KR20120084179A - 신호 공간 다이버시티 기법을 이용하는 미모-오에프디엠 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최대 다이버시티 이득을 획득할 수 있는 신호 공간 다이버시티 기법을 이용하는 MIMO-OFDM 시스템에 관한 것이다.

Description

신호 공간 다이버시티 기법을 이용하는 미모-오에프디엠 시스템{MIMO-OFDM SYSTEM USING SIGNAL SPACE DIVERSITY}

본 발명은 최대 다이버시티 이득을 획득할 수 있는 신호 공간 다이버시티 기법을 이용하는 MIMO-OFDM 시스템에 관한 것이다.

다중 안테나 시스템에서 최대 다이버시티 이득을 획득하기가 어려웠고 다중 안테나 채널 환경에서 간섭으로 인하여 수신 성능이 열화되는 현상이 발생하였다.

본 발명의 목적은 최대 다이버시티 이득을 획득할 수 있는 신호 공간 다이버시티 기법을 이용하는 MIMO-OFDM 시스템을 제공하는 것이다.

하기의 상세한 설명 및 도면에 의해 설명되는 수단을 제공한다.

본 발명에 따른 MIMO-OFDM 시스템은 신호 공간 다이버시티 기법을 이용하여 최대 다이버시티 이득을 획득할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.

본 발명에서는 신호공간다이버시티와 최소평균자승에러검출 기법이 적용된 직교부반송파방식 다중안테나 통신시스템에서 최대 다이버시티 이득을 얻을 수 없다는 단점을 보완하기 위해 새로운 송수신 시스템 모델을 제안하였다. 도 1과 같이 송신기에서 RC(rotated constellation) 및 제안하는 E-CI(enhanced coordinated interleaver)기법을 적용해 신호를 전송함으로써 페이딩 환경에서 강인함을 갖도록 설계하였으며, 수신단에서는 detection ordering기법 및 E-ML(enhanced maximum likelihood)검출기법을 제안하여 다이버시티 이득을 향상시켰다. 또한 수신단에서 SIC(successive interference cancellation)기법의 적용으로 MIMO(multiple-input multiple-output)채널 환경에서 간섭에 의한 수신성능 열화를 방지하였다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 수신단(receiver)의 전체적인 구성을 도시한 블록도이다.

도 2에 도시된 "ordering"이란 용어는 MIMO 시스템에서 하나의 수신 안테나에 들어오는 송신 심볼의 합이 있을 때 각 심볼이 통과한 채널정보를 이용하여 신뢰도의 순서를 정해 놓는 것을 의미한다.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 수신단(receiver)의 동작에 대해 설명하면 아래와 같다.

채널 Matrix H를 정의하고 이것의 역행렬 G를 정의한다.

는 G matrix의 i번째 행백터이다.

의 값이 작을수록 가장 높은 우선 순위를 가지게 된다. 이 시스템에서는 하나의 심볼에서 두 가지의 채널정보가 존재하기 때문에 수신단에서는 두 가지의 채널 Matrix를 가지게 되고 각 채널 matrix를 이용한 오더링을 하게 된다. 즉

값이 작을수록 높은 우선 순위를 가지게 된다.

우선순위를 정하여 높은 우선 순위에 해당하는 심볼을 E-ML을 통해 먼저 detection 한 후 이 값을 다시 E-CI를 통과시켜서 'Layered MIMO detection processing' 부분에 들어가게 되고 이 값을 수신 신호에서 제거한 후에 그 다음 우선 순위에 해당하는 심볼을 E-ML을 통해 검출하는 식으로 모든 심볼을 검출하는 과정을 SIC라고 하고 이렇게 순차적으로 E-ML을 사용하기 때문에 ’Layered ML detection'이라는 용어가 사용되었다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 E-CI의 동작을 도시한 도면으로서, 기존의 Interleaver는 임의로 각 심볼의 허수부 값을 바꾸지만 본 발명에서 제안하는 E-CI는 허수부 값을 바꾸는 짝이 지정되도록 inverleaving을 수행한다.

도 3을 참조하면, E-CI는 임의로 두 개의 서브캐리어를 선택하고, 각 서브캐리어에 해당하는 심볼의 허수부값을 바꿈으로써 페이딩환경에서 보다 강인한 정보의 전송을 가능하게 한다. E-CI는 심볼의 허수부 값들을 임의로 바꾸는 기존의 인터리빙 방식과는 달리 선택된 서브캐리어 쌍별로 심볼의 허수부 값을 바꾼다. 때문에 E-CI 기법의 적용으로 수신단에서 detection ordering시 채널상태정보를 이용할 수 있게 되어 성능이 향상되게 된다.

또한, 전술한 바와 같이 detection ordering은 E-CI에 의한 인터리빙효과를 고려하도록 설계되었으며, detection ordering 결과에 근거하여 E-ML기법이 적용된다. 이를 통해 채널상태정보의 크기정보를 보상함으로써 신호공간다이버시티 이득을 얻을 수 있게 된다.

E-CI로 인해 심볼의 실수부와 허수부가 통과하는 채널이 달라지기 때문에 이에 적합한 ML 검출 기법이 필요하다.

기존의 ML 검출 기법은 허수부와 실수부가 같은 채널일 때, 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.

여기서, Y는 수신신호, S_i는 성상도에 존재하는 모든 심볼을 각각 의미한다.

그리고, E-ML 검출 기법은 허수부와 실수부가 다른 채널일 때, 아래의 수학식 2와 같이 표현된다.

여기서, H₁은 심볼의 실수부가 통과한 채널, H_b은 심볼의 허수부가 통과한 채널을 각각 의미한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계한 송수신시스템의 성능을 검증하기 위해 전산모의실험의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 신호공간다이버시티 기법이 적용된 직교부반송파 다중안테나 시스템에서 비트에러성능이 향상됨을 확인할 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (1)

1. 발명의 상세한 설명에 의한 신호 공간 다이버시티 기법을 이용하는 미모-오에프디엠 시스템.

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