KR101533999B1 - Appratus and method for selecting data transmitting antenna - Google Patents
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Abstract
복수의 전송 장치 안테나 중에서 전송 안테나를 선택하고, 선택된 전송 안테나를 이용하여 데이터를 전송하는 통신 시스템이 개시된다. 개시된 통신 시스템은 채널의 용량을 최대화 하기 위하여, 각 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 크기 및 각 채널 벡터간의 상관도에 기반하여 채널 벡터를 선택하고, 선택된 채널 벡터에 대응되는 전송 장치 안테나를 전송 안테나로 선택할 수 있다.A communication system for selecting a transmission antenna among a plurality of transmission device antennas and transmitting data using the selected transmission antenna is disclosed. In order to maximize the capacity of a channel, the disclosed communication system selects a channel vector based on the size of the channel vector and the correlation between the channel vectors among the channel vectors corresponding to each transmission antenna, The transmitting antenna can be selected as the transmitting antenna.
Description
하기의 실시예들은 공간 변조 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 복수의 전송 안테나들 중에서, 공간 변조 기법을 적용하여 데이터를 전송할 데이터 전송 안테나를 선택하는 기술에 관한 것이다.
The following embodiments relate to a spatial modulation technique, and more particularly, to a technique of selecting a data transmission antenna to transmit data by applying a space modulation technique among a plurality of transmission antennas.
다중 안테나 (Multi input multi outpot) 기술은 단일 안테나 기술에 비교하여 동일한 시간 및 주파수 자원을 사용할 때 더욱 높은 전송 용량을 제공할 수 있다. STC 기술은 다이버시티 이득(diversity gain)을 통하여 전송 용량 증대를 달성할 수 있다. V-BLAST 기반의 기술들은 수신단의 반복적 프로세싱을 통하여 이론적 상한치에 근접하는 높은 전송 용량을 달성할 수 있다.Multi input multi-outpot technology can provide higher transmission capacity when using the same time and frequency resources compared to single antenna technology. The STC technique can achieve increase in transmission capacity through diversity gain. V-BLAST based techniques can achieve high transmission capacity close to the theoretical upper limit through repetitive processing of the receiving end.
이러한 기술들을 실제 구현하기 위해서는 송수신단 각각에 안테나 수와 일치하는 RF 소자가 필요한데, 안테나의 수가 많은 경우에서는 RF 소자의 비용이 매우 커지게 되는 단점이 있다. In order to actually implement these techniques, an RF element matching the number of antennas is required for each of the transmitting and receiving ends. However, when the number of antennas is large, the cost of the RF element becomes very large.
위의 기술과 비교하여, 송수신 안테나의 수와 관계 없이 단일 RF 소자를 이용하여 구현 가능하며, 비트 오류율(bit error rate) 측면에서도 좋은 성능을 얻을 수 있는 공간 변조(SM, spatial modulation) 기술이 제안되었다. Compared to the above technique, it is possible to implement a single modulation scheme using a single RF element irrespective of the number of transmitting and receiving antennas, and a spatial modulation (SM) technique capable of obtaining a good performance in terms of a bit error rate .
공간 변조 기술은 송신단의 안테나 수와 콘스텔레이션(constellation) 수를 통하여 송신단의 데이터를 매핑하여 전송하는 기술이다. 데이터를 매핑 과정은 2단계로 구성되어 있는데, 먼저, 송신단의 안테나를 2진수의 값으로 구분하고 데이터를 그 값에 매핑 한다. 이후 이어지는 데이터는 2진수의 값으로 구분된 콘스텔레이션값에 매핑 된다. The spatial modulation technique is a technique for mapping data of a transmitter through mapping the number of antennas and a number of constellations of a transmitter. The data mapping process consists of two steps. First, the transmitter antenna is divided into binary values and the data is mapped to the values. Subsequent data is then mapped to constellation values separated by binary values.
이렇게 생성된 송신 신호는 다수개의 안테나 중 매핑 된 하나의 안테나에서 매핑을 통하여 결정된 특정한 값을 가지게 된다. 이와 같은 방법은 기존의 일반적인 다중 안테나 기술과 비교하여, 데이터가 직접적으로 안테나에 로딩(loading) 되지 않고, 데이터의 값에서 공간 변조된 결과 값이 전송되는 특징이 있다.The generated transmission signal has a specific value determined through mapping in one antenna mapped among the plurality of antennas. This method is characterized in that the data is not directly loaded on the antenna, but the spatial-modulated result is transmitted from the data value as compared with the conventional general multi-antenna technique.
한편, 최근의 다중 안테나 기술은 송수신단의 안테나 수가 매우 많은 환경을 고려하고 있다. 그러나, 이 경우 앞서 기술한 공간 변조 기법을 다중 안테나 기술에 접목하는 경우, 안테나 수가 증가함에 따라 성능이 향상되지 않는다. 즉, 송수신 안테나가 많은 경우에 있어서는 모든 안테나를 활용하여 공간 변조를 적용하는 것 보다는 모든 안테나들 중에서 선택된 일부 안테나만을 활용하여 공간 변조를 적용하는 것이 좀더 효과적일 수 있다. 따라서, 안테나가 더욱 많은 환경에서는 송신단에서 다수개의 안테나 중 선택을 통한 안테나 선택 이득을 얻고, 이후 SM을 동작시키는 것이 더욱 좋은 방법이 될 수 있다.
Meanwhile, the recent multi-antenna technology considers an environment having a large number of antennas at the transmitting and receiving end. However, in this case, when the above-described spatial modulation technique is applied to the multi-antenna technology, the performance is not improved as the number of antennas increases. That is, in the case of a large number of transmitting / receiving antennas, it may be more effective to apply spatial modulation using only some antennas selected from all the antennas, rather than applying spatial modulation using all the antennas. Therefore, it is a better method to obtain the antenna selection gain through selection among a plurality of antennas at the transmitting end in the environment where the antenna is more and to operate the SM afterwards.
하기 실시예들의 목적은 복수의 전송 장치 안테나들 중에서 최적의 전송 안테나를 선택하여 채널 용량을 증가시키는 것이다.
It is an object of the embodiments to increase the channel capacity by selecting an optimal transmission antenna among a plurality of transmission apparatus antennas.
예시적 실시예에 따르면, 복수의 전송 장치 안테나를 구비하고, 데이터를 수신 장치로 전송하는 전송 장치에 있어서, 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치까지의 각 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도에 기반하여 상기 전송 장치 안테나들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 안테나를 이용하여 상기 데이터를 전송하는 전송부를 포함하는 전송 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment, there is provided a transmission apparatus having a plurality of transmission apparatus antennas and transmitting data to a reception apparatus, the transmission apparatus comprising: And a transmitter for transmitting the data using at least one transmission antenna selected from the transmission apparatus antennas based on the correlation of the transmission antennas.
여기서, 상기 전송부는 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치로 파일럿 신호를 개별적으로 전송하고, 상기 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도는 상기 개별적으로 전송된 파일럿 신호에 의하여 추정될 수 있다.Here, the transmitting unit individually transmits pilot signals from the respective transmitting apparatus antennas to the receiving apparatus, and the size of the channel vector and the correlation between the channel vectors may be estimated by the individually transmitted pilot signals have.
그리고, 상기 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 크기가 크고, 다른 채널 벡터와의 상관도가 낮은 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Among the channel vectors, transmission antennas corresponding to channel vectors having a large channel vector and a low correlation with other channel vectors may be selected as the transmission antennas.
또한, 상기 채널 벡터들 중에서, 하기 수학식 1을 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.
Also, among the channel vectors, transmission antennae corresponding to channel vectors satisfying Equation (1) may be selected as the transmission antennas.
[수학식 1]
[Equation 1]
수학식 1에서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)이다. 는 제어부 또는 수신 장치가 선택하는 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 제어부 또는 수신 장치가 선택한 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다.
In Equation (1), I is an identity matrix, Is a signal to noise ratio (SNR). Is the number of column vectors selected by the control unit or the receiving unit. Is a partial channel matrix composed of column vectors selected by the control unit or the receiving unit, among the column vectors of the channel matrix.
여기서, 상기 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 용량이 적은 채널 벡터들이 제외되고, 남은 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Here, among the channel vectors, channel vectors having a small channel vector capacity are excluded, and transmission antennae corresponding to the remaining channel vectors are selected as the transmission antennas.
그리고, 상기 채널 벡터들 중에서 크기가 가장 큰 채널 벡터와의 프로젝션에 기반하여 선택된 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Transmission apparatus antennas corresponding to the channel vectors selected based on the projection with the channel vector having the largest size among the channel vectors can be selected as the transmission antennas.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 복수의 전송 장치 안테나를 구비한 전송 장치로부터 수신 장치 안테나를 이용하여 데이터를 수신하는 수신 장치에 있어서, 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치까지의 각 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도에 기반하여 상기 전송 장치 안테나들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나를 이용하여 상기 데이터를 수신하는 수신부를 포함하는 수신 장치가 제공된다.According to another exemplary embodiment, there is provided a receiving apparatus for receiving data from a transmitting apparatus having a plurality of transmitting apparatus antennas using a receiving apparatus antenna, the receiving apparatus comprising: And a receiver for receiving the data from the at least one transmission antenna selected from the transmission apparatus antennas using the reception apparatus antenna based on the size and the degree of correlation between the respective channel vectors.
여기서, 채널 벡터 추정부를 더 포함하고, 상기 수신부는 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나를 이용하여 파일럿 신호를 개별적으로 수신하고, 상기 채널 벡터 추정부는 상기 개별적으로 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나까지의 채널 벡터를 추정하고, 상기 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도는 추정된 채널 벡터를 이용하여 산출될 수 있다.The receiver may further include a channel vector estimator, wherein the receiver individually receives the pilot signals from the transmitter antennas using the receiver antennas, and the channel vector estimator uses the received pilot signals to estimate Estimates a channel vector from each transmission apparatus antenna to the reception apparatus antenna, and calculates a size of the channel vector and a correlation between the channel vectors using an estimated channel vector.
그리고, 상기 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 크기가 크고, 다른 채널 벡터와의 상관도가 낮은 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Among the channel vectors, transmission antennas corresponding to channel vectors having a large channel vector and a low correlation with other channel vectors may be selected as the transmission antennas.
또한, 상기 채널 벡터들 중에서, 하기 수학식 2을 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.
Also, among the channel vectors, transmission antennae corresponding to channel vectors satisfying Equation (2) may be selected as the transmission antennas.
[수학식 2]
&Quot; (2) "
수학식 2에서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비이고 는 제어부 또는 수신 장치가 선택하는 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 제어부 또는 수신 장치가 선택한 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다.
In Equation (2), I is an identity matrix, Is the signal-to-noise ratio Is the number of column vectors selected by the control unit or the receiving unit. Is a partial channel matrix composed of column vectors selected by the control unit or the receiving unit, among the column vectors of the channel matrix.
여기서, 상기 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 용량이 적은 채널 벡터들이 제외되고, 남은 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Here, among the channel vectors, channel vectors having a small channel vector capacity are excluded, and transmission antennae corresponding to the remaining channel vectors are selected as the transmission antennas.
그리고, 상기 채널 벡터들 중에서 크기가 가장 큰 채널 벡터와의 프로젝션에 기반하여 선택된 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Transmission apparatus antennas corresponding to the channel vectors selected based on the projection with the channel vector having the largest size among the channel vectors can be selected as the transmission antennas.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 복수의 전송 장치 안테나를 구비하고, 데이터를 수신 장치로 전송하는 전송 장치의 데이터 전송 방법에 있어서, 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치까지의 각 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도에 기반하여 상기 전송 장치 안테나들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 안테나를 이용하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송 방법이 제공된다.According to another exemplary embodiment, there is provided a data transmission method of a transmission apparatus having a plurality of transmission apparatus antennas and transmitting data to a reception apparatus, the method comprising: And transmitting the data using at least one transmission antenna selected from the transmission apparatus antennas based on a correlation between the channel vectors.
여기서, 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치로 파일럿 신호를 개별적으로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도는 상기 개별적으로 전송된 파일럿 신호에 의하여 추정될 수 있다.The method of claim 1, further comprising: individually transmitting pilot signals from the respective transmitting device antennas to the receiving device, wherein the size of the channel vector and the correlation between the channel vectors are estimated by the individually transmitted pilot signal .
그리고, 상기 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 크기가 크고, 다른 채널 벡터와의 상관도가 낮은 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Among the channel vectors, transmission antennas corresponding to channel vectors having a large channel vector and a low correlation with other channel vectors may be selected as the transmission antennas.
또한, 상기 채널 벡터들 중에서, 하기 수학식 3을 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.
Also, among the channel vectors, transmission antennae corresponding to channel vectors satisfying Equation (3) may be selected as the transmission antennas.
[수학식 3]
&Quot; (3) "
수학식 3에서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비이고 는 제어부 또는 수신 장치가 선택하는 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 제어부 또는 수신 장치가 선택한 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다.
In Equation (3), I is an identity matrix, Is the signal-to-noise ratio Is the number of column vectors selected by the control unit or the receiving unit. Is a partial channel matrix composed of column vectors selected by the control unit or the receiving unit, among the column vectors of the channel matrix.
여기서, 상기 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 용량이 적은 채널 벡터들이 제외되고, 남은 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Here, among the channel vectors, channel vectors having a small channel vector capacity are excluded, and transmission antennae corresponding to the remaining channel vectors are selected as the transmission antennas.
그리고, 상기 채널 벡터들 중에서 크기가 가장 큰 채널 벡터와의 프로젝션에 기반하여 선택된 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Transmission apparatus antennas corresponding to the channel vectors selected based on the projection with the channel vector having the largest size among the channel vectors can be selected as the transmission antennas.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 복수의 전송 장치 안테나를 구비한 전송 장치로부터 수신 장치 안테나를 이용하여 데이터를 수신하는 수신 장치의 데이터 수신 방법에 있어서, 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치까지의 각 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도에 기반하여 상기 전송 장치 안테나들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나를 이용하여 상기 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법이 제공된다.According to another exemplary embodiment, there is provided a data reception method of a reception apparatus that receives data from a transmission apparatus having a plurality of transmission apparatus antennas using a reception apparatus antenna, the method comprising: Receiving data from at least one transmission antenna selected from the transmission device antennas using the reception device antenna based on a size of each channel vector and a correlation between the channel vectors; / RTI >
여기서, 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나를 이용하여 파일럿 신호를 개별적으로 수신하는 단계 및 상기 개별적으로 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나까지의 채널 벡터를 추정하는 단계를 더 포함하고, 상기 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도는 추정된 채널 벡터를 이용하여 산출될 수 있다.Receiving pilot signals from the respective transmitting apparatus antennas using the receiving apparatus antennas; and estimating channel vectors from the transmitting apparatus antennas to the receiving apparatus antennas using the individually received pilot signals, The size of the channel vector and the correlation between the channel vectors may be calculated using the estimated channel vector.
그리고, 상기 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 크기가 크고, 다른 채널 벡터와의 상관도가 낮은 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Among the channel vectors, transmission antennas corresponding to channel vectors having a large channel vector and a low correlation with other channel vectors may be selected as the transmission antennas.
또한, 상기 채널 벡터들 중에서, 하기 수학식 4를 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.
Also, among the channel vectors, transmission antennae corresponding to channel vectors satisfying Equation (4) may be selected as the transmission antennas.
[수학식 4]
&Quot; (4) "
수학식 3에서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비이고 는 제어부 또는 수신 장치가 선택하는 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 제어부 또는 수신 장치가 선택한 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다.
In Equation (3), I is an identity matrix, Is the signal-to-noise ratio Is the number of column vectors selected by the control unit or the receiving unit. Is a partial channel matrix composed of column vectors selected by the control unit or the receiving unit, among the column vectors of the channel matrix.
여기서, 상기 채널 벡터들 중에서, 채널 벡터의 용량이 적은 채널 벡터들이 제외되고, 남은 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.Here, among the channel vectors, channel vectors having a small channel vector capacity are excluded, and transmission antennae corresponding to the remaining channel vectors are selected as the transmission antennas.
그리고, 상기 채널 벡터들 중에서 크기가 가장 큰 채널 벡터와의 프로젝션에 기반하여 선택된 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택될 수 있다.
Transmission apparatus antennas corresponding to the channel vectors selected based on the projection with the channel vector having the largest size among the channel vectors can be selected as the transmission antennas.
하기의 실시예들에 따르면, 복수의 전송 장치 안테나들 중에서 최적의 전송 안테나를 선택하여 채널 용량을 증가시킬 수 있다.
According to the embodiments described below, it is possible to increase the channel capacity by selecting an optimal transmission antenna among a plurality of transmission apparatus antennas.
도 1은 예시적 실시예에 따라 복수의 전송 장치 안테나들 중에서 전송 안테나를 선택하는 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따라서 전송 장치와 수신 장치가 연동하여 전송 안테나를 선택하는 것을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 6은 예시적 실시예에 다른 데이터 수신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.1 is a diagram illustrating a concept of selecting a transmission antenna among a plurality of transmission apparatus antennas according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a step of selecting a transmission antenna by interlocking a transmission apparatus and a reception apparatus according to an exemplary embodiment.
3 is a block diagram illustrating the structure of a transmission apparatus according to an exemplary embodiment.
4 is a block diagram illustrating the structure of a receiving apparatus according to an exemplary embodiment.
5 is a flowchart illustrating steps of a data transmission method according to an exemplary embodiment.
6 is a flowchart illustrating steps of a data receiving method according to an exemplary embodiment.
이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 예시적 실시예에 따라 복수의 전송 장치 안테나들 중에서 전송 안테나를 선택하는 개념을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a concept of selecting a transmission antenna among a plurality of transmission apparatus antennas according to an exemplary embodiment.
전송 장치(110)는 복수의 전송 장치 안테나들(121, 122, 123, 124, 125)를 구비할 수 있다. 또한, 수신 장치(130)는 적어도 하나 이상의 수신 장치 안테나들(141, 142, 143)을 구비할 수 있다. 여기서, 전송 장치 안테나들(121, 122, 123, 124, 125)의 개수는 로 표현될 수 있고, 수신 장치 안테나들(141, 142, 143)의 개수는 로 표현될 수 있다.The
도 1과 같이, 전송 장치(110) 또는 수신 장치(130)가 복수의 안테나를 구비한 경우, 전송 장치(110)로부터 수신 장치(130) 까지는 x 개의 무선 채널이 형성된다. 전송 장치(110)는 x 개의 무선 채널 중에서 우수한 채널을 선택하여 수신 장치(130)로 데이터를 전송할 수 있으므로, 데이터 전송 효율이 향상된다.1, when the transmitting
전송 장치(110)가 개의 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125)를 이용하여 데이터를 전송하고, 수신 장치(130)가 개의 수신 장치 안테나(141, 142, 143)를 이용하여 데이터를 수신하는 경우, 수신 장치(130)가 수신한 신호는 하기 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
When the
[수학식 1]
[Equation 1]
여기서, 는 수신 장치(130)가 수신한 수신 신호로 구성된 수신 신호 벡터로서, 이다. 는 전송 장치(110)의 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125)로부터 수신 장치의 수신 장치 안테나(141, 142, 143)까지의 무선 채널로 구성된 채널 행렬로서, 이다. 또한, 는 전송 장치(110)가 각 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125)로 전송한 데이터로 구성된 데이터 벡터로서, 이다. 는 수신 장치 안테나(141, 142, 143)의 열잡음 성분으로 구성된 잡음 벡터로서, 이다. 잡음 벡터의 각 성분은 i.i.d(independent and identically distributed)인 가우시안 분포로 가정할 수 있다.
here, Is a received signal vector composed of a received signal received by the receiving
일측에 따르면, 전송 장치(110)는 공간 변조(Spatial Modulation) 기법을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다. 공간 변조 기법은 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125)의 개수와 콘스텔레이션(constellation) 수를 통하여 데이터를 매핑하여 전송하는 기술이다. 그러나, 도 1과 같이 다수의 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125)를 구비한 전송 장치(110)가 공간 변조 기법을 이용하는 경우, 데이터 전송 효율이 더 이상 증가하지 않는 경우가 있다.According to one aspect, the
따라서, 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125) 또는 수신 장치 안테나(141, 142, 143)가 많은 경우에, 전송 장치(110)가 모든 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125)를 이용하여 공간 변조를 적용하는 것 보다는 모든 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125)들 중에서 선택된 일부 안테나(이하 본 발명에서는 선택된 일부 안테나를 전송 안테나라고 한다.)만을 이용하여 공간 변조를 적용하는 것이 좀더 효과적일 수 있다.
Accordingly, when there are many
일측에 따르면, 개의 전송 장치 안테나(121, 122, 123, 124, 125)들 중에서, 개의 전송 안테나가 선택될 수 있다. 이 경우에, 위에서 설명된 수신 신호는 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
According to one side, Of the
[수학식 2]&Quot; (2) "
여기서, 는 개의 전송 안테나를 이용하여 전송된 데이터를 수신 장치(130)가 수신한 수신 신호로 구성된 수신 신호 벡터로서, 이다. 는 전송 안테나로부터 수신 장치 안테나(141, 142, 143)까지의 무선 채널로 구성된 채널 행렬로서, 이다. 또한, 는 전송 장치(110)가 전송 안테나로 전송한 데이터로 구성된 데이터 벡터로서, 이다. 여기서, 채널 행렬 의 각 컬럼 벡터는 선택된 전송 안테나에 대응된다.here, The As a received signal vector composed of a received signal received by the receiving
도 1을 참고하면, 복수의 전송 장치 안테나들(121, 122, 123, 124, 125) 중에서 전송 안테나를 선택하고 선택된 전송 안테나를 이용하여 데이터를 전송하는 경우, 어느 전송 장치 안테나를 전송 안테나로 선택하는지에 따라서 데이터 전송 효율이 크게 달라질 수 있다.
1, when a transmitting antenna is selected from a plurality of transmitting
도 2는 예시적 실시예에 따라서 전송 장치와 수신 장치가 연동하여 전송 안테나를 선택하는 것을 단계별로 설명한 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a step of selecting a transmission antenna by interlocking a transmission apparatus and a reception apparatus according to an exemplary embodiment.
단계(230)에서, 전송 장치(210)는 복수의 전송 장치 안테나를 이용하여 파일럿 신호를 수신 장치(220)로 전송할 수 있다. 일측에 따르면, 전송 장치(210)는 각 전송 장치 안테나로부터 파일럿 신호를 개별적으로 전송할 수 있다. 여기서, 개별적으로 전송한다는 의미는, 각 전송 장치 안테나에서 상이한 파일럿 신호를 전송하여 수신 장치가 어느 전송 장치 안테나로부터 수신한 파일럿 신호인지 구분할 수 있도록 하는 것이다. 일측에 따르면, 전송 장치(210)는 특정 파일럿 신호의 위상을 각 전송 장치 안테나에 따라 달리 변조하여 파일럿 신호를 각 전송 장치 안테나에서 개별적으로 전송할 수 있다.In
단계(240)에서, 수신 장치(220)는 수신 장치 안테나를 이용하여 각 전송 장치 안테나로부터 파일럿 신호를 개별적으로 수신한다. 수신 장치(220)는 수신한 파일럿 신호를 이용하여 전송 장치 안테나로부터 수신 장치 안테나까지의 채널 벡터를 추정할 수 있다. 추정된 채널 벡터는 수학식 1에서 설명한 와 같이, x 크기의 채널 행렬일 수 있다.At
전송 안테나는 단계(240)에서 추정된 채널 벡터 또는 채널 행렬을 이용하여 선택될 수 있다. 이하 추정된 채널 벡터 또는 채널 행렬을 이용하여 전송 안테나를 선택하는 여러 가지 실시예에 대하여 설명한다.
The transmit antenna may be selected using the channel vector or channel matrix estimated in
1) 수신 장치가 전송 안테나를 선택하는 실시예(도 2에 도시)
1) An embodiment in which the receiving apparatus selects a transmitting antenna (shown in FIG. 2)
이 실시예에서는 수신 장치(220)가 전송 안테나를 선택한다.In this embodiment, the receiving
수신 장치(220)는 특정한 전송 장치 안테나들로부터 수신 장치의 수신 장치 안테나까지의 벡터 채널에 대응되는 채널 벡터를 추출한다. 일측에 따르면, 채널 행렬의 각 컬럼 벡터들은 특정한 전송 장치 안테나 및 특정한 전송 장치로부터 수신 장치 안테나까지의 벡터 채널에 대응된다.The receiving
수신 장치(220)는 각 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터들에 대하여 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 산출할 수 있다.The receiving
단계(250)에서, 수신 장치(220)는 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 전송 안테나를 선택할 수 있다.In
단계(260)에서, 수신 장치(220)는 선택된 전송 안테나에 대한 정보를 전송 장치(210)로 피드백할 수 있다.In
단계(270)에서, 전송 장치(210)는 선택된 전송 안테나를 이용하여 데이터를 수신 장치(220)로 전송할 수 있다.
At
2) 전송 장치가 전송 안테나를 선택하는 실시예-1
2) Embodiment-1 in which the transmission apparatus selects a transmission antenna
이 실시예에서는 전송 장치(210)가 전송 안테나를 선택한다.In this embodiment, the
수신 장치(220)는 각 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터들에 대하여 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 산출할 수 있다.The receiving
수신 장치(220)는 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 전송 장치(210)로 피드백할 수 있다.The receiving
전송 장치(210)는 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 전송 안테나를 선택할 수 있다.
전송 장치(210)는 선택된 전송 안테나를 이용하여 데이터를 수신 장치(220)로 전송할 수 있다.
The transmitting
3) 전송 장치가 전송 안테나를 선택하는 실시예-2
3) Embodiment-2 in which the transmitting apparatus selects the transmitting antenna
이 실시예에서는 전송 장치(210)가 전송 안테나를 선택한다.In this embodiment, the
수신 장치(220)는 추정된 채널 벡터 또는 채널 행렬에 대한 정보를 전송 장치(210)로 피드백할 수 있다.The receiving
전송 장치(210)는 각 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터들에 대하여 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 산출할 수 있다.The
전송 장치(210)는 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 전송 안테나를 선택할 수 있다.
전송 장치(210)는 선택된 전송 안테나를 이용하여 데이터를 수신 장치(220)로 전송할 수 있다.
The transmitting
이하 도 3 내지 도 4에서는 복수의 전송 장치 안테나들 중에서 전송 안테나를 선택하는 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
3 to 4, transmission antenna selection among a plurality of transmission apparatus antennas will be described in detail.
도 3은 예시적 실시예에 따른 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating the structure of a transmission apparatus according to an exemplary embodiment.
예시적 실시예에 따른 전송 장치(300)는 전송부(310), 제어부(340), 수신부(330)를 포함한다.The
전송부(310)는 복수의 전송 장치 안테나(321, 322, 323, 324)를 이용하여 수신 장치(350)로 파일럿 신호를 개별적으로 전송한다. 여기서, 개별적으로 전송한다는 의미는, 각 전송 장치 안테나에서 상이한 파일럿 신호를 전송하여 수신 장치가 어느 전송 장치 안테나로부터 수신한 파일럿 신호인지 구분할 수 있도록 하는 것이다. 일측에 따르면, 전송부(310)는 특정 파일럿 신호의 위상을 각 전송 장치 안테나(321, 322, 323, 324)에 따라 달리 변조하여 파일럿 신호를 각 전송 장치 안테나에서 개별적으로 전송할 수 있다.The transmitting
개별적으로 전송된 파일럿 신호는 수신 장치(350)에서 수신된다. 수신 장치(350)는 수신된 파일럿 신호를 이용하여 전송 장치 안테나(321, 322, 323, 324)로부터 수신 장치의 수신 장치 안테나까지의 무선 채널을 추정한다. 수신 장치(350)는 무선 채널을 추정하여 채널 행렬을 생성할 수 있다. 여기서, 채널 행렬 의 크기는 전송 장치 안테나의 개수 와 수신 장치 안테나의 개수 를 이용하여 와 같이 표현될 수 있다.The individually transmitted pilot signals are received at the receiving
일측에 따르면, 수신 장치(350)는 생성된 채널 행렬로부터 특정한 전송 장치 안테나들로부터 수신 장치의 수신 장치 안테나까지의 벡터 채널에 대응되는 채널 벡터를 추출한다. 또한, 수신 장치는 추출된 채널 벡터들에 대하여 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 산출할 수 있다. 또한 수신 장치(350)는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 복수의 전송 장치 안테나(321, 322, 323, 324)들 중에서 전송 안테나를 선택할 수 있다.According to one aspect, the receiving
다른 측면에 따르면, 수신부(330)는 수신 장치(350)로부터 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 수신할 수 있다. 이 경우에, 제어부(340)는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 복수의 전송 장치 안테나(321, 322, 323, 324)들 중에서 전송 안테나를 선택할 수 있다.
According to another aspect, the receiving
일측에 따르면, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 하기의 실시예들 중에서 어느 하나의 기법을 이용하여 전송 안테나를 선택할 수 있다.
According to one aspect, the
(1) 채널 용량 기반 최적 안테나 선택 기법
(1) Channel capacity based optimal antenna selection scheme
일측에 따르면, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 전송 장치 안테나(321, 322, 323, 324)와 수신 장치 안테나 사이의 MIMO 채널의 용량을 최대화하는 최적의 전송 장치 안테나들을 전송 안테나로 선택할 수 있다.According to one aspect, the
일반적으로 MIMO 채널 용량은 채널 행렬의 컬럼 벡터의 크기가 클 뿐만 아니라 채널 행렬의 컬럼 벡터들 사이의 상관도가 낮을수록 채널 용량이 증가한다. 따라서, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 전체 전송 장치 안테나(321, 322, 323, 324)들 중에서 전송 안테나를 선택하는 경우, 선택한 전송 안테나를 이용하여 형성되는 MIMO 채널의 용량을 가장 크게 하는 전송 장치 안테나들을 전송 안테나로 선택할 수 있다.In general, the MIMO channel capacity increases as the size of the column vector of the channel matrix becomes larger, and the correlation between the column vectors of the channel matrix becomes lower. Accordingly, when the transmission antenna is selected from all the
일측에 따르면, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 하기 수학식 3을 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들을 전송 안테나로 선택할 수 있다.
According to one aspect, the
[수학식 3]
&Quot; (3) "
수학식 3에서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)이다. 는 제어부(340) 또는 수신 장치(350)가 선택하는 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)가 선택한 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다. 는 하기 수학식 4와 같이 구성될 수 있다.
In Equation (3), I is an identity matrix, Is a signal to noise ratio (SNR). Is the number of column vectors selected by the
[수학식 4]
&Quot; (4) "
여기서, 는 n번째로 선택된 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터 또는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서 n번째로 선택된 컬럼 벡터를 나타낸다.
here, Denotes an n-th column vector among the column vectors of the channel vector or channel matrix corresponding to the n-th selected transmission antenna.
일측에 따르면, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 임의로 개의 컬럼 벡터를 선택하고, 선택된 개의 컬럼 벡터를 이용하여 수학식 4의 부분 채널 행렬을 구성하고, 그 채널 용량을 산출하여 전송 안테나를 선택할 수 있다.According to one aspect, the
채널 행렬은 개의 컬럼 벡터를 포함하므로, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 최대 번의 계산을 수행할 수 있다.
The channel matrix is The
(2) 복잡도를 줄일 수 있는 준최적 안테나 선택 기법
(2) Sub-optimal antenna selection technique to reduce complexity
일측에 따르면, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 준최적(sub optimum)의 안테나 선택 기법을 이용하여, 계산의 복잡성을 크게 감소시키면서도 안테나 선택의 성능은 우수하게 유지할 수 있다.According to one aspect, the
이 경우에, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 채널 벡터의 용량이 적은 채널 벡터들이 제외되고, 남은 채널 벡터들에 대응되는 전송 장치 안테나들을 전송 안테나로 선택할 수 있다.In this case, the
구체적으로, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 채널 행렬에서 특정 벡터 채널에 대응되는 컬럼 벡터를 제거한 경우, 남은 채널의 용량을 계산할 수 있다. 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 전체 채널의 용량과 남은 채널의 용량을 비교하여 전체 채널의 용량과 남은 채널의 용량의 차이가 적다면, 해당 컬럼 벡터에 대응하는 전송 장치 안테나를 전송 안테나의 선택에서 제외할 수 있다.More specifically, when the column vector corresponding to a specific vector channel is removed from the channel matrix, the
즉, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 전체 벡터 채널 중에서 채널 용량에 적은 영향을 미치는 벡터 채널을 형성하는 전송 장치 안테나를 선택에서 제거할 수 있다.That is, the
예를 들어, 개의 컬럼 벡터 중에서 개의 컬럼 벡터를 선택하는 경우, 개의 컬럼 벡터를 제거함으로써, 결과적으로 개의 전송 안테나를 선택할 수 있다.
E.g, Of the column vectors When selecting two column vectors, By removing the two column vectors, Lt; / RTI > transmit antennas.
(3) 프로젝션을 이용한 안테나 선택 기법
(3) Antenna Selection Technique Using Projection
일측에 따르면, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 전송 장치 안테나에 각각 대응되는 채널 벡터의 크기뿐만 아니라 채널 벡터들간의 방향성을 고려하여 개의 전송 안테나를 선택할 수 있다.
According to one aspect, the
제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 대응되는 채널 벡터의 크기가 가장 큰 전송 장치 안테나를 첫 번째 전송 안테나로 선택할 수 있다. 이 경우, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 채널 벡터들 중에서 크기가 가장 큰 채널 벡터와의 프로젝션에 기반하여 전송 안테나들을 선택할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 남은 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터들을 첫 번째 전송 안테나에 대응되는 채널 벡터의 방향에 직교하도록 프로젝션 시킬 수 있다. 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 프로젝션된 채널 벡터들 중 프로젝션 값이 가장 큰 채널 벡터에 대응하는 전송 장치 안테나를 두 번째 전송 안테나로 선택할 수 있다.Specifically, the
이후, 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 남은 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터들은 첫 번째 및 두 번째 채널 벡터의 방향에 직교하는 방향으로 프로젝션 시킬 수 있다. 제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 프로젝션된 채널 벡터들 중에서, 프로젝션 값이 가장 큰 채널 벡터에 대응하는 전송 장치 안테나를 세 번째 전송 장치 안테나로 선택할 수 있다.The
제어부(340) 또는 수신 장치(350)는 유사한 방법으로 개의 전송 안테나를 선택할 수 있다.
The
위에서 설명된 실시예 1 내지 3의 기법을 이용하여 전송 안테나가 선택되면, 전송부(310)는 선택된 전송 안테나를 이용하여 데이터를 수신 장치(350)로 전송할 수 있다.
If the transmit antenna is selected using the techniques of the first to third embodiments described above, the
도 4는 예시적 실시예에 따른 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating the structure of a receiving apparatus according to an exemplary embodiment.
예시적 실시예에 따른 수신 장치(400)는 수신부(410), 채널 벡터 추정부(420), 제어부(430) 및 전송부(440)를 포함한다.The receiving
수신부(410)는 전송 장치 안테나(471, 472, 473, 474)로부터 수신 장치 안테나(451, 452)를 이용하여 파일럿 신호를 개별적으로 수신할 수 있다.The receiving
채널 벡터 추정부(420)는 개별적으로 수신한 파일럿 신호를 이용하여 전송 장치 안테나(471, 472, 473, 474)로부터 수신 장치 안테나(451, 452)까지의 채널을 추정한다. 채널 벡터 추정부(420)는 채널 행렬을 생성할 수 있다.The
제어부(430)는 생성된 채널 행렬로부터 특정한 전송 장치 안테나들로부터 수신 장치의 수신 장치 안테나까지의 벡터 채널에 대응되는 채널 벡터를 추출한다. 또한, 제어부(430)는 추출된 채널 벡터들에 대하여 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 산출할 수 있다. 또한 제어부(430)는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 복수의 전송 장치 안테나(471, 472, 473, 474)들 중에서 전송 안테나를 선택할 수 있다. 전송 안테나를 선택하는 구성에 대해서는 도 3에서 구체적으로 설명하였으므로, 이하에서는 생략하기로 한다. 전송부(440)는 선택된 전송 안테나에 대한 정보를 전송 장치(460)로 전송할 수 있다.The
다른 측면에 따르면, 전송부(440)는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션에 대한 정보를 전송 장치(460)로 전송할 수 있다. 이 경우, 전송 장치(460)는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션에 기반하여 복수의 전송 장치 안테나(471, 472, 473, 474)들 중에서, 전송 안테나를 선택할 수 있다.
According to another aspect, the
도 5는 예시적 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating steps of a data transmission method according to an exemplary embodiment.
단계(510)에서, 전송 장치는 복수의 전송 장치 안테나를 이용하여 수신 장치로 파일럿 신호를 개별적으로 전송한다.In
개별적으로 전송된 파일럿 신호는 수신 장치에서 수신된다. 수신 장치는 수신된 파일럿 신호를 이용하여 전송 장치 안테나로부터 수신 장치의 수신 장치 안테나까지의 무선 채널을 추정한다. 수신 장치는 무선 채널을 추정하여 채널 행렬을 생성할 수 있다.The individually transmitted pilot signals are received at the receiving device. The receiving apparatus estimates a wireless channel from the transmitting apparatus antenna to the receiving apparatus antenna of the receiving apparatus by using the received pilot signal. The receiving apparatus can estimate a wireless channel to generate a channel matrix.
수신 장치는 생성된 채널 행렬로부터 특정한 전송 장치 안테나들로부터 수신 장치의 수신 장치 안테나까지의 벡터 채널에 대응되는 채널 벡터를 추출한다. 또한, 수신 장치는 추출된 채널 벡터들에 대하여 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 산출할 수 있다.The receiving apparatus extracts a channel vector corresponding to a vector channel from a specific transmitting antenna to a receiving antenna of the receiving apparatus from the generated channel matrix. Also, the receiving apparatus can calculate the size of the channel vectors, the degree of correlation between the channel vectors, the projection between the channel vectors, and the like with respect to the extracted channel vectors.
단계(520)에서 전송 장치는 수신 장치로부터 피드백 정보를 수신할 수 있다.In
일측에 따르면, 수신 장치는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 복수의 전송 장치 안테나들 중에서 전송 안테나를 선택할 수 있다. 이 경우에, 전송 장치가 수신 장치로부터 수신하는 피드백 정보는 선택된 전송 안테나에 대한 정보일 수 있다.According to one aspect, a receiving apparatus can select a transmitting antenna among a plurality of transmitting apparatus antennas based on a correlation between respective channel vectors, a projection between respective channel vectors, and the like. In this case, the feedback information received by the transmitting apparatus from the receiving apparatus may be information on the selected transmitting antenna.
다른 측면에 따르면, 전송 장치는 수신 장치로부터 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 정보 등을 피드백 정보로 수신할 수 있다. 이 경우에, 전송 장치는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 복수의 전송 장치 안테나들 중에서 전송 안테나를 선택할 수 있다.According to another aspect, the transmission apparatus can receive correlation information between each channel vector from the receiving apparatus, projection information between the channel vectors, and the like as feedback information. In this case, the transmission apparatus can select a transmission antenna among a plurality of transmission apparatus antennas based on correlation between respective channel vectors, projection between the channel vectors, and the like.
수신 장치 또는 전송 장치가 전송 안테나를 선택하는 구성에 대해서는 도 3에서 구체적으로 설명하였으므로, 이하 자세한 설명은 생략하기로 한다.A configuration in which a receiving apparatus or a transmitting apparatus selects a transmitting antenna has been described in detail with reference to FIG. 3, and a detailed description thereof will be omitted.
전송 안테나가 선택되면, 단계(530)에서 전송 장치는 선택된 전송 안테나를 이용하여 데이터를 수신 장치로 전송할 수 있다.
If a transmit antenna is selected, then in
도 6은 예시적 실시예에 다른 데이터 수신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating steps of a data receiving method according to an exemplary embodiment.
단계(610)에서, 수신 장치는 전송 장치 안테나로부터 수신 장치 안테나를 이용하여 파일럿 신호를 개별적으로 수신할 수 있다.In
단계(620)에서, 수신 장치는 개별적으로 수신한 파일럿 신호를 이용하여 전송 장치 안테나로부터 수신 장치 안테나까지의 채널을 추정한다. 수신 장치는 채널 행렬을 생성할 수 있다.In
단계(630)에서, 수신 장치는 생성된 채널 행렬로부터 특정한 전송 장치 안테나들로부터 수신 장치의 수신 장치 안테나까지의 벡터 채널에 대응되는 채널 벡터를 추출한다. 또한, 수신 장치는 추출된 채널 벡터들에 대하여 채널 벡터들의 크기, 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등을 산출할 수 있다.In
또한, 수신 장치는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션 등에 기반하여 복수의 전송 장치 안테나들 중에서 전송 안테나를 선택할 수 있다. 전송 안테나를 선택하는 구성에 대해서는 도 3에서 구체적으로 설명하였으므로, 이하에서는 생략하기로 한다.Also, the receiving apparatus can select a transmission antenna among a plurality of transmission apparatus antennas based on the correlation between the respective channel vectors, the projection between the channel vectors, and the like. The configuration for selecting a transmission antenna has been described in detail with reference to FIG. 3, and will not be described below.
단계(640)에서, 수신 장치는 선택된 전송 안테나에 대한 정보를 전송 장치로 전송할 수 있다.In
단계(650)에서, 전송 장치는 선택된 전송 안테나를 이용하여 데이터를 수신 장치로 전송하고, 수신 장치는 수신 장치 안테나를 이용하여 데이터를 수신할 수 있다.
At
다른 측면에 따르면, 단계(630)에서, 수신 장치는 전송 안테나를 선택하지 않을 수 있다. 이 경우에, 단계(640)에서 수신 장치는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션에 대한 정보를 전송 장치로 전송할 수 있다. 전송 장치는 각 채널 벡터들간의 상관도, 각 채널 벡터들간의 프로젝션에 기반하여 복수의 전송 장치 안테나들 중에서, 전송 안테나를 선택할 수 있다.
According to another aspect, in
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
110: 전송 장치
121, 122, 123, 124, 125: 전송 장치 안테나
130: 수신 장치
141, 142, 143: 수신 장치 안테나110: Transmission device
121, 122, 123, 124, 125: transmission device antenna
130: Receiver
141, 142, 143: receiving antenna
Claims (25)
상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치까지의 각 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도에 기반하여 상기 전송 장치 안테나들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 안테나를 이용하여 공간 변조 기법을 적용하여 상기 데이터를 전송하는 전송부
를 포함하고,
상기 채널 벡터들 중에서, 하기 수학식 1을 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택되는 전송 장치.
[수학식 1]
여기서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)이다. 는 선택된 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 선택된 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다. 는 하기 수학식 2와 같이 구성될 수 있다.
[수학식 2]
여기서, 는 n번째로 선택된 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터 또는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서 n번째로 선택된 컬럼 벡터를 나타낸다.
A transmission apparatus having a plurality of transmission apparatus antennas and transmitting data to a reception apparatus,
Applying a spatial modulation technique using at least one transmission antenna selected from the transmission device antennas based on a size of each channel vector from each transmission device antenna to the reception device and a correlation between the channel vectors, A transmission unit for transmitting data
Lt; / RTI >
Wherein among the channel vectors, transmission antennae corresponding to channel vectors satisfying Equation (1) are selected as the transmission antennas.
[Equation 1]
Where I is an identity matrix, Is a signal to noise ratio (SNR). Is the number of selected column vectors. Is a partial channel matrix composed of the selected column vectors among the column vectors of the channel matrix. Can be expressed by the following equation (2).
&Quot; (2) "
here, Denotes an n-th column vector among the column vectors of the channel vector or channel matrix corresponding to the n-th selected transmission antenna.
상기 전송부는 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치로 파일럿 신호를 개별적으로 전송하고, 상기 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도는 상기 개별적으로 전송된 파일럿 신호에 의하여 추정된 전송 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the transmitting unit separately transmits pilot signals from the transmitting antenna to the receiving apparatus, and the size of the channel vector and the correlation between the channel vectors are estimated by the individually transmitted pilot signals.
상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치까지의 각 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도에 기반하여 상기 전송 장치 안테나들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나를 이용하여 공간 변조 기법이 적용된 상기 데이터를 수신하는 수신부
를 포함하고,
상기 채널 벡터들 중에서, 하기 수학식 3을 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택되는 수신 장치.
[수학식 3]
여기서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)이다. 는 선택된 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 선택된 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다. 는 하기 수학식 4와 같이 구성될 수 있다.
[수학식 4]
여기서, 는 n번째로 선택된 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터 또는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서 n번째로 선택된 컬럼 벡터를 나타낸다.
A receiving apparatus for receiving data from a transmitting apparatus having a plurality of transmitting apparatus antennas using a receiving apparatus antenna,
A spatial modulation is performed from at least one transmission antenna selected from the transmission device antennas on the basis of a size of each channel vector from each transmission device antenna to the reception device and a correlation between the channel vectors, Receiving the data to which the technique is applied
Lt; / RTI >
Wherein among the channel vectors, transmission antennae corresponding to channel vectors satisfying Equation (3) are selected as the transmission antennas.
&Quot; (3) "
Where I is an identity matrix, Is a signal to noise ratio (SNR). Is the number of selected column vectors. Is a partial channel matrix composed of the selected column vectors among the column vectors of the channel matrix. Can be expressed by the following equation (4).
&Quot; (4) "
here, Denotes an n-th column vector among the column vectors of the channel vector or channel matrix corresponding to the n-th selected transmission antenna.
채널 벡터 추정부
를 더 포함하고,
상기 수신부는 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나를 이용하여 파일럿 신호를 개별적으로 수신하고,
상기 채널 벡터 추정부는 상기 개별적으로 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나까지의 채널 벡터를 추정하고,
상기 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도는 추정된 채널 벡터를 이용하여 산출된 수신 장치.
8. The method of claim 7,
Channel vector estimator
Further comprising:
Wherein the receiving unit receives the pilot signals individually from the transmitting apparatus antennas using the receiving apparatus antennas,
Wherein the channel vector estimator estimates a channel vector from each transmission apparatus antenna to the reception apparatus antenna using the individually received pilot signal,
Wherein the size of the channel vector and the correlation between the channel vectors are calculated using an estimated channel vector.
상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치까지의 각 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도에 기반하여 상기 전송 장치 안테나들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 안테나를 이용하여 공간 변조 기법이 적용된 상기 데이터를 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 채널 벡터들 중에서, 하기 수학식 5를 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택되는 데이터 전송 방법.
[수학식 5]
여기서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비이고 는 선택된 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 선택된 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다. 는 하기 수학식 5와 같이 구성될 수 있다.
[수학식 6]
여기서, 는 n번째로 선택된 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터 또는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서 n번째로 선택된 컬럼 벡터를 나타낸다.
A data transmission method of a transmission apparatus having a plurality of transmission apparatus antennas and transmitting data to a reception apparatus,
Wherein the at least one transmission antenna selected from the transmission device antennas is used to transmit the spatial modulated data to the reception device based on the size of each channel vector from each transmission device antenna to the reception device, ≪ / RTI >
Lt; / RTI >
Wherein the transmission antennas corresponding to channel vectors satisfying Equation (5) are selected as the transmission antennas from among the channel vectors.
&Quot; (5) "
Where I is an identity matrix, Is the signal-to-noise ratio Is the number of selected column vectors. Is a partial channel matrix composed of the selected column vectors among the column vectors of the channel matrix. Can be expressed by the following equation (5).
&Quot; (6) "
here, Denotes an n-th column vector among the column vectors of the channel vector or channel matrix corresponding to the n-th selected transmission antenna.
상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치로 파일럿 신호를 개별적으로 전송하는 단계
를 더 포함하고,
상기 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도는 상기 개별적으로 전송된 파일럿 신호에 의하여 추정된 데이터 전송 방법.
14. The method of claim 13,
Individually transmitting pilot signals from the respective transmitting device antennas to the receiving device
Further comprising:
Wherein the size of the channel vector and the correlation between the channel vectors are estimated by the separately transmitted pilot signal.
상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치까지의 각 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도에 기반하여 상기 전송 장치 안테나들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나를 이용하여 공간 변조 기법이 적용된 상기 데이터를 수신하는 단계
를 포함하고,
상기 채널 벡터들 중에서, 하기 수학식 7을 만족하는 채널 벡터들에 대응하는 전송 장치 안테나들이 상기 전송 안테나로 선택되는 데이터 수신 방법.
[수학식 7]
여기서, I 는 단위행렬(identity matrix)이고, 는 신호대잡음비이고 는 선택된 컬럼 벡터의 개수이다. 는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서, 선택된 컬럼 벡터로 구성된 부분 채널 행렬이다. 는 하기 수학식 8과 같이 구성될 수 있다.
[수학식 8]
여기서, 는 n번째로 선택된 전송 장치 안테나에 대응되는 채널 벡터 또는 채널 행렬의 컬럼 벡터들 중에서 n번째로 선택된 컬럼 벡터를 나타낸다.
A data reception method of a reception apparatus for receiving data from a transmission apparatus having a plurality of transmission apparatus antennas using a reception apparatus antenna,
A spatial modulation is performed from at least one transmission antenna selected from the transmission device antennas on the basis of a size of each channel vector from each transmission device antenna to the reception device and a correlation between the channel vectors, Receiving the data to which the technique is applied
Lt; / RTI >
Wherein among the channel vectors, transmission antennae corresponding to channel vectors satisfying Equation (7) are selected as the transmission antennas.
&Quot; (7) "
Where I is an identity matrix, Is the signal-to-noise ratio Is the number of selected column vectors. Is a partial channel matrix composed of the selected column vectors among the column vectors of the channel matrix. Can be expressed by the following equation (8).
&Quot; (8) "
here, Denotes an n-th column vector among the column vectors of the channel vector or channel matrix corresponding to the n-th selected transmission antenna.
상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나를 이용하여 파일럿 신호를 개별적으로 수신하는 단계; 및
상기 개별적으로 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 각 전송 장치 안테나로부터 상기 수신 장치 안테나까지의 채널 벡터를 추정하는 단계
를 더 포함하고,
상기 채널 벡터의 크기 및 상기 각 채널 벡터들간의 상관도는 추정된 채널 벡터를 이용하여 산출된 데이터 수신 방법.
20. The method of claim 19,
Individually receiving pilot signals from the respective transmission device antennas using the receiving device antennas; And
Estimating a channel vector from each transmission device antenna to the reception device antenna using the individually received pilot signal
Further comprising:
Wherein the size of the channel vector and the correlation between the channel vectors are calculated using an estimated channel vector.
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---|---|---|---|---|
JP2004297276A (en) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Radio base station equipment, transmission directivity control method, and transmission directivity control program |
KR20050066633A (en) * | 2003-12-26 | 2005-06-30 | 한국전자통신연구원 | System and method for selecting antenna in mimo system |
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- 2013-09-30 KR KR1020130115927A patent/KR101533999B1/en active IP Right Grant
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KR20050066633A (en) * | 2003-12-26 | 2005-06-30 | 한국전자통신연구원 | System and method for selecting antenna in mimo system |
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