KR20100112168A - Ｍｉｍｏ 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법 - Google Patents

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Abstract

본 방법은 송신 안테나 세트를 구비한 송신기와 수신 안테나 세트를 구비한 수신기를 포함하는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 네트워크에서 심볼의 블록을 송신한다. 심볼의 블록은 제 1 코드를 이용하여 코딩되어 제 1 블록을 생성하여, 송신 및 수신된다. 제 1 블록의 디코딩이 부정확하면, 심볼의 블록은 제 1 코드와, 그 다음 제 1 코드와는 다른 제 2 코드를 이용하여 코딩되어 제 2 블록을 생성한다. 제 2 블록은 송신되고, 수신되고, 제 1 블록과 결합되어 심볼의 블록을 복원한다.

Description

ＭＩＭＯ 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법{METHOD FOR TRANSMITTING A BLOCK OF SYMBOLS IN MIMO NETWORKS}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 분야에 관한 것이며, 보다 상세하게는, MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 네트워크에서 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ : Hybrid Automatic Repeat Requests)을 이용하여 데이터를 재송신하는 것에 관한 것이다.
MIMO 네트워크
모바일 셀룰러 통신 네트워크에서, MIMO 전송 기술이 보다 광범위하게 사용되고 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project)뿐만 아니라, WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 포럼은 MIMO를 사용하여 전송 능력 및 신뢰성을 개선할 수 있는 표준 사양을 배포하였다.
MIMO 네트워크는, 통상적으로 공간 다중 방식(SM : Spatial multiplexing)으로 불리는 기술을 이용함과 동시에 복수의 안테나를 이용하여 심볼을 송수신함으로써 전송 능력을 개선한다. MIMO 수신기는 개선된 신호 처리 및 채널의 특성을 이용하여 심볼을 검출 및 디코딩할 수 있다. 신뢰성을 개선하기 위해, MIMO 네트워크는, 통상적으로 시공간 부호화(STC : Space Time Coding)로 불리는 기술로 복수의 안테나로부터의 심볼의 카피(copy)를 송신할 수 있다. IEEE 802.16은 WiMAX를 기반으로 하는 "Part 16: Air interface for Broadband Wireless Access Systems," 802.16을 표준으로 한다. WiMAX는 SM 및 STC 기술을 모두 사용한다.
MIMO에 더하여, 이들 표준은 HARQ를 명시하고 있다. 종래의 ARQ(Automatic Repeat Request)에서와 같이, 수신기는 부정확하게 디코딩된 메시지의 재송신을 요청한다. 그러나, HARQ를 이용하면, 원래의 오류가 있는 메시지는 보존되고 그 재송신 메시지와 결합되어, 메시지의 디코딩 및 심볼의 복원을 성공적으로 행하는 능력을 개선한다.
MIMO 네트워크에서의 다른 문제점은, 복수의 안테나를 이용한 송수신으로 인해 발생되는 자기 간섭(self-interference)이다. 자기 간섭은 안테나의 개수가 증가함에 따라 증가한다. 또한, 자기 간섭을 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예는, 공간 다중 방식의 MIMO 송신의 신뢰성을 증가시키기 위해, MIMO 네트워크에서 시공간 코딩(STC)과 HARQ를 결합하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 상위 MIMO 구성, 예를 들어, 4개 이상의 송수신 안테나를 이용하여 사용될 수 있는 시공간 코딩과, 데이터 스트림 중에서의 자기 간섭이 제거된 공간 다중 방식(SM)을 제공한다.
본 발명에 따르면, 공간 다중 방식의 MIMO 송신의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 송신기의 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 네트워크의 개략도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 2개 블록의 심볼에 대한 블록도이다.
도 3은 MIMO 네트워크에서의 종래의 HARQ 동작에 대한 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 네트워크에서의 STC에 따른 HARQ의 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 네트워크에서의 SICC에 따른 HARQ의 타이밍도이다.
공간 다중 방식을 이용한 MIMO - OFDM
송신기
도 1은 2개의 송신 안테나(106)를 구비한 MIMO-OFDM(Multiple-Input Multiple-Output) 송신기(310)를 도시한다. 송신기는 제 1 블록으로서, 변조된 데이터 심볼(S1, S2)(111)을 코딩하기 위한 소스(101)를 포함한다. 코딩은, 제 1 코드, 예를 들어, 터보 코드, 컨벌루션 코드, 저밀도 패리티 검사(LDPC : Low-Density Parity-Check) 코드 등의 순방향 오류 정정(FEC : Forward Error-Correcting) 코드를 이용한다. 또한, 송신기는 디멀티플렉서(DeMUX)(102)와 2개의 OFDM 체인(103)을 포함한다. 각각의 OFDM 체인은 각각의 입력 심볼(S1, S2)에 대해 고속 역푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하고, 그 다음, RF 블록(105)에서 시간 도메인 신호를 필터링하고 증폭하여, 대역 통과 캐리어 주파수(passband carrier frequency)로 변환하는, OFDM 변조기(104)를 포함한다.
또한, 송신기는 코더(350)를 포함한다. 코더는 제 1 송신에서의 심볼을 코딩하는데 사용되지 않았던 추가의 코드를 이용하여, 재송신되는 심볼을 제 2 블록으로서 재코딩하기 위해, HARQ 동작 동안에 사용된다. 즉, 코더(350)는 재송신 용도로만 동작되며, 최초 송신된 심볼은 코더(350)를 바이패스(351)한다.
송신기(310)는 공간 다중 방식(SM)을 이용하며, 여기서, 일련의 변조된 심볼(111)은 2개의 안테나(106)를 통해 송신된다. 즉, 2개의 심볼(S1, S2)에 있어, 송신 속도를 2배로 하기 위해서, 심볼(S1)은 제 1 안테나에 의해 송신되고, 심볼(S2)은 제 2 안테나에 의해 동시에 송신되기 때문에, 단 하나의 채널만이 필요하다. 통상적으로, 송신은 다음과 같다.
Figure pct00001

수신기
통상적으로, 수신기는 적어도 송신기만큼 많은 안테나를 가질 필요가 있으며, 이로써, 2개의 송신 안테나(106)에 의해 송신되는 심볼을 검출 및 디코딩하여 심볼을 복원할 수 있다. 몇몇 수신기 형태가 알려져 있다.
최적의 수신기는 최대 우도 검출기(maximum likelihood detector)를 포함한다. 차선(suboptimal)의 수신기는 최소 평균 제곱 오차(MMSE : Minimum Mean Square Error) 및 제로 포커싱(ZF : Zero Forcing)을 이용할 수 있다. 본 발명의 실시예는 상당수의 안테나를 구비한 송신기 및 수신기에 사용될 수 있으며, 여기서 공간 다중 방식(SM)과 하이브리드 자동 반복 요청(HARQ)이 사용된다.
채널 행렬
도 2a는 송신기(310) 및 수신기(320)를 구비한 MIMO 네트워크를 도시한다. 송신기는 복수의 송신 안테나(201)를 구비하고, 수신기는 복수의 수신 안테나(202)를 구비하고, 이들 안테나 사이에 무선 채널(210)이 존재한다. 먼저, SM이 HARQ와 결합되는 경우를 설명한다. OFDM 서브캐리어의 각각에 대한 MIMO 채널을 행렬 H로서 나타낸다. 행렬 H는 다음과 같다.
Figure pct00002
여기서, 요소
Figure pct00003
는 제 j 송신 안테나로부터 제 i 수신 안테나까지의 채널 계수이다. 2개의 안테나에서의 수신된 신호는 다음과 같은 행렬로 표현될 수 있다.
Figure pct00004
이는 R = HS + n과 등가이며, 여기서, n은 부가적인 화이트 가우시안 노이즈 벡터이고, S는 송신된 신호의 벡터이다.
HARQ 동작에 대해 도 2b에 도시된 바와 같이, 벡터 S는 개별적인 변조 심볼보다는 오히려 심볼의 벡터이다. 블록은 일련의 입력 심볼(111)로부터 도출되는 변조된 파형(modulated wave forms)이다. 따라서, 벡터 S는 연속적으로 송신되는 변조 심볼의 전체 블록(또는 패킷)을 나타내는 심볼의 벡터이다.
도 2b는 50개의 심볼로 구성된 2개의 블록(221-222)을 도시한다. 심볼(s1, s50)이 먼저 송신되고, 그 다음, 심볼(s2) 등이 송신된다. 그 다음, 블록이 재송신될 필요가 있는지 여부를 판단하기 위해 전체 블록이 디코딩된다.
아래의 블록의 성분은 시간 지수 k에 의존한다. 그러나, 이러한 설명을 간략하게 하기 위해 시간 지수에 대한 표시를 생략한다. 아래 첨자는 어느 안테나가 송신에 사용되는지를 나타낸다.
Figure pct00005
각 수신기 안테나에서의 수신된 신호는 행렬 등식을 다음의 식으로 확대함으로써 표현될 수 있다.
Figure pct00006

HARQ
도 3은 종래의 HARQ의 동작을 나타낸다. 송신기(310)는 심볼의 제 1 블록 S(1)을 수신(301)한다. 수신기(320)는 벡터 R에 대해 동작하여 그 수신된 블록 S(1)을 검출하여, 이를 수신기의 메모리에 저장한다. 또한, 수신기는 블록 S을 검출하는데 사용되는 채널 행렬 H를 가진다. 수신기는 수신된 신호
Figure pct00007
의 복원 및 추정을 위해 MMSE 또는 ZF 등의 디코딩 방식을 실행할 수 있다. 블록이 올바르게 디코딩되고 심볼이 복원되면, 추가적인 처리 또는 재송신이 필요하지 않다.
수신된 신호의 디코딩이 올바르지 않으면, 즉, 추정값
Figure pct00008
이 벡터 S와 일치하지 않으면, HARQ 동작이 개시된다. 수신기는 그 수신된 신호 R의 제 1 블록(302)을 저장하고, 재송신 요청(303)를 송신한다.
재송신 요청(303)에 응답하여, 송신기는 제 2 블록 S(2)(304)으로서 제 1 블록의 완전한 사본을 송신하고, 여기서, 윗 첨자는 두번째 송신 시도를 나타낸다. 즉, 종래의 HARQ에서는, 코더(350)가 없어서, 어떠한 재송신도 최초 송신과 일치한다.
따라서, 2개의 연속적인 송신은 S(1) 및 S(2)이며, 여기서, S(1) ≡ S(2)이다. 재송신된 신호를 수신한 후, 수신기는 수신된 신호 R(1) 및 R(2)의 2개의 사본을 갖는다. 이들은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00009
항(term)
Figure pct00010
은 제 i 송신으로 인한 제 j 안테나에서의 신호를 나타내고,
Figure pct00011
은 제 i 송신과 연관된 제 j 안테나에서의 노이즈이다.
Figure pct00012
는 분산 σ2을 갖는, 모두 개별적으로 동등하게 분배된 가우스값(i.i.d,)이라는 것을 알아야 한다.
수신된 신호의 사본은 결합되어, 심볼을 복원하는 디코딩(306)의 성공 확률을 향샹시킨다. 수신된 신호 R(1) 및 R(2)를 결합(305)하는 일반적인 한가지 방법은 2개의 벡터를 평균화하여 다음의 값을 얻는 것이다.
Figure pct00013
HARQ는 복수회 반복될 수 있다는 것과, 평균화는 복수의 재송신 블록을 포함한다는 것을 알아야 한다.
결합 동작(305)은 2개의 요인에 의해 노이즈 분산 및 파워를 감소시키고, 디코딩(306)을 개선시켜 심볼을 올바르게 복원한다. 그러나, 각 안테나에 있어서 그 수신된 신호에 대한 간섭항이 여전히 존재하고, 이는 R'를 다음과 같이 표현함으로써 알 수 있다.
Figure pct00014

자기 간섭( Self Interference )
항 h1 ,2 s2 및 h2 ,1 s1는 각각 송신 안테나 2로부터 수신 안테나 1에서의 간섭항 및 송신 안테나 1로부터 수신 안테나 2에서의 간섭항이다.
이러한 간섭의 형태를 일반적으로 자기 간섭이라 하며, 원인은 다수의 안테나로부터의 다수의 스트림의 송신으로 인한 것이다. 따라서, 2개의 송신은 노이즈 파워를 감소시키지만 자기 간섭을 제거하지는 못한다. 안테나의 개수가 증가함에 따라 자기 간섭이 증가한다는 것을 알아야 한다. 따라서, 자기 간섭을 제거하는 본 발명의 실시예는 많은 수, 예를 들어, 4 이상의 안테나를 구비한 MIMO 트랜시버에서 중요하다.
STC 를 이용한 HARQ
자기 간섭을 제거하기 위해, 제 1 코드와는 다른 제 2 코드를 이용한 재송신시에 제 1 코드와는 다른 제 2 코드를 이용한 추가적인 코딩(350)을 수행한다.
일실시예에 대해 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 코드는 공간 시간 코드(STC; Space Time Code)이다. 하나의 STC는 잘 알려진 알라무티(Alamouti) 코드이며, 다음과 같은 일반적인 형태를 갖는다.
Figure pct00015
제 1 열에서의 심볼은, 아랫첨자로 표시되는 안테나에 의해 먼저 송신되고, 다음 시간 구간에, 심볼의 켤레 복소수(*) 및 안테나의 반전(reversal)이 이어서 송신된다. 이 경우에, 재송신은 수신기가 자기 간섭을 제거할 수 있게 하는 방식으로 인코딩된다.
제 1 블록(401)의 제 1 송신은 다음과 같다.
Figure pct00016
디코딩이 실패하면, 수신기는 그 수신된 신호 R(1)(402)를 저장하고, 재송신(403)을 요청한다. 송신기(310)는 후속하여 코딩되는 신호 세트(404)를 이하의 제 2 블록으로서 송신한다.
Figure pct00017
이는 코더(350)에 의한 공간 시간 코딩의 결과이다. 따라서, 재송신에 사용되는 코딩은 최초 송신에 사용되는 코딩과는 상이하다.
수신기(320)에서, 행렬 R(1,2)은, 안테나 양쪽이 제 1 블록 S(1)의 송신으로 인한 제 1 열과, 블록 S(2)의 재송신으로 인한 제 2 열인 수신된 신호를 나타낸다.
Figure pct00018
수신기에서의 신호는, 이하의 수학식에 따라 결합(405)되고 디코딩(406)되어 얻어질 수 있다.
S1에 대해서
Figure pct00019
S2에 대해서
Figure pct00020
여기서,
Figure pct00021
이다.
이러한 결합 방식을 이용하면, 안테나 간의 자기 간섭은 완전히 제거되고, 심볼은 복원될 수 있다. 근본적으로, 재송신된 신호를 리코드(recode)하고 수신기에서 약간 더 복잡한 결합을 이용하면, 자기 간섭을 제거한다.
결합(405)한 후에, 수신기는 송신된 심볼 블록 S에 대한 디코딩(406)을 시도한다. 결합된 신호는 어떠한 자기 간섭도 더 이상 포함하고 있지 않기 때문에, 심볼을 올바르게 디코딩(406) 및 복원하는 가능성은 증가한다.
추가적인 재송신이 가능하다는 것을 알아야 하며, 여기서, 각 재송신은 코더(350)에 의해 리코딩된다.
SICC 를 이용한 HARQ
코더(350)에서 HARQ 송신에 있어서의 자기 간섭을 제거하기 위해 다른 코딩이 사용될 수 있다. 다른 두번째 코드는 도 5에 도시된 자기 간섭 소거 코드(SICC; Self Interference Cancellation Code)이다. 이는 HARQ 재송신의 STC 코딩과는 유사하지만, 실행하기에는 더 단순하고, 잘 알려진 일반적인 분류의 이산 푸리어 변환 행렬인 아다마르(Hadamard) 행렬을 기반으로 하고 있다.
2 X 2 안테나 네트워크이며, S = [S1S2]T를 2개의 안테나로부터 송신(501)되는 신호의 벡터(심볼 블록)로서 표시한다. 신호 R = HS + n(502)의 수신 후에, 또한, 디코딩을 실패한 후에, HARQ 처리가 개시되고, 재송신의 요청(503)가 송신기에 송신된다. 재송신(504)은 아래의 두번째 코드에 따라 코딩(350)된다.
Figure pct00022
여기서, 제 2 안테나로부터 송신되는 신호는 단순히 무효화된다.
수신기(320)에서, 수신되는 2개의 신호는 다음과 같다.
Figure pct00023
R(1,2)를 확장하면,
Figure pct00024
를 얻을 수 있다.
SICC의 결합(505)은 수신된 행렬 (R(1,2))에 2 X 2 아다마르 행렬을 곱하여, 다음을 얻게 된다.
Figure pct00025
따라서, 행렬 R(1,2)'의 신호 성분은 2개의 열을 포함하고, 제 1 열은 신호 S1에만 의존하고, 제 2 열은 신호 S2에만 의존한다. 행렬 R(1,2)'의 제 1 열에 벡터
Figure pct00026
를 곱하고, 행렬 R(1,2)'의 제 2 열에 벡터
Figure pct00027
를 곱함으로써, 신호를 결합한다. 이들은 다음으로 된다.
Figure pct00028
여기서,
Figure pct00029
이다.
따라서, SICC 결합은 자기 간섭이 제거된 신호를 생성하고, 따라서, 올바른 디코딩(506)의 가능성은 SM를 이용하는 종래의 HARQ에 비해 개선된다.
최초 HARQ 송신 S(2) 후에, 수신기가 신호 S1 및 S2'에 대한 디코딩시의 에러를 여전히 검출하면, 추가적인 재송신이 요청될 수 있다. S(j)를 제 j HARQ 송신으로서 표시하면, 수신기에서는 다음과 같이 된다.
Figure pct00030
SICC에 대한 동일한 결합 방식에 의해, 각각의 안테나에 도달하는 신호를 반복되는 아마다르 행렬을 이용하여 처리한다.
Figure pct00031
여기서, 윗첨자는 제 2 블록을 수신하는 것에 대한 실례이고,
Figure pct00032
여기서,
Figure pct00033
이다.
MIMO 네트워크에서의 대규모 안테나 구성에 대한 코딩
최초 송신에 대해 SICC와 STC 방식을 결합함으로써, 상당수의 안테나를 구비한 트랜시버에 대해 자기 간섭을 제거한 새로운 MIMO 코드를 얻을 수 있다. 이하에서는, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나에 대해 가정한다. 그러나, 송신 및 수신 안테나의 개수는 이하에 설명되는 행렬을 변경함에 따라 작아지거나 많아질 수 있음이 이해되어야 한다.
심볼의 블록에 대해 전체 신호를 처리하는 것보다는, 변조된 심볼 단위로 처리한다. 즉, 송신되는 신호 S = [S1 S2 S3 S4]T는, 상술한 각 안테나에 의해 송신되는 심볼의 블록을 나타내는 것보다는, 개별 심볼의 벡터를 나타낸다. 전치 연산자(transpose operator)는 T이다. 또한, 수신기는, 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나에 대해, 채널 행렬 H를 갖는다고 가정한다.
Figure pct00034
각 심볼의 송신시에, STC 코딩과 SICC 코딩을 이용하여 이하의 행렬을 얻게 된다.
Figure pct00035
여기서, 행렬 S의 각 열은 각 송신 간격에 송신되는 심볼을 나타내고, 아랫첨자는 안테나 세트를 인덱싱한다. 행렬 S의 처음 2개의 열의 구조는 안테나 1, 2에 의해 송신되는 심볼 S1 및 S2상의 "알라무티 타입(Alamouti type)" 코드인 것으로 볼 수 있고, 안테나 3, 4에 의해 송신되는 심볼 S3, S4상의 제 2 알라무티 타입 코드인 것으로 볼 수 있다. 다음 2개의 열은 알라무티 코드를 반복한다. 그러나, 상술한 SICC 코드에서와 같이, 안테나 3, 4 상의 심볼은 바로 무효화된다.
상술한 블록 단위가 아닌 개별 심볼 단위로 인코딩이 행해지면, 송신기는 행렬 S의 4개의 열을 하나의 스트림으로 송신한다. 즉, 송신기로부터의 피드백이 예상되기 전에, 4개의 열 모두가 순차적으로 송신된다. 근본적으로, 행렬 S는 HARQ 프로토콜 없이 사용되는 공간 시간 코드를 나타낸다.
또한, 수신기는, 벡터 S = [S1, S2, S3, S4]T의 검출 및 디코딩을 시도하기 전에, 4개의 열 모두가 수신될 때까지 대기하며, 여기서, T는 치환 연산자이다.
행렬 S의 4개의 열이 모두 송신된 후에, 수신된 신호는 다음과 같다.
Figure pct00036
여기서, 노이즈 n은 다음과 같다.
Figure pct00037
Figure pct00038
로 설정하면,
각 안테나로부터의 심볼의 결합은 각 심볼에 대해 다음과 같이 표현될 수 있다.
제 1 심볼 S1에 대해서
Figure pct00039
제 2 심볼 S2에 대해서
Figure pct00040
제 3 심볼 S3에 대해서
Figure pct00041
제 4 심볼 S4에 대해서
Figure pct00042
이다.
이러한 결합에 의해, 자기 간섭을 포함하지 않는 4개의 심볼을 생성하고, 따라서, 단순한 검출 방식을 적용하더라도, 송신된 심볼을 추정할 수 있다.
아다마르 코딩 및 알라무티 코딩, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용한 4 X 4 STC+SICC에 대해서,
Figure pct00043
다이버시티 오더 4+4+4+4 및 멀티플렉스 레이트 1을 이용하는, 2 x 2 STC 4 그룹화 경우의 SICC에 대해서
Figure pct00044
수신기에서, 수신되는 신호는 다음과 같다.
Figure pct00045
여기서,
Figure pct00046
이다.
이는 아래와 같이 디코딩된다.
Figure pct00047
S1에 대해서
Figure pct00048
S2에 대해서
Figure pct00049
S3에 대해서
Figure pct00050
S4에 대해서
Figure pct00051
S5에 대해서
Figure pct00052
S6에 대해서
Figure pct00053
S7에 대해서
Figure pct00054
S8에 대해서
Figure pct00055
이다.
본 발명의 사상과 범위 내에서 여러 다른 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 알아야 한다. 따라서, 첨부한 청구범위의 대상은 본 발명의 진정한 사상과 범위 내에서 이루어지는 이러한 모든 변경 및 수정을 커버한다.
101 : 변조된 심볼 102 : 디멀티플렉서
103 : 2개의 OFDM 체인 104 : IFFT
105 : RF 106 : 안테나
310 : 송신기 320 : 수신기
350 : 코더

Claims (11)

  1. 송신 안테나 세트를 구비한 송신기와 수신 안테나 세트를 구비한 수신기를 포함하는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 네트워크에서 심볼의 블록을 송신하는 방법에 있어서,
    상기 송신기에서, 제 1 코드를 이용하여 상기 심볼의 블록을 코딩하여 제 1 블록을 생성하는 단계와,
    상기 제 1 블록을 송신하는 단계와,
    상기 수신기에서, 상기 제 1 블록을 수신하는 단계와,
    수신 단계 후에, 상기 제 1 블록을 디코딩하는 단계
    를 포함하되,
    상기 디코딩이 부정확한 경우에는,
    상기 송신기에서, 상기 제 1 코드와, 그 다음 상기 제 1 코드와는 다른 제 2 코드를 이용하여, 상기 심볼의 블록을 코딩하여 제 2 블록을 생성하는 단계와,
    상기 제 2 블록을 송신하는 단계와,
    상기 수신기에서, 상기 제 2 블록을 수신하는 단계와,
    상기 제 1 블록과 상기 제 2 블록을 결합하여 상기 심볼의 블록을 복원하는 단계
    를 수행하는 MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 코드는 순방향 오류 정정(FEC ; Forward-Error Correcting) 코드이고, 상기 제 2 코드는 공간 시간 코드(STC ; Space-Time code)인 MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 코드는 순방향 오류 정정 코드이고, 상기 제 2 코드는 자기 간섭 소거 코드(SICC ; Self-Interference Cancellation Code)인 MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 단계와 상기 수신 단계는 공간 다중화(spatial multiplexing)를 이용하는 MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 블록(S)에 대한 상기 STC는
    Figure pct00056

    이며, 여기서, 아랫첨자는 송신 안테나를 나타내고, S는 열 순서로 송신되는 심볼을 나타내고, *는 켤례 복소수(complex conjugate)를 나타내는
    MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신기는 최대 우도 검출기(a maximum likelihood detector)를 포함하는 MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신기는 최소 평균 제곱 오류 및 제로 포싱(a minimum mean square error and zero forcing)을 이용하는 MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합은 자기 간섭을 제거하는 MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 결합은 이하의 수학식을 따라 얻어지며,
    S1에 대해서
    Figure pct00057

    S2에 대해서
    Figure pct00058

    이며,
    여기서, 요소 hi ,j는 제 j 송신 안테나로부터 제 i 수신 안테나로의 채널 계수이고, n는
    Figure pct00059

    로서 표현되는 부가적 화이트 가우시안 노이즈 벡터(an additive white Gaussian noise vector)인
    MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 SICC는 아다마르 행렬(Hadamard matrices)을 근거로 하는 MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수신되는 제 2 블록에 대한 상기 아다마르 행렬은
    Figure pct00060

    이고,
    여기서, 윗첨자는 상기 제 2 블록을 수신하는 실례(instance)를 나타내고,
    Figure pct00061

    이며, 여기서, 아랫첨자 i, j는 상기 수신 안테나와 상기 송신 안테나를 각각 나타내고, S는 상기 심볼을 나타내고, h는 채널 계수를 나타내고, 노이즈는
    Figure pct00062

    로서 표현되는
    MIMO 네트워크에서의 심볼 블록의 송신 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013154384A1 (ko) * 2012-04-12 2013-10-17 에스케이텔레콤 주식회사 송신장치 및 수신장치, 송신장치의 동작 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5550445B2 (ja) * 2010-02-03 2014-07-16 三菱電機株式会社 データ送信装置およびデータ受信装置ならびに無線通信システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060008021A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-12 Nokia Corporation Reduction of self-interference for a high symbol rate non-orthogonal matrix modulation
KR100975730B1 (ko) * 2005-03-29 2010-08-13 삼성전자주식회사 다중입출력시스템을 위한 랜덤 빔포밍 방법
KR101245403B1 (ko) * 2005-08-12 2013-03-25 뉴저지 인스티튜트 오브 테크놀로지 ＮｘＭ 안테나를 이용한 다중 입출력 시스템에서의 재전송 배열 방법 및 장치
CN1972174A (zh) * 2005-11-24 2007-05-30 松下电器产业株式会社 多天线通信系统中数据重传和检测方法
US8059609B2 (en) * 2006-03-20 2011-11-15 Qualcomm Incorporated Resource allocation to support single-user and multi-user MIMO transmission
KR101241895B1 (ko) * 2006-04-10 2013-03-11 엘지전자 주식회사 다수의 반송파를 이용한 반복 전송 방법
MY142202A (en) 2006-04-18 2010-10-29 Interdigital Tech Corp Method and apparatus for implementing h-arq in a mimo wireless communication system
NO324801B1 (no) 2006-05-04 2007-12-10 Axel Haugan Sammenleggbart sitteunderlag
US8995411B2 (en) * 2006-07-25 2015-03-31 Broadcom Corporation Method and system for content-aware mapping/error protection using different spatial streams
WO2008033423A2 (en) * 2006-09-13 2008-03-20 Marvell Semiconductor, Inc. Decoding method for alamouti scheme with harq and/or repetition coding
US8254492B2 (en) 2007-04-26 2012-08-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Transmit diversity in a wireless communication system
US8023524B2 (en) * 2007-10-09 2011-09-20 Nokia Corporation Cooperative relay system enabling simultaneous broadcast-unicast operation with efficient automatic repeat request functionality
US8179990B2 (en) * 2008-01-16 2012-05-15 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Coding for large antenna arrays in MIMO networks

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013154384A1 (ko) * 2012-04-12 2013-10-17 에스케이텔레콤 주식회사 송신장치 및 수신장치, 송신장치의 동작 방법
US10097310B2 (en) 2012-04-12 2018-10-09 Sk Telecom Co., Ltd. Device and method for transmitting/receiving a plurality of encoded data packets

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