시공간 블록 코딩 기반 전송 다양성

시공간 블록 코딩 기반 전송 다양성(STTD)은 UMTS 3세대 셀룰러 시스템에서 사용되는 전송 다양성의 방법입니다. STTD는 UMTS 무선 인터페이스에서 선택적이지만 사용자 장비(UE)에 필수적입니다. STTD는 신호의 다중 전송 버전에서 중복성을 이용하기 위해 시공간 블록 코드(STBC)를 사용합니다.

STTD는 또한 위상 교환 전송 다양성(PSTD), 시간 교환 다양성(TSTD), 직교 전송 다양성(OTD) 및 공간 시간 확산(STS)을 포함하는 수많은 개방 루프 전송 다양성 체계 중 하나입니다 [1].이러한 모든 체계의 목적은 다중 경로 전파 환경에서 무선 링크의 양쪽 끝에서 단일 안테나만 사용할 때 관찰되는 레일리 페이딩 및 드롭아웃 효과를 평활화하는 것입니다.다양성은 시간이 지남에 따라 각 사용자의 링크 신뢰성을 향상시키며, 특히 셀 가장자리 근처(소프트 핸드오프가 없는 경우), 특정 순간에 사용자 앙상블의 평균 성능을 향상시킵니다.모바일(즉, 사용자 장비)의 느린 채널 상태 피드백에 의존하지 않는다는 것은 개방 루프 STTD가 높은 UE 속도와 관련된 도플러 이동에 거의 영향을 받지 않는다는 것을 의미하며 이 시나리오에서 선호되는 방법입니다.그러나 개방 루프 전송 다양성 체계는 채널이 가시선이고 거의 이상적일 수 있는 기지국 근처의 사용자의 성능을 저하시켜서는 안 됩니다.STTD는 직교 코딩 시스템이므로 이 또한 보장됩니다.

STTD는 QAM의 단일 기호, CDMA 코드 워드 또는 OFDM의 부반송파 기호에 적용될 수 있으며, 전송 방식은 특히 아래 설명된 3G 셀룰러 무선 [2]에서 표준화되었습니다.송신기 코더는 일반적으로 하나의 안테나에서 직접 전송되는 연속적인 데이터 기호 쌍 {S1, S2}을 가져갑니다.두 개의 송신 안테나에 대해 기호 {S1, S2}은(는) 안테나 #1에서 변경되지 않고 전송되는 동시에 안테나 #2에서 시퀀스 {-S2*, S1*}이(가) 전송됩니다.수신기에서는 디코딩을 위해 몇 가지 선형 대수가 필요합니다.TX 요소와 단일 RX 요소 사이의 복잡한 채널 $h_{1},h_{2}$ $h_{1},h_{2}$ 1 $h_{1},h_{2}$ $h_{1},h_{2}$ 2({ $displaystyle h_{1}, h_{2}}$ 가 $h_{1},h_{2}$ 수신기에서 이미 알려져 있다고 가정합니다.두 개의 시간 슬롯에서 수신된 신호는

$}{displaystyle$ $\{n_{1},\;n_{2}\}$ $1}^{*}\}$ 일부 $\{h_{1}S_{1}-h_{2}S_{2}^{*},\;\;h_{1}S_{2}+h_{2}S_{1}^{*}\}$ 노이즈가 추가된 S_{n1, $}{{displaystyle \{n_{1},\;n_{2}\}.$ 수신기 내에서 두 번째 수신 기호를 활용하여 행렬 방정식을 쓸 수 있습니다.
${\stylebegin{bmatrix}x_{1}\x_{2}^{*}\end{bmatrix}={bmatrix}h_{1}&h_{2}&h_{1}^{*}\end{bmatrix}{\bmatrix}{\bgin{\n}\matrix{\}{bmatrix}\n\matrix}{n\matrix}{{\matrix}를 표시합니다.$

그리고 최소 제곱 솔루션은 행렬 반전을 통해 S1과 S2를 해결하는 것입니다.

$표시({style{bmatrix}{\hat{S}}_{1}\{\hat{S}}_{2}\end{bmatrix}}={bmatrix}h_{1}&h_{2}\h_{1}^{*}&h_{1}\end{bmatrix}{\x}{\x}\matrix\x}{\x}}{\x}{\matrix\mat{{{\}}}}를 초과합니다 {h_{1}h_{1}^{*}+h_{2}h_{2}^{*}}{\bmatrix}h_{1}^{*}&h_{2}\-h_{2}^{*}&h_{1}\end{bmatrix}{\bmatrix}}{\bmatrix}}$

이것을 제로 강제 솔루션이라고 합니다.두 시간 샘플에서 수신된 신호의 선형 조합에 가중치를 부여하는 프로세스를 통해 기호 간 간섭을 0으로 유도하고 오류와 노이즈가 없는 상태에서 완벽하게 작동합니다.

예를 들어 TS125.211과 같은 불가해한 3G 사양에서, 코딩, 인터리빙 등 후 연속적으로 전송된 QPSK 기호 쌍은 4비트의 논리 이진 문자열로 정의됩니다: $\{b_{0},\;b_{1},\;b_{2},\;b_{3}\}$ { $\{b_{0},\;b_{1},\;b_{2},\;b_{3}\}$ $\{b_{0},\;b_{1},\;b_{2},\;b_{3}\}$ $\{b_{0},\;b_{1},\;b_{2},\;b_{3}\}$ $}{\displaystyle$ \{ $b_{0},\; b_{1},\; b_{2},$ b_ ${3$ 위상 및 직교 성분과 $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ { $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ ( $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ 0 - $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ ) + $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ ( $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ 1 - $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ $=$ ( $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ 2 - $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ ) + $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ ( $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ 3 - $\{S_{1}=(2b_{0}-1)+i(2b_{1}-1),\;S_{2}=(2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1)\}$ ) $}{displaystyle$ \{ $S_{1$ }=( $2b_{0}-1)$ + $i(2b_{1}-1),\;$ $S_{2$ }=( $2b_{2}-1)+i(2b_{3}-1$

$\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ 서 $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ - $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ ( $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ 0 $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ - $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ ) + $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ ( $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ 1 - $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ ), $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ $=$ ( $2$ b $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ - $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ ) + $i$ ( $2$ $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ 3 $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ - $\;-S_{1}^{*}=(2{\overline {b_{0}}}-1)+i(2b_{1}-1),\;\;S_{2}^{*}=(2b_{2}-1)+i(2{\overline {b_{3}}}-1)\}$ ) $}{{\overline$ { $b_{0$ }}}^{*}=( $2 b_{1})$ + i(2 b_{2 }- $1$ b 위) \; $S2$ }{b}{ $b_{b}{$ b}{b}{b}{2 }(1 }(1 $over$ {b}(b)\b}{b}(b}( $b$

CDMA의 경우 연속 칩이 아닌 전체 코드 워드에 STTD를 적용합니다.LTE(Long Term Evolution)와 같은 OFDM 애플리케이션에서는 위와 같이 2개의 전송 요소 STTD가 선택적으로 적용되고 4개의 요소 옵션도 있습니다.

참고 항목

레퍼런스

R. 토마스 데리베리 외.Nokia Research Center, "3G CDMA 시스템의 다양성 전송" http://users.ece.utexas.edu/ ~jandrews/ee381k/EE381KTA/td_cdma.pdf

Texas Instruments: "TDD용 개방 루프 다운링크 전송 다양성: TDD용 STTD", 1999년, http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/wg1_rl1/TSGR1_05/Docs/Pdf/r1-99572.pdf

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