KR20180026381A - 통신 시스템용 시공간 코딩 - Google Patents

Abstract

통신 시스템에서 전송 채널을 통해 전송될 독립적인 심볼들의 세트를 포함하는 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 생성하는 방법이 제공되며, 상기 시공간 블록 코드는 선형 분산 표시에서의 선형 분산 행렬의 세트로 표현되며, 각각의 선형 분산 행렬은 복소수 값을 갖는 성분을 포함하고, 상기 방법은 상기 선형 분산 행렬의 선택된 쌍의 세트와 관련된 성분-별 조건에 따라 상기 선형 분산 행렬 중 적어도 일부를 생성하는 단계를 포함하며, 각각의 쌍은 제1 선형 분산 행렬 및 제2 선형 분산 행렬을 포함하고, 상기 성분-별 조건은 제1 선형 분산 행렬의 성분들과 제2 선형 분산 행렬의 성분들 간의 성분-별 조건을 포함한다.

Description

통신 시스템용 시공간 코딩

본 발명은 일반적으로 디지털 통신에 관한 것으로, 특히, 선형 시공간 블록 코드(STBC: Space-Time Block Codes)를 생성하는 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

디지털 기술의 발전과 새로운 멀티미디어 어플리케이션의 등장으로 단일 또는 다중 안테나를 사용하는 단일 또는 다중 송신기/수신기를 수용하는 셀룰러 및 무선 애드 혹 네트워크와 같은 다른 무선통신 시스템이 개발되었다.

무선통신 시스템에서, 물리 채널을 통한 디지털 스트림의 송신은 다중경로 반사 및 전파 페이딩과 같은 바람직하지 않은 채널 효과에 의해 방해되어 신호 왜곡을 야기할 수 있다. 시스템 성능을 향상시키면서 그러한 페이딩 효과를 처리하기 위해 종래에는 다이버시티 방식이 사용된다. 특히, 송신 다이버시티는 수신국이 송신국에 의해 송신된 데이터를 수신할 가능성을 증가시킨다.

무선통신 시스템은 다이버시티 이득을 최대화하여 전송 신뢰도를 높이기 위해 시공간 코딩(STC: Space Time Coding) 방식과 같은 다양한 방식을 사용하여 다양성을 구현할 수 있다. 수신 다이버시티만을 제공하는 코딩되지 않은 방식들(즉, STC 없이)과 달리, STC를 사용하는 코딩 방식들에 대해, 시간 차원에 의해 초래된 송신 다이버시티가 추가로 제공된다. 시공간 부호화 방식은 페이딩 채널 환경에서 다중 송신 안테나를 사용하여 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

공지된 시공간 코딩 방식은 시공간 블록 코드(STBC) 방식을 포함한다. 시공간 블록 코딩은 잡음이 많은 채널을 통한 데이터 전송의 신뢰성을 향상시키기 위해 동일한 데이터의 여러 복사본을 다중 안테나를 통해 전송하는 것으로 구성된다.

시공간 블록 코드(STBC)를 사용하는 종래의 송신기는 심볼들의 블록을 생성하기 위한 직렬-병렬 변환기를 포함하고 생성된 심볼 블록을 인코더에 제공한다. 인코더는 심볼과의 다수의 조합을 생성하고, nt개의 송신 안테나를 통해 조합을 전달한다.

인코더로부터 출력된 심볼들은 시간 코드 길이를 나타내는 T를 갖는 nt * T 인코딩 행렬에 의해 표현될 수 있다. 인코딩 행렬의 각 행의 심볼은 각각의 시간주기마다 송신되고, 각 열의 심볼은 각 안테나를 통해 송신된다.

인코딩 행렬의 열들은 디코딩을 용이하게 하고 최대 다이버시티 이득을 제공하기 위해 서로 직교하는 것이 바람직하다.

디코더의 선택은 디코딩 후에 얻어진 다이버시티 차수에 영향을 미친다. 또한, 실제 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템에서, 수신기에서의 최대 우도(ML) 디코딩의 복잡성이 주요 관심사이다. 실제로, 시공간 코드가 행렬에 의해 표현되기 때문에, 코드북의 크기는 상당히 커질 수 있고 최대 우도(ML) 디코딩은 상당히 복잡할 수 있다.

지난 수년 동안 널리 알려진 구형 디코더(SD: Sphere Decoder)를 사용하여 낮은 복잡도의 ML 디코딩을 제공하는 선형 STBC의 구성이 광범위하게 연구되었다. 첫 번째 고려된 접근법은 선형 코드를 정의하는 가중치 행렬 간의 상호 직교성에 대한 Hurwitz-Radon(HR) 이론에 기반한다. 이러한 직교 설계를 사용하는 STBC 코드의 예는 알라모우티 STBC(A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 16, pp. 1451-1458(October 1998)에서의 Alamouti)를 포함한다. 이러한 직교 코드들은 완전한 다이버시티를 달성하고 수신기에서 고속 ML 디코딩을 갖는다. 그러나 4개 초과의 송신 안테나에 대해 1보다 높은 비율로 직교 설계를 구성하는 것은 어렵다. 이 문제를 극복하기 위해, 직교성이 완화되어 심볼 레이트를 향상시키는 준 직교 설계(quasi-orthogonal design)의 STBC가 제안되었다. 따라서, 심볼 레이트를 향상시키기 위해 디코딩 복잡성이 증가된다. 그러나, 이들 코드는 완전한 다이버시티를 달성하지 못하고 높은 SNR에서는 나쁜 성능을 겪게 된다.

따라서, 원하는 다이버시티 차수 및/또는 원하는 코딩률을 충족시키는 STBC를 생성하는 방법 및 시스템이 필요하고, 복잡성은 감소된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 통신 시스템에서 전송 채널을 통해 전송할 한 세트의 독립 심볼을 포함하는 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 생성하는 방법에 있어서, 시공간 블록 코드는 선형 분산 표시에서 한 세트의 선형 분산 행렬로 표현되며, 각각의 선형 분산 행렬은 복소수 값을 갖는 성분을 포함한다. 상기 방법은 제1 선형 분산 행렬 및 제2 선형 분산 행렬을 포함하는 선형 분산 행렬의 선택된 쌍의 세트와 관련된 성분-별 조건에 따라 선형 분산 행렬의 적어도 일부를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 성분-별 조건은 상기 제1 선형 분산 행렬의 성분들과 상기 제2 선형 분산 행렬의 컴포넌트들 간의 성분-별 조건을 포함한다.

일 실시예에서, 성분-별 조건은 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 제1 선형 분산 행렬의 성분과 제2 선형 분산 행렬의 성분의 공액 복소수(complex conjugate) 사이의 곱의 실수 차원(real dimension) 중 적어도 하나에 의존할 수 있으며, 상기 성분-별 조건은 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 상기 곱의 적어도 하나의 실수 차원이 널(null)인 경우 충족된다.

각각의 선형 분산 행렬은 행렬 요소로 표현될 수 있으며, 성분-별 조건은, 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 제1 선형 분산 행렬을 나타내는 성분과 상기 제2 선형 분산 행렬을 나타내는 행렬 요소의 공액 복소수 사이의 곱의 실수 차원 중 적어도 하나에 의존할 수 있으며, 상기 성분-별 조건은 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 상기 곱의 적어도 하나의 실수 차원이 널인 경우 충족된다.

선형 분산 행렬은 주어진 대수에 기초하여 행렬 표현으로 표현될 수 있는데, 행렬 표현은 코드를 구성하는 데 사용된 숫자 필드(number field)의 정수 기초의 원소에 상응한다.

전송 채널은 등가 채널 행렬에 의해 표현되며, 등가 채널 행렬과 관련된 위치 인덱스들의 쌍들의 세트를 식별하는 적어도 하나의 제약에 응답하여 시공간 블록 코드를 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 위치 인덱스들의 각 쌍에 대해, 시공간 블록 코드를 생성하는 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:

a. 각 쌍의 2개의 선형 분산 행렬의 인덱스가 한 쌍의 위치 인덱스의 위치 인덱스에 대응하도록 한 쌍의 선형 분산 행렬을 선택하는 단계,

b. 선택된 쌍의 선형 분산 행렬의 성분이 성분-별 조건을 충족시키도록 선택된 쌍의 선형 분산 행렬들의 성분들을 결정하는 단계.

제약은 등가 채널 행렬의 열 벡터의 직교 쌍의 한 세트에 관련된 직교성 제약(orthogonality constraint)을 포함할 수 있고, 위치 인덱스들의 각 쌍은 등가 채널 행렬의 열 벡터의 쌍 중 하나의 열 벡터의 2개의 열 인덱스에 대응한다.

상기 제약은 등가 채널의 열 벡터들의 최소 개수의 직교 쌍(orthogonal pair)에 관련된 직교성 제약을 포함할 수 있으며, 상기 방법은 등가 채널 행렬의 열 벡터들의 쌍의 수를 선택하는 단계를 포함하며, 상기 위치 인덱스의 각 쌍은 등가 채널 행렬의 선택된 쌍의 열 벡터 중 하나의 열 벡터의 2개의 열 인덱스에 대응한다.

대안적으로, 제약은 등가 채널 행렬의 QR 분해로부터 얻어진 상부 삼각 행렬 R의 적어도 하나의 타겟 제로-값 위치와 관련된 직교성 제약을 포함할 수 있으며, 각각의 타겟 제로-값 위치는 행 인덱스 및 열 인덱스를 포함하고, 각각의 위치 인덱스 쌍은 타겟 제로-값 위치 중 하나의 인덱스 쌍에 대응한다.

상기 제약은 등가 채널 행렬의 QR 분해로부터 얻어진 상부 삼각 행렬 R의 최소수의 타겟 제로-값 위치들과 관련된 직교성 제약을 포함할 수 있으며, 상기 방법은 적어도 최소수와 등가인 타겟 제로-값 위치들의 개수를 선택하는 단계를 포함하고, 각각의 타겟 제로-값 위치는 행 인덱스 및 열 인덱스를 포함하는 한 쌍의 인덱스에 의해 정의되고, 위치 인덱스의 각 쌍은 타겟 제로-값 위치 중 하나의 인덱스 쌍에 대응한다.

다른 실시예에 따르면, 상기 방법은 이전에 상기 선형 분산 행렬의 세트의 하나의 파티션을 적어도 2개의 분리된 그룹으로 초기화하는 단계를 포함하고, 상기 선형 분산 행렬의 적어도 일부를 생성하는 단계는 이전에 생성된 파티션을 기반으로 하는 주어진 파티션의 선형 분산 행렬들을 반복적으로 생성하는 단계를 포함한다.

파티션은 사전 정의된 코드 클래스에 따라 달라질 수 있다.

코드 클래스는 다중 그룹 디코딩 가능 코드 클래스, 고속 디코딩 가능 코드 클래스, 고속-그룹 디코딩 가능 코드 클래스, 블록 직교 코드 클래스 중 하나일 수 있다.

상기 방법은 파티션들에 의해 그룹화된 선형 분산 행렬들의 세트를 포함하는 초기 시공간 블록 코드를 이전에 수신하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 파티션들을 초기화하는 단계는 상기 초기 시공간 블록 코드의 파티션들로부터 상기 파티션들을 정의하는 단계를 포함한다.

또한, 통신 시스템에서 전송 채널을 통해 전송될 독립적인 심볼들의 세트를 포함하는 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)가 제공되며, 상기 시공간 블록 코드는 선형 분산 행렬의 세트에 의해 선형 분산 형태로 표시되며, 각 선형 분산 행렬은 복소값을 가지는 성분을 포함하며, 상기 선형 분산 행렬은 성분-별 조건을 충족시키는 적어도 한 쌍의 선형 분산 행렬을 포함하고, 각 쌍은 제1 선형 분산 행렬 및 제2 선형 분산을 포함하며, 성분-별 조건은 상기 제1 선형 분산 행렬의 성분들과 상기 제2 선형 분산 행렬의 성분들간의 성분-별 조건을 포함한다.

성분-별 조건은 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 제1 선형 분산 행렬의 성분과 제2 선형 분산 행렬의 성분의 공액 복소수 사이의 곱의 실수 차원 중 적어도 하나에 의존할 수 있으며, 이 성분-별 조건은 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 최소한 하나의 곱의 실수 차원이 널이 되면 충족된다.

각각의 선형 분산 행렬은 행렬 요소로 표현될 수 있고, 성분-별 조건은 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 상기 제1 선형 분산 행렬을 표현하는 행렬 요소의 성분과 상기 제2 선형 분산 행렬을 나타내는 상기 행렬 요소의 성분의 공액 복소수 사이의 곱의 실수 차원의 적어도 하나에 의존하며, 성분-별 조건은 곱의 실수 차원의 적어도 하나가 널일 경우 각 선형 분산 행렬의 열에 대해 충족된다.

상기 전송 채널은 등가 채널 행렬로 표현되고, 상기 성분-별 조건을 충족시키는 선형 분산 행렬 쌍의 2개의 선형 분산 행렬의 인덱스는 서로 직교인 등가 채널 행렬의 2개의 열의 인덱스에 각각 대응할 수 있다.

상기 등가 채널 행렬은 QR 분해에 따른 상부 삼각 행렬과 관련되며, 상기 성분-별 조건을 충족시키는 선형 분산 행렬 쌍의 2개의 선형 분산 행렬의 인덱스는 제로-값에 연관되는 상부 삼각 행렬 R의 위치에 각각 대응할 수 있다.

성분-별 조건을 충족시키는 선형 분산 행렬 쌍의 수는 제로-값과 관련된 상부 삼각 행렬의 위치의 수에 대응할 수 있다.

또한, 상기 시공간 블록 부호를 이용하여 통신 채널을 통해 전송할 데이터 스트림을 인코딩하는 장치가 제공된다.

본 발명은 또한 인코딩된 데이터 스트림을 통신 채널을 통해 송신하기 위한 송신기를 제공하며, 상기 송신기는 이러한 장치를 포함한다.

본 발명은 추가로 데이터 스트림을 디코딩하기 위한 수신기를 제공하며, 상기 데이터 스트림은 이전 특징 중 하나에 따라 시공간 블록 코드를 사용하여 인코딩된다.

본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램이 적절한 컴퓨터 장치상에서 실행될 때 상기 방법의 시공간 블록 코드 생성의 단계들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.

본 발명은 타겟 다이버시티 차수 및 낮은 디코딩 복잡도를 동시에 제공하는 임의의 수의 송신 안테나 및 임의의 수의 수신 안테나에 대한 타겟 다이버시티 및/또는 타겟 코딩률에 적합한 디지털 데이터 스트림의 송신을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 이점은 도면 및 상세한 설명을 검토한 당업자에게 명백해질 것이다. 임의의 추가 이점들이 여기에 포함되는 것으로 의도된다.

본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 다양한 실시예를 설명하고, 전술한 본 발명의 일반적인 설명 및 이하에 주어진 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시예를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 다중-그룹 디코딩 가능 코드들의 패밀리에 대해 획득된 상부 삼각 행렬의 예시적인 제로-구성을 도시한 도시도;
도 2는 패스트 디코딩 가능 코드들의 패밀리에 대해 얻어진 상부 삼각 행렬의 예시적인 제로-구성을 도시한 도시도;
도 3은 패스트 그룹 디코딩 가능 코드들의 패밀리에 대해 획득된 상부 삼각 행렬의 예시적인 제로-구성을 도시한 도시도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시공간 부호 발생기를 사용하는 MIMO 시스템의 블록도;
도 5는 등가 채널 행렬의 열 벡터들의 직교성과 관련된 직교성 제약을 적용하는 특정 실시예에 따른 시공간 부호 생성 방법을 나타낸 흐름도;
도 6은 상부 삼각 행렬의 타겟 제로-값 구성과 관련된 직교성 제약을 적용하는 특정 실시예에 따른 시공간 부호 생성 방법을 나타낸 흐름도;
도 7은 순차적인 실시예에 따른 시공간 부호 생성 방법을 나타내는 흐름도;
도 8은 대수적인 실시예에 따른 시공간 부호 생성 방법을 나타내는 흐름도;
도 9는 하이브리드 실시예에 따른 시공간 부호 생성 방법을 나타낸 흐름도;
도 10은 예시적인 골든 코드에 대해 획득된 삼각형 행렬의 예시적인 제로-구성을 도시한 도시도;
도 11은 예시적인 4×4퍼펙트 코드에 대해 획득된 삼각 행렬의 예시적인 제로-구성을 도시한 도시도;
도 12는 삼각 행렬에 적용된 순열의 결과로서의 예시적인 삼각 행렬을 도시한 도시도;
도 13은 삼각 행렬에 적용된 다른 순열의 결과로서의 예시적인 삼각형 행렬을 도시한 도시도; 및
도 14는 삼각 행렬에 적용된 또 다른 순열의 결과로서의 예시적인 삼각형 행렬을 도시한 도시도.

본 발명의 실시예들은 소정의 우도(ML) 디코딩 복잡도 및 타겟으로 한 성과에 따라, 통신 시스템에서 송신 채널을 통해 전송될 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 생성하는 시스템 및 방법을 제공한다.

구체적으로, 선형 STBC는 전송 채널을 통해 전송될 k개의 복소 정보 심볼을 포함하는 데이터 시퀀스를 인코딩하도록 생성될 수 있다. k개의 복소 정보 심볼은 복소수 값을 갖는 심볼 벡터 s에 의해 표현되고, 여기서 sj는 k 심볼(1≤j≤k)을 나타내고, s=[s_{1, ... sk}]^t이다. 지정된 행렬을 나타내는 A^t의 표기법은 행렬 A의 전치를 지정하는 A를 가진다.

시공간 블록 코드는 한 블록의 부호화 심볼들(STBC의 길이)의 송신을 위한 시간 슬롯들의 수를 나타내는 T와, 송신 안테나의 수를 나타내는 nt를 갖는 ntxT개의 송신 행렬

에 의해 정의된다. 송신 행렬 X의 각 엔트리 x^it는 시간 t(여기서 1≤t≤T)에서 안테나 i(여기서 1≤i≤n^t)로 전송될 인코딩된 심볼을 나타낸다. 따라서, 전송 행렬은 다음의 3개의 파라미터 [T, nt, k]에 의해 특징 지워진다:

-통신 시스템에서의 송신 안테나의 수에 대응하는 파라미터 nt,

-STBC의 길이에 대응하는 파라미터 T, 및

-STBC에 의해 인코딩될 복소 정보 심볼의 수에 대응하는 파라미터 k.

선형 분산(LD) 분해 표현에 따르면, 전송 행렬 X는 각각의 데이터 심볼의 실수부 및 허수부 및 그것의 공액 시공간 블록 코드(STBC)에 대응하는, l=1, ..., 2k인 가중치 행렬 Al의 선형 조합으로 분해될 수 있다. nt개의 행과 T 열을 갖는 복소 선형 독립 행렬의 유한 집합을 형성하는 가중치 행렬 Al("LD 행렬" 또는 선형 분산 행렬이라고도 함)은, nt 행과 T 열을 가지는 "행렬 LD"(Linear Dispersion의 약어) 또는 "가중치 행렬"이라고도 한다.

특정 실시예의 하기 설명에서 사용된 특정 표기의 이해를 용이하게 하기 위해, 하기 정의가 제공된다:

- 위 첨자 ".t"와 ".H"와 ". *"는 각각 전치, 허미시안 전치와 복소 공액을 나타낸다.

- Z 및 C는 각각 합리적인 정수의 고리 및 복소수의 필드를 나타내며, 복소수 x=R(x)+iI(x))는 실수부 R(x) 및 허수부 I(x)를 나타낸다.

- 복소수 표현의 맥락에서, "i"는 i=2=-1인 복소수를 나타낸다. 다음의 설명에서, "i"로 언급된 행렬의 복소수 i 및 행 또는 열 인덱스를 명확하게 구분하기 위해 필요할 때, 이탤릭체 및 굵은 글씨체가 복소수를 나타내기 위해 사용될 수 있다.

-또한, In은 n×n 단위 행렬을 나타낸다.

-또한, 복소수 x에 대하여, C로부터 R²까지의 연산자(

)는 다음과 같이 정의된다. 여기서, R(x) 및 I(x) x)는 x의 실수부와 허수부를 각각 나타낸다(따라서

이고, 이 연산자는

에 따라 다음과 같이 x∈ C ^ n인 복소 벡터 x=[x1, ..., xn]^t로 확장될 수 있다.

-C에서 R²까지의 연산자

는

와 같이 정의된다;

-C에서 R^2x2까지의 연산자

는 다음과 같이 정의된다.

　

연산자

는 행렬의 모든 항목에 적용하여 2n×2n 실수값 행렬을 얻음으로써 nxn 행렬까지 유사한 방법으로 확장될 수 있다.

- 연산자 vec(.)는 n×m 복소수 값 행렬의 m개 열을 mn 복소수 열 벡터에 스택하는 연산자로 정의된다.

- 연산자ll.ll 는 벡터의 유클리드 표준을 나타낸다.

-

와 같은 복소수 x∈C의 경우, 추적 형태 Tr(x)는

와 같이 정의된다.

따라서, STBC 코드는 복소수 배열(complex constellation)로부터 추출된 코드워드 당 독립 정보 심볼의 수를 나타내는 k 및 l=1, ..., 2k를 갖는 복소 선형의 독립 LD 행렬의 유한 집합으로 나타낼 수 있다.

r로 표기된 STBC의 코딩률은 다음 식 r=k/T에 따라 코딩된 심볼의 하나의 블록 전송을 위해 인코더가 그 입력에서 취하는 심볼의 수와 주기 T의 수 사이의 비율로 정의된다. 코딩률 r은 채널 실현(또는 채널 사용) 당 전송된 복소 심볼의 수에 대응한다. 풀 레이트 코드가 사용될 때 k = nt.T, nr≥nt이다.

송신 다이버시티는 nt에 의해 주어진다. 여기서, nt는 송신 안테나의 수를 나타낸다.

특정 실시예들은 통신시스템에서 전송 채널을 통해 전송될 독립적인 심볼들의 세트를 포함하는 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 생성하는 방법을 제공하며, 상기 시공간 블록 코드는 선형 분산 표현에서 선형 분산 행렬의 주어진 수로 표현된다.

상기 방법은 낮은 디코딩 복잡도를 보장하면서 타겟 다이버시티 차수 및/또는 타겟 코딩률을 충족시키도록 상기 선형 분산 행렬 중 적어도 일부를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

대안적으로, 상기 방법은 등가 채널 행렬에서 상호 직교 벡터 열의 타겟 구성을 제공하도록 선형 분산 행렬 중 적어도 일부를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 상기 방법은 등가 채널 행렬과 연관된 상부 삼각 행렬에서 제로-값 성분의 타겟 구성을 제공하도록 선형 분산 행렬 중 적어도 일부를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 응용에서, 통신 시스템에서 전송 채널을 통해 전송될 독립적인 심볼들의 세트를 포함하는 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 생성하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 선형 분산 표현에서 주어진 수의 선형 분산 행렬들에 의해 표현되는 초기 시공간 블록 코드(STBC)를 수신하고, 타겟 다이버시티 차수 및/또는 타겟 코딩률을 충족시키기 위해 상기 시공간 블록 코드(STBC)의 선형 분산 행렬들 중 적어도 일부를 업데이트하여 낮은 디코딩 복잡도를 보장한다.

본 발명의 또 다른 응용에 따르면, 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 생성하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 선형 분산 표현에서 선형 분산 행렬의 주어진 수에 의해 표현되는 초기 시공간 블록 코드(STBC)를 수신하는 단계와, 타겟의 낮은 디코딩 복잡도를 충족시키기 위해 초기 시공간 블록 코드(STBC)의 선형 분산 행렬 중 적어도 일부를 갱신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 응용에 따르면, 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 생성하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 선형 분산 표현에서 주어진 수의 선형 분산 행렬에 의해 표현되는 초기 시공간 블록 코드(STBC)를 수신하는 단계와 적어도 하나의 디코딩 파라미터에 따라 초기 시공간 블록 코드(STBC)의 선형 분산 행렬 중 적어도 일부를 업데이트 하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 응용에서, 선형 분산 표현에서 주어진 수의 선형 분산 행렬에 의해 표현되는 시공간 블록 코드(STBC)를 사용하는 트리-서치 기반 디코더의 ML 디코딩 복잡도를 결정하는 방법이 제공되며, 이 방법은 상기 선형 분산 행렬들로부터 2개의 선형 분산 행렬들을 포함하는 선택된 쌍의 한 세트의 성분 사이의 조건으로부터 복잡성을 결정하는 단계를 포함한다.

대안적으로, 시공간 블록 코드(STBC)를 이용하여 트리 탐색 기반 디코더의 ML 디코딩 복잡도를 결정하는 방법은 선형 분산 행렬들의 순서화로부터 복잡성을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 응용에 있어서, 주어진 시공간 블록 코드(STBC)의 저 복잡도 ML 디코드 가능한 코드 클래스(다중 그룹 디코딩 가능 코드 클래스, 고속 디코딩 가능 코드 클래스, 고속 그룹 디코딩 가능 코드 클래스, 블록 직교 코드 클래스)를 결정하는 방법이 제공되며, 상기 시공간 블록 코드는 선형 분산 표시에서 주어진 수의 선형 분산 행렬들에 의해 표현되며, 선형 분산 행렬의 선택된 쌍의 한 세트에 관련된 성분-별로부터 상기 클래스를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 코드 클래스의 결정은 (예를 들어, 블록 디코딩 또는 병렬화로 스위칭함으로써) 디코딩 방식을 적응시키도록 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 또한 통신 시스템에서 전송 채널을 통해 전송될 독립적인 심볼들의 세트를 포함하는 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 제공하며, 상기 시공간 블록 코드는 선형 분산 표현에서 선형 분산 행렬의 한 세트에 의해 표현되고, 선형 분산 행렬은 성분-별 조건을 충족시키는 적어도 한 쌍의 선형 분산 행렬을 포함하며, 각 쌍은 제1 선형 분산 행렬과 제2 선형 분산 행렬을 포함하며, 상기 성분-별 조건은 제1 선형 분산 행렬의 성분들과 상기 제2 선형 분산 행렬의 성분들 간의 성분-별 조건을 포함한다.

nt개의 송신 안테나와 nr 개의 수신 안테나를 고려하고 X에 주의하면, LD 분해 형식을 사용하여 코드북 C에 속한 X를 사용하여 송신 채널을 통해 전송된 여기서

인 코드워드 행렬 X가 송신기에 의해 송신된 신호 행렬 X에 대응하며, 이 수신기는 이 코드워드 행렬의 소음이 많고 감쇄된 버전을 얻게 되며, 다음과 같이 LD 행렬들 A_l의 함수로서 기록될 수 있다:

(1)

식(1)에서, R(s_i) 및

는 각각 si 복소 정보 심볼의 실수부 및 허수부에 대응한다.

한편, 채널을 통해 수신된 복소수 값 신호는 다음과 같이 복소수 값 출력 행렬 Y로 표시된다:

Y = HX + Z (2)

식(2)에서 채널 페이딩은 H ∈ C^{nr x nt}로 표현되고, Z∈C^{nr x T}는 페이딩에 지배되는 백색 가우스 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)을 가지는 채널에 대해 실수 차원 당 분산 N₀의 항목에 독립적이고 동일하게 분배된 복소수값인 가산 백색 가우스 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise) 행렬인 잡음 행렬을 지정한다.

수신기는 최대 우도 기준에 따라 행렬 Y에 의해 표현된 수신 신호를 디코딩한다. 보다 구체적으로, 코히어런트 전송을 고려하고, 채널 행렬 H가 수신기에서 완벽하게 알고 있다고 가정하면(그리고 페이딩 h_ij는 제로 평균 및 단위 분산의 복소 순환 대칭 가우시안 랜덤 변수이다), 수신기는 다음에 의해 주어진 최소화 문제를 해결함으로써 송신된 코드워드 X의

를 추정한다:

(3)

식(3)에서, H는 채널 행렬을 나타낸다.

따라서 ML 디코딩은 제곱된 노름(norm)을 최소화하는 코드워드 행렬을 찾는다:

m(X) = y-HX ² (4)

ML 디코딩의 복잡성은 ML 솔루션을 찾기 위해 계산될 필요가 있는 m(X)의 최소수에 의해 결정된다. 수신기는 위의 미터법 m(X)를 최소화하는 코드워드를 선호할 것이다.

철저한 검색의 높은 복잡도보다 낮은 복잡도를 보장하는 한 가지 방법은 ML 메트릭의 삼각 구조를 이용하는 트리 검색 기반의 디코딩을 적용하는 것이다. 이러한 삼각 구조는 벡터화 연산자

및 복소수 변환

및

을 사용하여 복소수값 시스템을 실수값 시스템으로 변환하여 얻는다:

vec(Y)=Heqs+vec(Z) (5)

얻어진 실제 시스템은 다음과 같이 재 작성될 수 있다:

y=Heqs+z (6)

식(6)에서 Heq는 다음과 같은 등가 채널 행렬을 지정한다:

Heq =(I_T

H )G (7)

식(7)에서 G∈R^2ntTx2k는 선형 코드 STBC의 생성 행렬을 지정하고 vec(X)=Gs를 만족시킨다. 생성기 행렬 G는 l=1, ..., 2k인 선형 가중치 행렬 Al의 함수로 표현될 수 있다. 특히, 생성기 행렬 G는 다음과 같이 재 작성될 수 있다:

G=[vec(A1)|vec(A2)|...|vec(A2k)] (8)

LD 형태의 가중치 행렬의 순서는 복소-실수 변환 연산자(

)를 사용하여 복소-실수 변환에서 고려된 순서에 대응하는 정보 심볼 R(s1), I(s1), ..., R(sk), I(sk)의 차수에 대응하는 것을 알 수 있다. 따라서, 정보 심볼의 순서의 임의의 변경은 가중 행렬들의 순서에서 유사한 수정을 초래한다;

Q∈R^2ntTx2k인 채널 행렬 Heq=QR의 QR 분해와 등가 채널 행렬 Heq와 기반을 둔 등가 시스템을 사용하여, 직교 행렬을 지정하며 R∈R^{2k x 2k}는 상부 삼각 행렬이다.

ML 디코딩 메트릭은 다음과 같이 등가적으로 작성된다:

(9).

구 기반 디코더에서 복잡성은, 사용된 코드와 벡터

의 심볼의 실수 및 허수부의 차수, 따라서 생성기 행렬 G의 가중치 행렬의 차수에 의존하는 상부 삼각 행렬 R에서의 제로 엔트리 덕분에 확실히 완화시킬 수 있다.

등가 채널 행렬 Heq가 2K개의 열 벡터들 h_i ^eq를 포함한다고 고려하면, 등가 채널 행렬 Heq는 열 벡터 표현으로 기재될 수 있다:

(10)

직교 행렬 Q가 2K개의 열 벡터 qi를 포함한다는 것을 고려하면, 등가 채널 행렬 Q는 열 벡터 표현으로 기술될 수 있다:

(11)

그램 슈미트(Gram Schmidt) 직교화를 이용하면, 행렬 R은 식(12)에 의해 주어진다:

행렬(12)에서 r1=h1^eq,

또한, i=2, ..., 2k의 경우, 요소 ri의 정의는 다음과 같이 주어진다:

(13)

이때

와 같이

따라서, 상부 삼각 행렬 R의 각 성분 R_ij는 다음과 같이 나타낼 수 있다:

(14)

결과적으로:

=

따라서, R_ij=0의 조건을 만족시키기 위해서는,

1. i번째 행과 j번째 열 사이의 직교성 조건에 대응하는

=0 이 되고, 그리고

2.

이며,

및

일 때,

수신단에서 디코더에 의해 구현되는 트리 기반 검색 디코딩의 복잡성, 특히 구 기반 트리 검색은 디코딩 트리의 분기 계산에 따라 달라진다. 그러나, 행렬 R에서 제로-값을 갖는 엔트리들은 디코딩 트리에서 다수의 엔트리들을 제거하는 것을 포함한다. 결과적으로 R의 제로 엔트리는 구형 디코더 분기에서 미터법 계산을 가속화한다. 따라서 R의 제로 엔트리는 디코딩 복잡성(ML 디코딩에서 계산되어야 하는 m(X)의 최소수)을 개선한다.

낮은 디코딩 복잡도는 일반적으로 정보 심볼들 간의 직교성을 이용함으로써, 따라서 직교 채널 행렬 Heq의 열들 사이의 직교성을 이용함으로써 달성된다.

등가 채널 행렬의 열간(조건 1)의 직교성을 달성하고, 따라서 최소화된 문제를 해결하고, 감소된 디코딩 복잡성을 보장하기 위해 몇몇 STBC 설계가 제안되었다.

종래의 허비츠-라돈 방법에 따르면, STBC의 가중치 행렬들 사이에 허비츠-라돈 기준으로 알려진 상호 직교성 표준이 제안되어 등가 채널 행렬 Heq의 ai 번째 열과 aj 번째 열이 직교하도록 하며 다음에 기재되어 있다:

- J. Radon. Lineare scharen orthogonaler matrizen. in Abhandlungen aus dem Mathematischen Seminar der Hamburgishen Universitaet, 14:1-14, 1922;

- K.P. Srinath and B.S. Rajan. Low ML-decoding complexity, large coding gain, full-rate, full-diversity stbcs for 2 × 2 and 4 × 2 MIMO systems. Selected Topics in Signal Processing, IEEE Journal of, 3(6):916-927, December 2009.

구체적으로, k개의 독립적인 복소 정보 심볼들 및 l=1, ..., 2k인 2k개의 선형 독립적인 가중치 행렬들을 갖는 STBC에 대해, 종래의 허비츠-라돈 표준에 따른 가중치 행렬들은 i≠ j, i≥1 및 j ≤2k인 임의의 인덱스 i, j에 대해 다음의 상호 직교성 조건을 만족시킨다:

(15).

이러한 조건의 검증은 등가 채널 행렬 Heq의 i 번째와 j 번째 열이 직교함을 보장한다.

낮은 복잡도로 ML 디코딩의 문제를 해결하기 위해, 그룹 디코딩 가능 코드 패밀리가 제안되었다. 이러한 코드 패밀리는 코드의 정보 심볼을 여러 그룹으로 나눌 수 있고 각 심볼 그룹을 다른 심볼 그룹과 독립적으로 ML 디코딩할 수 있다는 특성이 있다.

특히, 다중 그룹 디코딩 가능 코드, 고속 디코딩 가능 코드, 고속 그룹 디코딩 가능 코드 및 블록 직교 화 코드와 같은 저 복잡성 ML 디코딩 가능 코드들의 패밀리들을 구성하기 위해 허비츠-라돈 기준(이하, HR 기준으로 지칭)이 사용되어 왔다. 이러한 낮은 복잡도의 ML 디코딩 가능 코드 군은 상부 삼각 행렬 R의 제로-값 구성 요소와 관련된 두 번째 조건을 구조별로 충족시킨다는 점에 유의해야 한다:

.

다중 그룹 디코딩 가능 코드(HR):

다중-그룹 디코딩 가능 STBC들에 대해, 가중치 행렬들은 ML 디코딩 메트릭이 서브 메트릭들로 분리되도록 그룹들로 구획화된다. 결과적으로 동일한 그룹의 구성원이 공동으로 디코딩될 수 있다.

STBC는 {1, ..., 2k}의 구획이 g개의 비어 있지 않은 서브세트 Γ1, ..., Γg에 존재하는 경우 다중 그룹 디코딩 가능 코드("g-그룹 구 디코딩 가능 코드"라고도 함)라고 하며, i≠j인 l∈Γi와 m∈Γj일 때마다

되게 한다. 상응하는 상부 삼각 행렬 R은 다음과 같은 형태를 갖는다:

(16)

다중-그룹 디코딩 가능 STBC에 대해 획득된 종래의 R 행렬의 예는 도 1에 제공된다. 도 1에서, 흑색 엔트리는 제로-값 성분 R_ij를 나타내고 회색 엔트리는 비 제로-값을 나타낸다.

고속 디코딩 가능 코드(HR)

STB는 <qi, hj> = 0이 되도록 비어 있지 않은 부분 집합 Γ1, ..., Γg에 L≤2k인 {1, ..., L}의 파티션이 존재하면 고속 구 디코딩 가능한(FSD: Fast Sphere Decodable) 코드라 불리며 p≠q인 i∈Γp, j∈Γq 일 때, 여기서 qi와 hj는 각각 Q와 Heq의 열 벡터이다. 대응 삼각 행렬 R은 다음과 같은 형태를 가진다:

(17)

식(17)에 의해 주어진 행렬 R에서, Δ는 L×L 블록 대각 상부 삼각 행렬, B1은 직사각형 행렬, B2는 사각 상부 삼각 행렬을 나타낸다.

고속 디코딩 가능한 STBC에 대해 획득된 종래의 상부 삼각 행렬 R의 예가 도 2에 제공된다. 도 2에서, 흑색 엔트리는 제로-값 성분을 나타내고 회색 엔트리는 비 제로-값을 나타낸다.

고속 그룹 디코딩 가능 코드(HR)

구 디코더를 고려하면, 고속 디코딩 가능 그룹은 값들이 심볼들의 세트에 대해 고정될 때 나머지 심볼들이 그룹 디코딩 가능하게 되도록 배열된 상부 삼각 행렬 R과 관련된다.

특히, l=1, ..., 2k인 2k개의 가중치 행렬들을 포함하는 STBC는 다음과 같은 경우 고속 그룹 디코딩 가능하다고 한다:

- i≠j인 l∈Γi 및 m ∈Γj일 때마다 A_lA_m ^H +A_mA_l ^H=O이 되도록, g개의 비어 있지 않은 서브세트 Γ1, ..., Γg에 {1, ..., 2k}의 파티션이 존재한다.　그리고

- 임의의 파티션 Γi에서, l₁=1, 2, ..., L_{i -1}, l₂=1, 2, ..., L_i 그리고 Li≤Γi인 경우에, 여기서, i=1, ..., g이면, 관계

는 0으로 증명된다.

상응하는 상부 삼각 행렬 R은 다음과 같은 형태를 갖는다:

(18)

또한, 식(18)의 행렬 R은 i=1, ..., g에 대해 다음의 빠른 디코딩 형태를 갖는 적어도 하나의 행렬 Ri를 포함한다:

(19)

식(19)의 행렬 Ri에서 Δi는 Li×Li 블록 대각 상부 삼각 행렬, B_i1은 직사각형 행렬, B_i2는 사각인 상부 삼각 행렬을 나타낸다.

고속 그룹 디코딩 가능 STBC에 대해 획득된 종래의 상부 삼각 행렬 R의 예가 도 3에 제공된다. 도 3에서, 흑색 엔트리는 제로-값 성분을 나타내고 회색 엔트리는 비 제로-값을 나타낸다.

블록 직교 코드(HR)

블록 직교 코드는 다음과 같은 형식을 갖는 R 행렬에 대한 추가 구조 조건을 나타내는 빠른 디코딩 가능 코드이다:

(20)

식(20)의 상부 삼각 행렬 R에서, i=1, ..., Γ에 대한 각 행렬 Ri는 풀 랭크, 블록 대각선, 각각의 k개의 블록 Ui1, ..., Uik를 갖는 상부 삼각이며, 각각의 크기 γ×γ와 i=1, ..., Γ이고 j=i+1, ...,Γ를 가지는 행렬 B_ij는 비 제로 행렬이다. 블록-직교 코드는 파라미터(Γ, k)를 갖는 코드에 대해 다음과 같이 정의되고 일반화되었다:

- T. P. Ren, Y. L. Guan, C. Yuen, and E. Y. Zhang. Block-orthogonal space-time code structure and its impact on qrdm decoding complexity reduction. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 5(8):1438-1450, December 2011.

- G.R. Jithamithra and B.Sundar Rajan. Construction of block orthogonal stbcs and reducing their sphere decoding complexity. In Wireless Communications and Networking Conference, pages 2649-2654, April 2013.

- G.R. Jithamithra and B.S. Rajan. Construction of block orthogonal stbcs and reducing their sphere decoding complexity. IEEE Transactions on Wireless Communications, 13(5):2906-2919, May 2014.

고려되는 상부 삼각 행렬 R은 R이 다음과 같이 표현되도록 가중치 행렬 {A1, ..., AL} 및 {B1, ..., Bl}의 세트를 포함하는 STBC의 R 행렬이다:

(21)

R 행렬의 상기 표현에서, R1은 파라미터(Γ-1, k, γ)를 갖는 L×L의 상부 삼각 블록-직교 행렬이고, E는 L×l행렬이고 R2는 l×l 상부 삼각 행렬이다.

STBC는 다음 조건이 만족되면 매개 변수(Γ, k, γ)와 직교하는 블록이다.

- 행렬{B1, ..., Bl}의 세트는 각 그룹에서 γ변수로 k-그룹 디코딩이 가능하다.

- STBC에 대한 가중치 행렬로 사용될 때 행렬{A1, ..., AL}은 파라미터(Γ1, k, γ)를 갖는 블록 직교 구조를 갖는 R을 산출한다. Γ=2일 때 L=l이고 행렬 {A1, ..., AL}은 각 그룹의 변수로 k-그룹 디코딩 가능하다.

- 행렬{A1, ..., AL, B1, ..., Bl}의 세트는 얻어진 행렬 R이 풀 랭크가 되도록 한다.

- 행렬 E^tE는 크기가 γ × γ인 k 블록을 갖는 블록 대각 행렬이다.

따라서, 허비츠-라돈(HR) 접근법은 등가 채널 행렬의 대응하는 열들 사이의 직교성을 얻기 위해 2개의 가중치 행렬들 간의 직교성을 포착하는 것에 기초한다. 허비츠-라돈 접근법에서 파생된 또 다른 기존 접근법인 허비츠-라돈 2차 형태(이하 "HRQF"라고도 함)는 코드의 완전한 다양성과 관련하여 예를 들면 4차대수(Quaternion algebras) 또는 이등4차대수(Biquaternion algebras)가 분할 대수인지 여부를 다음에 기재된 바와 같이 결정하기 위해 허비츠-라돈 기준의 2차 형식을 제공한다:

- G. R. Jithamithra and B. Sundar Rajan. A quadratic form approach to ml decoding complexity of stbcs. CoRR, abs/1004.2844, 2010　;

- G.R. Jithamithra and B.S. Rajan. Minimizing the complexity of fast sphere decoding of stbcs. In IEEE International Symposium on Information Theory Proceedings, pages 1846-1850, July 2011;

- G.R. Jithamithra and B.S. Rajan. Minimizing the complexity of fast sphere decoding of stbcs. IEEE Transactions on Wireless Communications, 12(12):6142-6153, December 2013.

HRQF 접근법에 따라, 행렬 R의 제로 구조의 정의는 다음과 같이 행렬 U를 HRQF와 연관시키는 것에 기초한다:

및

iff

.

이 양식은 STBC가 다음 조건에 따라 다중 그룹, 고속 및 고속 그룹 결정 가능성을 인정하기 위한 충분 조건을 결정하는 데 사용되었다.

다중 그룹 디코딩 가능 코드( HRQF ):

l=1, ..., 2k인 2k개의 가중치 행렬 Al 및 HRQF 행렬 U를 포함하는 k개의 독립적인 복소 심볼을 갖는 STBC는, 다중 그룹 디코딩 가능 코드(또한 "g-그룹 구 디코딩 가능 코드 ")라고 할 수 있으며 {1, ..., 2k}개의 정렬된 파티션이 g개의 비워지지 않은 서브세트(Γ1, ... Γg)로 되어, p≠q인 i∈Γp 및 j∈Γq가 될 때마다 U_ij=0이 된다.

여기서 사용된 바와 같이, 정렬된 파티션은 구획 a1...an들이 k1,...,kg개의 카디널리티를 가지는 g개의 비워지지 않은 서브세트 Γ1, ... Γg로 되어

;

,

이 되게 한다.

빠른 디코딩 가능 코드

l = 1, ..., 2k인 2k개의 가중치 행렬 Al 및 HRQF 행렬 U를 포함하는 k개의 독립적인 복소 심볼들을 갖는 STBC는 고속 구 디코드 가능(FSD) 코드로 불리며, L≤2k인 {1, ..., L}의 파티션이 존재하는 경우, 비어 있지 않은 g개의 서브세트 Γ1,...,Γg로 구획될 때 p≠q인 i∈Γp 및 j∈Γq가 될 때마다 U_ij=0이 된다.

패스트 그룹 디코딩 가능 코드

2k개의 가중치 행렬을 포함하고, l=1, ..., 2k 및 HRQF 행렬을 포함하는 k개의 독립적인 복소 심볼들을 갖는 STBC는 고속 그룹 디코드 가능하다고 불리며, 존재한다면 L≤2k일 때 {1, ..., L}의 파티션은 카디널리티 k1, ..., kg를 가진 g개의 비어지지 않은 서브세트 Γ1, ... Γg는 p≠q인 i∈Γp 및 j∈Γq가 될 때마다 U_ij=0이 되고, 임의의 그룹 Γi은 고속 디코드 가능성을 승인한다.

2개의 가중치 행렬간의 직교성을 포착하기 위한 허비츠-라돈 기반의 기준(HR 및 HRQF)은 일반적으로 등가 채널 행렬의 대응하는 열의 직교성을 보장하기에 충분하므로 행렬 R의 제로 구조를 제공하여 복잡도를 감소시키며, 본 발명자들은 그러한 허비츠-라돈(HR) 기반 조건들이 등가 채널 행렬의 열들 간의 직교성을 달성하기에 충분하지만 불필요하다는 것을 발견했다. 실제로, HR 기반 기준의 적용은 R 행렬에서 불필요한 제로-값 성분을 초래할 수 있다. 또한, HR 기반 직교성 기준이 만족될 수 있지만, 제로는 구성에 의해 타겟된 바와 같이 상부 삼각 행렬(R)에 위치하지 않을 수 있다. 또한, STBC의 일부 패밀리, 예를 들어 블록 직교 코드의 경우, HRQF 접근법은 R 행렬의 제로 구조를 포착하지 않는다. 그러한 경우에, 대응하는 가중치 행렬 Ai 및 Ri가 HRQF 행렬 U_ij=0에서 대응하는 엔트리를 갖는 것과 등가인 HR 직교인 경우에도 엔트리 R_ij≠0을 가질 수 있다. HR 기준과 모순되는 그러한 구성은 당해 기술 분야에서 이해되지 않는다. 또한, STBC를 생성하기 위한 HR 기반 기준의 적용은 STBC 코드의 디코딩 복잡도를 정확히 포착하는 것을 허용하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 STBC 생성 방법은 임의의 수의 안테나, 임의의 코딩률 및/또는 새로운 상호 직교성 기준에 기초한 임의의 원하는 다이버시티 이득에 대해 감소된 복잡도의 ML 디코딩 가능 선형 STBC를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 STBC 생성 방법은 하나 이상의 직교 제약(constraints)에 응답하여 STBC를 생성할 수 있다. 특정 실시예에서, 직교성 제약은 직교가 요구되는 등가 채널 행렬 Heq의 i번째 열 및 aj번째 열을 지정하는 열(hi^eq, hj^eq)의 구체화된 쌍을 포함하거나, 직교할 필요가 있는 등가 채널 행렬(Heq)의 열의 N 쌍의 수를 대안적으로 포함한다. 대안적으로, 직교성 제약 조건은 상부 삼각 행렬 R의 원하는 제로 구성을 포함할 수 있다. 이러한 구성은 상부 삼각 행렬 R의 다수의 제로-값 성분 및/또는 상부 삼각 행렬 R에서 제로-값 성분의 특정 위치에 의해 한정된다.

또한, 직교성 제약은 예를 들어, 다중 그룹 디코딩 가능, 고속 디코딩 가능 및 고속 그룹 디코딩 가능 코드의 패밀리와 같은 STBC의 패밀리를 포함할 수 있어서, 생성된 STBC는 특정 패밀리에 속하게 된다. 특히, 코드 유형에 따라, 코드의 정보 심볼은 여러 그룹으로 구획될 수 있으며, 따라서 각 심볼 그룹은 다른 심볼 그룹과 독립적으로 ML 디코딩될 수 있다.

특정 실시예에 따른 STBC 생성 방법을 사용하면, 채널 이득 또는 안테나의 수에 의존하지 않고, 디코딩 복잡도는 가중치 행렬 및 이들의 순서에만 의존할 수 있다.

본 발명은 정보 심볼을 디코딩하기 위해, 통신 채널을 통해 복수의 정보 심볼을 동시에 송신하기 위한 적어도 하나의 송신기를 포함하며, 독립적인 신호의 형태로 송신기에 의해 송신되는 하나 이상의 심볼을 수신하는 적어도 하나의 수신기를 포함하여 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다. 통신 채널은 임의의 선형 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널 또는 임의의 다중경로일 수 있다. 통신 채널은 시분할 다중 액세스, 주파수 분할 다중 액세스, 코드 분할 다중 액세스 및 공간 분할 다중 액세스와 같은 임의의 다중 액세스 기술을 사용할 수 있다. 또한, 통신 채널은 OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 또는 FBMC(Filter Bank Multi-Carrier)와 같은 단일 반송파 또는 다중 반송파 변조 형식을 사용할 수 있다.

광섬유 기반 통신 시스템에 대한 또 다른 응용에서, 다양한 실시예에 따라 인코딩된 데이터는 광섬유의 상이한 편광 상태를 통해 전송되거나 다중 모드 광섬유의 다른 모드를 통해 전파되는 정보 심볼에 대응할 수 있다. 또한, 이러한 광통신 시스템에는 WDMA(Wavelength Division Multiple Access)와 같은 다중 액세스 기술이 사용될 수 있다.

송신기는 임의의 수 nt개의 송신(Tx) 안테나를 포함할 수 있고, 수신기는 임의의 수 nr개의 수신(Rx) 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 송신기, 예를 들어 수신기가 장착된 단일 사용자 또는 다수의 사용자에 의해 검출되는 MIMO(다중 입력 다중 출력) 채널에서 디지털 데이터 스트림의 송신을 위해 통합될 수 있다.

무선 네트워크 환경은 복수의 기지국(본 발명의 응용 맥락에 따라 "노드"또는 "액세스 포인트"또는 "셀"이라고도 함)을 포함할 수 있으며, 각 기지국은 하나의 송신기 및 하나 이상의 안테나를 포함한다. 각 기지국은 무선 연결을 통해 다른 국과 통신할 수 있다.

도 4를 참조하면, MIMO 전송이 사용되는 송신기와 수신기 사이의 예시적인 무선 통신 시스템(1)은, 채널의 다양한 자유도에 걸쳐 변조된 심볼을 분배하도록 송신시에 STBC(공간 시간 블록 코드) 코드를 구현한다. 스테이션의 각 송신기(100)는 무선 통신 시스템에 따라 다른 스테이션의 수신기(200)와 데이터를 교환할 수 있다. 무선 시스템(1)은 중앙집중 구조(제어기가 기지국의 동작을 제어하기 위해 제공됨) 또는 분산 구조(기지국이 서로 직접 통신할 수 있음)에 의존할 수 있다. 사용자 단말기들(예를 들어, 무선 디바이스들, 셀룰러 폰들, 휴대 정보 단말기들 등)은 순방향 링크 또는 역방향 링크를 통해 하나 이상의 기지국들과 통신할 수 있다. 사용자 단말기는 고정식 또는 이동형일 수 있다.

MIMO 구성은 대칭일 수 있으며, 수신 안테나의 수(nr)와 동일한 수(nt)의 송신 안테나를 포함한다. 대안적으로, MIMO 구성은 비대칭일 수 있으며, 이 경우 송신 안테나의 수(nt)는 수신 안테나의 수(nr)와 다르다(특히, 수신 측에서의 수 nr은 순위 부족을 피하기 위해 송신 측보다 많다).

송신기(100)는 잡음이 있는 MIMO 채널에 의해 수신기(3)에 신호를 송신할 수 있다. 송신기(2)는 특정 실시예에 따라 시공간 블록 코드(STBC) 생성기(11)(이하 "STBC 생성 장치"로도 지칭)를 포함할 수 있다. STBC 생성기(11)는 통신시스템에서 전송 채널을 통해 전송될 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 선형 시공간 블록 코드를 생성하도록 구성되며, 이 방법은 전송 시스템의 등가 채널 행렬의 QR 분해로부터 얻어진 R 행렬에서의 엔트리를 가질 수 있는 코드를 정의하는 선형 분산 행렬의 구성에 기초하며, 제로 엔트리는 선형 분산 행렬의 엔트리들 사이의 성분-별 상호 직교성 기준을 만족시키는 사전 정의된 선택된 위치에 위치한다.

데이터 송신기(100)는 특히 기지국에 통합될 수 있다.

송신기(100)에서, 정보 소스로부터 수신된 정보 비트는 먼저 변조기(10)에 의해 변조 방식을 사용하여 변조된다.

송신될 데이터 시퀀스는 정보 비트의 형태로 정보 소스로부터 수신된다. 송신기(100)에서, 송신될 데이터는 변조 유닛(10)에 의해 먼저 변조된다.

변조 유닛(10)은, 예를 들어, BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying), QAM(quadrature amplitude modulation), 펄스 진폭 변조(PAM), 위상 시프트 키잉(PSK) 등이 있다.

변조 유닛(10)은 심볼들을 배치에 매핑하기 위한 배치 매퍼(mapper)를 더 포함할 수 있다. 이하의 설명은 심볼 당 q 비트를 갖는 2q-QAM 배열을 참조하여 이루어질 것이며, 그것에 대해 정보 심볼의 실수부 및 허수부는 세트[-(q-1), q -1)]에서 취해지는 PAM변조에 따른다. 당업자는 본 발명이 이러한 배치(constellation) 및 변조 유형에 제한되지 않으며 다른 유형의 배치 및 변조가 적용될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다(예를 들어, 배치는 육각형 배치일 수 있다).

병렬 심볼 블록은 STBC 인코더(14)로 입력되며, 상기 STBC 인코더는 STBC 채널 심볼을 제공하는 STBC 생성기(11)에 의해 생성된 STBC 코드를 사용하여 변조된 심볼의 각 블록을 인코딩한다.

송신기(100)는 변조부(10)에서 수신한 직렬 심볼 스트림을 병렬 심볼 블록으로 변환하는 직렬/병렬 변환부(Serial to Parallel, S/P)(12)를 포함할 수 있다.

STBC 인코더(14)는 입력 심볼들을 저장하기 위한 메모리(도시되지 않음) 및(예를 들어, STBC를 생성하고, 인코딩하고, 변조하는) 사용자 터미널에 대해 선택된 레이트에 관련된 사용자 터미널 방식에 대해 선택된 타겟 코딩률에 관련된 코딩 및 변조방식에 기초하여 저장된 데이터를 처리하기 위한 TX 프로세서를 포함한다.

STBC 인코더(14)는 변조된 심볼들의 각각의 블록을 인코딩한다.

STBC 생성기(11)는 등가 채널 행렬 Heq(서로 직교할 필요가 있는 등가 채널 행렬 Heq 의 열 벡터의 특정 쌍, 또는 서로 직교할 필요가 있는 등가 채널 행렬 Heq의 열 벡터의 쌍의 수)의 열의 소정의 상호 직교성 구성 및 행렬 R의 소정의 제로 구성(즉, R 행렬에서 제로-값 위치의 수 또는 제로-값으로 요구되는 R 행렬의 특정 위)을 포함할 수 있는 하나 이상의 직교성 제약을 충족시키는 STBC 인코더(14)에 의한 인코딩을 위해 사용될 STBC 코드를 미리 생성한다. STBC의 생성은 타겟 코딩률, 타겟 복잡성, 코드 패밀리(고속 디코딩 가능, 다중-그룹 디코딩 가능 등) 및/또는 가중치 행렬의 수와 같은 부가적인 STBC 제약을 고려할 수 있다. 따라서 STBC 생성기(11)에 의해 생성된 STBC는 STBC 인코더(14)에 의해 심볼을 인코딩하기 위해 사용된다.

STBC 부호화기(14)는 STBC 부호화된 심볼들을 각 시간 슬롯 ts=1, ..., T마다 nt개의 송신 안테나들(15)로 출력한다.

송신 안테나(15)는 채널을 통해 코딩된 심볼을 수신기(200)로 송신한다.

인코딩된 신호는 채널을 통해 수신기로 전송된다. 채널에서 신호는 페이딩을 겪을 수 있으며 부가적인 백색 가우시안 노이즈(Additive White Gaussian Noise)가 신호와 함께 추가될 수 있다.

수신기(200)에서, 신호는 nr개의 안테나들(25)에 의해 수신된다. 수신기는 수신된 신호를 디코딩하기 위해 트리 검색 기반의 디코딩 알고리즘(구 디코더, 순차 디코더, sb-스택 디코더 등)과 같은 ML 기준을 만족시키는 디코딩 알고리즘을 적용하는 적어도 하나의 선형 STBC 디코더(23) 및 병렬/직렬 컨버터(22)를 포함한다. nr개의 수신 안테나(25)는 nt개의 송신 안테나(15)로부터 송신된 STBC 심볼을 수신하고, STBC 디코더(23)는 STBC 심볼을 디코딩하고, 디코딩된 STBC 심볼들을 복조 유닛(20)에 제공한다. 병렬/직렬 컨버터(22)는 추정된 심볼들을 추정된 정보 비트들로 변환한다. 수신기(3)는 송신에서 구현된 처리의 역 처리를 구현한다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 변조 유닛(10)이 단일 캐리어 변조를 구현하면, 복조 유닛(20)은 대응하는 단일 캐리어 복조기를 구현한다(다중 캐리어 변조의 경우에도 동일함).

STBC 코드가 g-그룹 디코딩 가능 코드 패밀리에 속하도록 순서대로 생성될 수 있는 실시예들에서, 실수 심볼들의 세트는 g개의 그룹들로 분할될 수 있고 수신기 단의 디코더는 각 그룹 내의 심볼들을 개별적으로 디코딩할 수 있다.

당업자는 본 발명의 다양한 실시예가 특정 응용에 한정되지 않는다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 이 새로운 디코더의 예시적인 응용은, 제한 없이, 다중 사용자 통신 시스템에서, WiFi(IEEE 802.11n), 셀룰러 WiMax(IEEE 802.16e), 협동적 WiMax(IEEE 802.16j), LTE(Long Term Evolution), LTE-고급, DVB 및 5G 지속적인 표준화와 같은 무선 표준에서 실행 가능한 구성으로 된 MIMO 디코딩을 포함한다.

특히, STBC 방법 생성은 예를 들어 병렬 MIMO-OFDM 시스템에서의 다중 그룹 복호 가능 코드의 생성 또는 다중 사용자 MIMO 시스템에서 고속 복호 가능 코드의 생성과 같은 특정 통신 시나리오/시스템에 대해 특별한 이점을 가질 수 있지만, 본 발명은 이러한 응용에 한정되지 않는다.

송신 측에서, STBC 생성기(11)는 "성분-별 상호 직교성"기준으로 지칭되는 새로운 직교성 기준을 구현하여, 상부 삼각 행렬의 규정된 제로-구성에 적응된 STBC를 생성하고, 따라서 감소된 디코딩 복잡성을 보장한다. 본 발명자들은 이러한 기준이 등가 채널 행렬 Heq의 2개의 열 사이의 직교성을 보장하기에 충분하다는 것을 발견하고 입증하였다.

보다 구체적으로는, STBC 생성기에 의해 구현되는 성분-별 상호 직교성 표준에 따라, 1≠j이고 i≥1이며 j≤2k인 인덱스 i 및 j에 대해서 그리고 1=1, ... T에 대해서, 등가 채널 행렬 Heq의 주어진 i 번째 열 및 aj 번째 열이 서로 직교하도록 보장하기 위해, 생성된 STBC 코드는 k개의 독립적인 복소 심볼들 및 2k개의 가중치 행렬들을 포함하며(각각의 가중치 행렬들 A1은 nt개의 행과 T개의 열을 포함하며, 여기서 T는 STBC의 길이를 나타냄), 여기서 1, ..., 2k는 가중치 행렬 Ai의 성분들

과 가중치 Aj의 성분들

사이의 상호 직교성 기준을 충족시켜야 한다.

다음 조건들 중 적어도 하나가 충족되면 가중치 행렬 Ai의 성분들

과 가중치 행렬 Aj의 성분들

사이의 상호 직교 표준이 충족된다:

A.

(22)

B.

(23)

식(22) 및 (23)에서,

(각

)는 행 q 및 열 l(각각 행 p 및 열 l)의 가중치 행렬 Ai(각 Aj)의 성분("입력"이라고도 함)을 지정한다. 식(23)에서 표기법 "i" (표현

의 첫번째 발생)는 복소수를 지정하는 반면, (i)는 행렬 Ai의 i 번째 행을 나타낸다.

다시 말해, 조건(22) 및 (23) 중 적어도 하나의 검증(

및/또는

에 대한 추적 형태는 0과 같다)은 등가 채널 행렬 Heq의 i번째 열과 j번째 열이 직교함을 보장하기에 충분하다(즉, 스칼라 곱 hi^eq와 hj^eq는 0과 같다:＜hi^eql hj^eq ＞=0).

비록 p=q가 방정식(23)에 대해 제외되었다고 하더라도, 등가 채널 행렬 Heq의 i번째 열과 j번째 열 사이의 직교성은 실제로 p=q를 충족시킨다(이 경우에 상기 항

이 항 ＜hi^eql hj^eq ＞에 영향을 주지 않으므로).

따라서, STBC 생성기(11)에 의해 구현되는 새로운 성분-별 상호 직교 표준은 등가 채널 행렬의 열 벡터에 대응하는 가중치 행렬의 엔트리의 값에 기초한다.

따라서, 특정 실시예에 따른 STBC 생성 방법 및 장치는 직교가 되어야 하는 등가 채널 행렬 Heq의 두 개의 열 벡터의 모든 쌍(hi^eq, hj^eq)에 대하여, 결정에 의해, 선형 확산 표시에서 주어진 수의 선형 분산 행렬에 의해 표현된 시공간 블록 코드를 생성할 수 있고, 두 개의 선형 분산 행렬 Ai와 Aj의 성분은 상기 쌍(hi^eq, hj^eq)의 두 열 벡터 hi^eq 및 hj^eq에 해당하여 (또는 두 요소 vi 및 vj 는 두 개의 선형 분산 행렬을 나타내어) 제1 선형 분산 행렬의 성분이 제2 선형 분산 행렬 Aj(또는 제2 요소 νj가 선형 분산 행렬을 나타내는)의 성분들과 상호 직교하게 하며, 즉, 가중치 행렬의 주어진 각 행렬 위치에 대하여, 두 개의 서로 다른 가중치 행렬(또는 두 요소 vi 및 vj는 두 개의 선형 분산 행렬을 표시함)의 그 위치에서 해당 구성 요소를 포함하는 상호 곱의 실수 차원(즉, 실수부(조건 22) 또는 허수부(조건 23))은 0과 동일하다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 상호 곱은 가중치 행렬의 주어진 열 l에 대해, 다음 사이의 곱의 실수 차원(즉, 실수부 또는 허수부)으로 정의된다:

가중치 행렬 Ai 의 임의의 행(q)에 대하여, 제1 가중 행렬(A_i)(각각 선형 선행 행렬(Ai)을 나타내는 제1 요소(νi ')에) 속하는 성분

및

가중치 행렬 Aj의 임의의 행(p)에 대하여, 제2 가중치 Aj에 속하는 성분

의 복소 공액

오버사이징과 관련된 STBC 코드를 구성하는데 통상적으로 사용되는 종래의 HR 기반 접근법의 단점을 극복하고 STBC를 디코딩하는 저 복잡성 ML의 모든 패밀리를 포착하지 못하는 것은 본 발명의 STBC 생성 방법 및 장치의 장점이다. 사실, k개의 독립적인 복소 정보 심볼들 및 l=1, ..., 2k인 2k개의 선형 독립적인 가중치 행렬들을 갖는 STBC에 대한 HR 기반 기준은 식(9)에 따라

로 정의되는 i≠j일때 i≥1 및 j≤2k인 인덱스 i,j에 대하여, 상호 직교성 조건을 정의하고, 0와 같아지는 추적 형태의 합을 포함한다(

, 임의의 p=1, ..., nt에 대해). 따라서, 제안된 HR 기반 접근법(HR 및 HRQF)을 사용하여 등가 채널 행렬 Heq에서 2개의 열들 사이에 직교성을 갖는 조건은 단지 성분

의 추적 형태의 합을 포착하고, 그 합이 모든 p=1, ..., nt에 대해 0이 되도록 부과한다. 이 경우, HR 상호 직교성이 만족되며 HRQF 행렬의 엔트리 U_ij는 등가 채널 행렬의 열 i 및 j의 직교성을 갖지 않고 0이 되므로 R 행렬 R_ij≠0에 대응하는 엔트리가 된다.

대조적으로, 본 발명에 따른 STBC 생성기(11) 및 STBC 생성 방법에 의해 구현되는 것과 같은 성분-별 상호 직교성 표준에 따르면, Heq의 i 번째 열과 j 번째 열 간의 직교성을 보장하기 위해,

또는

에 대한 개별 추적 형식을 0과 같도록 하는 것이 충분하다. 그러므로, 추적 형태의 합이 0이 되도록 보장할 필요는 없다. 개별 추적 형식이 널인 특별한 경우에는 합계도 0과 같다. 그러나, 총합이 0인 경우, 개별 추적 형태는 0과 다를 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 STBC 생성기(11) 및 STBC 생성 방법은 임의의 수의 안테나 및 임의의 타겟 코딩률(고속 레이트 포함)에 대해 복잡성이 감소된 ML 디코딩 가능 선형 STBC를 제공하는 성분-별 상호 직교성 조건의 실행에 기반한다.

저 복잡성 ML 디코딩의 특정 코드 클래스를 생성하기 위한 생성 방법의 적용은 선형 코드를 정의하는 선형 분산 행렬의 파티션에 대한 반복에 기반한다.

다중 그룹 디코딩 가능 코드:

A. k개의 독립적인 심볼들 및 2k개의 가중치 행렬들 Al을 포함하는 생성된 STBC는 모든 l=1, …,T 에 대해, p≠q인 i∈Γp 및 j∈Γq가 될 때마다 조건(20) 및 (21) 중 적어도 하나를 충족시키도록 g개의 비어 있지 않은 서브 세트들 Γ1, ..., Γg로 {1, ..., 2k}의 파티션이 존재하는 경우 g-그룹 디코딩이 가능하다고 지칭된다:

C.

(22)

D.

(23)

B. 고속 디코딩 가능 코드: k개의 독립 심볼 및 2k개의 가중치 행렬 Al을 포함하는 STBC는, 모든 l=1, …,T 에 대해, p≠q인 i∈Γp 및 j∈Γq가 될 때마다 조건(22)과 (23) 중 적어도 하나를 충족시키도록, L≤2k에서 g개의 비어 있지 않은 서브 세트들 Γ1, ..., Γg로 {1,...,L}의 파티션이 존재하는 경우 고속 구 디코딩이 가능한 코드라고 지칭된다:

A.

(22)

B.

(23)

C. 고속-그룹 디코딩 가능 코드: k개의 독립적인 심볼, 2k개의 가중치 행렬 및 HRQF 행렬을 갖는 STBC는 카디널리티(K1,...,Kg)와 함께 g개의 비어 있지 않은 서브 세트 Γ1, ..., Γg로 L≤2k인 {1, ..., L}의 파티션이 존재하면, 고속 그룹 디코딩 가능하다고 지칭되며:

- 조건(22) 및 (23) 중 적어도 하나가 다음과 같이 된다:

A.

(22)

B.

(23), 및

- 이때 임의의 그룹 Γ_i가 빠른 디코딩 가능성을 인정하는 경우.

D. 블록 직교 부호

가중치 행렬 {A1, ..., AL} 및 {B1, ..., Bl}을 갖는 STBC의 R 행렬을 다음과 같게 하여:　

이 되고, 여기서 R1은 파라미터(Γ-1, k, γ)를 갖는 L×L의 상부 삼각 블록-직교 행렬이고, E는 L×1 행렬이고, R2는 1×1인 상부 삼각 행렬이다. STBC는 다음 조건이 만족되면 매개 변수(Γ, k, γ)와 직각 블록이다.

- 행렬 세트{B1, ..., Bl}의 정렬된 파티션이 k개의 비어 있지 않은 서브세트{S1, ..., Sk}로 분할되면 각각의 카디널리티 γ에 대해 i∈Sp 및 j∈Sq이며, 이때 p≠q일 때마다 모든 l=1, ..., T에 대해 조건(22) 및 (23) 중 적어도 하나가 만족하게 되어:

A.

(22)

B.

(23), 그리고

- 행렬 {A1, ..., AL}이 STBC에 대한 가중치 행렬로 사용될 때 매개 변수

를 갖는 블록 직교 구조를 갖는 R을 산출한다. Γ2일 때 L=1이고 행렬{A1, ..., AL}은 각 그룹에서 변수로 k-그룹 디코딩 가능하다.

- 행렬들의 집합 {A1, ..., AL, B1, ..., Bl}은 얻어진 행렬 R이 최대 랭크(full rank)가 되도록 한다.

- 행렬 EtE는 크기가 γ×γ인 k블록을 갖는 블록 대각 행렬이다.

STBC의 당 업계에 공지된 바와 같이, 코딩 및 다이버시티 이득에 의한 것이다. STBC 생성 방법 및 장치는 코딩 시스템의 신뢰성 및 성능을 보장하는 코딩 및 다이버시티 이득을 제공한다.

성분-별 상호 직교 표준을 적용함으로써, STBC 생성 방법 및 시스템은 고속 및 저 복잡성 디코딩 STBC를 제공할 수 있다.

도 5는 STBC 생성 트리거링 이벤트에 응답하여 STBC를 생성하는 단계를 나타내는 흐름도이다.

단계(500)에서, STBC 생성 트리거링 이벤트가 검출된다. STBC 생성 트리거링 이벤트는, 예를 들어 요구된 QoS(Quality of Service)와 같이 주어진 응용(데이터, 멀티미디어)에 대한 시스템 수준의 요구 사항/사양과 관련된 이벤트와 같이 새롭거나 개선된 STBC의 생성을 요구하는 임의의 유형의 이벤트일 수 있으며, 전송 신뢰도 또는 인가된 복잡성에 따라 결정된다.

STBC 생성 트리거링 이벤트에 응답하여, 초기화 파라미터 세트가 단계(501)에서 검색된다.

초기화 파라미터들은 적어도 하나 이상의 직교 제약들 및/또는 하나 이상의 STBC 타겟 파라미터들을 포함할 수 있다: 초기화 파라미터 세트는 다음과 같은 타겟 STBC 파라미터들을 더 포함할 수 있다:

- ML 디코딩 하에서 타겟 복잡도 Cth, 및/또는

- 타겟 다양성 차수 d 및/또는

- 타겟 코딩 레이트 r 및/또는

- 송신 및/또는 수신 안테나들의 개수, 및/또는

- 복잡도가 낮은 ML 디코딩 가능 클래스 코드의 주어진 패밀리.

상기 초기화 파라미터의 세트는 또한 상기 STBC와 연관될 가중치 행렬들의 개수 2k를 포함할 수 있다. 가중치 행렬의 수는 인코딩된 심볼들의 수 또는 코딩률에 의해 결정될 수 있다.

일 실시예에서, 직교성 제약은 등가 채널 행렬 Heq에서 적어도 한 쌍의 열 벡터의 상호 직교성과 관련된 제약을 포함할 수 있다. 특히, 직교성 제약은 인덱스(i 및 j)에 의해 식별되는 등가 채널 행렬 Heq의 열 벡터(i 번째 및 j 번째 열 벡터)의 쌍{hi^eq, hj^eq}을 지정할 수 있다.

직교성 제약 조건이 직교해야 할(즉, ＜hi^eq, hj^eq ＞=0 이면) 등가 채널 행렬 Heq의 열 벡터(hi^eq, hj^eq)의 한 세트의 쌍{hi^eq, hj^eq}의 지정을 포함하면, 여기서 i는 i 번째 열을 지정하고 j는 등가 채널 행렬 Heq의 j 번째 열을 지정하고(단계 502), k개의 독립적인 복소 심볼 및 2k개의 가중치 행렬 Al(T가 STBC의 길이를 표시할 때, 각 가중치 행렬 Al은 nt 행 및 T 열을 포함)이 생성되어, 각 등가 채널 행렬의 열 벡터의 각 쌍{hi^eq, hj^eq}에 대해(단계 503), 가중치 행렬 Ai의 성분

및 가중치 행렬 Aj의 성분

은, 조건(22) 및/또는 (23)에 따른 성분-별 상호 직교 조건을 충족시키도록 결정되며(즉,

또는

에 대한 개별 추적 형태가 0이 됨), 여기서 i 및 j는 직교해야 할(단계 504) 등가 채널 행렬 Heq의 특정화된 타켓 쌍{hi^eq, hj^eq}의 두 열을 지정한다. 성분-별 상호 직교 가중 행렬을 결정하는 이 단계는 서로 다른 타겟 지정된 쌍{hi^eq, hj^eq}에 대해 반복한다(단계 505).

지정된 모든 타겟 쌍이 처리되었다고 결정되면(505), 아직 생성되지 않은 나머지 가중치 행렬 Ak(따라서, 직교 제약에서 특정된 바와 같이 타겟 직교 쌍{hi^eq, hj^eq}에 포함된 등가 채널 행렬(Heq)의 열의 인덱스와 상이한 k에 대해)는 임의적으로 또는 추가 제약 및/또는 이전에 생성된 가중치 행렬들을 고려한 충진 방법에 따라 또는 임의적으로 결정될 수 있다.

단계(506)에서, 생성된 가중치 행렬들로 구성된 STBC 코드가 출력되어, 예를 들어, 변조된 심볼들을 인코딩한다. 따라서, 이와 같이 생성된 STBC는 미리 정의된 타겟 파라미터를 만족시키고 등가 채널 행렬의 특정 타겟 쌍이 직교하도록 보장한다.

대안적으로, 등가 채널 행렬 Heq (단계 508)에서 타겟 직교 열 벡터 쌍들의 수 N을 지정하는 직교 제약을 위해, 등가 채널 행렬 Heq의 제1 쌍의 열 벡터들이 단계(509)에서 선택될 수 있고(임의로 또는 사전 정의된 선택 방법에 따라), 선택된 쌍은 단계(504)와 유사하게 단계(510)에 따라 처리된다(가중 행렬 Ai의 성분

및 가중 행렬 Aj의 성분

은 조건(22) 및/또는 (23)에 따라 성분-별 상호 직교 조건을 만족시키도록 결정된다). 이어서, 선택 단계(509)가 등가 채널 행렬 Heq의 다음 쌍을 선택하기 위해 반복되고 단계(510)가 새롭게 선택된 쌍에 대해 반복된다. 타겟 숫자 N에 대응하는 다수의 쌍이 처리될 때까지 동일한 프로세스가 반복된다(511).

단계(506)와 유사하게, 단계(512)에서, 아직 생성되지 않은 나머지 가중치 행렬(Ak)(따라서, 단계(509)에서 선택된 쌍{hi^eq, hj^eq}에 포함되는 등가 채널 행렬 Heq의 열의 인덱스와 다른 k에 대해)이 결정될 수 있다.

단계(513)에서, 상기 생성된 가중치 행렬들로 구성된 STBC 코드를 예를 들어 STBC 인코더로 출력한다. 따라서, 이와 같이 생성된 STBC는 미리 정의된 타겟 파라미터를 만족시키고 등가 채널 행렬의 열 쌍의 최소수 N이 직교하도록 보장한다.

다른 실시예에 따르면, 직교성 제약 조건은 상부 삼각 행렬 R의 타겟 제로-값 성분 구성을 포함할 수 있다. 또한, STBC 초기화 파라미터는 심볼의 독립 그룹에 대해 디코딩이 수행될 수 있도록 코드 군의 지정을 포함할 수 있다.

도 6은 직교성 제약이 상부 삼각 행렬(R)의 타겟 제로-값 성분 구성을 포함하는 실시예에 따른 STBC 생성 방법을 도시하는 흐름도이다. 상부 삼각 행렬(R)의 타겟 제로-값 성분 구성은:

- 상부 삼각 행렬 R의 제로-값 성분의 최소 구성수; 및/또는

- N 쌍(i, j)에 대해 {R_ij}로 표시되는 삼각 행렬 R의 제로-값 성분 위치의 한 세트. 여기서 i는 행을 지정하고 j는 제로-값이 필요한 R 행렬의 항목 R_ij의 열이다.

단계(600)에서, STBC 발생 트리거링 이벤트가 검출된다.

STBC 발생 트리거링 이벤트의 검출에 응답하여, 초기화 파라미터의 한 세트가 단계(701)에서 검색된다. 초기화 파라미터는 R 행렬의 제로-값 위치와 관련된 적어도 하나 이상의 직교성 제약 조건(특정 위치 또는 위치의 수)을 포함한다.

상기 초기화 파라미터들의 세트는 또한 ML 디코딩 하에서의 타겟 복잡도, 및/또는 타겟 다이버시티 차수, 및/또는 타겟 코딩률과 같은 타겟 STBC 파라미터들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 초기화 파라미터 세트는 STBC 타겟 파라미터를 제공하는 주어진 코드 군(고속-디코딩 가능 코드, 다중-그룹 디코딩 가능 코드 등)의 명세를 포함할 수 있다. 도 6의 다음 설명은 특정 코드 그룹을 포함하는 초기화 파라미터를 참조하여 이루어질 것이다. 따라서, 생성된 STBC는 수신기에서 심볼 그룹에 의해 디코딩될 수 있도록 지정된 패밀리에 속할 것이다.

또한, 초기화 파라미터 세트는 STBC 코드와 관련된 미리 정의된 또는 미리 결정된 수의 가중치 행렬을 포함할 수 있다(예를 들어, 풀 레이트 코드의 경우 ntT 행렬이 있다).

직교성 제약 조건이 제로-값(즉, R_ij=0)과 연관될 상위 삼각 행렬의 위치 집합 {R_ij}의 지정을 포함하는 경우, 즉 i는 i번째 행을 지정하고 j는 등가 상부 삼각 행렬 R의 j 번째 행을 지정하고(602 단계), k개의 독립적인 복소 심볼과 2k개의 가중치 행렬들 Al을 포함하는 STBC(각 가중치 행렬 Al은 nt개의 행들과 T개의 열들로 구성되며, 여기서 T는 STBC의 길이를 나타냄)가 생성되어, 행렬 R의 각 타겟 제로-값 위치 R_ij에 대해(단계 603), 조건(22) 또는 (23)에 따른 성분-별 상호 직교 조건(즉,

또는

에 대한 개별 추적 형식이 0과 같아짐)을 만족시키기 위해 상기 가중치 행렬 Ai의 성분

및 상기 가중치 행렬 Aj의 성분

을 결정한다. 여기서 i와 j는 삼각 행렬 R의 지정된 위치 R_ij와 연관된 행과 열을 지정한다(단계 604). 성분-별 상호 직교 가중치 행렬을 결정하는 이 단계는 서로 지정된 제로-값 위치 R_ij에 대해 반복된다(605).

모든 지정된 타겟 제로-값 위치(R_ij)가 처리되었다고 결정되면(605), 아직 생성되지 않은 나머지 가중치 행렬 Ak(따라서, 직교 제약에 구체화된 바와 같이 타겟 제로-값 위치 R_ij와 연관된 행 및 열과 상이한 k에 대해)는 임의적으로 또는 추가 제약들 및/또는 이전에 생성된 가중치 행렬들을 고려한 충진 방법에 따라 결정될 수 있다.

단계(606)에서, 생성된 가중치 행렬들로 구성된 STBC 코드가 출력되어, 예를 들어, 변조된 심볼들을 인코딩한다. 따라서, 생성된 STBC는 미리 정의된 타겟 파라미터를 만족시키고, 행렬 R의 특정 위치 R_ij가 제로-값과 관련됨을 보장한다.

대안으로, 삼각 행렬 R(608)에서 최소값 N의 직교성 제약이 지정된다면, 삼각 행렬 R의 제1 위치 R_ij는 단계(609)에서(임의로 또는 사전 정의된 선택 방법에 따라) 선택될 수 있으며, 선택된 쌍은 단계(604)와 유사하게 단계(610)에 따라 처리될 수 있다(즉, 가중 행렬 Ai 의 성분

및 가중 행렬 A_j의 성분

은 조건(22) 및/또는 (23)에 따라 성분-별 상호 직교성 조건을 만족시키도록 결정됨). 선택 단계(609)는 삼각 행렬(R)의 다음 위치를 선택하기 위해 반복되고 단계(610)는 새롭게 선택된 위치에 대해 반복된다. 타겟 숫자 N에 대응하는 삼각 행렬 R의 다수의 위치가 처리될 때까지 동일한 프로세스가 반복된다(611).

단계(606)와 유사하게, 아직 생성되지 않은 나머지 가중치 행렬들(A_k)이 결정될 수 있다.

단계(613)에서 상기 생성된 가중치 행렬들과 연관된 STBC 코드가 출력된다(예를 들어, STBC 부호기로). 이렇게 생성된 STBC는 삼각 행렬 R이 최소수의 제로-값 위치를 포함을 보장한다.

따라서, STBC 생성 방법은 R 행렬의 제로 구성을 정확하게 구성할 수 있게 한다. 예를 들어, R 행렬에서 제로 블록 패턴을 얻기 위해 STBC 코드를 생성하는 것이 가능하다.

도 7은 순차적인 실시예에 따른 STBC 생성 방법을 나타낸 흐름도이다. 순차적인 실시예에 따르면, 가중치 행렬은 R 행렬의 타겟 제로 구성을 충족시키도록 재귀적으로 2x2 또는 그룹별로 구축될 수 있다. 이러한 응용에 국한되지 않더라도, 순차적인 실시예는 고속 그룹 및 고속-그룹 디코딩 가능 그룹과 같은 원하는 코드 그룹의 패밀리에 속하는 STBC를 구성하는데 특히 적합하다.

순차적인 실시예에 따른 STBC 생성 방법은 등가 행렬 채널(지정된 쌍 또는 최소 수의 직교 쌍)의 열 벡터의 쌍의 직교에 관련된 조건으로 표현되거나, 삼각 행렬 R의 타겟 제로-값 성분 구성으로 표현된 임의의 특정 직교 제약(지정된 위치 또는 0 위치의 최소 수)에 적용될 수 있다.

도 7의 다음의 설명은 예시적인 목적만을 위해 상부 삼각 행렬(R)의 타겟 제로-값 성분 구성들의 세트의 형태로 수신된 직교성 제약들(삼각 행렬 R 내의 제로-값 성분 위치들의 세트, 여기서 i는 행을 나타내고, j는 제로-값이 요구되는 {R_ij}에 주의하여 R 행렬에서의 엔트리 R_ij의 열임)을 참조하여 이루어진다.

단계(700)에서, STBC 발생 트리거링 이벤트가 검출된다.

STBC 발생 트리거링 이벤트의 검출에 응답하여, 초기화 파라미터 세트가 단계(701)에서 검색된다. 초기화 파라미터는 R 행렬의 제로-값 위치와 관련된 적어도 하나 이상의 직교 제약 조건(지정된 위치 또는 위치의 수)을 포함한다.

상기 초기화 파라미터들의 세트는 또한 ML 디코딩 하에서의 타겟 복잡도 및/또는 타겟 다이버시티 차수 및/또는 타겟 코딩률과 같은 타겟 STBC 파라미터들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 초기화 파라미터 세트는 STBC 타겟 파라미터를 제공하는 주어진 코드 군(고속-디코딩 가능 코드, 다중-그룹 디코딩 가능 코드 등)의 명세를 포함할 수 있다. 도 7의 다음의 설명은 특정 코드 그룹을 포함하는 초기화 파라미터를 참조하여 이루어진다. 따라서, 생성된 STBC는 저 복잡성 ML 디코딩 가능 코드의 특정 패밀리에 속할 것이다. 따라서, 수신기에서, 디코딩은 심볼들의 그룹에 의해 이루어질 수 있다.

또한, 초기화 파라미터 세트는 STBC 코드와 관련된 미리 정의된 또는 미리 결정된 수의 가중치 행렬을 포함할 수 있다(예를 들어, 풀 레이트 코드의 경우 ntT 행렬이 있다).

단계(702)에서, 가중치 행렬의 파티션 Γ1, ... Γg가 미리 정의된다(그룹을 분리하고, 각각의 그룹은 가중치 행렬들의 세트를 포함한다). 파티션은 지정된 복잡성이 낮은 ML 디코딩 가능 코드 집합을 기반으로 초기화될 수 있다. 파티션은 초기화 매개 변수에 지정된 타겟 행렬 수를 고려하여 추가로 초기화된다. 특히, 파티션에 포함된 가중치 행렬의 총수는 초기화 파라미터에 지정된 가중치 행렬의 타겟 수와 동일할 수 있다. 각 가중치 행렬은 초기화됨에 따라 비어 있거나 사전 선택된 시작 값으로 채워질 수 있다.

단계(703)에서, 파티션 Γn이 선택된다. 각각의 선택된 파티션 Γn은 제1 선택된 파티션을 제외하고, 단계(705)에서 이전에 생성된 파티션들로부터 초기화될 수 있다.

제1 선택된 파티션은 단계(704)에서 또는 임의로 선택된 시작 값으로 임의로 채워질 수 있다.

단계(708)에서, 선택된 분할 Γn의 가중 행렬들의 성분들은, 단계(604)와 유사하게, 삼각 행렬 R에서의 각 타겟 제로 위치 R_ij에 대한 성분-별 상호 직교 기준을 충족시키도록 수정되는데(단계 706), 다음의 조건이 성립되면:

- 가중치 행렬 Ai 및 Aj 중 적어도 하나는 구획 Γn에 속하고,

- 다른 가중치 행렬(Ai 또는 Aj)은 구획 Γn 또는 이전에 생성된 구획 중 하나에 속한다.

단계(709)에서, 나머지 파티션 Ak가 채워진다(타겟 위치 R_ij의 i 및 j 인덱스와 상이한 k로). 대안적으로, 단계(702)에서 파티션의 초기화가 파티션의 채우기 시작을 포함하면, 단계(709)는 제거될 수 있다.

단계(708)및 (709)는 현재 선택된 파티션 Γn에 대해 서로 지정된 제로-값 위치 R_ij(710)에 대해 반복된다.

모든 지정된 타겟 제로-값 위치(R_ij)가 처리되었다고 결정되면(605), 아직 생성되지 않은(k와 관련되는) 선택된 파티션 Γn의 나머지 가중치 행렬 Ak(직교 제약에서 특정된 타겟 제로-값 위치(R_ij)와 관련된 열과 행과는 다른 K로)은 단계(711)에서 결정되거나, 임으로 또는 이전에 생성된 파티션이나 현재 선택된 파티션 Γn의 이전에 생성된 가중치 행렬 및/또는 부가적인 제약을 고려하여 충진 방법에 따라 결정될 수 있다.

순차 접근 방식에 따른 STBC 생성 방법은 기존 코드로부터 타겟 제약 조건을 충족시키는 개선된 STBC를 생성하기 위해 대안적으로 적용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 원 STBC 코드는 단계(701) 및 단계(702)에서 수신되고, STBC가 코드 군(멀티 그룹, 고속 디코딩 가능, 고속 그룹 디코딩 가능, 블록 직교 코드들)에 속하면, STBC와 연관된 파티션으로부터 파티션이 초기화된다. 나머지 파티션들이 원래의 STBC의 데이터로 채워지거나 원래의 STBC의 데이터로 미리 채워진 나머지 파티션들을 업데이트함으로써 대체됨에 따라 단계(709)가 제거될 수 있다.

모든 파티션이 생성되지 않았다면(단계 712), 다음 파티션 Γn이 선택되고(단계 703), 삼각 행렬 R의 각 타겟 제로 위치 R_ij에 대한 컴포넌트 방식의 상호 직교 기준을 만족시키기 위하여 이전에 생성된 파티션으로부터 결정된다.

단계들(703 내지 712)은 모든 파티션들이 생성될 때까지 생성될(단계(703)에서 선택된) Γ1, ..., Γk 사이의 각 파티션에 대해 반복적으로 반복된다. 그러면 생성된 파티션들에 대응하는 STBC 코드가 출력된다. 타겟 행렬을 충족시키는 파티션을 제공하면서 R 행렬이 타겟 제로 구성(타겟 제로-값 위치 R_ij 또는 최소 숫자 0을 갖도록 한다.

이하에서 대수적 실시예로 지칭되는 다른 실시예에 따르면, STBC 코드는 초기 파라미터들로부터 생성될 수 있고, 주기 대수(Cyclic Division Algebra)와 같은 선택된 대수를 사용하여 생성될 수 있다.

도 8은 대수적인 실시예에 따른 STBC 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.

대수적 실시예에 따르면, 가중치 행렬은 대수를 기초로 하여 대수를 구성하는 데 사용되는 대수적 수 Q(θ)의 적분 기초의 행렬 표현으로 표현될 수 있다. 따라서, 시공간 코드워드 행렬 X는 대수적 기초의 함수로서 기록될 수 있다.

B_A를 대수 기초로, 적분 기초의 요소를 나타내는 vi로 대수를 구성하기 위해 사용되는 대수 숫자 필드의 적분 기초가

인 것을 인식하면, 가중치 행렬 Al은 요소 νi 및 대수적 기초 B_A 의 함수로서, 적분 기초의 함수로서 기록될 수 있다. 구체적으로, 가중 행렬 Al은 대수 기초에서 원소

의 함수로서 기록될 수 있다. 어떤 응용에서,

및

은 요소

의 함수이다. 도 8 및 9의 다음의 설명에서, 가중치 행렬 Al에 대응하는 대수 숫자 필드 Q(θ)의 적분 기초의 요소는 v1로 표시될 것이며, l'은 적분 기초의 요소의 지수 가중치 행렬(Al)의 인덱스에 대응하는 값이다.

대수적인 실시예에 따른 STBC 생성 방법은 등가 행렬 채널(지정된 쌍 또는 최소 수의 직교 쌍)의 열 벡터들의 쌍들의 직교성에 관련된 조건이나 또는 상부 삼각 행렬 R의 타겟 제로-값 성분 구성(특정 위치 또는 최소 제로 위치)과 관련된 조건을 포함하는 임의의 특정된 직교성 제약에 대한 STBC를 생성하는데 적용될 수 있다. 도 8의 다음의 설명은 예시적인 목적만을 위한 상부 삼각 행렬 R의 타겟 제로-값 성분 구성과 관련한 직교 제약을 참조하여 이루어질 것이다(위치{R_ij}의 세트, i는 행을 지정하고 j는 제로-값이 요구되는 R 행렬에서의 엔트리 R_ij의 열을 지정하거나, 또는 R 행렬에서의 제로-값 위치의 최소 개수를 나타낸다).

단계(800)에서, STBC 생성 트리거링 이벤트가 검출된다.

STBC 생성 트리거링 이벤트의 검출에 응답하여, 타겟 제로-값 성분 구성 {R_ij}의 세트를 포함하는 초기화 파라미터 세트가 단계(801)에서 검색된다(도 7의 단계(701)와 유사하게). 초기화 파라미터는 R 행렬의 제로-값 위치(지정된 위치 또는 위치의 수)와 관련된 적어도 하나 이상의 직교성 제약을 포함할 수 있다. 초기화 파라미터 세트는 또한 타겟 STBC 파라미터(ML 디코딩 하에서의 타겟 복잡성 및/또는 타겟 다이버시티 차수 및/또는 타겟 코딩률 및/또는 타겟 코드 패밀리 및/또는 가중치 행렬의 수)를 포함할 수 있다. 단계(801)는 기본 필드의 선택을 더 포함한다.

직교성 제한 조건이 제로-값(즉, R_ij=0)과 연관될 상위 삼각 행렬의 위치 집합 {R_ij}을 포함하면, 여기서 i는 i 번째 행을 지정하고 j는 등가 상부 삼각 행렬 R의 j번째 열을 지정하며(단계 802), STBC는 k개의 독립적인 복소 심볼들 및 2k개의 가중치 행렬들 Al(각 가중치 행렬 Al은, T가 STBC의 길이를 나타낼 때, nt개의 행들 및 T개의 열들을 포함함)을 포함하며, 상기 가중 행렬들은, 대수적 기초에서, 대수를 구성하는 데 사용된 대수 숫자 필드 Q(θ)의 적분 기초 요소의 행렬 표현에 의해 표시되어, 각 타겟 제로 위치(R_ij)(단계 401)에 대해, Ai와 Aj에 각각 상응하는 대수 숫자 필드 Q(θ)의 적분 기초의 요소

및

는 성분-별 상호 직교성 기준을 만족하여, 식(22) 및 (23)에 따라 즉 0과 동일한

및/또는

에 대한 개별 추적 형태를 만족시킨다(단계 804). 성분-별 상호 직교를 적용하여 가중치 행렬을 결정하는 이 단계는 서로 지정된 제로-값 위치 R_ij에 대해 반복된다(605).

모든 지정된 타겟 제로-값 위치(R_ij)가 처리되었다고 결정되면(805), 아직 생성되지 않은 나머지 가중치 행렬 Ak는 (따라서, 직교 제약에서 특정된 바와 같은 타겟 제로-값 위치 R_ij와 연관된 행 및 열과 상이한 k에 대해) 임의적으로 또는 추가 제약들 및/또는 이전에 생성된 가중치 행렬들을 고려한 충진 방법에 따라 결정될 수 있다.

단계(806)에서, 생성된 가중치 행렬들로 구성된 STBC 코드가 출력되어, 예를 들어, 변조된 심볼들을 인코딩한다. 따라서, 생성된 STBC는 미리 정의된 타겟 파라미터를 만족시키고, 행렬 R의 특정 위치 R_ij가 제로-값과 관련됨을 보장한다.

대안으로, 직교성 제약이 삼각 행렬 R에서 제로-값 위치의 최소수 N을 구체화하면(808), 단계(809)에서 삼각 행렬 R의 제1 위치 R_ij가 선택될 수 있고(임의적으로 또는 미리 정의된 선택 방법에 따라), 선택된 쌍은 단계(804)와 유사하게 단계(810)에 따라 처리될 수 있다(즉, 대수 숫자 필드 Q(θ)의 적분 기초의 대응하는 요소

및

가 성분-별 상호 직교 기준을 충족시키도록 결정되며, 여기서

및/또는

의 개별 추적 형태는 제로와 같다). 삼각 행렬 R의 다음 위치를 선택하기 위해 선택 단계(809)가 반복되며, 단계(810)는 새로운 선택된 위치에 대해서 반복된다. 타겟 수 N에 대응하는 삼각 행렬 R의 위치 수가 처리될 때까지 이 동일한 처리는 반복된다(811).

단계(806)와 마찬가지로, 아직 생성되지 않은 가중치 행렬 Ak를 나타내는 대수 숫자 필드 Q(θ)의 적분 기초의 나머지 요소

가 결정될 수 있다.

단계(813)에서 상기 대수 숫자 필드 Q(θ)의 적분 기초의 원소 νk에 의해 표현되는 가중치 행렬들과 연관된 STBC가(예를 들어 STBC 인코더로) 출력된다. 이렇게 생성된 STBC는 삼각 행렬 R이 최소 수의 제로-값 위치를 포함함을 보장한다.

또 다른 실시예(하이브리드 실시예)에서, 순차적 및 대수 접근법이 조합되어 순차적 접근법을 사용하여 적어도 하나의 파티션의 가중치 행렬(대수 표현에서)이 구성되고 적어도 하나의 파티션의 가중치 행렬이 대수적으로 만들어졌다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 STBC 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

단계들(900 내지 913)은 도 7의 단계들(700 내지 713)과 실질적으로 유사하지만, 단계(909)에서 가중치 행렬들의 성분들을 결정하기 위해 성분-별 상호 기준을 적용하는 대신에(도 7의 단계 709), 도 8의 단계(804)와 유사하게 대수를 구성하기 위해 사용된 대수 숫자 필드(Q(θ))의 적분 기초의, Ai 및 Aj에 각각 대응하는, 요소

,

에 기준이 적용된다. 또한, 단계(912)는 단계(712)와 달라서 현재 파티션의 나머지 가중치 행렬 Ak를 결정하는 대신에, 단계(912)는 현재 파티션(가중치 행렬의 성분을 결정하기 위해 성분-별 상호 기준 적용의 결과로서 아직 생성되지 않음)에 대해 대수를 구성하기 위해 사용된 대수 숫자 필드 Q(θ)의 적분 기초의 나머지 요소 νk '를 결정하는 것을 포함한다.

따라서, STBC 생성 방법은 R 행렬의 제로 구성을 정확하게 구성할 수 있게 한다. 예를 들어, R 행렬에서 제로 블록 패턴을 얻기 위해 STBC 코드를 생성하는 것이 가능하다. 행렬 R의 제로 엔트리는 관련 순차 디코딩 분기에서 더 빠른 메트릭 계산을 유도하여 ML 솔루션을 반환하기 위한 계산 복잡성을 낮춘다. 따라서, 본 발명은 상부 삼각 행렬의 제로 구성을 제어함으로써 계산 복잡도를 최적화할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 이점은 에러 전파의 최소화라는 의미에서 복잡성 감소 및 보다 우수한 성능을 보장하는 코드를 생성하는 것이다.

등가 채널 행렬의 QR 분해로부터 획득된 행렬 R의 제로 구조는 복잡성이 감소된 디코딩을 수행하기 위해 이와 같이 이용될 수 있다.

이러한 적용에 제한되지 않더라도, 본 발명은 특히 행렬 R의 분할에 의한 디코딩을 차단하는데 적합하다.

특정 실시예에 따라 생성된 선형 STBC의 고속 구 디코딩 복잡도는 가중치 행렬 및 이들의 순서화에만 의존하고 채널 행렬 또는 수신 안테나의 수에는 의존하지 않는다는 것이 관찰되었다.

성분-별 상호 직교성 기준에 기초한 코드 생성 방법의 적용은 등가 채널 행렬에서 직각이 될 수 있는 최대 보장된 열의 수를 제공한다. 이는 예시적인 퍼펙트 코드들에 대한 성분-별 상호 직교성 기준 및 코딩된 MIMO 시스템에 대응하는 행렬 R의 결과적인 구조에 의해 입증될 수 있다.

퍼펙트 코드는 전체 다이버시티, 최대 속도 및 nt=nr=T 및

인 비 소멸 결정 인자를 갖는 순환 분할 대수를 사용하여 작성된 코드를 나타낸다. 코드북 구성은 기본 필드의 선택으로 시작된다.

F=Q(i)가 기초 B_F =(1, i)를 가지며 with

and

일 때 임의의

,

에 대해 τ를 삽입하는 차원 2의 숫자 필드가 되게 하면:

τ가 λ의 복소 공액과 일치할 때 τ(λ)=λ0-λ1이 된다.

QAM 정보 심볼에 대해, 베이스 필드 F=Q(i)가 고려될 수 있다. 또한, Q의 확장은 적분 기초로

를 가지며 σ(θ)=θ가 되도록 σ를 삽입하는 차수 nt의 수 필드 Q(θ)가 고려된다.

대응하는 생성자 행렬

는 다음에 따라 기초 BI를 삽입으로써 얻어질 수 있다:

후속 단계에서 K=Q(i, θ)는 F와 Q(θ)의 합성물로 정의된다. K는 차수 nt의 F의 갈루아 확장을 나타낸다.

삽입은 생성기 σ의 갈루아 그룹 Gal(K/F)을 정의한다. 따라서, 모든 k=1, ..., nt-1에 대해,

이다. 이러한 요소를 사용하여 차수 nt의 상응하는 주기 분할 대수 A=(K/F, σ, k)는 다음과 같이 정의된다:

A=1.K

e.K

...

e^{nt - 1}.K

여기서 모든 x∈K에 대해 비-교환 속성 x.E=e.σ(x)이 충족되고

이며 γ는 노름(norm)이 아닌 것이 되도록 e∈A를 갖는다. 주기 분할 대수를 사용하여 제작된 시공간 코드북은 기본 대수 A의 유한 서브세트로 구성되므로 코드워드는 다음과 같은 형식으로 작성할 수 있다:

여기서, si는 i를 가지며,

는 QAM 배열에서 묘사된

정보 심볼을 나타낸다.

는 대수의 기초가 되며, 코드워드는 다음과 같은 형식으로 쓰여질 수 있다:

k=1, ..., (nt-1)을 가지는 요소 xk는 nt²개의 정보 심볼로 구성된 차원 nt의 열 벡터를 나타내며 diag(u)는 대각 벡터 u를 갖는 대각 행렬이다. 완벽한 코드는 선형 LD 코드이므로 LD 표현을 허용한다.

그런 다음 가중치 행렬은 다음에 따라 기초

와 기초 B_A의 함수로 쓰여질 수 있다:

k=1, ..., (nt-1) 및 j=1, ..., nt에 대해, 그리고 여기서

퍼펙트 코드에 대한 가중치 행렬은 nt개의 분리된 그룹

으로 구획되는 것을 주의해야 한다. 각 그룹은 2nt개의 가중치 행렬을 포함할 수 있다. 가중치 행렬

다음과 같은 관계에 의해 Γ0 그룹에서 행렬

에 관계된다:

nt²개의 독립적인 복소 정보 심볼을 포함하는 완벽한 STBC에 대하여, l=1, …, 2nt일 때 2

의 가중치 행렬 Al은 k=0, …, (nt-1)을 가지는 nt그룹에 속하며, 다음과 같이 nt 그룹 Γk, k=0, ..., (nt-1)에 속하는 Au와 Av에 대하여, 그리고 u≠v에 대하여 다음의 관계식을 충족시키는 것으로 나타났다:

만약 (u+v) mod 2=1이라면, <

>=0이다.

골든 코드는 이제 nt=nr=T=2로 간주된다.

골든 코드는 2개의 송신 및 2개의 수신 안테나를 사용하고 2개의 시간 슬롯(T=2)에 걸쳐 4개의 복소 QAM 심볼을 인코딩하여 최대 레이트 및 최대 다이버시티를 달성한다. 이 경우에 대한 코드북은 기초 필드 F=Q(i)를 사용하여 구성되며 K=Q(θ)는 차수 2인 Q(i)의 확장이다. K/Q(i)의 갈루아 그룹의 생성기는 σ이며 다음과 같다:

,

α=1+i-iθ인 적분 기초 BI=(ν1, ν2)=(α, αθ)이고 생성기 행렬은

에 의해 주어진다.

골든코드 코드워드 행렬은 다음과 같은 형식을 가진다:

또한,

,

및 i=1, ..., 4인 si는 2q-QAM 배열로부터 취해진 송신 심볼이다. 골든 코드의 경우, LD 행렬 Γ0 및 Γ1에 대해 2개의 그룹이 있으며, 각 그룹에는 다음과 같은 4개의 행렬이 있다:

성분-별 상호 직교 조건(22) 및 (23)을 예시적인 골든 코드에 적용하면, 이것은 그룹 Γ_0을 제공한다:

성분-별 상호 직교 조건(22) 및 (23)을 예시적인 골든 코드에 적용하면, 이것은 그룹 Γ1을 제공한다:

만족한 특성이 주어지면, 행렬 R의 다음과 같은 제로 엔트리가 얻어진다:

R: R_ 12=R_14=R_23=R_34=R_56=R_58=R_67=R_78= 0

R 행렬의 구조는 도 10에 도시되며, 이는 nt= nr2=T=2인 이 예시적인 골든 코드에 대응하는 상부 삼각 행렬 R을 나타낸다. 흰색 엔트리는 0으로 값이 지정된 구성 요소를 나타내고 회색 엔트리는 0이 아닌 값으로 표시된 구성 요소를 나타낸다.

퍼펙트 코드의 또 다른 예는 nt=nr=T=4 인(nt² 독립적인 복소 정보 심볼)로 간주된다. nt=nr=T=4인 4차원 퍼펙트 코드의 경우 시스템은 4개의 송신 및 4개의 수신 안테나를 사용하고 4개의 채널 사용(T=2)에 걸쳐 16개의 복소 QAM 심볼을 인코딩한다. 이 경우에 대한 코드북은

인 기본 필드 F=Q(i)와 K=Q(i, θ)를 사용하여 구성되고 여기서

는 단일화의 15 번째 근원이다. 이 경우 α=1이다. K/Q(i)의 갈루아 그룹의 생성기는 다음과 같은 σ이다:

적분 기초 BI=(ν1,ν2,ν3,ν4)는 다음과 같다:

생성기 행렬은 다음과 같이 주어진다:

4 * 4 퍼펙트 코드의 코드워드 행렬은 다음과 같은 형식을 가진다:

여기서 심볼 벡터는 다음과 같이 주어진다:

x1 = [s1, s2, s3, s4]^t

x2 = [s5, s6, s7, s8]^t

x3 = [s9, s10, s11, s12]^t

x4 = [s13, s14, s15, s16]^t

또한

4×4 퍼펙트 코드의 경우 LD 행렬 Γ0, Γ1, Γ2, Γ3에 대해 4개의 그룹이 있으며 각 그룹에는 8개의 행렬이 있다. 가중치 행렬의 표현식을 사용하면 행렬 R의 형식은 도 11과 같다(흰색 엔트리는 0을 나타내는 값을 나타내고 회색 엔트리는 0이 아닌 값을 나타낸다).

행렬 R의 제로 구조는 가중치 행렬 및 벡터

내의 복소 정보 심벌의 실수부 및 허수부 순서에 해당하는 행렬 G에서의 순서에 따라 결정된다는 점에 유의해야 한다. 이 순서를 변경하면 행렬 R의 0 항목의 수와 위치에 영향을 준다.

에 인가된

에서의 요소의 순서를 변경하는 것을 인가하는 순열 행렬 Ps를 고려하면, 마찬가지로

및

에 인가된 순열 행렬 Py를 고려하면, 순열 행렬은 직각이 되고 Ps=Py로 된다고 해석된다.

- 인트라-블록 순열에서, 즉, 순열 행렬 Ps가 k=1, ..., nt-1인 각 블록 Γk(파티션) 내에서 동일한 순열을 적용할 때, R 행렬에서 대응하는 제로 엔트리는 행과 열의 위치에서 순열을 받으나 행렬 R의 동일한 블록 안에 남아 있다. 이 유형의 순열은 블록 내부의 0 항목의 위치만 같은 방식으로 변경하지만 순열을 적용하지 않고 0의 수를 동일하게 유지한다. 골든 코드(nt=nr=T=2)에 대해 이러한 순열의 두 가지 예가 도 12 및 도 13에 묘사되어 있다. 도 12는 각 블록 Γk에 적용되는 동일한 순열에 대응하고 골든 코드에 대한 고속 구 디코드 가능성 형태를 얻을 수 있게 한다. 도 13은 각 블록에 적용되는 상이한 순열에 대응한다.

- 블록 간 순열의 경우, 즉 k=1, ..., nt-1인 블록 Γk 사이에서 가중치 행렬의 순서를 순열 행렬 Ps가 변경하면, R 행렬의 해당 0 엔트리가 임의로 변경되며, 이미 0 엔트리만을 포함하고 있는 행렬 R의 하부와 일치할 수 있다. 이러한 유형의 순열은 순열없이 0의 최대 수를 유지하지 못할 수도 있고, k # k'와 같은 블록 Γk 및 Γk'에 대응하는 행렬 R의 상부 부분에서 제로 엔트리를 포착할 수도 있다. 블록 간 순열을 사용하여 얻어진 R 행렬의 일례가 도 14에 도시되어 있다(골든 코드(nt=nr=T=2)에 대하여).

상기 실시예들의 설명은 주로 송신기에서 구현되는 STBC 코드 생성 장치 및 방법과 관련하여 이루어졌지만, 본 발명의 다른 응용에서, 새로운 성분-별 상호 직교 기준은 송신 측에서 데이터 스트림을 인코드하는데 사용된 임의의 선형 시공간 블록 코드에 대해 수신기 측에서 구현될 수도 있다. 특히, 본 발명은 순차적 디코더를 포함하는 수신기에서 구현되는 복잡성 결정 장치 또는 방법에 적용될 수 있으며, 복잡성 결정 장치 또는 방법은 주어진 STBC 선형 코드의 요구되는 ML 디코딩 복잡성을 결정하기 위해 새로운 성분-별 상호 직교성 조건을 적용한다. 본 발명의 또 다른 응용에서, 송신기-수신기 시스템은 수신기에서 이용 가능한 계산 자원들의 함수로서 코딩 방식을 적응시키기 위해 새로운 성분-별 상호 직교 조건들을 구현할 수 있다.

본 발명에서 제공되는 방법은 범용 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 유형적으로 구성된 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예로는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 장치, 내부 하드 디스크 및 이동식 디스크와 같은 자기 매체, 광 자기 매체, 및 CD-ROM 디스크 및 DVD(digital versatile disk)와 같은 광학 매체가 포함된다.

적합한 프로세서는 예를 들어 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 종래 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 복수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로 프로세서, 제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuits), FPGA(Field Programmable Gate Arrays) 회로, 임의의 다른 유형의 집적 회로(IC) 및/또는 상태 머신과 같은 임의의 유형의 디바이스일 수 있다.

본 발명의 실시예가 다양한 예에 대한 설명에 의해 예시되었고, 이들 실시예가 상당히 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구 범위의 범위를 제한하거나 한정하는 것은 본 출원인의 의도는 아니다. 특히, 본 발명은 특정 유형의 트리 서치 기반 디코더에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명은 특정 실시예와 관련하여 언급된 초기화 파라미터 세트 또는 특정 유형의 STBC 생성 트리거링 이벤트에 제한되지 않는다. 또한, 대수적 또는 복합적 실시예에서, 본 발명은 상이한 유형의 대수에 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예가 단일 쌍의 송신기/수신기를 포함하는 무선 MIMO 시스템과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이러한 응용에 한정되지 않는다는 것을 알아야 한다. 본 발명은 채널 출력의 선형 표현을 특징으로 하는 임의의 선형 통신 시스템에서 동작하는 임의의 수신기 장치에 통합될 수 있다. 통신 시스템은 단일 또는 다중 안테나를 사용하는, 단일 또는 다중 사용자를 수용하는 유선, 무선 또는 광섬유 기반, 단일 또는 다중-캐리어 통신 기술일 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 무선 분산 MIMO 시스템에 구현된 수신기 장치에 통합될 수 있다. 분산형 MIMO는 예를 들어 3G, 4G, LTE 및 미래 5G 표준에 적용되는 셀룰러 통신에 사용될 수 있다. 애드혹 네트워크(예: 무선 센서 네트워크, 기계 간 통신, 사물의 인터넷 등)에 적용되는 협업 통신도 분산 MIMO 시스템의 예이다. 무선 네트워크에 부가하여, 본 발명은 편광 분할 멀티플렉싱 OFDM(PDM-OFDM) 시스템과 같은 광섬유 기반 통신 시스템에 구현되는 광 수신기 장치에 통합될 수 있다.

또한, 본 발명은 통신 장치에 제한되지 않고 오디오 크로스 오버 및 오디오 마스터 링과 같은 오디오 애플리케이션에 사용되는 유한 임펄스 응답(FIR)의 전자 필터와 같은 신호처리 장치에 통합될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들은 M차 FIR 필터의 출력 시퀀스가 주어질 때 입력 시퀀스의 추정을 결정하는데 사용될 수 있다.

다른 애플리케이션에서, 본 발명의 일부 실시예에 따른 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품은 IRNSS, Beidou, GLONASS, Galileo와 같은 GNSS(Global Navigation Satellite System)에서 실행될 수 있으며; GPS는 예를 들어 반송파 위상 측정을 사용하여 위치 결정 파라미터를 추정하기 위한 GPS 수신기를 적어도 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품은 저장, 처리 또는 통신 중에 데이터 또는 메시지를 암호화/해독하기 위한 암호 알고리즘에 사용되는 개인 비밀 값에 대한 추정을 결정하기 위한 암호화 시스템에서 구현될 수 있다. 격자 기반 암호화 응용 프로그램에서 데이터/메시지는 격자점 형식으로 암호화된다. 그러한 암호화된 데이터의 복호화는 본 발명의 일부 실시예에 따라 유리하게 수행될 수 있으며, 복잡성이 감소된 비밀 값의 성공적인 성공 확률을 가능하게 한다.

Claims (24)

1. 통신 시스템에서 전송 채널을 통해 전송될 한 세트의 독립 심볼을 포함하는 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)를 생성하는 방법으로서,
   상기 시공간 블록 코드는 한 세트의 선형 분산 행렬에 의해 선형 분산 형태로 표시되며, 각 선형 분산 행렬은 복소수 값을 갖는 성분을 포함하며,
   상기 방법은 상기 선형 분산 행렬의 선택된 한 쌍의 세트에 관련된 성분-별 조건에 따라 상기 선형 분산 행렬 중 적어도 일부를 생성하는 단계를 포함하고, 각각의 쌍은 제1 선형 분산 행렬 및 제2 선형 분산 행렬을 포함하며, 상기 성분-별 조건은 상기 제1 선형 분산 행렬의 성분들과 사기 제2 선형 분산 행렬의 성분들 간의 성분-별 조건을 포함하는, 시공간 블록 코드를 생성하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 성분-별 조건은 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 상기 제1 선형 분산 행렬의 성분과 상기 제2 선형 분산 행렬의 공액 복소수 사이의 곱의 실수 차원(real dimension) 중 적어도 하나에 의존하며, 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해 상기 곱의 상기 적어도 하나의 실수 치수가 널(null)이면 상기 성분-별 조건이 충족되는, 시공간 블록 코드를 생성하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 각각의 선형 분산 행렬은 행렬 요소로 표현되고, 상기 성분-별 조건은 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 상기 제1 선형 분산 행렬을 나타내는 상기 행렬 요소의 성분 및 상기 제2 선형 분산 행렬을 나타내는 상기 행렬 요소의 성분의 상기 공액 복소수의 곱의 실수 차원의 적어도 하나에 의존하며, 상기 성분-별 조건은 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해 상기 곱의 적어도 하나의 실수 치수가 널일 경우 충족시키는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 선형 분산 행렬들은, 주어진 대수에 기초하여, 행렬 표현들에 의해 표현되며, 상기 행렬 요소는 상기 코드를 구성하기 위해 사용된 숫자 필드(number field)의 적분 기초의 요소들에 대응하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전송 채널은 등가 채널 행렬에 의해 표현되고, 상기 방법은, 상기 등가 채널 행렬에 관련된 위치 인덱스의 한 쌍의 세트를 정의하는 적어도 하나의 제약조건에 응답하여, 시공간 블록 코드를 생성하는 단계를 포함하며,
   상기 시공간 블록 코드를 생성하는 단계는, 위치 인덱스의 각 쌍에 대해서,
   a. 한 쌍의 선형 분산 행렬을 선택하여 각 쌍의 2개의 선형 분산 행렬의 인덱스가 상기 위치 인덱스의 쌍 위치 인덱스에 대응하도록 하는 단계와,
   b. 선택된 쌍의 선형 분산 행렬이 상기 성분-별 조건을 충족시키도록 하는 상기 선택된 쌍의 선형 분산 행렬의 성분을 결정하는 단계를 포함하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 제약은 등가 채널 행렬의 열 벡터들의 직교 쌍의 한 세트에 관련된 직교성 제약을 포함하고, 각 쌍의 위치 인덱스는 상기 등가 채널 행렬의 상기 열 벡터들의 상기 쌍들 중 하나의 열 벡터들의 2개의 열 인덱스에 대응하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 제약은 상기 등가 채널의 열 벡터들의 최소 개수의 직교 쌍에 관련된 직교 제약을 포함하며, 상기 방법은 상기 등가 채널의 열 벡터들의 쌍의 수를 선택하는 단계를 포함하고, 위치 인덱스들의 각 쌍은 등가 채널 행렬의 상기 선택된 쌍의 열 벡터들 중 하나의 열 벡터의 2개의 열 인덱스에 대응하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 등가 채널 행렬은 상기 등가 채널 행렬의 QR 분해로부터 얻어진 상부 삼각 행렬 R과 관련되고, 상기 제약은 상기 상부 삼각 행렬 R의 적어도 하나의 목표 제로-값 위치와 관련된 직교 제약을 포함하고, 각각의 타겟 제로-값 위치는 행 인덱스 및 열 인덱스를 포함하는 한 쌍의 인덱스에 의해 정의되며, 각각의 쌍의 위치 인덱스는 상기 타겟 제로-값 위치의 하나의 인덱스 쌍에 대응하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
9. 제5항에 있어서, 상기 등가 채널 행렬은 상기 등가 채널 행렬의 QR 분해로부터 얻어진 상부 삼각 행렬 R과 관련되며, 상기 제약은 상기 상부 삼각 행렬 R의 타겟 제로-값 위치의 최소 수에 관련되는 직교 제약을 포함하고, 상기 방법은 적어도 상기 최소수와 동일한 다수의 타겟 제로-값 위치를 선택하는 단계를 포함하며, 각 타겟 제로-값 위치는 행 인덱스 및 열 인덱스를 포함하는 한 쌍의 인덱스에 의해 정의되고, 각 쌍의 위치 인덱스는 상기 목표 제로-값 위치 중 하나의 인덱스 쌍에 대응하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 한 항에 있어서, 상기 방법은 상기 선형 분산 행렬의 세트의 하나의 파티션을 적어도 2개의 분리된 그룹으로 초기화하는 단계를 포함하고, 상기 선형 분산 매트릭스의 적어도 일부를 생성하는 단계는 이전에 생성된 파티션을 기반으로 주어진 파티션의 상기 선형 분산을 반복적으로 생성하는 단계를 포함하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 파티션은 미리 정의된 코드 클래스에 의존하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 코드 클래스는 다중 그룹 디코딩 가능 코드 클래스, 고속 디코딩 가능 코드 클래스, 고속 그룹 디코딩 가능 코드 클래스, 블록 직교 코드 클래스 중 하나인, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 파티션들에 의해 그룹화된 한 세트의 선형 분산 행렬을 포함하는 초기 시공간 블록 코드를 미리 수신하는 단계를 포함하고, 상기 파티션들을 초기화하는 단계는 초기 시공간 블록 코드의 파티션으로부터 상기 파티션을 정의하는 단계를 포함하는, 시공간 블록 코드를 생성하는 방법.
14. 통신 시스템에서 전송 채널을 통해 전송될 독립적인 심볼의 세트를 포함하는 디지털 데이터 시퀀스를 인코딩하기 위한 시공간 블록 코드(STBC)로서,
    상기 시공간 블록 코드는 한 세트의 선형 분산 행렬을 선형 분산 형태로 표시하고, 각 선형 분산 행렬은 복소 값을 가지는 성분을 포함하며,
    상기 선형 분산 행렬은 성분-별 조건을 충족시키는 적어도 한 쌍의 선형 분산 행렬을 포함하고, 각 쌍은 제1 선형 분산 행렬 및 제2 선형 분산 행렬을 포함하며,
    상기 성분-별 조건은 상기 제1 선형 분산 행렬의 성분들과 상기 제2 선형 분산 행렬의 성분들 사이의 성분-별 조건을 포함하는, 시공간 블록 코드.
15. 제14항에 있어서, 상기 성분-별 조건은 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 상기 제1 선형 분산 행렬의 성분과 상기 제2 선형 분산 행렬의 성분의 공액 복소수 사이의 상기 곱의 실수 차원 중 적어도 하나에 의존하며, 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해 상기 곱의 적어도 하나의 실수의 치수가 널이면 상기 성분-별 조건이 충족되는, 시공간 블록 코드.
16. 제14항에 있어서, 각 선형 분산 행렬은 행렬 요소로 표현되고, 상기 성분-별 조건은, 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해, 상기 제1 선형 분산 행렬을 나타내는 행렬 요소의 성분과 상기 제2 선형 분산 행렬을 나타내는 상기 행렬 요소의 성분의 공액 복소수 사이의 곱의 적어도 하나의 실수에 의존하며, 상기 선형 분산 행렬의 각 열에 대해 상기 곱의 적어도 하나의 실수의 치수가 널이면 상기 성분-별 조건이 충족되는, 시공간 블록 코드.
17. 제16항에 있어서, 상기 선형 분산 행렬은, 주어진 대수에 기초하여, 행렬 표현으로 표현되고, 상기 행렬 요소는 상기 코드를 구성하는 데 사용된 숫자 필드의 적분 기초의 요소에 대응하는, 시공간 블록 코드.
18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전송 채널은 등가 채널 행렬로 표현되고, 상기 선형 분산 행렬의 각 쌍의 2개의 선형 분산 행렬의 인덱스는 상호 직교하는 상기 등가 채널 행렬의 2개의 열의 인덱스에 각각 대응하는 성분-별 조건을 충족시키는, 시공간 블록 코드.
19. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전송 채널은 등가 채널 행렬로 표현되고, 상기 등가 채널 행렬은 QR 분해에 따른 상부 삼각 행렬과 관련되고, 상기 성분-별 조건을 충족시키는 상기 선형 분산 행렬의 각 쌍의 2개의 선형 분산 행렬의 인덱스는 각각 제로-값과 관련된 상기 상부 삼각 행렬의 위치에 대응하는, 시공간 블록 코드.
20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전송 채널은 등가 채널 행렬로 표현되고, 상기 등가 채널 행렬은 QR 분해에 따른 상부 삼각 행렬과 관련되고, 상기 성분-별 조건을 충족시키는 상기 선형 분산 행렬의 쌍의 수는 제로-값과 관련된 의상기 상부 삼각 행렬의 위치 수에 대응하는, 시공간 블록 코드.
21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 시공간 블록 코드를 이용하여 통신 채널을 통해 전송할 데이터 스트림을 인코딩하는 장치.
22. 데이터 스트림을 인코딩하기 위한 제21항에 따른 장치를 포함하는, 인코딩된 데이터 스트림을 통신 채널을 통해 송신하기 위한 송신기.
23. 데이터 스트림을 디코딩하기 위한 수신기로서, 상기 데이터 스트림은 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 시공간 블록 코드를 사용하여 인코딩되는, 수신기.
24. 컴퓨터 프로그램이 적절한 컴퓨터 장치 상에서 실행될 때, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.

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