KR20100055091A - 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법 - Google Patents

지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법을 개시한다. 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치에 있어서, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트를 이용하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출하는 지시비트 추출부와, 입력 심볼에 할당된 비트 중 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트를 제외한 나머지 비트를 정해진 변조 방식에 의하여 변조하고, 변조된 신호를 출력하는 변조부와, 입력 심볼에 할당된 비트의 하위 비트와 지시비트를 이용하여 상기 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭하는 송신 안테나 스위칭부를 포함한다.
개루프, 다중 안테나, 안테나 선택

Description

지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법{Apparatus and Method for selecting antenna using indication bit and modulation based on open loop}
본 발명은 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력 비트 스트림의 일부와 지시비트를 이용하여 송수신 안테나를 선택함에 따라, 피드백 신호가 불필요한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재의 무선통신 시스템은 제한된 주파수 자원을 통한 고품질, 대용량의 멀티미디어 데이터 전송을 목표로 한다. 이를 위해서 제한된 주파수 자원을 사용해서 많은 용량의 데이터를 보내는 기술이 대두되고 있다. 이러한 기술 중의 대표적인 것이 MIMO 시스템이다. MIMO 시스템은 주파수 자원을 더 늘리지 않고도 보다 많은 양의 데이터를 보낼 수 있다.
MIMO 시스템에서는 송신기에서 하나 혹은 그 이상의 수신 안테나를 가지는 수신기들을 위해 적절한 적어도 하나의 송신 안테나를 선택하는데, 이를 위해 수신기들로부터 채널품질 정보에 기반을 둔 피드백 신호를 수신할 필요가 있다. 복수의 송수신 안테나들이 사용되는 특성상, 송신기가 수신하게 되는 전체 채널품질 정보의 양은 매우 크며 이는 상향링크 시그널링에 큰 오버헤드로 작용한다.
MIMO 시스템은 고속 전송 시 발생하는 심벌간의 간섭, 주파수 선택적 페이딩에 약하다는 단점이 있다. MIMO 시스템은 이런 단점을 극복하기 위해 OFDM과 결합될 수 있다. MIMO-OFDM 시스템 경우, 복수의 반송파들(즉 서브밴드들)에 대한 각각의 채널품질이 더 포함되어야 하며, 이는 상향링크 시그널링의 오버헤드를 가중시키는 원인이 된다.
따라서, 송신기에서 데이터 스트림들을 효율적으로 송신 안테나들에 매핑시키는 것이 가능하도록 하면서 상기와 같은 피드백 정보의 양을 감소시키기 위한 다양한 기술이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 입력 비트 스트림의 일부와 지시비트를 이용하여 송수신 안테나를 선택함에 따라, 피드백 신호가 불필요하고, 입력 비트 스트림의 일부만을 송수신함으로써, 전송률을 증가시키면서 에러 확률을 감소시킬 수 있는 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치에 있어서, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트를 이용하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출하는 지시비트 추출부와, 상기 입력 심볼에 할당된 비트 중 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트를 제외한 나머지 비트를 정해진 변조 방식에 의하여 변조하고, 변조된 신호를 출력하는 변조부와, 상기 입력 심볼에 할당된 비트의 하위 비트와 상기 지시비트를 이용하여 상기 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 상기 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭하는 송신 안테나 스위칭부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 방법에 있어서, 다중 안테나 송신 방법은 입력 심볼에 할당된 비트를 이용하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출하는 단계와, 상기 입력 심볼에 할당된 비트 중 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트를 제 외한 나머지 비트를 정해진 변조 방식에 의하여 변조하고, 변조된 신호를 출력하는 단계와, 상기 입력 심볼에 할당된 비트의 하위 비트와 상기 지시비트를 이용하여 상기 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 상기 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭하는 단계와, 상기 스위칭된 송신 안테나를 통하여, 상기 변조된 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법은 입력 비트 스트림의 일부와 지시비트를 이용하여 송수신 안테나를 선택함으로써, 피드백 신호가 불필요하다. 따라서, 상향링크 시그널링의 오버헤드를 제거할 수 있다. 또한, 수신 심볼에 대한 데이터 비트가 지시비트를 만족하는지 판단하여 채널 상태가 양호한 수신 안테나를 선택함에 따라, 다중 안테나 송신 장치에서 송신한 신호를 그대로 복원할 수 있다. 뿐만 아니라, 입력 비트 스트림의 일부만을 송수신함으로써, 입력 비트 스트림을 모두 전송하는 방법에 비해, 전송률을 증가시키면서 에러 확률을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 송신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 송신 장치는 지시비트 추출부(101), 변조부(103), 및 송신 안테나 스위칭부(105)를 포함한다.
지시비트 추출부(101)는 입력 비트 스트림을 수신하고, 수신한 입력 비트 스트림에 대응하는 입력 심볼에 할당된 비트를 이용하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출한다. 여기서, 지시비트 추출부(101)는 입력 심볼에 할당된 비트로부터 송수신단 간에 사전에 약속된 수학적 연산을 이용하여, 지시비트를 추출할 수 있다. 이때, 사전에 약속된 수학적 연산은 XOR 연산일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
즉, 지시비트 추출부(101)는 입력 심볼에 할당된 비트의 상위 비트와 하위 비트를 XOR 연산하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출할 수 있다.
예를 들어, 지시비트 추출부(101)는 입력 심볼에 할당된 비트가 11인 경우, 상위 비트의 1과 하위 비트의 1을 XOR 연산하여, 0의 연산 값을 획득할 수 있다. 따라서, 지시비트 추출부(101)는 연산 값 0을 지시비트로 추출할 수 있다.
변조부(103)는 입력 심볼에 할당된 비트 중 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트를 제외한 나머지 비트를 정해진 변조 방식에 의하여 변조하고, 변조된 신호를 출력한다. 이때, 정해진 변조 방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등 일반적인 변조 방식일 수 있다.
예를 들어, 변조부(103)는 입력 심볼에 할당된 비트가 11인 경우, 하위 비트 1을 제외한 나머지 비트 1을 정해진 변조 방식에 의하여 변조하고, 변조된 신호를 출력한다.
송신 안테나 스위칭부(105)는 입력 심볼에 할당된 비트의 하위 비트와 상기 지시비트를 이용하여 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 복수의 송신 안테나 중에서, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭한 후, 스위칭된 송신 안테나를 통하여 변조된 신호를 전송한다. 여기서, 송신 안테나 인덱스는 입력 심볼에 할당된 비트의 하위 비트와 지시비트를 각각 상위 비트와 하위 비트로 조합한 송신 안테나 비트에 대응하여 생성될 수 있다. 이때, 송신 안테나 비트가 00인 경우, 제1 송신 안테나 인덱스와 대응할 수 있으며, 송신 안테나 비트가 01인 경우, 제2 송신 안테나 인덱스와 대응할 수 있다. 또한, 송신 안테나 비트가 10인 경우, 제3 송신 안테나 인덱스와 대응할 수 있다.
따라서, 송신 안테나 스위칭부(105)는 입력 심볼에 할당된 비트 비트의 하위 비트가 1이고, 지시비트가 0인 경우, 각각 상위 비트와 하위 비트로 조합한 송신 안테나 비트 10에 대응하는 제3의 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 생성된 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭할 수 있다.
도 2는 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 수신 장치는 수신 안테나 스위칭부(201), 인덱스 결정부(203), 지시비트 추출부(205), 복조부(207), 및 수신 안테나 선택부(209)를 포함한다.
수신 안테나 스위칭부(201)는 복수의 수신 안테나 중에서, 수신 신호를 수신하기 위한 수신 안테나로 스위칭하고, 스위칭된 수신 안테나를 통하여 수신 신호 를 수신한다.
이때, 수신 안테나 스위칭부(201)는 복수의 수신 안테나 중에서, 수신 안테나를 순서대로 스위칭하거나 랜덤하게 스위칭할 수 있으며, 수신 안테나의 스위칭 방법과 순서는 이에 한정되지 않는다.
인덱스 결정부(203)는 스위칭된 안테나를 통해 수신된 수신 신호로부터 수신 신호를 전송한 송신 안테나 인덱스를 결정한다.
이때, 수신 신호는 [수학식 1]에 의하여 나타낼 수 있으며, 송신 안테나 인덱스는 [수학식 2] 또는 [수학식 3]을 이용하여 결정할 수 있다.
Figure 112008079122777-PAT00001
여기서,
Figure 112008079122777-PAT00002
는 수신 신호이고,
Figure 112008079122777-PAT00003
는 송신 신호이다. 그리고,
Figure 112008079122777-PAT00004
는 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 특성을 나타내고,
Figure 112008079122777-PAT00005
은 가우시안 잡음을 나타낸다.
Figure 112008079122777-PAT00006
여기서,
Figure 112008079122777-PAT00007
는 복소 공액 전치 (Hermitian)를 나타내며,
Figure 112008079122777-PAT00008
는 신호의 절대값, 즉 신호의 에너지를 계산하는 연산을 나타내며,
Figure 112008079122777-PAT00009
기호는 최대값을 가질 때의 인덱스를 선택한다는 연산을 나타낸다.
한편, 송신 안테나 인덱스는 수신 신호의 전력 레벨을 이용하여 결정할 수 있다. 수신 신호의 전력 레벨을 이용한 송신 안테나 인덱스의 결정은 [수학식 3]을 이용할 수 있다.
Figure 112008079122777-PAT00010
여기서,
Figure 112008079122777-PAT00011
는 의사 역행렬(Pseudo-Inverse Matrix)을 나타내며,
Figure 112008079122777-PAT00012
는 신호의 절대값, 즉 신호의 에너지를 계산하는 연산을 나타내며,
Figure 112008079122777-PAT00013
기호는 최대값을 가질 때의 인덱스를 선택한다는 연산을 나타낸다.
지시비트 추출부(205)는 인덱스 결정부(203)에 의해 결정된 송신 안테나 인덱스로부터 지시비트를 추출한다. 즉, 지시비트 추출부(205)는 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트의 하위 비트를 이용하여, 지시비트를 추출할 수 있다.
예를 들어, 지시비트 추출부(205)는 송신 안테나 인덱스가 1인 경우, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트 00의 하위 비트를 이용하여, 지시비트 0을 추출할 수 있고, 송신 안테나 인덱스가 2인 경우, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트 01의 하위 비트를 이용하여, 지시비트 1을 추출할 수 있다. 또한, 지시비트 추출부(205)는 송신 안테나 인덱스가 3인 경우, 송신 안테나 인덱 스에 대응하는 송신 안테나 비트 10의 하위 비트를 이용하여, 지시비트 0을 추출할 수 있다.
복조부(207)는 N(N은 2이상의 정수)개의 수신 안테나를 통하여, 수신된 각각의 신호를 복조하여 심볼들을 검출한다.
수신 안테나 선택부(209)는 송신 안테나 인덱스, N개의 심볼 및 지시비트를 이용하여, 수신 안테나를 선택한다. 구체적으로, 수신 안테나 선택부(209)는 사전에 정의된 검출 순서에 따라서, N개의 심볼 각각에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합하여 데이터 비트를 생성하고, 데이터 비트가 지시비트를 만족하면, 지시비트를 만족하는 데이터 비트에 조합된 비트가 할당된 심볼과 대응하는 수신 안테나를 선택한다. 여기서, 사전에 정의된 검출 순서는 수신 안테나 인덱스 순서이거나 랜덤한 순서일 수 있다. 이후, 수신 안테나 선택부(209)는 선택한 수신 안테나를 통하여 수신된 심볼에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합한 데이터 비트를 출력한다. 이때, 데이터 비트는 심볼에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 각각 상위 비트와 하위 비트로 조합한 것일 수 있고, 송신 안테나 인덱스의 일부 비트는 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트의 상위 비트를 의미할 수 있다. 즉, 데이터 비트는 복조부(207)를 통해 검출된 심볼에 할당된 비트가 1이고, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트가 10인 경우, 심볼에 할당된 비트 1과 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트의 상위 비트 1을 각각 상위 비트와 하위 비트로 조합한 11일 수 있다.
여기서, 수신 안테나 선택부(209)는 데이터 비트에 대해, 송수신단간의 사전에 약속된 수학적 연산을 수행한 결과 값과 지시비트가 일치하면, 데이터 비트가 지시비트를 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 송수신단간의 사전에 약속된 수학적 연산은 XOR 연산일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 수신 안테나 선택부(209)는 제1 수신 안테나를 통해 복조부(207)로부터 심볼에 할당된 비트 0을 수신하고, 인덱스 결정부(203) 및 지시비트 추출부(205)로부터 송신 안테나 비트의 상위 비트 1과 지시비트 0을 수신한 경우, 데이터 비트는 01이고, 데이터 비트의 제1 비트인 0과, 제2 비트인 1를 XOR 연산한 연산 값 1과 지시비트 0은 일치하지 않으므로, 데이터 비트가 지시비트를 만족하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 반면, 수신 안테나 선택부(209)는 제2 수신 안테나를 통해 복조부(207)로부터 심볼에 할당된 비트 1을 수신하고, 인덱스 결정부(203) 및 지시비트 추출부(205)로부터 각각 송신 안테나 비트의 상위 비트 1과 지시비트 0을 수신한 경우, 데이터 비트는 11이고, 데이터 비트의 제1 비트인 1과, 제2 비트인 1을 XOR 연산한 연산 값 0과 지시비트 0은 일치하므로, 데이터 비트가 지시비트를 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 수신 안테나 선택부(209)는 지시비트를 만족하는 데이터 비트에 조합된 비트가 할당된 심볼과 대응하는 제2 수신 안테나를 선택할 수 있다. 이후, 수신 안테나 선택부(209)는 선택한 제2 수신 안테나를 통하여 수신된 심볼에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합한 데이터 비트를 출력함으로써, 송신 신호를 검출한다.
그러나, 수신 안테나 선택부(209)는 모든 N개의 심볼에 대해, 각 심볼에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합한 데이터 비트가 지시비트를 만족하지 않으면, 사전에 정의된 방법에 따라서 수신 안테나를 선택할 수 있다. 여기서, 사전에 정의된 방법은 예를 들어, 각 안테나를 통해 수신된 제1 심볼과 제2 심볼에 할당된 비트를 결합한 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합한 데이터 비트가 지시비트를 만족하는지를 판단하고, 판단 결과를 만족하는 심볼을 수신한 수신 안테나를 선택하는 방법일 수 있고, MRC(Maximal Ratio Combining) 및 EGC(Equal Gain Combining) 등의 최종 선별 조합 방법일 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치는 입력 비트 스트림의 일부와 지시비트를 이용하여 송수신 안테나를 선택함으로써, 피드백 신호가 불필요하다. 따라서, 상향링크 시그널링의 오버헤드를 제거하면서도 채널 상태가 좋은 안테나를 선택할 수 있다. 또한, 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치는 입력 비트 스트림의 일부만을 송수신함으로써, 입력 비트 스트림을 모두 전송하는 방법에 비해, 전송률을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 에러 확률을 감소시킬 수 있다.
도 3은 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 송신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트를 이용하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출한다(S301).
다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트로부터 송수신단 간에 사전에 약속된 수학적 연산을 이용하여, 지시비트를 추출할 수 있다. 이때, 사전에 약속된 수학적 연산은 XOR 연산일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
즉, 지시비트 추출부(101)는 입력 심볼에 할당된 비트의 상위 비트와 하위 비트를 XOR 연산하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출할 수 있다.
예를 들어, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트가 11인 경우, 상위 비트의 1과 하위 비트의 1을 XOR 연산하여, 0의 연산 값을 획득할 수 있다. 따라서, 다중 안테나 송신 장치는 연산 값 0을 지시비트로 추출할 수 있다.
이어서, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트 중 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트를 제외한 일부 비트를 변조하여 출력한다(S303).
구체적으로, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트 중 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트를 제외한 나머지 비트를 정해진 변조 방식에 의하여 변조하고, 변조된 신호를 출력한다. 예를 들어, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트가 11인 경우, 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트 1을 제외한 나머지 비트 1을 정해진 변조 방식에 의하여 변조한다. 여기서, 정해진 변조 방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등 일반적인 변조 방식일 수 있다.
이어서, 다중 안테나 송신 장치는 복수의 송신 안테나 중에서, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭한다(S305).
즉, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트의 하위 비트와 상기 지시비트를 이용하여 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 복수의 송신 안테나 중에서, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭할 수 있다. 이때, 송신 안테나 비트가 00인 경우, 제1 송신 안테나 인덱스와 대응할 수 있으며, 송신 안테나 비트가 01인 경우, 제2 송신 안테나 인덱스와 대응할 수 있다. 또한, 송신 안테나 비트가 10인 경우, 제3 송신 안테나 인덱스와 대응할 수 있다.
따라서, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트 비트의 하위 비트가 1이고, 지시비트가 0인 경우, 각각 상위 비트와 하위 비트로 조합한 송신 안테나 비트 10에 대응하는 제3의 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 생성된 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭할 수 있다.
이어서, 다중 안테나 송신 장치는 스위칭된 송신 안테나를 통하여, 변조된 신호를 전송한다(S307).
즉, 다중 안테나 송신 장치는 입력 심볼에 할당된 비트 중 하위 비트를 제외한 나머지 비트가 변조된 신호를 전송한다.
도 4는 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 다중 안테나 수신 장치는 수신 신호로부터 송신 안테나 인덱스를 결정한다(S401).
다중 안테나 수신 장치는 스위칭된 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호로부터 송신 안테나 인덱스를 결정할 수 있다. 이때, 스위칭된 수신 안테나는 복수의 수신 안테나 중에서, 순서대로 스위칭되거나 랜덤하게 스위칭된 수신 안테나일 수 있다.
이후, 다중 안테나 수신 장치는 [수학식 2] 또는 [수학식 3]을 이용하여, 스위칭된 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호로부터 송신 안테나 인덱스를 결정할 수 있다.
이어서, 다중 안테나 수신 장치는 송신 안테나 인덱스로부터 지시비트를 추출한다(S403).
즉, 다중 안테나 수신 장치는 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트의 하위 비트를 이용하여, 지시비트를 추출할 수 있다.
예를 들어, 다중 안테나 수신 장치는 송신 안테나 인덱스가 1인 경우, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트 00의 하위 비트를 이용하여, 지시비트 0을 추출할 수 있으며, 송신 안테나 인덱스가 2인 경우, 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트 01의 하위 비트를 이용하여, 지시비트 1을 추출할 수 있다.
이어서, 다중 안테나 수신 장치는 수신 안테나를 통하여, 수신된 각각의 신호를 복조하여 N개의 심볼을 검출한다(S405).
이때, 다중 안테나 수신 장치는 채널 상태가 양호한 수신 안테나를 통하여 수신 신호를 수신한 경우, 수신 신호를 다중 안테나 송신 장치에서 송신한 신호와 동일한 신호로 복조할 수 있다. 반면, 다중 안테나 수신 장치는 채널 상태가 양호하지 않은 수신 안테나를 통하여 수신 신호를 수신한 경우, 수신 신호를 다중 안테나 송신 장치에서 송신한 신호와는 다른 신호로 복조할 수 있다.
즉, 다중 안테나 수신 장치는 채널 상태가 양호하지 않은 제1 수신 안테나를 통하여 수신 신호를 수신한 경우, 수신 신호를 다중 안테나 송신 장치에서 송신 한 신호 1과는 다른 신호 0으로 복조할 수 있다. 반면, 다중 안테나 수신 장치는 채널 상태가 양호한 제2 수신 안테나를 통하여 수신 신호를 수신한 경우, 수신 신호를 다중 안테나 송신 장치에서 송신한 신호 1과 동일한 신호 1로 복조할 수 있다.
이어서, 다중 안테나 수신 장치는 송신 안테나 인덱스, 복수의 심볼 및 지시비트를 이용하여, 사전에 정의된 검출 순서에 따라서 수신 안테나 인덱스를 선택한다(S407).
구체적으로, 다중 안테나 수신 장치는 사전에 정의된 검출 순서에 따라서, N개의 심볼 각각에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합하여 데이터 비트를 생성하고, 데이터 비트가 지시비트를 만족하는지 판단하고, 데이터 비트가 지시비트를 만족하는 경우, 지시비트를 만족하는 데이터 비트에 조합된 비트가 할당된 심볼과 대응하는 수신 안테나를 선택한다. 여기서, 사전에 정의된 검출 순서는 수신 안테나 인덱스 순서이거나 랜덤한 순서일 수 있다. 또한, 데이터 비트는 심볼에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 각각 상위 비트와 하위 비트로 조합한 것일 수 있고, 송신 안테나 인덱스의 일부 비트는 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나 비트의 상위 비트를 의미할 수 있다.
그리고, 다중 안테나 수신 장치는 데이터 비트에 대해, 송수신단간의 사전에 약속된 수학적 연산을 수행한 결과 값과 지시비트가 일치하면, 데이터 비트가 지시비트를 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 송수신단간의 사전에 약속된 수학적 연산은 XOR 연산일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 다중 안테나 수신 장치는 제2 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호의 심볼에 할당된 비트가 1이고, 송신 안테나 비트의 상위 비트가 1이며, 지시비트가 0인 경우, 데이터 비트는 11이고, 데이터 비트의 제1 비트인 1과, 제2 비트인 1을 XOR 연산한 연산 값 0과 지시비트 0은 일치하므로, 데이터 비트가 지시비트를 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 다중 안테나 수신 장치는 지시비트를 만족하는 데이터 비트에 조합된 비트가 할당된 심볼과 대응하는 제2 수신 안테나를 선택할 수 있다.
그러나, 다중 안테나 수신 장치는 모든 N개의 심볼에 대해, 각 심볼에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합한 데이터 비트가 지시비트를 만족하지 않으면, 사전에 정의된 방법에 따라서, 수신 안테나를 선택할 수 있다. 여기서, 사전에 정의된 방법은 예를 들어, 각 안테나를 통해 수신된 제1 심볼과 제2 심볼에 할당된 비트를 결합한 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합한 데이터 비트가 지시비트를 만족하는지를 판단하고, 판단 결과를 만족하는 심볼을 수신한 수신 안테나를 선택하는 방법일 수 있고, MRC(Maximal Ratio Combining) 및 EGC(Equal Gain Combining) 등의 최종 선별 조합 방법일 수도 있다.
이후, 다중 안테나 수신 장치는 선택한 수신 안테나를 통하여 수신된 심볼에 할당된 비트와 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합한 데이터 비트를 출력한다.
이때, 다중 안테나 수신 장치는 각 심볼에 대한 데이터 비트가 지시비트를 만족하는지 판단하는 단계를 수행함에 따라, 채널 상태가 양호한 수신 안테나를 통 하여 수신된 수신 신호를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 방법은 수신 심볼에 대한 데이터 비트가 지시비트를 만족하는지 판단하여 수신 안테나를 선택함에 따라, 다중 안테나 송신 장치에서 송신한 신호를 용이하게 그대로 복원할 수 있다. 뿐만 아니라, 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 방법은 입력 비트 스트림의 일부만을 송수신함으로써, 입력 비트 스트림을 모두 전송하는 방법에 비해, 전송률을 증가시키면서 에러 확률을 감소시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 송신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 송신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치의 다중 안테나 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (14)

  1. 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치에 있어서,
    입력 심볼에 할당된 비트를 이용하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출하는 지시비트 추출부;
    상기 입력 심볼에 할당된 비트 중 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트를 제외한 나머지 비트를 정해진 변조 방식에 의하여 변조하고, 변조된 신호를 출력하는 변조부; 및
    상기 입력 심볼에 할당된 비트의 하위 비트와 상기 지시비트를 이용하여 상기 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 상기 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭하는 송신 안테나 스위칭부
    를 포함하는 다중 안테나 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지시비트 추출부는
    상기 입력 심볼에 할당된 비트로부터 송수신단 간에 사전에 약속된 수학적 연산을 이용하여, 상기 지시비트를 추출하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송수신단 간에 사전에 약속된 수학적 연산은 상기 입력 심볼에 할당된 비트들의 XOR 연산임을 특징으로 하는 다중 안테나 송신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송신 안테나 인덱스는 상기 입력 심볼에 할당된 비트의 일부 비트와 상기 지시비트를 각각 상위 비트와 하위 비트 등으로 조합한 송신 안테나 비트와 대응하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신 장치.
  5. 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 장치에 있어서,
    수신 신호로부터 송신 안테나 인덱스를 결정하는 인덱스 결정부;
    상기 송신 안테나 인덱스로부터 지시비트를 추출하는 지시비트 추출부;
    N(N은 2이상의 정수)개의 수신 안테나를 통하여, 수신된 각각의 신호를 복조하여 N개의 심볼을 검출하는 복조부; 및
    상기 송신 안테나 인덱스, 상기 N개의 심볼 및 상기 지시비트를 이용하여, 수신 안테나를 선택하는 수신 안테나 선택부를 포함하는 다중 안테나 수신 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수신 안테나 선택부는
    상기 N개의 심볼 각각에 할당된 비트와 상기 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합하여 데이터 비트를 생성하고, 상기 데이터 비트가 상기 지시비트를 만족하면, 상기 지시비트를 만족하는 데이터 비트에 조합된 비트가 할당된 심볼과 대응하는 수신 안테나를 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 수신 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 수신 안테나 선택부는
    상기 데이터 비트에 대해, 송수신단 간의 사전에 약속된 수학적 연산을 수행한 결과 값과 상기 지시비트가 일치하면, 상기 데이터 비트가 상기 지시비트를 만족하는 것으로 판단하는 다중 안테나 수신 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 수신 안테나 선택부는
    상기 모든 N개의 심볼에 대해, 각 심볼에 할당된 비트와 상기 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합한 데이터 비트가 상기 지시비트를 만족하지 않으면, 사전에 정의된 방법에 따라서 상기 수신 안테나를 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 수신 장치.
  9. 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 방법에 있어서,
    입력 심볼에 할당된 비트를 이용하여, 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출하는 단계;
    상기 입력 심볼에 할당된 비트 중 송신 안테나 인덱스에 이용되는 하위 비트를 제외한 나머지 비트를 정해진 변조 방식에 의하여 변조하고, 변조된 신호를 출력하는 단계;
    상기 입력 심볼에 할당된 비트의 하위 비트와 상기 지시비트를 이용하여 상기 송신 안테나 인덱스를 생성하고, 상기 송신 안테나 인덱스에 대응하는 송신 안테나로 스위칭하는 단계; 및
    상기 스위칭된 송신 안테나를 통하여, 상기 변조된 신호를 전송하는 단계를 포함하는 다중 안테나 송신 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 송신 안테나 선택을 위한 지시비트를 추출하는 단계는
    상기 입력 심볼에 할당된 비트로부터 송수신단 간에 사전에 약속된 수학적 연산을 이용하여, 상기 지시비트를 추출하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 송신 방법.
  11. 지시비트와 변조를 이용한 개루프 안테나 선택 방법에 있어서,
    수신 신호로부터 송신 안테나 인덱스를 결정하는 단계;
    상기 송신 안테나 인덱스로부터 지시비트를 추출하는 단계;
    N(N은 2이상의 정수)개의 수신 안테나를 통하여, 수신된 각각의 신호를 복조하여 N개의 심볼을 검출하는 단계; 및
    상기 송신 안테나 인덱스, 상기 N개의 심볼 및 상기 지시비트를 이용하여, 수신 안테나를 선택하는 단계를 포함하는 다중 안테나 수신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수신 안테나를 선택하는 단계는
    상기 N개의 심볼 각각에 할당된 비트와 상기 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합하여 데이터 비트를 생성하고, 상기 데이터 비트가 상기 지시비트를 만족하는지를 판단하는 단계; 및
    상기 데이터 비트가 상기 지시비트를 만족하는 경우, 상기 지시비트를 만족하는 데이터 비트에 조합된 비트가 할당된 심볼과 대응하는 수신 안테나를 선택하는 단계
    를 포함하는 다중 안테나 수신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 N개의 심볼 각각에 할당된 비트와 상기 송신 안테나 인덱스의 일부 비트를 조합하여 데이터 비트를 생성하고, 상기 데이터 비트가 상기 지시비트를 만족하는지를 판단하는 단계는
    상기 데이터 비트에 대해, 송수신단 간의 사전에 약속된 수학적 연산을 수행하는 단계; 및
    상기 연산을 수행한 결과 값과 상기 지시비트가 일치하면, 상기 데이터 비 트가 상기 지시비트를 만족하는 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는 다중 안테나 수신 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 수신 안테나를 선택하는 단계는
    상기 모든 N개의 심볼에 대해, 각 심볼에 할당된 비트가 상기 지시비트를 만족하지 않으면, 사전에 정의된 방법에 따라서 상기 수신 안테나를 선택하는 단계를 더 포함하는 다중 안테나 수신 방법.
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