(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｄ−ＳＴＴＤ方式によりコーディングされ、送信機からＭ個の送信アンテナを介して送信されたデータを受信機がＮ個の受信アンテナにより受信するステップと、
前記受信機が、前記受信データをＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ方式により検出してＭ個の受信データに並列化するステップと、
前記受信機が、前記並列化された受信データを前記受信データに適用された変調及びコーディング方法により復号化するステップと、
を含み、
前記受信データをＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ方式により検出してＭ個の受信データに並列化するステップは、
前記Ｍ個の送信アンテナのそれぞれに対してエラー確率を算出するステップと、
最も低いエラー確率を示す前記送信アンテナから最も高いエラー確率を示す前記送信アンテナの順に前記受信データの検出順位を設定するステップと、
前記検出順位に従って各送信アンテナから前記受信データを検出するステップと、
前記検出された受信データを除外した残りの受信データから次の検出順位の受信データを検出するステップと、
を含むことを特徴とする、多重入出力通信システムの制御方法。
【請求項２】
前記検出された受信データを除外した残りの受信データから次の検出順位の受信データを検出するステップは、前記Ｍ個の受信データが検出されるまで繰り返されることを特徴とする、請求項１に記載の多重入出力通信システムの制御方法。
【請求項３】
前記検出順位に従って各送信アンテナから受信データを検出するステップは、前記受信データをＭＭＳＥ方式を用いて検出するステップを有することを特徴とする、請求項１に記載の多重入出力通信システムの制御方法。
【請求項４】
前記受信機が、前記Ｎ個の受信アンテナの１つを通して受信された前記受信データのＳＮＲを推定するステップと、
前記受信機が、前記ＳＮＲによって、前記受信データに適用された前記変調及びコーディング方法の組合せを示すＭＣＳレベルを選択するステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の多重入出力通信システムの制御方法。
【請求項５】
前記並列化された受信データを前記受信データに適用された変調及びコーディング方法により復号化するステップは、前記ＭＣＳレベルに該当する変調及びコーディング方法により前記受信データを復号化するステップを含むことを特徴とする、請求項４に記載の多重入出力通信システムの制御方法。
【請求項６】
前記送信機が、チャンネル状態に従い、前記変調及びコーディング方法の組合せを示すＭＣＳレベルを選択するステップと、
前記送信機が、前記ＭＣＳレベルに相当する前記変調及びコーディング方法により、データを処理するステップと、
前記送信機が、前記変調及びコーディングされたデータを、前記Ｄ−ＳＴＴＤ方式によりコーディングして、前記Ｍ個の送信アンテナを介して前記データを前記受信機に送信するステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の多重入出力通信システムの制御方法。
【請求項７】
前記チャンネル状態に従い、ＭＣＳレベルを選択するステップは、
前記チャンネルを通して受信された受信信号のＳＮＲを推定するステップと、
前記チャンネルの前記ＳＮＲが増加するに従い、前記コーディング方法のコーディング率と前記変調方法の変調次数の少なくとも１つが増加するように、前記ＭＣＳレベルを選択するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項６に記載の多重入出力通信システムの制御方法。
【請求項８】
Ｄ−ＳＴＴＤ方式によりコーディングされたデータをＭ個の送信アンテナにより送信する送信機と、
前記送信機から前記データをＮ個の受信アンテナを通して受信すると共に、ＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ方式により前記受信したデータを検出し、Ｍ個の受信データに並列化し、前記並列化された受信データを前記受信データに適用された変調及びコーディング方法により復号化するためのＤ−ＳＴＴＤデコーダを有する受信機と、
を含み、
前記Ｄ−ＳＴＴＤデコーダは、前記Ｍ個の送信アンテナのそれぞれに対してエラー確率を算出し、最も低いエラー確率を示す前記送信アンテナから最も高いエラー確率を示す前記送信アンテナの順に前記受信データの検出順位を設定し、前記検出順位に従って前記各送信アンテナから前記受信データを検出し、前記検出された受信データを除外した残りの受信データから次の検出順位の受信データを検出するＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器を含むことを特徴とする、多重入出力通信システム。
【請求項９】
前記ＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器は、前記Ｍ個の受信データが検出されるまで、前記検出された受信データを除外した残りの受信データから次の検出順位の受信データを繰り返して検出することを特徴とする、請求項８に記載の多重入出力通信システム。
【請求項１０】
前記ＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器は、ＭＭＳＥ方式を用いて、前記検出順位に従って前記各送信アンテナから前記受信データを検出することを特徴とする、請求項８に記載の多重入出力通信システム。
【請求項１１】
前記受信機は、前記Ｎ個の受信アンテナの１つを通して受信された前記受信データのＳＮＲを推定するチャンネル状態推定器を更に有し、
前記Ｄ−ＳＴＴＤデコーダは、前記ＳＮＲによって、前記受信データに適用された前記変調及びコーディング方法の組合せを示すＭＣＳレベルを選択することを特徴とする、請求項８に記載の多重入出力通信システム。
【請求項１２】
前記Ｄ−ＳＴＴＤデコーダは、前記ＭＣＳレベルに該当する変調及びコーディング方法により前記受信データを復号化することを特徴とする、請求項１１に記載の多重入出力通信システム。
【請求項１３】
前記送信機は、
チャンネル状態に従い、前記変調及びコーディング方法の組合せを示すＭＣＳレベルを選択するＭＣＳレベル選択器と、
前記選択されたＭＣＳレベルに相当する前記変調及びコーディング方法により、データを処理する変調及びコーディング部と、
前記変調及びコーディング部を通して処理された前記データを、前記Ｄ−ＳＴＴＤ方式によりコーディングして、前記Ｍ個の送信アンテナを介して前記データを前記受信機に送信するＤ−ＳＴＴＤエンコーダと、
を含むことを特徴とする、請求項８に記載の多重入出力通信システム。
【請求項１４】
前記送信機は、受信信号のＳＮＲを推定し、前記ＭＣＳレベル選択器に前記ＳＮＲを提供するチャンネル状態推定器を更に有することを特徴とする、請求項１３に記載の多重入出力通信システム。
【請求項１５】
前記ＭＣＳレベル選択器は、前記チャンネルの前記ＳＮＲが増加するに従い、前記コーディング方法のコーディング率と前記変調方法の変調次数の少なくとも１つが増加するように、前記ＭＣＳレベルを選択することを特徴とする、請求項１４に記載の多重入出力通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重入出力通信システム及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムに対する研究が活発に進められている。
【０００３】
ＭＩＭＯ技術には、ダイバーシティ（diversity）技術及びマルチプレキシング（multiplexing）技術がある。ダイバーシティ技術には多重送受信アンテナを用いて時−空間ダイバーシティ利得を得るように構成したＳＴＣ（Space-Time Coding）技術がある。マルチプレキシング技術には各送信アンテナにそれぞれ異なるデータを転送するＢＬＡＳＴ（Bell-Labs Layered Space-Time）技術がある。そして、最近にはダイバーシティ技術とマルチプレキシング技術の効果を同時に得ることができるようにしたＤ−ＳＴＴＤ（Double-Space Time Transmit Diversity）技術が開発されたことがある。
【０００４】
Ｄ−ＳＴＴＤ技術は、空間多重化技術とＳＴＴＤ技術とを結合したものであって、各々一対のアンテナを有する２つのＳＴＢＣ（Space-Time Block Code）を用いる。Ｄ−ＳＴＴＤは、まず空間多重化により２つのシンボル列を作り、各シンボル列に２つのアンテナ対を各々割り当ててＳＴＴＤを適用する。したがって、空間多重化とＳＴＴＤの適用のために総４個の送信アンテナが必要であり、空間多重化されたシンボルを検出するために２つ以上の受信アンテナが求められる。Ｄ−ＳＴＴＤ技術は、２シンボル区間の間４個のシンボルを転送するので、２つの送信アンテナを使用する空間多重化技術のような転送率を得ることができる。また、２対の各アンテナはＳＴＴＤに使われるので、既存のＳＴＴＤのような転送ダイバーシティ利得を有するようになる。
【０００５】
このようなＤ−ＳＴＴＤ技術が適用されたシステムにおいて、データ送受信効率を高めるための方法が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、チャンネル環境変化によって効率の良い転送率を確保することができる多重入出力通信システム及びその制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、大容量データの高速転送効果が保証できる多重入出力通信システムの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による多重入出力通信システムは、チャンネル状態によってデータ変調及びコーディング方法の組合であるＭＣＳレベルを選択するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）レベル選択器と、上記選択されたＭＣＳレベルの上記変調及びコーディング方法により送信データを処理する変調及びコーディング部と、上記変調及びコーディング部を通じて処理された上記送信データをＤ−ＳＴＴＤ（Double-Space Time Transmit Diversity）方式によりコーディングして送信するＤ−ＳＴＴＤエンコーダを含むことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、チャンネル環境変化によって効率の良い転送率を確保することができる。
【００１０】
本発明によれば、大容量データの高速転送効果を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による多重入出力通信システムの制御ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による多重入出力通信システムのＤ−ＳＴＴＤエンコーダ及びデコーダの制御ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による多重入出力通信システムの制御フローチャートである。
【図４】本発明の実施形態による多重入出力通信システムのＭＣＳレベル選択確率をシミュレーションした結果グラフである。
【図５】本発明の実施形態による多重入出力通信システムのＭＣＳレベルに従う転送率をシミュレーションした結果グラフである。
【図６】従来の通信システムと本発明の実施形態による多重入出力通信システムの転送率性能をシミュレーションした結果グラフである。
【図７】本発明の実施形態による多重入出力通信システムの受信制御フローチャートである。
【図８】従来の信号検出方法と本発明の実施形態による信号検出方法のチャンネル性能をシミュレーションした結果グラフである。
【図９】従来の信号検出方法と本発明の実施形態による信号検出方法の転送率性能をシミュレーションした結果グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態による多重入出力通信システム及びその制御方法について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の実施形態による多重入出力通信システムは、適応的変調及びコーディング（Adoptive Adaptive Modulation and Coding；以下、「ＡＭＣ」）方式のＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）レベルによって複数個の変調方式（Modulation Scheme）と複数個のコーディング率（coding rate）をサポートする。コーディング率及び変調方式の組合をＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）といい、ＭＣＳの数によってレベル（level）１からレベル（level）Ｎまで複数個のＭＣＳレベルが定義される。
【００１４】
下記の表１はＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）及び３ＧＬＴＥの標準案によるＭＣＳレベル設定を示したものである。
【００１５】
【表１】
0005543459.tif 000002
【００１６】
表１に示すように、ＭＣＳレベルは、ＭＣＳレベル１（ＱＰＳＫ、ターボコード１／３）からＭＣＳレベル４（６４ＱＡＭ、ターボコード１／２）に行くほど高次変調方式と高いコーディング率が割り当てられるように設定される。高次変調方式とコーディング率は低次変調方式とコーディング率に比べてデータの転送率面に優れるという長所がある。低次変調方式とコーディング率はエラー率が低いという長所がある。したがって、チャンネル状態が良好な場合、高次変調方式と高いコーディング率（例えば、ＭＣＳレベル４）が選択される。チャンネル状態が悪化するほど低次変調方式とコーディング率（例えば、ＭＣＳレベル１）が選択される。
【００１７】
チャンネル状態は、ＳＮＲ（signal to noise ratio）によって推定される。実施形態はＳＮＲの範囲によってＭＣＳレベルが適用されるようにすることができる。例えば、ＳＮＲ範囲が−１０ｄＢから−５ｄＢの場合、ＭＣＳレベル１を適用するように設定することができる。＋１０ｄＢ以上の場合、ＭＣＳレベル４を適用するように設定することができる。このようなＭＣＳレベル設定の基準は、各システムによって多様に設定される。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態による多重入出力通信システムの制御ブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、実施形態は受信信号をＤ−ＳＴＴＤ（Double-Space Time Transmit Diversity）復号化して順方向チャンネル状態を推定する受信機２００と、受信機２００で推定された順方向チャンネル状態によってＭＣＳレベルを選択し、選択されたＭＣＳレベルによって順方向チャンネルの送信データをコーディング及び変調した後、Ｄ−ＳＴＴＤコーディングを通じて送信シンボルを各送信アンテナに送信する送信機１００を含む。ここで、受信機２００は移動端末に位置し、送信機１００は基地局に位置することができる。
【００２０】
受信機２００は、Ｎ個の受信アンテナ（Ｒｘ）を介して受信される受信シンボルをＤ−ＳＴＴＤ方式により復号化するＤ−ＳＴＴＤデコーダ３５０と、Ｄ−ＳＴＴＤ復号された受信シンボルを用いて順方向チャンネル状態のＳＮＲ（signal to noise ratio）を推定するチャンネル状態推定器２４０と、Ｄ−ＳＴＴＤ復号された受信シンボルを復調（demodulation）するデモジュレーター２３０と、復調された受信ビットデータをチャンネルデインタリービングするチャンネルデインタリーバ２２０と、チャンネルデインタリービングされたビットデータをデコーディングして受信データを出力するデコーダ２１０と、を含む。
【００２１】
送信機１００は、チャンネル状態推定器２４０を通じて推定された順方向チャンネル状態情報によってＭＣＳレベルを選択するＭＣＳレベル選択器１４０と、送信データをＭＣＳレベル選択器１４０から選択されたＭＣＳレベルによってコーディングするエンコーダ１１０と、コーディングされた送信ビットデータをＭＣＳレベルによってチャンネルインタリービングするチャンネルインタリーバ１２０と、チャンネルインタリービングされた送信ビットデータをＭＣＳレベルによって変調（modulation）するモジュレーター１３０と、変調された送信シンボルをＤ−ＳＴＴＤコーディングするＤ−ＳＴＴＤエンコーダ３００と、を含む。ここで、ＭＣＳレベル選択器１４０は送信機１００に含まれることもでき、受信機２００に含まれることもできるが、本実施形態はＭＣＳレベル選択器１４０が送信機１００に含まれた場合について説明する。
【００２２】
送信機１００及び受信機２００のモジュレーター１３０とデモジュレーター２３０は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ変調方式により信号を変調及び復調することができる。
【００２３】
エンコーダ１１０及びチャンネルインタリーバ１２０と、デコーダ２１０及びチャンネルデインタリーバ２２０は、コーディング率１／３、１／２のターボコーディング方式によりチャンネルコーディング及びチャンネルデコーディングを遂行することができる。
【００２４】
チャンネル状態推定器２４０は、Ｄ−ＳＴＴＤデコーダ３５０を通じて復調された受信シンボルを用いて順方向チャンネルの状態情報であるＳＮＲを推定する。チャンネル状態推定器２４０は、推定された順方向チャンネルのＳＮＲを送信機１００側にフィードバックする。
【００２５】
ＭＣＳレベル選択器１４０は、受信機２００でフィードバックされた順方向チャンネル状態によってＭＣＳレベルを選択する。選択されたＭＣＳレベルによって、エンコーダ１１０とチャンネルインタリーバ１２０及びモジュレーター１３０は、送信データをチャンネルコーディング及び変調する。変調された送信データは、Ｄ−ＳＴＴＤエンコーダ３００でコーディングされて送信アンテナに送信される。ＭＣＳレベル選択器１４０は、チャンネル状態が良好な場合、高次変調方式と高いコーディング率（例えば、ＭＣＳレベル４）を選択し、チャンネル状態が悪化するほど低次変調方式とコーディング率（例えば、ＭＣＳレベル１）を選択することができる。
【００２６】
このような構成により、送信データはＭＣＳレベル選択器１４０により選択されたチャンネルコーディング及びインタリービング過程を経た後、同様にＭＣＳレベル選択器１４０が選択した変調技術により変調される。変調された送信シンボルは、Ｄ−ＳＴＴＤエンコーダ３００を通じてエンコーディングされてＭ個の送信アンテナ（Ｔｘ）を介して送信される。チャンネルを通過した信号は、受信機２００からＤ−ＳＴＴＤデコーダ３５０を経て元のシンボルの推定値である受信データに検出される。検出された受信データは、デモジュレーター２３０とチャンネルデインタリーバ２２０及びデコーダ２１０を経て元の信号に復元される。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態による多重入出力通信システムのＤ−ＳＴＴＤエンコーダ３００及びＤ−ＳＴＴＤデコーダ３５０の制御ブロック図である。
【００２８】
図２に示すように、Ｄ−ＳＴＴＤ技術はＳＴＴＤ２つを並列に連結した方式であって、基本的に４個の送信アンテナ（Ｔｘ）と２つの受信アンテナ（Ｒｘ）とから構成される。
【００２９】
Ｄ−ＳＴＴＤエンコーダ３００は、モジュレーター１３０を通じて変調された信号を多重化するデマルチプレクサ３３０と、デマルチプレクサ３３０から出力された変調された信号をＤ−ＳＴＴＤ方式によりエンコーディングする第１のＳＴＴＤブロック３１０及び第２のＳＴＴＤブロック３２０を含む。
【００３０】
Ｄ−ＳＴＴＤデコーダ３５０は、受信アンテナ（Ｒｘ）に受信された信号を検出するＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ（Ordered Successive Interference Cancellation-Minimum Mean-Square Error）検出器３４０を含む。Ｄ−ＳＴＴＤデコーダ３５０に受信される信号は次の数式で表すことができる。
【００３１】
【数１】
0005543459.tif 000003
【００３２】
ここで、ｒは受信信号を表し、ｈはチャンネル応答、ｓは送信信号、ｎは雑音を表す。チャンネル応答の場合、ｈijの形態に表記され、これはｊ番目の送信アンテナとｉ番目の受信アンテナとの間のチャンネル応答を意味する。チャンネル応答ｈijは相互独立的で、同一な分布を有し（ｉ．ｉ．ｄ．：independent and identically distributed）、平均が０の複素ガウシアン分布に従う。雑音ｎは平均が０、分散が−2ＩのＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）である。
【００３３】
このような構成によって、Ｄ−ＳＴＴＤデコーダ３５０は、４個の送信アンテナ（Ｔｘ）から送信された信号を２つの受信アンテナ（Ｒｘ）を介して受信する。Ｄ−ＳＴＴＤデコーダ３５０は、ＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器３４０を用いて受信信号を検出して、推定されたシンボルストリームをデモジュレーター２３０に出力する。ＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器３４０は、受信データを送信アンテナ（Ｔｘ）の個数だけ並列化して分離し出す。ＯＳＩＣアルゴリズムは、エラー発生確率が最も低いチャンネルのアンテナに受信されたデータを検出する。そして、検出されたデータを全体受信データから取り出した後、次にエラー発生確率の低いアンテナのデータを検出する方式により全ての送信データが検出されるまで繰り返す。
【００３４】
図３は、本発明の実施形態による多重入出力通信システムの制御フローチャートである。
【００３５】
受信機２００のチャンネル状態推定器２４０は、受信アンテナ（Ｒｘ）を介して受信される信号をＳＴＴＤ復号して順方向チャンネルの状態を推定する（Ｓ１００）。ここで、チャンネル状態推定器２４０は、順方向チャンネルの状態情報であるＳＮＲを推定することができる。
【００３６】
受信機２００のチャンネル状態推定器２４０は、推定された順方向チャンネル状態を送信機１００側にフィードバックする（Ｓ１１０）。
【００３７】
送信機１００のＭＣＳレベル選択器１４０は、受信されたチャンネル情報によってＭＣＳレベルを選択する（Ｓ１２０）。図４は、本発明の実施形態による多重入出力通信システムのＭＣＳレベル選択確率をシミュレーションした結果グラフである。ＭＣＳレベル選択確率はレイリーフラットフェーディング（Rayleigh Flat Fading）環境でＡＭＣとＤ−ＳＴＴＤ ４×２結合システムを適用してＭＣＳレベル選択確率を全体確率１に換算して表したものである。図４に示すように、ＳＮＲの低い場合、ＭＣＳレベル１が選択される確率が最も高い。即ち、チャンネル状態が良好でない場合、相対的に低次変調及び低いコーディング率を有する１／３ターボコーディング及びＱＰＳＫ変調方式を用いる。一方、ＳＮＲの高い場合、ＭＣＳレベル４が選択される確率が最も高い。即ち、チャンネル状態が良好な場合、相対的に高次変調及び高いコーディング率を有する１／２ターボコーディング及び６４ＱＡＭ変調方式を用いる。
【００３８】
送信機１００は、選択されたＭＣＳレベルによって順方向チャンネルの送信データをコーディング及びインタリービングする（Ｓ１３０）。
【００３９】
送信機１００は、選択されたＭＣＳレベルによって順方向チャンネルの送信データを変調する（Ｓ１４０）。
【００４０】
送信機１００は、変調されたデータをＤ−ＳＴＴＤ方式によりエンコーディングした後（Ｓ１５０）、送信アンテナを介して変調されたデータをＤ−ＳＴＴＤ方式により送信する（Ｓ１６０）。
【００４１】
受信機２００は、アンテナに受信された受信データをＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ方式により検出する（Ｓ１７０）。
【００４２】
受信機２００は、検出された受信データをデコーディング及びデインタリービングした後、受信データを復調する（Ｓ１８０）。ここで、受信機２００は送信機１００から選択されたＭＣＳレベルによって、該当ＭＣＳレベルに対応するコーディング及び変調方法により受信データを復調することができる。
【００４３】
このように、本実施形態は送信側では各ＳＮＲ環境によってＭＣＳレベルを選択してデータを送信する。そして、受信側ではＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ方式によりデータを検出し、送信ＭＣＳレベルに対応するコーディング及び変調方法により受信データを復調する。
【００４４】
図５は、本発明の実施形態により送信機能を遂行する場合、ＭＣＳレベルによる転送率をシミュレーションした結果グラフである。図５のグラフは、レイリーフラットフェーディング（Rayleigh Flat Fading）環境でＤ−ＳＴＴＤ ４×２結合システムの転送率性能を表す。
【００４５】
ＭＣＳレベル１（ＱＰＳＫ、ターボコード１／３）が適用された場合、ＳＮＲが約２ｄＢ以上で最大の転送速度でフレームエラー無しでデータが受信される。しかしながら、ＭＣＳレベル４（６４ＱＡＭ、ターボコード１／２）が適用された場合にはＳＮＲが約１８ｄＢ以上の場合から最大の転送速度でフレームエラー無しで転送されることを見ることができる。ＭＣＳレベル３や４の場合に該当するコーディング率や変調方式は、低いＳＮＲ区間でフレームエラー確率が非常に高いが、ＳＮＲの高い区間ではフレームエラー無しで優れる転送速度を保証することができる。
【００４６】
したがって、実施形態による多重入出力通信システムは、ＳＮＲの変化によってＭＣＳレベルを選択するようにする。これによって、大部分のＳＮＲ状態でフレームエラー無しでデータを送受信することができ、如何なるＳＮＲ状態でも最も効率の良い転送率を確保することができる。
【００４７】
図６は、従来の通信システムと本発明の実施形態による多重入出力通信システムの転送率性能をシミュレーションした結果グラフであって、レイリーフラットフェーディング（Rayleigh Flat Fading）環境で実施形態によるＡＭＣとＤ−ＳＴＴＤ ４×２結合システムと従来のＤ−ＳＴＴＤ ４×２システムの転送率性能をシミュレーションしたものである。グラフの横軸はＳＮＲ（ｄＢ）を表し、縦軸は最大転送率（Ｍｂｐｓ）を表す。
【００４８】
図６に示すように、本発明の実施形態によるＡＭＣとＤ−ＳＴＴＤ ４×２結合システムの最大転送率は約１０．９Ｍｂｐｓに達することに反して、従来のＤ−ＳＴＴＤ ４×２システムは約２．７Ｍｂｐｓに止めて、最大転送率が明確に高まったことを確認することができる。
【００４９】
また、実施形態によるＡＭＣとＤ−ＳＴＴＤ ４×２結合システムが従来のＤ−ＳＴＴＤ ４×２システムに比べて、全ＳＮＲ区間で均等な転送率性能を表すことを確認することができる。
【００５０】
図７は、本発明の実施形態により受信機能を遂行する多重入出力通信システムの制御フローチャートである。ここで、多重入出力通信システムはＡＭＣとＭ×ＮＤ−ＳＴＴＤが結合された形態に構成された場合を仮定することにする。
【００５１】
受信機２００は、Ｍ個の送信アンテナ（Ｔｘ）から送信されたデータをＮ個の受信アンテナ（Ｒｘ）を介して受信する（Ｓ５００）。
【００５２】
受信機２００は、ＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ方式を用いて受信データを検出することができる。受信機２００のＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器３４０は、Ｍ個の送信アンテナ（Ｔｘ）の各エラー確率を算出する（Ｓ５１０）。ここで、エラー確率はＳＩＮＲ（signal-to-interference ratio）値により算出され、ＳＩＮＲの高いチャンネル順に検出順位が定まる。
【００５３】
受信機２００のＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器３４０は、エラー確率の低い順に検出順位（ｉ）を設定する（Ｓ５２０）。Ｍ個の送信アンテナ（Ｔｘ）に対して検出順位は１からＭまで設定される。
【００５４】
受信機２００のＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器３４０は、検出順位によってｉ番目の送信アンテナ（Ｔｘ）から受信された受信データ（ｋ）をＭＭＳＥ方式により検出する（Ｓ５３０）。したがって、最初に検出される受信データはエラー確率の最も低い送信アンテナ（Ｔｘ）が送信したデータである。ＭＭＳＥ方式は、送信ベクトルと推定ベクトルとの間のエラーを最小化するアルゴリズムであって、各受信アンテナ（Ｒｘ）に受信された信号の干渉を除去して本来の送信信号を検出する。
【００５５】
受信機２００のＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器３４０は、検出されたデータｋを全体受信データから削除し、データｋを除外した残りの受信データで次の検出順位であるｉ＋１番目アンテナの受信データｋ＋１を検出する（Ｓ５４０）。
【００５６】
受信機２００のＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出器３４０は、Ｍ個の受信データが検出されたか否かを確認して（Ｓ５５０）、検出された受信データの個数がＭ個になるまで受信データ検出を繰り返す。
【００５７】
一方、Ｍ個の受信データが全て検出されると、受信機２００は受信データに適用されたＭＣＳレベルによって、各受信データをデコーディング及びデモジュレーションして受信データを元のデータに復調する（Ｓ５６０）。
【００５８】
以上、説明したように、実施形態による多重入出力通信システムは、受信信号をＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ方式を用いて検出することができる。
【００５９】
図８は、本発明の実施形態による多重入出力通信システムの制御方法と従来の信号検出方法のチャンネル性能をシミュレーションした結果グラフである。
【００６０】
シミュレーションに適用された多重入出力通信システムは、４個の送信アンテナ（Ｔｘ）と２つの受信アンテナ（Ｒｘ）を用いるＡＭＣとＤ−ＳＴＴＤ ４×２結合システムである。このような多重入出力通信システムがレイリーフラットフェーディング（Rayleigh Flat Fading）環境でデータを送受信する場合、実施形態によるＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出方法と従来の線形（Linear）ＭＭＳＥ検出方法を適用した場合を例示している。
【００６１】
図８に示すように、低いＳＮＲではＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出方法が線形ＭＭＳＥ検出方法に比べて１〜２ｄＢ位優れる性能を表している。特に、高いＳＮＲでは線形ＭＭＳＥ検出方法より約３．５ｄＢ優れる性能を表している。
【００６２】
図９は、従来の信号検出方法と本発明の実施形態による信号検出方法の転送率性能をシミュレーションした結果グラフである。
【００６３】
シミュレーションに適用された多重入出力通信システムは、４個の送信アンテナ（Ｔｘ）と２つの受信アンテナ（Ｒｘ）を用いるＡＭＣとＤ−ＳＴＴＤ ４×２結合システムである。多重入出力通信システムがレイリーフラットフェーディング（Rayleigh Flat Fading）環境でデータを送受信する場合、実施形態によるＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出方法を使用した場合と、他の検出方法であるＺＦ（Zero-Forcing）検出方法を適用した場合の転送率性能をシミュレーションしたものである。
【００６４】
図９に示すように、約１０ｄＢ区間で３５５Ｋｂｐｓ程度の差を表している。これは、ＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ検出アルゴリズムがＺＦアルゴリズムに比べてＢＥＲあるいはＳＥＲ性能に優れることにより発生した結果と解析することができる。
【００６５】
以上、説明したように、実施形態による多重入出力通信システムは、送信機能遂行時、ＳＮＲ情報によってＭＣＳレベルを選択する。したがって、チャンネルコーディング率と変調方法がチャンネル応答状態の変化によって流動的に適用されて、如何なるＳＮＲ状態でも最も効率の良い転送率を確保することができる。受信機能遂行時にはＯＳＩＣ−ＭＭＳＥ方式によりデータを検出し、送信ＭＣＳレベルに対応するコーディング及び変調方法により受信データを復調する。したがって、受信性能が向上することができる。
【００６６】
以上、代表的な実施形態を通じて本発明について詳細に説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、上述した実施形態に対し、本発明の範囲を逸脱することなく、多様な変形が可能であることを理解することができる。したがって、本発明の権利範囲は説明された実施形態に限定されて定まってはならず、特許請求範囲だけでなく、この特許請求範囲の均等物により定まるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、多重入出力通信に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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