(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１アンテナを有する送信器と、複数の第２アンテナを有する受信器とを含む移動通信システムで、前記送信器から伝送されるデータを前記第１アンテナと前記第２アンテナ間の複数の無線チャネルを通じて伝送する方法において、
前記複数の無線チャネルそれぞれに対応したチャネル状態を決定する過程と、
チャネル符号器の出力ビットを情報ビットと剰余ビットとに分類する過程と、
前記情報ビットは前記決定されたチャネル状態中、よいチャネル状態を有する第１アンテナを通じて伝送し、前記剰余ビットは前記決定されたチャネル状態中、相対的によくないチャネル状態を有する第１アンテナを通じて伝送する過程と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記無線チャネルは、順方向チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の無線チャネルそれぞれに対応したチャネル状態は前記送信器により決定され、前記決定されたチャネル状態は前記送信器により前記受信器に提供されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の無線チャネルそれぞれに対応したチャネル状態は前記受信器により決定され、前記決定されたチャネル状態は前記受信器により前記送信器に帰還されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数の第１アンテナを有する送信器と、複数の第２アンテナを有する受信器と、を含む移動通信システムで、前記送信器から伝送されるデータを前記第１アンテナと前記第２アンテナ間の複数の無線チャネルを通じて伝送する装置において、
前記複数の無線チャネルそれぞれに対応したチャネル状態を決定するチャネル予測器と、
データを所定の符号化率で符号化し、情報ビットと剰余ビットとを出力するチャネル符号器と、
前記情報ビットは前記決定されたチャネル状態中、よいチャネル状態を有する第１アンテナを通じて伝送し、前記剰余ビットは前記決定されたチャネル状態中、相対的によくないチャネル状態を有する第１アンテナを通じて伝送する伝送アンテナ割り当て器と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項６】
前記無線チャネルは、順方向チャネルであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記決定されたチャネル状態を前記受信器に伝達する伝送状態情報伝送装置をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記受信器から伝達されるチャネル状態を受信する伝送状態情報受信装置をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記情報ビットと前記剰余ビットを区分してインタリービングするインタリーバをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記インタリービングされた情報ビットと前記インタリービングされた剰余ビットを区分して変調する変調器をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記変調器は前記インタリービングされた情報ビットと前記インタリービングされた剰余ビットを相異なる変調方式により変調することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
複数の第１アンテナを有する送信器と、複数の第２アンテナを有する受信器と、を含む移動通信システムで、前記送信器から伝送されるデータを前記第１アンテナと前記第２アンテナ間の複数の無線チャネルを通じて受信する方法において、
前記複数の無線チャネルそれぞれに対応したチャネル状態を決定する過程と、
前記送信器から伝送されるデータは重要度が高いデータと相対的に重要度が低いデータに構成され、前記第２アンテナ中、相異なるアンテナを通じて受信される前記重要度が高いデータと前記相対的に重要度が低いデータを前記決定されたチャネル状態により分類して復調する過程と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記無線チャネルは、順方向チャネルであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の無線チャネルそれぞれに対応したチャネル状態は前記送信器により決定され、前記決定されたチャネル状態は前記送信器により前記受信器に提供されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の無線チャネルそれぞれに対応したチャネル状態は前記受信器により決定され、前記決定されたチャネル状態は前記受信器により前記送信器に帰還されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記重要度が高いデータは情報ビットであり、前記相対的に重要度が低いデータは剰余ビットであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
複数の第１アンテナを有する送信器と、複数の第２アンテナを有する受信器と、を含む移動通信システムで、前記送信器から伝送されるデータを前記第１アンテナと前記第２アンテナ間の複数の無線チャネルを通じて受信する装置において、
前記複数の無線チャネルそれぞれに対応したチャネル状態を決定するチャネル予測器と、
前記送信器から伝送されるデータは重要度が高いデータと相対的に重要度が低いデータに構成され、前記第２アンテナ中、相異なるアンテナを通じて受信される前記重要度が高いデータと前記相対的に重要度が低いデータを前記決定されたチャネル状態により分類する伝送アンテナ別データ分類器と、
前記アンテナ別データ分類器からの前記重要度が高いデータと前記相対的に重要度が低いデータを区分して復調する復調器と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記無線チャネルは、順方向チャネルであることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記決定されたチャネル状態を前記送信器に伝送するための所定フォーマットの帰還情報に生成する帰還情報生成器と、
前記帰還情報を前記送信器に伝送するチャネル情報帰還装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記チャネル予測器は、前記送信器から伝達されるチャネル状態を受信する伝送状態情報受信装置を含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記重要度が高いデータは情報ビットであり、前記相対的に重要度が低い情報は剰余ビットであることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記重要度が高いデータと前記相対的に重要度が低いデータを区分してデインタリービングするデインタリーバをさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
前記復調器は前記重要度が高いデータと前記相対的に重要度が低いデータを相異なる復調方式により復調することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
複数の伝送アンテナを用いた移動通信システムにおいてデータを伝送する方法であって、
前記各伝送アンテナの伝送状態を予測する過程と、
伝送されるデータの重要度に従って異なるデータグループとして伝送データグループに分類する過程と、
前記伝送アンテナの伝送状態と前記伝送データグループの重要度に従って前記伝送データグループを前記各伝送アンテナに割り当てる過程と、を含み、
前記分類する過程において、伝送されるデータを符号化することによって出力される情報ビットは重要度が高い伝送データグループに分類され、伝送されるデータを符号化することによって出力される剰余ビットは重要度が低い伝送データグループに分類されることを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記各伝送アンテナの伝送状態は、順方向チャネルの伝送状態によって予測されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記各伝送アンテナの伝送状態は、移動局から受信した帰還情報によって予測されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記伝送データグループの中で重要度が高い伝送データグループはよいチャネル状態を有する伝送アンテナに割り当てられることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記伝送データグループの中で重要度が低い伝送データグループはよくないチャネル状態を有する伝送アンテナに割り当てられることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
複数の伝送アンテナを用いた移動通信システムにおいてデータを伝送する装置であって、
前記各伝送アンテナの伝送状態に従って伝送アンテナ割り当てを制御する制御器と、
各伝送の伝送状態を予測し、前記伝送状態を前記制御器に通知するチャネル予測器と、
伝送されるデータの重要度に従って異なるデータグループとして伝送データグループに分類し、前記制御器によって異なる重要度を有する前記伝送データグループを前記各伝送アンテナに割り当てる伝送アンテナ割り当て器と、を含み、
前記伝送アンテナ割り当て器は、伝送されるデータを符号化することによって出力される情報ビットを重要度が高い伝送データグループに分類し、伝送されるデータを符号化することによって出力される剰余ビットを重要度が低い伝送データグループに分類することを特徴とする装置。
【請求項３０】
前記チャネル予測器は、順方向チャネルの伝送状態によって前記各伝送アンテナの伝送状態を予測することを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記チャネル予測器は、移動局から受信した帰還情報によって前記各伝送アンテナの伝送状態を予測することを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
前記制御器は、前記伝送データグループの中で重要度が高い伝送データグループはよいチャネル状態を有する伝送アンテナに割り当てられるように制御することを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３３】
前記制御器は、前記伝送データグループの中で重要度が低い伝送データグループはよくないチャネル状態を有する伝送アンテナに割り当てられるように制御することを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３４】
複数の受信アンテナを用いた移動通信システムにおいてデータを受信する方法であって、
前記各受信アンテナの伝送状態を予測する過程と、
前記予測された伝送状態に従って前記受信アンテナを通じて受信した信号を重要度が高いデータグループと重要度が低いデータグループに分類する過程と、
重要度が高いデータグループの変調シンボルを多重化する過程と、
比較的重要度が低いデータグループの変調シンボルを多重化する過程と、
前記多重化された変調シンボルを復調する過程と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項３５】
前記重要度が高いデータグループは、よいチャネル状態を有する受信アンテナを通じて受信されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記重要度が低いデータグループは、相対的によくないチャネル状態を有する受信アンテナを通じて受信されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記重要度が高いデータグループの変調シンボルは、情報変調シンボルであることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記重要度が低いデータグループの変調シンボルは、剰余変調シンボルであることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
複数の受信アンテナを用いた移動通信システムにおいてデータを受信する装置であって、
前記各受信アンテナの伝送状態に従ってデータグループの分類を制御する制御器と、
前記各受信アンテナの伝送状態を予測し、前記伝送状態を前記制御器に通知するチャネル予測器と、
前記制御器によって前記受信アンテナを通じて受信した信号を分類し、重要度が高いデータグループの変調シンボルと重要度が低いデータグループの変調シンボルとを多重化するデータ分類器と、
前記多重化された変調シンボルを復調する復調器と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項４０】
前記重要度が高いデータグループは、よいチャネル状態を有する受信アンテナを通じて受信されることを特徴とする請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記重要度が低いデータグループは、相対的によくないチャネル状態を有する受信アンテナを通じて受信されることを特徴とする請求項３９に記載の装置。
【請求項４２】
前記重要度が高いデータグループの変調シンボルは、情報変調シンボルであることを特徴とする請求項３９に記載の装置。
【請求項４３】
前記重要度が低いデータグループの変調シンボルは、剰余変調シンボルであることを特徴とする請求項３９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナアレイを含む移動通信システムのデータ送／受信装置及び方法に関するもので、特にアンテナダイバーシティのためのアンテナアレイを有する移動通信システムでのデータ送／受信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常的に、無線チャネル環境は有線チャネルと異なり、多重経路干渉、シャドーイング(Shadowing)、伝播減衰、時変雑音、干渉などによる低い信頼度を有する。これは移動通信でデータ伝送速度を高めるのに妨害になり、これを克服するための多くの技術が開発されてきた。代表的に、信号の歪曲と雑音による影響を抑制するエラーコントロールコーディングとフェーディングを克服するアンテナダイバーシティがある。
【０００３】
前記エラーコントロールコーディング技法に使用されるエンコードは、メモリリス(Memoryless)コードとメモリ(Memory)コードなどに大別される。前記メモリリスコードには線形ブロックコードなどがあり、前記メモリコードには畳み込み(Convolutional)コードとターボ(Turbo)コードなどがある。エンコーダの出力は、使用するエラーコントロールコーディングの種類に従って、情報(Systematic)ビットと剰余(Parity)ビットに区別されることができる。前記情報ビットと前記剰余ビットに区別して出力するエラーコントロールコーディング技法に使用される代表的なコードがターボコードである。勿論、畳み込みコード中でシステマテック畳み込みコードは出力を情報ビットと剰余ビットに区別することもある。ここで、前記情報ビットは伝送しようとする信号その自体であり、前記剰余ビットは伝送中に発生したエラーをデコーデング時に補正するために追加されるビットである。しかし、エラーコントロールコーディングされた信号であっても情報ビット、または剰余ビットにバーストエラー(Burst Error)が発生する場合、これを克服することが容易ではない。このようなバーストエラーはフェーディングチャネルを通過しながら頻繁に発生する。これを防止する技法の一つとして、“インタリービング(Interleaving)”との技術がある。前記インタリービング技術は損傷される部分を一所に集中させなく、多所に分散させることにより、バーストエラーを防止するために使用される。
【０００４】
一般的に、伝送するビットは上位階層で適当な大きさの伝送ブロックに分けられてエンコーダの入力単位になる。前記エンコーダは一つのブロック単位にコーディングして符号化ビット、即ち、情報ビットと剰余ビットを出力する。インタリーバは前記符号化ビットを予め定められた規則に応じて順序を変更する。前記インタリービングされた信号は符号分割多重化方式、周波数分割多重化方式、または直交周波数分割多重化方式などの伝送方式に応じて信号を処理してアンテナを通じて無線信号を送信する。
【０００５】
アンテナダイバーシティは独立的なフェーディング現象を経る多数個の信号を受信して、フェーディング現象に対処する。ダイバーシティを得る方法には時間、周波数、多重経路、そして空間ダイバーシティなどがある。前記時間ダイバーシティはチャネル符号化とインタリービングを結合して時間的にダイバーシティを獲得し、前記周波数ダイバーシティは相異なる周波数に送信された信号がそれぞれ異なる多重経路信号を経るようになり、ダイバーシティを得るようにする。そして前記多重経路ダイバーシティは多重経路信号に対して相異なるフェーディング情報を利用して信号を分離することにより、ダイバーシティを獲得する。前記空間ダイバーシティは送信器や受信器、または両方ともに複数個のアンテナを使用して互いに独立的なフェーディング信号によりダイバーシティを得るようにするが、この方式はアンテナアレイを利用する。
【０００６】
しかし、無線チャネルに使用されるエラーコントロールコーディング技法とダイバーシティは、インタネット接続とマルチメディアサービスのように高速データサービスに対する要求を受容するのが難しい。このためには周波数効率を高めるべきである。このような高い周波数効率を得るために、アンテナアレイを含む移動通信システムが研究されている。
【０００７】
アンテナアレイシステムは、送／受信器に多数のアンテナが設けられたシステムであり、周波数効率を高めるために空間領域を利用する。時間領域と周波数領域は既に制限されているので、空間領域を活用するのがより高い伝送速度を容易に獲得することができる。前記アンテナアレイシステムには“Bell Lab”で提案した“ブラスト(BLAST：Bell Lab Layered Space Time)”、または“空間分割多重化(Space Division Multiplexing)”システムという方式がある。この時、各アンテナはそれぞれ独立的な情報を伝送するので、アンテナアレイシステムは本質的に多重入力多重出力(ＭＩＮＯ：Multi Input Multi Output)システムに該当される。
【０００８】
前記アンテナアレイシステムが周波数効率を高くし、容量を拡大するためには、送信アンテナと受信アンテナ間に形成されるチャネル間に小さい相関係数(Correlation Coefficient)を有するべきである。前記チャネル相関係数が小さい場合、それぞれの送信アンテナで伝送された情報は相異なるチャネルを経るようになって、移動局は送信された情報を区別することができる。即ち、各送信アンテナで伝送された信号はそれぞれ異なる空間特性を有すると、区別され、チャネル容量が拡大されることができる。また、前記アンテナアレイシステムは相異なる空間特性を有する多重経路信号が多い環境に適合し、ＬＯＳ(Line of Sight)環境下で、多重送／受信アンテナシステムであるアンテナアレイシステムは単一送／受信アンテナシステムに比べて容量増加があまり大きくない。従って、前記アンテナアレイシステムは送信器と受信器間に散乱物体(Scatter)が多くて、多重経路が多い発生する環境に適合したシステムとして、各送／受信アンテナチャネルの相関係数が小さい、即ちダイバーシティ効果がある環境に適合したシステムである。
【０００９】
一方、アンテナアレイを送／受信器に使用すると、チャネル容量が増加する。この時、送信器から受信器に伝送されるチャネル情報を送／受信器が獲得するか否かがチャネル容量を決定する。前記送／受信器すべてがチャネル情報を知ると、チャネル容量増加が最も大きく、チャネル情報を前記送／受信器が知らない場合が最も小さい。そして前記受信器のみがチャネル情報を知る場合、前記チャネル容量は上述した二つの場合の間に存在する。一方、前記送信器がチャネル情報を知るためには、前記送信器がチャネル状態を予測するか、前記受信器から前記チャネル状態に関する帰還情報を受信する。前記アンテナアレイシステムで必要なチャネル情報は、各送信アンテナと各受信アンテナ間のチャネル反応であり、前記チャネル情報は送／受信アンテナ数に比例して増加する。従って、多重の送／受信アンテナを含む前記アンテナアレイシステムは、送／受信器での使用が可能なアンテナ数に比例してチャネル容量が増加するようになる。即ち、前記アンテナアレイシステムは送／受信アンテナ数に比例してチャネル容量を増加させることができる利点がある。しかし、チャネル情報を帰還すべきである場合には、アンテナ数の増加により帰還情報量が増加する短所を同時に有する。このような短所を解決するために、帰還情報を低減しながらチャネル容量を増加させる方法が必要である。
【００１０】
上述したチャネル容量増加のため論議された技術は、高速下向リンクパケット接続(ＨＳＤＰＡ：High Speed Downlink Packet Access)移動通信システムに適用される。
【００１１】
図２はＨＳＤＰＡ移動通信システムに使用される送信器の概略的な構造を示している図である。前記図２を参照すると、送信器はテイルビット発生器４０、チャネル符号器４２、レートマッチング部４４、インタリーバ４６、変調器４８、制御器５０、直／並列変換器(Ｓ／Ｐ変換器)５２、そして送／受信アンテナアレイ５４、５６、５８、６０などに構成される。
【００１２】
前記図２を参照すると、Ｎ個の伝送ブロック(Transport Block)それぞれにはテイルビット(Tail Bit)生成器４０により生成されたテイルビットが加えられる。前記テイルビットが加えられた伝送ブロックはチャネル符号器４２に入力される。前記チャネル符号器４２に入力された伝送ブロックが含むビットは所定符号化を通じて符号化ビットに出力される。ここで、前記チャネル符号器４２は１／２、１／３のような一定の符号率が定まるようになる。また前記チャネル符号器４２が１／５、または１／６の母符号器(Mother Code)を有し、前記母符号器により出力される符号化ビットを穿孔、または反復して複数の符号率を支援するようにすることができる。この場合には支援する複数の符号率中で一つを選択する動作が必要であり、これは前記図２の制御器５０で遂行される。
【００１３】
上述した符号化ビットはレートマッチング部(Rate Matching)４４に入力され、前記レートマッチング部４４によりレートマッチングが遂行される。前記レートマッチングは一般的に伝送チャネル(Transport Channel)を多重化すべきであるか、前記チャネル符号器４２で出力される符号化ビットの数が物理チャネルに伝送可能なビットの数と異なる場合に使用される。前記レートマッチングされた符号化ビットは、インタリーバ４６によりインタリービングされ出力される。前記インタリーバ４６からの出力符号化ビットは変調器４８に入力される。前記変調器４８は前記インタリービングされた符号化ビットを定められた変調方式に応じて変調した後、Ｓ／Ｐ変換器５２に提供する。前記Ｓ／Ｐ変換器５２は前記変調部４８から受信された直列変調シンボルを多重伝送に適した並列シーケンスに変形する。そして前記変形された変調シンボルは、最後に伝送アンテナ５４、５６、５８、６０を通じて送信される。
【００１４】
前記制御器５０は現在の無線チャネル状態に応じて前記チャネル符号器４２の符号化動作と前記変調器４８の変調方式などを制御する。ＨＳＤＰＡ移動通信システムの場合、制御器５０はチャネル環境に応じて変調方式にＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭを選択的に使用するように、ＡＭＣＳ(Adaptive Modulation and Coding Scheme)を調節する。前記図２には図示しなかったが、符号分割多重接続方式の移動通信システムの場合は、変調シンボルを送信するために、ウォルシュ符号(Ｗ)と直交符号(ＰＮ:Pseudo Noise)などを使用する。これは、変調シンボルを拡散させチャネルを区分することにより、各移動局がデータを伝送するチャネルと基地局がデータを伝送するチャネルを分離するためのものである。
【００１５】
上述した送信器の説明では符号化ビットを情報ビットと剰余ビットに区分していない。しかし、前記チャネル符号器４２から出力された符号化ビットは情報ビットと剰余ビットに区分されることができる。ここで、前記情報ビットと前記剰余ビットが受信性能に与える影響は異なる。即ち、伝送するデータに所定比率にエラーが発生する場合、情報ビットで発生したエラーが剰余ビットで発生したエラーより全体移動通信システムの性能に相対的に大きな影響を与える。従って、全体的に同一のエラー率を維持する場合、前記剰余ビットで発生するエラーが前記情報ビットで発生するエラーより相対的に多いと、受信器は反対の場合よりもっと正確にデコーデングする。これは、実質的にデコーダに大きな影響を与えるデータビットは情報ビットであり、剰余ビットは伝送中に発生したエラーを補正するために追加される余分のビットであるからである。
【００１６】
既存の移動通信システムの送信器を構成するインタリーバ４６は、情報ビットと剰余ビットの重要度に相関なしインタリービングする。即ち、従来の送信器は情報ビットと剰余ビットを区別しなく混じって、アンテナアレイの各送信アンテナ別にデータを分割して伝送する。この場合、多数の送信アンテナの伝送能力が同一ではないので、特定送信アンテナの送信能力が悪いと、情報ビットと剰余ビットで類似な比率にエラーが発生する。これは全体システムの性能に影響を与えることができる。即ち、システムの性能が剰余ビットのみでエラーが発生する場合、より悪化されることを意味する。従って各送信アンテナから送信された信号のチャネル状態を考慮して、情報ビットのエラー発生確率を低減させることにより、全体的なシステム性能を高めることができる技術が必要である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような問題点を解決するための本発明の目的は、移動通信システムの全体性能を向上させるために、アンテナアレイを含むデータ送／受信装置及び方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、アンテナアレイを含む移動通信システムがより高い受信信頼度を有するように、新たなデータ送／受信装置及びその方法を提供することにある。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、重要度が高いデータビット／シンボルは伝送状態がよいアンテナを通じて送／受信し、重要度が低いデータビット／シンボルは伝送状態が悪いアンテナを通じて送／受信する装置及び方法を提供することにある。
【００２０】
本発明のまたさらに他の目的は、伝送する全体データを重要度に応じて多数個の伝送データグループ(サービス別、データ種類)に分離し、相異なる伝送状態を有するアンテナに割り当てて、送／受信する装置及び方法を提供することにある。
【００２１】
本発明のまたさらに他の目的は、情報ビットのように受信器で重要に使用される符号化ビットは伝送状態がよいアンテナを通じて送／受信し、剰余ビットのように相対的にあまり重要でない符号化ビットは伝送状態がよくないアンテナを通じて送／受信する装置及び方法を提供することにある。
【００２２】
本発明のまたさらに他の目的は、多重伝送アンテナそれぞれに割り当てられた電力に応じて各伝送アンテナに割り当てるデータ種類を決定する装置及び方法を提供することにある。
【００２３】
本発明のまたさらに他の目的は、情報ビットのように受信器で重要に使用される符号化ビットと、剰余ビットのように受信器で相対的にあまり重要でない符号化ビットを多重化して伝送する時、重要な符号化ビットの占有比率が高いデータグループを伝送チャネル状態がよいアンテナを通じて伝送することにより、全体移動通信システムの性能を高める装置及び方法を提供することにある。
【００２４】
本発明のまたさらに他の目的は、送信すべきである情報ビットの量が剰余ビットの量より多い場合、情報ビットの一部を剰余ビットと多重化して伝送する装置及び方法を提供することにある。
【００２５】
本発明のまたさらに他の目的は、多数の送／受信アンテナを使用して少なくとも２個以上の情報ビットと剰余ビットを同時に伝送する装置及び方法を提供することにある。
【００２６】
本発明のまたさらに他の目的は、伝送アンテナアレイにＳＴＴＤ(Space Time Transmit Diversity)を適用するために伝送アンテナを組にした時、伝送状態がよい一対の伝送アンテナを通じてＳＴＴＤ符号化器により符号化された重要度が高いデータを送信し、伝送状態がよくない一対の伝送アンテナを通じて前記ＳＴＴＤ符号化器により符号化された相対的に重要度が低いデータを送信する装置及び方法を提供することにある。
【００２７】
本発明のまたさらに他の目的は、多数の情報ビットと多数の剰余ビットを伝送すべきである時、２種類の符号化ビットを分離して独立的なインタリービングを遂行し、各種類別にインタリービングされた符号化ビットをそれぞれ異なるアンテナに伝送する装置及び方法を提供することにある。
【００２８】
本発明のまたさらに他の目的は、多数のチャネルインタリーバが存在する時、各インタリーバに対して相異なるインタリービングパターンを有してインタリービングを遂行する装置及び方法を提供することにある。
【００２９】
本発明のまたさらに他の目的は、相異なる伝送アンテナを通じて重要度が異なるデータを伝送しようとする時、各伝送アンテナに伝送するデータに対して互いに独立された変調方式を使用するデータ送信装置及び方法を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上述したような目的を達成するための本発明は、移動通信システムでアンテナアレイを使用してデータを送／受信する装置及び方法を提供することにある。
【００３１】
本発明の第１見地によると、基地局で伝送アンテナそれぞれの伝送状態に関する情報を測定して、伝送データを重要度に応じて分類した後に、重要度が高い一部データは伝送状態がよい伝送アンテナを通じて伝送し、重要度が低い一部データは伝送状態が相対的によくない伝送アンテナを通じて移動局に伝送するデータ送／受信装置及び方法を具現するものである。
【００３２】
上述したような目的を達成するための本発明の第２見地によると、基地局で伝送アンテナそれぞれの伝送状態に関する情報を測定した後、この情報を基地局から移動局に形成されるチャネルを通じて伝送し、基地局と移動局が伝送アンテナ別に割り当てられる伝送データに関する情報を共有するデータ送／受信装置及び方法を具現するものである。
【００３３】
上述したような目的を達成するための発明の第３見地によると、移動局がアンテナを通じて受信されるチャネルの状態を測定し、前記チャネル状態に関する情報を基地局に帰還し、基地局は前記帰還情報を利用して伝送アンテナ別に重要度が異なるデータを伝送するデータ送／受信装置及び方法を具現するものである。
【００３４】
上述したような目的を達成するための本発明の第４見地によると、第２見地と第３見地を結合して、移動局は基地局に各アンテナの伝送状態に関する帰還情報を伝送し、基地局はこの情報を利用して伝送アンテナ別に重要度が異なるデータを割り当て、データ伝送に関する情報を移動局に送信するデータ送／受信装置及び方法を具現するものである。
【００３５】
【発明の実施形態】
以下、本発明の望ましい実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の発明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００３６】
本発明は多重の送／受信アンテナを含む移動通信システムを利用して空間的な多重伝送を具現する時、伝送しようとするデータの受信信頼度を向上させる方法及び装置に対する実施形態を提案する。このため、送信側では伝送しようとする全体データ中で重要なデータは無線チャネルの伝送状態がよいアンテナを通じて送信し、重要度が相対的に低いデータは相対的に無線チャネルの伝送状態がよくないアンテナを通じて送信する。従って、無線チャネルを通じて伝送される全体データの受信性能を高くして全体システムの性能を向上させる。前記全体データに対する重要度は、受信側でデータを受信することにおいて、与えるデータの影響により決定されることができる。即ち、前記全体データを受信することにおいて、多くの影響を与えるデータに対しては高い重要度を付与し、相対的に少ない影響を与えるデータに対しては低い重要度を付与する。
【００３７】
上述したように、本発明では伝送しようとするデータを前記データの重要度に応じて複数のデータグループに区分している。前記データグループに区分するための重要度の判断基準は、サービス、データ種類及びチャネルコーディングによる符号化ビットの種類に応じて決定される。
【００３８】
先ず、サービスの種類に応じて重要度を決定する場合は、音声とデータサービスのように相異なる種類のサービスが同時に伝送される場合である。即ち、低いエラー率を要求するデータサービスによるデータは重要度が高いデータグループに割り当てる。しかし、ある程度のエラー率を許容する音声サービスによるデータは相対的に重要度が低いデータグループに割り当てる。
【００３９】
次に、データの種類により重要度を決定する場合は、制御情報のように必ず伝送されるべきであるデータは重要度が高いデータグループに割り当て、非制御情報を示すデータは重要度が相対的に低いデータグループに割り当てる。
【００４０】
最後に、本発明で主に扱うチャネルコーディングによる符号化ビットの種類により重要度を区分する場合は、符号化ビット中の情報ビットは重要度が高いデータグループに割り当て、符号化ビット中の剰余ビットは相対的に重要度が低いデータグループに割り当てる。
【００４１】
図１に示したように、通常的な移動通信システムは一つの基地局１０と多数(ｋ個)の移動局２０、２２、２４に構成される。本発明で基地局は空間的に分離されている多数の送／受信アンテナを有し、移動局も空間的に区分される多数の送／受信アンテナを有する。前記多数の送／受信アンテナを送／受信アンテナアレイと称する。従って、前記基地局が送信アンテナアレイを使用してデータを送信し、前記移動局は受信アンテナアレイを利用して前記データを受信する。このため、前記基地局は送信アンテナアレイを通じて送信する全体データそれぞれに対する重要度を決定し、前記決定した重要度に応じて前記全体データを複数個のデータグループに分離する。また、前記基地局は前記送信アンテナアレイを構成する送信アンテナそれぞれに対応して形成された無線チャネルの伝送状態を決定する。前記伝送状態は移動局から提供される前記送信アンテナそれぞれの伝送状態に関する情報により決定するか、基地局が直接検査した伝送状態に関する情報により決定することができる。この時、前記伝送状態は伝送信頼度に対応する。前記基地局は複数個のデータグループを前記データグループの重要度と前記伝送アンテナの伝送状態を参照して前記送信アンテナに割り当てる。この時、前記基地局は重要度が高いデータグループに対しては伝送状態がよい送信アンテナを割り当て、相対的に重要度が低いデータグループに対しては相対的に伝送状態がよくない送信アンテナを割り当てる。
【００４２】
前記伝送アンテナの伝送状態は、多様な方法に決定されることができる。このような実施形態中、代表的な二つの実施形態を簡単に説明すると、次のようである。一番目に基地局で移動局から帰還情報を受信しなく、各伝送アンテナの伝送状態を直接測定し、前記伝送状態測定に応じて、データグループを伝送アンテナに割り当てる方法である。二番目には移動局が移動局と基地局間に形成されたチャネルの状態を測定した後、各チャネルの伝送状態を基地局に帰還させる方法がある。
【００４３】
本発明は前記のように伝送すべきである全体データを重要度に応じて伝送アンテナ数と同一の数のデータグループに分離し、各伝送アンテナの伝送状態に応じてデータグループを可変的に割り当てる。従って、既存の移動通信システムが伝送しようとする全体データに対する重要度評価なし、受信性能に与える影響が大きなデータと小さいデータを混じって送信することにより、受信性能に多くの影響を与えるデータを失う確率を低くして全体移動通信システムの性能を向上させ、チャネルの容量を増加させる。
【００４４】
本発明では四つの実施形態を提示する。各実施形態は本発明を具現する時、考慮されることができる代表的な実施形態である。この時、データ重要度は符号化ビットの種類、即ち情報ビット、または剰余ビットにより決定されると仮定する。前記実施形態で基地局は伝送するデータをチャネルコーディングし、受信性能に影響を与える程度に応じて前記チャネルコーディングされた符号化ビットを重要度が異なる複数のデータグループに分類する。そして前記複数のデータグループを伝送アンテナの状態に対応して一対一に割り当てる。上述したようにデータを重要度に応じて区分する時、符号化ビットが情報ビットであるか、剰余ビットであるかによって、重要度を設定することができる。本発明ではチャネル符号器の出力である情報ビットと剰余ビットを利用して、本発明が提案しているアンテナアレイを含む移動通信システムを説明する。
【００４５】
また伝送データを多数個のデータグループに分割する時、全体伝送データ中で重要度が高いデータと相対的に重要度が低いデータの構成比が同一ではないと、一つのデータグループに重要度が異なるデータが多重化され、一つの伝送アンテナに割り当てられる。この場合、伝送状態がよい伝送アンテナには重要度が高いデータが相対的に多量含まれたデータグループを伝送する。上述したように、本発明の四つの実施形態は各伝送アンテナの伝送状態を測定する主体及び基地局で伝送アンテナ割り当て情報を移動局に伝送するか否かに応じて区分される。
【００４６】
本発明の実施形態の説明前に、本発明の具現で仮定されていることを整理する。このような仮定は、説明の便宜のために仮定したものであり、この分野の通常の知識を有した者であれば、具体的な値は変更可能であり、本発明の思想を利用して変更された値に応じて応用することは可能である。
【００４７】
先ず、チャネル符号器の符号化率と変調器での変調方式に対して説明すると、次のようである。
【００４８】
チャネル符号器は符号化率１／２と３／４に動作し、変調方式にはＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭをすべて、または一部を支援すると仮定する。従って、符号化及び変調動作は下記＜表１＞のように区分される。
【００４９】
【表１】
0003888945.tif 000002
【００５０】
符号化率が対称である１／２である場合、チャネル符号器は１ビットの入力に対して２ビットの符号化ビットを出力する。この場合、２ビットの符号化ビット中、１ビットは実質的なデータビットである情報ビットであり、残りの１ビットは剰余ビットである。符号化率が非対称である３／４である場合、チャネル符号器は３ビットの入力に対して４ビットの符号化ビットを出力する。この時、前記符号化ビットは３ビットの情報ビットと１ビットの剰余ビットに構成される。
【００５１】
上述したように、本発明は多重伝送アンテナ、即ち伝送アンテナアレイを含む移動通信システムであり、伝送アンテナアレイは伝送フレームデータを複数個の伝送アンテナを使用して伝送する。また、それぞれの伝送アンテナは相異なる無線チャネルを通過するので、各無線チャネルの状態に応じて相異なる伝送状態を有する。もし、２個の伝送アンテナを使用すると、前記伝送アンテナの伝送状態パターンは[Ｈ、Ｌ]であるか、逆のパターンを有することができる。また、４個の伝送アンテナを使用する場合、伝送状態パターンは[Ｈ、Ｍ、Ｍ、Ｌ]、[Ｈ、Ｍ、Ｌ、Ｌ]、[Ｈ、Ｌ、Ｌ、Ｌ]、[Ｈ、Ｌ、ｘ、ｘ]、または[１、２、３、４]などのように定めることができる。前記パターンでＨは伝送状態が良好であることを示し、Ｍは伝送状態が中間程度であることを示し、Ｌは伝送状態が悪いことを示す。前記伝送状態が良好であるとはエラーが発生する確率が低いことを意味する。これを伝送状態が良好であるか、伝送信頼度が高いと定義する。前記伝送状態が悪いとはエラーが発生する確率が高いことを意味し、これは伝送状態が相対的によくないのでチャネル状態がＨである伝送アンテナに比べてエラー発生確率が高いことを意味する。これを伝送状態が悪いか、伝送信頼度が低いと定義する。一方、前記伝送状態パターン中、ｘは伝送が不可能であるほど伝送状態が悪いことを示す。また、１、２、３、４は伝送状態の相対的順序を示す。前記伝送状態パターンをＨ、Ｍ、Ｌに表現するか、１、２、３、４などの順序に表現するかに関係なし、伝送状態が良好な上位２個の伝送アンテナは重要度が高いデータ(情報ビット)を送信し、残りの２個の伝送アンテナを通じては重要度が相対的に低いデータ(剰余ビット)を送信する。即ち、重要なデータ(例、情報ビットや制御情報ビット)は伝送状態がよい伝送アンテナに割り当てて送信し、相対的に重要度が低いデータ(剰余ビット)は伝送状態がよくない伝送アンテナに割り当てて伝送する。このようにして、システムの性能を高めることができる。
【００５２】
以下、符号化率と伝送アンテナの伝送状態に応じて相異なる重要度を有するデータが伝送アンテナに割り当てられる例を説明すると、次のようである。
【００５３】
先ず、符号化率が１／２であると、情報ビットと剰余ビットが同一の比率に生成され、伝送状態パターンが[Ｈ、ｘ、ｘ、Ｌ]であると仮定する。この場合、情報ビットは伝送状態がＨである伝送アンテナを通じて送信され、剰余ビットは伝送状態がＬである伝送アンテナを通じて送信される。また、送信側では重要度により分けられた伝送アンテナ別データグループに同一のチャネルインタリービング規則と変調方式を適用することができる。一方、受信側では送信側で使用されたチャネルインタリービング規則と変調方式を予め知ることができれば、相異なるチャネルインタリービングや変調方式を適用することもできる。
【００５４】
次に、符号化率が３／４であると、３個の入力情報ビットの入力に対して、３個の情報ビットそれぞれに対応する情報ビット列と１個の剰余ビットに構成された剰余ビット列が生成される。この時、４個の伝送アンテナの伝送状態パターンが[Ｈ、Ｍ、Ｍ、Ｌ]であると仮定すると、前記３個の情報ビット列は伝送状態がＨ、Ｍ、Ｍである伝送アンテナを通じて伝送される。そして、前記１個の剰余ビット列は伝送状態がＬである伝送アンテナを通じて伝送される。
【００５５】
その他の仮定に対する説明は上述した場合と類似であり、伝送アンテナ数が増加しても、各アンテナの伝送状態に応じて情報ビット列と剰余ビット列を本発明の実施形態による規則により適切に分割して伝送することができる。
【００５６】
本発明の実施形態による移動通信システムで、チャネル符号器と変調器、そしてチャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器を含む部分が伝送データを発生させ、伝送アンテナ別に送信するデータを決定する構成である。一方、受信性能に影響を与える程度に応じて区分されたデータグループを無線チャネル環境に送信することは基地局に設置されている伝送アンテナアレイである。また伝送アンテナアレイから送信されたデータを受信することは移動局に設置された受信アンテナアレイである。この時、伝送アンテナアレイそれぞれの伝送状態は基地局、または移動局により測定される。前記移動局が各伝送アンテナの伝送状態を測定する場合には、移動局は前記伝送状態に対する帰還情報を逆方向チャネルを通じて基地局に伝送する。
【００５７】
基地局は測定した、または帰還された情報を利用して各伝送アンテナの伝送状態を決定し、前記決定された伝送状態を基準にアンテナアレイを構成する伝送アンテナの順位も決定する。前記決定されたアンテナ順位は伝送データグループを伝送アンテナに割り当てる時の基準になる。そして伝送アンテナ別に割り当てられたデータグループを送信する時、基地局は移動局で伝送アンテナを区別できるようにするために、共通パイロットチャネル信号をデータと共に移動局に送信する。従って移動局は多数、または単一の伝送アンテナを通じて受信された信号の伝送状態をパイロット信号を利用して獲得する。
【００５８】
他の例として、伝送状態を基準にする伝送アンテナの順位を移動局が決定して基地局に帰還することができる。この場合、移動局は前記伝送状態を知り得る情報を基地局に伝送する。基地局は前記帰還情報に基づいて各アンテナの伝送状態を判断して、次の伝送フレームのコーディングされたシンボルを重要度に応じて伝送アンテナに分配する。この時、前記移動局は自信が伝送状態、または伝送アンテナの順位を測定して基地局に伝送(帰還)したので、次の伝送フレームのビットがどのアンテナを通じて受信されるかを知り得る。従って、前記移動局は各アンテナ別に受信された信号を逆多重化してデコーデングすることができる。
【００５９】
以下、本発明の実施形態を添付された図を参照して詳細に説明すると、次のようである。
【００６０】
１．第１実施形態
本発明の第１実施形態では、基地局がアンテナアレイを構成する送信アンテナそれぞれの伝送状態を決定し、前記決定した伝送状態によりデータを送信する装置及び方法に対して説明する。また、本発明の第１実施形態では移動局それぞれがアンテナアレイを構成する受信アンテナそれぞれの受信状態を決定し、前記決定した受信状態によりデータを受信する装置及び方法に対して説明する。
【００６１】
このために、移動通信システムで要求される構成及び動作は、次のようである。
一番目に、送信アンテナアレイを構成する複数の送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれに対する伝送状態を測定し、前記測定した伝送状態に対応した制御情報を生成する構成及び動作が要求される。
【００６２】
二番目に、伝送アンテナを重要度によってデータグループに区分し、前記データグループを前記制御情報により伝送アンテナアレイを構成する複数の送信アンテナ９０、９２、９４、９６に割り当てる構成及び動作が要求される。
【００６３】
三番目に、受信信号を利用して順方向チャネルそれぞれの伝送状態を測定し、前記測定された伝送状態によって受信アンテナアレイを構成する各受信アンテナ１００、１０２、１０４、１０６から受信された信号を復元する構成及び動作が要求される。
【００６４】
一方、説明の便宜のため、伝送するデータの重要度は符号化ビットを構成する情報ビットと剰余ビットに区分するようにする。即ち、前記情報ビットに対しては高い重要度を付与し、前記剰余ビットに対しては相対的に低い重要度を付与する。一方、本発明の第１実施形態は基地局１０でチャネル予測を遂行するが、これは時分割多重接続方式(ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access)で可能である。また、周波数分割多重接続方式(ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access)では基地局が逆方向リンクチャネルの状態を測定し、前記逆方向リンクチャネル状態に基づいて順方向リンクチャンネルの状態を予測する。
【００６５】
以下、本発明の第１実施形態について添付された図３乃至図１０を参照して説明すると、次のようである。
【００６６】
１．１  送信器
図３は本発明の第１実施形態による移動通信システムでの送信器の構造を示した図である。すべての実施形態で共通する構成要素を詳細に説明する。前記図３を参照すると、基地局１０はアンテナアレイを構成する送信アンテナ９０、９２、９４、９６のチャネル状態を測定する。基地局１０の伝送アンテナアレイ９０、９２、９４、９６の伝送状態はＣＡＩ(Common Air Interface)により決定される。
【００６７】
前記図３を参照すると、チャネル符号器８０は制御器８６により提供されたＮ個の伝送ブロックを受信し、前記データを所定符号化率により符号化することにより符号化ビットを出力する。前記符号化ビットは情報ビット(Ｓ)と剰余ビット(Ｐ)に構成される。一方、前記チャネル符号器８０での前記符号化率は、制御器８６により可変的に定められる。例えば、符号化率が１／２である場合、前記チャネル符号器８０は１:１の比率に情報ビットと剰余ビットに構成された符号化ビットを出力する。しかし、符号化率が３／４である場合、前記チャネル符号器８０は３:１の比率に情報ビットと剰余ビットに構成された符号化ビットを出力する。
【００６８】
前記チャネル符号器８０からの情報ビットと剰余ビットは、インタリーバ８２に入力される。前記インタリーバ８２は前記情報ビットと前記剰余ビットを区分して個別的にインタリービングする。即ち、前記情報ビットは情報ビット間にインタリービングが遂行され、前記剰余ビットは剰余ビット間にインタリービングが遂行される。前記インタリーバ８２は単数、または複数のインタリーバに具現されることができる。例えば、単数のインタリーバに具現される場合には、情報ビットをインタリービングした後、剰余ビットをインタリービングするか、その逆順にインタリービングを遂行する。この場合には前記情報ビットをインタリービングする間、前記剰余ビットを臨時貯蔵するためのバッファが要求される。一方、複数のインタリーバに具現される場合には前記情報ビットと前記剰余ビットに対して独立的にインタリービングが可能である。前記インタリービングされた情報ビットと前記インタリービングされた剰余ビットは変調器８４に提供される。
【００６９】
前記変調器８４は前記インタリービングされた情報ビットと前記インタリービングされた剰余ビットそれぞれに対して所定変調方式による変調を遂行して変調シンボルを出力する。この時、前記インタリービングされた情報ビットと前記インタリービングされた剰余ビットを変調することにおいて、同一の変調方式、または相異なる変調方式を適用することができる。例えば、前記インタリービングされた情報ビットと前記インタリービングされた剰余ビットそれぞれをＱＰＳＫ方式により変調するか、前記インタリービングされた情報ビットはＱＰＳＫ方式により変調し、前記インタリービングされた剰余ビットは１６ＱＡＭ方式により変調することができる。前記変調方式は前記制御部８６からの制御により決定されることができる。以下、前記情報ビットを所定変調方式に変調することにより出力される変調シンボルを“情報変調シンボル”と称し、前記剰余ビットを所定変調方式に変調することにより出力される変調シンボルを“剰余変調シンボル”と称する。前記情報変調シンボルと前記剰余変調シンボルはチャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８に提供される。前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８はアンテナアレイを構成する送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれに対応して形成された送信チャネルの伝送状態を予測する。例えば、時分割方式の場合、受信チャネルの伝送状態を測定することにより送信チャネルの伝送状態を予測することができる。
【００７０】
前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８は前記予測した送信チャネルの伝送状態(Ｈ)を前記制御部８６に提供する。一方、前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８は前記変調器８４からの前記情報変調シンボルと前記剰余変調シンボルを前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれに対応するデータグループに分類する。そして、前記分類されたデータグループの変調シンボルを前記制御器８６の制御下に対応送信アンテナに分配する。例えば、前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６中、第１及び第２送信アンテナ９０、９２の伝送状態が良好であり、第３及び第４送信アンテナ９４、９６の伝送状態が相対的によくないと仮定する。この場合、前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８は重要度が高い情報変調シンボルに構成されたデータグループに対して前記第１及び第２送信アンテナ９０、９２を割り当て、相対的に重要度が低い剰余変調シンボルに構成されたデータグループに対して前記第３及び第４送信アンテナ９４、９６を割り当てる。
【００７１】
前記制御部８６は前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８から前記送信アンテナそれぞれの伝送状態(Ｈ)を受信して、前記データグループそれぞれに対応して望ましい送信アンテナが割り当てられることができるように、前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８を制御する。
【００７２】
一方、上述した送信装置の構造ではチャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８が伝送するデータを重要度に応じて分類する動作を遂行したが、前記変調器８４による変調に先だってデータグループによる分類が遂行されるように具現することができる。即ち、情報ビットと剰余ビットそれぞれをインタリービングした後、送信アンテナ数に対応したデータグループに分類する。他の方法にチャネル符号器８０から出力される情報ビットと剰余ビットを予め送信アンテナ数に対応するデータグループに分類し、前記分類したそれぞれのデータグループが独立的にインタリービングされるようにする。
【００７３】
前記図３では図示されていないが、前記チャネル符号器８０からの符号化ビットを穿孔、または反復して出力データ率を調節するレートマッチング部を追加に設けることができる。
【００７４】
上述したように、データグループへの分類がチャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８で遂行されなく、符号化、またはインタリービング以後に遂行されると、前記変調器８４は前記分類された各データグループ別への変調を遂行すべきである。この場合にもデータグループそれぞれに対して同一の変調方式、または相異なる変調方式を適用することができる。また、前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８は前記変調器８４からデータグループ別に変調され出力される変調シンボルを前記制御部８６からの制御により該当送信アンテナに連結させる動作を遂行するようになる。
【００７５】
図４は前記図３で示しているインタリーバ８２の構造を示している図であり、複数の内部インタリーバに具現した例を示している。即ち、前記図４ではインタリーバ８２はチャネル符号器８０から重要度が区分され入力される二つの符号化ビット列(情報ビット列と剰余ビット列)に対してそれぞれ別の内部インタリーバ８２−２、８２−４を割り当て、符号化ビット列別にインタリービングを遂行する例を示している。
【００７６】
前記図４を参照すると、チャネル符号器８０からの情報ビット列は第１インタリーバ８２−２に提供されインタリービングされる。前記チャネル符号器８０からの剰余ビット列は第２インタリーバ８２−４に提供されインタリービングされる。従って、前記第１インタリーバ８２−２と前記第２インタリーバ８２−４によりインタリービングされた情報ビット列と剰余ビット列は分離され変調器８４に提供される。前記第１インタリーバ８２−２と前記第２インタリーバ８２−４はインタリービングを遂行するために要求されるインタリービングパターンを制御部８６から受信する。
【００７７】
しかし、前記符号化ビットがインタリーバ８２の前端で送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれに対応したデータグループに分類される場合には、これに対応した新たなインタリーバが提案されるべきである。即ち、前記データグループそれぞれに対応してインタリーバを設けるか、一つのインタリーバを通じて送信アンテナの数だけインタリービングを反復遂行することにより、前記データグループ別にインタリービングが遂行できるようにする。このようにデータグループ別にインタリービングを遂行するようになると、前記インタリーバは送信しようとする符号化ビットを各送信アンテナ別に分配して出力することができる。この時、前記データグループそれぞれをインタリービングするために同一のインタリービングパターン、または相異なるインタリービングパターンすべての使用が可能である。前記インタリービングパターンは送信器と受信器に予め約束されるべきである。
【００７８】
図５は前記図３で示している変調器８８の構造を示している図であり、複数の変調器に具現した例を示している。即ち、前記図５で変調器８４はインタリーバ８２から重要度が区分されインタリービングされた符号化ビット列(情報ビット列と剰余ビット列)に対してそれぞれ別の内部変調器８４−２、８４−４を割り当て、前記インタリービングされた符号化ビット列別に変調を遂行する例を示している。従って、前記変調器８４−２、８４−４は同一の変調方式を使用するか、相異なる変調方式を使用することができる。しかし、一つの変調器を使用してインタリービングされた符号化ビット列を順次的に変調することも可能である。
【００７９】
前記図５を参照すると、インタリーバ８２からのインタリービングされた符号化ビット列中のインタリービングされた情報ビット列は、第１変調器８４−２に提供され所定変調方式により変調が遂行されることにより、情報符号シンボルが出力される。前記インタリーバ８２からのインタリービングされた符号化ビット列中のインタリービングされた剰余ビット列は、第２変調器８４−４に提供され所定変調方式により変調が遂行されることにより、剰余符号シンボルが出力される。従って、前記第１変調器８４−２と前記第２変調器８４−４により変調された情報符号シンボルと剰余変調シンボルは分離され、チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８に提供される。前記第１変調器８４−２と前記第２変調器８４−４は変調を遂行するための変調方式を制御部８６から受信する。この時、前記制御部８６は前記変調器８４−２、８４−４別に相異なる変調方式、または同一の変調方式を割り当てることができる。
【００８０】
しかし、送信しようとするデータが前記インタリーバ８２の前段、または前記変調器８４の前段で送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれに対応したデータグループに分類される場合には、これに対応した新たな変調器が提案されるべきである。即ち、前記データグループそれぞれに対応して変調器を設けるか、一つの変調器を通じて送信アンテナ数だけ変調を反復遂行することにより、前記データグループ別に変調が遂行されるようにする。このようにデータグループ別に変調を遂行するようになると、前記変調器は送信しようとする変調シンボルを各送信アンテナ別に分配して出力することができる。
【００８１】
図９は前記図３で示しているチャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器８８の詳細構成の一例を示した図である。
【００８２】
前記図９を参照すると、データ分類器１２０は変調器８４から重要度に応じて分離された情報変調シンボルと剰余変調シンボルを入力にする。前記データ分類器１２０は前記入力された二つの独立された変調シンボルをアンテナ数に合うように重要度に応じて複数のデータグループに分離し、前記分離したデータグループ別に順序を決定する。これはデータグループに区分された伝送データを送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれに割り当てる時、前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６の伝送状態を考慮して送信するためのものである。一方、前記データ分類器１２０は前記情報変調シンボルと剰余変調シンボルから分離した複数のデータグループ(1stデータ、2ndデータ、3rdデータ、4thデータ)をデータ割り当て器１２２に出力する。例えば、前記データ分類器１２０は変調器８４から提供される全体データを重要な順序により４個のデータグループに分類する。そして、最も重要なデータグループに該当するデータは１ｓｔデータに出力し、残りのデータグループに対してもその重要度の順序に応じて２ｎｄデータ、３ｒｄデータ及び４ｔｈデータに出力する。この場合、相対的に最も重要度が低いデータグループに該当するデータは４ｔｈデータに出力される。
【００８３】
データ割り当て器１２２は前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６の伝送状態に応じて前記データ分類器１２０からのデータグループを前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれにマッピングさせ出力する。この時、前記データ割り当て器１２２は前記データグループを前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれにマッピングすることにおいて、前記データグループの重要度と前記送信アンテナそれぞれの伝送状態を考慮してマッピングする。前記送信アンテナそれぞれの伝送状態に関する制御情報は、前記制御器８６により提供される。例えば、前記データ割り当て器１２２は重要度が高いデータグループは伝送状態がよい送信アンテナにマッピングし、相対的に重要度が低いデータグループは伝送状態が相対的によくない送信アンテナにマッピングする。この時、前記データグループそれぞれは前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６にマッピングすることにおいて、一対一に割り当てられるべきである。従って、重要なデータグループは伝送状態がよい伝送アンテナを通じて伝送され、相対的に重要でないデータグループは伝送状態が相対的によくない伝送アンテナを通じて伝送されるようにする。
【００８４】
図１０は前記図９で示しているデータ割り当て器１２２の詳細構成の一例を示している図である。
【００８５】
前記図１０を参照すると、４個のスイッチ１４２、１４４、１４６、１４８はデータ分類器１２０により既に重要度が決定された４個のデータグループを受信する。前記スイッチ１４２、１４４、１４６、１４８それぞれは一つの入力端と４個の出力端を有する。前記各スイッチ１４２、１４４、１４６、１４８の出力端は４個の送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれに連結される。前記スイッチ１４２、１４４、１４６、１４８は前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６それぞれの伝送状態に対応した制御情報により入力されるデータグループを該当アンテナにスイッチングする。前記制御情報は制御器８６から前記スイッチ１４２、１４４、１４６、１４８それぞれに提供される。即ち、前記スイッチ１４２、１４４、１４６、１４８それぞれには相異なる制御情報が提供されることができる。従って、前記制御情報により前記スイッチ１４２、１４４、１４６、１４８中、重要度が高いデータグループを受信するスイッチは、前記データグループを伝送状態がよい送信アンテナにスイッチングし、相対的に重要度が低いデータグループを受信するスイッチは、前記データグループを伝送状態が相対的によくない送信アンテナにスイッチングする。前記データグループと前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６を連結するために、バッファ、または伝送線が使用されることができる。このような構成を通じて前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６にデータグループを伝送すると、前記送信アンテナ９０、９２、９４、９６はそれぞれのデータグループを送信する。
【００８６】
１．２  受信器
図６は図３で示している送信器に対応される受信器の構成を示す。
前記図６を参照すると、伝送アンテナアレイ９０、９２、９４、９６から送信された伝送データそれぞれは、受信アンテナアレイ１００、１０２、１０４、１０６に受信される。前記受信信号はチャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器１０８に提供される。前記チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器１０８は、前記受信アンテナアレイを構成する受信アンテナ１００、１０２、１０４、１０６それぞれに対応した順方向チャネルそれぞれの伝送状態を予測し、前記予測した伝送状態(Ｈ)を制御器１１２に伝送する。一方、前記チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器１０８は前記制御器１１２の制御により前記受信信号をデータグループ別に分類する。前記分類されるデータグループは送信器で送信アンテナ別に分類したデータグループと同一である。一方、前記チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器１０８は、前記データグループを多重化して重要度が高い変調シンボルと相対的に重要度が低い変調シンボルに出力する。前記重要度が高い変調シンボルは情報変調シンボルになることができ、前記相対的に重要度が低い変調シンボルは剰余変調シンボルになることができる。前記情報変調シンボルと前記剰余変調シンボルは復調器１１０に提供される。
【００８７】
前記情報変調シンボルと前記剰余変調シンボルは前記復調器１１０により前記送信器で使用された変調方式に対応する復調方式に復調が遂行される。この時、前記復調器１１０は前記情報変調シンボルと前記剰余変調シンボルを分離して復調を遂行すべきである。前記変調方式に対応した復調方式は前記制御部１１２により提供されることができる。例えば、前記復調器１１０は前記情報シンボルと前記剰余変調シンボルそれぞれに対応して同一の復調方式により復調を遂行するか、相異なる復調方式により復調を遂行することができる。即ち、前記送信器の変調器で重要度により分類された符号化ビットを相異なる変調方式により変調した場合、前記復調器１１０は前記情報変調シンボルと前記剰余変調シンボルを相異なる復調方式により復調を遂行し、前記送信器の変調器で重要度により分類された符号化ビットを同一の変調方式により変調した場合、前記復調器１１０は前記情報変調シンボルと前記剰余変調シンボルそれぞれを同一の復調方式により復調を遂行する。
【００８８】
前記復調器１１０により復調が遂行された符号化ビットはデインタリーバ１１４に提供される。前記符号化ビットは重要度が高い情報ビットと相対的に重要度が低い剰余ビットに表現され、前記デインタリーバ１１４には情報ビット列と剰余ビット列が分離され提供される。従って、前記デインタリーバ１１４は前記情報ビット列と前記剰余ビット列それぞれに対して別のデインタリービングを遂行する。前記デインタリービングを遂行するためのインタリービングパターンは、前記制御器１１２により提供される。従って、前記制御器１１２は前記送信器のインタリーバで使用されたインタリービングパターンを予め知っているべきである。前記インタリービングパターンは通信標準で予め規格化されるか、通信が遂行される前にシステム情報として予め提供されることができる。
【００８９】
前記デインタリービングされた情報ビット列と剰余ビット列はチャネル復号器１１６に提供される。前記チャネル復号器１１６は前記情報ビット列と前記剰余ビット列から所定復号化方式により復号化を遂行し、前記復号化により所望する受信ビットを出力する。ここで、所定復号化方式は送信器の符号化方式により決定される。
【００９０】
図７は前記図６で示している復調器１１０の詳細構成の一例を示した図であり、複数の復調器に具現した例を示している。即ち、前記図６では復調器１１０はチャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器１０８から重要度が区分された二つの変調シンボル(情報変調シンボルと剰余変調シンボル)に対してそれぞれ別の内部復調器１１０−２、１１０−４を割り当て、前記変調シンボル別に復調を遂行する例を示している。従って、前記復調器１１０−２、１１０−４それぞれは、同一の変調方式、または異なる変調方式を使用することができる。しかし、一つの変調器を使用して各変調シンボルを順次的に変調することも可能である。
【００９１】
前記図７を参照すると、チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器１０８からの変調シンボル中、情報変調シンボルは第１復調器１１０−２に提供され所定復調方式により復調され、情報ビット列が出力される。前記チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器１０８からの変調シンボル中、剰余変調シンボルは第２復調器１１０−４に提供され所定復調方式により復調され、剰余ビット列が出力される。従って、前記第１復調器１１０−２と前記第２復調器１１０−４により復調された情報ビット列と剰余ビット列は分離されデインタリーバ１１４に提供される。前記第１復調器１１０−２と前記第２復調器１１０−４は、前記送信器での変調に対応した復調を遂行するための復調方式を制御部１１２から提供される。この時、前記制御部１１２は前記復調器１１０−２、１１０−４別に相異なる変調方式、または同一の変調方式を割り当てることができる。
【００９２】
図８は前記図６で示しているデインタリーバ１１４の詳細構成の一例を示した図である。前記デインタリーバ１１４は復調器１１０から出力される複数の符号化ビット列に対してそれぞれ別の内部デインタリーバ１１４−２、１１４−４を使用してデインタリービングを遂行する。即ち、情報ビット列に対するデインタリービングを第１デインタリーバ１１４−２が遂行するようにし、剰余ビット列に対するデインタリービングを第２デインタリーバ１１４−４が遂行するようにする。この時、前記デインタリーバ１１４−２、１１４−４により遂行されるデインタリービングは、送信器と受信器間に予め約束されたインタリービング規則により遂行される。
【００９３】
２．第２実施形態
本発明の第２実施形態では基地局がアンテナアレイを構成する送信アンテナそれぞれの伝送状態を決定し、前記決定した伝送状態情報を移動局に伝達する装置及び方法に対して説明する。前記基地局から移動局に伝達された伝送状態情報は、基地局と移動局が同一の制御を受けるようにするためのものである。この時、前記伝送状態は上述した第１実施形態と同一の方法に決定される。
【００９４】
図１１は本発明の第２実施形態による移動通信システムの送信器の構成を示している図である。前記図１１で示しているように、本発明の第２実施形態による送信器の構成は、第１実施形態による送信器の構成に伝送アンテナ別伝送状態情報伝送装置２５８を追加に設けている。前記伝送アンテナ別伝送状態情報伝送装置２５８は制御器２４６から受信された各伝送アンテナに関する伝送状態情報を送信アンテナ２５０、２５２、２５４、２５６を通じて移動局に伝送する。
【００９５】
図１２は前記図１１で示している送信器に対応する受信器の構成を示している図である。前記図１２に示しているように、本発明の第２実施形態による受信器の構成は第１実施形態による送信器の構成に伝送アンテナ別伝送状態情報受信装置２７０を追加に設けている。前記伝送アンテナ別伝送状態情報受信装置２７０は伝送アンテナ別データ分類器２７２から受信された各伝送アンテナに関する伝送状態情報を制御器２７６に提供する。前記制御器２７６は前記伝送アンテナ別伝送状態情報受信装置２７０から受信した伝送状態情報を利用して前記伝送アンテナ別データ分類器２７２を制御して復調器２７４に入力される二つの変調シンボルグループを生成するようにする。
【００９６】
３．第３実施形態
本発明の第３実施形態では移動局それぞれがアンテナアレイを構成する受信アンテナに受信されるダウンリンクチャネルの伝送状態を決定し、前記決定した伝送状態情報を基地局に伝達する装置及び方法に対して説明する。前記移動局から基地局に伝達された伝送状態情報は、基地局と移動局が同一の制御を受けるようにするためのものである。
【００９７】
図１３は本発明の第３実施形態による移動通信システムの送信器の構成を示している図である。前記図１３を参照すると、チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器３０８は、アンテナアレイを構成する送信アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８それぞれの伝送状態に関する帰還情報(Ｈ)を移動局から受信する。そして、前記受信した伝送状態情報(Ｈ)を帰還情報受信装置３１０に提供する。前記帰還情報受信装置３１０は前記伝送アンテナ割り当て器３０８からの伝送状態情報を制御器３０６に提供することにより、伝送しようとするデータの重要度に対応して送信アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８が割り当てられるようにする制御が遂行されるようにする。即ち、前記制御器３０６は前記伝送状態情報により前記伝送アンテナ割り当て器３０８を制御することにより、送信アンテナ別に最適の重要度を有するデータグループが割り当てられるようにする。
【００９８】
図１４は前記図１３で示している送信器に対応する受信器の構成を示している図である。前記図１４を参照すると、チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器３３２は、受信アンテナアレイを構成する受信アンテナ３２０、３２２、３２４、３２６それぞれに対応して割り当てられた順方向チャネルの伝送状態を予測する。そして、前記予測した伝送状態による伝送状態情報(Ｈ)を帰還情報生成器３２８に提供する。前記帰還情報生成器３２８は前記伝送状態情報(Ｈ)に基づいて帰還情報を生成する。チャネル情報帰還装置３３０は前記生成した帰還情報を基地局に伝送するのに適したフォーマットに変更した後、基地局に伝送する。
【００９９】
上述した図１３と図１４を参照して本発明の第３実施形態による動作を説明すると、移動局２０、２２、…、または２４で受信アンテナアレイを構成する受信アンテナ３２０、３２２、３２４、３２６を通じて受信された信号は、チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器３３２に伝達される。前記チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器３３２は前記伝達された受信信号を利用してチャネル情報(Ｈ)を測定する。前記測定されたチャネル情報(Ｈ)は帰還情報生成器３２８に入力される。前記帰還情報生成器３２８は前記チャネル情報(Ｈ)を利用して送信器で伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８別に割り当て可能な送信電力を計算することができる。また、前記帰還情報生成器３２８はこれを利用して送信器でアンテナアレイを構成する送信アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８それぞれにデータを割り当てるのに使用した制御情報を生成する。前記制御情報は前記帰還情報生成器３２８により帰還情報に変換されチャネル情報帰還装置３３０に入力される。前記チャネル情報帰還装置３３０は前記帰還情報を前記送信器に伝達するのに適当なフォーマットに変更した後、前記送信器に伝送する。
【０１００】
一方、前記基地局１０の送信器は伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８を利用して移動局２０、２２、…、または２４から伝送された信号を受信する。前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器３０８は前記入力信号を利用してアンテナの伝送状態を予測する。帰還情報受信装置３１０は前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器３６８から受信された入力信号と伝送状態情報を利用して各アンテナの伝送状態を示す帰還情報を抽出する。前記帰還情報受信装置３１０は前記抽出した帰還情報を制御器３０６に伝達する。前記制御器３０６は前記帰還情報を利用して前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器３０８の動作を制御することにより、重要度により分割された伝送データグループを伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８別に割り当てる。
【０１０１】
次に、本発明の第３実施形態による移動局でダウンリンクチャネルの特性を測定する過程を説明する。
【０１０２】
先ず、移動局２０、２２、…、または２４は下記＜数１＞によりダウンリンクチャネル情報を得ることができる。
【０１０３】
【数１】
0003888945.tif 000003
【０１０４】
前記＜数１＞のダウンリンクチャネル特性を示すＨＤＬはチャネル予測及びアンテナ別データ分類器３３２で測定され、前記測定されたチャネル情報は帰還情報生成器３２８に入力される。前記帰還情報生成器３２８では送信器の伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８の伝送状態を示す帰還情報を生成する。この場合、アンテナアレイを含むシステムの送／受信端をモデリングすると、下記＜数２＞のようである。
【０１０５】
【数２】
0003888945.tif 000004
【０１０６】
ここで、＊は畳み込みを遂行し、Ｙ(ｔ)、Ｘ(ｔ)、Ｎ(ｔ)はＡＷＧＮ(Additive White Gaussian Noise)を示す。前記＜数２＞でＹ(ｔ)＝(ｙ１(ｔ)ｙ２(ｔ) …ｙｍＲ(ｔ))'であり、Ｘ(ｔ)＝(ｘ１(ｔ)ｘ２(ｔ) …ｘｍＲ(ｔ))'である。
【０１０７】
一方、前記帰還情報生成器３２８は帰還情報を生成するために、ウォータポーアリング(Water pouring)を利用して前記伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８の伝送電力を計算する。これは送／受信器がすべてチャネルの状態を知っていることを意味し、これを利用して送信器はチャネルの容量を増加させることができる。このような動作により、多重入力多重出力(ＭＩＮＯ：Multi Input Multi Output)システムは線形的な変換を通じて等価的な多数個の単一入力単一出力(ＳＩＳＯ：Single Input Single Output)システムに変換される。送／受信アンテナアレイを含む本発明はウォータポーアリングを使用して多重入力多重出力システムを複数の単一入力単一出力システムに変換し、それぞれの単一伝送アンテナの伝送電力を計算する。そして、各伝送アンテナの伝送状態を決定する。これを通じて計算された伝送状態は、前記伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８それぞれが送るデータグループを決定するのに使用される。
【０１０８】
このため、多重入力多重出力システムを複数の単一入力単一出力のシステムに変換する動作(ＳＶＤ：Singular Value Decomposition)は、下記＜数３＞のように遂行する。
【０１０９】
【数３】
0003888945.tif 000005
【０１１０】
ここで、ＵとＶは単一マトリックスであり、Ｄは対角成分を除いたすべて０である行列である。単一マトリックスは逆行列が常に存在するので、送／受信端にそれぞれＶとＵＨをかけると、多重入力多重出力チャネルは伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８の数と受信アンテナ３２０、３２２、３２４、３２６の数中、小さい数に該当する単一入力単一出力チャネルに分離される。送／受信端の関係式は下記＜数４＞のように表現される。
【０１１１】
【数４】
0003888945.tif 000006
【０１１２】
ここで、Ｄの対角成分はＨＨＨの固有値の自乗根である。雑音成分が入れている項はＡＷＧＮのような分布を有する。前記過程を経るようになると、複数の単一入力単一出力のシステムになり、多重アンテナシステムのチャネル容量はそれぞれの単一入力単一出力アンテナシステムの容量の総合になり、これは下記＜数５＞により計算されることができる。
【０１１３】
【数５】
0003888945.tif 000007
【０１１４】
ここで、λ１, λ２, …, λｎ,ｍはＨＨＨの固有値であり、ρｋは各伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８で使用することができる伝送電力の大きさである。ｎ、ｍはそれぞれ伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８の数と受信アンテナ３２０、３２２、３２４、３２６の数を示し、二つの中で小さい数に該当されるだけの固有値が発生し、前記固有値だけの伝送電力値を求めることができる。与えられたチャネルでアンテナアレイシステムのチャネル容量を最大化する伝送電力割り当てはウォータポーアリングを利用し、チャネル容量を最大にするウォータポーアリング電力割り当ては下記＜数６＞のようである。
【０１１５】
【数６】
0003888945.tif 000008
【０１１６】
前記＜数６＞はλｋ＞λｏの条件を満足する場合であり、そうでないと、０に割り当てられる。ここで、λｏは総平均電力制限に求められる値である。ウォータポーアリングはよいチャネルに、より多い伝送電力を割り当ててチャネルの容量を増加させる。前記＜数６＞により伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８それぞれの伝送電力が計算されると、帰還情報生成器３２８は各伝送アンテナ３１２、３１４、３１６、３１８別に割り当てられた電力比に関する情報をチャネル情報帰還装置３３０に出力する。前記チャネル情報帰還装置３３０は前記帰還情報生成器３２８から受信した情報を基地局１０に送るために予め定められた帰還情報フォーマットに変換する。前記チャネル情報帰還装置３３０で生成された帰還情報は、移動局２０、２２、…、及び２４の伝送アンテナアレイ３２０、３２２、３２４、３２６を通じて基地局１０に伝送する。
【０１１７】
４．第４実施形態
本発明の第４実施形態では基地局と移動局それぞれがアンテナアレイを構成するアンテナの伝送状態を決定してデータを受信し、基地局が決定した伝送状態情報を移動局に伝達するか、移動局が決定した伝送状態情報を基地局に伝達するのがすべて可能な装置及び方法に対して説明する。即ち、本発明の第４実施形態は上述した第２実施形態と第３実施形態で提案することを結合したものである。
【０１１８】
図１５は本発明の第４実施形態による移動通信システムの送信器の構成を示している図である。前記図１５に示しているように、本発明の第４実施形態による送信器の構成は、第２実施形態で追加された伝送アンテナ別伝送状態情報伝送装置３７２と第３実施形態で追加された帰還情報受信装置３７０をすべて含めている。従って、前記本発明の第４実施形態で提案している送信器の構造では基地局が伝送状態情報を移動局に伝達するか、移動局から伝送状態情報を受信することがすべて可能である。
【０１１９】
前記図１５を参照すると、基地局１０は伝送データをその重要度に応じて伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０の数に合うように多数個のデータグループに分割して各伝送アンテナに割り当てる。一方、前記基地局１０は前記伝送アンテナアレイを構成する各伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０の情報状態を示す帰還情報を移動局２０、２２、…、及び２４から受信する。前記移動局２０、２２、…、及び２４から受信した信号はチャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器３６８に入力される。前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器３６８から受信されるチャネル情報と入力信号を利用して帰還情報受信装置３７０は前記移動局２０、２２、…、または２４で伝送した帰還情報を抽出する。前記抽出した帰還情報は制御器３６６に入力され、前記制御器３６６は前記帰還情報を利用して前記チャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器３６８の動作を制御して、伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０別に伝送データグループを割り当てる。また基地局１０は伝送データを伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０別に割り当てる時、使用した制御情報を伝送アンテナ別伝送状態情報伝送装置３７２に入力した後、前記移動局２０、２２…及び２４に伝送する。
【０１２０】
図１６は前記図１５で示している送信器に対応する受信器の構成を示している図である。前記図１６に示しているように、本発明の第４実施形態による受信器の構成は、第２実施形態で追加された伝送アンテナ別伝送状態情報受信装置３９４と第３実施形態で追加された帰還情報生成器３９０及びチャネル情報帰還装置３９２をすべて含めている。従って、前記本発明の第４実施形態で提案している受信器の構造では基地局からの伝送状態情報を受信するか、基地局に伝送状態情報を伝達されるのがすべて可能である。
【０１２１】
前記図１６を参照すると、移動局２０、２２、…、または２４は受信アンテナアレイを構成する受信アンテナ３８０、３８２、３８４、３８６を通じて信号を受信し、チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器３８８は基地局１０で決定したチャネル状態を予測し、前記予測されたチャネル情報を帰還情報生成器３９０の入力に出力する。前記帰還情報生成器３９０は前記チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器３８８から受信された前記チャネル推定情報を利用して各伝送アンテナの伝送状態を示す帰還情報を生成する。前記帰還情報は第３実施形態と同一に生成される。前記帰還情報はチャネル情報帰還装置３９２に入力される。前記チャネル情報帰還装置３９２は前記帰還情報を所定伝送フォーマットに構成して前記基地局１０に送信する。
【０１２２】
また、伝送アンテナ別伝送状態情報受信装置３９４は前記チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器３８８から受信された入力信号とチャネル情報から、現在の帰還情報以前に生成され帰還された後、基地局１０で伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０別伝送状態を決定するのに使用された制御情報を抽出する。前記伝送アンテナ別伝送状態情報受信装置３９４は前記抽出した制御情報を前記制御器３９８の入力に出力する。前記制御器３９８は前記基地局１０で使用した制御情報と移動局２０、２２、…、または２４で帰還した情報を比較して伝送アンテナ別データを分類する。そして前記チャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器３８８は、前記制御器３９８の制御により復調器３０６の入力フォーマットに合うように受信データを多重化して出力する。
【０１２３】
以下、上述した図１５と図１６を参照して本発明の四番目の実施形態による動作を説明すると、移動局２０、２２、…、または２４は基地局１０と形成されるチャネルの伝送状態情報をチャネル予測及び伝送アンテナ別データ分類器３８８で測定する。一方、前記移動局２０、２２、…、または２４は帰還情報生成器３９０を通じて前記測定した伝送状態情報から制御情報を生成する。前記生成した制御情報はチャネル情報帰還装置３９２を使用して前記基地局１０に形成されるチャネルを通じて帰還させる。
【０１２４】
前記基地局１０は前記移動局２０、２２、…、または２４から帰還された制御情報を帰還情報受信装置３７０を利用して抽出する。前記抽出した制御情報を利用して制御器３６６は伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０の伝送状態の順序を決定する。前記のように定められた伝送状態の順序は、重要度に応じて分離された伝送データグループを前記伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０に割り当てる基準に使用される。前記基地局１０は伝送データを伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０に割り当てるために使用した情報を、伝送アンテナ別伝送状態情報伝送装置３７２を通じて前記移動局２０、２２…または２４に送信する。前記移動局２０、２２、…、または２４は前記基地局１０から受信した情報を、受信データを前記伝送アンテナ３７４、３７６、３７８、３８０別に割り当てたデータグループに区分するために使用する。
【０１２５】
【発明の効果】
上述したように、本発明はアンテナアレイを含む移動通信システムで重要度が高いデータを伝送状態がよい伝送アンテナに割り当てることにより、エラーコントロールコーディングと変／復調技術、そしてデータ伝送で優秀な伝送効率を得ることができる。即ち、既存の移動通信システムよりビットエラー率(ＢＥＲ)を低減しながら、システム全体にかけて性能の改善効果をもたらす。また本発明は有／無線通信などすべての送／受信装置に応用可能であるだけではなく、現在進行されている３世代移動通信(ＩＭＴ−２０００)に活用されると、全体システムの性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  送／受信アンテナアレイを含む通常的な移動通信システムの概略的なブロック構成を示した図である。
【図２】  アンテナアレイを含む従来の移動通信システムでの送信器構造を示した図である。
【図３】  本発明の第１実施形態による移動通信システムで送信器の構造を示した図である。
【図４】  図３で示したインタリーバの詳細構成を示した図である。
【図５】  図３で示した変調器の詳細構成を示した図である。
【図６】  図３での送信器に対応される受信器の構造を示した図である。
【図７】  図６で示した復調器の詳細構成を示した図である。
【図８】  図６で示したデインタリーバの詳細構成を示した図である。
【図９】  図３で示したチャネル予測及び伝送アンテナ割り当て器の詳細構成を示している図である。
【図１０】  図９でのデータ割り当て器の詳細構成を示した図である。
【図１１】  本発明の第２実施形態による移動通信システムでの送信器構造を示した図である。
【図１２】  図１１で示している送信器に対応される受信器の構造を示した図である。
【図１３】  本発明の第３実施形態による移動通信システムの送信器構造を示した図である。
【図１４】  図１３で示している送信器に対応される受信器の構造を示した図である。
【図１５】  本発明の第４実施形態による移動通信システムの送信器構造を示した図である。
【図１６】  図１５で示している送信器に対応される受信器の構造を示した図である。
【符号の説明】
８０    チャネル符号器
８２    インターリーバ
８４    変調器
８６    制御器
８８    伝送アンテナ割り当て器
９０〜９６    送信アンテナ
１００〜１０６    受信アンテナ
１１０    復調器
１１２    制御部
１１４    インタリーバ
１１６    チャネル複合器
１２０    データ分類器
１２２    データ割り当て器
１４２・１４４・１４６・１４８    スイッチ
【図１】
0003888945.tif 000009
【図２】
0003888945.tif 000010
【図３】
0003888945.tif 000011
【図４】
0003888945.tif 000012
【図５】
0003888945.tif 000013
【図６】
0003888945.tif 000014
【図７】
0003888945.tif 000015
【図８】
0003888945.tif 000016
【図９】
0003888945.tif 000017
【図１０】
0003888945.tif 000018
【図１１】
0003888945.tif 000019
【図１２】
0003888945.tif 000020
【図１３】
0003888945.tif 000021
【図１４】
0003888945.tif 000022
【図１５】
0003888945.tif 000023
【図１６】
0003888945.tif 000024