KR20080004650A - Apparatus and method for transmission in mimo system - Google Patents

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KR20080004650A KR1020060063225A KR20060063225A KR20080004650A KR 20080004650 A KR20080004650 A KR 20080004650A KR 1020060063225 A KR1020060063225 A KR 1020060063225A KR 20060063225 A KR20060063225 A KR 20060063225A KR 20080004650 A KR20080004650 A KR 20080004650A
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Abstract

An apparatus and a method for transmission in an MIMO system are provided to consider channel and coding techniques in determining a cyclic delay time by using CDD(Cyclic Delay Diversity) techniques and to easily apply to all of OFDM systems regardless of kinds of method such as MIMO-OFDM system and duplexing system, thereby realizing optimal performance. An apparatus for transmission in an MIMO(Multiple Input Multiple Output) system comprises a first determiner(316), a second determiner(318), a generator(300,302,304), plural variable delayers(306-2~306Nt) and plural RF(Radio Frequency) processors(310-1~310-Nt). The first determiner determines a coding rate by using channel information. The second determiner determines a cyclic delay time to be applied to each of plural antennas(312-1~312-Nt) by using the coding rate from the first determiner and the channel information. The generator generates baseband sample data. The plural variable delayers shift sample data from the generator as much as a corresponding cyclic delay time under the control of the second determiner and outputs the sample data. The plural RF processors process each of the sample data from the variable delayers and transmit the sample data through a corresponding antenna.

Description

다중 안테나 시스템에서 송신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMISSION IN MIMO SYSTEM}Transmission apparatus and method in a multi-antenna system {APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMISSION IN MIMO SYSTEM}

도 1은 다중 안테나 시스템에서 CDD 적용에 따른 채널 특성을 보여주는 도면.1 is a diagram illustrating channel characteristics according to CDD application in a multi-antenna system.

도 2는 종래기술에 따른 CDD를 적용한 MIMO-OFDM 시스템에서 송신기의 구성을 도시하는 도면.2 is a diagram illustrating a configuration of a transmitter in a MIMO-OFDM system to which a CDD according to the prior art is applied.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CDD를 적용한 MIMO-OFDM 시스템에서 송신기의 구성을 도시하는 도면.3 is a diagram illustrating a configuration of a transmitter in a MIMO-OFDM system to which a CDD is applied according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CDD를 적용한 MIMO-OFDM 시스템에서 송신기의 송신 절차를 도시하는 도면.4 is a diagram illustrating a transmission procedure of a transmitter in a MIMO-OFDM system employing a CDD according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 8은 FER 성능을 비교하는 그래프.5 to 8 are graphs comparing FER performance.

본 발명은 다중 안테나 시스템에서 송신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 순환 지연 다이버시티( CDD : Cyclic delay diversity) 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 안테나별 순환 지연 시간을 가변하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention relates to a transmission apparatus and a method in a multi-antenna system, and in particular, to provide an apparatus and method for varying the cyclic delay time for each antenna in a multi-antenna system using a cyclic delay diversity (CDD) technique. have.

최근에 다중 안테나(MIMO : Multiple Input Multiple Output)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술은 간단한 수신기 구조와 함께 공간 다이버시티 이득 및 다중 경로(multi-path) 이득을 얻을 수 있다는 점에서 차세대 통신의 강력한 후보로 대두되고 있다. Recently, multiple-input multiple-output (MIMO) -orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technology is a powerful feature of next-generation communications in that spatial diversity gain and multi-path gain can be achieved with a simple receiver structure. It is emerging as a candidate.

또한, MIMO-OFDM 시스템에서 다중 경로 이득을 최대화하기 위해 오류 정정 부호(error control coding) 기술이 함께 사용되고 있다. 즉, 지연 확산이 클수록 코딩(coding)을 이용하여 더 큰 주파수 선택성(selectivity)을 획득할 수 있다. 그런데, 채널이 작은 지연 확산을 가지면, 다중 경로 이득을 효율적으로 얻을 수 없다. 그래서, 충분한 다중 경로 이득을 제공하기 위한 CDD기법이 제안되었다.In addition, an error control coding technique is used together to maximize the multipath gain in the MIMO-OFDM system. That is, the greater the delay spread, the greater the frequency selectivity can be obtained using coding. However, if the channel has a small delay spread, multipath gain cannot be obtained efficiently. Thus, a CDD technique has been proposed to provide sufficient multipath gain.

상기 CDD 기술은 안테나 별로 미리 결정된(deterministic) 지연 시간을 두어 다이버시티 이득을 높이는 방법이다. 이러한 시간 영역에서의 순환 지연은 주파수 영역에서 부반송파간에 위상 회전을 야기하므로 부반송파간 상관성을 감소시키게 된다. 이러한 상관성 감소는 도 1에 도시된 바와 같이, 주파수 선택성(selectivity)을 증가시키고, 결과적으로 오류 성능을 개선시킬 수 있다.The CDD technique is a method of increasing diversity gain by providing a predetermined delay time for each antenna. This cyclic delay in the time domain causes phase rotation between subcarriers in the frequency domain, thereby reducing the correlation between subcarriers. This reduction in correlation can increase frequency selectivity, and consequently, improve error performance, as shown in FIG.

상기 CDD 기술에서 중요한 사항은 바로 지연 시간의 선택이라 할 수 있다. 기존에, 인접 부반송파간의 주파수 상관성이 0이 되게 하는 지연 시간을 선택하는 방법이 제안된바 있다. 하지만, 이 방법은 간단한 반면에

Figure 112006048431987-PAT00001
개 (
Figure 112006048431987-PAT00002
는 송신 안 테나 수)의 연속된 부반송파들간의 상관성만이 0이 된다는 단점이 있다. An important point in the CDD technology is the selection of delay time. In the past, a method of selecting a delay time such that the frequency correlation between adjacent subcarriers becomes zero has been proposed. However, this method is simple
Figure 112006048431987-PAT00001
Dog (
Figure 112006048431987-PAT00002
Has a disadvantage that only correlation between successive subcarriers of the number of transmission antennas is zero.

도 2는 종래기술에 따른 CDD를 적용한 MIMO-OFDM 시스템에서 송신기의 구성을 도시하고 있다.2 illustrates a configuration of a transmitter in a MIMO-OFDM system employing a CDD according to the prior art.

도시된 바와 같이, 송신기는, 부호기(200), 변조기(202), IFFT연산기(204), 복수의 지연기들(206-2 내지 206-Nt), 복수의 보호구간 삽입기들(208-1 내지 208-Nt), 복수의 안테나들(210-1 내지 210-Nt)로 포함하여 구성된다.As shown, the transmitter includes an encoder 200, a modulator 202, an IFFT operator 204, a plurality of delayers 206-2 to 206-N t , a plurality of guard interval inserters 208-. 1 to 208-N t ) and a plurality of antennas 210-1 to 210 -N t .

도 2를 참조하면, 먼저 부호기(200)는 송신 데이터를 주어진 부호율로 부호화하여 부호 심볼들을 출력한다. 여기서, 상기 부호기(200)는 트렐리스(trellis)부호기이다. 변조기(202)는 상기 부호기(200)로부터의 데이터를 주어진 변조방식에 따라 변조하여 변조 심볼들을 출력한다.Referring to FIG. 2, first, the encoder 200 encodes transmission data at a given code rate and outputs code symbols. Here, the encoder 200 is a trellis encoder. The modulator 202 modulates the data from the encoder 200 according to a given modulation scheme and outputs modulation symbols.

IFFT연산기(204)는 상기 변조기(202)로부터의 데이터를 역 고속 푸리에 변환하여 샘플데이터를 출력한다. 이렇게 출력된 샘플데이터는 제1보호구간 삽입기(208-1)와 다수의 지연기들(206-2 내지 206-Nt)로 제공된다. 상기 다수의 지연기들(206-2 내지 206-Nt) 각각은 입력되는 샘플데이터를 결정된 지연 시간에 따라 순환 지연하여 출력한다. An IFFT operator 204 outputs sample data by inverse fast Fourier transforming of the data from the modulator 202. The sample data thus output is provided to the first guard interval inserter 208-1 and the plurality of delayers 206-2 to 206-N t . Each of the plurality of delayers 206-2 to 206-Nt cyclically delays and outputs input sample data according to the determined delay time.

상기 제1보호구간 삽입기(208-1)는 상기 IFFT연산기(204)로부터의 샘플데이터에 보호구간(GI : Guard Interval)을 삽입하여 출력한다. 또한, 나머지 보호구간 삽입기들(208-2 내지 208-Nt) 각각은 대응되는 지연기로부터의 샘플데이터에 보호구 간을 삽입하여 출력한다. 이렇게 보호구간 삽입기들(208-1 내지 208-Nt)로부터 출력되는 샘플데이터들 각각은 대응되는 안테나를 통해 송신된다.The first guard interval inserter 208-1 inserts and outputs a guard interval (GI) in the sample data from the IFFT operator 204. In addition, each of the remaining guard interval inserters 208-2 to 208 -N t inserts and outputs a guard interval in sample data from a corresponding delayer. In this way, each of the sample data output from the guard interval inserters 208-1 to 208-N t is transmitted through a corresponding antenna.

예를 들어, 주파수 선택적 레일리(Rayleigh) 페이딩 채널을 가정하고, 한 OFDM심볼 주기에서는 채널이 정적(static)이고 매 심볼마다 독립적으로 채널이 변하는 블록 페이딩을 가정하기로 한다. 이때, L을 채널 탭 수라 하면, 이산시간 기저대역 채널 임펄스 응답 벡터는

Figure 112006048431987-PAT00003
와 같다. 또한,
Figure 112006048431987-PAT00004
은 서로 독립적이고,
Figure 112006048431987-PAT00005
을 만족하는 전력 분포를 가지며,
Figure 112006048431987-PAT00006
의 통계치(statistic)는 각 송신 안테나별로 동일하다고 가정한다. 그러면,
Figure 112006048431987-PAT00007
채널 벡터
Figure 112006048431987-PAT00008
의 상관 행렬 은 평균이 '0'인 복소 가우시안이 된다.For example, assume a frequency selective Rayleigh fading channel, and assume block fading in which the channel is static in one OFDM symbol period and the channel changes independently for each symbol. Here, if L is the number of channel taps, the discrete time baseband channel impulse response vector is
Figure 112006048431987-PAT00003
Same as Also,
Figure 112006048431987-PAT00004
Are independent of each other,
Figure 112006048431987-PAT00005
Has a power distribution that satisfies
Figure 112006048431987-PAT00006
The statistics of are assumed to be the same for each transmit antenna. then,
Figure 112006048431987-PAT00007
Channel vector
Figure 112006048431987-PAT00008
Correlation matrix Is a complex Gaussian with an average of zero.

수신기는 지연 시간의 효과를 고려한 효율적인 채널의 전달 함수(transfer function)를 완전히 알고 있다고 가정할 때, 보호구간을 제거하고 FFT를 수행한후 p번째 부반송파에서의 수신 신호는 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Assuming that the receiver fully knows the effective channel transfer function considering the effects of delay time, after removing the guard interval and performing the FFT, the received signal at the p-th subcarrier is expressed as in Equation 1 below. Can be.

Figure 112006048431987-PAT00010
Figure 112006048431987-PAT00010

여기서, w(p)는 평균 0, 분산 N0을 갖는 i.i.d(independent and identically distributed) 복소 가우시안 잡음이 된다. 그리고, 효율적인 채널

Figure 112006048431987-PAT00011
는 다음 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.Here, w (p) becomes iid (independent and identically distributed) complex Gaussian noise with an average of 0 and variance N 0 . And efficient channels
Figure 112006048431987-PAT00011
Can be expressed as Equation 2 below.

Figure 112006048431987-PAT00012
Figure 112006048431987-PAT00012

이때,

Figure 112006048431987-PAT00013
는 채널 임펄스 응답의 전달함수가 된다. 상기 <수학식 2>에서 알 수 있듯이, 순환 지연 시간은 전달함수에서의 위상 회전을 야기한다. At this time,
Figure 112006048431987-PAT00013
Becomes the transfer function of the channel impulse response. As can be seen from Equation 2, the cyclic delay time causes the phase rotation in the transfer function.

한편, 상기 효율적인 채널

Figure 112006048431987-PAT00014
는 다음 <수학식 3>과 같이 정리될 수 있다.Meanwhile, the efficient channel
Figure 112006048431987-PAT00014
Can be summarized as Equation 3 below.

Figure 112006048431987-PAT00015
Figure 112006048431987-PAT00015

따라서, 상기 <수학식 1>은 다음 <수학식 4>와 같이 정리될 수 있다.Therefore, Equation 1 may be summarized as Equation 4 below.

Figure 112006048431987-PAT00016
Figure 112006048431987-PAT00016

상기 <수학식 4>로부터

Figure 112006048431987-PAT00017
는 SF(space-frequency) 코드의 심볼로 해석될 수 있고,
Figure 112006048431987-PAT00018
를 브랜치(branch)에서의 심볼로 정의하면 비터비 복호기는
Figure 112006048431987-PAT00019
와 같이 브랜치 매트릭을 계산할수 있다.From Equation 4
Figure 112006048431987-PAT00017
Can be interpreted as a symbol in space-frequency (SF) code,
Figure 112006048431987-PAT00018
Is defined as a symbol in the branch, the Viterbi decoder
Figure 112006048431987-PAT00019
You can calculate branch metrics like this:

상기 도 2와 같은 시스템 모델에서, 상기 지연기들(206-2 내지 206-Nt)에서 사용되는 지연 시간은 인접한 부반송파들간의 상관성을 제로 포싱(zero-forcing)하도록 설계된다.

Figure 112006048431987-PAT00020
번째 안테나에서의 지연 시간은 다음 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.In the system model as shown in FIG. 2, the delay time used in the delayers 206-2 to 206-N t is designed to zero-forcing the correlation between adjacent subcarriers.
Figure 112006048431987-PAT00020
The delay time at the first antenna may be expressed as Equation 5 below.

Figure 112006048431987-PAT00021
Figure 112006048431987-PAT00021

여기서,

Figure 112006048431987-PAT00022
는 부반송파 개수(FFT 사이즈)를 나타내고,
Figure 112006048431987-PAT00023
는 송신 안테나의 개수를 나타낸다.here,
Figure 112006048431987-PAT00022
Represents the number of subcarriers (FFT size),
Figure 112006048431987-PAT00023
Denotes the number of transmit antennas.

상기 <수학식 5>와 같이, 지연 시간을 결정하는 경우,

Figure 112006048431987-PAT00024
개의 인접한 부반송파들 사이의 상관값은 '0'이 되는 반면,
Figure 112006048431987-PAT00025
부반송파만큼 떨어진 거리에서의 상관값은 '0'이 되지 않는다. 뿐만 아니라,
Figure 112006048431987-PAT00026
거리를 주기로 상관 패턴이 반복되는 특징을 갖는다. 2개의 송신 안테나를 갖는 시스템을 예로 들면, 홀수번째와 짝수번째 부반송파 간의 상관값은 '0'이 되지만, 홀수번째들 혹은 짝수번째들 사이의 상관값은 '0'이 되지 않는다. When the delay time is determined as in Equation 5,
Figure 112006048431987-PAT00024
The correlation between the two adjacent subcarriers is '0',
Figure 112006048431987-PAT00025
The correlation value at a distance separated by the subcarrier does not become '0'. As well as,
Figure 112006048431987-PAT00026
The correlation pattern is repeated with a distance. In the example of a system having two transmitting antennas, the correlation value between odd and even subcarriers is '0', but the correlation value between odd or even numbers is not '0'.

이상 살펴본 바와 같이, 종래 기술은 주파수 영역의 선택성(selectivity)만 고려하고 있고, 다이버시티(diversity)를 얻기 위해 사용되는 코딩(coding)에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않다. 하지만, 코딩(coding)은 CDD의 성능을 판단하는데 중요한 부분을 차지하므로, 지연 시간을 결정하는데 있어 코딩(coding)도 함께 고려되는 것이 바람직하다. 즉, 채널 특성 및 코딩 기법을 고려하였을 때, 종래 기술 은 최적 지연 시간을 보장하지 못하는 문제점이 있다.As described above, the prior art considers only the selectivity of the frequency domain, and does not consider the coding used to obtain diversity. However, since coding is an important part in determining the performance of the CDD, it is preferable to consider coding in determining the delay time. In other words, when considering channel characteristics and coding schemes, the prior art has a problem that it does not guarantee the optimal delay time.

따라서 본 발명의 목적은 CDD 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 안테나별 지연 시간을 최적화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for optimizing delay time for each antenna in a multi-antenna system using a CDD technique.

본 발명의 다른 목적은 CDD 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 안테나별 지연 시간을 가변하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for varying antenna delay time in a multi-antenna system using a CDD technique.

본 발명의 또 다른 목적은 CDD 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 PEP를 고려해서 안테나별 지연 시간을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for determining delay time for each antenna in consideration of PEP in a multi-antenna system using a CDD technique.

본 발명의 또 다른 목적은 CDD 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 SNR(Signal to Noise Ratio)과 부호율(coding rate)에 따라 안테나별 지연 시간을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for determining antenna delay time according to signal to noise ratio (SNR) and coding rate in a multiple antenna system using a CDD technique.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 순환 지연 다이버시티 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 송신 장치에 있어서, 채널정보를 이용해서 부호율을 결정하는 제1결정기와, 상기 제1결정기로부터의 부호율과 상기 채널정보를 이용해서 복수의 안테나들 각각에 적용할 순환 지연 시간을 결정하는 제2결정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a transmission apparatus in a multi-antenna system using a cyclic delay diversity scheme, comprising: a first determiner for determining a code rate using channel information, and the first determiner And a second determiner for determining a cyclic delay time to be applied to each of the plurality of antennas using the code rate and the channel information.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 순환 지연 다이버시티 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 송신 장치에 있어서, 채널정보를 이용해서 부호율을 결정하는 과정과, 상기 결정된 부호율과 상기 채널정보를 이용해서 복수의 안테나들 각각에 적용할 순환 지연 시간을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, in a multi-antenna system using a cyclic delay diversity scheme, a step of determining a code rate using channel information, and a plurality of using the determined code rate and the channel information And determining a cyclic delay time to be applied to each of the antennas.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, the operating principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

이하 CDD 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 안테나별 순환 지연을 가변하기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다. 이하 본 발명의 실시예에서 PEP(Pairwise Error Probability)를 이용하여 순환 지연 시간을 결정하는 경우를 설명하지만, 다른 실시예로 채널 코딩과 관련된 FER(Frame Error Rate) 등을 이용해서 순환 지연 시간을 결정할 수도 있다.Hereinafter, a scheme for varying a cyclic delay for each antenna in a multiple antenna system using a CDD scheme will be described. Hereinafter, an embodiment of the present invention describes a case in which a cyclic delay time is determined by using PEP (Pairwise Error Probability), but in another embodiment, a cyclic delay time is determined using a frame error rate (FER) related to channel coding. It may be.

먼저, 상기 PEP를 유도하는 과정을 살펴보기로 한다.First, a process of inducing the PEP will be described.

길쌈부호(또는 트렐리스 부호)에서 오류 사건의 길이 Ne은 오류 경로가 송신 경로로부터 발산하여 다시 송신 경로로 합쳐질 때까지의 트렐리스 구간의 수로 정 의된다. 이때, 오류 사건이 p번째 부반송파에서 시작했다고 가정할 때, 주어진 효율적인 채널(수학식 3 참조)의 전달함수(transfer function)에서 송신 경로

Figure 112006048431987-PAT00027
대신
Figure 112006048431987-PAT00028
을 선택할 확률인 조건부 PEP는 다음 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있다. The length N e of the error event in the convolutional code (or trellis code) is defined as the number of trellis intervals until the error path diverges from the transmission path and merges back into the transmission path. In this case, assuming that the error event started on the p-th subcarrier, the transmission path in the transfer function of a given efficient channel (see Equation 3)
Figure 112006048431987-PAT00027
instead
Figure 112006048431987-PAT00028
The conditional PEP, which is a probability of selecting, may be expressed as in Equation 6 below.

Figure 112006048431987-PAT00029
Figure 112006048431987-PAT00029

이때,

Figure 112006048431987-PAT00030
Figure 112006048431987-PAT00031
사이의 유클리드 거리를 나타내는
Figure 112006048431987-PAT00032
는 다음 <수학식 7>과 같이 나타낼 수 있다.At this time,
Figure 112006048431987-PAT00030
Wow
Figure 112006048431987-PAT00031
Representing the Euclidean distance between
Figure 112006048431987-PAT00032
Can be expressed as Equation 7 below.

Figure 112006048431987-PAT00033
Figure 112006048431987-PAT00033

상기 <수학식 6> 및 상기 <수학식 7>은 참고문헌「 G. Bauch, "Capacity optimization of cyclic delay diversity," in Proc.IEEE VTC2004-Fall, vol.3,pp.1820-1824, Sept.2004.」에 자세히 기술되어 있으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Equations 6 and 7 refer to G. Bauch, "Capacity optimization of cyclic delay diversity," in Proc. IEEE VTC 2004-Fall, vol. 3, pp. 1820-1824, Sept. 2004. The detailed description thereof will be omitted here.

일반적으로, 채널벡터

Figure 112006048431987-PAT00034
의 요소들은 유사한 전력을 갖지 않기 때문에 채널 벡터를 백색화하기 위해서 상기 <수학식 7>을 다시 정리하면 다음 <수학식 8>와 같 이 나타낼 수 있다.Generally, channel vector
Figure 112006048431987-PAT00034
Since the elements of do not have similar powers, in order to whiten the channel vector, Equation 7 may be rearranged as in Equation 8 below.

Figure 112006048431987-PAT00035
Figure 112006048431987-PAT00035

여기서,

Figure 112006048431987-PAT00036
,
Figure 112006048431987-PAT00037
Figure 112006048431987-PAT00038
(
Figure 112006048431987-PAT00039
)의 제곱근(square root)이다.here,
Figure 112006048431987-PAT00036
,
Figure 112006048431987-PAT00037
Is
Figure 112006048431987-PAT00038
(
Figure 112006048431987-PAT00039
Square root.

따라서,

Figure 112006048431987-PAT00040
는 다음 <수학식 9>와 같이 나타낼 수 있다.therefore,
Figure 112006048431987-PAT00040
Can be expressed as Equation 9 below.

Figure 112006048431987-PAT00041
Figure 112006048431987-PAT00041

따라서,

Figure 112006048431987-PAT00042
는 <수학식 10>과 같다.therefore,
Figure 112006048431987-PAT00042
Is shown in Equation 10.

Figure 112006048431987-PAT00043
Figure 112006048431987-PAT00043

상기 수학식 10에 설명된

Figure 112006048431987-PAT00044
Figure 112006048431987-PAT00045
는 상기 수학식 3에 설명된 바와 같다.As described in Equation 10 above
Figure 112006048431987-PAT00044
Wow
Figure 112006048431987-PAT00045
Is as described in Equation 3 above.

따라서, 상기 <수학식 8>을 사용하고 채널 값을 평균하면 상기 <수학식 6>은 다음 <수학식 11>과 유도된다.Therefore, using Equation 8 and averaging channel values, Equation 6 is derived from Equation 11 below.

Figure 112006048431987-PAT00046
Figure 112006048431987-PAT00046

여기서,

Figure 112006048431987-PAT00047
Figure 112006048431987-PAT00048
의 0이 아닌 고유값(eigenvalue)이 된다. 또한,
Figure 112006048431987-PAT00049
개의 수신 안테나들에 대해 상기 <수학식 11>의 오른쪽은
Figure 112006048431987-PAT00050
의 지수승으로 표현된다.here,
Figure 112006048431987-PAT00047
Is
Figure 112006048431987-PAT00048
Is a nonzero eigenvalue of. Also,
Figure 112006048431987-PAT00049
The right side of Equation 11 for the two receiving antennas
Figure 112006048431987-PAT00050
Is expressed as the power of.

상기 수학식 11에 나타난 바와 같이, 부반송파 p에 의존하는 형태로 표현이 되어 있으나, 부반송파들의 효율적인 채널의 전달함수는 유사하기 때문에, PEP는 부반송파 p와는 무관하게 나타낼 수 있다. 따라서, 일반화 오류 없이 p=0으로 가정할 수 있다.As shown in Equation 11, although the subcarrier p is expressed in a form that is dependent, since the effective channel transfer function of the subcarriers is similar, the PEP may be represented independently of the subcarrier p. Thus, p = 0 can be assumed without generalization error.

따라서, 상기 <수학식 11>은 다음 <수학식 12>와 같이 정리된다.Therefore, Equation 11 is summarized as Equation 12 below.

Figure 112006048431987-PAT00051
Figure 112006048431987-PAT00051

다음으로, 상기와 같이 유도된 PEP를 이용하여 안테나별 순환 지연 시간을 선택하는 과정을 살펴보기로 한다.Next, a process of selecting a cyclic delay time for each antenna by using the PEP derived as described above will be described.

먼저,

Figure 112006048431987-PAT00052
임을 확인한다. 즉, 지연 시간
Figure 112006048431987-PAT00053
Figure 112006048431987-PAT00054
과 동일한 것으로 간주할 수 있다. 따라서,
Figure 112006048431987-PAT00055
로 검색(search) 범위를 한정시킬 수 있다. first,
Figure 112006048431987-PAT00052
Check that it is. Ie delay time
Figure 112006048431987-PAT00053
silver
Figure 112006048431987-PAT00054
Can be considered equal. therefore,
Figure 112006048431987-PAT00055
You can limit the scope of your search.

두 번째로,

Figure 112006048431987-PAT00056
임을 확인한다. 따라서, PEP는 지연 시간 차이에만 의존하고, 일반화의 오류 없이
Figure 112006048431987-PAT00057
을 '0'으로 가정할수 있다.The second,
Figure 112006048431987-PAT00056
Check that it is. Therefore, PEP relies only on the difference in latency, without the error of generalization
Figure 112006048431987-PAT00057
Can be assumed to be '0'.

결론적으로, 주어진 SNR 및 코딩 기법에 대해 하기 수학식 13과 같이 최대 PEP가 최소화되는 지연 시간을 선택할 수 있다.In conclusion, for a given SNR and coding scheme, a delay time for minimizing the maximum PEP may be selected as shown in Equation 13 below.

Figure 112006048431987-PAT00058
Figure 112006048431987-PAT00058

한편,

Figure 112006048431987-PAT00059
개의 송신 안테나들에 대해
Figure 112006048431987-PAT00060
개의 지연 시간들이 최적화되어야 한다. 주어진 SNR 및 코딩 기법에 대해 공간
Figure 112006048431987-PAT00061
에서의 전체 검색(exhaustive search)을 수행하여 지연시간들(
Figure 112006048431987-PAT00062
)을 최적화한다. 이렇게 구해진 각 (SNR, 코딩 기법)에 대응하는 지연 시간 집합(set)은 룩업테이블 형태로 저장된다. 따라서, 송신기는 수신기로부터 피드백된 SNR을 가지고 코딩 기법(부호율)을 결정하고, 상기 SNR와 상기 코딩 기법에 대응하는 지연 시간 집합에 근거해서 신호를 송신한다.Meanwhile,
Figure 112006048431987-PAT00059
For 4 transmit antennas
Figure 112006048431987-PAT00060
Delays should be optimized. Space for a given SNR and Coding Technique
Figure 112006048431987-PAT00061
By performing an exhaustive search on
Figure 112006048431987-PAT00062
). The set of delay times corresponding to the angles (SNR, coding scheme) thus obtained are stored in the form of a lookup table. Thus, the transmitter determines a coding scheme (code rate) with the SNR fed back from the receiver, and transmits a signal based on the SNR and a set of delay times corresponding to the coding scheme.

이하, 본 발명의 구체적인 동작을 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the specific operation of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CDD를 적용한 MIMO-OFDM 시스템에서 송신기의 구성을 도시하고 있다.3 illustrates a configuration of a transmitter in a MIMO-OFDM system employing a CDD according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 송신기는, 부호기(300), 변조기(302), IFFT연산기(304), 복수의 가변 지연기들(306-2 내지 306-Nt), 복수의 보호구간 삽입기들(308-1 내지 308-Nt), 복수의 RF처리기들(310-1 내지 310-Nt), 복수의 안테나들(312-1 내지 312- Nt), 피드백 수신부(314), 코딩기법 결정기(316) 및 지연시간 결정기(318)를 포함하여 구성된다.As shown, the transmitter includes an encoder 300, a modulator 302, an IFFT operator 304, a plurality of variable delayers 306-2 to 306-N t , a plurality of guard interval inserters 308 -1 to 308-N t), a plurality of RF processors (s 310-1 to 310-N t), a plurality of antennas (312-1 through 312- N t), the feedback receiving unit 314, a coding scheme determiner ( 316 and a delay time determiner 318.

도 3을 참조하면, 먼저 피드백 수신부(314)는 수신기로부터 피드백되는 채널정보(SNR, SINR, CINR 등)정보를 수신하고, 상기 수신된 SNR정보를 코딩기법 결정기(316)와 지연시간 결정기(318)로 제공한다. 그러면, 상기 코딩기법 결정기(316)는 상기 SNR정보를 이용해서 송신데이터에 적용할 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨을 결정하고, 이렇게 결정된 부호율(coding rate)을 지연시간 결정기(318)로 제공한다. 한편, 상기 결정된 MCS레벨은 부호기(300)의 부호율(coding rate)과 변조기(302)의 변조차수(modulation order)를 제어하는데 사용된다.Referring to FIG. 3, first, the feedback receiver 314 receives channel information (SNR, SINR, CINR, etc.) fed back from a receiver, and uses the coding technique determiner 316 and the delay time determiner 318 to receive the received SNR information. To provide. Then, the coding technique determiner 316 determines the modulation and coding scheme (MCS) level to be applied to the transmission data by using the SNR information, and provides the determined coding rate to the delay time determiner 318. do. Meanwhile, the determined MCS level is used to control the coding rate of the encoder 300 and the modulation order of the modulator 302.

부호기(300)는 송신 데이터를 상기 MCS레벨에 따른 부호율로 부호화하여 부호 심볼들을 출력한다. 예를들어, 상기 부호기(300)는 길쌈부호기(convolutional encoder), 터보부호기(turbo encoder), LDPC(low density parity check) 부호기 등으로 구성될 수 있다.The encoder 300 encodes the transmission data at a code rate according to the MCS level and outputs code symbols. For example, the encoder 300 may include a convolutional encoder, a turbo encoder, a low density parity check (LDPC) encoder, and the like.

변조기(302)는 상기 부호기(300)로부터의 심볼들을 상기 MCS레벨에 따른 변조방식(변조차수)에 의해 신호점 사상하여 복소심볼(complex symbols)들을 출력한다. 예를들어, 상기 변조방식에는 1개의 비트(s=1)를 하나의 신호점(복소심볼)에 사상하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 2개의 비트(s=2)를 하나의 복소심볼에 사상하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 3개의 비트(s=3)를 하나의 복소심볼에 사상하는 8PSK(8-ary Phase Shift Keying), 4개의 비트(s=4)를 하나의 복소심 볼에 사상하는 16QAM, 6개의 비트(s=6)를 하나의 복소심볼에 사상하는 64QAM 등이 있다. The modulator 302 maps the symbols from the encoder 300 to a signal point by using a modulation scheme according to the MCS level (number of variations) and outputs complex symbols. For example, the modulation scheme includes binary phase shift keying (BPSK), which maps one bit (s = 1) to one signal point (complex symbol), and two bits (s = 2) to one complex symbol. Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), 8-ary Phase Shift Keying (8PSK), which maps 3 bits (s = 3) to one complex symbol, and 4 bits (s = 4), one complex symbol 16QAM which maps to, 64QAM which maps 6 bits (s = 6) to one complex symbol.

IFFT연산기(304)는 상기 변조기(302)로부터의 데이터를 역 고속 푸리에 변환하여 샘플데이터를 출력한다. 이렇게 출력된 샘플데이터는 보호구간 삽입기(308-1)와 다수의 지연기들(306-2 내지 306-Nt)로 제공된다.An IFFT operator 304 outputs sample data by inverse fast Fourier transforming of the data from the modulator 302. The sample data thus output is provided to the guard interval inserter 308-1 and the plurality of delayers 306-2 to 306-N t .

상기 지연시간 결정기(318)는 (SNR, 코딩 기법)과 지연시간 집합 사이의 매핑관계를 저장하는 지연시간 룩업테이블을 포함하며, 상기 코딩기법 결정기(316)로부터의 부호율과 상기 피드백 수신부(314)로부터의 SNR정보를 가지고 상기 지연시간 룩업테이블을 액세스하여 지연시간 집합을 획득한다. 그리고, 상기 지연시간 결정기(318)는 상기 획득된 지연시간 집합(

Figure 112006048431987-PAT00063
)에 근거해서 상기 복수의 가변 지연기들(306-2 내지 306-Nt)의 순환지연시간을 조정한다.The delay determiner 318 includes a delay lookup table that stores a mapping relationship between the (SNR, coding scheme) and the delay set, and includes a code rate from the coding technique determiner 316 and the feedback receiver 314. The delay lookup table is accessed with the SNR information from &lt; RTI ID = 0.0 &gt; In addition, the delay time determiner 318 obtains the obtained delay time set (
Figure 112006048431987-PAT00063
Circulating delay time of the plurality of variable delay units 306-2 to 306-N t ) is adjusted.

상기 복수의 가변 지연기들(306-2 내지 306-Nt) 각각은 입력되는 샘플데이터를 상기 지연시간 결정기(318)의 제어하에 해당 순환지연시간만큼 순환 쉬프트(cyclic shift)하여 출력한다. Each of the plurality of variable delayers 306-2 to 306-Nt cyclically shifts the input sample data by a corresponding cyclic delay time under the control of the delay time determiner 318.

상기 제1보호구간 삽입기(308-1)는 상기 IFFT연산기(304)로부터의 샘플데이터에 보호구간(GI : Guard Interval)을 삽입하여 출력한다. 즉, 제1안테나에 대응되는 기저대역 샘플데이터의 순환지연시간(

Figure 112006048431987-PAT00064
)은 '0'이다. 또한, 나머지 보호구간 삽입기들(308-2 내지 308-Nt) 각각은 대응되는 가변 지연기로부터의 샘플데이터에 보호구간을 삽입하여 출력한다.The first guard interval inserter 308-1 inserts and outputs a guard interval (GI) in the sample data from the IFFT operator 304. That is, the cyclic delay time of the baseband sample data corresponding to the first antenna
Figure 112006048431987-PAT00064
) Is '0'. In addition, each of the remaining guard interval inserters 308-2 to 308 -N t inserts and outputs a guard interval in sample data from the corresponding variable delay unit.

RF처리기들(310-1 내지 310-Nt) 각각은 대응되는 보호구간 삽입기로부터의 샘플데이터를 기저대역 아날로그 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 해당 안테나를 통해 송신한다.Each of the RF processors 310-1 to 310 -N t converts the sample data from the corresponding guard interval inserter into a baseband analog signal, and converts the baseband signal into a radio frequency (RF) signal to correspond to the corresponding antenna. Send via

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CDD를 적용한 MIMO-OFDM 시스템에서 송신기의 송신 절차를 도시하고 있다.4 illustrates a transmission procedure of a transmitter in a MIMO-OFDM system employing a CDD according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저 송신기는 401단계에서 수신기로부터 피드백되는 채널정보(SNR 또는 SINR 또는 CINR)정보를 수신한다. 상기 SNR정보가 수신되면, 상기 송신기는 403단계에서 상기 수신된 SNR정보를 이용해서 송신데이터에 적용할 MCS레벨을 결정한다. 즉, 상기 부호기(300)의 부호율(coding arte)과 상기 변조기(302)의 변조차수를 결정한다. Referring to FIG. 4, first, the transmitter receives channel information (SNR or SINR or CINR) information fed back from the receiver in step 401. When the SNR information is received, the transmitter determines the MCS level to be applied to the transmission data using the received SNR information in step 403. That is, the coding rate of the encoder 300 and the modulation order of the modulator 302 are determined.

이후, 상기 송신기는 405단계에서 상기 결정된 부호율과 상기 수신된 SNR정보를 가지고 상기 지연시간 룩업테이블을 액세스하여 상기 송신데이터에 적용할 지연시간 집합(

Figure 112006048431987-PAT00065
)을 획득한다. Next, the transmitter accesses the delay time lookup table with the determined code rate and the received SNR information in step 405 and applies the delay time set to the transmission data.
Figure 112006048431987-PAT00065
).

그리고, 상기 송신기는 407단계에서 상기 획득된 지연시간 집합에 따라 안테나별 순환지연시간을 조정한다. 즉, 상기 가변 지연기들(306-2 내지 306-Nt) 각각에 대하여 순환지연시간을 설정한다.In operation 407, the transmitter adjusts the cyclic delay time for each antenna according to the obtained delay time set. That is, a cyclic delay time is set for each of the variable delayers 306-2 to 306-N t .

이후, 상기 송신기는 400단계에서 각 안테나에 대응하는 송신 기저대역 샘플신호를 상기 조정된 순환지연시간만큼 순환 쉬프트하여 대응되는 안테나를 통해 송 신한다. 구체적으로, 상기 송신데이터는 상기 MCS레벨에 따라 부호 및 변조되고, 상기 변조된 데이터는 IFFT연산을 통해 기저대역 샘플데이터로 변환된다. 이렇게 생성된 샘플데이터는 안테나 개수만큼 복사되고, 상기 복사를 통해 생성된 복수의 안테나 신호들은 각각 해당 순환지연시간만큼 순환 쉬프트되어 대응되는 안테나를 통해 송신된다.In step 400, the transmitter cyclically shifts the transmission baseband sample signal corresponding to each antenna by the adjusted cyclic delay time and transmits it through the corresponding antenna. Specifically, the transmission data is coded and modulated according to the MCS level, and the modulated data is converted into baseband sample data through an IFFT operation. The sample data generated as described above is copied by the number of antennas, and the plurality of antenna signals generated through the copying are cyclically shifted by a corresponding cyclic delay time and transmitted through the corresponding antenna.

본 발명의 보다 나은 이해를 돕기 위한 실제 적용예를 살펴보기로 한다.In order to help better understanding of the present invention, a practical application example will be described.

모의 실험 환경은 2개의 송신 안테나를 갖는 CDD-MIMO-OFDM 시스템이다. 또한, 채널 탭 수(L)가 3이고, rms 지연 확산이 0.3 샘플인 지수 감쇄 지연 전력 분포를 고려하였다. 부반송파의 개수(Nc)는 32와 64이고, 또한 두 가지의 코딩 기법을 사용하였다. 하나의 QPSK rate-1/2 16-state convolutional 코드(이하 "코드 Ⅰ"이라 칭함)이고, 다른 하나는 8-PSK rate-2/3 16-state convolutional 코드(이하 "코드 Ⅱ"이라 칭함)이다. 최적 지연 시간

Figure 112006048431987-PAT00066
에 대한 검색 복잡도를 줄이기 위해 송신 코드워드(codeword)는 all-zero 수열을 가정하였다.The simulation environment is a CDD-MIMO-OFDM system with two transmit antennas. In addition, an exponential decay delay power distribution with a channel tap number (L) of 3 and rms delay spread of 0.3 samples was considered. The number of subcarriers (N c ) is 32 and 64, and two coding techniques are used. One QPSK rate-1 / 2 16-state convolutional code (hereinafter referred to as "Code I") and the other 8-PSK rate-2 / 3 16-state convolutional code (hereinafter referred to as "Code II") . Optimal latency
Figure 112006048431987-PAT00066
In order to reduce the search complexity for, the transmit codeword is assumed to be an all-zero sequence.

이때, SNR = [0 5 10 15 20 25 30]dB에 대한 검색 결과는 하기 <표 1>과 같다. At this time, the search results for SNR = [0 5 10 15 20 25 30] dB are shown in Table 1 below.

Code/Nc Code / N c 3232 6464 코드 ⅠCode I [12 12 16 16 16 16 16][12 12 16 16 16 16 16] [23 23 23 32 32 32 32][23 23 23 32 32 32 32] 코드 ⅡCode II [8 8 8 7 7 7 7][8 8 8 7 7 7 7] [16 16 16 14 14 14 13][16 16 16 14 14 14 13]

상기 <표 1>을 참조하면, 부반송파 개수가 32이고, 피드백된 SNR 값이 15이며, 코드 Ⅱ이 사용되었다면, 두 번째 안테나의 지연시간(

Figure 112006048431987-PAT00067
)은 '7'이 된다. 또한, 부반송파 개수가 64이고, 피드백된 SNR 값이 25이며, 코드 Ⅰ이 사용되었다면, 두 번째 안테나의 지연시간(
Figure 112006048431987-PAT00068
)은 '32'가 된다.Referring to Table 1, if the number of subcarriers is 32, the feedback SNR value is 15, and code II is used, the delay time of the second antenna (
Figure 112006048431987-PAT00067
) Becomes '7'. In addition, if the number of subcarriers is 64, the feedback SNR value is 25, and code I is used, the delay time of the second antenna (
Figure 112006048431987-PAT00068
) Becomes '32'.

또한, 동일한 지연 시간(

Figure 112006048431987-PAT00069
)에 대하여 부반송파 p1=Nc/2+k와 부반송파 p2=Nc/2-k가 유사한 PEP를 가짐을 실험을 통해서 확인할 수 있었다. 즉, 동일한 지연 시간에 대하여 PEP는 Nc/2에 대해 대칭적(even symmetric)인 특성을 갖는다.Also, the same delay time (
Figure 112006048431987-PAT00069
For subcarriers p1 = N c / 2 + k and subcarriers p2 = N c / 2-k have similar PEP. That is, for the same delay time, the PEP has a characteristic of being symmetric with respect to N c / 2.

이하, 본 발명과 종래기술 사이의 성능 비교 결과를 살펴보기로 한다.Hereinafter, a comparison result of the performance between the present invention and the prior art will be described.

도 5 내지 도 8에서 종래기술의 방법(수학식 5 참조)은 "Witrisal"로 표기하였고, 본 발명의 방법은 "PEP"로 표기하였다.5 to 8, the prior art method (see Equation 5) is denoted as "Witrisal", and the method of the present invention is denoted as "PEP".

도 5는 코드Ⅰ를 사용했을 때의 FER(Frame Error Rate) 성능 그래프이고, 도 6은 코드Ⅱ를 사용했을 때의 FER 성능 그래프이다.FIG. 5 is a graph of FER (Frame Error Rate) performance when code I is used, and FIG. 6 is a graph of FER performance when code II is used.

도 5에 도시된 바와 같이, 코드Ⅰ의 경우 PEP 기반 기법은 Witrisal 방법에 비해 이득을 갖지 않는다. Nc의 일부분에서 PEP 기반으로 구한

Figure 112006048431987-PAT00070
는 Witrisal 방법에서 구한
Figure 112006048431987-PAT00071
와 일치하고 있다. 하지만, 도 6에 도시된 바와 같이, 코드Ⅱ의 경우 PEP 기반 기법은 FER=10-2에서 Nc가 32일 때 3dB, Nc가 64일 때 5dB의 성능 이득을 나타내고 있다. 이와 같이, PEP 기반 기법의 성능 이득은 코딩 기법에 의존함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5, in the case of Code I, the PEP-based technique has no gain over the Witrisal method. PEP-based from part of N c
Figure 112006048431987-PAT00070
Obtained from the Witrisal Way
Figure 112006048431987-PAT00071
Is consistent with However, as shown in FIG. 6, in the case of Code II, the PEP-based scheme shows a performance gain of 3 dB when N c is 32 and 5 dB when N c is 64 at FER = 10 −2 . As such, it can be seen that the performance gain of the PEP-based scheme depends on the coding scheme.

한편, 도 7과 도 8은 L=3, rms 지연확산이 0.9 샘플인 지수 감쇄 지연 전력 분포를 갖는 채널 환경에서의 모의 실험 결과이다. 도 7은 코드Ⅰ를 사용했을 때의 FER(Frame Error Rate) 성능 그래프이고, 도 8은 코드Ⅱ를 사용했을 때의 FER 성능 그래프이다. 도 7 및 도 8을 참조할 때, 실제 채널 환경에서도 PEP 기반 기법이 기존 방법에 비하여 성능 이득을 나타냄을 알 수 있다.7 and 8 show simulation results in a channel environment having an exponential decay delay power distribution in which L = 3 and rms delay spreads are 0.9 samples. FIG. 7 is a graph of FER (Frame Error Rate) performance when code I is used, and FIG. 8 is a graph of FER performance when code II is used. Referring to FIGS. 7 and 8, it can be seen that the PEP-based scheme shows a performance gain over the conventional method even in a real channel environment.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 가령, 본 발명의 실시예에서는 OFDM 시스템을 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명은 OFDM 이외에 주파수 영역(frequency-domain) 등화(equalization)를 사용하는 싱글 캐리어 시스템(예 : 싱글캐리어 FDMA 시스템)에도 용이하게 적용될 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. For example, although embodiments of the present invention have been described using an OFDM system as an example, the present invention is also easy for a single carrier system (eg, a single carrier FDMA system) using frequency-domain equalization in addition to OFDM. Can be applied. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.

상술한 바와 같이, 본 발명은 CDD 기법의 순환 지연 시간을 결정함에 있어서, 채널 및 코딩 기법을 고려하기 때문에, 최적의 성능(FER 성능)을 나타낼 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명은 적은 송/수신단 복잡도로 STBC(space-time block code)와 유사한 성능을 보인다. 또한, 본 발명은 일반적인 MIMO-OFDM 시스템 및 듀 플렉싱 방식에 관계없이 모든 OFDM 시스템에 용이하게 적용할 수 있다. As described above, since the present invention considers the channel and the coding scheme in determining the cyclic delay time of the CDD scheme, there is an advantage that the optimal performance (FER performance) can be exhibited. That is, the present invention exhibits performance similar to that of space-time block code (STBC) with low transmit / receive complexity. In addition, the present invention can be easily applied to all OFDM systems regardless of the general MIMO-OFDM system and duplexing scheme.

Claims (14)

순환 지연 다이버시티 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 송신 장치에 있어서,A transmission apparatus in a multi-antenna system using a cyclic delay diversity scheme, 채널정보를 이용해서 부호율을 결정하는 제1결정기와,A first determiner for determining a code rate using channel information; 상기 제1결정기로부터의 부호율과 상기 채널정보를 이용해서 복수의 안테나들 각각에 적용할 순환 지연 시간을 결정하는 제2결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a second determiner for determining a cyclic delay time to be applied to each of the plurality of antennas using the code rate from the first determiner and the channel information. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 기저 대역 샘플데이터를 생성하는 생성부와,A generation unit for generating baseband sample data; 상기 생성부로부터의 샘플데이터를 상기 제2결정기의 제어하에 해당 순환 지연 시간만큼 순환 쉬프트하여 출력하기 위한 복수의 가변 지연기들과,A plurality of variable delayers for cyclically shifting and outputting sample data from the generation unit by a corresponding cyclic delay time under the control of the second determiner; 상기 가변 지연기들로부터의 샘플데이터들 각각을 RF처리하여 대응되는 안테나를 통해 송신하기 위한 복수의 RF처리기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a plurality of RF processors for RF-processing each of the sample data from the variable delayers to be transmitted through a corresponding antenna. 제2항에 있어서, 상기 생성부는,The method of claim 2, wherein the generation unit, 송신 데이터를 상기 부호율로 부호화하여 출력하는 부호기와,An encoder for encoding and outputting transmission data at the code rate; 상기 부호기로부터의 데이터를 결정된 변조방식으로 변조하여 출력하는 변조기와,A modulator for modulating and outputting data from the encoder in a determined modulation scheme; 상기 변조기로부터의 데이터를 역 고속 푸리에 변환하여 상기 샘플데이터를 생성하는 IFFT연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And an inverse fast Fourier transform of the data from the modulator to produce the sample data. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 1번 송신안테나에 대응하는 가변 지연기의 순환 지연 시간은 '0'인 것을 특징으로 하는 장치.And a cyclic delay time of the variable delay unit corresponding to the first transmission antenna is '0'. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널정보는 SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio), CINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 장치.The channel information may be any one of Signal to Noise Ratio (SNR), Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR), and Carrier to Interference plus Noise Ratio (CINR). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2결정기는 채널정보와 부호율의 쌍과 순환지연시간 집합 사이의 매핑관계를 저장하는 룩업테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And the second determiner includes a lookup table that stores a mapping relationship between a pair of channel information and a code rate and a cyclic delay time set. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 룩업테이블은 PEP(Pairwise Error Probability) 기준으로 작성된 것을 특징으로 하는 장치.And the lookup table is prepared based on Pairwise Error Probability (PEP) criteria. 순환 지연 다이버시티 기법을 사용하는 다중 안테나 시스템에서 송신 장치에 있어서,A transmission apparatus in a multi-antenna system using a cyclic delay diversity scheme, 채널정보를 이용해서 부호율을 결정하는 과정과,Determining a code rate using channel information; 상기 결정된 부호율과 상기 채널정보를 이용해서 복수의 안테나들 각각에 적용할 순환 지연 시간을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And determining a cyclic delay time to be applied to each of a plurality of antennas by using the determined code rate and the channel information. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 송신할 기저 대역 샘플데이터를 생성하는 과정과,Generating baseband sample data for transmission; 상기 샘플데이터를 안테나 수만큼 복사하고, 각 샘플데이터를 상기 결정된 순환 지연시간만큼 순환 쉬프트하는 과정과,Copying the sample data by the number of antennas and cyclically shifting each sample data by the determined cyclic delay time; 상기 순환 쉬프트된 샘플데이터들 각각을 RF처리하여 대응되는 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And RF-processing each of the cyclically shifted sample data through a corresponding antenna. 제9항에 있어서, 상기 생성 과정은,The method of claim 9, wherein the generating process, 송신 데이터를 상기 부호율로 부호화하는 과정과,Encoding the transmission data at the code rate; 상기 부호화된 데이터를 결정된 변조방식으로 변조하는 과정과,Modulating the encoded data by the determined modulation scheme; 상기 변조된 데이터를 역 고속 푸리에 변환하여 상기 샘플데이터를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And generating the sample data by inverse fast Fourier transforming the modulated data. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 1번 송신안테나에 대응하는 순환 지연 시간은 '0'인 것을 특징으로 하는 방법.The cyclic delay time corresponding to the first transmission antenna is characterized in that '0'. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 채널정보는 SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio), CINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.The channel information may be any one of Signal to Noise Ratio (SNR), Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR), and Carrier to Interference plus Noise Ratio (CINR). 제8항에 있어서, 상기 순환 지연 시간을 결정 과정은,The method of claim 8, wherein the determining of the cyclic delay time comprises: 채널정보와 부호율의 쌍과 순환지연시간 집합 사이의 매핑관계를 저장하는 룩업테이블을 포함하며, 상기 룩업테이블을 액세스하여 각 안테나에 적용할 순환지연시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.And a lookup table for storing a mapping relationship between a pair of channel information and a code rate and a set of cyclic delay times, and accessing the lookup table to determine a cyclic delay time to be applied to each antenna. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 룩업테이블은 PEP(Pairwise Error Probability) 기준으로 작성된 것을 특징으로 하는 방법,Wherein the lookup table is prepared based on Pairwise Error Probability (PEP) criteria;
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