KR20120072046A - Apparatus for cancelling intercarrier interference coded in cooperative communication system - Google Patents

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KR20120072046A
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강군석
구본준
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한국전자통신연구원
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Abstract

PURPOSE: An interference elimination encoding apparatus in a cooperative communication system is provided to correct the phase of data by using values induced from frequency offset information instead of a frequency transition process of a transmitter. CONSTITUTION: Two or more antennas executes frequency upward conversion through an independent carrier generator. A time space encoding unit(110) receives frequency offset information of a signal transmitted from a receiver(200) through two or more antennas through a feedback channel. The time space encoding apparatus creates an offset symbol by correcting two or more signals by using the frequency offset information received from a transmission apparatus(100).

Description

협력 통신 시스템에서의 캐리어간 간섭 제거 부호화 장치{Apparatus for Cancelling Intercarrier Interference Coded in Cooperative Communication System}Apparatus for Canceling Intercarrier Interference Coded in Cooperative Communication System

본 발명은 협력 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 둘 이상의 안테나에서 주파수간 간섭을 제거하는 부호화 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooperative communication system, and more particularly, to an encoding device for removing inter-frequency interference in two or more antennas.

직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple: OFDM) 시스템은 주파수 선택적 페이딩 채널을 여러 개의 플랫(flat) 채널로 변환하여 신호를 전송한다. 이는 대역폭의 효율과 데이터 전송률을 증가시키며 여러 개로 나누어진 채널의 상태에 따라 유연한 변조와 분리되어 있는 데이터 자원의 다중화를 가능하게 한다. An Orthogonal Frequency Division Multiple (OFDM) system transmits a signal by converting a frequency selective fading channel into multiple flat channels. This increases bandwidth efficiency and data rate and enables flexible modulation and multiplexing of data resources separated by the state of the divided channels.

이러한 장점으로 인해 OFDM 시스템은 주파수 선택적 페이딩 채널뿐만 아니라, 주파수 비선택적 페이딩 채널에서도 다양한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 또한, 주파수 비선택적 페이딩 채널 환경을 갖는 협력적 OFDM 시스템에서 주파수 오프셋을 보정하기 위해 공간-시간 코드와 공간-주파수 코드를 사용하는 연구가 [Zheng Li and Xiang-Gen Xia, “An Alamouti coded OFDM transmission for cooperative systems robust to both timing errors and frequency offsets,” IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 7, no. 5, pp. 2613-320, May. 2008.] 와 [Huiming Wang and Xiang-Gen Xia, “Distributed space-frequency codes for cooperative communication systems with multiple carrier frequency offsets,” IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 8, no. 2, pp. 1045-055, Feb. 2009.]에서 진행되었다.
Due to these advantages, various researches have been actively conducted in the OFDM system as well as in the frequency selective fading channel. In addition, a study using space-time code and space-frequency code to correct frequency offset in a cooperative OFDM system with a frequency non-selective fading channel environment is described by Zheng Li and Xiang-Gen Xia, “An Alamouti coded OFDM transmission. for cooperative systems robust to both timing errors and frequency offsets, ”IEEE Trans. Wireless Commun., Vol. 7, no. 5, pp. 2613-320, May. 2008.] and [Huiming Wang and Xiang-Gen Xia, “Distributed space-frequency codes for cooperative communication systems with multiple carrier frequency offsets,” IEEE Trans. Wireless Commun., Vol. 8, no. 2, pp. 1045-055, Feb. 2009.].

본 발명은 다중 접속 시스템에서의 주파수의 캐리어간 간섭을 제거하는 부호화 장치를 제공한다.
The present invention provides an encoding apparatus for removing inter-carrier interference of frequencies in a multiple access system.

본 발명은 다중 안테나 시스템의 송신기로, 둘 이상의 안테나와, 수신기로부터 상기 둘 이상의 안테나를 통해 송신된 신호의 주파수 오프셋 정보를 피드백 채널을 통해 수신하고, 수신된 주파수 오프셋을 이용하여 둘 이상의 신호 중 하나 이상의 위상을 정정하여 오프셋 심볼을 생성하는 시공간 부호기를 포함한다.
The present invention is a transmitter of a multi-antenna system, and receives two or more antennas and frequency offset information of a signal transmitted from the receiver through the two or more antennas through a feedback channel, and uses one of the two or more signals using the received frequency offset. It includes a space-time encoder for correcting the above phase to generate an offset symbol.

본 발명은 수신기로부터 피드백 된 주파수 오프셋 정보를 이용하여 송신기에서의 주파수 천이 과정 대신 주파수 오프셋으로부터 유도한 값을 이용하여 데이터의 위상을 정정한다. 따라서, 수신기에서의 검출 복잡도에서 이득을 얻고 주파수 오프셋에 의한 간섭의 영향을 감소시킨다.
The present invention corrects the phase of data by using a value derived from the frequency offset instead of the frequency shifting process in the transmitter using the frequency offset information fed back from the receiver. Thus, the gain in the detection complexity at the receiver is reduced and the influence of interference by the frequency offset is reduced.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 OFDM 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시공간 블록 부호화 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 수신기 구성을 도시하고 있다. 1 is a diagram schematically illustrating an OFDM system structure according to a preferred embodiment of the present invention.
2 illustrates a receiver configuration in a mobile communication system using a space-time block coding scheme according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명을 설명하기에 앞서, 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들을 정의한다. 이 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Prior to describing the present invention, terms used throughout the specification are defined. These terms are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and are terms that can be sufficiently modified according to the intention, convention, etc. of the user or operator, and the definition of the terms is based on the contents throughout the specification of the present invention. Will have to be lowered.

본 발명은 주파수분할다중접속(FDMA: Frequency Division Multiple Access) 방식, 혹은 시분할다중접속(TDMA :Time Division Multiple Access) 방식, 혹은 부호분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 방식, 혹은 직교주파수분할다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용하는 통신시스템에 모두 적용 가능하나, 이하 설명은 OFDM 방식을 사용하는 통신시스템을 예를 들어 설명하기로 한다.The present invention provides a frequency division multiple access (FDMA) scheme, a time division multiple access (TDMA) scheme, a code division multiple access (CDMA) scheme, or an orthogonal frequency division scheme. Although it is applicable to all communication systems using an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) scheme, the following description will be given by taking a communication system using the OFDM scheme as an example.

도 1은 OFDM 이동 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating the structure of an OFDM mobile communication system.

도 1을 참조하면, OFDM 이동 통신 시스템은 송신기(100)와 수신기(200)로 구성된다. 송신기(100)는 송신기의 두 안테나가 지리적으로 떨어져 있으며, 독립적인 반송파 발생기(오실레이터)에 의해 주파수 상향을 수행하는 둘 이상의 송신 안테나이다. 송신기(100)는 다수의 안테나들, 일 예로 수신기(200)로 신호를 전송하기 위한 안테나 A(Tx. ANT A)와 안테나 B(Tx. ANT B)의 2개의 안테나들을 구비한다고 가정하기로 한다. 송신기(100)는 안테나가 지리적으로 떨어져 있으며, 독립적인 반송파 발생기(오실레이터)에 의해 주파수 상향을 수행하는 둘 이상의 송신 안테나로 구성되어 있다. 물론, 상기 송신기(100)가 수신기(200)로의 신호 전송을 위한 2개 이상의 안테나들을 구비할 수도 있으며, 다만 설명의 편의상 여기서는 송신기(100)가 2개의 안테나들을 구비한다고 가정하는 것이다. 그리고, 수신기(200)는 송신기(100)가 전송한 신호를 수신하기 위한 1개의 수신 안테나(Rx. ANT)를 구비한다고 가정하기로 하며, 상기 수신기(200) 역시 다수의 수신 안테나들을 구비할 수 있으나 설명의 편의상 1개의 수신 안테나를 구비한다고 가정하기로 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 수신기(200)는 송신기(100)의 두 개의 안테나를 통해 송신된 신호의 주파수 오프셋 정보를 획득하여 송신기(100)로 피드백 전송한다. 이를 위해 송신기(100)와 수신기(200) 사이에 피드백(feedback) 채널(300)이 형성된다. 또한, 수신기(200)는 획득된 주파수 오프셋 정보를 피드백 채널(300)을 통해 송신하기 위한 안테나(310)를 더 구비하고, 송신기(100)는 피드백 채널(300)을 통해 주파수 오프셋 정보를 수신하기 위한 안테나(320)을 더 구비한다. 이하 송신기(100)와 수신기(200)를 설명함에 있어 송신 다이버시티(transmit diversity) 동작 이외의 설명은 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 여기서는 그 상세한 설명을 설명하기로 한다.Referring to FIG. 1, an OFDM mobile communication system includes a transmitter 100 and a receiver 200. The transmitter 100 is two or more transmitting antennas in which two antennas of the transmitter are geographically separated, and frequency up is performed by an independent carrier generator (oscillator). It is assumed that the transmitter 100 has two antennas, for example, two antennas, an antenna A (Tx. ANT A) and an antenna B (Tx. ANT B) for transmitting a signal to the receiver 200. . The transmitter 100 is composed of two or more transmitting antennas whose antennas are geographically separated from each other and which perform frequency ups by an independent carrier generator (oscillator). Of course, the transmitter 100 may include two or more antennas for signal transmission to the receiver 200. However, for convenience of description, it is assumed here that the transmitter 100 includes two antennas. In addition, it is assumed that the receiver 200 includes one receiving antenna (Rx. ANT) for receiving a signal transmitted by the transmitter 100, and the receiver 200 may also include a plurality of receiving antennas. However, it will be assumed that one reception antenna is provided for convenience of description. In addition, according to an exemplary embodiment of the present invention, the receiver 200 obtains frequency offset information of a signal transmitted through two antennas of the transmitter 100 and transmits the feedback to the transmitter 100. To this end, a feedback channel 300 is formed between the transmitter 100 and the receiver 200. In addition, the receiver 200 further includes an antenna 310 for transmitting the obtained frequency offset information through the feedback channel 300, and the transmitter 100 receives the frequency offset information through the feedback channel 300. An antenna 320 is further provided. In the following description of the transmitter 100 and the receiver 200, descriptions other than the transmit diversity operation are not directly related to the present invention.

도 1을 참조하면, 송신할 데이터 심벌(data symbol)들이 입력되면 시공간 부호기(encoder)(110)는 상기 입력된 데이터 심벌들을 미리 설정되어 있는 송신 다이버시티 방식으로 인코딩하여 변조기1(120)을 통한 상기 안테나 A(Tx. ANT A)와 변조기2(130)를 통한 안테나 B(Tx.ANT B)로 각각으로 전송되도록 출력한다. 상기 입력되는 데이터 심벌들은 미리 설정된 변조 방식으로 변조된 데이터이다. 여기서, 상기 미리 설정된 변조 방식은 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), PSK(Phase Shift Keying) 등과 같은 변조방식들 중 어느 한 방식이 될 수 있다.Referring to FIG. 1, when data symbols to be transmitted are input, the space-time encoder 110 encodes the input data symbols by using a preset transmit diversity scheme and transmits the data symbols through modulator 1 120. The antenna A (Tx. ANT A) and the antenna B (Tx. ANT B) through the modulator 2 (130) are output to be transmitted to each. The input data symbols are data modulated by a preset modulation scheme. Here, the preset modulation scheme is one of modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), quadrature phase shift keying (QPSK), quadrature amplitude modulation (QAM), pulse amplitude modulation (PAM), phase shift keying (PSK), and the like. It can be either way.

시공간 부호기(110)는 입력된 2개의 심볼들을 distributed 시공간 부호화(STC: Space-Time Coding)방식으로 부호화된 신호를 지리적으로 떨어져 있는 각각의 변조기1(120)과 변조기2(130)를 통한 각각의 안테나들을 사용하여 송신함으로써 시간 영역(time domain)에서의 부호화 방식을 공간 영역(space domain)으로 확장하여 보다 낮은 에러율을 달성한다. 즉, 부호화기(110)는 입력되는 2개의 심볼들에 반전(negative)과 공액(conjugate)을 적용하여 2개의 심볼열들을 생성하고, 생성된 특정 심볼에서 위상 정보를 보정하고, 특정한 캐리어 할당 방식을 적용하여, 상기 2개의 심볼열들 2개의 시간 구간 동안 2개의 안테나들을 통해 송신한다. 여기서 각각의 안테나로 출력되는 심볼 시퀀스들, 즉 부호화 행렬의 열(column)들은 상호간에 직교성을 갖기 때문에 다이버시티 차수(diversity order)만큼의 다이버시티 이득(gain)을 획득할 수 있다.The space-time coder 110 uses the two symbols, respectively, through a modulator 1 (120) and a modulator (2) 130 that are geographically separated from each other by using a space-time coding (STC) method. By transmitting using antennas, the coding scheme in the time domain is extended to the space domain to achieve a lower error rate. That is, the encoder 110 generates two symbol strings by applying inverse and conjugate to two input symbols, corrects phase information in the generated specific symbol, and selects a specific carrier allocation scheme. In application, the two symbol strings are transmitted through two antennas during two time intervals. Here, since the symbol sequences output to each antenna, that is, columns of the coding matrix, have orthogonality to each other, diversity gains as much as diversity orders can be obtained.

전술한 바와 같은 시공간 부호화 방식은 병렬적으로 다중 알라모티 부호화한 심볼을 직교의 부반송파를 이용하여 전송하고, 이는 OFDM 시스템에서 알라모티 부호화 방식에 기반을 두고 있다. As described above, the spatiotemporal coding scheme transmits a multi-Alamoti-coded symbol in parallel using an orthogonal subcarrier, which is based on the Alamotti coding scheme in an OFDM system.

OFDM 시스템에서 기존의 알라모티 부호화 방식을 하기의 <표 1>을 통해 살펴보기로 한다. The conventional Alamothi coding scheme in an OFDM system will be described with reference to Table 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 <표 1>에서 N은 부반송파의 개수이고,

Figure pat00002
과
Figure pat00003
는 알라모티 부호화된 k번째 데이터 심볼 쌍으로 정의된다. <표 1>에서와 같이 기존의 알라모티 부호화 방식은 첫 번째 OFDM 심볼 구간 동안 안테나 A와 안테나 B에서 각각
Figure pat00004
과
Figure pat00005
를 전송하고, 두 번째 OFDM 심볼 구간에서 안테나 A와 안테나 B에서 각각
Figure pat00006
와 를 전송한다. 그런데, 기존 시공간 부호화 방식에서는 주파수 오프셋이 발생할 경우, 반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference: ICI)이 발생하게 된다는 문제점이 있다. In Table 1, N is the number of subcarriers,
Figure pat00002
and
Figure pat00003
Is defined as the Alamothi coded kth data symbol pair. As shown in Table 1, the conventional Alamoti coding scheme is performed on the antennas A and B respectively during the first OFDM symbol interval.
Figure pat00004
and
Figure pat00005
And transmit each at antenna A and antenna B in the second OFDM symbol interval.
Figure pat00006
Wow Send it. However, in the conventional space-time coding scheme, when a frequency offset occurs, inter-carrier interference (ICI) occurs.

이러한 반송파간 간섭을 발생을 극복하기 위해 본 발명에서는 수신기(200)가 주파수 오프셋을 획득하여 송신기(100)로 전송하고, 송신기(100)에서 수신한 주파수 오프셋을 이용하여 시공간 부호기(110)에서 변조기2(130)로 입력되는 신호의 위상을 조절한다. In order to overcome the occurrence of such inter-carrier interference, in the present invention, the receiver 200 obtains a frequency offset and transmits it to the transmitter 100, and uses a frequency offset received by the transmitter 100 to modulate the space-time encoder 110. 2 adjusts the phase of the signal input to 130.

도 1을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 수신기(200)는 채널 추정기(210), 검출부(220) 및 주파수 오프셋 피드백부(230)를 포함하는 구성을 갖는다. 여기서, 주파수 오프셋 피드백부(230)는 피드백 채널(300)을 통해 획득된 송신단 안테나 둘 중 한 개의 안테나의 주파수 오프셋

Figure pat00008
을 안테나(310)을 통해 송신기(100)로 전송한다. 그러면, 송신기(100)의 수신 안테나(320)을 통해 수신된 주파수 오프셋
Figure pat00009
에 대한 정보가 시공간 부호기(110)에 입력된다. 여기서, 안테나 A에서 신호를 전송하기 위해 사용되는 반송파 주파수는
Figure pat00010
로 표시하며, 안테나 B에서 사용된 반송파 주파수는
Figure pat00011
로 표기한다. OFDM 심볼 간격인
Figure pat00012
는 충분히 넓은 시간을 갖고, 심볼 타이밍열은 두 개의 안테나 A, B로부터 전송된 심볼 사이의 타이밍 오프셋을 무시할 수 있을 만큼 오프셋을 보정한다고 가정한다. Referring to FIG. 1, the receiver 200 includes a channel estimator 210, a detector 220, and a frequency offset feedback unit 230 according to a preferred embodiment of the present invention. Here, the frequency offset feedback unit 230 is a frequency offset of one of the two antennas of the transmitting antenna obtained through the feedback channel 300
Figure pat00008
Is transmitted to the transmitter 100 through the antenna 310. Then, the frequency offset received through the receive antenna 320 of the transmitter 100
Figure pat00009
Information about is input to the space-time encoder 110. Here, the carrier frequency used to transmit a signal in antenna A is
Figure pat00010
Where the carrier frequency used by antenna B is
Figure pat00011
It is written as. OFDM symbol interval
Figure pat00012
Has a sufficiently wide time, and assumes that the symbol timing sequence corrects the offset so that the timing offset between the symbols transmitted from the two antennas A and B can be ignored.

그러면, 시공간 부호기(110)는 입력된 주파수 오프셋을 반영하여 안테나 A와 안테나 B로 전송되는 각각의 신호를 하기의 <표 2>와 같이 심볼을 부호화한다. Then, the space-time encoder 110 encodes a symbol as shown in Table 2 below to reflect each input signal to the antenna A and the antenna B by reflecting the input frequency offset.

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 <표 2>를 참조하면, 두 개의 연속된 OFDM 심볼에서 시공간 부호화 방식을 적용한 주파수/안테나 심볼 맵핑을 나타낸다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 첫 번째 OFDM 심볼에서 안테나 A와 안테나 B는 k번째 부반송파에서 각각

Figure pat00014
와
Figure pat00015
을 전송한다. 여기서
Figure pat00016
이다. 두 번째 OFDM 심볼에서는 전송 심볼의 주파수를 기존 알라모티 방식과 반대로 할당한다. 즉, 안테나 A와 안테나 B에서 각각
Figure pat00017
와
Figure pat00018
를 전송할 때 k번째 부반송파 대신 (N+1-k)번째 부반송파에 할당한다. 이와 상응하여 안테나 A와 안테나 B에서 전송하는 두 번째 OFDM 심볼의 k번째 부반송파에서는 각각
Figure pat00019
와
Figure pat00020
를 전송한다.Referring to Table 2, the frequency / antenna symbol mapping using the space-time coding scheme in two consecutive OFDM symbols is shown. According to a preferred embodiment of the present invention, antenna A and antenna B in the first OFDM symbol are respectively in the k th subcarrier
Figure pat00014
Wow
Figure pat00015
Send it. here
Figure pat00016
to be. In the second OFDM symbol, the frequency of the transmission symbol is allocated as opposed to the conventional Alamoti scheme. That is, at antenna A and antenna B, respectively
Figure pat00017
Wow
Figure pat00018
To be assigned to the k-th subcarrier instead of (N + 1-k) th subcarrier when transmitting. Correspondingly, for the kth subcarrier of the second OFDM symbol transmitted by antenna A and antenna B, respectively,
Figure pat00019
Wow
Figure pat00020
Send it.

한편, 주파수 오프셋

Figure pat00021
의 피드백을 이용하여 전술한 방법 외에 보다 더 간단하고 직접적으로 주파수 오프셋을 보상할 수 있는 방법이 있을 수 있다. 일 예로 송신기에서 획득된 주파수 오프셋을 이용하여 반송파 주파수를 적절히 천이함으로써 제거할 수 있다. 그러나, 송신기에서 주파수 천이를 수행하게 위해 RF 전송 필터의 밴드 끝부분에 여분이 필요하다. 발생되는 주파수 오프셋이 클 경우에 대비하여 RF 전송 필터의 밴드 끝부분에 주파수 여분을 많이 할당하게 되면, 송신되는 OFDM 신호의 스펙트럼 성형이 효율적이지 않다. 반면, 주파수 여분을 작게 할당하게 되면 스펙트럼 성형이 촘촘해질 경우, 주파수 천이 시 신호의 스펙트럼이 잘리게 된다.Meanwhile, frequency offset
Figure pat00021
There may be a simpler and more direct method of compensating for the frequency offset in addition to the above-described method by using the feedback of. For example, it may be removed by appropriately shifting the carrier frequency using the frequency offset obtained from the transmitter. However, extra is needed at the band end of the RF transmission filter in order to perform the frequency shift at the transmitter. If a large frequency offset is allocated to the band end of the RF transmission filter in case the generated frequency offset is large, spectral shaping of the transmitted OFDM signal is not efficient. On the other hand, if the frequency redundancy is assigned a small amount of spectral shaping, the spectrum of the signal is cut off when the frequency transition.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 송신기가 주파수를 천이하지 않고, 각각의 안테나에서 전송될 두 심볼 중 하나의 알라모티 심볼에 주파수 오프셋으로부터 유도한 값을 이용하여 위상을 정정한다. 따라서, 본 발명에 따른 부호화 방법은 주파수 천이로 인한 문제가 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 측면에서도 주파수 천이 과정을 통한 주파수 오프셋 보정보다 간단해질 뿐만 아니라, 성능에서도 정확도가 향상된다.Therefore, in the preferred embodiment of the present invention, the transmitter does not shift the frequency and corrects the phase by using a value derived from the frequency offset in one Alamoti symbol of two symbols to be transmitted in each antenna. Therefore, the encoding method according to the present invention does not cause a problem due to frequency shift. In addition, the preferred aspect of the present invention is not only simpler than frequency offset correction through a frequency shifting process, but also improves accuracy in performance.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시공간 블록 부호화 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 수신기 구성을 도시하고 있다. 2 illustrates a receiver configuration in a mobile communication system using a space-time block coding scheme according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 수신기(200)는 안테나를 통해 수신된 신호로부터 채널을 추정하는 채널 추정기(210)와, 검출부(220) 및 주파수 오프셋 피드백부(230)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 주파수 오프셋 피드백부(230)는 수신되는 신호에서 주파수 오프셋

Figure pat00022
을 검출하여 송신기(100)의 수신 안테나(320)로 전송한다.Referring to FIG. 2, the receiver 200 includes a channel estimator 210 estimating a channel from a signal received through an antenna, a detector 220, and a frequency offset feedback unit 230. According to a preferred embodiment of the present invention, the frequency offset feedback unit 230 is a frequency offset in the received signal
Figure pat00022
Is detected and transmitted to the receiving antenna 320 of the transmitter 100.

채널 추정기는 하향 변환기(211), 주파수 천이부(212)과, 이산 푸리에 변환기(Discrete Fourier Transform: DFT)(213, 214), 다이버시티 결합부(Diversity combining(215)를 포함한다. 수신기(200)는 전술한 바와 같은 송신기(110)가 안테나 A, B를 통해 송신한 신호를 수신함에 있어 DFT 출력과 다이버시티 결합(Diversity combining) 기능에 특징이 있다.The channel estimator includes a down converter 211, a frequency shifter 212, discrete Fourier transforms (DFTs) 213 and 214, and a diversity combining unit 215. Receiver 200 ) Is characterized by a DFT output and a diversity combining function when the transmitter 110 receives the signals transmitted through the antennas A and B.

우선 DFT(213, 214) 출력에 대해 살펴보기로 한다.First, the output of the DFTs 213 and 214 will be described.

바람직한 실시 예에 따라, 수신기는

Figure pat00023
와
Figure pat00024
를 추정하였다는 가정하에 두 번의 DFT(213, 214)를 수행한다. 첫 번째 DFT는
Figure pat00025
로 동기화된 로컬 반송파로 수행되며, 두 번째는
Figure pat00026
로 동기화된 반송파로 DFT를 수행한다.
Figure pat00027
을 두 개의 안테나 사이에서 발생한 정규화된 주파수 오프셋이라 정의하면,
Figure pat00028
가 된다. 여기서,
Figure pat00029
는 부반송파 간격이다. According to a preferred embodiment, the receiver is
Figure pat00023
Wow
Figure pat00024
Performing two DFTs 213 and 214 under the assumption that is estimated. The first DFT is
Figure pat00025
With local carriers synchronized to
Figure pat00026
The DFT is performed with the carriers synchronized with the RN.
Figure pat00027
If is defined as the normalized frequency offset between two antennas,
Figure pat00028
Becomes here,
Figure pat00029
Is the subcarrier spacing.

만약 수신기에서

Figure pat00030
로 반송파 주파수를 동기화하였다면, 두 개의 연속되는 알라모티 부호화된 심볼 구간에서의 부반송파 k에서 DFT의 출력은 하기의 <수학식 1> 및 <수학식 2>와 같다.If at the receiver
Figure pat00030
If the carrier frequency is synchronized, the output of the DFT in subcarrier k in two consecutive Alamothi coded symbol intervals is expressed by Equations 1 and 2 below.

Figure pat00031
Figure pat00031

Figure pat00032
Figure pat00032

여기서,

Figure pat00033
와
Figure pat00034
는 각각 안테나 A와 안테나 B로부터 발생한 위상 오프셋을 포함한 페이딩 계수이다. 주파수 차 Q(x)로 인해 발생하는 ICI 계수는 하기의 <수학식 3>과 같다.here,
Figure pat00033
Wow
Figure pat00034
Are the fading coefficients including the phase offsets generated from antenna A and antenna B, respectively. The ICI coefficient generated due to the frequency difference Q (x) is expressed by Equation 3 below.

Figure pat00035
Figure pat00035

여기서, Q(x)는 주파수 차 x에 대하여 Hermitian symmetry한 특성을 만족하며, 하기의 <수학식 4>와 같이 표현될 수 있다. Here, Q (x) satisfies the characteristics of Hermitian symmetry with respect to the frequency difference x , and may be expressed as Equation 4 below.

Figure pat00036
Figure pat00036

안테나 B로부터 전송된 두 번째 OFDM 심볼에서

Figure pat00037
로 인해 위상의 회전이 존재하며, 이는 OFDM 심볼 구간
Figure pat00038
동안 주파수 오프셋이
Figure pat00039
존재함을 의미한다. 따라서, 주파수 오프셋은 정적이지 않은 채널 특성을 야기하며, 두 번째 OFDM 심볼의 채널 페이딩 계수는
Figure pat00040
에서
Figure pat00041
로 변경되는 것을 의미한다. In the second OFDM symbol transmitted from antenna B
Figure pat00037
Phase rotation exists due to the OFDM symbol interval.
Figure pat00038
While frequency offset
Figure pat00039
It exists. Thus, the frequency offset results in non-static channel characteristics, and the channel fading coefficient of the second OFDM symbol is
Figure pat00040
in
Figure pat00041
Means to be changed.

이와 유사하게 수신단에서

Figure pat00042
로 동기화된다면, DFT 후 출력값은 하기의 <수학식 5> 및 <수학식 6>과 같이 표현될 수 있다.Similarly, at the receiving end
Figure pat00042
If synchronized to, the output value after the DFT can be expressed as Equation 5 and Equation 6 below.

Figure pat00043
Figure pat00043

Figure pat00044
Figure pat00044

다음으로 다이버시티 결합부(215)에서 심볼

Figure pat00045
와
Figure pat00046
에 대해 각각 선형 결합한다. 송신기(100)에서 전송한 신호를 수신기(200)에서 검출하기 위한 식은 하기의 <수학식 7> 및 <수학식 8>와 같다.Next, in the diversity combiner 215, a symbol
Figure pat00045
Wow
Figure pat00046
For each linear combination. Equations for detecting the signal transmitted from the transmitter 100 in the receiver 200 are as shown in Equations 7 and 8 below.

Figure pat00047
Figure pat00047

Figure pat00048
Figure pat00048

Figure pat00049
를
Figure pat00050
로 표현할 수 있다.
Figure pat00049
To
Figure pat00050
.

상기 <수학식 9>에서 n=N+1-n 로 치환하면 하기의 <수학식 10>과 같이 표현될 수 있다.In Equation 9, n = N + 1-n Substituted by Equation 10 may be expressed as Equation 10 below.

Figure pat00052
Figure pat00052

상기 <수학식 1>과 <수학식 10>을 <수학식 7>에 대입하면 하기의 <수학식 11>이 산출된다. Substituting Equation 1 and Equation 10 into Equation 7 yields Equation 11 below.

Figure pat00053
Figure pat00053

상기 <수학식 4>의 Hermitian symmetry한 성질에 의해

Figure pat00054
이므로 <수학식 11>에서 하기의 <수학식 12>가 유도될 수 있다.By Hermitian symmetry of Equation 4
Figure pat00054
Therefore, Equation 12 below may be derived from Equation 11.

Figure pat00055
Figure pat00055

Figure pat00056
에 대한 검출 과정도
Figure pat00057
의 검출 과정과 유사한 방식으로 진행된다.
Figure pat00056
Detection process diagram for
Figure pat00057
Proceeds in a similar manner to the detection process.

<수학식 2>를 <수학식 8>에 대입하기 위해

Figure pat00058
는 하기의 <수학식 13>과 같이 변환한다.To substitute <Equation 2> into <Equation 8>
Figure pat00058
Is converted into Equation 13 below.

Figure pat00059
Figure pat00059

상기 <수학식 13>의 n'=N+1-n로 치환하면 하기의 <수학식 14>가 산출된다. Substituting n '= N + 1-n in Equation 13 yields Equation 14 below.

Figure pat00060
Figure pat00060

상기 <수학식 8>에 <수학식 5>와 <수학식 14>를 대입하면 하기의 <수학식 15>가 산출된다.Substituting Equation 5 and Equation 14 into Equation 8 yields Equation 15 below.

Figure pat00061
Figure pat00061

상기 <수학식 15>에 상기 <수학식 4>의 성질을 대입하면 하기의 <수학식 16>이 산출된다. Substituting the properties of Equation 4 into Equation 15 yields Equation 16 below.

Figure pat00062
Figure pat00062

따라서, 전술한 검출 과정을 통해 획득된 값은 하기의 <수학식 17>과 같이 표현될 수 있다.Therefore, the value obtained through the above-described detection process may be expressed as Equation 17 below.

Figure pat00063
Figure pat00063

<수학식 17>은 본 발명에서 방법의 유도 과정을 통해 주파수 오프셋의 크기에 대한 제한없이 주파수 오프셋 없는 이상적인 알라모티 코드의 성능을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. Equation 17 shows that the performance of the ideal Alamoti code without frequency offset can be obtained through the derivation of the method in the present invention without limiting the magnitude of the frequency offset.

Claims (1)

다중 안테나 시스템의 송신기에 있어서,
지리적으로 떨어져 있으며, 독립적인 반송파 발생기에 의해 주파수 상향을 수행하는 둘 이상의 안테나와,
상기 둘 이상의 안테나를 통해 수신기로부터 송신된 신호의 주파수 오프셋 정보를 피드백 채널을 통해 수신하고, 송신기에서 수신된 주파수 오프셋을 이용하여 둘 이상의 신호 중 하나 이상의 위상을 정정하여 오프셋 심볼을 생성하는 시공간 부호기를 포함함을 특징으로 하는 부호화 장치.
In the transmitter of a multi-antenna system,
Two or more antennas that are geographically separated and that perform frequency upswing by an independent carrier generator,
A space-time encoder for receiving frequency offset information of a signal transmitted from a receiver through the at least two antennas through a feedback channel and correcting a phase of at least one of the at least two signals using the frequency offset received at the transmitter to generate an offset symbol. Encoding apparatus comprising a.
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