는 N_T 송신 심볼 스트림을 수신한다. OFDM기반 시스템의 경우, 각각의 변조기(132)는 자신의 송신 심볼 스트림에 대해 OFDM 변조를 실행하고 시간 도메인 샘플의 스트림을 제공한다. 각각의 변조기(132)는 후술된 바와 같이, 자신의 안테나에 대한 상이한 순환 지연을 적용시킬 수 있다. N_T 변조기(132a 내지 132nt)는 N_T샘플 스트림들을 각각 N_T 송신기 유닛(TMTR)(134a 내지 134nt)으로 제공한다. 각각의 송신기 유닛(134)은 자신의 샘플 스트림을 조절(예를 들어, 아날로그로 변환, 증폭, 필터링, 및 주파수 상향 변환)하고 변조된 신호를 생성한다. N_T 송신기 유닛(134a 내지 134nt)으로부터의 N_T 변조된 신호는 각각 N_T 송신 안테나(136a 내지 136nt)로부터 송신된다.

제어기(140)는 송신 엔티티(110)에서의 연산을 제어한다. 메모리(142)는 엔티티(110)를 송신하기 위해 데이터 및/또는 프로그램 코드를 저장한다.

송신 엔티티(110)는 데이터 송신을 위한 이용가능한 송신 및 수신 안테나의 수에 따라, STTD를 갖는 소정수의 데이터 심볼 스트림 및 STTD가 없는 소정수의 데이터 심볼 스트림을 송신할 수도 있다. 하나의 데이터 심볼 스트림을 위한 STTD 엔코딩은 이하와 같이 실행될 수 있다. 두 심볼 기간에서 전송될 데이터 심볼(s_a 및 s_b)의 각각의 쌍의 경우, TX STTD 프로세서(120)는 두 벡터(

)를 생성하는데, 여기서 "*"는 공액 복소수를 의미하며, "T"는 전치행렬을 나타낸다. 택일적으로, TX STTD 프로세서(120)는 데이터 심볼의 쌍(s_a 및 s_b)에 대해 두 벡터(

)를 생성한다. 두 STTD 엔코딩 방식에 대해, 각각의 벡터

(t=1, 2)는 일 심볼 기간에서 N_T송신 안테나로부터 전송될 두 코딩된 심볼을 포함하는데, 여기서 N_T≥2이다. 벡터(

)는 제1 심볼 기간에서 전송되며, 벡터(

)는 다음 심볼 기간에서 전송된다. 각각의 데이터 심볼은 두 벡터에 포함되고, 이어 두 심볼 기간에서 전송된다. m 번째 코딩된 심볼 스트림은 두 벡터 (

및

)의 m 번째 원소에 의해 형성된다. 간략화를 위해, 이하의 설명은 STTD 엔코딩 방식에 대한 것으로, 여기서

이다. 이러한 STTD 엔코딩 방식의 경우, 제1 코딩된 심볼 스트림은 코딩된 심볼(

)을 포함하며, 제2 코딩된 심볼 스트림은 코딩된 심볼(

)을 포함한다.

표1은 데이터 송신을 위해 사용될 수도 있는 4개의 구성을 나타낸다. N_D×N_C 구성은 N_C 코딩된 심볼 스트림으로서 N_D 데이터 심볼 스트림의 송신을 나타내는데, 여기서 N_C≥1이고 N_C≥N_D 이다. 제1 열은 4개의 구성을 나타낸다. 각각의 구성에 대해, 제2 열은 전송되는 데이터 심볼 스트림의 수를 나타내며, 제3 열은 코딩된 심볼 스트림의 수를 나타낸다. 제4 열은 각각의 구성에 대해 N_D 데이터 심볼 스트림을 나타내며, 제5 열은 각각의 데이터 심볼 스트림에 대해 코딩된 심볼 스트림을 나타내며, 제6 열은 각각의 코딩된 심볼 스트림에 대해 제1 심볼 기간(t=1)에 전송될 코딩된 심볼을 제공하며, 제7 열은 각각의 코딩된 심볼 스트림에 대해 두 번째 심볼 기간(t=2)에 전송될 코딩될 심볼을 제공한다. 각각의 2 심볼 간격으로 전송된 데이터 심볼의 수는 데이터 심볼 스트림의 두 배, 또는 2N_D와 동일하다. 제8 열은 각각의 구성에 대해 요구되는 송신 안테나의 수를 나타내며, 제9 열은 각각의 구성에 대해 요구되는 수신 안테나의 수를 나타낸다.

표1에 도시된 바와 같이, 데이터 심볼 스트림은 STTD를 갖는 두 개의 코딩된 심볼 스트림 또는 STTD가 없는 하나의 코딩된 심볼 스트림으로 송신될 수도 있다. 표1에 도시된 실시예에 있어서, STTD가 없이 전송된 각각의 데이터 심볼 스트림의 경우, 제2 심볼 기간(t=2)에 전송된 데이터 심볼은 STTD를 갖는 데이터 심볼 스트림에 대해 실행된 변화와 부합하도록 공액된다.

1×2 구성의 경우, 하나의 데이터 심볼 스트림은 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 엔코딩된 STTD이다. 각각의 2 심볼 간격의 경우, 벡터(

및

)는 데이터 심볼(s_a 및 s_b)로 생성된다. 벡 터(

)는 제1 심볼 기간에 적어도 두 개의 송신 안테나로부터 송신되며, 벡터(

)는 제2 심볼 기간에 동일한 안테나로부터 송신된다. 수신 엔티티는 데이터 심볼 스트림을 복구하기 위해 적어도 하나의 수신 안테나를 이용한다.

2×3 구성의 경우, 두 데이터 심볼 스트림은 3개의 코딩된 심볼 스트림으로 전송된다. 제1 데이터 심볼 스트림은 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 코딩된 STTD이다. 제2 데이터 심볼 스트림은 제3 코딩된 심볼 스트림으로서 STTD 없이 전송된다. 각각의 2 심볼 간격의 경우, 벡터(

및

)는 데이터 심볼(s_a, s_b, s_c 및 s_d )로 생성되는데, 여기서 s_a 및 s_b는 제1 데이터 심볼 스트림에서 비롯되고, s_c 및 s_d는 제2 데이터 심볼 스트림에서 비롯된다. 벡터(

)는 제1 심볼 기간에 적어도 3개의 송신 안테나로부터 송신되며, 벡터(

)는 제2 심볼 기간에 동일한 안테나로부터 송신된다. 수신 엔티티는 두 개의 데이터 심볼 스트림을 복구하기 위해 적어도 두 개의 수신 안테나를 이용한다.

2×4 구성의 경우, 두 개의 데이터 심볼 스트림은 4개의 코딩된 심볼 스트림으로서 전송된다. 각각의 데이터 심볼 스트림은 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 엔코딩된 STTD이다. 각각의 2심볼 간격의 경우, 벡터(

및

)는 제1 심볼 기간에 적어도 4개의 송신 안테나로부터 송신되며, 벡터(

3×4 구성의 경우, 세 개의 데이터 심볼 스트림은 4개의 코딩된 심볼 스트림으로 전송된다. 제1 데이터 심볼 스트림은 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 코딩된 STTD이다. 제2 데이터 심볼 스트림은 제3 코딩된 심볼 스트림으로서 STTD 없이 전송되며, 제3 데이터 심볼 스트림은 제4 코딩된 심볼 스트림으로서 STTD 없이 전송된다. 각각의 2 심볼 간격의 경우, 벡터(

및

)는 데이터 심볼(s_a, s_b, s_c, s_d, s_e및 s_f)로 생성되는데, 여기서 s_a 및 s_b는 제1 데이터 심볼 스트림에서 비롯되고, s_c 및 s_d는 제2 데이터 심볼 스트림에서 비롯되며, s_e및 s_f는 제3 데이터 심볼 스트림에서 비롯된다. 벡터(

)는 제2 심볼 기간에 동일한 안테나로부터 송신된다. 수신 엔티티는 3개의 데이터 심볼 스트림을 복구하기 위해 적어도 3개의 수신 안테나를 이용한다.

표1은 데이터 송신에 사용될 수도 있는 4개 구성예를 도시하는데, 각각의 구성은 STTD로 전송된 적어도 하나의 데이터 심볼을 갖는다. 다른 구성이 데이터 송신을 위해 사용될 수 있다. 구성은 STTD, SFTD 및 OTD의 조합을 이용할 수 있다.

통상적으로, 소정수의 데이터 심볼 스트림은 송신 안테나의 소정수로부터 코딩된 심볼 스트림의 소정수로서 전송될 수 있는데, 여기서 N_D≥1, N_C≥N_D, N_T≥N_C 및 N_R≥N_D이다. 각각의 데이터 심볼 스트림은 STTD, SFTD, OTD 또는 소정의 다른 송신 다이버시티 방식으로 코딩되거나 그렇지 않을 수도 있다. 각각의 데이터 심볼 스트림은 하나의 코딩된 심볼 스트림 또는 다수(예를 들어, 2)의 코딩된 심볼 스트림으로 전송될 수도 있다.

송신 엔티티는 공간 확산 및 연속한 빔 형성을 위해 다음과 같이 코딩된 심볼을 프로세싱할 수도 있다:

여기서,

는 심볼 기간(t)에서 서브 대역(k) 상에서 전송될 N_C 코딩된 심볼을 갖는 N_C×1 벡터이며;

는

에서 N_C코딩된 심볼에 대해 대각을 따라 N_C게인 값 및 그 외에 0을 갖는 N_C×N_C 대각 행렬이며;

는 서브 대역(k)에 대해 공간 확산을 위한 N_T×N_C 조정 벡터이며;

는 서브 대역(k)에 대해 연속한 빔 형성을 위한 N_T×N_T 대각 벡터이며; 및

는 심볼 기간(t)에서 서브 대역(k)에 대해 N_T송신 안테나로부터 전송될 N_T 송신 심볼을 갖는 N_T×1 벡터이다.

벡터(

)는 제1 심볼 기간에 전송될 N_C 코딩된 심볼을 포함하며, 벡터(

)는 제2 심볼 기간에 전송될 N_C 코딩된 심볼을 포함한다. 벡터(

및

)는 표에서 4개의 구성에 대해 표1에 도시된 바와 같이 구성될 수도 있다.

게인 행렬(

)은 N_C 코딩된 심볼 스트림 각각에 대해 사용하기 위해 송신 전력의 양을 결정한다. 게인 행렬은 식(1)로 도시된 바와 같이, 서브 대역 인덱스 k의 함수일 수도 있거나, 인덱스 k와 독립적인 함수일 수도 있다. 송신에 이용가능한 전체 송신 전력은 P_total로 표시된다. 실시예에서, 동일한 송신 전력은 N_C 코딩된 심볼 스트림에 대해 사용되며,

의 대각 원소는

와 동일한 값을 갖는다. 다른 실시예에서, 동일한 송신 전력은 N_D데이터 심볼 스트림에 대해 사용되며,

의 대각을 따르는 N_C게인 값은 N_D 데이터 심볼 스트림에 대한 동일한 전력을 획득하도록 한정된다. N_C 게인 값은 구성에 따라 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. 예로서, 2×3 구성의 경우, 제1 데이터 심볼 스트림은 두 개의 코딩된 심볼 스트림으로서 전송되며, 제2 데이터 심볼 스트림은 하나의 코딩된 심볼 스트림으로서 전송된다. 두 개의 데이터 심볼 스트림에 대한 동일한 송신 전력을 획득 하기 위해, 3×3 게인 행렬(

)은 3개의 코딩된 심볼 스트림에 대한 대각을 따라

의 게인 값을 포함할 수도 있다. 제3 코딩된 심볼 스트림에서 각각의 코딩된 심볼은

에 의해 스케일링되고, 동일한 심볼 기간에 전송된 다른 두 개의 코딩된 심볼과 비교하여 두 배의 전력으로 송신된다. 두 실시예의 경우, 각각의 심볼 기간에 대해 N_C 코딩된 심볼은 각각의 송신 안테나에 대해 이용가능한 최대 송신 전력을 이용하도록 스케일링될 수도 있다. 일반적으로,

의 대각 원소는 N_C 코딩된 심볼 스트림에 대한 송신 전력의 소정의 양을 이용하고, N_D 데이터 심볼 스트림에 대한 소정의 원하는 SNR을 달성하기 위해 선택될 수 있다. N_C 코딩된 심볼 스트림에 대한 전력 스케일링은 또한 적절한 게인을 갖는 조정 벡터(

)의 열을 스케일링함으로써 달성될 수도 있다.

주어진 데이터 심볼 스트림({s}로 표시함)은 다양한 방식으로 하나의 코딩된 심볼 스트림(

)으로 전송될 수 있다. 일 실시예에서, 게인 행렬(

)은 대각을 따라 1을 포함하며, 코딩된 심볼 스트림(

)은 다른 코딩된 심볼 스트림과 동일한 전력 레벨로 송신된다. 이러한 실시예의 경우, 데이터 심볼{s}은 STTD 엔코딩된 데이터 심볼 스트림보다 더 낮은 송신 전력으로 전송되며, 결국 수신 엔티티에서 더 낮은 수신 SNR을 달성한다. 데이터 심볼 스트림{s}에 대한 코딩 및 변조는 원하는 성능, 예를 들어, 원하는 패킷 에러율을 달성하도록 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터 심볼 스트림({s})에서 각각의 데이터 심볼은 두 개의 심볼 기간에서 반복 및 송신된다. 예로서, 2×3 구성의 경우, 데이터 심볼(s_c)은 두 심볼 기간에서 송신될 수도 있으며, 이어 데이터 심볼(s_d)은 심볼 기간에 송신될 수도 있다. 이러한 실시예는 N_D 데이터 심볼 스트림에 대해 유사한 수신 SNR을 달성할 수 있는데, 이는 송신 엔티티에서의 코딩 및 변조와 수신 엔티티에서의 코딩 및 변조를 간략하게 할 수도 있다.

조정 행렬(

)은 각각의 코딩된 심볼이 모든 N_T송신 안테나로부터 송신되고 공간 다이버시티를 달성하도록 각각의 심볼 기간 동안 N_C 코딩된 심볼을 공간적으로 확산시킨다. 공간 확산은 다양한 타입의 조정 행렬, 예를 들어, 왈시 행렬, 푸리에 행렬, 의사 랜덤 행렬 등으로 실행될 수도 있는데, 이는 후술된 바와 같이 생성될 수도 있다. 동일한 조정 행렬(

)은 각각의 서브 대역(k)에 대한 두 개의 벡터(

)에 대해 사용된다. 상이한 조정 행렬은 상이한 서브 대역 및/또는 상이한 시간 간격에 대해 사용될 수도 있으며, 여기서 각각의 시간 간격은 STTD에 대한 두 개의 심볼 기간의 정수배로 벌어질 수 있다.

행렬(

)은 주파수 도메인에서 연속한 빔 형성을 실행한다. OFDM 기반 시스템의 경우, 상이한 빔 형성 행렬은 각각의 서브 대역에 대해 사용될 수 있다. 각각의 서브 대역(k)에 대한 빔 형성 행렬은 이하의 형태를 갖는 대각 행렬일 수도 있다:

여기서,

는 송신 안테나(i)의 서브 대역(k)에 대한 가중치이며, 가중치(

)는 다음과 같이 정의될 수 있다:

여기서,

는 송신 안테나(i) 상의 시간 지연이며,

는 인접한 서브 대역들 사이의 주파수 공간이며,

는 서브 대역 인덱스(k)에 대응하는 실제 주파수이다. 예를 들어, 만일 N_F = 64이며, 서브 대역 인덱스(k)는 1 내지 64가 될 것이며,

는 k-33과 동일할 수도 있으며, -32 내지 +31의 범위일 수도 있다. 만일 전체 시스템 대역폭이 20MHz이고, N_F = 64이면,

=20MHz/64=3.125kHz이다.

는 각각의 k의 값에 대한 실제 주파수(헤르쯔 단위)를 제공한다. 도3d에 도시된 가중치(

)는 각각의 송신 안테나에 대한 N_F 전체 서브 대역에 걸쳐 점진적인 위상 시프트에 대응한다. 이러한 가중치는 효과적으로 각각의 서브 대역에 대한 상이한 빔을 형성한다.

연속한 빔 형성은 이하와 같이 시간 도메인에서 형성될 수도 있다. 각각의 심볼 기간 동안, N_F 포인트 이산 푸리에 역변환(IDFT) 또는 고속 푸리에 역변환(IFFT)은 송신 안테나에 대해 N_F 시간 도메인 샘플을 생성하기 위해 각각의 송신 안테나(i)의 N_F 서브 대역 상에 송신될 N_F 송신 심볼에 대해 실행될 수도 있다. 각각의 송신 안테나(i)에 대한 N_F 시간 도메인 샘플은 T_i만큼 주기적으로 또는 순환적으로 지연될 수도 있다. 예를 들어, T_i는

로 정의될 수 있으며, 여기서

는 하나의 샘플 기간, 샘플 기간의 일부, 또는 하나 이상의 샘플 기간과 동일할 수도 있다. 그 결과 각각의 안테나에 대한 시간 도메인 샘플은 상이한 양만큼 주기적으로 지연된다.

식(1)에서, 게인 행렬(

)에 의한 스케일링은

로 설정함으로써 생략될 수 있으며, 공간 확산은

로 설정함으로써 생략할 수 있으며, 연속한 빔 형성은

로 설정함으로써 생략될 수도 있는데, 여기서,

는 대각을 따라 1을 포함하고 그 외는 0을 포함하는 단위 행렬이다. 따라서, 송신 엔티티는 적절한 행렬을 사용함으로써 선택적으로 스케일링, 공간 확산, 및 연속한 빔 형성을 실행할 수도 있다. 공간 확산 및 연속한 빔 형성을 위한 행렬은

로 결합될 수도 있다. 스케일링, 공간 확산 및 연속한 빔 형성을 위한 행렬은

로 결합될 수도 있다. 이어, 송신 엔티티는(

또는

)로 데이터 벡터(

)에 대해 공간 프로세싱 을 실행할 수 있다.

송신 엔티티는 또한 SFTD, 공간 확산, 및 가능하게는 연속한 빔 형성의 조합을 이용할 수 있다. SFTD의 경우, 송신 엔티티는 STTD에 대해 전술한 바와 같이 두 벡터(

및

)를 생성할 수도 있으며, 이러한 벡터들을 하나의 심볼 기간에 두 서브 대역 상에서 전송할 수도 있다. 1×2 구성의 경우, 두 벡터(

및

)는 하나의 데이터 심볼 스트림에 대해 하나의 심볼 기간에 두 개의 서브 대역 상에서 전송된 데이터 심볼의 각각의 쌍에 대해 생성될 수도 있다. 2×3 구성의 경우, 두 데이터 심볼 벡터(

및

)는 두 개의 데이터 심볼 스트림에 대해 하나의 심볼 기간에 두 개의 서브 대역 상에서 전송된 데이터 심볼의 각각의 쌍에 대해 생성될 수도 있다. 2×4 구성의 경우, 두 벡터(

및

)는 두 개의 데이터 심볼 스트림에 대해 하나의 심볼 기간에 두 개의 서브 대역 상에서 전송된 데이터 심볼의 두 쌍에 대해 생성될 수도 있다. 3×4 구성의 경우, 두 벡터(

및

)는 세 개의 데이터 심볼 스트림에 대해 하나의 심볼 기간에 두 개의 서브 대역 상에서 전송된 데이터 심볼의 세 쌍에 대해 생성될 수도 있다. 모든 구성에 대해, 송신 엔티티는 하나의 심볼 기간에 하나의 서브 대역 상 에서 벡터(

)를 공간적으로 확산 및 송신할 수도 있으며, 동일한 심볼 기간에 다른 서브 대역 상에서 벡터(

)를 공간적으로 확산 및 송신할 수도 있다. 두 서브 대역은 서로에 대해 통상적으로 인접한다.

송신 엔티티는 OTD, 공간 확산 및 가능하게는 연속한 빔 형성의 조합을 이용할 수도 있다. OTD의 경우, 송신 엔티티는 다수의 (N_O) 벡터(

및

)를 생성할 수도 있으며, N_O 심볼 기간에 하나의 서브 대역 상에서 이러한 벡터들을 전송할 수도 있다. N_O = 2의 경우, 송신 엔티티는 (1)하나의 송신 안테나에 대해 두 개의 코딩된 심볼(s_a 및 s_b)을 생성하기 위해 데이터 심볼(s_a)과 {+1 +1}의 제1 직교 코드를 곱함으로써, (2)다른 송신 안테나에 대해 두 개의 코딩된 심볼(s_b 및 -s_b)을 생성하기 위해 데이터 심볼(s_b)과 {+1 -1}의 제2 직교 코드를 곱함으로써, 그리고 (3)

및

를 형성함으로써, 두 벡터(

및

)를 생성할 수도 있다. 일반적으로, N_O 데이터 심볼은 N_O 송신 안테나에 대해 N_O 코딩된 심볼 시퀀스를 생성하기 위해 N_O 차분(different) 직교 코드와 곱해질 수도 있다. 각각의 코딩된 심볼 시퀀스는 N_O 코딩된 심볼을 포함하며, 하나의 데이터 심볼을 길이(N_O)의 특정 직교 코드와 곱함으로써 생성된다. 직교 코드는 왈시 코드, OVSF 코드 등일 수도 있다.

통상적으로, 송신 다이버시티는 다양한 방식으로 그리고 시간, 주파수 및/또는 공간 도메인에서 달성될 수도 있다. 일 실시예에서, 송신 다이버시티는 벡터(

)를 조정 벡터(

)와 곱함으로써 식(1)에 도시된 바와 같이 송신 벡터(

)를 생성한다. 다른 실시예에서, 송신 다이버시티는 각각의 송신 안테나에 대해 시간 도메인 샘플을 순환적으로 지연시킴으로써 달성된다. 또다른 실시예에서, 송신 다이버시티는

를 이용한 공간 프로세싱 및 시간 도메인 샘플의 주기적 지연의 조합으로 달성된다. 모든 실시예에 대해, 벡터(

)는 STTD, SFTD, OTD 또는 소정의 다른 송신 다이버시티 방식으로 형성될 수도 있다.

도2는 송신 엔티티(110)에서 TX 데이터 프로세서(112), TX STTD 프로세서(120), 및 공간 확산기(130)의 실시예의 블록도이다. 도2에 도시된 실시예의 경우, TX 데이터 프로세서(112)는 N_D 데이터 스트림을 독립적으로 프로세싱하는 N_D 데이터 스트림 프로세서(210a 내지 210nd)를 포함한다. 각각의 데이터 스트림 프로세서(210) 내에서, 엔코더(212)는 코딩 방식에 따라 트래픽 데이터를 엔코딩하고 코드 비트를 생성한다. 엔코딩 방식은 컨볼루션 코드, 터보 코드, 저밀도 패리티 체크(LDPC) 코드, 주기적 리던던시 체크(CRC) 코드, 블록 코드 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 인터리버(214)는 인터리빙 방식에 기초하여 코드 비트를 인터리빙(또는 리오더링)한다. 심볼 맵퍼(216)는 변조 방식에 따라 인터리빙된 비트를 맵핑하고 데이터 심볼을 제공한다. 각각의 데이터 스트림에 대한 코딩 및 변조는 데이터 스트림에 대해 선택된 레이트에 의해 결정될 수 있다. 데이터 스트림 프로세서(210a 내지 210nd)는 N_D 데이터 스트림 심볼을 제공한다.

도2에 도시되지 않은 다른 실시예에서, TX 데이터 프로세서(112)는 STTD로 전송될 데이터 심볼 스트림(들)과 STTD 없이 전송될 데이터 심볼 스트림(들)을 결합하여 프로세싱한다. 예를 들어, TX 데이터 프로세서(112)는 단일 데이터 스트림을 수신하고, 코딩 방식에 기초한 데이터 스트림을 엔코딩하고, 코드 비트를 N_D 코딩된 비트 스트림으로 디멀티플렉싱하고, N_D 코딩된 비트 스트림에 대해 개별적으로 인터리빙 및 심볼 맵핑을 실행하여 N_D 데이터 심볼 스트림을 생성한다. 또한 도2에 도시되지 않은 또다른 실시예에서, TX 데이터 프로세서(112)는 STTD로 전송될 데이터 심볼 스트림(들) 및 STTD 없이 전송될 데이터 심볼 스트림(들)을 독립적으로 프로세싱한다. 예를 들어, TX 데이터 프로세서(112)는 STTD로 전송될 제1 데이터 스트림, 및 STTD 없이 전송될 제2 데이터 스트림을 수신할 수도 있다. TX 데이터 프로세서(112)는 STTD로 전송될 (N_D-N_C) 데이터 심볼 스트림을 생성하기 위해 제1 데이터 스트림을 엔코딩, 인터리빙, 심볼 맵핑, 및 디멀티플렉싱한다. TX 데이터 프로세서(112)는 또한 STTD 없이 전송될 (2N_D-N_C) 데이터 심볼 스트림을 생성하기 위해 제2 데이터 스트림을 엔코딩, 인터리빙, 심볼 맵핑, 및 디멀티플렉싱한다. TX 데이터 프로세서(112)는 다른 방식으로 데이터 스트림(들)을 프로세싱할 수도 있으며, 이는 본 발명의 사상 내에 있다.

도2에 도시된 실시예의 경우, TX STTD 프로세서(120)는 N_D데이터 심볼 안테 나에 대해 N_DSTTD 엔코더(220a 내지 220nd)를 포함한다. 각각의 STTD 엔코더(220)는 자신의 데이터 심볼 스트림에 대해 STTD 엔코딩을 실행하고 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 멀티플렉서(Mux)(222)에 제공한다. 멀티플렉서(222)는 TX 데이터 프로세서(112)로부터 N_D데이터 심볼 스트림 및 STTD 엔코더(220a 내지 220nd)로부터 코딩된 심볼 스트림의 N_D쌍을 수신한다. 각각의 데이터 심볼 스트림의 경우, 멀티플렉서(222)는 데이터 심볼 스트림 또는 코딩된 심볼 스트림의 관련된 쌍을 제공한다. 멀티플라이어(224a 내지 224nc)는 각각 게인(g₁내지 g_Nc)을 갖는 멀티플라이어(222)로부터 N_C심볼 스트림을 수신 및 스케일링하고, N_D코딩된 심볼 스트림을 제공한다. 스케일링은 송신 경로 내의 다른 위치에서 실행될 수도 있다.

도2에 도시된 실시예의 경우, 공간 확산기(130)는 N_F 서브 대역에 대해 N_F 공간 프로세서(230a 내지 230nf)를 포함한다. 디멀티플렉서(Demux)(228)는 N_{C 코딩된 심볼} 스트림 및 파일럿 심볼을 수신하고, 서브 대역 상에 코딩된 심볼 및 데이터 송신에 대해 사용된 심볼 기간을 제공하며, 서브 대역 상에 파일럿 심볼 및 파일럿 송신을 위해 사용된 심볼 기간을 제공한다. 각각의 공간 프로세서는 하나의 심볼 기간에 관련된 서브 대역(k) 상에서 전송될 N_C코딩된 심볼 및/또는 파일럿 심볼을 수신하며, 코딩된 심볼 및/또는 파일럿 심볼을 조정 벡터(

)와 곱하고, 서브 대역(k) 상에서 N_T 송신 안테나로부터 전송될 N_T 송신 심볼을 제공한다. 멀티플렉 서(232)는 모든 N_F 공간 프로세서(230a 내지 230nf)로부터 송신 심볼을 수신하고 각각의 공간 프로세서(230)로부터의 N_T 송신 심볼을 N_T 송신 심볼 스트림으로 맵핑한다. 각각의 송신 심볼 스트림은 하나의 송신 안테나에 대해 N_F 송신 프로세서(230a 내지 230nf)로부터 N_F 송신 심볼을 포함한다.

도3은 송신 엔티티(110)에서 변조기(132a 내지 132nt)의 실시예의 블록도이다. 각각의 변조기(132) 내에서, IDFT 유닛(312)은 하나의 심볼 기간에 N_F 서브 대역 상에서 전송될 N_F 송신 심볼에 대해 N_F 포인트 IDFT 또는 IFFT를 실행하고 N_F 송신 도메인 샘플을 제공한다. 병렬-직렬 변환기(P/S Conv)(314)는 N_F 시간 도메인 샘플을 차례로 나열한다. 순환 시프트 유닛(316)은

에 의해 N_F 시간 도메인 샘플의 주기적 또는 순환적 시프팅을 실행하는데, 여기서,

는 고정된 기간(예를 들어, 하나의 샘플 기간)이며,

는 송신 안테나(i)에 대한 주기적 시프트의 양이다. 순환 프리픽스 생성기(318)는 유닛(316)으로부터 N_F 순환 시프팅된 샘플을 수신하고, N_CP 샘플의 순환 프리픽스를 첨부하고, N_F +N_CP 샘플을 포함하는 OFDM 심볼(또는 송신 심볼)을 제공한다. 시간 도메인 연속 빔 형성은 순환 시프트 유닛(316a 내지 316nt)이 단순히 시간 도메인 샘플을 P/S 변환기(314a 내지 314nt)로부터 순환 프리픽스 생성기(318a 내지 318nt)로 각각 통과하게 함으로써 디스에이블될 수 있다. 순환 시프트(316a 내지 316nt)는 상이한 양만큼 P/S 변환기(314a 내지 314nt)로부터 시간 도메인 샘플을 (주기적으로 지연하는 대신) 단지 지연함으로써, 안테나(136a 내지 136nt)로부터의 송신이 상이한 양만큼 지연되게 한다.

도4는 단일 안테나 수신 엔티티(150x) 및 다중 안테나 수신 엔티티(150y)의 실시예를 나타낸 블록도이다. 각각의 수신 엔티티는 기지국 또는 사용자 터미널의 일부일 수도 있다.

단일 안테나 수신 엔티티(150x)에서, 안테나(152x)는 송신 엔티티(110)에 의해 송신된 N_T 변조된 신호를 수신하고 수신된 신호를 수신기 유닛(RCVR)(154x)으로 제공한다. 수신기 유닛(154x)은 수신된 신호를 조절(예를 들어, 증폭, 필터링, 주파수 하향변환, 및 디지털화)하고 수신된 샘플의 스트림을 복조기(Demod)(156x)로 제공한다. OFDM 기반 시스템의 경우, 복조기(156x)는 수신된 심볼을 획득하기 위해 수신된 샘플에 대한 OFDM 복조를 실행하고, 디코더(158)에 수신된 데이터 심볼을 제공하며, 채널 추정기(162)에 수신된 파일럿 심볼을 제공한다. 채널 추정기(162)는 데이터 송신을 위해 사용된 각각의 서브 대역에 대해 송신 엔티티(110)와 수신 엔티티(150x) 사이의 단일 입력 단일 출력(SISO) 채널에 대해 유효 채널 응답 추정을 유도한다. 검출기(158)는 상기 서브대역에 대한 유효 SISO 채널 응답 추정에 기초하여 각각의 서브 대역에 대해 수신된 데이터 심볼에 대한 데이터 검출(예를 들어, 등화)을 실행하고 서브 대역에 대해 복구된 데이터 심볼을 제공한다. RX 데이터 프로세서(160)는 복구된 데이터 심볼을 프로세싱(예를 들어, 심볼 디맵핑, 디인터리빙, 및 디코딩)하고 디코딩된 데이터를 제공한다.

다중 안테나 수신 엔티티(150y), N_R 안테나(152a 내지 152nr)는 N_T 변조된 신호를 수신하고, 각각의 안테나(152)는 수신된 신호를 각각의 수신기 유닛(154)으로 제공한다. 각각의 수신기 유닛(154)은 자신의 수신된 신호를 조절하고 수신된 샘플 스트림을 관련된 복조기(Demod)(156)에 제공한다. 각각의 복조기(156)는 수신된 샘플 스트림에 대해 (적용 가능한 경우) OFDM 복조를 실행하고, RX 공간 프로세서(170)로 수신된 데이터 심볼을 제공하고, 수신된 파일럿 심볼을 채널 추정기(166)에 제공한다.

채널 추정기(166)는 모든 N_R 수신 안테나에 대해 수신된 파일럿 심볼을 획득하고, 데이터 송신에 대해 사용된 각각의 서브 대역에 대해 송신 엔티티(110)와 수신 엔티티(150y) 사이의 실제 또는 유효 MIMO 채널에 대한 채널 응답 추정을 유도한다. 만일 송신 엔티티(110)가 도1에 도시된 바와 같이, 데이터 심볼과 동일한 방식으로 파일럿 심볼에 대한 공간 프로세싱을 실행하면, 조정 행렬은 무선 채널의 일부로서 뷰잉될 수도 있다. 이러한 경우, 수신 엔티티(150y)는 유효 MIMO 채널의 추정을 유도할 수도 있는데, 이는 실제 MIMO 채널 응답 및 조정 행렬의 효과를 포함한다. 만일 송신 엔티티(110)가 파일럿 심볼에 대한 공간 프로세싱을 실행하지 않으면, 수신 엔티티(150y)는 실제 MIMO 채널의 추정을 유도하고 실제 MIMO 채널 응답 추정 및 조정 행렬에 기초하여 유효 MIMO 채널의 추정을 유도할 수도 있다.

정합 필터 생성기(168)는 상기 서브 대역에 대해 채널 응답 추정에 기초한 송신에 사용된 각각의 서브 대역에 대한 공간 필터 매트릭스(

)를 유도한다. RX 공간 프로세서(170)는 모든 N_R 수신 안테나에 대한 수신된 데이터 심볼을 획득하고 송신 엔티티(110)에 의해 사용된 STTD 방식에 대해 설명하기 위해 수신 데이터 심볼에 대한 사전 프로세싱을 실행한다. RX 공간 프로세서(170)는 상기 서브 대역에 대한 공간 필터 매트릭스로 각각의 서브 대역에 대한 사전 프로세싱된 데이터 심볼에 대한 수신기 공간 프로세싱(또는 공간 정합 필터링)을 추가로 실행하고 서브 대역에 대한 검출된 심볼을 제공한다. RX STTD 프로세서(172)는 송신 엔티티(110)에 의해 사용된 STTD 방식에 기초하여 검출된 심볼에 대한 사전 프로세싱을 실행하고 복구된 데이터 심볼을 제공한다. RX 데이터 프로세서(174)는 복구된 데이터 심볼을 프로세싱(예를 들어, 심볼 디맵핑, 디인터리빙, 및 디코딩)하고 디코딩된 데이터를 제공한다.

제어기(180x 및 180y)는 각각 수신 엔티티(150x 및 150y)에서 연산을 제어한다. 메모리(182x 및 182y)는 데이터를 저장하고 및/또는 각각 수신 엔티티(150x 및 150y)에 대한 코드를 프로그램한다.

조정 행렬의 다양한 타입은 공간 확산을 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 조정 행렬(

)은 왈시 행렬, 푸리에 행렬, 또는 소정의 다른 행렬일 수도 있다. 2×2 왈시 행렬(

)은

으로 표현될 수 있다. 큰 크기의 왈시 행렬(

)은 이하와 같이 더 작은 크기의 왈시 행렬(

)로부터 형성될 수도 있다:

N×N 푸리에 행렬(

)은 m 번째 열의 n 번째 행에서 원소(

)를 갖는데, 이는 다음가 같이 표현된다:

소정의 정방 차원(예를 들어, 2, 3, 4, 5 등)의 푸리에 행렬이 형성될 수도 있다.

왈시 행렬(

), 푸리에 행렬(

), 또는 소정의 다른 행렬이 다른 조정 행렬을 형성하기 위해 기본 행렬(

)로서 사용될 수도 있다. N×N 기본 행렬의 경우, 기본 행렬의 각각의 행들(2 내지 N)은 M개의 상이한 가능한 스칼라 중 하나와 독립적으로 곱해질 수도 있다. M^N-1개의 상이한 조정 행렬이 N-1행에 대해 M 스칼라의 M^N-1개의 상이한 순열로부터 획득될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 행(2 내지 N)은 +1, -1, +j 또는 -j의 스칼라로 곱해질 수도 있으며, 여기서, j=

이다. N=4의 경우, 64개의 상이한 조정 행렬들이 4개의 상이한 스칼라를 갖는 기본 행렬(

)로부터 생성될 수도 있다. 추가의 조정 행렬은 다른 스탈라, 예를 들어,

등으로 생성될 수도 있다. 통상적으로, 기본 행렬의 각각의 행은

의 형태를 갖는 소정의 스칼라로 곱해질 수도 있는데, 여기서

는 소정의 위상 값일 수 있다. N×N 조정 행렬의 세트는

처럼 N×N 기본 행렬로부터 생성될 수도 있는데, 여기서,

및

는 기본 행렬(

)로 생성된 i번째 조정 행렬이다.

에 의한 스케일링은

의 각각의 행렬이 단위 파워(power)를 갖는 것을 보장한다. 세트에서의 조정 행렬은 상이한 서브 대역 및/또는 시간 간격에 대해 사용될 수도 있다.

조정 행렬은 의사 랜덤 방식으로도 생성될 수 있다. 조정 행렬은 통상적으로 서로 직교하는 열을 갖는 통상적으로 1원 행렬이다. 조정 행렬은 각각의 열에 대해 직교 열 및 단위 파워를 갖는 직교 행렬일 수도 있어서,

이다. 정방이 아닌 차원의 조정 행렬은 정방 조정 행렬의 하나 이상의 열을 삭제함으로써 얻으질 수 있다.

상이한 조정 행렬이 상이한 시간 간격에 대해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 상이한 조정 행렬이 SFTD에 대한 상이한 심볼 기간에 대해 그리고 STTD 및 OTD에 대한 상이한 2 심볼 기간에 대해 사용될 수도 있다. OFDM 기반 시스템의 경우, 상이한 조정 행렬이 STTD 및 OTD에 대한 상이한 서브 대역에 대해, 그리고 SFTD에 대한 서브 대역의 상이한 쌍에 대해 사용될 수도 있다. 상이한 조정 행렬은 상이한 서브 대역 및 상이한 심볼 기간에 대해 사용될 수도 있다. 상이한 조정 행렬의 사용으로 (시간 및/또는 주파수에 걸친) 조정 다이버시티에 의해 제공된 램덤화는 무선 채널의 유해한 효과를 경감시킬 수 있다.

설명된 송신 기술은 다양한 방식에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 기술은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현의 경우, 송신 엔티티에서의 프로세싱 유닛은 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 처리기(DSP), 디지털 신호 프로세싱 장치(DSPD), 프로그램 가능한 로직 장치(PLD), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 마이크로프로세서, 설명된 기능을 실행하도록 설계된 다른 전자 장치, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다.

소프트웨어 구현의 경우, 기술은 설명된 기능을 실행하는 모듈(예를 들어, 절차, 기능 등)로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장될 수도 있고 프로세서에 의해 실행될 수도 있다. 메모리는 프로세서 내에서 또는 프로세서 외부에서 구현될 수도 있는데, 이 경우, 기술 분야에 알려진 다양한 방법을 통해 프로세서에 통신가능하게 연결된다.

설명된 실시예는 당업자가 본 발명을 이용 및 사용가능하도록 제공하기 위한 것이다. 이러한 실시예에 대한 다양한 변경이 당업자에게 명백하며, 설명된 일반 원칙은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 다른 실시예에 적용가능하다. 따라서, 본 발명은 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 광의의 사상에 부합된다.

Claims

코딩된 심볼들을 생성하기 위해 송신 다이버시티 방식에 기초하여 데이터 심볼들을 프로세싱하고, 다수의 안테나를 통한 송신을 위해 송신 심볼들을 생성하도록 상기 코딩된 심볼들에 대한 공간 프로세싱을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서; 및

상기 적어도 하나의 프로세서에 결합된 메모리를 포함하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 다수의 행렬을 이용한 공간 확산을 실행하고 상이한 주파수 서브 대역, 상이한 시간 간격, 또는 이 둘 모두에 대한 상이한 행렬들을 이용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 다수의 행렬을 이용한 빔 형성을 실행하고 상이한 주파수 서브 대역에 대한 상이한 행렬들을 이용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 코딩된 심볼들을 생성하기 위해 공간- 시간 송신 다이버시티(STTD) 방식에 기초하여 상기 데이터 심볼들을 프로세싱하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 코딩된 심볼들을 생성하기 위해 공간-주파수 송신 다이버시티(SFTD) 방식에 기초하여 상기 데이터 심볼들을 프로세싱하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 코딩된 심볼들을 생성하기 위해 직교 송신 다이버시티(OTD) 방식에 기초하여 상기 데이터 심볼들을 프로세싱하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 두 심볼 기간에 주파수 서브 대역 상에서 전송될 적어도 두 개의 데이터 심볼들을 획득하고, 두 세트의 코딩된 심볼들을 생성하도록 상기 송신 다이버시티 방식에 기초하여 적어도 두 개의 상기 데이터 심볼들을 프로세싱하고, 두 심볼 기간에 상기 주파수 서브 대역 상에서의 송신을 위해 두 세트의 상기 코딩된 심볼을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 하나의 심볼 기간에 두 주파수 서브 대역 상에서 전송될 적어도 두 개의 데이터 심볼들을 획득하고, 두 세트의 코딩된 심볼들을 생성하도록 상기 송신 다이버시티 방식에 기초하여 적어도 두 개의 상기 데이터 심볼들을 프로세싱하고, 상기 심볼 기간에 상기 두 주파수 서브 대역 상에서의 송신을 위해 두 세트의 상기 코딩된 심볼을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 안테나에 대한 송신 심볼들을 생성하기 위해 각각의 안테나에 대한 상기 송신 심볼들에 대해 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 변조를 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 안테나에 대한 송신 심볼들을 생성하기 위해 각각의 안테나에 대한 상기 송신 심볼들에 대해 단일 캐리어 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 변조를 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다수의 안테나에 대한 상이한 주기적 지연을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 송신 심볼들에 기초하여 상기 다수의 안테나에 대한 송신 심볼들을 생성하고, 다수의 안테나에 대한 상기 송신 심볼들을 음이 아닌 상이한 정수들의 샘플들만큼 주기적으로 지연시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
코딩된 심볼들을 생성하도록 송신 다이버시티 방식에 기초하여 데이터 심볼들을 프로세싱하는 단계; 및

다수의 안테나를 통한 송신을 위해 송신 심볼들을 생성하도록 상기 코딩된 심볼들에 대해 공간 프로세싱을 실행하는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 송신 다이버시티 방식에 기초하여 데이터 심볼들을 프로세싱하는 단계는,

상기 코딩된 심볼들을 생성하기 위해, 공간-시간 송신 다이버시티(STTD) 방식, 공간-주파수 송신 다이버시티(SFTD) 방식, 또는 직교 송신 다이버시티(OTD) 방식에 기초하여 상기 데이터 심볼들을 프로세싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 코딩된 심볼들에 대해 공간 프로세싱을 실행하는 단계는,

다수의 행렬을 이용하여 공간 확산을 실행하는 단계; 및

상이한 주파수 서브 대역, 상이한 시간 간격, 또는 이 둘 모두에 대해 상이한 행렬을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 다수의 안테나에 대해 상이한 주기적 지연을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
코딩된 심볼들을 생성하도록 송신 다이버시티 방식에 기초하여 데이터 심볼들을 프로세싱하는 수단; 및

다수의 안테나를 통한 송신을 위해 송신 심볼들을 생성하도록 상기 코딩된 심볼들에 대해 공간 프로세싱을 실행하는 수단을 포함하는 장치.
제17항에 있어서,

상기 송신 다이버시티 방식에 기초하여 상기 데이터 심볼들을 프로세싱하는 수단은,

상기 코딩된 심볼들을 생성하기 위해, 공간-시간 송신 다이버시티(STTD) 방 식, 공간-주파수 송신 다이버시티(SFTD) 방식, 또는 직교 송신 다이버시티(OTD) 방식에 기초하여 상기 데이터 심볼들을 프로세싱하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,

상기 코딩된 심볼들에 대해 공간 프로세싱을 실행하는 수단은,

다수의 행렬을 이용하여 공간 확산을 실행하는 수단; 및

상이한 주파수 서브 대역, 상이한 시간 간격, 또는 이 둘 모두에 대해 상이한 행렬을 이용하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,

상기 다수의 안테나에 대해 상이한 주기적 지연을 제공하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 송신 다이버시티 방식에 기초한 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱하고, 다수의 안테나를 통한 송신을 위해 다수의 송신 심볼 스트림을 생성하기 위해 적어도 두 개의 상기 코딩된 심볼 스트림에 대한 공간 프로세싱을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서; 및

적어도 하나의 프로세서에 결합된 메모리를 포함하는 장치.
제21항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해, 공간-시간 송신 다이버시티(STTD) 방식, 공간-주파수 송신 다이버시티(SFTD) 방식, 또는 직교 송신 다이버시티(OTD) 방식에 기초하여 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서,

적어도 하나의 상기 프로세서는 다수의 행렬을 이용한 공간 확산을 실행하고, 상이한 주파수 서브 대역, 상이한 시간 간격, 또는 이 둘 모두에 대한 상이한 행렬들을 이용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서,

상기 적어도 하나의 상기 프로세서는 상기 송신 다이버시티 방식을 이용하지 않고 전송될 적어도 하나의 추가의 데이터 심볼 스트림을 생성하고, 상기 다수의 송신 심볼 스트림을 생성하기 위해 상기 다수의 행렬을 이용하여 적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림 및 적어도 하나의 추가 데이터 심볼 스트림에 대한 공간 프로세싱을 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림에 대해 선택된 적어도 두 개의 게인을 갖는 상기 적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 스케일링하고, 상기 적어도 하나의 추가 데이터 심볼 스트림에 대해 선택된 적어도 하나의 게인을 갖는 적어도 하나의 추가 데이터 심볼 스트림을 스케일링하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서,

상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 생성하기 위해 적어도 하나의 코딩 및 변조 방식에 기초하여 적어도 하나의 데이터 스트림을 프로세싱하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 송신 다이버시티 방식에 기초하여 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱하는 단계; 및

다수의 안테나를 통한 송신을 위해 다수의 송신 심볼 스트림을 생성하기 위해 적어도 두 개의 상기 코딩된 심볼 스트림에 대한 공간 프로세싱을 실행하는 단계를 포함하는 방법.
제27항에 있어서,

상기 송신 다이버시티 방식에 기초하여 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱하는 단계는,

적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해, 공간-시간 송신 다이버시티(STTD) 방식, 공간-주파수 송신 다이버시티(SFTD) 방식, 또는 직교 송신 다이버시티(OTD) 방식에 기초하여 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서,

상기 적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림에 대한 공간 프로세싱을 실행하는 단계는,

다수의 행렬을 이용하여 상기 적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림에 대한 공간 확산을 실행하는 단계; 및

상이한 주파수 서브 대역, 상이한 시간 간격, 또는 이 둘 모두에 대한 상이한 행렬들을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해 송신 다이버시티 방식에 기초하여 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱하는 수단; 및

다수의 안테나를 통한 송신을 위해 다수의 송신 심볼 스트림을 생성하기 위해 적어도 두 개의 상기 코딩된 심볼 스트림에 대한 공간 프로세싱을 실행하는 수단을 포함하는 장치.
제30항에 있어서,

상기 송신 다이버시티 방식에 기초하여 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱하는 수단은,

적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림을 생성하기 위해, 공간-시간 송신 다이버시티(STTD) 방식, 공간-주파수 송신 다이버시티(SFTD) 방식, 또는 직교 송신 다이버시티(OTD) 방식에 기초하여 적어도 하나의 데이터 심볼 스트림을 프로세싱하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제30항에 있어서,

상기 적어도 두 개의 코딩된 심볼에 대한 공간 프로세싱을 실행하는 수단은,

다수의 행렬을 이용하여 상기 적어도 두 개의 코딩된 심볼 스트림에 대한 공간 확산을 실행하는 수단; 및

상이한 주파수 서브 대역, 상이한 시간 간격, 또는 이 둘 모두에 대한 상이한 행렬들을 이용하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.