KR101013652B1

KR101013652B1 - 무선 통신 시스템의 데이터 송신 방법

Info

Publication number: KR101013652B1
Application number: KR1020080137622A
Authority: KR
Inventors: 이건군; 안재현; 박준성
Original assignee: 주식회사 세아네트웍스
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2011-02-10
Also published as: WO2010077021A3; KR20100079206A; WO2010077021A2; US20110269498A1; US8942648B2

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템의 데이터 송신 방법에 관한 것으로, 복수의 기지국 중 제1 기지국의 제1 기준 송신 안테나 및 제2 기지국의 제2 기준 송신 안테나를 선택하고, 제1 기준 송신 안테나를 통해 제1 송신 데이터열을 송신하고, 제2기준 송신 안테나를 통해 제2 송신 데이터열을 단말기에 송신하고, 제1 송신 그룹에 속하는 송신 안테나를 통해 제1 송신 데이터열을 시간 지연하여 단말기에 재송신하고, 제2 송신 그룹에 속하는 송신 안테나를 통해 제2 송신 데이터열을 시간 지연하여 상기 단말기에 재송신한다. 이와 같이 함으로써, 다중 안테나 기술 및 다중 기지국 방식이 적용된 무선 통신 시스템에서 동일 채널에 의한 간섭 현상을 최소화하고, 안테나 사용 효율 및 수신 성능 효율을 동시에 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

무선 통신 시스템의 데이터 송신 방법{Method for transmitting signal in wireless communication system}

본 발명은 무선 통신 시스템의 데이터 송신 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 무선 통신 시스템에서 개선된 시공간 전송 다이버시티(Space Time Transmit Diversity, 이하 'STTD'라고 함) 기법을 적용하여 데이터를 송신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서는 대용량의 데이터를 무선 채널을 통해 고속으로 전송하기 위해 복수의 송/수신 안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 다중 안테나 기술을 사용하고 있다. 또한, 다중 안테나 기술 사용 시 무선 채널 용량 및 수신 성능 등을 높일 수 있는 전송 다이버시티 기법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한, 전송 다이버시티 기법 중 두 개의 송신 안테나와 단일 수신 안테나를 이용하여 데이터를 전송하는 STTD 기법은 두 개의 송신 안테나를 통해 동일 데이터를 수신 안테나로 전송함으로써, 시/공간적인 다이버시티 이득을 동시에 얻을 수 있는 전송 다이버시티 기법이다.

일반적으로, 무선 통신 시스템에서 단일 기지국이 STTD 기법을 사용하여 두 개의 송신 안테나를 사용하여 데이터를 전송하는 방법은 다음 표 1에서 나타낸 바와 같다. 구체적으로, 기지국은 두 개의 송신 안테나 중 하나의 송신 안테나를 통해 S₁와 S₂를 시간 순서에 따라 송신하고, 나머지 하나의 송신 안테나를 통해 -S₂ ^*와 S₁ ^*를 순서에 따라 송신한다. 이때, *는 공액(conjugate)을 의미한다.

[표 1]

	Time t	Time t+T
제1 송신 안테나	S₁	S₂
제2 송신 안테나	-S₂ ^*	S₁ ^*

이처럼, 표 1에서 나타낸 바와 같이, 송신될 데이터는 STTD 인코딩을 거친 후 시간 순서에 따라 제1 및 제2 안테나로 각각 송신된다. 이때, 제1 및 제2 송신 안테나로 송신되는 각 데이터는 시간 t에서 S₁ 및 -S₂ ^*이고, 시간 t+T(T: 주기)에서 S₂ 및 S₁ ^* 이다.

한편, 최근에는 단말기의 데이터 수신에 채널 간섭 영향을 미치게 되는 둘 이상의 기지국에서 STTD 기법을 사용하여 동일한 데이터를 하나의 단말기로 송신하는 다중 기지국(multi-BS) 방식이 제시되고 있다.

이와 같은, 다중 기지국 방식은 인접하는 복수의 기지국을 하나의 기지국 그룹으로 설정하고, 단말기가 상기 기지국 그룹에 포함된 기지국들과 동시에 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 방식이다. 이때, 상기 기지국 그룹에 포함되는 각 기지국은 다중 안테나 기술을 사용하며, STTD 기법을 적용하여 둘 이상의 기지국이 동일한 데이터를 전송할 수 있다. 이와 같이, 둘 이상의 기지국에서 하나의 단말기로 동일한 데이터를 전송함으로써 단말기의 데이터 수신 시 발생하는 간섭 현상을 줄일 수 있다.

그런데, 이와 같은 간섭 현상을 최소화 하기 위한 다중 기지국 방식에서 STTD 기법을 사용하여 둘 이상의 기지국이 동일한 데이터를 전송할 경우, 각 기지국에 구비된 둘 이상의 송신 안테나 중 하나의 송신 안테나 만을 사용해 데이터를 송신하고 나머지 송신 안테나는 사용하지 않게 되어 안테나 사용의 효율성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 다중 기지국 방식에서 기지국의 안테나 사용 효율을 높이고 수신 성능 효율을 더욱 높일 수 있는 데이터 송신 방법 및 장치가 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 하나의 단말기에 대하여 복수의 송신 안테나를 통해 동일 데이터를 전송하여 시/공간 다이버시티 이득을 높일 수 있는 데이터 송신 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 다중 기지국 방식에서 복수의 기지국에 STTD 기법 및 순환 지연 전송 기법을 함께 적용하는 개선된 STTD 기법을 사용하는 데이터 송신 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 송신 방법은, 복수의 기지국 중 제1 기지국의 제1 기준 송신 안테나 및 제2 기지국의 제2 기준 송신 안테나를 선택하는 단계; 상기 제1 기준 송신 안테나를 통해 제1 송신 데이터열을 송신하고, 상기 제2기준 송신 안테나를 통해 제2 송신 데이터열을 단말기에 송신하는 단계; 및 제1 송신 그룹에 속하는 송신 안테나를 통해 상기 제1 송신 데이터열을 시간 지연하여 상기 단말기에 재송신하고, 제2 송신 그룹에 속하는 송신 안테나를 통해 상기 제2 송신 데이터열을 시간 지연하여 상기 단말기에 재송신하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 다중 안테나 기술이 적용된 무선 통신 시스템에서 개선된 STTD 기법을 이용하여, 복수의 송신 안테나를 통해 동일 데이터를 송신하고 순환 지연 시간을 적용하여 상기 동일 데이터를 재전송할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 다중 기지국 방식에서 두 그룹으로 그룹화된 복수의 기지국 중 각 그룹에 속한 기준 기지국의 송신 안테나를 통해 동일 데이터를 송신하고, 순환 지연된 동일 데이터를 두 송신 그룹의 나머지 안테나를 통해 재송신함으로써 기지국의 안테나 사용 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다중 기지국 방식에서 두 송신 그룹으로 나뉜 기지국들로부터 동시에 수신되는 기준 동일 데이터와 상기 기준 동일 데이터에 비해 순환 지연되어 수신되는 지연 동일 데이터를 이용하여 하나의 소스 데이터를 디코딩할 수 있어 단말기의 수신 성능 효율을 높일 수 있다.

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 구성도이다.

도 1에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 각 셀별로 위치하는 복수의 기지국(10), 기지국(10)과 형성되는 무선 채널을 통해 데이터를 수신하는 단말기(20) 및 각 기지국(10)을 제어하는 제어국(30) 등을 포함한다.

이때, 도 1에서는 설명의 편의상 기지국(10), 단말기(20) 및 제어국(30) 이외에 본 발명의 특징과 관련이 없는 무선 통신 시스템의 일반적인 구성에 대한 설명은 생략하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 각 기지국(10)들은 복수의 송신 안테나를 구비하며, 단말기(20)는 복수의 수신 안테나를 구비하는 것을 나타내었다.

도 1에서와 같이, 제어국(30)은 각 셀 별로 위치한 기지국(10)들을 관리하며, 각 기지국(10)을 통해 송신될 하향링크 데이터를 스케줄링한다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 제어국(30)은 상기 전체 기지국(10) 중 복수의 기지국을 선택하고, 상기 선택된 기지국들의 송신 안테나를 통해 각각 동일한 데이터를 단말기(20)로 송신한다. 이때, 제어국(30)은 상기 선택된 기지국들을 두 개의 송신 그룹으로 그룹화하고, 하향링크 데이터 전송 시 STTD 기법과 순환 지연 기법을 모두 사용하여 단말기(20)로 동일 데이터가 전송되도록 제어한다. 참고로, 순환 지연 기법은 복수의 송신 안테나 별로 각각 소정의 지연 시간을 적용하여 동일 데이터를 전송하는 기법으로서, 동일한 데이터가 송신 안테나 별로 상이한 시간에 송신됨으로써 수신측의 시간 다이버시티 이득이 높아지는 효과가 있다.

그리고, 제어국(30)은 상기 두 송신 그룹 중 제1 송신 그룹에 속하는 제1 송신 안테나와 제2 송신 그룹에 속하는 제2 송신 안테나를 기준 안테나 쌍으로 설정하여 공액(conjugate) 데이터를 송신한 후, 상기 두 송신 그룹에서 상기 제1 및 제2 송신 안테나를 제외한 나머지 송신 안테나에 소정의 지연 시간을 적용하여 상기 공액 데이터를 순환 지연시켜 송신한다.

구체적으로, 제어국(30)은 전체 기지국(10) 중 단말기(20)와 하향링크(Down-Link) 채널 설정이 가능한 복수의 기지국들을 선택하고, 상기 단말기(20)와 설정된 각 하향링크 채널의 성능을 기준으로 상기 선택한 복수의 기지국들 중 두 개의 기준 기지국을 선택한다.

이때, 제어국(30)은 상기 선택된 기지국들에 구비된 송신 안테나들의 상기 단말기(20)와의 하향링크 채널 성능에 기초하여, 서로 상이한 기지국에 구비된 제1 송신 안테나 및 제2 송신 안테나를 기준 안테나 쌍으로 설정한다. 그리고, 상기 제1 송신 안테나를 구비한 제1 기지국과 제2 송신 안테나를 구비한 제2 기지국을 각각 기준 기지국으로 설정한다.

그리고, 제어국(30)은 상기 복수의 기지국들을 두 개의 기준 기지국을 중심으로 두 개의 송신 그룹을 그룹화하고, 먼저 상기 기준 안테나 쌍을 통해 하나의 데이터에 대한 공액(conjugate) 데이터를 전송한 후, 상기 두 개의 송신 그룹에 속한 나머지 송신 안테나들을 통해 상기 공액(conjugate) 데이터가 순환 지연되어 전송되도록 제어한다.

단말기(20)는 송신 안테나들을 통해 상기 두 송신 그룹의 각 기지국들로부터 공액 데이터를 수신한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 단말기(20)는 상기 기준 안테나 쌍으로부터 송신된 기준 공액 데이터를 수신한 후 상기 나머지 송신 안테나들로부터 소정 시간 순환 지연되어 송신된 지연 공액 데이터를 수신한다. 그리고, 단말기(20)는 STTD 디코딩 방식을 사용하여 상기 기준 공액 데이터와 지연 공액 데이터를 하나의 소스 데이터로 디코딩한다. 이와 같이, STTD 디코딩 시 하나의 소스 데이터에 대하여 기준 공액 데이터뿐만 아니라 지연 공액 데이터를 더 이용하여 디코딩함으로써, 단말기(20)는 전송 다이버시티 이득이 향상된 STTD 디코딩을 수행할 수 있다.

한편, 도 1에서는 하나의 제어국(30)이 복수의 기지국(10)을 관리하는 것으로 나타내었으나, 서비스 영역에 따라 복수의 제어국(30)이 각각 적어도 하나 이상의 기지국(10)을 관리할 수 있음은 당연하다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터 송신 장치의 구성과 개선된 STTD 기법을 사용한 데이터 송신 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 송신 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.

도 2에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 송신 장치(200)는 안테나 선택부(210), 그룹 설정부(220), 변조부(230), STTD 인코딩부(240), 순환 지연 처리부(250) 및 복수의 송신 안테나(260) 등을 포함한다.

도 2에서 나타낸 데이터 송신 장치(200)는 기지국(20) 및 제어국(30) 내에 일부로 포함되어 무선 통신 시스템에 구성될 수 있으며, 별도의 장치로서 무선 통신 시스템에 구성될 수 있다. 그리고, 도 2에서는 편의상 본 발명의 특징과 큰 관련이 없는 기지국(20) 및 제어국(30)의 일반적인 구성 및 동작에 대한 설명은 생략하기로 한다.

안테나 선택부(210)는 단말기(20)와 채널이 설정된 기지국 또는 제어국에 구비된 복수의 송신 안테나(260)들 중 동일 데이터를 전송할 송신 안테나를 선택한다. 이때, 안테나 선택부(210)는 복수의 송신 안테나(260) 중 단말기(20)와 설정된 하향링크 채널의 성능이 기설정된 기준 채널 성능 이상인 송신 안테나들을 선택할 수 있다. 참고로, 상기 하향링크 채널 성능은 단말기(20)와 형성된 하향링크 채널의 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio) 값을 이용하여 판단할 수 있다.

예를 들어, 안테나 선택부(210)는 단말기(20)로부터 수신된 송신 안테나(260)별 CINR 값을 기준 CINR 값과 각각 비교한다. 이때, 안테나 선택부(210)는 상기 기준 CINR 값 이상의 CINR 값을 갖는 송신 안테나를 선택할 수 있으며, 하향링크 채널 성능(즉, CINR)이 우수한 우선 순위에 따라 소정 개수의 송신 안테나를 선택할 수도 있다.

그룹 설정부(220)는 안테나 선택부(210)가 선택한 복수의 송신 안테나를 하향링크 채널 성능 정보 및 기지국 정보를 기준으로 두 개의 송신 그룹으로 그룹화 한다. 이때, 그룹 설정부(220)는 상기 선택된 송신 안테나 전체를 두 개의 송신 그룹으로 그룹화하거나, 상기 선택된 송신 안테나 중 하향링크 채널 성능 값이 소정의 채널 성능 값 이상인 송신 안테나들을 두 개의 송신 그룹으로 그룹화할 수 있다. 이때, 상기 소정의 채널 성능 값은 단말기(20)에 대한 하향링크 채널에 대해 일정 기준 이상의 간섭 영향을 미칠 수 있는 채널 성능 값을 의미한다.

구체적으로, 그룹 설정부(220)는 안테나 선택부(210)를 통해 선택된 복수의 송신 안테나 중 하향링크 채널 성능의 우선 순위에 따라 최상위 송신 안테나부터 일정 순위까지의 송신 안테나들을 제1 송신 그룹으로 설정하고 나머지 송신 안테나들을 제2 송신 그룹으로 설정할 수 있다. 이때, 그룹 설정부(220)는 상기 선택된 송신 안테나 중 최상위 하향링크 채널 성능 값부터 소정의 하향링크 채널 성능 값 이내의 송신 안테나들을 상기 두 개의 송신 그룹으로 설정하는 것도 가능하다. 그리고 나서, 그룹 설정부(220)는 각 송신 그룹에서 하향링크 채널 성능이 가장 우수한 두 개의 송신 안테나를 기준 안테나 쌍으로 설정할 수 있다.

또한, 그룹 설정부(220)는 안테나 선택부(210)를 통해 선택된 복수의 송신 안테나 중 하향링크 채널 성능에 기초하여 먼저 기준 안테나 쌍을 선택한 후, 상기 기준 안테나 쌍을 기준으로 송신 안테나들을 제1 및 제2 송신 그룹으로 설정할 수 있다. 이때, 그룹 설정부(220)는 상기 선택된 복수의 송신 안테나 중 최상위 하향링크 채널 성능을 갖는 송신 안테나 및 다음 우선 순위의 하향링크 채널 성능을 갖 는 송신 안테나를 상기 기준 안테나 쌍으로 선택할 수 있다.

한편, 그룹 설정부(220)는 기지국 정보를 기준으로 동일 데이터를 전송할 두 개의 송신 그룹을 설정할 경우, 각각 복수의 송신 안테나를 구비하는 두 개의 기지국 또는 복수의 기지국을 상기 두 개의 송신 그룹으로 그룹화할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 그룹 설정부(220)는 STTD 기법을 사용하여 두 개의 송신 그룹을 통해 동일 데이터를 전송함에 있어서, 최상의 전송 다이버시티 이득을 획득하기 위해 다양한 송신 안테나 그룹화 방법을 적용할 수 있다.

그리고, 그룹 설정부(220)는 단말기(20)에 대해 설정된 상기 두 개의 송신 그룹에 대한 각 송신 안테나 정보 및 기준 안테나 정보를 순환 지연 처리부(250)로 전송한다.

변조부(230)는 단말기(20)로 송신할 데이터(송신 데이터)를 설정된 변조 방식에 따라 변조하여, 변조된 데이터를 STTD 인코딩부(240)로 출력한다. 이때, 변조부(230)는 단말기(20)로부터 수신된 DL CINR 값에 상응하는 MCS 레벨을 참고하여 송신 데이터에 적용할 변조 방식을 설정한다.

STTD 인코딩부(240)는 상기 변조된 송신 데이터를 STTD 부호화한 두 개의 송신 데이터열을 순환 지연 처리부(250)로 출력한다. 예를 들어, 도 2에서와 같이 STTD 인코딩부(240)는 입력되는 송신 데이터(S₁, S₂)를 STTD 부호화하여, 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)과 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)로 나누어 각각 순환 지연 처리부(250)로 출력한다.

순환 지연 처리부(250)는 STTD 인코딩부(240)로부터 입력되는 두 개의 송신 데이터열을 제1 송신 그룹 및 제2 송신 그룹에 포함된 송신 안테나들을 통해 순환 지연시켜 전송한다.

구체적으로, 순환 지연 처리부(250)는 그룹 설정부(220)로부터 단말기(20)에 대해 설정된 상기 두 송신 그룹 별 송신 안테나 정보 및 기준 안테나 정보를 수신하고, 상기 수신된 상기 두 송신 그룹별 송신 안테나 정보 및 기준 안테나 정보를 이용하여 상기 두 개의 송신 데이터 열을 각각의 송신 그룹의 송신 안테나를 통해 순환 지연 전송한다.

이때, 순환 지연 처리부(250)는 상기 두 송신 그룹에 속하는 송신 안테나 중 기준 안테나 쌍을 구분하여 상기 두 송신 데이터 열을 먼저 전송한다. 그리고, 순환 지연 처리부(250)는 상기 두 송신 그룹에 속하는 송신 안테나 중 상기 기준 안테나 쌍을 제외한 나머지 송신 안테나들에 대해 데이터열 전송 순서를 설정하고, 상기 설정한 데이터열 전송 순서에 따라 각 송신 안테나들에 각각 상이한 지연 시간을 적용하여 상기 두 송신 데이터열을 전송한다.

예를 들어, 순환 지연 처리부(250)는 상기 제1 및 제2 송신 데이터열을 각각 제1 송신 그룹의 제1 송신 안테나를 제2 송신 그룹의 제2 송신 안테나를 통해 동시 전송한 후, 상기 제1 및 제2 송신 데이터열을 제1 및 제2 송신 안테나를 제외한 각 송신 그룹의 나머지 송신 안테나 중 하향링크 채널 성능에 기초하여 설정된 데이터열 전송 순서에 따라 적어도 하나의 송신 안테나에 각각 상이한 소정의 지연 시간을 적용하여 전송할 수 있다.

이때, 순환 지연 처리부(250)는 상기 두 개의 송신 그룹 별로 각각 순환 지연 전송을 수행하기 위해서, 각각 상이한 지연 시간이 설정된 복수의 지연기(미도시)를 포함한다. 그리고, 순환 지연 처리부(250)는 상기 복수의 지연기(미도시)의 각 지연 시간을 상이하게 설정하고, 상기 복수의 지연기(미도시)의 각 지연 시간을 참조하여 상기 나머지 송신 안테나들의 데이터열 전송 순서에 따른 순환 지연 전송을 수행한다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터 송신 장치(200)의 송신 안테나 그룹화 방법과 STTD 및 순환 지연 기법을 사용한 데이터 전송 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 장치의 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 그룹 설정부(220)가 안테나 선택부(210)를 통해 선택된 송신 안테나들 중 하항링크 채널 성능이 가장 우수한 두 개의 송신 안테나를 구비한 두 개의 기지국으로 상기 두 개의 송신 그룹을 구분한 것을 나타내었다. 이때, 그룹 설정부(220)는 기준 안테나 쌍(도 3에서는, 'Ant m' 및 'Ant n'으로 나타냄)이 각각 속한 기지국의 나머지 송신 안테나가 각 송신 그룹에 포함되도록 송신 안테나를 그룹화한다.

도 3에서는, 제1 송신 그룹(G1)에 제1 기지국(BS 1)의 두 개의 송신 안테나(Ant m, Ant m+1)가 포함되는 것을 나타내었고, 제2 송신 그룹(G2)에는 제2 기지국(BS 2)의 두 개의 송신 안테나(Ant n, Ant n+1)가 포함되는 것을 나타내었다. 참고로, 그룹 설정부(220)는 제1 및 제2 송신 그룹(G1, G2)에 상기 기준 안테나(Ant m 및 Ant n)가 속한 제1 및 제2 기지국(BS 1, BS 2) 외에 각각 상이한 기지국의 송신 안테나가 더 포함되도록 송신 안테나를 그룹화할 수도 있다.

이와 같이, 제1 및 제2 송신 그룹(G1, G2)이 그룹화된 상태에서, STTD 인코딩부(240)는 변조부(230) 통해 변조된 송신 데이터를 STTD 인코딩 처리하여 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)과 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)를 각각 순환 지연 처리부(250)로 출력한다.

그리고, 제1 송신 데이터열은 순환 지연 처리부(250)의 제1 지연 처리기(251)로 입력되고, 제2 송신 데이터열은 제2 지연 처리기(252)로 입력된다. 이때, 제1 지연 처리기(251) 및 제2 지연 처리기(252)에는 각각 그룹 설정부(220)로부터 제1 송신 그룹에 속하는 송신 안테나 정보 및 제2 송신 그룹에 속하는 송신 안테나 정보와 각 송신 그룹의 기준 안테나 정보가 저장되어 있다.

그런 다음, 제1 지연 처리기(251)는 제1 송신 그룹(G1)의 기준 안테나(Ant m)를 통해 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)을 송신하고, 제1 지연기(511)에 설정된 소정의 지연 시간이 지연된 후 나머지 송신 안테나(Ant m+1)를 통해 지연된 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)'를 송신한다.

그리고, 제2 지연 처리기(252)는 상기 제1 지연 처리기(251)가 제1 송신 그룹(G1)의 기준 안테나(Ant m)을 통해 제1 송신 데이터열을 송신한 동일 시점에 제2 송신 그룹(G2)의 기준 안테나(Ant n)을 통해 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)을 송신한다. 그런 다음, 제2 지연 처리기(252)는 제2 지연기(521)에 설정된 소정의 지연 시간이 지연된 후 나머지 송신 안테나(Ant n+1)을 통해 지연된 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)'을 송신한다. 이때, 제1 및 제2 지연기(511, 521)의 지연 시간은 서로 상이한 값으로 설정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 그룹화 방법 및 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그룹 설정부(220)가 안테나 선택부(210)를 통해 선택된 송신 안테나들 중 하향링크 채널 성능이 우수한 우선 순위에 따라 일정 개수의 송신 안테나를 제1 송신 그룹(G1)으로 설정하고, 나머지 송신 안테나를 제2 송신 그룹(G2)으로 그룹화한 것을 나타내었다.

구체적으로, 도 4에서는 그룹 설정부(220)가 제1 송신 그룹(G1)에 하나의 기지국(BS 1)이 포함되고, 제2 송신 그룹(G2)에 두 개의 기지국(BS 2, BS 3)이 포함되도록 그룹화를 수행한 것을 나타내었다.

이때, 그룹 설정부(220)는 제1 송신 그룹(G1)에 포함된 제1 기지국(BS 1)의 송신 안테나 중 하향링크 채널 성능이 가장 우수한 기준 안테나(Ant j)를 선택하고, 제2 송신 그룹(G2)에 포함된 송신 안테나 중 하향링크 채널 성능이 가장 우수한 기준 안테나(Ant k)를 선택한다. 참고로, 도 4에서는 제2 기지국(BS 2)의 송신 안테나(Ant k)가 제2 송신 그룹(G2)의 기준 안테나로 선택되고, 제2 기지국(BS 2)의 송신 안테나(Ant i)가 나머지 송신 안테나인 것을 나타내었다.

이와 같이, 상기 동일 데이터를 전송할 송신 안테나가 제1 및 제2 송신 그룹(G1, G2)으로 그룹화된 상태에서, STTD 인코딩부(240)는 변조부(230) 통해 변조된 송신 데이터를 STTD 인코딩 처리한 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)과 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)을 각각 순환 지연 처리부(250)로 출력한다.

그러면, 입력된 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)은 순환 지연 처리부(250)의 제1 지연 처리기(253)로 입력되고, 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)은 제2 지연 처리기(254)로 입력된다.

그런 다음, 제1 지연 처리기(253)는 제1 송신 그룹(G1)의 기준 안테나(Ant j)를 통해 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)을 송신하고, 제1 지연기(512)를 통해 소정의 지연 시간이 지연된 후 나머지 송신 안테나(Ant j+1)를 통해 지연된 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)'를 송신한다.

그리고, 제2 지연 처리기(254)는 상기 제1 지연 처리기(253)가 제1 송신 그룹(G1)의 기준 안테나(Ant j)을 통해 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)을 송신한 동일 시점에 제2 송신 그룹(G2)의 기준 안테나(Ant k)을 통해 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*) 을 송신한다. 그런 다음, 제2 지연 처리기(254)는 제2 지연기(522)를 통해 소정의 지연 시간 후 나머지 송신 안테나(Ant i)을 통해 지연된 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)'을 송신한다. 이때, 제1 및 제2 지연기(512, 522)의 지연 시간은 서로 상이하게 설정될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그룹 설정부(220)는 제1 및 제2 송신 그룹(G1, G2)에 각각 제1 기지국(BS 1)과 제2 및 제3 기지국(BS 2, BS 3) 이외의 적어도 하나의 다른 기지국(미도시)에 속하는 적어도 하나의 송신 안테나를 더 포함하도록 송신 안테나 그룹화를 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그룹 설정부(220)는 제1 및 제2 송신 그룹(G1, G2)에 각각 상기 다른 기지국 별로 포함된 둘 이상의 송신 안테나(미도시)가 모두 포함되도록 그룹화하거나, 각각 상기 다른 기지국별로 둘 이상의 송신 안테나 중 하나의 송신 안테나(미도시)가 포함되도록 그룹화할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그룹 설정부(220)가 제1 기지국(BS 1)의 송신 안테나뿐만 아니라 다른 기지국에 속하는 송신 안테나(미도시)가 더 포함되도록 제1 송신 그룹(G1)을 그룹화한 경우, 제1 지연 처리기(253)는 상기 기준 안테나(Ant j)를 통해 제1 송신 데이터열(S₁, S₂)를 송신한 시점을 기준으로 각각 상이한 소정의 지연 시간 후에 상기 송신 안테나(Ant j+1) 및 상기 다른 기지국에 속하는 적어도 하나의 송신 안테나(미도시)를 통해 지연된 제1 송신 데이터 열(S₁, S₂)'을 송신할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그룹 설정부(220)가 제2 및 제3 기지국(BS 2, BS 3)의 송신 안테나뿐만 아니라 다른 기지국에 속하는 송신 안테나(미도시)가 더 포함되도록 제2 송신 그룹(G2)를 그룹화한 경우, 제2 지연 처리기(254)는 상기 기준 안테나(Ant k)를 통해 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)을 송신한 시점을 기준으로 각각 상이한 소정의 지연 시간 후에 상기 송신 안테나(Ant i) 및 상기 다른 기지국에 속하는 적어도 하나의 송신 안테나(미도시)를 통해 지연된 제2 송신 데이터열(-S₂ ^*, S₁ ^*)'을 송신할 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4에서는 본 발명의 실시예에 따른 그룹 설정부(220)가 두 개의 송신 그룹에 각각 두 개의 송신 안테나가 포함되도록 송신 그룹을 그룹화 하는 것을 설명하였다. 그런데, 본 발명의 실시예에 따른 그룹 설정부(220)는 단말기(20)의 수신 안테나의 개수에 따라 복수의 송신 그룹의 개수 및 각 송신 그룹에 포함되는 송신 안테나의 개수를 변경하여 설정할 수 있다.

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, 단말기(20)로 복수의 송신 안테나를 통해 동일 데이터(송신 데이터)를 전송하기 위해, 복수의 기지국에 포함되는 송신 안테나들을 선택한다(S510). 이때, 상기 복수의 기지국은 각각 복수의 송신 안테나를 구비하며, 각 송신 안테나와 단말기(20) 간에 형성된 하향링크 채널 성능이 기준 채널 성능 이상인 송신 안테나를 선택한다. 참고로, 하향링크 채널 성능은 각 송신 안테나 별 CINR을 기준으로 판단된다.

그런 다음, 상기 선택된 송신 안테나들을 각 송신 안테나 별 하향링크 채널 성능에 따라 두 개의 송신 그룹으로 그룹화한다(S520). 이때, 상기 선택된 송신 안테나들은 기지국 정보를 기준으로 두 개의 송신 그룹으로 그룹화되며, 상기 두 개의 송신 그룹은 하향링크 채널 성능의 우선 순위를 기준으로 구분될 수 있다.

그리고 나서, 상이한 송신 그룹에 포함된 두 송신 안테나를 기준 안테나 쌍으로 선택한다(S530). 이때, 상기 선택된 송신 안테나들 중 각 송신 그룹별로 하향링크 채널 성능이 가장 우수한 안테나를 상기 기준 안테나로 선택할 수 있다.

그런 후, 상기 기준 안테나 쌍을 통해 상기 단말기(20)로 동일 데이터에 대한 공액 데이터 쌍을 동시에 전송하고(S540), 상기 송신 그룹 별로 나머지 송신 안테나들에 소정의 지연 시간을 적용하여 상기 동일 데이터의 공액 데이터를 순환 지연하여 송신한다(S550). 이때, 송신 그룹 별로 상기 기준 안테나 쌍을 통해 상기 동일 데이터가 전송된 후 상기 나머지 송신 안테나들은 각각 상이하게 설정된 지연 시간을 적용하여 상기 동일 데이터의 공액 데이터를 송신할 수 있다. 여기서, 상기 나머지 송신 안테나들에 대한 각각의 지연 시간은 다양한 방식으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 두 송신 그룹을 통해 각각 송신되는 데이터는 STTD 인코딩을 통해 부호화된 공액 데이터 쌍이며, 이러한 공액 데이터 쌍은 각 송신 그룹의 송신 안테나를 통해 데이터열 형태로 송신된다.

이와 같이, 선택된 복수의 송신 안테나를 두 개의 송신 그룹으로 그룹화 하고, STTD 인코딩된 데이터열을 각 송신 그룹별로 순환 지연하여 전송함으로써, 각 기지국에 포함되는 송신 안테나를 효율적으로 사용할 수 있으며 단말기의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 다중 안테나를 이용하여 데이터를 송신하는 방법에 있어서,

복수의 기지국에 포함되는 송신 안테나들을 하향링크 채널 성능의 우선 순위에 따라 제1 송신 그룹 및 제2 송신 그룹으로 그룹화하는 단계;

상기 제1 송신 그룹에 속하는 제1 기지국의 제1 기준 송신 안테나 및 상기 제2 송신 그룹에 속하는 제2 기지국의 제2 기준 송신 안테나를 선택하는 단계;

상기 제1 기준 송신 안테나를 통해 제1 송신 데이터열을 단말기에 송신하고, 상기 제2 기준 송신 안테나를 통해 제2 송신 데이터열을 상기 단말기에 송신하는 단계; 및

상기 제1 송신 그룹에 속하는 송신 안테나들 중 상기 제1 기준 송신 안테나를 제외한 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 상기 제1 송신 데이터열을 시간 지연하여 상기 단말기에 재송신하고, 상기 제2 송신 그룹에 속하는 송신 안테나들 중 상기 제2 기준 송신 안테나를 제외한 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 상기 제2 송신 데이터열을 시간 지연하여 상기 단말기에 재송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 재송신하는 단계는,

상기 제1 송신 데이터열 및 상기 제2 송신 데이터열을 시간 지연하여 선택된 송신 안테나를 통해 재송신하고, 상기 시간 지연은 송신 안테나마다 상이한 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 기준 송신 안테나 및 제2 기준 송신 안테나는 STTD(Space Time Transmit Diversity) 방식으로 상기 제1 송신 데이터열 및 제2 송신 데이터열을 단말기에 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 송신 데이터열 및 제2 송신 데이터열은 송신 데이터의 공액 데이터열인 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 기지국에 포함되는 송신 안테나들의 그룹화는 동일한 기지국에 포함되는 모든 송신 안테나들이 동일한 송신 그룹에 속하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
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제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 그룹화하는 단계는,

상기 송신 안테나들 중 하향링크 채널 성능의 우선 순위에 따라 최상위부터 소정의 순위까지의 송신 안테나를 제1 송신 그룹으로 결정하고, 상기 제1 송신 그룹에 포함된 송신 안테나 이외의 나머지 송신 안테나를 제2 송신 그룹으로 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 기준 송신 안테나 및 제2 기준 송신 안테나는 하향링크 채널 성능을 고려하여 서로 다른 기지국에서 선택되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 송신 그룹 별로 포함되는 송신 안테나의 개수는 상기 단말기의 수신 안 테나 개수에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
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