1. STC (Space Time Coding)
ㅇ 다중 송신 안테나에 의해, `송신 다이버시티` 잇점을 얻도록, (즉, 신뢰성 제고)
- 입력 비트들을, 시간영역 및 공간영역 모두에 관여시켜,
- 변조 심볼 마다, 안테나 마다, 다르게 매핑(코딩)시키는,
- 다중 안테나 (MIMO) 전송 기술을 총칭
* 송신 다이버시티 : 시간 영역,공간 영역에 입력 비트를 분산시켜 페이딩 채널에서 신뢰성 향상
2. STC 구분
ㅇ STBC (Space Time Block Coding)
- 블록 부호의 확장 형태
- Diversity Gain 만 최대화시키고, Coding Gain은 신경 안씀
- 구현 복잡도가 낮아 실용 시스템에 널리 사용
- 대역폭 효율 높음
- 例) Alamouti Coding
ㅇ STTC (Space Time Trellis Coding)
- 길쌈 부호의 확장 형태
- Diversity Gain, Coding Gain 모두 최대화시키려고 함
. 1998년 Tarokh, Seshadri, Calderbank에 의해 제안(소개됨)
. 페이딩 채널 하의 다중안테나 시스템을 위한 다이버시티 및 부호화 방식
- 복잡도가 높음
- 대역폭 효율 중간
3. STBC 대표적인 (최초) 구현 例 : Alamouti Coding
ㅇ 배경 : 수신 다이버시티의 한계
- Alamouti 이전에는, 페이딩 대책으로 수신 안테나 다이버시티만 사용
. 즉, 수신 측에서만 다수의 안테나를 배치해 신호를 결합하는 방식
- 수신 다이버시티는, 단말기(UE) 측에 다수 안테나를 달아야 해서 소형화에 불리
. 따라서, 기지국(BS) 측 송신 다이버시티 기술이 필요했음
ㅇ Alamouti 부호화 : 대표적인 시간 공간 블록 부호 (STBC, Space Time Block Code)
- 1998년에 (S.M.Alamouti)가 최초로 제안
. 당시, 2개 송신 안테나들로써, 최대 `송신 안테나 다이버시티`를 얻고자 함
.. 따라서, 2개 송신 안테나들에서 동일 데이터들을 동시에 전송
- 즉, 2개 송신 안테나를 이용하여,
. 송신측에서, `복소수 직교 코드` 설계를 통해, 송신하고,
. 수신측에서, 이들의 직교성을 이용하여 분리,처리함으로써,
. 최대 `송신 안테나 다이버시티`를 얻어내는,
. `공간 시간 코딩` 기술
- 2개의 심볼 s0, s1을,
. 2개의 송신 안테나(Tx1 및 Tx2)와 2개의 시간 슬롯(t 및 t+T)에 걸쳐,
. 복소수 직교 행렬로 인코딩
.. Tx 안테나 1 : (시간 t : s0), (시간 t+T : −s1*)
.. Tx 안테나 2 : (시간 t : s1), (시간 t+T : s0*)
. (켤레 복소수 : 열 벡터 간 직교성이 보장되어, 수신측에서 s0, s1을 완전히 분리 가능)
ㅇ Alamouti 수신 및 복호 : ML 검출과 동등한 간단한 선형 복호
- 채널 계수 h0 (Tx1 → Rx), h1 (Tx2 → Rx)를 알면,
- 수신 신호 r0, r1로부터, 두 심볼을 간단한 선형 결합으로 복호 가능
. {#\hat{s}_0 = h_0^* r_0 + h_1 r_1^*#}
. {#\hat{s}_1 = h_1^* r_0 - h_0 r_1^*#}
.. 두 식이 독립적으로 처리되어, 공동 ML 검출과 동일한 다이버시티 성능을 달성하면서도,
.. 복잡도는 선형 수준에 불과함
ㅇ Alamouti 특징 : (다른 경쟁 기술들 대비 장점)
- 피드백 부담 없음
. CSIR,CSIT 둘 다 필요치 않고,
. 단지 CSIR (수신쪽에서 필요한 채널 정보) 만 필요 ☞ 채널상태정보 (CSI) 참조
- 대역폭 확장 불필요
. 타 경쟁 기술 대비 대역 효율 유지
. 스펙트럼 자원 낭비 없이 다이버시티 이득 획득
- 낮은 계산 복잡도
. 선형 복호로 구현 가능 (디코딩 방식이 무척 단순함)
. STTC 대비 연산량이 현저히 낮아 실시간 처리 용이
- 최대 다이버시티 차수
. 2 Tx × Nr Rx 시스템에서 다이버시티 차수 2Nr 달성
. 수신 안테나 다이버시티와 결합 가능
ㅇ 사용 例) 802.11n, LTE-Advanced 등