KR20160104459A - 송신 안테나 상관관계를 이용한 송신 방법 - Google Patents

Abstract

송신 안테나마다 서로 다른 2진 정보를 실어서 보내는 공간변조 기법의 평균에러확률 성능을 개선하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘의 핵심은 송신 안테나 간의 상관관계에 따라 비트를 안테나에 할당한다.

Description

송신 안테나 상관관계를 이용한 송신 방법 {METHOD FOR TRANSMITTING USING CORRELATION OF TRANSMISSION ANTENNA}

본 발명은 송신 안테나 상관관계를 고려한 공간 변조 기법의 성능 향상을 위한 송신 알고리즘을 제안하며, 공간 변조 기법에서 평균 비트 에러 확률을 개선하는 것으로서, 더욱 상세하게는 안테나 상관관계를 송신측에서 알 때 평균 비트 에러 확률을 개선하기 위한 목적으로 비트를 안테나에 할당하는 방식에 관한 것이다.

다중안테나 송수신 기법으로 LTE 기반의 셀룰러 망의 주파수 효율이 크게 향상 되었다. 그러나 수십 개 이상의 송신 안테나를 사용하는 것을 고려하고 있고, 이 경우 필요한 RF chain이 크게 증가함에 따라 비용 및 구현 복잡도가 커진다. 이에 따라 최근 단일 RF chain을 사용하는 공간 변조 기술이 제안되었다.

공간 변조 기법에서는 log2M개의 비트를 M 개 중에서 하나의 안테나를 선택하여 전송하다. 이 때, 전송된 안테나를 추정하기 위한 최적의 검출 방법은 최대 우도 검출이다. 이 상황에서 안테나 간의 상관 관계가 있는 채널 환경에서는 평균 비트 에러 확률이 크게 증가하게 된다. 이 때, 상관 관계가 작은 안테나보다 상관 관계가 큰 안테나 사이에 오류가 발생할 확률이 높다.

본 발명은 송신 안테나의 상관관계를 알 때, 평균 비트 에러 확률을 개선하는 알고리즘을 제안한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상관 관계가 높은 안테나를 순차적으로 선택하여 해밍 거리가 작은 비트열에 할당하는 단계를 포함하는 송신 안테나 상관관계를 이용한 송신 방법을 제공한다.

해밍 거리가 작은 비트열을 상관 관계가 큰 안테나에 할당하면, 임의의 안테나에 할당하는 방식에 비해 평균 비트 에러 확률을 낮출 수 있다. 안테나간 상관 관계가 클수록 임의로 할당하는 방식에 비해 성능이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 채널의 상관 관계를 고려하여 비트열을 안테나에 할당하는 방식을 제안한다. 공간 변조 기법에서 해밍 거리가 작은 비트열을 상관 관계가 큰 안테나에 할당하는 방식이다.

최적의 안테나 할당 기법은 전수 조사로 찾을 수 있고, 그 때 할당할 수 있는 모든 경우의 수는 M!(송신안테나갯수)이다. 이 때, M이 클수록 복잡도가 매우 높아진다.

본 발명은 상관 관계가 높은 안테나를 순차적으로 선택하여 해밍 거리가 작은 비트열에 할당하는 저복잡도 알고리즘을 제안한다.

도 1은 본 발명에 따른 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서는 도1과 같이 하나의 송신기와 하나의 수신기로 구성된 다중안테나 시스템을 고려한다. 송신기는 M개의 안테나와 하나의 RF chain을 가지며, 수신기는 N개의 안테나를 가진다고 고려한다. 송신기는 수신기에게 공간 편이 기법으로 신호를 전송한다. 이 때, 수신기에서 받는 수신 신호는 [수학식 1]로 표현할 수 있다.

[수학식 1]에서 P는 평균 송신 전력,

는

을 만족하는 송신 심볼 벡터,

은 각 원소가 서로 독립인 CN(0,1) 분포를 따른다. 또한

는 채널 행렬로

로 표시되며, 여기서

은 각 원소가 서로 독립인 CN(0,1)의 분포를 따르는 레일리 페이딩 채널이며, R은 송신 상관 관계를 나타내는

행렬을 의미한다. 채널은 신호를 전송하는 시간 동안 변하지 않으며, 수신기는 채널을 정확히 알고 있다고 가정한다.

를 i번째 원소가 1이고 나머지 원소가 0인

벡터로 나타낸다.

수신기는 최대 우도 검출 방법을 통하여 수신 신호로부터 전송 신호를 추정한다. 수신기에서 추정한 추정 신호는 [수학식 2]로 표현할 수 있다.

도 1은 공간 변조 방식의 블록 다이어 그램 모델을 도시한 도면이다.

이하 언급된 송수신 상황에서 안테나간의 상관관계를 고려하여 비트열을 안테나에 할당하는 방식을 설명한다.

임의의 채널의 상관 관계에 대해서 평균 비트 에러 확률을 최소화하는 최적의 안테나 할당 기법은 전수 조사를 통해 찾을 수 있다. 즉, 모든 가능한 경우의 수는 M! 이다. 이 때, M이 클 경우 복잡도가 매우 높아지는 문제점이 발생한다.

본 발명에서는 상관 관계가 높은 안테나를 순차적으로 선택해 해밍 거리가 작은 비트열에 할당하는 저복잡도 알고리즘을 제안한다.

제안하는 알고리즘은 [수학식 3]과 같다.

는 k번째 단계에서 선택되는 안테나의 인덱스,

는

길이의 비트열로 정의되며, 비트열

는

에 할당된다.

를 k번째 단계까지 비트열이 할당되지 못한 안테나의 집합이라고 할 때,

는

중에서

번째 안테나와 상관 관계가 가장 큰 안테나를 선택하게 된다. 결과적으로, 상관 관계가 높은

번째 안테나와

번째 안테나에는 조건

에 의해 1비트 차이의 비트열이 할당된다.

Claims (1)

1. 상관 관계가 높은 안테나를 순차적으로 선택하여 해밍 거리가 작은 비트열에 할당하는 단계
   를 포함하는 송신 안테나 상관관계를 이용한 송신 방법.

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