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KR101287272B1 - 적응적 맵퍼를 이용한 데이터 전송 방법 및 복합 자동재전송 방법 - Google Patents

적응적 맵퍼를 이용한 데이터 전송 방법 및 복합 자동재전송 방법 Download PDF

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KR101287272B1
KR101287272B1 KR1020060106557A KR20060106557A KR101287272B1 KR 101287272 B1 KR101287272 B1 KR 101287272B1 KR 1020060106557 A KR1020060106557 A KR 1020060106557A KR 20060106557 A KR20060106557 A KR 20060106557A KR 101287272 B1 KR101287272 B1 KR 101287272B1
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retransmission
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박형호
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정재훈
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강승현
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엘지전자 주식회사
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Abstract

데이터 전송 방법은 신호 성상 상의 비트별 재맵핑을 수행하여 복수의 데이터 심벌을 형성한다. 상기 복수의 데이터 심벌을 변조하여 전송한다. 신호 성상 상의 재맵핑을 통해 추가적인 복잡도없이 해당 채널에서 시공간 다이버시티 이득을 얻으면서도 추가적인 다이버시티 이득을 확보할 수 있다. 이는 종래 기술에 의한 수신기 구조를 변경하지 않고도 적용이 용이하다.
맵퍼, 다이버시티, MIMO, HARQ, 복합 자동 재전송,

Description

적응적 맵퍼를 이용한 데이터 전송 방법 및 복합 자동 재전송 방법{data transmission method and hybrid automatic repeat request method using adaptive mapper}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 적응적 맵핑의 일예를 나타낸 예시도이다.
도 3은 적응적 맵핑의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 16-QAM 변조에서 그레이 맵핑 신호 성상도이다.
도 5는 도 4의 신호 성상에서 심벌 간의 거리를 나타낸 예시도이다.
도 6은 STBC에 대한 적응적 맵핑의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 7은 STBC에 대한 적응적 맵핑의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 12는 도 11의 통신 시스템을 이용한 복합 자동 재전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이 다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 자동 재전송 방법을 나타낸 예시도이다.
도 19는 종래 기술과 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방법의 시뮬레이션 결과를 SNR 대 BER로 나타낸 그래프이다.
도 20은 종래 기술과 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방법의 시뮬레이션 결과를 SNR 대 FER로 나타낸 그래프이다.
도 21은 종래 기술과 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방법의 시뮬레이션 결과를 SNR 대 BER로 나타낸 그래프이다.
도 22는 종래 기술과 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방법의 시뮬레이션 결과를 SNR 대 FER로 나타낸 그래프이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 24는 도 23의 전송기를 이용한 재전송 심벌을 나타낸 예시도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기 및 재전송 심벌을 나타낸 예시도이다.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **
100 : 전송기
200 : 수신기
120 : 적응적 맵퍼
130 : 공간 인코더
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 적응적 맵퍼를 이용한 데이터 전송 방법 및 복합 자동 재전송 방법에 관한 것이다.
정보 통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 고품질 서비스의 출현 등 통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 다양한 무선 통신 기술들이 여러 분야에서 연구되고 있다.
통신의 신뢰성을 확보하기 위해 동일한 데이터를 반복해서 전송하는 다이버시티(diversity) 기법이 발전하고 있다. 다수의 신호들이 다이버시티를 통해 서로 독립적으로 송신된다면, 일부 경로의 신호가 낮게 수신되더라도 나머지 다른 경로의 신호는 큰 값을 가질 수 있다. 따라서, 다수의 신호의 결합으로 안정적인 송수신을 이루려는 것이 다이버시티 기법이다. 다이버시티의 종류로는 서로 다른 주파수로 신호를 전송하는 주파수 다이버시티(frequency diversity), 서로 다른 시점의 신호를 전송하는 시간 다이버시티(time diversity), 다수개의 전송 안테나를 사용하는 공간 다이버시티(spatial diversity) 등이 있다.
다중 안테나를 사용하는 공간 다이버시티 기법의 경우 전송시 채널이 변하지 않는다는 가정하에 설계하므로, 채널이 급격히 변하는 빠른 페이딩(fast fading)에서 채널의 변화로 심벌간 간섭을 일으킬 수 있다. 또한, 공간 다이버시티 이득을 얻기 위한 다양한 시공간 부호(space-time code)의 설계가 진행되고 있지만 최적의 성능을 얻기 위해서는 최대 우도(likelihood)를 기준으로 하는 ML(Maximum Likelihood) 수신기가 필요하다. ML 수신기는 전송 안테나 수와 변조 지수가 증가함에 따라 복잡도가 지수적으로 증가하기 때문에 실제 통신 시스템에서는 구현하기가 용이하지 않다. 또한, 시공간 부호들의 일반적인 MMSE(Minimum Mean-Square Error) 수신기는 축적 결합(cumulative combining) 기법을 통해 복호하므로 타임 슬롯 간의 채널 정보를 버퍼에 저장해야 하는 단점이 있다. 이는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 시스템과 같은 다중 반송파 시스템에서는 주파수 영역에서의 채널 응답 값들을 일정 타임 슬롯 이상 수신기의 버퍼에 저장해야 하는 어려움이 있다. 또한, 심벌 단위의 시공간 부호화는 채널의 분리(decoupling)가 이루어져야 최적의 성능을 보여, 도플러 주파수의 영향 에 따른 시변(time varying) 채널에서는 성능이 열화될 수 있다.
추가적인 다이버시티 이득을 높일 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 심벌 간에 재맵핑을 수행하는 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 재전송되는 심벌에 대해 재맵핑을 수행하는 복합 자동 재전송 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 데이터 전송 방법은 신호 성상 상의 비트별 재맵핑을 수행하여 복수의 데이터 심벌을 형성한다. 상기 복수의 데이터 심벌을 변조하여 전송한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 복합 자동 재전송 방법은 전송 심벌을 전송하고, 상기 전송 심벌에 대한 재전송 요청 신호를 수신한다. 상기 재전송 요청 신호에 따라 상기 전송 심벌을 재맵핑한 재전송 심벌을 전송한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 전송기를 제공한다. 상기 전송기는 안테나, 복수의 데이터 심벌 간에 신호 성상 상의 비트별 재배열을 수행하는 적응적 맵퍼 및 재배열된 상기 데이터 심벌을 변조하여 상기 안테나를 통해 송신할 전송 심벌을 형성하는 변조기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 전송기는 안테나, 상기 안테나를 통해 재전송 요청 신호를 수신하는 제어기, 입력되는 데이터를 신호 성상 상의 위치를 나타 내는 데이터 심벌로 맵핑하되, 상기 재전송 요청 신호에 따라 재전송되는 상기 데이터 심벌을 재맵핑하는 적응적 맵퍼 및 재맵핑된 상기 데이터 심벌을 변조하여 상기 안테나를 통해 송신할 전송 심벌을 형성하는 변조기를 포함한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
이하의 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 하향링크는 기지국(base station; BS)에서 단말(user equipment; UE)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템은 전송기(transmitter; 10)와 수신기(receiver; 20)를 포함한다. 하향링크에서 전송기(10)는 기지국의 일부분(part)일 수 있고, 수신기(20)는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기(10)는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기(20)는 기지국의 일부분일 수 있다. 기지국은 다 수의 수신기와 다수의 전송기를 포함할 수 있다. 단말은 다수의 수신기와 다수의 전송기를 포함할 수 있다.
전송기(10)는 채널 인코더(channel encoder; 11), 적응적 맵퍼(adaptive mapper; 12) 및 공간 인코더(spatial encoder; 15)를 포함한다. 또한, 전송기(10)는 Nt(Nt≥1)개의 전송 안테나(19-1,..., 19-Nt)를 포함한다.
채널 인코더(11)는 일련의 정보 비트들(stream of information bits)을 입력받아, 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 정보 비트들은 텍스트, 음성, 영상 또는 기타 데이터를 포함할 수 있다. 부호화된 데이터로 이루어진 심벌을 이하에서는 부호화 심벌이라 한다.
적응적 맵퍼(12)는 부호화 심벌을 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 데이터 심벌로 맵핑한다. 데이터 심벌은 적응적 맵퍼(12)의 출력을 말하며, 변조 방식에 따른 신호 성상 상의 복소값(complex value)을 나타내는 비트 시퀀스의 집합으로 나타낼 수 있다. 적응적 맵퍼(12)에서 행해지는 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으면, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, m-PSK는 BPSK, QPSK 또는 8-PSK 일 수 있다. m-QAM은 16-QAM, 64-QAM 또는 256-QAM 일 수 있다. 적응적 맵퍼(12)의 동작에 대하여는 데이터 전송 방법과 관련하여 후술한다.
공간 인코더(15)는 적응적 맵퍼(12)를 통해 출력되는 데이터 심벌들을 각 전송 안테나(19-1,...,19-Nt) 별로 할당한다. 공간 인코더(15)는 직렬의 데이터 심벌들을 전송 안테나(19-1,...,19-Nt)에 따른 병렬 데이터로 변환할 수 있다. 공간 인 코더(15)는 시공간 부호 방식에 따라 데이터 심벌을 처리하여 전송 안테나(19-1,...,19-Nt) 별로 할당할 수 있다.
변조기(16-1,...,16-Nt)는 병렬 데이터를 다중 접속 변조(multiple access modulation) 방식에 따라 변조하여 전송 심벌을 형성한다. 하나의 패킷(packet)은 하나 또는 다수의 전송 심벌을 포함할 수 있다. 전송 심벌은 각 전송 안테나(19-1,...,190-Nt)를 통해 전송된다. 다중 접속 변조 방식에 대하여는 제한이 없으며, 잘 알려진 CDMA(Code Division Multiple Access)와 같은 싱글-반송파 변조 방식이나 OFDM(Orhogonal Frequency Division Multiplexing)과 같은 다중-반송파 변조 방식을 채택할 수 있다.
OFDM 방식의 경우 변조기(16-1,...,16-Nt)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행할 수 있다. 이 경우 하나의 데이터 심벌이 하나의 부반송파에 실리고, 다수 반송파를 통해 전송되는 전송 심벌은 다수의 데이터 심벌로 구성된다고 할 수 있다. OFDM 방식에서 전송 심벌은 OFDM 심벌이라고 할 수 있다.
한편, 수신기(20)는 공간 디코더(22), 디맵퍼(demapper; 23) 및 채널 디코더(channel decoder; 24)를 포함한다. 또한, 수신기(20)는 Nr개(Nr≥1)의 수신 안테나(29-1,...,29-Nr)를 포함한다.
수신 안테나(29-1,...,29-Nr)로부터 수신된 신호는 복조기(21-1,...,21-Nr)에 의해 복조되어 공간 디코더(22)로 입력된다. 공간 디코더(22)에서 출력되는 데이터 심벌은 디맵퍼(23)로 입력되어 부호화된 데이터로 디맵핑된다. 채널 디코더(24)는 정해진 디코딩 방식에 따라 부호화된 데이터를 디코딩하여 원래 데이터를 복원한다.
이제 도 1의 통신 시스템을 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법에 대하여 설명한다.
이하에서, sm n은 m번째 전송 안테나의 n번째 타임슬롯을 통해 전송되는 데이터 심벌을 나타낸다. 그리고 {bi bi+1 bi+2 bi+3}은 해당하는 데이터 심벌을 구성하는 i~i+3 까지의 비트 시퀀스를 나타낸다. 다만, 이는 예시에 불과할 뿐 데이터 심벌은 신호 성상 상의 복소값을 나타내는 비트 시퀀스로 이루어지고, 데이터 심벌을 나타내는 비트 수는 4비트 이상 또는 4비트 이하가 될 수 있다.
도 2는 적응적 맵핑의 일예를 나타낸 예시도이다. 이는 전송 안테나의 수를 2 (Nt=2)로 하고, 2개의 타임슬롯에 대하여 표시한 것이다.
도 2를 참조하면, 오른쪽 부분은 종래 기술에 따른 맵핑을 나타내고, 왼쪽 부분은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵핑을 나타낸다. s1 1은 1번째 전송 안테나의 1번째 타임슬롯을 통해 전송되는 데이터 심벌이고, s1 2은 1번째 전송 안테나의 2번째 타임슬롯을 통해 전송되는 데이터 심벌이고, s2 1은 2번째 전송 안테나의 1번째 타임슬롯을 통해 전송되는 데이터 심벌이고, s2 2는 2번째 전송 안테나의 2번째 타임슬롯을 통해 전송되는 데이터 심벌이다. s1 1은 비트 b2를 s2 2의 비트 b14와 교환하고, 비 트 b4를 s2 1의 비트 b8과 교환하여 구성된다. s1 2은 비트 b10를 s2 1의 비트 b6와 교환하고, 비트 b12를 s2 2의 비트 b16과 교환하여 구성된다. s2 1은 비트 b6를 s1 2의 비트 b10와 교환하고, 비트 b8를 s1 1의 비트 b4과 교환하여 구성된다. s2 2은 비트 b14를 s1 1의 비트 b2와 교환하고, 비트 b16를 s1 2의 비트 b12과 교환하여 구성된다. 즉 적응적 맵퍼(12)는 서로 다른 데이터 심벌 간에 신호 성상을 나타내는 비트들을 재맵핑한다. 여기서 재맵핑은 데이터 심벌들 사이에서 비트 간에 교환 및/또는 치환이 이루어지는 것을 의미하며, 반드시 데이터 심벌들을 맵핑하고 이들 사이에 새로이 맵핑이 이루어지는 것을 의미하는 것은 아니다. 신호성상 재배열 방법들을 통해 심볼을 구성하는 비트들의 교환과 치환은 안테나 개수, 변조지수, 타임슬롯, 채널 상황에 따라 최적의 맵핑 방법을 설계할 수 있다.
시공간적으로 서로 교환되는 비트의 수는 데이터 심벌당 2개로 예시하고 있으나, 이는 제한이 아니며 교환되는 비트의 수는 제한이 없다. 비트 1개씩을 서로 교환할 수 있고, 비트 3개 이상을 서로 교환할 수 있다. 교환 방법은 도시한 예에 한하지 않고 신호 성상도에 따라 다를 수 있다.
2개의 전송 안테나를 통해 2 타임슬롯 동안 보내지는 데이터 심벌의 수는 4개이며, 적응적 맵퍼(12)는 이들 데이터 심벌들을 구성하는 비트를 시간적 및/또는 공간적으로 재배열한다. 재배열은 비트 또는 비트들의 교환 및/또는 치환을 말하 며, 비트 또는 비트들의 생략 및/또는 부가를 포함할 수 있다. 공간적으로 재배열하는 것은 각 전송 안테나들에 대한 데이터 심벌들을 재배열하는 것을 말하며, 예를 들어 s1 1과 s2 1 사이의 재배열일 수 있다. 시간적으로 재배열하는 것은 각 타임슬롯들에 대한 데이터 심벌들을 재배열하는 것을 말하며, 예를 들어 s1 1과 s1 2 사이의 재배열일 수 있다.
매 타임슬롯마다 데이터 심벌을 시공간적으로 재배열할 수 있다. 또는 재배열은 1회에 한하여 이루어질 수도 있다.
재배열 방식을 정하는 기준에 대하여는 제한이 없으며, 매 전송마다 서로 다를 수 있다. 데이터 심벌을 구성하는 비트들의 재배열은 안테나 수, 변조 지수, 타임슬롯, 채널 상황에 따라 달리할 수 있다. 또는 고정된 방식으로 채널 상황에 무관하게 재배열할 수 있다.
재맵핑 방식을 정하는 기준은 개루프 방식으로 전송기 측에서 기준을 정해 수신기로 보낼 수 있다. 또는 폐루프 방식으로 수신기 측에서 기준을 정해 전송기 측으로 귀환시킬 수도 있다.
데이터 심벌들을 시공간적으로 재배열하는 경우, 데이터 심벌들의 신호 성상 위치가 바뀌므로 이는 신호 성상의 맵핑이 달라진다고 할 수 있다. 즉 본 발명에서는 전송시마다 데이터 심벌들을 시공간적으로 신호 성상의 맵핑을 달리함으로써 다이버시티를 구현한다. 이를 맵핑 다이버시티라 한다.
본 발명에서는 채널에 대한 데이터 심벌을 구성하는 비트의 채널 신뢰도를 평균적으로 향상시켜 다이버시티 이득을 얻는다. 즉 매 전송마다 신호 성상 상의 비트별 맵핑을 시공간 다중화를 고려하여 수행함으로써 채널의 변화에 따른 맵핑 다이버시티를 확보할 수 있다.
도 3은 적응적 맵핑의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 오른쪽 부분은 종래 기술에 따른 맵핑을 나타내고, 왼쪽 부분은 본 발명의 다른 실시예에 따른 맵핑을 나타낸다.
Figure 112006079781046-pat00001
는 보수로 치환한 것을 나타낸다. s1 1은 비트 b2를 s2 2의 비트 b14와 교환 및 그 보수로 치환하고, 비트 b4를 s2 1의 비트 b8과 교환 및 치환하여 구성된다. s1 2은 비트 b10를 s2 1의 비트 b6와 교환 및 치환하고, 비트 b12를 s2 2의 비트 b16과 교환 및 치환하여 구성된다. s2 1은 비트 b6를 s1 2의 비트 b10와 교환 및 치환하고, 비트 b8를 s1 1의 비트 b4과 교환 및 치환하여 구성된다. s2 2은 비트 b14를 s1 1의 비트 b2와 교환 및 치환하고, 비트 b16를 s1 2의 비트 b12과 교환 및 치환하여 구성된다. 여기서는 시공간적으로 서로 교환되는 비트에 대해 치환을 하고 있으나, 이는 제한이 아니고 교환되지 않는 다른 비트에 대해서 치환을 할 수 있다.
도 4는 16-QAM 변조에서 그레이(gray) 맵핑 신호 성상도이다.
도 4를 참조하면, 신호 성상은 두 개의 파티션 집합으로 이루어진다. 즉 하나의 위치에서 비트 값이 같고, 나머지 위치의 비트 값은 다른 2개의 파티션으로 나눌 수 있다. 좌측으로부터 순서대로 첫번째 비트만 서로 다른 2개의 파티션, 두번째 비트만 서로 다른 2개의 파티션, 세번째 비트만 서로 다른 2개의 파티션, 네번째 비트만 서로 다른 2개의 파티션으로 구별된다. 각각의 비트 위치에 따라 파티션 집합이 다른데 이는 심벌 간에 서로 다른 거리를 갖기 때문이다.
도 5는 도 4의 신호 성상에서 심벌 간의 거리를 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, 첫번째 비트와 두번째 비트가 다름에 따른 각 심벌 간의 거리는 차이가 나고, 세번째 비트와 네번째 비트가 서로 다른 경우 심벌 간의 걸리는 일정하다. 심벌 간의 거리가 달라짐은 각 비트 위치에서 비트가 오류가 날 확률이 달라짐을 의미한다. 다수 전송 안테나에 의한 공간 다이버시티 이득과 시간 지연의 의한 시간 다이버시티 이득을 고려하여 심벌을 재배열하여 전송하면 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 즉 데이터 심벌을 이루는 각 비트들에 대한 채널 신뢰도가 전체적으로 향상된다.
이하에서는 시공간 부호 방식을 이용한 데이터 전송 방법에 대하여 설명한다.
시공간 부호 방식으로 직교(orthogonal) 시-공간 블록 코드(Space-Time Block Code; STBC)를 사용할 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 2개의 전송 안테나를 갖는 통신 시스템에서 알라무티(Alamouti)의 STBC는 다음 표 1과 같다.
제1 안테나 제2 안테나
첫번째 전송 s1 s2
두번째 전송 -s2 * s1 *
여기서, s1 * 와 s2 * 는 각각 s1와 s2의 켤레 복소수(complex conjugate)이다. 알라무티 코드를 이용할 경우 수신기의 복잡도를 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 6은 STBC에 대한 적응적 맵핑의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 6을 참조하면, 오른쪽 부분은 종래 기술에 따른 맵핑을 나타내고, 왼쪽 부분은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵핑을 나타낸다. s1은 비트 b2를 s2의 비트 b5와 교환하고, 비트 b3를 s2의 비트 b6과 교환하고, 4개의 비트들의 위치를 서로 바꾸어 구성된다. s2은 s1의 비트들과 교환한 후, 4개의 비트들의 위치를 서로 바꾸어 구성된다. 즉 STBC에서도 전송될 데이터 심벌들에 대한 신호 성상의 맵핑을 달리하여 다이버시티 이득을 줄 수 있다.
도 7은 STBC에 대한 적응적 맵핑의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 7을 참조하면, 오른쪽 부분은 종래 기술에 따른 맵핑을 나타내고, 왼쪽 부분은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵핑을 나타낸다. s1은 비트 b2를 s2의 비트 b5와 교환 및 치환하고, 비트 b3를 s2의 비트 b6과 교환 및 치환하고, 4개의 비트들의 위치를 서로 바꾸어 구성된다. s2은 s1의 비트들과 교환 및 치환한 후, 4개의 비트들의 위치를 서로 바꾸어 구성된다.
여기서는 2개의 안테나를 갖는 STBC 시스템에 관하여 기술하였지만, 3개 이상의 안테나를 갖는 시스템에 대하여도 본 발명의 기술적 사상은 그대로 적용할 수 있다. 또한, STBC 뿐만 아니라 시-공간 트렐리스 코드(space-time trellis code)에 대하여도 본 발명의 기술적 사상은 그대로 적용할 수 있다.
상기에서는 하나의 데이터 심벌이 하나의 타임슬롯을 통해 전송되는 경우에 대하여 설명하고 있으나, 하나의 타임슬롯에는 다수의 데이터 심벌이 전송될 수 있다. 하나의 데이터 심벌이 하나의 타임슬롯을 통해 전송되는 경우 하나의 데이터 심벌이 하나의 전송 심벌로 변조된다. 다중 부반송파를 이용한 시스템에서 하나의 데이터 심벌은 하나의 부반송파에 실리므로, 다수의 데이터 심벌이 하나의 전송 심벌로 변조되어 전송 심벌은 다수의 데이터 심벌로 구성된다고 할 수 있다. 이 경우 데이터 심벌이 시공간적으로 재배열될 수 있을 뿐 아니라, 하나의 타임슬롯을 통해 전송되는 다수의 데이터 심벌 간에도 재배열될 수 있다. 또한, 하나의 패킷을 이루는 다수의 데이터 심벌 간에도 재배열될 수 있다. 따라서 본 발명은 서로 다른 적어도 2개의 데이터 심벌 간을 부반송파별로, 시간별로, 공간별로 재맵핑하는 경우를 포함한다.
이하에서는 순환 지연(cyclic delay) 다이버시티 기법을 이용한 데이터 전송 방법에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 8을 참조하면, 전송기(50)는 채널 인코더(51), 적응적 맵퍼(52), 공간 인코더(55) 및 지연기(57-1,..., 57-(Nt-1))를 포함한다. 전송기(50)는 OFDM 방식으로 변조기로 IFFT부(56-1,...,56-Nt)를 이용한다. 순환 지연 다이버시티를 이용한 전송기(50)는 다수의 전송 안테나(59-1,..., 59-Nt)를 통해 심벌을 반복 전송하되, 반복되는 심벌들을 같은 또는 다른 전력을 가지면서 다른 순환 지연을 가지는 형태로 전송한다. 이러한 순환 지연 다이버시티는 다수의 전송 안테나로부터 오는 신호는 다중 경로를 거쳐 수신기에 들어오는 경우와 동일하여 수신기에서 신호를 검출하는 데 따르는 복잡도가 상당히 줄어들 수 있다.
정보 비트들은 채널 인코더(51)와 적응적 맵퍼(52)를 지나 데이터 심벌이 된다. 데이터 심벌은 공간 인코더(55)를 거쳐 IFFT부(56-1,..., 56-Nt)에 의해 IFFT를 수행하여 전송 심벌로 변환된다. 전송 심벌에는 CP(cyclic prefix) 삽입부(58-1,..., 58-Nt)에 의해 CP가 삽입되어 전송 안테나(59-1,..., 59-Nt)에 의해 전송된다. IFFT부(56-1,..., 56-Nt)와 CP 삽입부(58-1,..., 58-Nt) 사이에는 지연기(57-1,..., 57-(Nt-1))가 배치되어, 심벌을 순환 지연시킨다.
전송기(50)가 도 1의 전송기(10)와 다른 점은 전송 심벌에 포함되는 시간 영역 샘플들을 순환적으로 지연시키는 지연기(57-1,..., 57-(Nt-1))가 추가된 것이다. 지연기(57-1,..., 57-(Nt-1))에 의해 지연되는 지연시간(Δ1,..., ΔNt-1)은 일정값을 가질 수 있고, 또는 사용자에 따라서 다른 값을 가질 수 있다. 지연시간(Δ1,..., ΔNt-1)은 수신기로부터 해당 정보를 피드백받아 조절할 수도 있다.
전송 심벌에는 다수의 데이터 심벌이 변조되어 형성될 수 있다. 적응적 맵퍼(42)는 데이터 심벌들은 시간적, 공간적, 부반송파별로 재배열하여 다이버시티 이득을 얻는다. 재배열된 데이터 심벌들은 전송 심벌로 변조되고, 전송 심벌은 다시 순환적으로 지연되어 다중 다이버시티 이득을 얻는다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기를 나타내는 블록도이다. 전송기(60)는 도 8의 전송기(50)에서 지연기를 주파수 영역으로 옮긴 것이다.
도 9를 참조하면, 공간 인코더(65)와 IFFT부(68-1,..., 68-Nt) 사이에 위상 지연기(67-1,..., 67-(Nt-1))가 배치되어, 심벌들의 위상을 순환 지연시킨다. 주파수 영역에서 위상 지연기(67-1,..., 67-(Nt-1))는 도 9의 전송기(50)에 포함되는 시간 영역에서의 지연기(57-1,..., 57-(Nt-1))와 동등하다. 시간 영역에서의 시간 지연과 주파수 영역에서의 위상 지연은 쌍대성(duality)이 존재하기 때문이다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 통신 시스템은 복수의 전송 안테나뿐 아니라 하나의 전송 안테나를 갖는 시스템에도 적용할 수 있다. 즉 본 발명에 따른 통신 시스템은 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템 또는 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템뿐만 아니라, 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO) 시스템이나 싱글 입력 싱글 출력(single-input multiple-output; SIMO) 시스템일 수도 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하면, 전송기(70)는 채널 인코더(71), 적응적 맵퍼(72) 및 변조기(73)를 포함한다. 또한, 전송기(70)는 하나의 안테나(79)를 포함한다.
적응적 맵퍼(72)는 첫번째 타임슬롯(T1)에 전송되는 데이터 심벌 s1과 두번째 타임슬롯(T2)에 전송되는 데이터 심벌 s2를 서로 재맵핑하여 다이버시티 이득을 높일 수 있다. 즉 시간적으로 데이터 심벌을 재맵핑할 수 있다.
다른 실시예로 하나의 타임슬롯에는 다수의 데이터 심벌이 포함될 수 있다. 예를 들어 패킷 전송 방식의 경우 하나의 패킷에는 다수의 데이터 심벌이 포함될 수 있다. 이 경우 하나의 타임슬롯에 포함되는 데이터 심벌끼리 재맵핑이 이루어질 수 있다.
시공간 다중화를 고려한 적응적 맵퍼는 맵퍼단에서 출력되는 데이터 심벌을 구성하는 비트를 매핑방법, 채널 환경, 전송 안테나 수, 그리고 타임슬롯 등에 따라 교환 및/또는 치환을 통해 재맵핑한다. 재맵핑된 데이터 심벌을 전송함으로써 기존 채널에 대한 시간과 공간 다이버시티 이득 외에 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 수신기에서는 디맵퍼단에서 나오는 연판정 비트들에 대한 위치만을 전송시의 매핑 방식으로 교환해서 최종 복호를 수행할 수 있다.
적응적 맵퍼는 추가적인 복잡도없이 해당 채널에서 시공간 다이버시티 이득을 얻으면서도 추가적인 다이버시티 이득을 확보할 수 있다. 또한, 선형 수신기(MMSE 이나 ZF(zero-forcing)) 등과 종래 기술에 의한 수신기 구조를 변경하지 않고도 적용이 용이하다. 또한, 시공간 부호 기술, 순환 지연 다이버시티 기술이 성능 열화를 보일 수 있는 채널 환경에서도 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 자동 재전송 방법에 대하여 설명한다.
공간 다이버시티를 채용하는 시스템은 일반적으로 다수의 송수신 안테나를 구비하므로, MIMO 시스템이라고 한다. 공간 다이버시티의 종류로는 시-공간 전송 다이버시티(space-time transmit diversity; STTD)와 V-BLAST(Vertical-Bell laboratories layered space-time) 방식이 있다. STTD 방식은 동일한 데이터를 각각의 전송 안테나들을 통해 전송한다. V-BLAST 방식은 서로 다른 데이터를 각각의 전송 안테나들을 통해 전송한다. 공간 다이버시티와 관련된 일례는 S. M. Alamouti, A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications, IEEE J. Selec. Areas Commun., vol. 16, pp. 1451-1458, Oct. 1998 을 참조할 수 있다.
한편, 다른 반복 전송 기법으로는 자동 재전송(automatic repeat request; ARQ) 방식이 있다. ARQ 방식은 전송된 데이터에 에러가 발생한 경우, 데이터를 재전송하는 방식이다. ARQ 방식에는 SAW(stop and wait), GBN(go-back-N), SR(selective repeat) 방식 등이 있다. ARQ 방식은 시간 지연이 생기게 되고 열악한 채널 환경에서 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 단점들을 해결하기 위해 제안된 것이 FEC(forward error correction)와 ARQ를 결합한 복합 자동 재전송(hybrid automatic repeat request, 이하 HARQ) 방식이다. HARQ는 수신한 데이터가 복호할 수 없는 오류를 포함하고 있을 때, 재전송을 요구함으로써 성능을 높인다.
일반적으로 HARQ는 Type I, Type II, Type III로 구분할 수 있다. Type I은 에러가 검출된 데이터를 버리고(discard), 새로운 데이터의 재전송을 요구한다. Type II는 에러가 검출된 데이터를 버리지 않고, 재전송된 데이터와 이전 데이터를 결합시킨다. 재전송된 데이터와 이전 데이터는 서로 다른 부호율이나 변조 방식을 가질 수 있다. Type III는 Type II와 비교하여 재전송된 데이터가 자기-복호가능한(self-decodable) 부호라는 차이가 있다. 즉 재전송된 데이터는 이전 데이터와의 결합없이 복호될 수 있다.
또는, HARQ는 chase combining과 IR(incremental redundancy)로 구분할 수 있다. Chase combining은 상기 Type I의 변형된 방식으로, 에러가 검출된 데이터를 버리지 않고 재전송된 데이터와 결합시킨다. IR은 상기 Type II 또는 상기 Type III 방식을 말한다. Chase combining과 IR의 차이는 chase combining는 동일한 데이터를 재전송하는 데 비해, IR은 추가적인 부가 정보(additional redundant information)를 증분적으로(incrementally) 전송하는 데 있다. Type II와 Type III를 구분하여, Type II는 full IR, Type III는 partial IR이라고도 한다.
HARQ의 일 예에 관하여는 S. Lin, D.J. Costello, M.J. Miller, Automatic repeat request error control schemes, IEEE Communications Magazine, Vol. 22, No. 12, pp. 5-17, Dec. 1984과 D. Chase, Code Combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets, IEEE Trans. on Commun., Vol. 33, pp. 593-607, May 1985를 참조할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 11을 참조하면, 통신 시스템은 전송기(100)와 수신기(200)를 포함한다. 통신 시스템은 HARQ를 구현한다. 여기서, 전송기(100)와 수신기(200)는 전송 기능과 수신 기능을 모두 수행하는 송수신기(transceiver)라 할 수 있다. 다만, 데이터의 재전송에 관한 설명을 명확하게 하기 위해 이하에서는 데이터의 전송과 재전송을 담당하는 일방을 전송기라 하고, 데이터를 수신받아 재전송 요청을 하는 타방을 수신기라 한다.
전송기(100)는 채널 인코더(110), 적응적 맵퍼(120), 공간 인코더(130), 제어기(150) 및 수신회로(receive circuitory; 180)를 포함한다. 또한, 전송기(100)는 Nt(Nt≥1)개의 전송 안테나(190-1,..., 190-Nt)를 포함한다.
채널 인코더(110)는 일련의 정보 비트들을 입력받아, 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터를 형성한다. 적응적 맵퍼(120)는 부호화된 데이터를 정해진 변조 방식에 따라 변조하여 데이터 심벌을 제공한다. 적응적 맵퍼(120)는 부호화된 데이터를 신호 성상 상의 위치를 표현하는 데이터 심벌로 맵핑된다. 또한, 적응적 맵퍼(120)는 제어기(150)의 재전송 요청 신호에 따라 부호화된 데이터를 적응적으로 재맵핑한다. 적응적 맵퍼(120)와 관련한 HARQ 방법에 관하여는 후술한다.
공간 인코더(130)는 적응적 맵퍼(120)를 통해 출력되는 데이터 심벌들을 시-공간 부호 코딩 방식에 따라 처리한다. 변조기(140-1,..., 140-Nt)는 공간 인코더(130)에서 출력되는 심벌을 변조하여 각 안테나(190-1,..., 190-Nt)를 통해 전송한다. 변조기(140-1,..., 140-Nt)의 출력으로써 한번의 주기(또는 하나의 타임 슬롯)에 전송되는 심벌들의 집합을 전송 심벌이라 한다. 수신회로(180)는 수신기(200)로부터 전송된 신호를 안테나들(190-1,..., 190-Nt)을 통해 받아들인다. 수신회로(180)는 수신 신호를 디지털화하여 제어기(150)로 보낸다.
제어기(150)는 전송기(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 제어기(150)는 수신회로(180)로부터 수신된 신호로부터 정보를 추출한다. 정보를 추출하는 동작은 일반적인 복조, 디코딩을 포함한다. 추출된 상기 정보는 재전송 요청 신호를 포함할 수 있다. 제어기(150)는 재전송 요청 신호에 따라 적응적 맵퍼(120)를 제어하여 재전송 심벌을 준비시킨다.
수신회로(180)로부터 수신된 신호로부터 추출된 정보에는 CQI(channel quality information)가 포함될 수 있다. CQI는 수신기(200)가 전송기(100)로 채널 환경에 대한 정보이거나 변조 및 코딩 방식에 대한 인덱스 정보일 수 있다. CQI를 통해 제어기(150)는 채널 인코더(110)나 적응적 맵퍼(120)를 제어하여 채널 인코더(110)의 코딩 방식이나 적응적 맵퍼(120)의 맵핑 방식을 적응적으로 바꿀 수 있다.
한편, 수신기(200)는 공간 디코더(220), 디맵퍼(230), 채널 디코더(250), 에러 검출부(260), 제어기(270) 및 송신회로(transmit circuitory; 280)를 포함한다. 또한, 수신기(200)는 Nr개(Nr≥1)의 안테나(290-1,..., 290-Nr)를 포함한다.
안테나(290-1,..., 290-Nr)로부터 수신된 신호는 복조기(210-1,..., 210-Nr)에 의해 복조되어 공간 디코더(220)로 입력된다. 공간 디코더(220)는 제어기(270)로부터 제공되는 디코딩 제어 신호에 따라 심벌을 복원한다. 상기 디코딩 제어 신호는 수신기(100)의 시-공간 부호 코딩 방식을 기초로 디코딩을 제어한다. 상기 디코딩 제어 신호는 제어기(270)의 메모리(미도시)에 미리 설정될 수 있다. 또는, 상기 디코딩 제어 신호는 전송기(100)로부터 수신받을 수도 있다.
디맵퍼(230)는 제어기(270)로부터 제공되는 디맵핑 제어 신호에 따라 데이터 심벌로부터 다시 부호화된 데이터로 디맵핑한다. 디맵핑 제어 신호는 전송기(100)의 적응적 맵퍼(120)에서의 맵핑 방식을 기초로 디맵퍼(230)를 제어한다. 상기 디맵핑 제어 신호는 제어기(270)의 메모리에 미리 설정될 수 있다. 또는, 상기 디맵핑 제어 신호는 전송기(100)로부터 수신받을 수도 있다.
수신기(200)는 재전송된 심벌을 이전 심벌과 결합시키는 결합부(240)를 포함할 수 있다. 즉 chase combining이나 IR의 HARQ 방식의 경우 결합부(240)가 이전 심벌들을 재전송된 심벌들과 결합시킨다. 결합 방식은 이전 데이터와 재전송된 데이터에 대해 각각 가중치를 동일하게 주고 평균값을 통해 결합하는 동일 이득 결합(equal-gain combining) 방식을 사용할 수 있다. 또는 각각의 데이터에 가중치를 주는 MRC(maximal ratio combining) 방식을 사용할 수 있다. 결합 방식에는 제한이 없으며 기타 다양한 방식을 사용할 수 있다.
다만, 본 발명은 chase combining이나 IR 방식에 한정되지 않고, 이전 심벌과의 결합없이 재전송된 심벌들을 통해서만 채널 디코딩을 수행하는 Type I 방식에도 그대로 적용할 수 있다. 이 경우 수신기(200)에는 결합부(240)가 제외될 수 있다.
채널 디코더(250)는 정해진 디코딩 방식에 따라 부호화된 데이터를 디코딩한다. 에러 검출부(260)는 CRC 체크 등을 통해 디코딩된 데이터 비트에 에러가 있는지 여부를 검출한다.
제어기(270)는 수신기(200)의 전체적인 동작을 제어하고, 재전송 요청 신호 등을 송신 회로(280)로 제공한다. 이를 위해 제어기(270)는 일반적인 채널 인코딩, 변조 등을 수행할 수 있다. 제어기(270)는 에러 검출부(260)로부터 에러 여부를 입력받아 재전송을 요청할지 여부를 결정한다. 제어기(270)는 에러가 검출되지 않으면 긍정적인 확인(positive acknowledgement; ACK) 신호를 발생시키고, 에러가 검출되면 부정적인 확인(negative acknowledgement; NACK) 신호를 발생시킬 수 있다. NACK 신호가 재전송 요청 신호일 수 있다.
또한, 제어기(270)는 수신된 신호로부터 채널 품질을 측정하여 CQI 신호를 제공할 수 있다. 이는 전송기(100)에 신호대잡음비(signal-to-noise ratio; SNR)이나 에러율 등의 채널 품질에 관한 피드백(feedback) 신호가 된다. 채널 품질을 측정하기 위해, 전송기(100)에서 전송되는 전송 심벌에는 파일럿 심벌을 더 포함할 수 있다. 송신회로(280)는 제어기(270)로부터 재전송 요청 신호 등을 제공받아, 안테나(290-1,..., 290-Nr)를 통해 전송한다.
이하에서는 도 11의 통신 시스템을 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 자동 재전송 방법에 대하여 설명한다.
전송 안테나는 4개(Nt=4)로 가정하고, sm n은 m번째 전송 안테나를 통해 n번째 재전송되는 데이터 심벌을 나타낸다. 그리고 {ii ii+1 qi+2 qi+3}은 해당하는 데이터 심벌을 구성하는 i~i+3 까지의 비트 시퀀스를 나타낸다. 여기서, i, q는 데이터 심벌을 구성하는 비트를 나타내는 것으로 그 순서나 내용을 한정하는 것은 아니다. 데이터 심벌은 신호 성상 상의 복소값을 나타내는 비트 시퀀스로 이루어지고, 데이터 심벌을 나타내는 비트 수는 4비트 이상 또는 4비트 이하가 될 수 있다. 데이터 심벌은 변조기(140-1,...,140-Nt)를 통해 전송 심벌로 변조되어 전송된다. 설명을 명확히 하기 위해, 하나의 전송 심벌이 하나의 데이터 심벌로부터 변조된다고 하지만 전송 심벌은 데이터 심벌의 그룹 단위로 이루어질 수 있다.
도 12는 도 11의 통신 시스템을 이용한 복합 자동 재전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 전송기(100)는 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4을 전송한다(S110). 제1 안테나(190-1)를 통해 데이터 심벌 s1을 전송하고, 제2 안테나(190-2)를 통해 심벌 데이터 s2 1을 전송하고, 제3 안테나(190-3)를 통해 데이터 심벌 s3을 전송하고, 제4 안테나(190-4)를 통해 데이터 심벌 s4을 전송한다.
수신기(200)는 수신한 데이터 심벌들 s1, s2, s3, s4에 대해 시-공간 디코딩하고, 채널 디코딩하여 에러 여부를 판단한다(S120). 에러가 검출되지 않으면 ACK 신호를 전송기(100)로 송신하고, 다음 심벌에 대한 전송을 대기한다. 하지만, 여기서는 수신기(200)가 에러를 검출하여, 재전송 요청 신호로 NACK 신호를 전송한다고 가정한다(S130).
NACK 신호가 수신되면, 전송기(100)는 재전송 심벌 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1을 전송한다(S140). 재전송 심벌 s1 1은 제1 안테나(190-1)를 통해 전송하고, 재전송 심벌 s2 1은 제2 안테나(190-2)를 통해 전송하고, 재전송 심벌 s3 1은 제3 안테나(190-3)를 통해 전송하고, 재전송 심벌 s4 1은 제4 안테나(190-4)를 통해 전송한다. NACK 신호가 수신되면, 제어기(150)는 적응적 맵퍼(120)를 통해 데이터 심벌들 s1, s2, s3, s4을 공간적으로 재맵핑하여, 재전송 심벌들 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1을 구성한다. 재전송시에 사용되는 공간적인 재맵핑 방법은 다양한 방법이 있을 수 있으며, 이에 관하여는 도 13 이하를 참조하여 후술한다.
수신기(200)는 수신한 재전송 심벌들 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1에 대해 시-공간 디코딩하고, 채널 디코딩하여 에러 여부를 판단한다(S150). 이때, 결합부(240)는 이전 심벌 s1, s2, s3, s4와 재전송 심벌 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1을 결합시킬 수 있다. 일반적인 chase combining의 경우, 재전송 심벌의 로그-우도 비율(log-likelihood ratio; 이하 LLR) 값들과 이전 심벌들의 LLR 값을 합하여 결합한다.
수신기(200)는 에러가 검출되지 않으면 ACK 신호를 전송기(100)로 송신하고, 다음 심벌에 대한 전송을 대기한다. 하지만, 여기서는 수신기(200)가 에러를 검출하여, 재전송 요청 신호로 NACK 신호를 전송한다고 가정한다(S160).
NACK 신호가 수신되면, 전송기(100)는 다시 재맵핑된 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2을 전송한다(S170). 재전송 심벌 s1 2은 제1 안테나(190-1)를 통해 전송하고, 재전송 심벌 s2 2은 제2 안테나(190-2)를 통해 전송하고, 재전송 심벌 s3 2은 제3 안테나(190-3)를 통해 전송하고, 재전송 심벌 s4 2은 제4 안테나(190-4)를 통해 전송한다. 적응적 맵퍼(120)는 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4을 공간적으로 재맵핑하여, 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2을 구성한다.
수신기(200)는 수신한 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2에 대해 시-공간 디코딩하고, 채널 디코딩하여 에러 여부를 판단한다(S180). 이때, 결합부(240)는 이전 심벌 s1, s2, s3, s4, s1 1, s2 1, s3 1, s4 1 와 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2을 결합시킬 수 있다.
수신기(200)는 에러 검출 여부에 따라 ACK 신호 또는 NACK 신호를 전송기(100)로 전송한다(S190). ACK 신호가 전송되면, 해당하는 심벌들에 대한 재전송은 종료된다. NACK 신호에 의한 재전송 요청은 미리 설정된 반복 횟수 n번째(n≥1)까지 이루어질 수 있다. n번째의 재전송에 의해서도 계속 에러가 검출되면 재전송 처리를 리셋(reset)하고, 다음 심벌들에 대한 전송을 개시할 수 있다. 또는 현재 심벌들에 대해 처음부터 다시 전송이 행해질 수 있다.
재전송 심벌은 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4 간을 서로 재맵핑하여 형성된다. 데이터 심벌의 재맵핑은 신호 성상 상의 재맵핑이라고 할 수 있다. 데이터 심벌의 재맵핑은 데이터 심벌을 나타내는 비트를 서로 재배열하는 것을 말하며, 재배열은 비트의 치환 및/또는 교환을 포함한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 13을 참조하면, 재전송 심벌은 데이터 심벌들에 대해 신호 성상 상의 비트별 재맵핑을 수행하여 형성된다. 첫번째 재전송(T2)에서, 재전송 심벌 s1 1와 s4 1은 s1의 비트 (i1, i2)와 s4의 비트 (i7, i8)를 서로 교환하고, 심벌 내의 비트들을 재배열하여 형성한다. 재전송 심벌 s2 1와 s3 1은 s2의 비트 (q3, q4)와 s3의 비트 (q5, q6)를 서로 교환하고, 심벌 내의 비트들을 재배열하여 형성한다. 즉 재전송 심벌 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1은 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4의 비트를 공간적으로 서로 교환하고, 심벌 내에서 비트 데이터들을 재배열하여 형성한다.
두번째 재전송(T3)에서, 재전송 심벌 s1 2와 s3 2은 s1의 비트 (q1, q2)와 s3의 비트 (q7, q8)를 서로 교환하여 형성한다. 재전송 심벌 s2 2와 s4 2은 s2의 비트 (q3, q4)와 s4의 비트 (q7, q8)를 서로 교환하여 형성한다. 즉 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2은 데이터 심벌들 s1, s2, s3, s4의 비트를 공간적으로 서로 교환하여 형성한다.
상기에서 공간적으로 서로 교환되는 비트의 수는 2개로 예시하고 있으나, 이는 제한이 아니며 교환되는 비트의 수는 제한이 없다. 비트 1개씩을 서로 교환할 수 있고, 비트 3개 이상을 서로 교환할 수 있다.
첫번째 재전송(T2)에서 데이터 심벌의 비트를 공간적으로 서로 교환하여 재전송하고, 두번째 재전송(T3)에서 데이터 심벌의 비트를 공간적으로 새로이 교환하여 재전송한다. 데이터 심벌들의 비트 데이터의 교환에 의해 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
여기서는 두번째 재전송까지만을 예를 들어 설명하고 있으나, 세번째 재전송이나 그 이후의 재전송에서도 데이터 심벌을 공간적으로 재맵핑한 재전송 심벌을 재전송할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 14를 참조하면, 첫번째 재전송(T2)에서 재전송 심벌 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1은 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4의 비트를 공간적으로 서로 교환하고, 심벌 내에서 비트들을 재배열하여 형성한다.
두번째 재전송(T3)에서 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4 간의 비트들을 서로 치환할 수 있다. 즉, 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2은 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4 간의 비트를 서로 교환한 후, LSB(least significant bit)과 MSB(most significant bit)를 그들의 보수로 치환한 경우이다. 치환은 LSB와 MSB에 한정되지 않고, LSB와 MSB에 대해 독립적으로 보수로 치환할 수 있다. 또는 중간 부분의 비트를 그 보수로 치환할 수 있다.
첫번째 재전송(T2)에서 데이터 심벌을 공간적으로 서로 교환하여 재전송한다. 두번째 재전송(T3)에서 데이터 심벌을 공간적으로 서로 치환하여 재전송한다. 데이터 심벌의 재맵핑을 통해 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 15를 참조하면, 첫번째 재전송(T2)에서 재전송 심벌 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1은 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4을 재맵핑하여 형성한다. 즉 데이터 심벌의 비트를 공간적으로 서로 교환하고, 재배열한 후 LSB과 MSB를 그들의 보수로 치환하여 형성한다.
두번째 재전송(T3)에서 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2은 전송 심벌 s1, s2, s3, s4의 비트를 공간적으로 서로 교환하고, 재배열한 후 중간 부분의 비트 데이터들을 그 보수로 치환하여 형성한다. 즉 새로운 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2은 첫번째 재전송 심벌 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1의 치환된 비트와 서로 다른 비트를 치환하여 형성한다. 첫번째 재전송(T2)에서 데이터 심벌들을 공간적으로 서로 치환하여 재전송하고, 두번째 재전송(T3)에서 데이터 심벌들을 공간적으로 새로이 치환하여 재전송한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 16을 참조하면, 첫번째 재전송(T2)에서 재전송 심벌 s1 1, s2 1, s3 1, s4 1은 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4들을 공간적으로 서로 교환하고, 재배열한 후 LSB과 MSB를 그들의 보수로 치환하여 형성한다.
두번째 재전송(T3)에서 데이터 심벌의 비트들을 서로 교환한다. 즉, 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2, s4 2은 데이터 심벌 s1, s2, s3, s4의 비트를 공간적으로 서로 교환하고, 비트의 위치를 재배열하여 형성한다.
첫번째 재전송(T2)에서 데이터 심벌들을 공간적으로 서로 치환하여 재전송하고, 두번째 재전송(T3)에서 데이터 심벌들을 공간적으로 서로 교환하여 재전송한다. 데이터 심벌 간의 교환 및 치환에 의한 재맵핑을 통해 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 재전송 심벌의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 17을 참조하면, 재전송 심벌은 데이터 심벌들을 서로 교환하여 형성된다. 재전송 심벌 s1 1와 s2 1은 s1의 비트 (i1, i2)와 s2의 비트 (i3, i4)를 서로 교환하여 형성된다. 재전송 심벌 s1 1의 비트 (q1, q2)와 (i3, i4)은 서로 교차한다. 재전송 심벌 s2 1의 비트 (q3, q4)와 (i1, i2)은 서로 교차한다. 재전송 심벌 s3 1와 s4 1은 s3의 비트 (i5, i6)와 s4의 비트 (i7, i8)를 서로 교환하여 형성된다. 재전송 심벌 s3 1의 비트 (q5, q6)와 (i7, i8)은 서로 교차한다. 재전송 심벌 s4 1의 비트 데이터들 (q7, q8)와 (i5, i6)은 서로 교차한다.
데이터 심벌 간에 비트의 재배열은 기타 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 재전송 심벌들은 데이터 심벌들을 시간적, 공간적, 부반송파별로 재맵핑하여 구성할 수 있다. 재전송 심벌들은 매 재전송시마다 재맵핑할 수 있다. 또는 재맵핑은 1회의 재전송에 한하여 이루어질 수 있다. 재맵핑할 때마다 재맵핑 방식을 다르게 할 수 있으며, 또는 동일한 재맵핑 방식을 사용할 수 있다.
재맵핑 방식을 정하는 기준에는 제한이 없다. 일 실시예로, 제어기(150)는 개루프 방식으로 상황에 따라 적절히 재맵핑 방식을 결정할 수 있다. 재맵핑 방식을 결정하기 위한 변수로는 최대 도플러 주파수, 지연 확산(delay spread) 등을 참고할 수 있다. 다른 실시예로, 제어기(150)는 CQI 신호를 전달받아 폐루프 방식으로 귀환되는 채널 품질에 따라 재맵핑 방식을 결정할 수 있다.
상기에서는 재전송 심벌을 데이터 심벌들을 재맵핑하여 형성하므로, 전체 심벌이 다시 재전송되는 Type I 또는 chase combining 방식의 복합 자동 재전송이라 할 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 IR 방식의 복합 자동 재전송에도 그대로 적용할 수 있다. 즉, IR 방식에서는 전체 심벌을 재전송하는 것이 아닌, 여분의 심벌(redundant symbol)만을 재전송한다. 이 경우, 여분의 심벌에 대해서 공간적으로 재맵핑하여 전송함으로써 추가적인 재전송 이득을 확보할 수 있다.
이하에서는 시-공간 부호방식을 이용한 복합 자동 재전송 방법에 대하여 설명한다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 자동 재전송 방법을 나타낸 예시도이다. 이하에서 전송 안테나는 2개(Nt=2)로 가정하고, 데이터 심벌은 각 전송 안테나에 대해 s1, s2로 한다. 시공간 부호 방식은 STBC를 사용할 수 있다. 2개의 전송 안테나를 갖는 통신 시스템에서 알라무티의 STBC는 다음 전술한 표 1과 같다.
도 18을 참조하면, 먼저 제1 안테나(190-1)를 통해 데이터 심벌 s1를 전송하고, 제2 안테나(190-2)를 통해 데이터 심벌 s2를 전송한다.
전송된 심벌들에 에러가 검출되어 NACK 신호가 전송된 경우, 첫번째 재전송시(T2)에는 제1 안테나(190-1)를 통해 재전송 심벌 -s2 *를 전송하고, 제2 안테나(190-2)를 통해 재전송 심벌 s1 *를 전송한다.
재전송 심벌에 의해서도 에러가 검출되어 NACK 신호가 전송된 경우, 두번째 재전송시(T3)에는 데이터 심벌 s1와 s2를 재맵핑하여, 재전송 심벌 s1'와 s2' 을 구성한다. 두번째 재전송시(T3)에는 제1 안테나(190-1)를 통해 재전송 심벌 s1'를 전송하고, 제2 안테나(190-2)를 통해 재전송 심벌 s2'를 전송한다.
또 다시 에러가 검출되어 NACK 신호가 전송된 경우, 세번째 재전송시(T4)에는 재전송 심벌 s1 *와 -s2 *를 재맵핑하여, 새로운 재전송 심벌 s1'*와 -s2'* 을 구성한다. 세번째 재전송시(T3)에는 제1 안테나(190-1)를 통해 재전송 심벌 -s2'*를 전송하고, 제2 안테나(190-2)를 통해 재전송 심벌 s1'*를 전송한다.
여기서는 2개의 안테나를 갖는 시스템에 관하여 상술하였지만, 3개 이상의 안테나를 갖는 시스템에 대하여도 본 발명의 기술적 사상은 그대로 적용할 수 있다. 또한, STBC 뿐만 아니라, 시-공간 트렐리스 코드에 대하여도 본 발명의 기술적 사상은 그대로 적용할 수 있다.
도 19는 종래 기술과 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방법의 시뮬레이션 결과를 SNR 대 BER(bit error rate)로 나타낸 그래프이고, 도 20은 종래 기술과 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방법의 시뮬레이션 결과를 SNR 대 FER(frame error rate)로 나타낸 그래프이다.
도 19와 20을 참조하면, 높은 이동성을 갖는 채널 환경에서 본 발명의 효과가 종래 기술에 비해 뛰어난 것을 알 수 있다. 참고로 시뮬레이션을 위해 3GPP 하향 링크에서 재전송 방식으로 chase combining을 사용하고, 16-QAM 변조 방식, 1/2 터보 부호를 사용하였다. 안테나의 수는 2개이고, 사용자의 속도는 100 km/h 로 설정하였다.
도 21은 종래 기술과 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방법의 시뮬레이션 결과를 SNR 대 BER로 나타낸 그래프이고, 도 22는 종래 기술과 본 발명에 따른 복합 자동 재전송 방법의 시뮬레이션 결과를 SNR 대 FER로 나타낸 그래프이다. 도 21 및 22는 도 19 및 20과 달리 사용자의 속도를 30km/h 와 150km/h 하고 시뮬레이션한 결과이다.
도 21과 22를 참조하면, 본 발명의 효과가 종래 기술에 비해 뛰어나며, 특히 이동 속도가 클수록 성능이 향상되는 것을 볼 수 있다. 본 발명에 의하면 높은 이동성을 갖는 환경 즉 시간 선택성이 높은 채널에서도 다이버시티 이득을 보상함으로써 데이터 열화를 방지할 수 있다.
이하에서는 순환 지연 다이버시티 기법을 이용한 복합 자동 재전송 방법에 대하여 설명한다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 23을 참조하면, 전송기(500)는 채널 인코더(510), 적응적 맵퍼(520), 공간 인코더(530), 제어기(550) 및 수신회로(580)를 포함한다. 전송기(500)는 OFDM 방식으로 변조기로 IFF부(540-1,...,540-Nt)를 이용한다.
정보 비트들은 채널 인코더(510)와 적응적 맵퍼(520)를 지나 데이터 심벌이 된다. 데이터 심벌은 공간 인코더(530)를 거쳐 IFFT부(540-1,..., 540-Nt)에 의해 IFFT를 수행하여 전송 심벌로 변환된다. 전송 심벌에는 CP(cyclic prefix) 삽입부(545-1,..., 545-Nt)에 의해 CP가 삽입되어 전송 안테나(590-1,..., 590-Nt)를 통해 전송된다. IFFT부(540-1,..., 540-Nt)와 CP 삽입부(545-1,..., 545-Nt) 사이에는 지연기(570-1,..., 570-(Nt-1))가 배치되어, 심벌을 순환 지연시킨다.
전송기(500)기 도 11의 전송기(100)와 다른 점은 변조기(540-1,..., 540-Nt)와 전송 안테나(590-1,..., 590-Nt) 사이에 지연기(570-1, ..., 570-(Nt-1))가 추가된 것이다. 다른 동작은 도 11의 실시예와 동일하다. 지연기(470-1, ..., 470-(Nt-1))는 각 전송 안테나(590-1,..., 590-Nt)를 통해 전송되는 전송 심벌들을 순환적으로(cyclically) 지연시킬 수 있다. 지연기(570-1, ..., 570-(Nt-1))에 의해 지연되는 지연 시간(Δ1, ..., ΔNt-1)은 사용자에 따라서 다른 값을 가질 수 있으며, 수신기로부터 해당 정보를 귀환받아 조절할 수 있다.
도 24는 도 23의 전송기를 이용한 재전송 심벌을 나타낸 예시도이다.
도 24를 참조하면, 초기(T1)에 데이터 심벌 s1을 전송 심벌로 변조시키고 모든 전송 안테나(590-1,...,590-Nt)를 통해 순환 지연시켜 반복적으로 전송한다. 전송된 심벌에 에러가 검출되어 NACK 신호가 전송된 경우, 첫번째 재전송(T2)에는 적응적 맵퍼(420)를 통해 데이터 심벌 s1을 재맵핑하여 재전송 심벌 s1 1을 형성한다. 재전송 심벌 s1 1을 전송 심벌로 변조하여 전송 안테나(590-1,..., 590-Nt)를 통해 순환 지연시켜 전송한다.
재전송 심벌 s1 1에 의해서도 에러가 검출되어 NACK 신호가 전송된 경우, 두번째 재전송(T3)에도 적응적 맵퍼(520)를 통해 재맵핑된 재전송 심벌 s1 2을 모든 전송 안테나(590-1,...,590-Nt)를 통해 순환 지연시켜 전송한다.
다른 실시예로, 지연기(570-1,...,570-(Nt-1))와 CP 삽입부(545-1,...,545-Nt)의 배치는 서로 바꾸어질 수 있다. 즉, CP는 심벌을 지연시킨 후 삽입할 수 있지만, CP를 삽입한 후 심벌들을 지연시킬 수도 있다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다. 전송기(600)는 도 23의 전송기(500)에서 지연기를 주파수 영역으로 옮긴 것이다.
도 25를 참조하면, 공간 인코더(630)와 IFFT부(640-1,..., 640-Nt) 사이에 위상 지연기(670-1, ..., 670-(Nt-1))가 배치되어, 심벌의 위상을 순환 지연시킨다. 주파수 영역에서 위상 지연기(670-1, ..., 670-(Nt-1))는 도 23의 전송기(500)에 포함되는 시간 영역에서 지연기(570-1,...,570-Nt)와 동등하다. 시간 영역에서의 시간 지연과 주파수 영역에서의 위상 지연은 쌍대성(duality)이 존재하기 때문이다.
이하에서는 하나의 전송 안테나를 갖는 SISO 시스템에 대하여 설명한다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송기 및 재전송 심벌을 나타낸 예시도이다.
도 26을 참조하면, 전송기(800)는 채널 인코더(810), 적응적 맵퍼(820), 변조기(830), 제어기(850) 및 수신회로(860)를 포함한다. 전송기(800)는 하나의 안테나(890)를 포함한다.
적응적 맵퍼(820)에서 출력되는 데이터 심벌은 변조기(830)에 의해 전송 심벌로 변조된다. 따라서 전송 심벌에는 다수의 데이터 심벌이 포함될 수 있다. 이 경우 하나의 전송 심벌은 하나의 패킷이 된다고 할 수 있다. 여기서는 하나의 전송 심벌에 3개의 데이터 심벌 s1, s2, s3가 포함된다고 한다. 다만, 이는 예시에 불과하고 부반송파의 수 등에 따라 전송 심벌에는 다수의 데이터 심벌이 포함될 수 있다.
전송기(800)의 동작은 다음과 같다. 먼저, 초기(T1)에 3개의 데이터 심벌 s1, s2, s3을 전송한다. 전송된 심벌에 에러가 검출되어 NACK 신호가 전송된 경우, 첫번째 재전송(T2)에는 적응적 맵퍼(820)를 통해 재맵핑된 재전송 심벌 s1 1, s2 1, s3 1 을 전송한다. 재전송 심벌은 이전의 3개의 데이터 심벌 간에 서로 재맵핑하여 형성할 수 있다. 재전송 심벌에 의해서도 에러가 검출되어 NACK 신호가 전송된 경우, 두번째 재전송(T3)에도 적응적 맵퍼(820)를 통해 재맵핑된 재전송 심벌 s1 2, s2 2, s3 2 을 전송한다. 새로운 재전송 심벌은 이전의 3개의 데이터 심벌 간에 서로 재맵핑하여 형성할 수 있다.
본 발명은 데이터 심벌 간에 재맵핑을 통해 다이버시티를 구현한다. 재맵핑은 서로 다른 2개 이상의 데이터 심벌들을 이루는 비트들의 재배열을 포함한다. 이는 시간적, 공간적으로뿐만 아니라 하나의 타임 슬롯 내에서 전송되는 데이터 심벌들 사이의 재배열을 포함한다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 적응적 맵퍼를 통해 추가적인 복잡도없이 해당 채널에서 시공간 다이버시티 이득을 얻으면서도 추가적인 다이버시티 이득을 확보할 수 있다. 이는 종래 기술에 의한 수신기 구조를 변경하지 않고도 적용이 용이하다.
또한, 본 발명에 의하면 재전송시 시간적으로 재맵핑된 심벌을 전송함으로써 다이버시티 이득을 추가로 확보할 수 있어, 재전송 요청을 최소화하고 통신의 품질을 높일 수 있다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 직교하는 다수의 부반송파를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 복수의 안테나를 통하여 IR(incremental redundancy) 기법에 따라 복합 자동 재전송(hybrid automatic repeat request; HARQ)을 수행하는 방법에 있어서,
    최초 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 심벌을 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 사용하여 상기 복수의 안테나를 통하여 전송하는 단계;
    상기 최초 16 QAM 심벌에 대한 재전송 요청 신호를 수신하는 단계;
    상기 재전송 요청 신호에 대응하여 재전송 16 QAM 심벌을 구성하는 단계; 및
    상기 재전송 16 QAM 심벌을 OFDM 심벌을 사용하여 상기 복수의 안테나를 통하여 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 최초 16 QAM 심벌에 적용되는 비트 매핑 순서와 상기 재전송 16 QAM 심벌에 적용되는 비트 매핑 순서는 상이하고,
    상기 제1 안테나에 대응되는 최초 16 QAM 심벌과 상기 제2 안테나에 대응되는 재전송 16 QAM 심벌 간에 공간적으로 교환되는 비트의 수는 2개로 결정되고,
    상기 제2 안테나에 대응되는 최초 16 QAM 심벌과 상기 제1 안테나에 대응되는 재전송 16 QAM 심벌 간에 공간적으로 교환되는 비트의 수는 2개로 결정되는 것을 특징으로 하는
    복합 자동 재전송 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 최초 16 QAM 심벌 및 재전송 16 QAM 심벌은 시-공간 블록 코드로 인코딩되는 복합 자동 재전송 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 직교하는 다수의 부반송파를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 복수의 안테나를 통하여 IR(incremental redundancy) 기법에 따라 복합 자동 재전송(hybrid automatic repeat request; HARQ)을 수행하는 송신기에 있어서,
    최초 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 심벌을 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 사용하여 상기 복수의 안테나를 통하여 전송하고,
    상기 최초 16 QAM 심벌에 대한 재전송 요청 신호를 수신하고.
    상기 재전송 요청 신호에 대응하여 재전송 16 QAM 심벌을 구성하고,
    상기 재전송 16 QAM 심벌을 OFDM 심벌을 사용하여 상기 복수의 안테나를 통하여 전송하도록 설정되는 제어부를 포함하되,
    상기 최초 16 QAM 심벌에 적용되는 비트 매핑 순서와 상기 재전송 16 QAM 심벌에 적용되는 비트 매핑 순서는 상이하고,
    상기 제1 안테나에 대응되는 최초 16 QAM 심벌과 상기 제2 안테나에 대응되는 재전송 16 QAM 심벌 간에 공간적으로 교환되는 비트의 수는 2개로 결정되고,
    상기 제2 안테나에 대응되는 최초 16 QAM 심벌과 상기 제1 안테나에 대응되는 재전송 16 QAM 심벌 간에 공간적으로 교환되는 비트의 수는 2개로 결정되는 것을 특징으로 하는
    복합 자동 재전송을 위한 송신기.
  18. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5103358B2 (ja) * 2008-11-04 2012-12-19 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 基地局装置、移動端末装置、移動通信システム及び情報再送方法
JP5461824B2 (ja) * 2008-11-04 2014-04-02 株式会社Ｎｔｔドコモ 基地局装置、移動端末装置、移動通信システム及び情報再送方法
KR101221167B1 (ko) 2008-12-16 2013-01-21 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 ｈａｒｑ 수행 방법 및 장치
KR101650623B1 (ko) * 2014-05-26 2016-08-24 한국과학기술원 가변적인 안테나 선택 및 공간 다중화를 수행하여 데이터를 전송하는 장치, 데이터를 전송하는 방법, 데이터를 수신하는 장치, 및 데이터를 수신하는 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030032381A (ko) * 2001-10-17 2003-04-26 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 패킷 재전송을 위한 송수신 장치 및 방법
JP2003209588A (ja) 2001-11-16 2003-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd データ送信方法ならびにそのためのデータ送信装置およびデータ受信装置
EP1427128A1 (en) 2001-02-21 2004-06-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hybrid ARQ method with signal constellation rearrangement
KR20040092826A (ko) * 2003-04-29 2004-11-04 엘지전자 주식회사 이동통신 시스템에서의 신호전송 방법 및 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE452478T1 (de) 2002-10-18 2010-01-15 Panasonic Corp Konstellationsneuanordnung für übertragungsdiversitätsarten
US7142611B2 (en) 2003-06-17 2006-11-28 The Aerospace Corporation M-Ary phase shift keying (PSK) bit-boundary turbo coded system
KR101009861B1 (ko) 2003-08-19 2011-01-19 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서의 데이터 전송 방법과 전송률 할당 방법 및 이를 위한 장치
US7450662B2 (en) * 2004-07-08 2008-11-11 Beceem Communications Inc. Method and system for maximum transmit diversity
WO2006021228A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Ntt Docomo, Inc. Apparatus and method for obtaining cyclic delay diversity

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1427128A1 (en) 2001-02-21 2004-06-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hybrid ARQ method with signal constellation rearrangement
KR20030032381A (ko) * 2001-10-17 2003-04-26 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 패킷 재전송을 위한 송수신 장치 및 방법
JP2003209588A (ja) 2001-11-16 2003-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd データ送信方法ならびにそのためのデータ送信装置およびデータ受信装置
KR20040092826A (ko) * 2003-04-29 2004-11-04 엘지전자 주식회사 이동통신 시스템에서의 신호전송 방법 및 장치

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