KR20080024906A

KR20080024906A - Ｍｉｍｏｏｆｄｍ 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080024906A
Application number: KR1020060089657A
Authority: KR
Inventors: 서정훈; 마사아키 후지이; 김성진; 김호진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-19
Also published as: US8457220B2; KR100878768B1; JP2008072722A; US20100027688A1

Abstract

본 발명은 MIMO-OFDM(Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 송수신 시스템에 관한 것으로, MIMO-OFDM 수신기는 복수 개의 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기의 순위 등과 같은 정렬 정보를 MIMO-OFDM 송신기로 피드백하고, MIMO-OFDM 송신기는 이 피드백 정보에 따라 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬함으로써 채널 이득이 가장 큰 송신 안테나를 통하여 특정 서브스트림이 송신되도록 할 수 있고, 그 결과 특정 서브스트림이 올바르게 복원될 확률이 매우 높아지게 된다는 효과가 있다.

Description

ＭＩＭＯＯＦＤＭ 송수신 방법 및 장치{Method and apparatus for MIMO-OFDM transmitting/receiving}

도 1은 종래의 MIMO-OFDM 송신기의 구성도이다.

도 2는 종래의 MIMO-OFDM 수신기의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 송신기의 구성도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 4 x 4 프리코딩 행렬을 생성하는 모습을 도시한 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 프리코딩 행렬 적용에 따른 수신 신호의 전력 세기를 나타낸 도면이다.

도 6은 도 4에 도시된 방식과는 다른 방식으로 4 x 4 프리코딩 행렬을 생성하는 모습을 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 정렬 정보를 블록 단위로 전송하는 방식을 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 수신기의 구성도이다.

도 9는 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기를 보다 구체화한 MIMO-OFDM 송신기 의 구성도이다.

도 10은 도 8에 도시된 MIMO-OFDM 수신기를 보다 구체화한 MIMO-OFDM 수신기의 구성도이다.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 송신 방법의 흐름도이다.

도 12a-b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 MIMO-OFDM 수신 방법의 흐름도이다.

도 13-15는 다양한 OFDM 송수신 시스템들에서의 평균 Eb/No에 따른 평균 패킷 오류율들을 비교 도시한 도면들이다.

도 16은 다양한 OFDM 송수신 시스템들에서의 경로 간격에 따른 평균 패킷 오류율들을 비교 도시한 도면들이다.

본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 송수신 시스템에 관한 것으로, 특히 복수개의 송신 안테나들 및 수신 안테나들을 사용하는 MIMO(Multi Input Multi Output)-OFDM 송수신 시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래의 MIMO-OFDM 송신기의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 MIMO-OFDM 송신기는 오류 정정 부호화들(11), 심볼 맵퍼들(12), 직병렬 변환부들(13), 프리코더들(14), 파일럿 삽입부들(15), IFFT/GI 삽입부들(16), 및 DAC/송신부들(17)로 구성된다. 특히, 도 3에 도시된 Nt는 송신 안테나들 개수 및 수신 안테나들의 개수와 일치하고, Nc는 부반송파(subcarrier)들의 개수와 일치한다. 또한, 이하에서 서브스트림(substream)은 복수 개의 송신 안테나들 및 복수 개의 수신 안테나들 각각의 데이터 계열을 의미한다.

오류 정정 부호화부들(11)은 서브 스트림들 각각에 해당하는 데이터들 각각에 대해 이 데이터 각각의 전송 과정에서 발생될 수 있는 오류의 정정을 위한 부호화를 수행한다. 심볼 맵퍼들(12)은 오류 정정 부호화부들(11) 각각에 의해 오류 정정 부호화된 데이터들 각각을 변조 신호 점들에 해당하는 복소수 형태의 데이터 심벌들 각각에 매핑한다.

직병렬 변환부들(13)은 심볼 맵퍼들(12) 각각에서의 매핑 결과에 해당하는 데이터 심벌들을 병렬 형태의 데이터 심벌들로 변환함으로써 데이터 심벌들 각각을 부반송파들 각각에 할당한다. 파일럿 삽입부들(14)은 직병렬 변환부들(33)에 의해 데이터 심벌들 각각이 할당된 부반송파들에 이 부반송파들 각각의 채널을 추정하기 위한 파일럿을 삽입한다.

IFFT/GI 삽입부들(15)은 파일럿 삽입부들(35)에 의한 파일럿 삽입 결과에 해당하는 부반송파들 각각에 대한 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행함으로써 시간 영역의 송신 신호들을 생성하고, 이 송신 신호들에 이 송신 신호들에 포함된 데이터 심볼들간의 간섭을 방지하기 위한 보호 구간(Guard Interval)을 삽입한다. DAC/송신부들(16)은 IFFT/GI 삽입부들(15)에 의한 보호 구간 삽입의 결과에 해당하는 디지털 형태의 송신 신호들 각각을 아날로그 형태의 송신 신호로 변환하 고, 이와 같이 아날로그 형태의 송신 신호들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각을 통하여 동시에 출력한다.

도 2는 종래의 MIMO-OFDM 수신기의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 MIMO-OFDM 수신기는 수신/ADC부들(21), GI 제거/FFT부들(22), 채널 추정부(23), 병렬 간섭 제거기들(Parallel Interference Canceller)(24), MIMO 신호 검출부들(25), 심볼 디맵퍼(de-mapper)들(26), 오류 정정 복호화부들(27), 서브스트림 선택부(28), 오류 정정 부호화부(29), 심볼 맵퍼(210), 및 복사부(211)로 구성된다.

수신/ADC부들(21)은 복수 개의 수신 안테나들 각각을 통하여 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로부터 수신 신호들 각각을 동시에 수신하고, 상기 수신된 아날로그 형태의 수신 신호들을 디지털 형태의 수신 신호들로 변환한다. GI 제거/FFT부들(22)은 수신/ADC부들(21)에 의한 변환의 결과에 해당하는 송신 신호들 각각으로부터 이 수신 신호들에 포함된 데이터 심볼간의 간섭을 방지하기 위한 보호 구간을 제거한다. 또한, GI 제거/FFT부들(22)은 이와 같이 보호 구간이 제거된 송신 신호들 각각에 대한 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행함으로써 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복원한다.

채널 추정부(23)는 GI 제거/FFT부들(22)에 의해 복원된 부반송파들 중 파일럿을 이용하여 GI 제거/FFT부들(22)에 의해 복원된 부반송파들 각각의 채널을 추정한다. 병렬 간섭 제거기들(24)은 GI 제거/FFT부들(22)에 의해 복원된 부반송파들로부터 복사부(211)에 의해 생성된 복사 신호를 감산한다. 이 복사 신호는 오류를 포 함하는 서브스트림이 존재하는 경우에 MIMO-OFDM 수신기에 의해 올바르게 복원된 서브스트림에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들이다.

MIMO 신호 검출부들(25)은 채널 추정/정렬 정보 생성부(23)에 의해 추정된 채널 정보에 기초하여 GI 제거/FFT부들(22)에 의해 복원된 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들로부터 서브스트림들 각각에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들을 분리하여 검출한다. 심볼 디맵퍼들(26)은 MIMO 신호 검출부들(25)에 의해 검출된 서브스트림들 각각에 해당하는 부반송파들에 할당된 데이터 심볼들 각각을 서브스트림들 각각에 해당하는 이진 형태의 데이터들 각각에 매핑한다. 오류 정정 복호화부들(27)은 심볼 디맵퍼들(26)에 의한 매핑의 결과에 해당하는 이진 데이터에 포함된 오류 정정 부호를 사용하여 이 이진 데이터의 오류를 정정한다.

서브스트림 선택부(28)는 오류 정정 복호화부들(27)에 의한 오류 정정 결과에 해당하는 서브스트림들 중 올바르게 복원된 서브스트림을 선택한다. 오류 정정 부호화부(29)는 서브스트림 선택부(28)에 의해 선택된 서브스트림에 대한 오류 정정을 위한 부호화를 수행한다. 심볼 맵퍼(210)는 오류 정정 부호화부(29)에 의해 오류 정정 부호화된 서브스트림을 복소수 형태의 데이터 심벌들 각각에 매핑한다. 복사부(211)는 심볼 맵퍼(811)에 의한 매핑의 결과에 해당하는 데이터 심벌들 각각이 할당된 부반송파들의 복사 신호를 생성한다.

상기된 바와 같이, 종래의 MIMO-OFDM 수신기는 오류를 포함하는 서브스트림이 존재하는 경우에 올바르게 복원된 서브스트림을 다시 오류 정정 부호화하고, 심볼 매핑 등을 수행함으로써 송신 신호의 복사본을 생성한다. 또한, 종래의 MIMO- OFDM 수신기는 수신 신호로부터 복사 신호를 감산하고, 잔차 신호에 대해서 다시 한 번 신호 분리를 수행한다. 이와 같이 함으로써 등가적으로 오류 정정 복호화 대상이 되는 서브스트림의 개수가 줄어들게 되고, 신호 분리의 정도가 향상되게 된다. 이와 같은 과정은 모든 서브스트림들이 올바르게 복원될 때까지 반복적으로 수행된다.

그런데, 종래의 MIMO-OFDM 송수신 방식은 모든 서브스트림들이 오류를 포함하고 있다면, 올바르게 복원된 서브스트림에 대한 복사 신호를 생성할 수 없으므로 서브스트림들간의 병렬 간섭 제거를 할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 만약, 오류를 포함하는 서브스트림에 대한 복사 신호를 이용하여 서브스트림들간의 병렬 간섭 제거를 한다면, 하나의 서브스트림에 포함된 오류가 다른 서브스트림들에 퍼져서 어긋난 데이터 심볼로 매핑되게 되고, 그 결과 올바른 복사 신호를 생성할 수 없게 된다. 이로 인하여 신호 분리의 정도는 현저하게 열화되게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 모든 서브스트림들에 오류가 발생하는 것을 막음으로써 올바르게 복원된 서브스트림을 이용하는 서브스트림들간의 병렬 간섭 제거를 효과적으로 활용할 수 있게 하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 또한, 상기된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. 이것은 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상을 지식을 가진 자들라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 송신 방법은 수신기로부터 피드백된 정보에 따라 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬하는 단계; 상기 정렬된 부반송파들 각각에 대한 변조를 수행함으로써 송신 신호들 각각을 생성하는 단계; 및 상기 송신 안테나들 각각을 통하여 상기 생성된 송신 신호들 각각을 상기 수신기로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기된 송신 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 송신 장치는 수신기로부터 피드백된 정보에 따라 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬하는 프리코더들; 상기 정렬된 부반송파들 각각에 대한 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행함으로써 송신 신호들 각각을 생성하는 IFFT부들; 및 상기 송신 안테나들 각각을 통하여 상기 생성된 송신 신호들 각각을 상기 수신기로 송신하는 송신부들을 포함한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수신 방법은 복수 개의 수신 안테나들 각각을 통하여 송신기로부터 복수 개의 신호들 각각을 수신 하는 단계; 상기 수신된 신호들 각각의 소정 특성을 측정하고, 상기 측정된 소정 특성들의 순위에 관한 정보를 상기 송신기로 피드백하는 단계; 및 상기 송신기로 이전에 피드백된 정보를 이용하여 상기 수신 신호로부터 데이터들 각각을 복원하는 단계를 포함한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기된 수신 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수신 장치는 복수 개의 수신 안테나들 각각을 통하여 송신기로부터 복수 개의 신호들 각각을 수신하는 수신부들; 상기 수신된 신호들 각각의 소정 특성을 측정하고, 상기 측정된 소정 특성들의 순위에 관한 정보를 상기 송신기로 피드백하는 피드백부; 상기 송신기로 이전에 피드백된 정보에 따라 상기 수신 신호로부터 복원된 부반송파들 각각을 원래의 순위로 정렬하는 프리디코더들; 및 상기 정렬된 부반송파들에 할당된 데이터 심볼들 각각을 서브스트림 각각에 해당하는 데이터들 각각에 매핑하는 심볼 디맵퍼들을 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 MIMO-OFDM 송신기는 오류 정정 부호화 들(31), 심볼 맵퍼들(32), 직병렬 변환부들(33), 프리코더들(34), 파일럿 삽입부들(35), IFFT/GI 삽입부들(36), 및 DAC/송신부들(37)로 구성된다. 특히, 도 3에 도시된 Nt는 송신 안테나들 개수 및 수신 안테나들의 개수와 일치하고, Nc는 부반송파들의 개수와 일치한다. 또한, MIMO 환경에서의 서브스트림들 각각은 복수 개의 송신 안테나들 및 복수 개의 수신 안테나들 각각의 데이터 계열을 의미한다. 또한, OFDM 환경에서의 부반송파들 각각은 서로 직교하는 주파수를 갖는다.

오류 정정 부호화부들(31)은 서브 스트림들 각각에 해당하는 데이터들 각각에 대해 이 데이터 각각의 전송 과정에서 발생될 수 있는 오류의 정정을 위한 부호화를 수행한다. 예를 들면, 오류 정정 부호화부들(31)은 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 부호, 컨볼루션(convolution) 부호, LDPC(Low Density Parity Check) 부호 등을 사용하여 오류 정정을 위한 부호화를 수행할 수 있다.

심볼 맵퍼들(32)은 오류 정정 부호화부들(31) 각각에 의해 오류 정정 부호화된 데이터들 각각을 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude modulation) 등과 같은 변조 방식의 변조 신호 점들에 해당하는 복소수 형태의 데이터 심벌들 각각에 매핑한다. 예를 들면, 심볼 맵퍼들(32)은 이진 형태의 데이터를 4 비트 단위로 16-QAM 방식의 16 개의 복소수 심벌들에 매핑할 수 있다.

직병렬 변환부들(33)은 심볼 맵퍼들(32) 각각에서의 매핑 결과에 해당하는 데이터 심벌들을 병렬 형태의 데이터 심벌들로 변환함으로써 데이터 심벌들 각각을 부반송파들 각각에 할당한다.

프리코더들(34)은 도 8에 도시된 MIMO-OFDM 수신기로부터 피드백된 정렬 정보(ordering information)에 따라 직병렬 변환부들(33) 각각에 의해 데이터 심벌들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬한다. 여기에서, 정렬 정보는 도 8에 도시된 MIMO-OFDM 수신기 측에 의해 측정된 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기 순위를 나타낸다. 특히, 본 실시예에 따르면, 프리코더들(34)은 도 8에 도시된 MIMO-OFDM 수신기로부터 피드백된 정렬 정보에 기초하여 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기 순위를 나타내는 프리코딩 행렬을 생성하고, 이 프리코딩 행렬에 직병렬 변환부들(33) 각각에 의해 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 중 제 m 번째 부반송파들을 곱하는 프리코딩을 수행함으로써 제 m 번째 부반송파들 각각을 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 4 x 4 프리코딩 행렬을 생성하는 모습을 도시한 도면이다. 특히, 이하의 도 4에 대한 설명에 대해서는 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기를 4 개의 송신 안테나들과 4 개의 수신 안테나들을 구비하는 4 x 4 MIMO-OFDM 송신기라고 가정하기로 한다.

도 4를 참조하면, 제 m 번째 부반송파에 대한 정렬 정보 O(m)가 세 번째 수신 안테나, 네 번째 수신 안테나, 두 번째 수신 안테나, 첫 번째 수신 안테나의 순위로 수신 신호의 전력이 강함을 나타내는 {3, 4, 2, 1}임을 알 수 있다. 이 경우, 프리코더들(34)은 프리코딩 행렬의 제 1 열에 대해서 정렬 정보의 첫 번째의 안테나 인덱스가 나타내는 행, 즉 제 3 행에는 1을 설정하고, 나머지 행에는 0을 설정 한다. 또한, 프리코더들(34)은 프리코딩 행렬의 제 2 열에 대해서 정렬 정보의 두 번째의 안테나 인덱스가 나타내는 행, 즉 제 4 행에는 1을 설정하고, 나머지 행에는 0을 설정한다. 또한, 프리코더들(34)은 프리코딩 행렬의 제 3 열에 대해서 정렬 정보의 세 번째의 안테나 인덱스가 나타내는 행, 즉 제 2 행에는 1을 설정하고, 나머지 행에는 0을 설정한다. 또한, 프리코더들(34)은 프리코딩 행렬의 제 4 열에 대해서 정렬 정보의 네 번째의 안테나 인덱스가 나타내는 행, 즉 제 1 행에는 1을 설정하고, 나머지 행에는 0을 설정한다.

즉, 프리코더들(34)은 이와 같이 설정된 4 x 4 프리코딩 행렬에 4 개의 직병렬 변환부들(33) 각각으로부터 출력된 4 개의 제 m 번째 부반송파들을 곱하는 프리코딩을 수행함으로써 첫 번째 직병렬 변환부로부터 출력된 제 m 번째 부반송파가 수신 신호의 전력 세기가 가장 크게 되는 송신 안테나를 통해서 송신되고, 두 번째 직병렬 변환부로부터 출력된 제 m 번째 부반송파가 수신 신호의 전력 세기가 그 다음으로 크게 되는 송신 안테나를 통해서 송신되고, 세 번째 직병렬 변환부로부터 출력된 제 m 번째 부반송파가 수신 신호의 전력 세기가 그 다음으로 크게 되는 송신 안테나를 통해서 송신되고, 네 번째 직병렬 변환부로부터 출력된 제 m 번째 부반송파가 수신 신호의 전력 세기가 가장 작게 되는 송신 안테나를 통해서 송신되도록 미리 부반송파들 각각을 정렬한다.

도 5를 참조하면, 종래에는 항상 특정 송신 안테나를 통하여 특정 서브스트 림이 송신되었다. 예를 들면, 첫 번째 서브스트림은 항상 첫 번째 송신 안테나를 통하여 송신되고, 첫 번째 수신 안테나를 통하여 수신된다. 따라서, 첫 번째 서브스트림의 수신 전력 세기는 첫 번째 송신 안테나 및 첫 번째 수신 안테나간의 통신 환경 변화에 따라 변하게 된다. 그러나, 본 실시예의 경우에는 송신 안테나들 각각과 수신 안테나들 각각간의 통신 환경 변화에 따라 유동적으로 형성되는 정렬 정보에 따라 첫 번째 서브스트림은 수신 신호의 전력 세기가 가장 크게 되는 송신 안테나, 즉 채널 이득(channel gain)이 가장 큰 송신 안테나를 통해서 송신되므로 첫 번째 서브스트림이 올바르게 복원될 확률이 높아지게 된다.

또한, 정렬 정보는 상기된 바와 같이 항상 전체 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기 순위를 나타내는 것이 아니라, 전체 수신 안테나들 중 일부 수신 안테나의 수신 신호의 전력 세기를 나타낼 수도 있다. 만약, 도 8에 도시된 MIMO-OFDM 수신기로부터 피드백된 정렬 정보가 MIMO-OFDM 수신기에 부착된 수신 안테나들 중에서 일부 수신 안테나의 수신 신호의 전력 세기를 나타내면, 프리코더들(34)은 이와 같은 정보에 따라 부반송파들 중 일부 부반송파를 송신 안테나들 중 일부 송신 안테나에 대응되도록 정렬하고, MIMO-OFDM 송신기에 적용되는 일반적인 순위에 따라 일부 부반송파를 제외한 나머지 부반송파를 일부 송신 안테나를 제외한 나머지 송신 안테나에 대응되도록 정렬한다.

도 6을 참조하면, 제 m 번째 부반송파에 대한 정렬 정보 O(m)는 도 4에 도시 된 {3, 4, 2, 1}의 일부인 {3, 4}임을 알 수 있다. 이 경우, 4 개의 프리코더들(34)은 프리코딩 행렬의 제 1 열에 대해서 정렬 정보의 첫 번째의 안테나 인덱스가 나타내는 행, 즉 제 3 행에는 1을 설정하고, 나머지 행에는 0을 설정한다. 또한, 4 개의 프리코더들(34)은 프리코딩 행렬의 제 2 열에 대해서 정렬 정보의 두 번째의 안테나 인덱스가 나타내는 행, 즉 제 4 행에는 1을 설정하고, 나머지 행에는 0을 설정한다. 또한, 4 개의 프리코더들(34)은 프리코딩 행렬의 제 3 열에 대해서 정렬 정보의 첫 번째 및 두 번째 안테나 인덱스들이 나타내는 행들을 제외한 행들 중 어느 하나, 예를 들면 제 1 행에는 1을 설정하고, 나머지 행에는 0을 설정한다. 또한, 4 개의 프리코더들(34)은 프리코딩 행렬의 제 4 열에 대해서 이미 설정된 행들을 제외한 나머지 행, 즉 제 2 행에는 1을 설정하고, 나머지 행에는 0을 설정한다.

본 실시예는 최소한 하나의 서브스트림라도 올바르게 복원될 수 있도록 하는 것을 목적으로 하기 때문에 MIMO-OFDM 수신기가 수신 안테나들 전체에 대한 정렬 정보를 피드백하지 않고, 수신 안테나들 일부에 대한 정렬 정보만을 피드백하더라도 본 실시예의 목적은 달성될 수 있다. 이와 같이, MIMO-OFDM 수신기가 일부 안테나에 대한 정렬 정보만을 피드백함으로써 피드백 정보량을 줄일 수 있다.

도 7을 참조하면, 도 8에 도시된 수신기로부터 피드백된 정렬 정보는 B 개의 연속하는 제 n 번째 부반송파들의 집합에 해당하는 블록, 즉 제 n 번째 부반송파 블록 단위의 정보임을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 제 n 번째 부반송파 블록은 제 B(n-1)+1 번째의 부반송파로부터 제 Bn 번째의 부반송파까지의 부반송파 집합이다. 이 경우, 프리코더들(34)은 제 n 번째 부반송파 블록을 대표하는 하나의 정렬 정보에 따라 제 n 번째 부반송파 블록을 구성하는 부반송파들 전체를 어느 하나의 송신 안테나에 대응되도록 정렬한다. 이것은 인접하는 부반송파들간에는 채널의 상관성이 높다는 것을 고려한 것이다. 이와 같이, MIMO-OFDM 수신기가 어느 하나의 부반송파 블록을 구성하는 부반송파들에 대해 일일이 정렬 정보를 피드백하지 않고, 이 부반송파 블록을 대표하는 하나의 정렬 정보만을 피드백함으로써 피드백 정보량을 줄일 수 있다.

또한, 정렬 정보는 도 8에 도시된 MIMO-OFDM 수신기 측에 의해 측정된 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기 순위가 아닌, 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 SINR(Signal Interference to Noise Ratio) 순위를 나타낼 수도 있다. 여기에서, SINR은 원하는 신호의 수신 강도와 원하지 않는 신호(잡음, 간섭)의 수신 강도간 비율을 나타낸다. 특히, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기된 전력 세기, SINR 외에 다른 특성값을 사용하여 정렬 정보를 용이하게 구성할 수 있음을 이해할 수 있다.

파일럿 삽입부들(35)은 프리코더들(34)에 의해 정렬된 부반송파들에 이 부반송파들 각각의 채널을 추정하기 위한 파일럿을 삽입한다.

IFFT/GI 삽입부들(36)은 파일럿 삽입부들(35)에 의한 파일럿 삽입 결과에 해당하는 부반송파들 각각에 대한 변조, 즉 IFFT를 수행함으로써 시간 영역의 송신 신호들을 생성한다. 또한, IFFT/GI 삽입부들(36)은 이와 같이 생성된 송신 신호들에 이 송신 신호들에 포함된 데이터 심볼들간의 간섭을 방지하기 위한 보호 구간(Guard Interval)을 삽입한다.

DAC/송신부들(37)은 IFFT/GI 삽입부들(36)에 의한 보호 구간 삽입의 결과에 해당하는 디지털 형태의 송신 신호들 각각을 아날로그 형태의 송신 신호로 변환하고, 이 아날로그 송신 신호들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각을 통하여 동시에 송신한다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 MIMO-OFDM 수신기는 수신/ADC부들(81), GI 제거/FFT부들(82), 채널 추정/정렬 정보 피드백부(83), 병렬 간섭 제거기들(PIC, Parallel Interference Canceller)(84), MIMO 신호 검출부들(85), 프리디코더들(86), 심볼 디맵퍼(de-mapper)들(87), 오류 정정 복호화부들(88), 서브스트림 선택부(89), 오류 정정 부호화부(810), 심볼 맵퍼(811), 프리코더(812), 및 복사부(813)로 구성된다.

수신/ADC부들(81)은 복수 개의 수신 안테나들 각각을 통하여 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로부터 수신 신호들 각각을 동시에 수신하고, 아날로그 형태의 수신 신호들을 디지털 형태의 수신 신호들로 변환한다.

GI 제거/FFT부들(82)은 수신/ADC부들(81)에 의한 변환의 결과에 해당하는 송신 신호들 각각으로부터 이 수신 신호들에 포함된 데이터 심볼간의 간섭을 방지하 기 위한 보호 구간을 제거한다. 또한, GI 제거/FFT부들(82)은 이와 같이 보호 구간이 제거된 송신 신호들 각각에 대한 복조, 즉 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행함으로써 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복원한다.

채널 추정/정렬 정보 피드백부(83)는 GI 제거/FFT부들(82)에 의해 복원된 부반송파들 중 파일럿을 이용하여 GI 제거/FFT부들(82)에 의해 복원된 부반송파들 각각의 채널을 추정한다. 또한, 채널 추정/정렬 정보 피드백부(83)는 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기의 순위를 나타내는 정렬 정보를 생성하고, 이와 같이 생성된 정렬 정보를 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백한다.

특히, 본 실시예에 따르면, 채널 추정/정렬 정보 피드백부(83)는 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백되는 정보량을 줄이기 위하여 수신 안테나들 전체가 아닌 일부 수신 안테나의 수신 신호의 전력 세기를 나타내는 정렬 정보를 생성할 수도 있다. 이와 같은 정렬 정보의 예로는 수신 신호의 전력 세기가 가장 큰 안테나의 인덱스 및 그 다음으로 큰 안테나의 인덱스를 포함하는 테이블을 들 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 채널 추정/정렬 정보 피드백부(83)는 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백되는 정보량을 줄이기 위하여 어느 하나의 부반송파 블록을 구성하는 부반송파들에 대해 일일이 정렬 정보를 피드백하지 않고, 이 부반송파 블록을 대표하는 하나의 정렬 정보만을 피드백할 수도 있다.

또한, 채널 추정/정렬 정보 피드백부(83)는 수신 안테나들 각각의 수신 신호 의 SINR을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 SINR 순위를 나타내는 정렬 정보를 생성하고, 이와 같이 생성된 정렬 정보를 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백할 수도 있다.

병렬 간섭 제거기들(84)은 GI 제거/FFT부들(82)에 의해 복원된 부반송파들로부터 복사부(813)에 의해 생성된 복사 신호를 감산한다. 이 복사 신호는 오류를 포함하는 서브스트림이 존재하는 경우에 MIMO-OFDM 수신기에 의해 올바르게 복원된 서브스트림에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들에 대한 복사본이다.

MIMO 신호 검출부들(85)은 채널 추정/정렬 정보 피드백부(83)에 의해 추정된 채널 정보에 기초하여 GI 제거/FFT부들(82)에 의해 복원된 부반송파들로부터 서브스트림들 각각에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들을 분리하여 검출한다. 특히, MIMO 신호 검출부들(85)은 병렬 간섭 제거기들(84)에 의해 복사 신호가 제거된 부반송파들로부터 이 복사 신호에 해당하는 서브스트림을 제외한 나머지 서브스트림들 각각에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들을 검출한다. 이와 같은 병렬 간섭 제거기들(84)에 의한 복사 신호 감산 및 MIMO 신호 검출부들(85)에 의한 나머지 신호에 대한 신호 분리를 반복적으로 수행한다. 즉, 오류를 포함하는 서브스트림이 존재하는 경우에는 새로 올바르게 복원된 서브스트림으로부터 복사 신호를 생성하고, 감산하고, 신호 분리하고, 심볼 디맵핑하고, 오류 정정 복호화하는 과정을 반복한다. 이와 같이 함으로써 등가적으로 오류 정정 복호화 대상이 되는 서브스트림의 개수가 줄어들게 되고, 신호 분리의 정도가 향상되게 된다. 나아가, 오류 정정의 효과도 더욱 더 향상되게 되어 오류 없는 서브스트림을 획득할 수 있게 된다.

프리디코더들(86)은 MIMO 신호 검출부들(85)에 의해 검출된 서브스트림들 각각에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들을 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 이전에 피드백된 정렬 정보에 따라 MIMO 신호 검출부들(85)에 의해 검출된 부반송파들 각각을 원래의 순위로 정렬한다. 보다 상세하게 설명하면, 프리디코더들(86)은 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백된 정렬 정보에 기초하여 프리코딩의 상태를 원래의 상태로 복원하는 프리디코딩 행렬을 생성하고, 이 프리디코딩 행렬에 MIMO 신호 검출부들(85)에 의해 검출된 서브스트림들 각각에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들 중 제 m 번째 부반송파들을 곱하는 프리디코딩을 수행함으로써 제 m 번째 부반송파들 각각을 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬한다. 여기에서, 프리디코딩 행렬은 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기에서 생성된 프리코딩 행렬과 동일한 행렬이다.

심볼 디맵퍼들(87)은 프리디코더들(86)에 의해 정렬된 부반송파들에 할당된 데이터 심볼들 각각을 서브스트림들 각각에 해당하는 이진 형태의 데이터들 각각에 매핑한다. 예를 들면, 심볼 디맵퍼들(87)은 16-QAM 방식의 16 개의 복소수 심벌들 각각을 4 비트의 이진 데이터들 각각에 매핑할 수 있다.

오류 정정 복호화부들(88)은 심볼 디맵퍼들(87)에 의한 매핑의 결과에 해당하는 이진 데이터에 포함된 오류 정정 부호를 사용하여 이 이진 데이터의 오류를 정정한다.

서브스트림 선택부(89)는 오류 정정 복호화부들(88)에 의한 오류 정정 결과 에 해당하는 서브스트림들 중 올바르게 복원된 서브스트림을 선택한다. 오류 정정 부호화부(810)는 서브스트림 선택부(89)에 의해 선택된 서브스트림에 대한 오류 정정을 위한 부호화를 수행한다. 심볼 맵퍼(811)는 오류 정정 부호화부(810)에 의해 오류 정정 부호화된 서브스트림을 복소수 형태의 데이터 심벌들 각각에 매핑한다. 프리코더(812)는 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백된 정렬 정보에 따라 심볼 맵퍼(811)에 의한 매핑의 결과에 해당하는 데이터 심벌들 각각이 할당된 부반송파 각각을 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬한다. 복사부(813)는 프리코더(812)에 의해 정렬된 부반송파들의 복사 신호를 생성한다.

도 9는 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기를 보다 구체화한 MIMO-OFDM 송신기의 구성도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 MIMO-OFDM 송신기는 LDPC 부호화들(91), 심볼 맵퍼들(92), 직병렬 변환부들(93), 프리코더들(94), 파일럿 삽입부들(35), IFFT/GI 삽입부들(96), 및 DAC/송신부들(97)로 구성된다. 도 9에 도시된 MIMO-OFDM 송신기는 도 3에 도시된 오류 정정 부호화부들(31)을 LDPC 부호화들(91)로 구체화한 실시예이다.

LDPC 부호화들(91)은 LDPC 부호를 사용하여 서브스트림들 각각의 전송 과정에서 발생될 수 있는 오류의 정정을 위한 부호화를 수행한다. 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기의 기재로부터 도 9에 도시된 송신기 외에도 다른 형태의 송신기도 용이하게 구현할 수 있음을 알 수 있다.

도 10은 도 8에 도시된 MIMO-OFDM 수신기를 보다 구체화한 MIMO-OFDM 수신기 의 구성도이다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 MIMO-OFDM 수신기는 수신/ADC부들(101), GI 제거/FFT부들(102), 채널 추정/정렬 정보 피드백부(103), 병렬 간섭 제거기들(104), QRD-MLD부들(105), 프리디코더들(106), 심볼 디맵퍼들(107), LLR 계산부들(108), LDPC 복호화부들(109), 서브스트림 선택부(1010), LDPC 부호화부(1011), 심볼 맵퍼(1012), 프리코더(1013), 및 복사부(1014)로 구성된다. 도 10에 도시된 MIMO-OFDM 수신기는 도 3에 도시된 MIMO 신호 검출부들(85)을 QRD-MLD부들(105)로 구체화하고, 오류 정정 복호화부들(88)을 LLR 계산부들(108) 및 LDPC 복호화부들(109)로 구체화하고, 오류 정정 부호화부(810)를 LDPC 부호화(1011)로 구체화한 실시예이다.

QRD-MLD부들(105)은 신호 분리 알고리즘으로 QRD(QR Decomposition)를 기반으로 한 MLD(Maximum Likelihood Detection)를 이용함으로서 GI 제거/FFT부들(102)에 의해 복원된 부반송파들로부터 서브스트림들 각각에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들을 분리하여 검출한다. 즉, QRD-MLD부들(105)은 채널 추정/정렬 정보 피드백부(83)에 의해 추정된 채널 정보에 해당하는 채널 행렬을 QR 분해함으로써 행렬 Q의 복소 공역 전치 행렬을 생성하고, 이것과 GI 제거/FFT부들(102)에 의해 복원된 부반송파들의 벡터들을 곱함으로써 부반송파들의 벡터의 채널 응답에 대한 상삼각 행렬(upper triangular matrix)을 생성한다. 이와 같은 과정을 통하여 부반송파들의 벡터를 효율적으로 탐색할 수 있다.

LLR 계산부들(108)은 심볼 디맵퍼들(87)에 의한 디매핑의 결과에 해당하는 이진 데이터에 대한 LLR(Log-Likelihood Ratio) 값들을 계산한다. LDPC 복호화부들(109)은 LLR 계산부들(108)에 의해 계산된 LLR 값들을 이용하여 서브스트림들 각각의 전송 과정에서 발생될 수 있는 오류의 정정을 위한 부호화를 수행한다. 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기의 기재로부터 도 10에 도시된 수신기 외에도 다른 형태의 수신기도 용이하게 구현할 수 있음을 알 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 MIMO-OFDM 송신 방법은 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 MIMO-OFDM 송신 방법에도 적용된다.

111 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 서브 스트림들 각각에 해당하는 데이터들 각각에 대해 이 데이터들 각각의 전송 과정에서 발생될 수 있는 오류의 정정을 위한 부호화를 수행한다.

112 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 111 단계에서 오류 정정 부호화된 데이터들 각각을 소정의 변조 방식의 변조 신호 점들에 해당하는 복소수 형태의 데이터 심벌들 각각에 매핑한다.

113 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 112 단계에서의 매핑 결과에 해당하는 데이터 심벌들을 병렬 형태의 데이터 심벌들로 변환함으로써 데이터 심벌들 각각을 부반송파들 각각에 할당한다.

114 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 도 8에 도시된 MIMO-OFDM 수신기로부터 피드백된 정렬 정보에 따라 113 단계에서 데이터 심벌들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬한다.

115 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 114 단계에서 정렬된 부반송파들에 이 부반송파들 각각의 채널을 추정하기 위한 파일럿을 삽입한다.

116 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 115 단계에서의 파일럿 삽입 결과에 해당하는 부반송파들 각각에 대한 IFFT를 수행함으로써 시간 영역의 송신 신호들을 생성한다.

117 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 116 단계에서 생성된 송신 신호들에 이 송신 신호들에 포함된 데이터 심볼들간의 간섭을 방지하기 위한 보호 구간을 삽입한다.

118 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 117 단계에서의 보호 구간 삽입의 결과에 해당하는 디지털 형태의 송신 신호들 각각을 아날로그 형태의 송신 신호로 변환한다.

119 단계에서 MIMO-OFDM 송신기는 118 단계에서 변환된 아날로그 형태의 송신 신호들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각을 통하여 동시에 송신한다.

도 12a-b를 참조하면, 본 실시예에 따른 MIMO-OFDM 수신 방법은 도 8에 도시 된 MIMO-OFDM 수신기에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 MIMO-OFDM 수신기에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 MIMO-OFDM 수신 방법에도 적용된다.

121 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 복수 개의 수신 안테나들 각각을 통하여 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로부터 수신 신호들 각각을 동시에 수신한다.

122 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 121 단계에서 수신된 아날로그 형태의 수신 신호들을 디지털 형태의 수신 신호들로 변환한다.

123 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 122 단계에서의 변환의 결과에 해당하는 수신 신호들 각각으로부터 이 수신 신호들에 포함된 데이터 심볼간의 간섭을 방지하기 위한 보호 구간을 제거한다.

124 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 123 단계에서 보호 구간이 제거된 송신 신호들 각각에 대한 FFT를 수행함으로써 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복원한다.

125 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 124 단계에서 복원된 부반송파들 중 파일럿을 이용하여 124 단계에서 복원된 부반송파들 각각의 채널을 추정한다.

126 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기의 순위를 나타내는 정렬 정보를 생성하고, 이와 같이 생성된 정렬 정보를 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백한다.

127 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 124 단계에서 복원된 부반송파들로부터 생성된 올바르게 복원된 서브스트림에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들에 해당하는 복사 신호를 감산한다.

128 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 125 단계에서 추정된 채널 정보에 기초하여 127 단계에서 복사 신호가 제거된 부반송파들로부터 이 복사 신호에 해당하는 서브스트림을 제외한 나머지 서브스트림들 각각에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들을 검출한다.

129 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 128 단계에서 검출된 서브스트림들 각각에 해당하는 데이터 심볼들이 할당된 부반송파들을 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백된 정렬 정보에 따라 128 단계에서 검출된 부반송파들 각각을 원래의 순위로 정렬한다.

1210 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 129 단계에서 정렬된 부반송파들 각각에 할당된 데이터 심볼들 각각을 서브스트림들 각각에 해당하는 이진 형태의 데이터들 각각에 매핑한다.

1211 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 1210 단계에서의 매핑의 결과에 해당하는 이진 데이터에 포함된 오류 정정 부호를 사용하여 이 이진 데이터의 오류를 정정한다.

1212 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 1211 단계에서의 오류 정정 결과에 해당하는 서브스트림들 중 올바르게 복원된 서브스트림을 선택한다.

1213 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 1212 단계에서 선택된 서브스트림에 대한 오류 정정을 위한 부호화를 수행한다.

1214 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 1213 단계에서 오류 정정 부호화된 서브스트림을 복소수 형태의 데이터 심벌들 각각에 매핑한다.

1215 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 도 3에 도시된 MIMO-OFDM 송신기로 피드백된 정렬 정보에 따라 1214 단계에서의 매핑의 결과에 해당하는 데이터 심벌들 각각이 할당된 부반송파 각각을 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬한다.

1216 단계에서 MIMO-OFDM 수신기는 1215 단계에서 정렬된 부반송파들의 복사 신호를 생성하고, 1207 단계로 돌아간다.

도 13-15는 다양한 OFDM 송수신 시스템들에서의 평균 Eb/No에 따른 평균 패킷 오류율들을 비교 도시한 도면들이다. 여기에서, Eb/No는 비트 에너지 대 잡음 밀도의 비를 의미하며, 단위는 데시벨이다.

특히, 도 13에는 QRD-MLD만을 이용한 OFDM 송수신 시스템, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 3 번 수행하고, QRD-MLD을 이용한 OFDM 송수신 시스템, 프리코딩을 수행하고, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 3 번 수행하고, QRD-MLD을 이용한 OFDM 송수신 시스템 각각에서의 평균 패킷 오류율이 도시되어 있다. 이 세 종류의 OFDM 송수신 시스템들 각각의 평균 패킷 오류율을 비교해보면, 본 실시예에 따라 프리코딩을 수행하는 세 번째 OFDM 송수신 시스템의 평균 패킷 오류율이 가장 낮음을 알 수 있다.

또한, 도 14에는 QRD-MLD만을 이용한 OFDM 송수신 시스템, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 2 번 수행하고, QRD-MLD을 이용한 OFDM 송수신 시스템, 프리코딩을 수행하고, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 2 번 수행하고, QRD-MLD을 이용한 OFDM 송수신 시스템 각각에서의 평균 패킷 오류율이 도시되어 있다. 이 세 종류의 OFDM 송수신 시스템들 각각의 평균 패킷 오류율을 비교해보면, 본 실시예에 따라 프리코딩을 수행하는 세 번째 OFDM 송수신 시스템의 평균 패킷 오류율이 가장 낮음을 알 수 있다.

또한, 도 15에는 MMSE(Minimum Mean Squared Error)만을 이용한 OFDM 송수신 시스템, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 수행하고, MMSE를 이용한 OFDM 송수신 시스템, 첫 번째 방식의 프리코딩을 수행하고, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 수행하고, MMSE를 이용한 OFDM 송수신 시스템, 두 번째 방식의 프리코딩을 수행하고, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 수행하고, MMSE를 이용한 OFDM 송수신 시스템, QRD-MLD만을 이용한 OFDM 송수신 시스템 각각에서의 평균 패킷 오류율이 도시되어 있다.

여기에서, 첫 번째 방식의 프리코딩은 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기 순위를 나타내는 정렬 정보를 기반으로 하고, 두 번째 방식의 프리코딩은 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 SINR 순위를 나타내는 정렬 정보를 기반으로 한다. 이 네 종류의 OFDM 송수신 시스템들 각각의 평균 패킷 오류율을 비교해보면, QRD-MLD만을 이용한 네 번째 OFDM 송수신 시스템의 평균 패킷 오류율이 가장 낮음을 알 수 있다. 그러나, MMSE를 이용한 OFDM 송수신 시스템들 중에서는 본 실시예에 따라 두 번째 방식의 프리코딩을 수행하고, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 수행하고, MMSE를 이용한 OFDM 송수신 시스템의 평균 패킷 오류율이 가장 낮음을 알 수 있다.

도 16은 다양한 OFDM 송수신 시스템들에서의 경로 간격에 따른 평균 패킷 오류율들을 비교 도시한 도면들이다. 여기에서, 경로 간격은 다중 경로들간의 간격을 의미하며, 단위는 샘플이다.

도 16에는 QRD-MLD만을 이용한 OFDM 송수신 시스템, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 2 번 수행하고, QRD-MLD을 이용한 OFDM 송수신 시스템, 프리코딩을 수행하고, 병렬 간섭 제거기에 의한 복사 신호 감산을 2 번 수행하고, QRD-MLD을 이용한 OFDM 송수신 시스템 각각에서의 평균 패킷 오류율이 도시되어 있다. 이 세 종류의 OFDM 송수신 시스템들 각각의 평균 패킷 오류율을 비교해보면, 본 실시예에 따라 프리코딩을 수행하는 세 번째 OFDM 송수신 시스템의 평균 패킷 오류율이 가장 낮음을 알 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.

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.

본 발명에 따르면, MIMO-OFDM 수신기는 복수 개의 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기의 순위 등과 같은 정렬 정보를 MIMO-OFDM 송신기로 피드백하고, MIMO-OFDM 송신기는 이 피드백 정보에 따라 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬함으로써 채널 이득이 가장 큰 송신 안테나를 통하여 특정 서브스트림이 송신되도록 할 수 있고, 그 결과 특정 서브스트림이 올바르게 복원될 확률이 매우 높아지게 된다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기된 바와 같은 효과에 따라 모든 서브스트림들에 오류가 발생하는 것을 거의 막을 수 있기 때문에 올바르게 복원된 서브스트림을 이용하는 서브스트림들간의 병렬 간섭 제거를 효과적으로 활용할 수 있게 되었으며, 그 결과 서브스트림들간의 신호 분리의 정도가 향상되어 통신 품질이 향상된다는 효과가 있다.

Claims

(a) 수신기로부터 피드백된 정보에 따라 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬하는 단계;

(b) 상기 정렬된 부반송파들 각각에 대한 변조를 수행함으로써 송신 신호들 각각을 생성하는 단계; 및

(c) 상기 송신 안테나들 각각을 통하여 상기 생성된 송신 신호들 각각을 상기 수신기로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정보는 상기 수신기 측에 의해 측정된 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기 순위를 나타내는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정보는 상기 수신기 측에 의해 측정된 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 SINR(Signal Interference to Noise Ratio) 순위를 나타내는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정보가 상기 수신기에 부착된 수신 안테나들 중에서 일부 수신 안테나 의 수신 신호의 소정 특성의 순위를 나타내고,

상기 (a) 단계는 상기 정보에 따라 상기 부반송파들 중 일부 부반송파를 상기 송신 안테나들 중 일부 송신 안테나에 대응되도록 정렬하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정보는 소정의 부반송파들의 집합에 해당하는 블록 단위의 정보이고,

상기 정보에 따라 상기 블록을 구성하는 부반송파 전체를 어느 하나의 송신 안테나에 대응되도록 정렬하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (a) 단계는 상기 정보에 기초하여 프리코딩 행렬을 생성하고, 상기 생성된 프리코딩 행렬과 상기 부반송파들을 곱하는 프리코딩을 수행함으로써 정렬하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (b) 단계는 상기 정렬된 부반송파들 각각에 대한 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행함으로써 상기 정렬된 부반송파들 각각을 변조시키는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부반송파들 각각은 서로 직교하는 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
수신기로부터 피드백된 정보에 따라 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복수 개의 송신 안테나들 각각에 대응되도록 정렬하는 프리코더들;

상기 정렬된 부반송파들 각각에 대한 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행함으로써 송신 신호들 각각을 생성하는 IFFT부들; 및

상기 송신 안테나들 각각을 통하여 상기 생성된 송신 신호들 각각을 상기 수신기로 송신하는 송신부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
(a) 복수 개의 수신 안테나들 각각을 통하여 송신기로부터 복수 개의 신호들 각각을 수신하는 단계;

(b) 상기 수신된 신호들 각각의 소정 특성을 측정하고, 상기 측정된 소정 특성들의 순위에 관한 정보를 상기 송신기로 피드백하는 단계; 및

(c) 상기 송신기로 이전에 피드백된 정보를 이용하여 상기 수신 신호로부터 데이터들 각각을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 정보는 상기 측정된 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 전력 세기 순위를 나타내는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 정보는 상기 수신기 측에 의해 측정된 수신 안테나들 각각의 수신 신호의 SINR(Signal Interference to Noise Ratio) 순위를 나타내는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 정보가 상기 수신기에 부착된 수신 안테나들 중에서 일부 수신 안테나의 수신 신호의 소정 특성의 순위를 나타내는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 정보는 소정의 부반송파들의 집합에 해당하는 블록 단위의 정보인 것을 특징으로 하는 수신 방법.
제 10 항에서,

상기 (c) 단계는

상기 송신기로 이전에 피드백된 정보에 따라 상기 수신 신호로부터 복원된 부반송파들 각각을 원래의 순위로 정렬하는 단계; 및

상기 정렬된 부반송파들에 할당된 데이터 심볼들 각각을 서브스트림 각각에 해당하는 데이터들 각각에 매핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
제 14 항에서,

상기 수신된 신호들 각각에 대한 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행함으로써 데이터 심볼들 각각이 할당된 부반송파들 각각을 복원하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 부반송파들 각각은 서로 직교하는 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
제 11 항 내지 제 18 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
복수 개의 수신 안테나들 각각을 통하여 송신기로부터 복수 개의 신호들 각각을 수신하는 수신부들;

상기 수신된 신호들 각각의 소정 특성을 측정하고, 상기 측정된 소정 특성들의 순위에 관한 정보를 상기 송신기로 피드백하는 피드백부;

상기 송신기로 이전에 피드백된 정보에 따라 상기 수신 신호로부터 복원된 부반송파들 각각을 원래의 순위로 정렬하는 프리디코더들; 및

상기 정렬된 부반송파들에 할당된 데이터 심볼들 각각을 서브스트림 각각에 해당하는 데이터들 각각에 매핑하는 심볼 디맵퍼들을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.