KR20080042676A - Data transmission method - Google Patents

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Abstract

A data transmission method is provided to generate precoding vector groups including precoding vectors crossing each other and transmit data by using the precoding vectors included in the precoding vector groups, thereby improving diversity gain. A data transmission method comprises the following steps of: generating plural precoding vector groups including plural precoding vectors crossing adjacent precoding vectors(S101); determining a precoding vector group including the plural precoding vector groups(S102); and transmitting data by switching the precoding vectors included in the precoding vector group(S103).

Description

데이터 전송 방법{Data transmission method}Data transmission method

본 발명은 이동통신 시스템에서의 데이터 전송 방법에 관한 것이다. 특히, 이동통신 시스템에서 송신 안테나 다이버서티(diversity)를 얻기 위한 다중 안테나를 이용한 데이터 전송방법에 관한 것이다. The present invention relates to a data transmission method in a mobile communication system. In particular, the present invention relates to a data transmission method using multiple antennas for obtaining transmission antenna diversity in a mobile communication system.

종래의 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 시스템 등의 이동통신 시스템에서 복수 개의 안테나를 이용하여 데이터를 전송하는 방식으로, 시공간 블록코딩(Space-Time Block Coding, STBC) 방식과 순환 지연 다이버서티(Cyclic Delay Diversity, CDD) 방식 등을 사용하였다. A space-time block coding (STBC) scheme and a cyclic delay are used to transmit data using a plurality of antennas in a mobile communication system such as an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system. Diversity (Cyclic Delay Diversity, CDD) method was used.

그러나, STBC 방식의 경우 주파수 및 시간에서 채널 선택도가 증가하는 경우 최적 데이터 복조를 수행할 경우 계산량이 증가하는 단점이 있다. 이러한 STBC 방식의 단점을 보완하기 위해 CDD 방식을 사용하는데, CDD 방식은 복수 개의 안테나로 데이터를 송신할 때 각 안테나로 송신하는 데이터를 순환 천이(cyclic shift)시켜서 데이터를 송신하는 기법으로서, 주파수 영역에서는 부반송파 주파수에 따라 프리코딩 벡터를 바꾸는 것과 결과적으로 동일하다. 한편, 이러한 CDD 방식은 인접 한 주파수에 사용하는 프리코딩(precoding) 벡터의 상관성이 커서 충분한 다이버서티 이득을 얻기가 힘든 문제점이 단점이 있다. However, in the case of the STBC scheme, when the channel selectivity is increased in frequency and time, a calculation amount is increased when the optimal data demodulation is performed. The CDD scheme is used to compensate for the drawbacks of the STBC scheme. The CDD scheme is a technique for transmitting data by cyclic shifting data transmitted to each antenna when transmitting data through a plurality of antennas. Is the same as changing the precoding vector according to the subcarrier frequency. On the other hand, such a CDD method has a disadvantage in that it is difficult to obtain sufficient diversity gain because the correlation of precoding vectors used for adjacent frequencies is large.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시간 혹은 주파수에 따라 프리코딩 벡터를 스위칭 하며 데이터를 전송하는 경우에 다이버서티 이득을 더욱 증가시키는 데이터 전송 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a data transmission method that further increases diversity gain when data is transmitted while switching precoding vectors according to time or frequency.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 송신기의 데이터 전송 방법은,A data transmission method of a transmitter according to a feature of the present invention for achieving the above object,

인접하는 프리코딩 벡터와 상호 직교하는 프리코딩 벡터로 이루어지는 프리코딩 벡터군을 복수 개 포함하는 프리코딩 벡터 그룹을 생성하는 단계; 및 상기 프리코딩 벡터 그룹을 이용하여 데이터를 전송하는 단계를 포함한다. Generating a precoding vector group including a plurality of precoding vector groups consisting of precoding vectors orthogonal to adjacent precoding vectors; And transmitting data using the precoding vector group.

본 발명에 따르면, 인접하는 프리코딩 벡터끼리 상호 직교하도록 생성된 프리코딩 벡터군을 복수 개 포함하도록 프리코딩 벡터 그룹을 생성하고, 프리코딩 벡터 그룹에 포함된 프리코딩 벡터를 이용하여 데이터를 전송하는 방법은 송신 다이버서티 이득을 높이는 효과가 있다. According to the present invention, a precoding vector group is generated to include a plurality of precoding vector groups generated so that adjacent precoding vectors are mutually orthogonal to each other, and data is transmitted using a precoding vector included in the precoding vector group. The method has the effect of increasing the transmit diversity gain.

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 여기 에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. In addition, the terms “… unit”, “… group”, etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software.

이제 아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서의 데이터 전송 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a data transmission method in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 두 개의 안테나를 포함하는 송신기를 예로 들어 설명하나, 이는 본 발명을 한정하는 것이 아니며 본 발명은 안테나 개수의 변경이 가능하다. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, a transmitter including two antennas is described as an example, but this is not a limitation of the present invention, and the present invention may change the number of antennas.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기를 도시한 구조도로서, 순환 지연 다이버서티(Cyclic Delay Diversity, CDD) 방식으로 구현한 송신기를 도시하고 있다. 1 is a structural diagram illustrating a transmitter according to an embodiment of the present invention, and shows a transmitter implemented by a cyclic delay diversity (CDD) scheme.

도 1을 보면, 송신기는 프리코딩 벡터 스위칭(Precoding Vector Switching, PVS) 변조부(110), 주파수 매핑부(120), 고속 퓨리에 역 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)부(130), 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 송신부(140) 및 안테나(150)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a transmitter includes a precoding vector switching (PVS) modulator 110, a frequency mapping unit 120, an inverse fast fourier transform (IFFT) unit 130, and a radio frequency. A radio frequency (RF) transmitter 140 and an antenna 150 are included.

PVS 변조부(110)는 복수의 프리코딩 벡터를 이용하여 데이터를 프리코딩 하여 출력한다. 데이터가 M개의 안테나를 통해 전송되는 경우, 각 프리코딩 벡터는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. The PVS modulator 110 precodes and outputs data using a plurality of precoding vectors. When data is transmitted through M antennas, each precoding vector may be represented by Equation 1 below.

Figure 112007067820228-PAT00001
Figure 112007067820228-PAT00001

여기서, i는 데이터 전송에 사용되는 주파수 자원(서브 캐리어)의 인덱스를 의미한다. 한편, 본 발명의 실시 예에서는 i가 데이터를 전송하기 위한 주파수 자원의 인덱스를 나타내지만, 본 발명은 i가 시간 자원의 인덱스이거나, 주파수 및 시간 자원의 인덱스를 나타내는 경우에도 적용이 가능하다. Here, i denotes an index of frequency resources (subcarriers) used for data transmission. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, i denotes an index of frequency resource for transmitting data, but the present invention may be applied when i denotes an index of time resource or an index of frequency and time resource.

두 개의 안테나를 이용하여 데이터를 송신하는 경우의 프리코딩 벡터는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. In the case of transmitting data using two antennas, the precoding vector may be represented by Equation 2 below.

Figure 112007067820228-PAT00002
Figure 112007067820228-PAT00002

한편, 본 발명의 실시 예에서는 다음의 수학식 3과 같이 첫 번째 요소 값은 1(

Figure 112007067820228-PAT00003
)이고, 두 번째 요소 값의 크기는 1이고 위상이 일정 패턴에 따라 변경되는 프리코딩 벡터를 사용한다. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the first element value is 1 (
Figure 112007067820228-PAT00003
), The size of the second element value is 1 and a precoding vector whose phase changes according to a certain pattern is used.

Figure 112007067820228-PAT00004
Figure 112007067820228-PAT00004

주파수 매핑부(120)는 프리코딩 되어 출력되는 데이터를 주파수 매핑하여 출 력한다. 주파수 매핑된 데이터는 IFFT부(130)를 통해 변환된 후 RF 송신부(140) 및 안테나(150)를 통해 송신된다. The frequency mapping unit 120 performs frequency mapping on the data that is precoded and output. The frequency mapped data is converted through the IFFT unit 130 and then transmitted through the RF transmitter 140 and the antenna 150.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서의 데이터 전송 방법을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a data transmission method in a mobile communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 보면, 송신기는 우선, PVS 동작을 위한 프리코딩 벡터 그룹을 결정한다. 이때, 프리코딩 벡터 그룹에 포함되는 프리코딩 벡터의 개수는, 송신기가 생성할 수 있는 상호 직교하는 프리코딩 벡터의 개수보다 많게 설정할 수 있다. 따라서, 송신기는 데이터 전송 시 다이버서티(diversity) 이득을 얻기 위해, 인접하는 프리코딩 벡터의 직교할 확률이 높도록 프리코딩 벡터 그룹을 결정한다. 2, the transmitter first determines a precoding vector group for PVS operation. In this case, the number of precoding vectors included in the precoding vector group may be set to be larger than the number of mutually orthogonal precoding vectors that the transmitter can generate. Therefore, the transmitter determines the precoding vector group so that the probability of orthogonality of adjacent precoding vectors is high in order to obtain diversity gain in data transmission.

이를 위해, 송신기는 인접하는 프리코딩 벡터와 상호 직교하는 프리코딩 벡터를 복수 개 포함하는 프리코딩 벡터군을 복수개 생성한다(S101). 이때, 복수의 프리코딩 벡터군은 서로 직교하지 않는다. 한편, 하나의 프리코딩 벡터군에 포함되는 프리코딩 벡터의 개수는 송신기의 안테나 수 즉, 프리코딩 벡터의 길이에 따라 달라진다. 예를 들어, 두 개의 안테나를 사용하여 데이터를 전송하는 경우에는 2개 이하의 프리코딩 벡터가 프리코딩 벡터에 포함될 수 있다. To this end, the transmitter generates a plurality of precoding vector groups including a plurality of precoding vectors that are orthogonal to adjacent precoding vectors (S101). At this time, the plurality of precoding vector groups are not orthogonal to each other. Meanwhile, the number of precoding vectors included in one precoding vector group depends on the number of antennas of the transmitter, that is, the length of the precoding vector. For example, when data is transmitted using two antennas, two or less precoding vectors may be included in the precoding vector.

전술한 바와 같이 복수의 프리코딩 벡터군이 결정되면, 송신기는 상기 복수의 프리코딩 벡터군을 포함하는 프리코딩 벡터 그룹을 결정한다(S102).As described above, when a plurality of precoding vector groups are determined, the transmitter determines a precoding vector group including the plurality of precoding vector groups (S102).

이후, 송신기는 프리코딩 벡터 그룹에 포함된 프리코딩 벡터의 스위칭을 통해 데이터를 전송한다(S103). Thereafter, the transmitter transmits data through switching of precoding vectors included in the precoding vector group (S103).

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 데이터 전송에 사용하는 자원 인덱스에 따른 프리코딩 벡터의 두 번째 요소의 패턴들을 도시한 것으로서, 도 3은 프리코딩 벡터 그룹이 4개의 프리코딩 벡터를 포함하고, 도 4는 프리코딩 벡터 그룹이 8개의 프리코딩 벡터를 포함하고, 도 5는 프리코딩 벡터 그룹이 16개의 프리코딩 벡터를 포함하는 경우를 도시하고 있다. 3 to 5 illustrate patterns of second elements of a precoding vector according to a resource index used for data transmission, according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows that the precoding vector group includes four precoding vectors. 4 shows a case where a precoding vector group includes 8 precoding vectors, and FIG. 5 shows a case where the precoding vector group includes 16 precoding vectors.

여기서, 각 프리코딩 벡터의 두 번째 요소(

Figure 112007067820228-PAT00005
)의 크기는 일정하며, 위상이 m=i%N에 따라서 일정한 패턴으로 변경된다. i 는 자원의 인덱스이고, %는 모듈화 연산을 의미하며, 프리코딩 벡터가 반복해서 사용됨을 나타내기 위해 사용된다. 한편, 두 프리코딩 벡터의 두 번째 요소 간의 차가 180도이면, 두 프리코딩 벡터는 직교함을 의미한다. Where the second element of each precoding vector (
Figure 112007067820228-PAT00005
) Is constant and its phase changes in a constant pattern as m = i% N. i is the index of the resource,% is the modular operation, and is used to indicate that the precoding vector is used repeatedly. On the other hand, if the difference between the second element of the two precoding vectors is 180 degrees, it means that the two precoding vectors are orthogonal.

우선, 도 3을 보면, 프리코딩 벡터 그룹이 4개의 프리코딩 벡터를 포함하는 경우, 1번째 프리코딩 벡터와 2번째 프리코딩 벡터는 서로 직교하고, 3번째 프리코딩 벡터와 4번째 프리코딩 벡터는 서로 직교함을 알 수 있다. 그러나, 1번째 프리코딩 벡터 및 2번째 프리코딩 벡터와 3번째 프리코딩 벡터 및 4번째 프리코딩 벡터는 서로 직교하지 않는다. 따라서, 4개의 프리코딩 벡터를 사용하여 PVS를 수행하는 경우, 프리코딩 벡터 그룹은 1번째 및 2번째 프리코딩 벡터로 구성된 프리코딩 벡터군과 3번째 및 4번째 프리코딩 벡터로 구성된 프리코딩 벡터군을 포함한다. First, referring to FIG. 3, when the precoding vector group includes four precoding vectors, the first precoding vector and the second precoding vector are orthogonal to each other, and the third precoding vector and the fourth precoding vector are It can be seen that they are orthogonal to each other. However, the first precoding vector and the second precoding vector, the third precoding vector and the fourth precoding vector are not orthogonal to each other. Therefore, when performing PVS using four precoding vectors, the precoding vector group includes a precoding vector group consisting of first and second precoding vectors and a precoding vector group consisting of third and fourth precoding vectors. It includes.

도 4 및 도 5에서는 도 3에서와 마찬가지로, 프리코딩 벡터 그룹이 2개씩의 상호 직교하는 프리코딩 벡터로 구성된 프리코딩 벡터군을 복수개 포함하며, 각 프리코딩 벡터군을 서로 직교하지 않는다. 4 and 5, as in FIG. 3, the precoding vector group includes a plurality of precoding vector groups including two mutually orthogonal precoding vectors, and each precoding vector group is not orthogonal to each other.

전술한 바와 같이 인접하는 프리코딩 벡터끼리 상호 직교하도록 생성된 프리 코딩 벡터군을 포함하여 프리코딩 벡터 그룹을 생성하고, 프리코딩 벡터 그룹에 포함된 프리코딩 벡터를 이용하여 데이터를 전송하는 방법은 송신 다이버서티 이득을 높이는 효과가 있다. As described above, a method of generating a precoding vector group including a precoding vector group generated such that adjacent precoding vectors are mutually orthogonal to each other, and transmitting data using the precoding vector included in the precoding vector group is transmitted. This has the effect of increasing diversity gain.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Implementation may be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기를 도시한 구조도이다. 1 is a structural diagram showing a transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 전송 방법을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프리코딩 벡터 그룹이 4개의 프리코딩 벡터를 포함하는 경우의 각 프리코딩 벡터의 두 번째 요소의 패턴을 도시한 것이다. 3 illustrates a pattern of a second element of each precoding vector when the precoding vector group includes four precoding vectors according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프리코딩 벡터 그룹이 8개의 프리코딩 벡터를 포함하는 경우의 각 프리코딩 벡터의 두 번째 요소의 패턴을 도시한 것이다. 4 illustrates a pattern of a second element of each precoding vector when the precoding vector group includes eight precoding vectors according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 프리코딩 벡터 그룹이 16개의 프리코딩 벡터를 포함하는 경우의 각 프리코딩 벡터의 두 번째 요소의 패턴을 도시한 것이다. FIG. 5 illustrates a pattern of a second element of each precoding vector when the precoding vector group includes 16 precoding vectors according to an embodiment of the present invention.

Claims (5)

송신기의 데이터 전송 방법에 있어서,In the data transmission method of the transmitter, 인접하는 프리코딩 벡터와 상호 직교하는 프리코딩 벡터로 이루어지는 프리코딩 벡터군을 복수 개 포함하는 프리코딩 벡터 그룹을 생성하는 단계; 및Generating a precoding vector group including a plurality of precoding vector groups consisting of precoding vectors orthogonal to adjacent precoding vectors; And 상기 프리코딩 벡터 그룹을 이용하여 데이터를 전송하는 단계Transmitting data using the precoding vector group 를 포함하는 데이터 전송 방법. Data transmission method comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 각 프리코딩 벡터군은 서로 직교하지 않는 데이터 전송 방법. Each precoding vector group is a data transmission method that is not orthogonal to each other. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프리코딩 벡터군에 포함되는 프리코딩 벡터의 최대 개수는 상기 송신기의 안테나 수에 대응하는 데이터 전송 방법. The maximum number of precoding vectors included in the precoding vector group corresponds to the number of antennas of the transmitter. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 프리코딩 벡터 그룹에 포함되는 프리코딩 벡터의 개수는 상기 최대 개수보다 많은 데이터 전송 방법. And a number of precoding vectors included in the precoding vector group is greater than the maximum number. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전송하는 단계는,The transmitting step, 상기 프리코딩 벡터 그룹에 포함된 프리코딩 벡터의 스위칭을 통해 상기 데이터를 전송하는 단계Transmitting the data through switching of precoding vectors included in the precoding vector group 인 데이터 전송 방법. Data transfer method.
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