WO2016209041A1 - Ｍｉｍｏ 통신 시스템, 및 그 시스템의 송수신장치 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 통신 시스템, 및 그 시스템의 송수신장치 Download PDF

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WO2016209041A1
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한동석
박명철
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
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    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity

Definitions

  • the present invention relates to a multi-input multi-output (MIMO) communication system, and a signal transmitting / receiving apparatus of the system, wherein the combination of the transmitting antennas is determined using the first bit information of the transmission signal and the rest of the transmission signal.
  • MIMO communication system and a transceiver of the system.
  • Orthogonal Frequency Division Mulitplexing (OFDM) system that can be used by sharing frequency is the next generation. It is attracting much attention as a wireless multimedia transmission technology.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Mulitplexing
  • the wireless environment As the demand for high-speed data transmission and the simultaneous connection of many users increases, a lot of researches are being conducted to enable the use of a limited frequency more efficiently.
  • the most representative of the transmit diversity schemes is the STBC technique, which shows excellent performance at low speed, but degrades due to delay caused by feedback at high speed.
  • the Bell Lab Layered Space Time (MIMO) method of Bell Lab Layered Space Time (BMO) proposed by Bell Lab to increase the multiplexing gain is possible.
  • This method transmits and receives in rich scattering environment.
  • multiple independent fading channels can be formed and different signals can be transmitted for each transmit antenna, resulting in a significant improvement in data rate.
  • the BLAST-OFDM scheme can be easily applied to a multipath environment because the MIMO scheme assumes flat fading having a bandwidth smaller than the coherence bandwidth of the channel.
  • the BLAST system employing the OFDM scheme has an advantage that the influence of the multipath delay is attenuated by the use of CP and approximated to a flat fading channel so that the receiver can detect a signal without using additional hardware.
  • V-BLAST when using multiple transmit / receive antennas by applying V-BLAST, it is possible to effectively increase the transmission rate even with low calculation amount.
  • STBC-SM Space Time Block Coded Spatial Modulation
  • STBC-SM Space Time Block Coded Spatial Modulation
  • STBC-SM Space Time Block Coded Spatial Modulation
  • the STBC-SM technique is very inefficient because it uses only two transmit antennas among a plurality of transmit antennas in terms of bandwidth efficiency. Accordingly, there is a need for a technique for improving frequency efficiency or bandwidth efficiency by utilizing other transmission antennas.
  • the present invention has been made to solve the above problems, MIMO communication system that can transmit additional bit information without changing the size of the bandwidth by transmitting the transmission symbol through all transmission antennas using the STBC and SM techniques , And a transceiver for the system.
  • the communication system efficiency is further increased, and a transceiver of the system.
  • the transmission data input unit for receiving the transmission data consisting of the first bit information and the second bit information;
  • a mapping selector for determining a combination of transmit antennas based on first bit information of the transmit data;
  • a plurality of STBC (Space Time Block Coding) encoding units for dividing and modulating the second bit information into a plurality of pieces, and encoding the modulation information by STBC (Space Time Block Code) by rotating phases of each modulation information by different angle components;
  • a transmission antenna unit for transmitting the signal information encoded through the plurality of STBC encoding units according to a transmission antenna combination determined by the mapping selection unit;
  • a reception antenna unit for receiving signal information transmitted from the transmission antenna unit;
  • a mapping detector for detecting a combination of transmit antennas using the received signals and detecting first bit information corresponding thereto;
  • a plurality of STBC decoding units for dividing the received signal information into a plurality of STBCs according to the sensed transmission antenna combinations and decoding the same by STBC (Space-Time Block Coding)
  • the size of the first bit information may be set corresponding to the number of antennas of the transmitting antenna unit.
  • the mapping detector may detect a combination of transmit antennas using phase information of signals received through the receive antennas including a plurality of receive antennas.
  • a transmission apparatus of a MIMO communication system includes: a transmission data input unit configured to receive transmission data including first bit information and second bit information; A mapping selector for determining a combination of transmit antennas based on first bit information of the transmit data; A plurality of STBC (Space Time Block Coding) encoding units for dividing and modulating the second bit information into a plurality of pieces, and encoding the modulation information by STBC (Space Time Block Code) by rotating phases of each modulation information by different angle components; And a transmission antenna unit for transmitting the signal information encoded through the plurality of STBC encoding units according to the transmission antenna combination determined by the mapping selection unit.
  • STBC Space Time Block Coding
  • the size of the first bit information may be set corresponding to the number of antennas of the transmitting antenna unit.
  • the modulation method of the second bit information and different angular component values may be set by a user.
  • the receiving antenna unit for receiving the transmitted signal information;
  • a mapping detector for detecting a combination of transmit antennas using the received signals and detecting first bit information corresponding thereto;
  • a plurality of STBC decoding units for dividing the received signal information into a plurality of STBCs according to the sensed transmission antenna combinations and decoding the same by STBC (Space-Time Block Coding) and rotating by different angle components to detect second bit information;
  • a reception data output unit configured to output transmission data using the first bit information and the second bit information.
  • the mapping detector may detect a combination of transmit antennas using phase information of signals received through the receive antennas including a plurality of receive antennas.
  • the transceiver of the system determines a combination of the transmission antenna based on the first bit information of the transmission data to be transmitted, and the second bit information which is the remaining bit information of the transmission data Is modulated into a plurality of pieces, and the phase of each modulation information is rotated by different angular components to be encoded by STBC, and by transmitting and receiving the encoded signal according to the determined transmission antenna combination to transmit meaningful information using all transmission antennas.
  • the present invention has the effect that it is possible to transmit additional bit information without expanding the bandwidth through the above technical configuration.
  • FIG. 1 is a diagram showing a MIMO communication system according to the present invention.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment of a MIMO communication system applicable to the present invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a simulation result of the MIMO communication system according to FIG. 2 and a conventional communication technique.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a MIMO communication system according to the present invention.
  • the MIMO communication system includes a transmission data input unit 10 that receives transmission data composed of first bit information and second bit information; A mapping selector 20 for determining a combination of transmit antennas based on first bit information of the transmit data; A plurality of space time block coding (STBC) encoding units 30 which modulate the second bit information into a plurality of pieces and rotate the phases of each modulation information by different angle components to encode the second bit information into space time block codes (STBCs); ; A transmission antenna unit (40) for transmitting the signal information encoded by the plurality of STBC encoding units (30) according to the transmission antenna combination determined by the mapping selection unit (20); A receiving antenna unit 50 for receiving signal information transmitted from the transmitting antenna unit 40; A mapping detector 60 for detecting a combination of transmission antennas using the received signals and detecting first bit information corresponding thereto; A plurality of STBC decoding units (70) for dividing received signal information into a plurality of STBCs according to the sensed transmission antenna combinations and decoding
  • STBC space time block coding
  • the number of transmitting antennas A and the number of receiving antennas B may be applied, and as A and B values, all values corresponding to 2 ⁇ k (k is an arbitrary natural number) Can be applied.
  • the transmission data input unit 10 receives the transmission data including the first bit information and the second bit information, and classifies the bit information to provide the mapping selection unit 20 and the plurality of STBC encoding units 30.
  • upper bit information of the transmission data may be applied as the first bit information
  • bit information other than the first bit information of the transmission data may be applied as the second bit information.
  • the mapping selector 20 determines a combination of transmit antennas based on the first bit information.
  • the size of the first bit information may be set corresponding to the A value of the number of transmission antennas. For example, when the A value is 4, the size of the first bit information may be set to 2 bits, and when 8, the size of the first bit information may be set to 3 bits. As such, if the number of transmitting antennas is 2 ⁇ a, the size of the first bit information may be set to a bits.
  • the mapping selector 20 determines the transmission antenna combination through the first bit information as described above.
  • one of the transmission antenna combinations may be determined according to the value of the first bit information among a total of 2 ⁇ a transmission antenna combinations. For example, when the value of the first bit information is 1, each signal encoded by the first STBC encoder 30-1 to the N-th STBC encoder 30-N is sequentially transmitted to the first antenna of the transmit antenna unit. A transmission antenna may be allocated to the Nth transmission antenna and transmitted.
  • each signal encoded by the first STBC encoding unit 30-1 to the Nth STBC encoding unit 30-N is transmitted to the transmission antenna unit 40, respectively.
  • each STBC encoding section 30 includes a modulation section 31, STBC module 33, each STBC encoding section 30 is a phase rotation section 32 for rotating the phase information by different angle components ).
  • the phase rotation component of the first STBC encoding unit 30-1 is 0 rad, and a separate phase rotation unit 32 may not be substantially applied as shown in FIG. 1.
  • the MIMO communication system according to the present invention can be configured to include a total of N-1 phase rotation unit 32 as shown in FIG.
  • the second bit information of the transmission data is sequentially transmitted to the first modulator 31-1 to the N-th modulator 31 -N. Subsequently, each modulator 31 performs data modulation on signal information input (transmitted) based on a modulation method determined according to a user's input or setting.
  • a modulation method Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Quadrature Amplitude Modulatijon (16-QAM), Quadrature Amplitude Modulatijon (64-QAM), and the like may be applied.
  • the signal information modulated by the second to Nth modulators 31 is provided to corresponding phase rotation units 32, respectively.
  • the signal information modulated by the first modulator 31-1 may be provided to the first STBC module 33-1 without additional phase rotation.
  • the first phase rotating part 32-1 to the N-th phase rotating part 32-(N-1) rotate the phase of the transmitted signal information by a predetermined angle component.
  • the first phase rotation unit 32-1 rotates the transmitted signal information by ⁇ (rad)
  • the N-1 phase rotation unit 32-(N-1) transmits the transmitted signal information (N).
  • -1) * ⁇ (rad) can be rotated. Accordingly, the phase information rotated by each phase rotation unit 32 may be set differently.
  • the first to N-th STBC modules 33 encode each transmitted signal information by STBC (Space Time Block Coding).
  • STBC Space Time Block Coding
  • the first to N-th STBC modules 33 generate a space-time block code by blocking each signal to be transmitted by antenna and time.
  • the space-time block code is defined by a transmission matrix G of size P * n T.
  • p is the length of the space-time block code
  • n T is the number of transmit antennas.
  • G consists of a linear combination of signals (symbols) to be transmitted and their conjugate complex numbers.
  • the transmission matrix G in the STBC system having a length of a space time block code of 2 and two transmitting antennas may be applied as in Equation 1 below.
  • the transmission antenna combination information l determined by the mapping selecting unit 20 and the signal (symbol) information encoded by each STBC encoding unit 30 are transmitted to the transmission antenna unit 40. Subsequently, the transmission antenna unit 40 transmits the signal information encoded through the first through N-th STBC modules according to the transmission antenna combination determined by the mapping selection unit.
  • the receiving antenna unit 50 receives signal information transmitted from the transmitting antenna unit 40 including the plurality of transmitting antennas.
  • the mapping detector 60 detects a combination of transmit antennas by using signal information received through the receive antenna unit 50 and detects first bit information corresponding thereto.
  • the mapping detection unit 60 may detect a combination of transmission antennas by using phase information of signals received through the reception antenna unit 50 including a plurality of reception antennas.
  • the mapping detector 60 may detect a combination of transmit antennas using a maximum likelihood (ML) detection method.
  • ML maximum likelihood
  • the signal information received according to the transmission antenna combination detected by the mapping detector 60 is divided into a plurality of pieces and provided to the first to Nth STBC decoding units 70.
  • the first to N-th STBC decoding units 70 respectively decode the received signal information into STBC and rotate by a predetermined angle component to detect the second bit information.
  • the second STBC decoding unit 70-2 may decode the transmitted signal information into STBC, and detect the corresponding signal information by reversely rotating by ⁇ (rad).
  • the N-th STBC decoding unit 70-N decodes the transmitted signal information into STBC, and reversely rotates by (N-1) * ⁇ (rad) to detect corresponding signal information.
  • the first STBC decoding unit 70-1 may decode the transmitted signal information into the STBC and detect corresponding signal information without additional phase rotation.
  • the angular component value at which the first through N-th STBC decoding units 70 rotate the phase of the decoded signal information to detect the signal information is transmitted to the first through N-th STBC encoders 30 of the transmitter. Can be set correspondingly.
  • the reception data output unit 80 outputs transmission data by using the first bit information and the second bit information provided from the mapping detector 60 and the first to N th STBC decoding units 70.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a MIMO communication system applicable to the present invention.
  • the transceiver of the MIMO communication system includes two STBC encoders 230 and STBC decoders 270, respectively. Accordingly, four transmit antennas may be configured. have.
  • first bit information having a size of 2 bits among the transmission data input to the transmission data input unit 210 is provided to the mapping selector 220.
  • the second bit information may be encoded as S 1 and S 2 provided through the first STBC encoding unit 230-1 and the second STBC encoding unit 230-2.
  • S 1 and S 2 provided through the first STBC encoding unit 230-1 and the second STBC encoding unit 230-2.
  • S i is a transmission matrix of the i-th STBC encoder 230 and sij means a j-th input signal (symbol) of the i-th STBC encoder 230.
  • a row denotes an order of a transmitting antenna
  • a column denotes a symbol duration.
  • the transmission antenna unit 240 transmits a transmission signal as shown in Equation 3 below according to the transmission antenna combination information l provided from the mapping selection unit 220.
  • N t means the number of transmit antennas
  • the column of the matrix means 2 symbol periods.
  • Such a transmission signal matrix is determined by the transmission antenna combination information l.
  • the mapping selecting unit 220 determines the transmission antenna combination information l based on the first bit information.
  • the mapping selection unit 220 may determine the transmission antenna combination information l by the following method. For example, when the first bit information is 00, the transmission antenna combination information l may be determined as 1. Alternatively, when the first bit information is 11, the transmission antenna combination information (l) value may be determined as 4.
  • the spectral efficiency according to the number of transmission antenna combinations c determined by the mapping selector 220 may be expressed by Equation 4 below.
  • n denotes a spectral efficiency value
  • M denotes a modulation order
  • the transmission antenna combination information 1 determines a transmission antenna for transmitting the encoded (encoded) signal information through each STBC encoding unit 230. For example, when the transmission antenna combination information (l) has a value of 1, the signal (symbol) S 1 encoded through the first STBC encoding unit 230-1 is transmitted through the first and second transmission antennas, The signal (symbol) S 2 encoded through the second STBC encoding unit 230-2 is transmitted through the third and fourth transmission antennas. Accordingly, according to the present invention, additionally 2 bits of information can be transmitted for 2 symbol durations without additional bandwidth.
  • a signal transmitted and received through the MIMO communication system according to the present invention may be represented by Equation 5 below.
  • Y denotes a received signal matrix having a size of N r * 2
  • N r denotes the number of receive antennas.
  • H is a random matrix of size N r * N t , and each entry has an average value of 0 and has an independent and identically distributed Gaussian random variable distribution.
  • N is a noise matrix of size N r * 2, and each entry has a value of 0 and an variance of ⁇ N 2 .
  • the transmission signals symbols have a unit energy (for example, Is assumed.
  • the transmitter of the MIMO communication system transmits the signal encoded through the second STBC encoder 230-2 by rotating a predetermined angle phase so that the receiver can detect a combination of transmit antennas.
  • a rotation angle value for maximizing an Euclidean distance between the received signals (symbols) may be applied.
  • an optimal rotation angle value may be determined as shown in Equation 6 below according to the signal modulation scheme of the first and second modulators.
  • the receiving device may receive signal information as shown in Equation 7 through the receiving antenna unit 250.
  • Equation 7 If Equation 7 is simply shown, it can be expressed as Equation 8 below.
  • s is a transmitted signal vector of size N t * 1
  • y is a received signal vector of size 2N r * 1
  • n is a transmitted Gaussian noise vector of size 2N r * 1
  • H l is 2N r * N t Decoding channel matrix of size.
  • the mapping detector 260 is According to Equation 9 below, a transmission antenna combination (l) value may be detected.
  • mapping detector may detect the transmit antenna combination l by selecting the minimum metric satisfying Equation 10 below.
  • the second bit information may be detected by Equation 11 below through the first STBC decoding unit 270-1 and the second STBC decoding unit 270-2 according to the detected transmission antenna combination value. .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a simulation result of the MIMO communication system according to FIG. 2 and a conventional communication technique.
  • the MIMO communication system according to the present invention is referred to as DSTTD-SM for convenience.
  • Figure 3 shows the performance of the prior art according to Alamouti STBC, OSTBC 3/4, SM, STBC-SM, DSTTD and the MIMO communication system (DSTTD-SM) according to the present invention at a spectral efficiency of 3 bits / s / Hz. Indicates.
  • the STBC communication technique uses two transmit antennas and the other communication techniques utilize four communication antennas.
  • all communication techniques utilize four receive antennas.
  • the reception performance of the MIMO communication system according to the present invention is superior to other communication techniques.
  • the BER (Bit Error Rate) value is 10 -3 and has superior characteristics compared to other communication techniques.

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Abstract

본 발명은 다중 안테나 기법(Multi Input Multi Output, 이하 MIMO) 통신 시스템, 및 그 시스템의 신호 송수신장치에 관한 것으로, 송신 신호의 제1 비트 정보를 이용하여 송신 안테나의 조합을 결정하고 송신 신호의 나머지 비트 정보(제2 비트 정보)를 서로 다른 STBC(space Time Block Coding) 기법 및 SM(Spatial Multiplexing) 기법을 적용하여 송신함으로써 종래 기술 대비 채널의 대역폭(bandwidth)의 증가 없이 추가 비트 정보를 제공할 수 있는 MIMO 통신 시스템, 및 그 시스템의 송수신장치에 관한 것이다.

Description

ＭＩＭＯ 통신 시스템, 및 그 시스템의 송수신장치
본 발명은 다중 안테나 기법(Multi Input Multi Output, 이하 MIMO) 통신 시스템, 및 그 시스템의 신호 송수신장치에 관한 것으로, 송신 신호의 제1 비트 정보를 이용하여 송신 안테나의 조합을 결정하고 송신 신호의 나머지 비트 정보(제2 비트 정보)를 서로 다른 STBC(space Time Block Coding) 기법 및 SM(Spatial Multiplexing) 기법을 적용하여 송신함으로써 종래 기술 대비 채널의 대역폭(bandwidth)의 증가 없이 추가 비트 정보를 제공할 수 있는 MIMO 통신 시스템, 및 그 시스템의 송수신장치에 관한 것이다.
점차 무선 환경에서의 고속 데이터 전송에 대한 요구가 점점 증가되면서 주파수 자원의 부족 현상이 예상됨에 따라 주파수 대역의 중요성이 날로 부각되는 가운데 주파수를 공유하여 사용할 수 있는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Mulitplexing) 시스템이 차세대 무선 멀티미디어 전송 기술로 크게 주목 받고 있다. 무선 환경에서는 고속 데이터 전송에 대한 요구와 많은 사용자의 동시 접속의 요구가 커지면서, 한정된 주파수를 좀 더 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 무선 인터넷 등에서 요구되는 높은 링크 비용 (link budget)을 해결하기 위하여 송신단에 다중 안테나를 사용하는 송신 다이버시티 기법에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. 송신 다이버시티 기법 중 가장 대표적인 기법이 STBC 기법을 들 수 있는데 이러한 기법은 저속에서는 우수한 성능을 보이나 고속에서는 귀환에 의한 지연 때문에 성능저하가 발생된다.
또한 다중화 (multiplexing) 이득을 높이기 위해 Bell Lab에서 제안한 BLAST (Bell Lab Layered Space Time)의 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 들 수 있겠는데, 이 방법은 풍부한 분산 (rich scattering) 환경에서 송, 수신단에 다중 안테나를 사용함으로써 독립적인 페이딩 채널을 다수 개 형성하고 송신안테나 마다 다른 신호를 전송하도록 하여, 그 결과 데이터 전송속도를 크게 향상시키도록 한다. 이때 각 수신 안테나에서 이러한 MIMO 방식은 송신신호가 채널의 코히어런스 대역폭 (coherence bandwidth) 보다 작은 대역폭을 갖는 플랫 페이딩을 가정하기 때문에 BLAST-OFDM 방식이 다중경로 환경에 쉽게 적용될 수 있다. 즉, OFDM 방식을 적용한 BLAST 시스템은 다중경로지연에 의한 영향이 CP의 사용으로 감쇄되고 플랫 페이딩 채널로 근사화되어 수신단에서 추가의 하드웨어 사용 없이 신호를 검출할 수 있는 장점이 있다. 또한 V-BLAST를 적용하여 다중 송·수신안테나를 사용할 경우 낮은 계산량으로도 효과적으로 전송률을 증가시킬 수 있다.
특히, STBC(Space Time Block Coding) 기법과 SM(Space Modulation) 기법을 결합한 일명 STBC-SM(Space Time Block Coded Spatial Modulation)은 대역폭 효율(spectral efficiency)을 향상시키는 효과가 있다. 구체적으로, STBC-SM 기법은 2개의 송신 안테나를 활용하여 다이버시티 게인(diversity gain)을 전송함으로써 대역폭 효율을 향상시키는 효과가 있다.
다만, STBC-SM 기법은 대역폭 효율 면에 있어 복수 개의 송신 안테나 중 두 개의 송신 안테나만을 이용하기 때문에 매우 비효율적으로 동작하게 된다. 이에, 다른 송신 안테나들을 활용하여 주파수 효율(Frequency efficiency) 또는 대역폭 효율(Spectral Efficiency)을 향상시키는 기술의 필요성이 대두되게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, STBC 및 SM 기법을 활용하여 모든 송신 안테나를 통해 송신 심벌을 전송함으로써 종래 대비 대역폭의 크기 변화 없이 추가적인 비트 정보를 송신할 수 있는 MIMO 통신 시스템, 및 그 시스템의 송수신장치를 제공하고자 한다.
또한, 이를 통해 MIMO 통신 시스템의 주파수 효율 또는 대역폭 효율을 증가시킴으로써 통신 시스템 효율이 한층 증가된 MIMO 통신 시스템, 및 그 시스템의 송수신장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 MIMO 통신 시스템은, 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보로 구성된 송신 데이터를 입력받는 송신 데이터 입력부; 상기 송신 데이터 중 제1 비트 정보에 기반하여 송신 안테나 조합을 결정하는 매핑 선택부; 상기 제2 비트 정보를 복수 개로 나누어 변조하고, 각각의 변조 정보의 위상을 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 STBC(Space Time Block Code)로 부호화하는 복수 개의 STBC(Space Time Block Coding) 인코딩부; 상기 복수 개의 STBC 인코딩부를 통해 부호화된 신호 정보를 상기 매핑 선택부에 의해 결정된 송신 안테나 조합에 따라 송신하는 송신 안테나부; 상기 송신 안테나부로부터 전송된 신호 정보를 수신하는 수신 안테나부; 수신된 신호들 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지하고, 이에 대응되는 제1 비트 정보를 검출하는 매핑 감지부; 감지된 송신 안테나 조합에 따라 수신된 신호 정보를 복수 개로 나누어 STBC(Space-Time Block Coding)로 복호화하고 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 제2 비트 정보를 검출하는 복수 개의 STBC 디코딩부; 및 상기 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보를 이용하여 송신 데이터를 출력하는 수신 데이터 출력부;를 포함한다.
이때, 상기 제1 비트 정보의 크기는 상기 송신 안테나부의 안테나 개수에 대응하여 설정될 수 있다.
또한, 상기 매핑 감지부는, 복수 개의 수신 안테나를 포함하는 상기 수신 안테나부를 통해 수신되는 신호들의 위상 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 MIMO 통신 시스템의 송신 장치는, 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보로 구성된 송신 데이터를 입력받는 송신 데이터 입력부; 상기 송신 데이터 중 제1 비트 정보에 기반하여 송신 안테나 조합을 결정하는 매핑 선택부; 상기 제2 비트 정보를 복수 개로 나누어 변조하고, 각각의 변조 정보의 위상을 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 STBC(Space Time Block Code)로 부호화하는 복수 개의 STBC(Space Time Block Coding) 인코딩부; 및 상기 복수 개의 STBC 인코딩부를 통해 부호화된 신호 정보를 상기 매핑 선택부에 의해 결정된 송신 안테나 조합에 따라 송신하는 송신 안테나부;를 포함한다.
이때, 상기 제1 비트 정보의 크기는 상기 송신 안테나부의 안테나 개수에 대응하여 설정될 수 있다.
또한, 상기 제2 비트 정보의 변조 방법 및 서로 다른 각도 성분 값은 사용자에 의해 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 MIMO 통신 시스템의 수신 장치는, 전송된 신호 정보를 수신하는 수신 안테나부; 수신된 신호들 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지하고, 이에 대응되는 제1 비트 정보를 검출하는 매핑 감지부; 감지된 송신 안테나 조합에 따라 수신된 신호 정보를 복수 개로 나누어 STBC(Space-Time Block Coding)로 복호화하고 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 제2 비트 정보를 검출하는 복수 개의 STBC 디코딩부; 및 상기 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보를 이용하여 송신 데이터를 출력하는 수신 데이터 출력부;를 포함한다.
이때, 상기 매핑 감지부는, 복수 개의 수신 안테나를 포함하는 상기 수신 안테나부를 통해 수신되는 신호들의 위상 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MIMO 통신 시스템, 및 그 시스템의 송수신장치는 전송하고자 하는 송신 데이터 중 제1 비트 정보에 기반하여 송신 안테나 조합을 결정하고, 송신 데이터 중 나머지 비트 정보인 제2 비트 정보는 복수 개로 나누어 변조하고, 각각의 변조 정보의 위상을 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 STBC로 부호화하고, 결정된 송신 안테나 조합에 따라 상기 부호화된 신호를 송수신함으로써 모든 송신 안테나를 이용하여 유의미한 정보를 송신하여 통신 효율을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 기술 구성을 통해 대역폭의 확대 없이 추가적인 비트 정보를 송신할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 MIMO 통신 시스템을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 적용가능한 MIMO 통신 시스템의 일 실시예를 나타낸 도면,
도 3은 도 2에 따른 MIMO 통신 시스템과 종래의 통신 기법과의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 MIMO 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MIMO 통신 시스템은, 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보로 구성된 송신 데이터를 입력받는 송신 데이터 입력부(10); 상기 송신 데이터 중 제1 비트 정보에 기반하여 송신 안테나 조합을 결정하는 매핑 선택부(20); 상기 제2 비트 정보를 복수 개로 나누어 변조하고, 각각의 변조 정보의 위상을 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 STBC(Space Time Block Code)로 부호화하는 복수 개의 STBC(Space Time Block Coding) 인코딩부(30); 상기 복수 개의 STBC 인코딩부(30)를 통해 부호화된 신호 정보를 상기 매핑 선택부(20)에 의해 결정된 송신 안테나 조합에 따라 송신하는 송신 안테나부(40); 상기 송신 안테나부(40)로부터 전송된 신호 정보를 수신하는 수신 안테나부(50); 수신된 신호들 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지하고, 이에 대응되는 제1 비트 정보를 검출하는 매핑 감지부(60); 감지된 송신 안테나 조합에 따라 수신된 신호 정보를 복수 개로 나누어 STBC(Space-Time Block Coding)로 복호화하고 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 제2 비트 정보를 검출하는 복수 개의 STBC 디코딩부(70); 및 상기 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보를 이용하여 송신 데이터를 출력하는 수신 데이터 출력부(80);를 포함한다.
이때, 본 발명에 적용가능한 실시예에서 송신 안테나 수는 A 개, 수신 안테나 수는 B 개가 적용될 수 있으며, 상기 A, B 값으로는 2^k (k는 임의의 자연수)에 해당되는 모든 값이 적용될 수 있다.
송신데이터 입력부(10)는 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보를 포함하는 송신 데이터를 입력받고, 상기 비트 정보를 구분하여 매핑 선택부(20) 및 복수 개의 STBC 인코딩부(30)로 제공한다. 이때, 제1 비트 정보로는 송신 데이터 중 상위 비트 정보가 적용될 수 있으며, 제2 비트 정보로는 송신 데이터 중 상기 제1 비트 정보를 제외한 비트 정보가 적용될 수 있다.
매핑 선택부(20)는 상기 제1 비트 정보에 기반하여 송신 안테나 조합을 결정한다. 이때, 상기 제1 비트 정보의 크기는 상기 송신 안테나 개수인 A값에 대응하여 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 A 값이 4인 경우 상기 제1 비트 정보의 크기는 2 bits로 설정될 수 있으며, 8인 경우 상기 제1 비트 정보의 크기는 3 bits로 설정될 수 있다. 이처럼, 송신 안테나 개수를 2^a로 표시한다면, 제1 비트 정보의 크기는 a bits로 설정될 수 있다.
매핑 선택부(20)는 상기와 같은 제1 비트 정보를 통해 송신 안테나 조합을 결정한다. 상기 실시예에서, 제1 비트 정보의 크기가 a bits로 설정될 경우, 총 2^a 개수의 송신 안테나 조합 중 상기 제1 비트 정보의 값에 대응하여 어느 일 송신 안테나 조합을 결정할 수 있다. 일 예로, 제1 비트 정보의 값이 1인 경우, 제1 STBC 인코딩부(30-1) 내지 제 N STBC 인코딩부(30-N)에 의해 부호화된 각각의 신호는 순서대로 송신 안테나부의 제1 송신 안테나 내지 제N 송신 안테나로 할당되어 송신될 수 있다. 반대로, 제1 비트 정보의 값이 2^a인 경우에는 제1 STBC 인코딩부(30-1) 내지 제 N STBC 인코딩부(30-N)에 의해 부호화된 각각의 신호는 각각 송신 안테나부(40)의 제N 송신 안테나 내지 제1 송신 안테나로 거꾸로 할당되어 송신될 수 있다.
본 발명에 있어, 각 STBC 인코딩부(30)는 변조부(31), STBC 모듈(33)을 포함하고, 각 STBC 인코딩부(30)는 서로 다른 각도 성분만큼 위상 정보를 회전하는 위상 회전부(32)를 포함한다. 이때, 제1 STBC 인코딩부(30-1)의 위상 회전 성분은 0 rad 로써, 실질적으로는 도 1과 같이 별도의 위상 회전부(32)가 적용되지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 MIMO 통신 시스템은 도 1과 같이 총 N-1 개의 위상 회전부(32)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, STBC 인코딩부(30)에 대해서는 각각의 기술 구성 요소를 통해 상세히 설명한다.
송신 데이터 중 제2 비트 정보는 순차적으로 제1 변조부(31-1) 내지 제N 변조부(31-N)로 전달된다. 이어, 각 변조부(31)는 사용자의 입력 또는 설정에 따라 결정되는 변조 방법에 기반하여 입력(전달)되는 신호 정보에 대해 데이터 변조(modulation)를 수행한다. 이때, 데이터 변조 방법으로는, BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulatijon), 64-QAM(Quadrature Amplitude Modulatijon) 등이 적용될 수 있다.
상기 제2 내지 제N 변조부(31)를 통해 변조된 신호 정보는 각각 대응되는 위상 회전부(32)로 제공된다. 이때, 제1 변조부(31-1)를 통해 변조된 신호 정보는 별도의 위상 회전 없이 제1 STBC 모듈(33-1)로 제공될 수 있다.
제1 위상 회전부(32-1) 내지 제N-1 위상 회전부(32-(N-1))는 전달된 신호 정보의 위상을 정해진 각도 성분만큼 회전시킨다. 예를 들어, 제1 위상 회전부(32-1)는 전달된 신호 정보를 θ (rad)만큼 회전시키고, 제N-1 위상 회전부(32-(N-1))는 전달된 신호 정보를 (N-1)*θ (rad)만큼 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 각 위상 회전부(32)에 의해 회전된 위상 정보는 서로 달리 설정될 수 있다.
제1 내지 제N STBC 모듈(33)은 전달된 각각의 신호 정보를 STBC(Space Time Block Coding)로 부호화한다. 구체적으로, 제1 내지 제N STBC 모듈(33)은 각각의 송신하고자 하는 신호를 안테나 및 시간별로 블록화하여 시공간 블록 부호를 생성한다. 상기 시공간 블록 부호는 크기 P*nT인 전송행렬 G에 의해 정의된다. 여기서, p는 시공간 블록 부호의 길이이며, nT는 송신 안테나의 개수를 의미한다. G는 송신하고자 하는 신호(심벌)들과 이들의 공액 복소수의 선형 조합으로 구성된다.
일 예로, 시공간 블록 부호의 길이가 2이고, 2개의 송신안테나를 갖는 STBC 시스템에서의 전송행렬 G는 아래의 수학식 1과 같게 적용될 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000001
상기 매핑 선택부(20)에 의해 결정된 송신 안테나 조합 정보(l) 및 각 STBC 인코딩부(30)에 의해 부호화된 신호(심벌) 정보들은 송신 안테나부(40)로 전달된다. 이어, 송신 안테나부(40)는 상기 제1 내지 제N STBC 모듈을 통해 부호화된 신호 정보를 상기 매핑 선택부에 의해 결정된 송신 안테나 조합에 따라 송신한다.
수신 안테나부(50)는 상기 복수 개의 송신 안테나를 포함하는 송신 안테나부(40)로부터 전송된 신호 정보를 수신한다.
매핑 감지부(60)는 상기 수신 안테나부(50)를 통해 수신된 신호 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지하고, 이에 대응되는 제1 비트 정보를 검출한다. 본 발명에 적용가능한 실시예에서, 상기 매핑 감지부(60)는 복수 개의 수신 안테나를 포함하는 상기 수신 안테나부(50)를 통해 수신되는 신호들의 위상 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지할 수 있다. 일 예로, 상기 매핑 감지부(60)는 ML(Maximum Likelihood) 감지 방법을 이용하여 송신 안테나 조합을 감지할 수 있다.
상기 매핑 감지부(60)에 의해 감지된 송신 안테나 조합에 따라 수신된 신호 정보를 복수 개로 나누어 제1 내지 제N STBC 디코딩부(70)로 제공한다. 이때, 제1 내지 제N STBC 디코딩부(70)은 각각 수신된 신호 정보를 STBC로 복호화하고 미리 설정된 각도 성분만큼 회전하여 제2 비트 정보를 검출한다.
일 실시예에서, 제2 STBC 디코딩부(70-2)은 전달된 신호 정보를 STBC로 복호화하고, θ (rad) 만큼 역회전하여 대응되는 신호 정보를 검출할 수 있다. 이와 유사하게, 제N STBC 디코딩부(70-N)은 전달된 신호 정보를 STBC로 복호화하고, (N-1)*θ (rad) 만큼 역회전하여 대응되는 신호 정보를 검출할 수 있다. 반면, 제1 STBC 디코딩부(70-1)은 전달된 신호 정보를 STBC로 복호화하고, 별도의 위상 회전 없이 대응되는 신호 정보를 검출할 수 있다.
상기와 같이 제1 내지 제N STBC 디코딩부(70)이 신호 정보를 검출하기 위해 복호화된 신호 정보의 위상을 회전하게 되는 각도 성분 값은 송신장치의 제1 내지 제N STBC 인코딩부(30)에 대응하여 설정될 수 있다.
수신 데이터 출력부(80)는 상기 매핑 감지부(60), 제1 내지 제N STBC 디코딩부(70)로부터 제공된 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보를 이용하여 송신 데이터를 출력한다.
본 발명의 실시예에서는 MIMO 통신 시스템에 있어 송수신장치의 순방향 송수신방법에 관하여만 설명하였지만, 역방향의 시스템 구조는 순방향과 송수신장치의 역할만 다를 뿐 그 구성과 방법이 동일하기 때문에 따로 서술하지 않는다.
이하, 도 2 및 도 3을 통해 본 발명에 적용가능한 바람직한 실시예에 따른 MIMO 통신 시스템의 구성 및 상기 시스템과 종래의 통신 기법과의 차이점을 살펴본다.
도 2는 본 발명에 적용가능한 MIMO 통신 시스템의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MIMO 통신 시스템의 송수신장치는 각각 2개의 STBC 인코딩부(230) 및 STBC 디코딩부(270)를 포함하고, 이에 따라 송신 안테나는 총 4개로 구성될 수 있다.
이하, 각각의 기술 구성에 대한 설명 중 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략한다.
도 2의 실시예에 따를 때, 송신 데이터 입력부(210)로 입력된 송신 데이터 중 2 bits 크기의 제1 비트 정보는 매핑 선택부(220)로 제공된다. 그리고, 제2 비트 정보는 제1 STBC 인코딩부(230-1) 및 제2 STBC 인코딩부(230-2)를 거쳐 제공된 S1, S2와 같이 부호화될 수 있으며, 이는 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000002
여기서, Si는 i번째 STBC 인코딩부(230)의 전송 행렬이고, sij는 i번째 STBC 인코딩부(230)의 j번째 입력 신호(심벌)을 의미한다. 이때, 열(row)은 송신 안테나의 순서를 의미하며, 행(column)은 심볼 주기(symbol duration)을 의미한다. (ㆍ)*은 공액 복소수(complex conjugate)를 의미한다.
본 발명에 따른 송신 안테나부(240)는 매핑 선택부(220)로부터 제공되는 송신 안테나 조합 정보(l)에 따라 아래의 수학식 3과 같이 송신 신호를 송신한다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000003
여기서, Xl에 있어, l=1,2,3,4, 이며 크기가 Nt*2인 송신 신호 매트릭스를 의미한다. 이때, Nt는 송신 안테나의 수를 의미하며, 상기 행렬의 행(column)은 2 심벌 기간(symbol period)를 의미한다. 상기와 같은 송신 신호 매트릭스는 송신 안테나 조합 정보(l)에 의해 결정된다.
이때, 매핑 선택부(220)는 제1 비트 정보에 기반하여 송신 안테나 조합 정보(l)를 결정하는데, 다음과 같은 방법에 의해 송신 안테나 조합 정보(l)를 결정할 수 있다. 일 예로, 제1 비트 정보가 00인 경우, 송신 안테나 조합 정보(l) 값은 1로 결정할 수 있다. 또는, 제1 비트 정보가 11인 경우, 송신 안테나 조합 정보(l) 값은 4로 결정할 수 있다.
이와 같이, 매핑 선택부(220)에 의해 결정되는 송신 안테나 조합 수(c)에 따른 주파수 효율(spectral efficiency)은 아래의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000004
여기서, m은 주파수 효율(spectral efficiency) 값을 의미하고, M은 변조 차수(modulation order)를 의미한다.
상기 송신 안테나 조합 정보(l)는 각 STBC 인코딩부(230)를 통해 인코딩(부호화)된 신호 정보를 송신하는 송신 안테나를 결정한다. 일 예로, 상기 송신 안테나 조합 정보(l) 값이 1인 경우, 제1 STBC 인코딩부(230-1)를 통해 인코딩된 신호(심벌) S1은 제1 및 제2 송신 안테나를 통해 송신되고, 제2 STBC 인코딩부(230-2)를 통해 인코딩된 신호(심벌) S2은 제3 및 제4 송신 안테나를 통해 송신된다. 따라서, 본 발명에 따르면 추가적인 대역폭(bandwidth) 없이 2 심벌 기간(symbol duration)동안 추가적으로 2 bits 정보를 송신할 수 있다.
본 발명에 따른 MIMO 통신 시스템을 통해 송수신되는 신호는 아래의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000005
여기서, Y는 Nr*2 크기의 수신 신호 매트릭스, Nr은 수신 안테나의 수를 의미한다. H는 Nr*Nt 크기의 랜덤 매트릭스(random matrix)이며, 각각의 엔트리(entry)는 평균 0 값을 가지며 독립적이고 동일한(independent and identically distributed, iid) 가우시안 랜덤 변수 분포를 갖는다. N은 Nr*2 크기의 노이즈 매트릭스이며, 각 엔트리는 평균 값은 0 이며, 분산은 σN 2인 값을 가진다. 이때, 송신 신호(심벌)들은 단위 에너지를 갖는다(예를 들어,
Figure PCTKR2016006799-appb-I000001
)고 가정한다.
본 발명에 따른 MIMO 통신 시스템의 송신 장치는, 수신 장치에서 송신 안테나 조합을 감지할 수 있도록, 제2 STBC 인코딩부(230-2)를 통해 인코딩된 신호는 일정 각도 위상을 회전시켜 송신한다. 이때, 제2 STBC 인코딩부(230-2)의 위상 회전 값으로는 수신된 신호(심벌)들간의 유클리디안 거리(Euclidean distance)를 최대화하기 위한 회전 각도 값이 적용될 수 있다.
일 예로, 제1 및 제2 변조부의 신호 변조 방식에 따라 하기의 수학식 6과 같이 최적의 회전 각도 값이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000006
본 발명에 따른 수신 장치는 수신 안테나부(250)를 통해 하기의 수학식 7과 같은 신호 정보를 수신할 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000007
상기 수학식 7을 간단히 나타내면, 아래의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000008
여기서, s는 Nt*1 크기의 전송된 신호 벡터, y는 2Nr*1 크기의 수신된 신호 벡터, n은 2Nr*1 크기의 전송된 가우시안 노이즈 벡터, Hl은 2Nr*Nt 크기의 디코딩 채널 매트릭스를 의미한다.
본 발명에 따른 송신장치는 제1 STBC 인코딩부(230-1) 및 제2 STBC 인코딩부(230-2)에 의해 각각 부호화된 신호가 서로 다른 위상으로 회전되었는 바, 매핑 감지부(260)는 하기의 수학식 9에 따라 송신 안테나 조합(l) 값을 감지할 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000009
여기서, ml은 모든 s의 조합에 대한 l번째 최소 ML metric을 의미한다. 이때, 상기 매핑 감지부는 하기의 수학식 10을 만족하는 최소 metric을 선택함으로써 송신 안테나 조합(l)을 감지할 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000010
여기서,
Figure PCTKR2016006799-appb-I000002
은 추정된 송신 안테나 조합 값을 의미한다.
상기와 같이 감지된 송신 안테나 조합 값에 따라 제1 STBC 디코딩부(270-1) 및 제2 STBC 디코딩부(270-2)을 통해 아래의 수학식 11과 같이 제2 비트 정보를 검출할 수 있다.
Figure PCTKR2016006799-appb-M000011
여기서,
Figure PCTKR2016006799-appb-I000003
는 i번째 STBC 인코딩부의 j번째 검출된 신호(심벌)을 의미한다.
이하, 도 3을 통해 상기와 같은 MIMO 통신 시스템이 종래의 통신 기법에 비해 갖는 특장점을 살펴본다.
도 3은 도 2에 따른 MIMO 통신 시스템과 종래의 통신 기법과의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
상기 시뮬레이션에 있어, 채널은 완벽하다고 예측하고, 채널 계수(channel coefficient)는 레일리 페이딩 분포(rayleigh fading distribution)을 따른다고 가정한다. 또한, 본 발명에 따른 매핑 감지부로는 직접 ML 감지부(direct ML detector)가 적용된다고 가정한다. 이때, 본원 발명에 따른 MIMO 통신 시스템은 편의상 DSTTD-SM 이라고 표기한다.
도 3은 3bits/s/Hz의 주파수 효율(spectral efficiency) 상에서 Alamouti STBC, OSTBC 3/4, SM, STBC-SM, DSTTD 에 따른 종래 기술과 본원 발명에 따른 MIMO 통신 시스템(DSTTD-SM)의 성능을 나타낸다. 이때, STBC 통신 기법은 2개의 전송 안테나를 활용하고 다른 통신 기법들은 4개의 통신 안테나를 활용한다고 가정한다. 또한, 모든 통신 기법들은 4개의 수신 안테나를 활용한다고 가정한다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MIMO 통신 시스템의 수신 성능은 다른 통신 기법들에 비해 뛰어난 성능을 보인다. 구체적으로, BER(Bit Error Rate) 값은 10-3 을 가지며 다른 통신 기법에 비해 뛰어난 특성을 갖는다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보로 구성된 송신 데이터를 입력받는 송신 데이터 입력부;
    상기 송신 데이터 중 제1 비트 정보에 기반하여 송신 안테나 조합을 결정하는 매핑 선택부;
    상기 제2 비트 정보를 복수 개로 나누어 변조하고, 각각의 변조 정보의 위상을 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 STBC(Space Time Block Code)로 부호화하는 복수 개의 STBC(Space Time Block Coding) 인코딩부;
    상기 복수 개의 STBC 인코딩부를 통해 부호화된 신호 정보를 상기 매핑 선택부에 의해 결정된 송신 안테나 조합에 따라 송신하는 송신 안테나부;
    상기 송신 안테나부로부터 전송된 신호 정보를 수신하는 수신 안테나부;
    수신된 신호들 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지하고, 이에 대응되는 제1 비트 정보를 검출하는 매핑 감지부;
    감지된 송신 안테나 조합에 따라 수신된 신호 정보를 복수 개로 나누어 STBC(Space-Time Block Coding)로 복호화하고 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 제2 비트 정보를 검출하는 복수 개의 STBC 디코딩부; 및
    상기 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보를 이용하여 송신 데이터를 출력하는 수신 데이터 출력부;를 포함하는 MIMO 통신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 비트 정보의 크기는 상기 송신 안테나부의 안테나 개수에 대응하여 설정되는 것을 특징으로 하는 MIMO 통신 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 매핑 감지부는,
    복수 개의 수신 안테나를 포함하는 상기 수신 안테나부를 통해 수신되는 신호들의 위상 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지하는 것을 특징으로 하는 MIMO 통신 시스템.
  4. 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보로 구성된 송신 데이터를 입력받는 송신 데이터 입력부;
    상기 송신 데이터 중 제1 비트 정보에 기반하여 송신 안테나 조합을 결정하는 매핑 선택부;
    상기 제2 비트 정보를 복수 개로 나누어 변조하고, 각각의 변조 정보의 위상을 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 STBC(Space Time Block Code)로 부호화하는 복수 개의 STBC(Space Time Block Coding) 인코딩부; 및
    상기 복수 개의 STBC 인코딩부를 통해 부호화된 신호 정보를 상기 매핑 선택부에 의해 결정된 송신 안테나 조합에 따라 송신하는 송신 안테나부;를 포함하는 MIMO 통신을 위한 송신 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 비트 정보의 크기는 상기 송신 안테나부의 안테나 개수에 대응하여 설정되는 것을 특징으로 하는 MIMO 통신을 위한 송신 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 비트 정보의 변조 방법 및 서로 다른 각도 성분 값은 사용자에 의해 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 MIMO 통신을 위한 송신 장치.
  7. 전송된 신호 정보를 수신하는 수신 안테나부;
    수신된 신호들 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지하고, 이에 대응되는 제1 비트 정보를 검출하는 매핑 감지부;
    감지된 송신 안테나 조합에 따라 수신된 신호 정보를 복수 개로 나누어 STBC(Space-Time Block Coding)로 복호화하고 서로 다른 각도 성분만큼 회전하여 제2 비트 정보를 검출하는 복수 개의 STBC 디코딩부; 및
    상기 제1 비트 정보 및 제2 비트 정보를 이용하여 송신 데이터를 출력하는 수신 데이터 출력부;를 포함하는 MIMO 통신을 위한 수신 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 매핑 감지부는,
    복수 개의 수신 안테나를 포함하는 상기 수신 안테나부를 통해 수신되는 신호들의 위상 정보를 이용하여 송신 안테나 조합을 감지하는 것을 특징으로 하는 MIMO 통신을 위한 수신 장치.
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