KR101040606B1

KR101040606B1 - Apparatus and method for demodulating spatial modulation signal

Info

Publication number: KR101040606B1
Application number: KR1020090133680A
Authority: KR
Inventors: 서종수; 황순업
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-06-10

Abstract

PURPOSE: A restoring device of a space modulated signal and method thereof are provided to exactly detect an antenna index and a data signal. CONSTITUTION: A BER(Bit Error Rate)-based demultiplexer(220) presumes a BER about BER and data symbol about an antenna index from a received signal. An antenna index recovering unit(230) restores an antenna index from the received signal. A data symbol restoring unit(240) restores a data symbol from the received signal.

Description

Apparatus and method for demodulating spatial modulation signal

본 발명은 공간 변조 방법과 장치, 공간 변조된 신호의 복조 방법과 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 안테나를 사용하는 OFDM 시스템을 위한 개선된 공간 변조 방법과, 공간 변조된 신호의 복조 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spatial modulation method and apparatus, a method and apparatus for demodulating a spatially modulated signal, and more particularly, to an improved spatial modulation method for an OFDM system using multiple antennas, a method for demodulating a spatially modulated signal, and Relates to a device.

다중 입출력 시스템은 SISO 무선 시스템에 비하여 용량측면에서 효율성과 품질이 우수하다. 다중 입출력 시스템은 송신 및 수신 안테나의 공간적 배치에 따라 수신 품질이 크게 좌우되고, 채널간 간섭과 다중 경로에 따른 신호 왜곡의 문제가 발생하였다.Multiple input / output systems are more efficient and quality in terms of capacity than SISO wireless systems. In the multi-input / output system, reception quality is greatly influenced by spatial arrangement of transmit and receive antennas, and problems of signal distortion due to inter-channel interference and multiple paths occur.

신호 왜곡을 개선하기 위한 종래의 알고리즘으로는 BLAST(Bell Labs Layered Space-Time Architecture)가 있다. 가장 대표적인 BLAST으로는 V-BLAST이 있는데, 이 경우 스팩트럼 효율이 높아질수록 왜곡이 심해지는 문제가 있었다. A conventional algorithm for improving signal distortion is BLAST (Bell Labs Layered Space-Time Architecture). The most representative BLAST is V-BLAST, in which case there is a problem that the distortion becomes worse as the spectrum efficiency increases.

도 1은 종래의 공간 변조 시스템을 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 공간 변조 시스템(1)은 송신측 구성으로서 공간 변조부(10), OFDM 변조부(22), 송신 안테나(24)를 포함하며, 수신측 구성으로서 수신 안테나(32), OFDM복원부(34), MMRC(40) 및 공간 복원부(50)를 포함한다. 공간 변조부(10)는

바이너리 행렬 형태의 Q(k)를 입력 받는다. 여기에서,

은 서브 채널별 심볼당 전체 비트수이고, n은 OFDM 서브 채널의 전체 개수이다. 공간 변조부(10)는 공간 변조 맵핑 테이블을 이용하여 입력된 행렬을 다른 행렬 X(k)에 맵핑시킨다. 여기에서 X(k)는 Nt×n 이고, Nt는 전송 안테나의 개수이다. 공간 변조 맵핑 테이블은 Q(k)에 있는 각각의 컬럼들을 바이너리 위상 편이 키잉(BPSK) 성상 지점과 네 개의 안테나 셋으로부터 단일의 전송 안테나 번호에 매핑시킨다. OFDM변조부(22)는 매핑된 신호에 대한 OFDM 변조를 수행한다.1 is a block diagram showing a conventional spatial modulation system. The spatial modulation system 1 shown in FIG. 1 includes a spatial modulator 10, an OFDM modulator 22, and a transmit antenna 24 as a transmitting side configuration, and includes a receiving antenna 32 and OFDM as a receiving side configuration. Restoration unit 34, MMRC 40 and space restoration unit 50 is included. The spatial modulator 10

Input Q (k) in binary matrix form. From here,

Is the total number of bits per symbol per subchannel, and n is the total number of OFDM subchannels. The spatial modulator 10 maps the input matrix to another matrix X (k) using the spatial modulation mapping table. Where X (k) is Nt × n and Nt is the number of transmit antennas. The spatial modulation mapping table maps each column in Q (k) from a binary phase shift keying (BPSK) constellation point and four antenna sets to a single transmit antenna number. The OFDM modulator 22 performs OFDM modulation on the mapped signal.

도 1과 같은 공간 변조 시스템은 안테나 인덱스 신호에 따라 한 부반송파 입장에서 다수의 송신안테나 중 하나의 송신 안테나를 선택하여 데이터 신호를 전송하는 시스템이다. 수신기에서 선택된 안테나에 대한 정보가 완벽하게 검출될 경우, SIMO 시스템에서 신호를 보내는 상황과 동일하게 되므로, 수신안테나 수의 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 또한, 채널이 공간 상관도를 겪더라도 송수신 과정은 SIMO 시스템과 유사하기 때문에, 송신기에서 발생하는 상관도 문제를 피할 수 있다. 그러나, 이상적으로 고려되는 채널 환경과 달리, 실제로는 채널 행렬의 직교성이 보장되지 않는다. 채널 행렬의 직교성이 보장되지 않으면, 안테나 인덱스 정보에 대한 검출성능이 현저히 떨어지고, 데이터 신호의 검출이 부정확해지는 문제가 있다. A spatial modulation system as shown in FIG. 1 is a system for transmitting a data signal by selecting one transmit antenna among a plurality of transmit antennas from one subcarrier position according to an antenna index signal. When the information on the antenna selected at the receiver is completely detected, the same situation as the signal is sent from the SIMO system, and thus the diversity gain of the number of reception antennas can be obtained. In addition, even if the channel experiences spatial correlation, the transmission and reception process is similar to that of the SIMO system, thereby avoiding the correlation problem occurring at the transmitter. However, unlike the channel environment ideally considered, the orthogonality of the channel matrix is not really guaranteed. If the orthogonality of the channel matrix is not guaranteed, the detection performance for the antenna index information is remarkably degraded, and the detection of the data signal is inaccurate.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 안테나 인덱스와 데이터 심볼을 별도로 부호화하고, 안테나 인덱스와 데이터 신호를 보다 정확하게 검출할 수 있는 공간 변조된 신호의 복원 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for restoring a spatially modulated signal that can separately encode an antenna index and a data symbol and can more accurately detect the antenna index and the data signal.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 공간 변조된 신호의 복원 장치는, 안테나 인덱스와 데이터 심볼을 별도로 부호화하고 안테나 인덱스에 의해 선택되는 특정 안테나를 통하여 데이터 심볼을 전송하는 송신 시스템으로부터 수신되는 신호를 복원하는 장치로서, 수신 신호로부터 안테나 인덱스에 대한 BER과 데이터 심볼에 대한 BER을 추정하는 BER 기반 디먹스; 상기 수신 신호로부터 안테나 인덱스를 복원하는 안테나 인덱스 복원부; 및 상기 수신 신호로부터 데이터 심볼을 복원하는 데이터 심볼 복원부를 포함하고, 상기 안테나 인덱스 복원부 및 상기 데이터 심볼 복원부는 상기 BER 기반 디먹스의 BER 추정 결과에 따라서 순차적으로 복원을 수행하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, an apparatus for restoring a spatially modulated signal according to the present invention, which is separately received from a transmission system for separately encoding the antenna index and the data symbol and transmitting the data symbol through a specific antenna selected by the antenna index An apparatus for recovering a signal, comprising: a BER based demux for estimating a BER for an antenna index and a BER for a data symbol from a received signal; An antenna index recovery unit for restoring an antenna index from the received signal; And a data symbol reconstruction unit for reconstructing data symbols from the received signal, wherein the antenna index reconstruction unit and the data symbol reconstruction unit sequentially perform reconstruction according to a BER estimation result of the BER based demux.

여기서, 상기 BER 기반 디먹스는 상기 BER 추정 결과, 안테나 인덱스에 대한 BER이 데이터 심볼에 대한 BER보다 낮은 경우에는 안테나 인덱스 복원부가 우선적으로 복원을 수행하도록 하고, 데이터 심볼에 대한 BER이 안테나 인덱스에 대한 BER보다 낮은 경우에는 데이터 심볼 복원부가 우선적으로 복원을 수행하도록 할 수 있다.Here, when the BER-based demux is a result of the BER estimation, when the BER for the antenna index is lower than the BER for the data symbol, the antenna index recovery unit preferentially performs restoration, and the BER for the data symbol is applied to the antenna index. If lower than BER, the data symbol recovery unit may preferentially perform the restoration.

여기서, 상기 데이터 심볼 복원부가 우선적으로 복원을 수행하는 경우, 상기 안테나 인덱스 복원부는 상기 복원된 데이터 심볼을 토대로 안테나 인덱스를 복원할 수 있다. Here, when the data symbol restoring unit preferentially performs restoration, the antenna index restoring unit may restore the antenna index based on the restored data symbols.

또한, 상기 안테나 인덱스 복원부가 우선적으로 복원을 수행하는 경우, 상기 데이터 심볼 복원부는 상기 복원된 안테나 인덱스를 토대로 데이터 심볼을 복원할 수 있다. In addition, when the antenna index restoration unit preferentially performs restoration, the data symbol restoration unit may restore data symbols based on the restored antenna index.

또한, 상기 안테나 인덱스 복원부는, 상기 수신 신호로부터 안테나 인덱스에 대한 LLR을 계산하되, 상기 데이터 심볼 복원부가 우선적으로 복원을 수행하는 경우 상기 복원된 데이터 심볼을 이용하여 상기 LLR을 계산하는 제1 소프트 디매퍼; 상기 계산된 LLR에 대하여 디인터리빙을 수행하는 제1 디인터리버; 상기 디인터리빙된 LLR에 채널 디코딩을 수행하여 안테나 인덱스를 복원하는 제1 채널 디코더를 포함할 수 있다.The antenna index reconstruction unit may calculate an LLR for an antenna index from the received signal, and when the data symbol reconstruction unit performs reconstruction, the first soft decode may calculate the LLR using the reconstructed data symbols. Mapper; A first deinterleaver for performing deinterleaving on the calculated LLR; And a first channel decoder for restoring an antenna index by performing channel decoding on the deinterleaved LLR.

또한, 상기 데이터 심볼 복원부는, 상기 수신 신호로부터 데이터 심볼에 대한 LLR을 계산하되, 상기 안테나 인덱스 복원부가 우선적으로 복원을 수행하는 경우 상기 복원된 안테나 인덱스를 이용하여 상기 LLR을 계산하는 제2 소프트 디매퍼; 상기 계산된 LLR에 대하여 디인터리빙을 수행하는 제2 디인터리버; 상기 디인터리빙된 LLR에 대해 채널 디코딩을 수행하여 데이터 심볼을 복원하는 제2 채널 디코더를 포함할 수 있다.The data symbol reconstruction unit may calculate an LLR for a data symbol from the received signal, and if the antenna index reconstruction unit preferentially performs reconstruction, a second soft device for calculating the LLR using the reconstructed antenna index. Mapper; A second deinterleaver for performing deinterleaving on the calculated LLR; And a second channel decoder configured to reconstruct data symbols by performing channel decoding on the deinterleaved LLR.

또한, 상기 BER 기반 디먹스는, 노이즈 분산, 검출된 데이터 심볼, 및 채널 벡터 간의 유클리디언 거리를 이용하여 상기 안테나 인덱스에 대한 BER을 계산할 수 있다. In addition, the BER-based demux may calculate the BER for the antenna index using the Euclidean distance between the noise variance, the detected data symbols, and the channel vector.

또한, 상기 BER 기반 디먹스는, 노이즈 분산, 검출된 채널 벡터, 및 데이터 심볼 간의 유클리디언 거리를 이용하여 상기 데이터 심볼에 대한 BER을 계산할 수 있다.In addition, the BER based demux may calculate a BER for the data symbol by using a noise distribution, a detected channel vector, and a Euclidean distance between data symbols.

여기서, 임시적으로 상기 데이터 심볼 또는 채널 벡터의 검출은, ML 검출, MRC 검출, ZF 검출, 또는 MMSE 검출 중 어느 하나의 기법을 이용하여 수행될 수 있다.In this case, the detection of the data symbol or the channel vector may be performed using any one of ML detection, MRC detection, ZF detection, or MMSE detection.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 공간 변조된 신호의 복원 방법은, 안테나 인덱스와 데이터 심볼을 별도로 부호화하고 안테나 인덱스에 의해 선택되는 특정 안테나를 통하여 데이터 심볼을 전송하는 송신 시스템으로부터 수신되는 신호를 복원하는 방법으로서, (a) 수신 신호로부터 안테나 인덱스에 대한 BER과 데이터 심볼에 대한 BER을 추정하는 단계; 및 (b) 상기 안테나 인덱스에 대한 BER과 상기 데이터 심볼에 대한 BER을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라, (b1) 안테나 인덱스를 복원한 후 데이터 심볼을 복원하는 단계와, (b2) 데이터 심볼을 복원한 후 안테나 인덱스를 복원하는 단계를 선택적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a method for restoring a spatially modulated signal according to the present invention, the antenna index and data symbols are received separately from the transmission system for transmitting the data symbol through a specific antenna selected by the antenna index CLAIMS 1. A method for recovering a signal, comprising: (a) estimating a BER for an antenna index and a BER for a data symbol from a received signal; And (b) comparing the BER for the antenna index and the BER for the data symbol, and (b1) restoring the data symbol after restoring the antenna index according to the comparison result, and (b2) And selectively restoring the antenna index after the restoration.

여기서, 상기 (b) 단계는, 상기 안테나 인덱스에 대한 BER이 상기 데이터 심볼에 대한 BER보다 낮은 경우에는 상기 (b1) 단계를 수행하고, 상기 데이터 심볼에 대한 BER이 상기 안테나 인덱스에 대한 BER보다 낮은 경우에는 상기 (b2) 단계를 수행할 수 있다.Here, in the step (b), if the BER for the antenna index is lower than the BER for the data symbol, the step (b1) is performed, and the BER for the data symbol is lower than the BER for the antenna index. In this case, step (b2) may be performed.

여기서, 상기 (b1) 단계는, 상기 수신 신호로부터 안테나 인덱스를 복원하는 단계; 및 상기 복원된 안테나 인덱스를 토대로 데이터 심볼을 복원하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step (b1) may include recovering an antenna index from the received signal; And restoring a data symbol based on the restored antenna index.

여기서, 상기 데이터 심볼을 복원하는 단계는, 상기 복원된 안테나 인덱스를 이용하여 데이터 심볼에 대한 LLR을 계산하는 단계; 상기 계산된 LLR에 대하여 디인터리빙을 수행하는 단계; 및 상기 디인터리빙된 LLR에 대해 채널 디코딩을 수행하여 데이터 심볼을 복원하는 단계를 포함할 수 있다.Reconstructing the data symbol may include: calculating an LLR for a data symbol using the reconstructed antenna index; Performing deinterleaving on the calculated LLR; And reconstructing data symbols by performing channel decoding on the deinterleaved LLR.

또한, 상기 (b2) 단계는, 상기 수신 신호로부터 데이터 심볼을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 데이터 심볼을 토대로 안테나 인덱스을 복원하는 단계를 포함할 수 있다.Further, step (b2) may include recovering a data symbol from the received signal; And restoring an antenna index based on the recovered data symbols.

여기서, 상기 안테나 인덱스를 복원하는 단계는, 상기 복원된 데이터 심볼을 이용하여 안테나 인덱스에 대한 LLR을 계산하는 단계; 상기 계산된 LLR에 대하여 디인터리빙을 수행하는 단계; 및 상기 디인터리빙된 LLR에 대해 채널 디코딩을 수행하여 안테나 인덱스를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the reconstructing the antenna index may include calculating an LLR for the antenna index using the reconstructed data symbol; Performing deinterleaving on the calculated LLR; And restoring an antenna index by performing channel decoding on the deinterleaved LLR.

또한, 상기 (a) 단계는, 노이즈 분산, 검출된 데이터 심볼, 및 채널 벡터 간의 유클리디언 거리를 이용하여 상기 안테나 인덱스에 대한 BER을 계산할 수 있다.Also, in the step (a), the BER for the antenna index may be calculated using the Euclidean distance between the noise variance, the detected data symbol, and the channel vector.

또한, 상기 (a) 단계는, 노이즈 분산, 검출된 채널 벡터, 및 데이터 심볼 간의 유클리디언 거리를 이용하여 상기 데이터 심볼에 대한 BER을 계산할 수 있다.Also, in the step (a), the BER for the data symbol may be calculated using the noise variance, the detected channel vector, and the Euclidean distance between the data symbols.

상기된 본 발명에 의하면, 데이터의 중요도에 따라 계층화된 전송이 가능하도록 안테나 인덱스와 데이터 심볼을 별도로 부호화하고, 안테나 인덱스와 데이터 신호를 보다 정확하게 검출할 수 있으며, 계산의 복잡도 또한 줄일 수 있다. According to the present invention described above, the antenna index and the data symbols can be separately encoded to enable layered transmission according to the importance of the data, the antenna index and the data signal can be detected more accurately, and the complexity of calculation can be reduced.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변조 장치를 포함하는 송신 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 송신 시스템(100)은 분할부(110), 제1 채널 인코더(122), 제1 인터리버(124), 제2 채널 인코더(132), 제2 인터리버(134), 심볼 매퍼(136), 개폐부(140) 및 송출부(150)를 포함하여 구성된다.2 is a block diagram illustrating a transmission system including a spatial modulation device according to an embodiment of the present invention. The transmission system 100 illustrated in FIG. 2 includes a divider 110, a first channel encoder 122, a first interleaver 124, a second channel encoder 132, a second interleaver 134, and a symbol mapper ( 136, the opening and closing portion 140 and the delivery unit 150 is configured to include.

상기 송신 시스템(100)에서 공간 신호 부호화 장치는 분할부(110), 제1 채널 인코더(122), 제1 인터리버(124), 제2 채널 인코더(132), 제2 인터리버(134), 심볼 매퍼(136)를 포함한다. 상기 송신 시스템(100)은 기존의 공간 변조 방식과 달리 안테나 인덱스 신호에 대한 검출 성능을 개선하기 위해 안테나 인덱스와 데이터 심볼을 별도로 부호화한다. 그리고 안테나 인덱스에 의해 선택되는 특정 안테나를 통하여 데이터 심볼을 전송한다. In the transmission system 100, the spatial signal encoding apparatus includes a divider 110, a first channel encoder 122, a first interleaver 124, a second channel encoder 132, a second interleaver 134, and a symbol mapper. 136. Unlike the conventional spatial modulation scheme, the transmission system 100 encodes the antenna index and the data symbol separately to improve the detection performance of the antenna index signal. The data symbol is transmitted through a specific antenna selected by the antenna index.

분할부(110)는 송신하고자 하는 입력 데이터를 안테나 비트와 데이터 비트로 분할하고, 분할된 안테나 비트와 데이터 비트를 제1 채널 인코더(122)와 제2 채널 인코더(132) 측으로 전달한다.The divider 110 divides the input data to be transmitted into antenna bits and data bits, and transfers the divided antenna bits and data bits to the first channel encoder 122 and the second channel encoder 132.

제1 채널 인코더(122)는 안테나 비트를 입력 받아 채널 인코딩을 통해 제1 부호 심볼을 생성한다. 제1 채널 인코더(122)는 전송할 안테나 비트를 미리 주어진 부호율로 부호화하여, 안테나 비트에 대한 제1 부호 심볼을 출력한다. 제1 채널 인코더(122)는 예를 들어, 길쌈 부호기(convolutional encoder), 터보 부호기(turbo encoder), LDPC(low density parity check) 등이 있다.The first channel encoder 122 receives the antenna bits and generates a first code symbol through channel encoding. The first channel encoder 122 encodes the antenna bits to be transmitted at a predetermined code rate and outputs a first code symbol for the antenna bits. The first channel encoder 122 includes, for example, a convolutional encoder, a turbo encoder, a low density parity check (LDPC), and the like.

제1 인터리버(124)는 제1 채널 인코더(122)에서 부호화된 제1 부호 심볼들을 미리 결정된 규칙에 따라 인터리빙시킨다. 특히 심볼들이 연집 에러에 강하도록 미리 결정된 규칙에 따라 인터리빙하는 것이 바람직하다.The first interleaver 124 interleaves the first code symbols encoded by the first channel encoder 122 according to a predetermined rule. In particular, it is desirable to interleave symbols according to a predetermined rule such that the symbols are resistant to aggregation errors.

제2 채널 인코더(132)는 데이터 비트를 입력 받고, 미리 주어진 부호율로 부화하여 데이터 비트에 대한 제2 부호 심볼들을 출력한다. 제2 인터리버(134)는 제2 채널 인코더에서 부호화된 심볼들을 미리 결정된 규칙에 따라 비트 인터리빙시킨다. The second channel encoder 132 receives a data bit, incubates at a predetermined code rate, and outputs second code symbols for the data bit. The second interleaver 134 bit interleaves the symbols encoded in the second channel encoder according to a predetermined rule.

심볼 매퍼(136)는 비트 인터리빙된 심볼들에 대한 심볼 맵핑을 수행한다. 즉, 심볼 매퍼(136)는 심볼들을 미리 결정된 사상 방식에 따른 성상도(constellation) 상에 매핑을 통해 매핑된 또는 변조된 복소 신호를 출력한다. 변조 방식은 예를 들어, 1개의 비트를 하나의 복소 신호에 맵핑하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 2개의 비트를 하나의 복소 신호에 맵핑하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 3개의 비트를 하나의 복소 신호에 맵핑하는 8PSK(Phase Shift Keying), 4개의 비트를 하나의 복소 신호에 맵핑하는 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등이 있다.The symbol mapper 136 performs symbol mapping on the bit interleaved symbols. That is, the symbol mapper 136 outputs a complex signal mapped or modulated by mapping the symbols onto constellations according to a predetermined mapping scheme. The modulation scheme is, for example, Binary Phase Shift Keying (BPSK) for mapping one bit to one complex signal, Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) for mapping two bits to one complex signal, and three bits to one. 8PSK (Phase Shift Keying) for mapping to a complex signal, and 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) for mapping four bits to one complex signal.

개폐부(140)는 심볼 매퍼(136)로 부터의 복소 신호들을 인터리빙된 제1 부호 심볼에 따라 특정된 안테나 측으로 전달한다. 예를 들어, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple) 방식에 따라 신호 변조를 수행할 경우, 개폐부로 부터 전달되는 비트열은 각각 OFDM 변조 과정을 거친 후 안테나를 통해 외부로 송출된다. The switch 140 transmits the complex signals from the symbol mapper 136 to the antenna side specified according to the interleaved first code symbol. For example, when signal modulation is performed according to an orthogonal frequency division multiple (OFDM) scheme, the bit strings transmitted from the switching unit are each transmitted through the antenna after the OFDM modulation process.

송신부(150)는 M개의 IFFT 처리부(152), CP 삽입부(154)와 송신 안테나(156)를 포함한다. IFFT 처리부(152)는 개폐부(140)로부터 전달된 신호들에 대한 고속 푸리에 역변환을 수행한다. CP 삽입부(154)는 고속 푸리에 역변환된 신호들에 CP(cyclic prefix)를 삽입한다. 안테나(156)는 CP가 삽입된 데이터 심볼들을 외부로 송출한다. 예를 들어, M개의 송신 안테나에 대해 k번째 부반송파로 송신되는 다중 입력 신호 x^k 는 다음과 같이 표현된다.The transmitter 150 includes M IFFT processors 152, a CP inserter 154, and a transmit antenna 156. The IFFT processor 152 performs a fast Fourier inverse transform on the signals transmitted from the switch 140. The CP inserter 154 inserts a cyclic prefix (CP) into the fast Fourier inverse transformed signals. The antenna 156 transmits data symbols inserted with CP to the outside. For example, the multiplex input signal x ^k transmitted on the kth subcarrier for M transmit antennas is expressed as follows.

여기서, m 은 안테나 인덱스에 의해 선택된 송신안테나 번호(십진수 표현)이고, S^k는 심볼 맵핑부에서 출력된 복소 신호이며 0_l는

의 영벡터(zero vector)를 나타낸다. 즉 M 개의 송신 안테나 중 하나의 안테나만을 통해 신호가 전송된다.Here, m is a transmission antenna number (decimal representation) selected by the antenna index, S ^k is a complex signal output from the symbol mapping unit, and 0 _l is

Represents a zero vector of. That is, the signal is transmitted through only one of the M transmit antennas.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공간 변조된 신호의 복원 장치를 포함 하는 수신 시스템(200)을 나타내는 블록도이다. 본 실시예에 따른 수신 시스템(200)은 상기 송신 시스템(100)으로부터 송출되는 신호를 수신하고 수신 신호에 대하여 OFDM 복조를 수행한 후 BER 기반 디먹스(220)에 전달하는 수신부(210), 수신 신호로부터 안테나 인덱스에 대한 BER(bit error rate)과 데이터 심볼에 대한 BER을 추정하는 BER 기반 디먹스(220), 수신 신호로부터 안테나 인덱스를 복원하는 안테나 인덱스 복원부(230), 수신 신호로부터 데이터 심볼을 복원하는 데이터 심볼 복원부(240), 복원된 안테나 인덱스와 데이터 심볼을 결합하는 병렬/직렬 처리부(250)를 포함한다. 여기서, 공간 변조된 신호의 복원 장치는 BER 기반 디먹스(220), 안테나 인덱스 복원부(230), 데이터 심볼 복원부(240)를 포함한다. 3 is a block diagram illustrating a receiving system 200 including an apparatus for recovering a spatially modulated signal, according to an embodiment of the present invention. The reception system 200 according to the present embodiment receives a signal transmitted from the transmission system 100, performs an OFDM demodulation on the received signal, and then transmits the reception unit 210 to the BER-based demux 220. BER based demux 220 for estimating the BER (bit error rate) for the antenna index and the BER for the data symbol from the signal, the antenna index recovery unit 230 for restoring the antenna index from the received signal, and the data symbol from the received signal The data symbol recovery unit 240 restores the data symbol, and the parallel / serial processing unit 250 combines the restored antenna index and the data symbol. Here, the apparatus for recovering the spatially modulated signal includes a BER based demux 220, an antenna index recovery unit 230, and a data symbol recovery unit 240.

수신부(210)는 수신 안테나(212-1~M), CP 제거부(214-1~M) 및 FFT 처리부(216-1~M)를 포함한다. 수신 안테나(212-1~M)는 공간 채널을 통해 신호를 수신한다. CP제거부(214-1~M)는 수신 신호에서 CP를 제거하고, FFT처리부(216-1~M)는 CP가 제거된 수신 신호에 대한 고속 푸리에 변환을 수행한다.The receiver 210 includes a reception antenna 212-1 to M, a CP remover 214-1 to M, and an FFT processor 216-1 to M. Receive antennas 212-1 to M receive a signal through a spatial channel. The CP remover 214-1 to M removes the CP from the received signal, and the FFT processor 216-1 to M performs fast Fourier transform on the received signal from which the CP has been removed.

고속 푸리에 변환을 통해 주파수 영역으로 변환된 수신 신호는 다음과 같이 표현된다.The received signal converted into the frequency domain through the fast Fourier transform is expressed as follows.

여기서,

은 m

번째 송신 안테나의 채널 벡터이고, 안테나 인덱스 m과 연관되는 전송되는 신호 벡터는 다음과 같이 표현된다.here,

M

The transmitted signal vector, which is the channel vector of the first transmit antenna and is associated with the antenna index m, is expressed as follows.

여기서,

는

을 만족하는 복소 신호를 나타내며, QPSK, 16QAM과 같은 QAM 포맷에 의해 매핑된다.

은

크기의 영벡터를 나타낸다. 노이즈 벡터

은 부가 백색 잡음(additive white Gaussian noise: AWGN)으로서, 분산

을 가지고 독립 동일 분포(independent and identically distributed: i.i.d.)이다. here,

Is

Represents a complex signal that satisfies and is mapped by a QAM format such as QPSK and 16QAM.

silver

Represents a zero vector of size. Noise vector

Is additive white Gaussian noise (AWGN), which is distributed

Are independent and identically distributed (iid).

공간 변조 기법에 의하면, 안테나 인덱스와 데이터 심볼의 검출 성능은 송신 안테나의 수와 변조 차수(modulation order)에 의해 영향을 받는다. 또한 채널 왜곡 및 노이즈와 같은 장애들이 안테나 인덱스와 데이터 심볼 간의 검출 성능의 차이에 영향을 주게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에서 안테나 인덱스 복원부(230) 와 데이터 심볼 복원부(240)는 BER 기반 디먹스(220)의 BER 추정 결과에 따라서 순차적으로 복원을 수행한다. 즉, 안테나 인덱스와 데이터 심볼이 두 단계에 걸쳐 복원된다. 구체적으로, BER 기반 디먹스(220)의 BER 추정 결과, 안테나 인덱스에 대한 BER이 데이터 심볼에 대한 BER보다 낮은 경우에는, 안테나 인덱스 복원부(230)가 우선적으로 안테나 인덱스를 복원(첫번째 단계)한 다음 그에 이어서 데이터 심볼 복원부(240)가 데이터 심볼을 복원(두번째 단계)한다. 반대로 데이터 심볼에 대한 BER이 안테나 인덱스에 대한 BER보다 낮은 경우에는, 데이터 심볼 복원부(240)가 우선적으로 데이터 심볼을 복원(첫번째 단계)한 다음 그에 이어서 안테나 인덱스 복원부(230)가 안테나 인덱스를 복원(두번째 단계)한다. According to the spatial modulation technique, the antenna index and the detection performance of data symbols are affected by the number of transmit antennas and the modulation order. In addition, obstacles such as channel distortion and noise affect the detection performance difference between the antenna index and the data symbol. Therefore, in the embodiment of the present invention, the antenna index recovery unit 230 and the data symbol recovery unit 240 sequentially restore the BER based on the BER estimation result of the BER-based demux 220. That is, the antenna index and data symbol are restored in two steps. Specifically, as a result of BER estimation of the BER-based demux 220, when the BER for the antenna index is lower than the BER for the data symbol, the antenna index reconstructor 230 preferentially restores the antenna index (first step). Subsequently, the data symbol recovery unit 240 restores the data symbols (second step). On the contrary, when the BER for the data symbol is lower than the BER for the antenna index, the data symbol restoring unit 240 first restores the data symbol (first step), and then the antenna index restoring unit 230 then restores the antenna index. Restore (second step).

이때, 처음 단계에서 복원된 결과는 다음 단계에서 활용된다. 즉, 안테나 인덱스 복원부(230)가 우선적으로 복원을 수행하는 경우 데이터 심볼 복원부(240)는 복원된 안테나 인덱스를 토대로 데이터 심볼을 복원한다. 마찬가지로, 데이터 심볼 복원부(240)가 우선적으로 복원을 수행하는 경우 안테나 인덱스 복원부(230)는 복원된 데이터 심볼을 토대로 안테나 인덱스를 복원한다. At this time, the result restored in the first step is utilized in the next step. That is, when the antenna index recovery unit 230 first performs restoration, the data symbol restoration unit 240 restores the data symbols based on the restored antenna index. Similarly, when the data symbol restoring unit 240 first performs restoration, the antenna index restoring unit 230 restores the antenna index based on the restored data symbols.

안테나 인덱스 복원부(230)는, 수신 신호로부터 안테나 인덱스에 대한 LLR을 계산하는 제1 소프트 디매퍼(232), 계산된 LLR에 대하여 디인터리빙을 수행하는 제1 디인터리버(234), 디인터리빙된 LLR에 채널 디코딩을 수행하여 안테나 인덱스를 복원하는 제1 채널 디코더(236), 복원된 안테나 인덱스에 대하여 인터리빙을 수행하는 제1 인터리버(238)를 포함한다. 제1 인터리버(238)로부터의 인터리빙된 안테나 인덱스는 데이터 심볼 복원부(240)에서 활용되기 위해 데이터 심볼 복원부(240) 의 제2 소프트 디매퍼(242)로 전달된다.The antenna index recovery unit 230 may include: a first soft demapper 232 for calculating an LLR for an antenna index from a received signal, a first deinterleaver 234 for performing deinterleaving on the calculated LLR, and deinterleaved. The first channel decoder 236 performs channel decoding on the LLR to restore the antenna index, and the first interleaver 238 performs interleaving on the restored antenna index. The interleaved antenna index from the first interleaver 238 is transferred to the second soft demapper 242 of the data symbol recovery unit 240 for use in the data symbol recovery unit 240.

데이터 심볼 복원부(240)는, 수신 신호로부터 데이터 심볼에 대한 LLR을 계산하는 제2 소프트 디매퍼(242), 계산된 LLR에 대하여 디인터리빙을 수행하는 제2 디인터리버(244), 디인터리빙된 LLR에 대해 채널 디코딩을 수행하여 데이터 심볼을 복원하는 제2 채널 디코더(246), 복원된 데이터 심볼에 대하여 인터리빙을 수행하는 제2 인터리버(248)를 포함한다. 제2 인터리버(248)로부터의 인터리빙된 데이터 심볼은 안테나 인덱스 복원부(230)에서 활용되기 위해 안테나 인덱스 복원부(230)의 제1 소프트 디매퍼(232)로 전달된다.The data symbol reconstruction unit 240 may include a second soft demapper 242 that calculates an LLR for a data symbol from a received signal, a second deinterleaver 244 that performs deinterleaving on the calculated LLR, and deinterleaved. A second channel decoder 246 for performing channel decoding on the LLR to recover the data symbols, and a second interleaver 248 for interleaving the recovered data symbols. The interleaved data symbols from the second interleaver 248 are transferred to the first soft demapper 232 of the antenna index recovery unit 230 for use in the antenna index recovery unit 230.

안테나 인덱스 복원부(230)가 우선적으로 복원을 수행(첫번째 단계)하는 경우, 제2 소프트 디매퍼(242)는 복원된 안테나 인덱스를 이용하여 데이터 심볼에 대한 LLR을 계산한다(두번째 단계). 반면에, 데이터 심볼 복원부(240)가 우선적으로 복원을 수행(첫번째 단계)하는 경우, 제1 소프트 디매퍼(232)는 복원된 데이터 심볼을 이용하여 안테나 인덱스에 대한 LLR을 계산한다. When the antenna index recovery unit 230 first performs restoration (first step), the second soft demapper 242 calculates an LLR for the data symbol using the restored antenna index (second step). On the other hand, when the data symbol reconstruction unit 240 preferentially performs reconstruction (first step), the first soft demapper 232 calculates the LLR for the antenna index by using the reconstructed data symbols.

첫 번째 단계에서, 제1 소프트 디매퍼(232) 및 제2 소프트 디매퍼(242)는 안테나 인덱스에 대한 LLR(L ₁(m ⁱ )) 및 데이터 심볼에 대한 LLR(L ₁(x ^j ))을 각각 다음 수학식 3 및 4에 따라 계산할 수 있다. In a first step, the first soft demapper 232 and the second soft demapper 242 are LLR ( L ₁ ( m ⁱ )) for the antenna index and LLR ( L ₁ ( x ^j )) for the data symbol. Can be calculated according to the following equations (3) and (4), respectively.

여기서, X는 데이터 심볼들의 집합으로 정의되고, m ⁱ ₁ 및 m ⁱ ₀는 i번째 비트에서 각각 "1" 및 "0"을 가지는 안테나 인덱스를 나타낸다. 그리고, x ^j ₁ 및 x ^j ₀는 j번째 비트에서 각각 "1" 및 "0"을 가지는 데이터 심볼을 나타낸다. M은 안테나 인덱스들의 집합으로 정의된다. 예컨대, 상기 집합은 송신 안테나의 수가 4일 때, {00, 01, 10, 11}으로 구성된다.

은 노이즈 분산(noise variance)을,

는 수신 신호 벡터를,

은

번째 안테나에 대한 채널 벡터를 나타낸다.Here, X is defined as a set of data symbols, and m ⁱ ₁ and m ⁱ ₀ represent antenna indexes having “1” and “0” respectively in the i th bit. And x ^j ₁ and x ^j ₀ represent data symbols having "1" and "0" in the j th bit, respectively. M is defined as a set of antenna indices. For example, the set consists of {00, 01, 10, 11} when the number of transmit antennas is four.

Is the noise variance,

Is the received signal vector,

silver

Represents the channel vector for the first antenna.

두 번째 단계에서, 제1 소프트 디매퍼(232) 및 제2 소프트 디매퍼(242)는 안테나 인덱스에 대한 LLR(L ₂(m ⁱ )) 및 데이터 심볼에 대한 LLR(L ₂(x ^j ))을 각각 다음 수학식 5 및 6에 따라 계산할 수 있다. In a second step, the first soft demapper 232 and the second soft demapper 242 perform LLR ( L ₂ ( m ⁱ )) for the antenna index and LLR ( L ₂ ( x ^j )) for the data symbols. Can be calculated according to the following Equations 5 and 6, respectively.

여기서,

및

는 각각 제1 채널 디코더(236) 및 제2 채널 디코더(246)에서 복원된 안테나 인덱스 및 데이터 심볼을 나타낸다. 만일 안테나 인덱스

및 데이터 심볼

가 에러 없이 디코딩된다면, 상기 수학식 3 및 4과 비교할 때 두 번째 단계에서는 LLR 계산의 복잡도를 줄이는 것이 가능함을 알 수 있다. 다시 말하면, 상기 수학식 5 및 6에 의하면, 상기 수학식 3 및 4와 비교할 때 이중 합계(summation) 중 하나가 없어지게 된다. here,

And

Denotes the antenna index and data symbol reconstructed in the first channel decoder 236 and the second channel decoder 246, respectively. If antenna index

And data symbols

If is decoded without error, it can be seen that it is possible to reduce the complexity of the LLR computation in the second step when compared with Equations 3 and 4 above. In other words, according to Equations 5 and 6, when compared with Equations 3 and 4, one of the sums is lost.

이하에서는, BER 기반 디먹스(220)가 안테나 인덱스에 대한 BER과 데이터 심볼에 대한 BER을 추정하는 방법에 관하여 설명한다. Hereinafter, a method of estimating the BER for the antenna index and the BER for the data symbol by the BER-based demux 220 will be described.

문헌 [J. Jeganathan, A. Ghrayeb, and L. Szczecinski, "patial modulation: Optimal detection and performance analysis," IEEE Commu. Letters, vol. 12, no. 8, pp. 545-547, Aug. 2008.]을 참조하면, 예를 들어 BPSK(Binary Phase Shift Keying)에서 통상의 공간 변조 기법의 최적의 성능은 union bounding technique[J. G. Proakis, "idital Communications,"(4th ed.) Nwer York: McGraw-Hill, 2001]을 사용하여 유도될 수 있다. 이와 유사하게, 안테나 인덱스의 평균 BER은 다음 수학식과 같이 상계(upper bound)가 정해질 수 있다.J. Jeganathan, A. Ghrayeb, and L. Szczecinski, "patial modulation: Optimal detection and performance analysis," IEEE Commu. Letters, vol. 12, no. 8, pp. 545-547, Aug. 2008.], for example, the optimal performance of conventional spatial modulation techniques in Binary Phase Shift Keying (BPSK) is described in the union bounding technique [J. G. Proakis, "idital Communications," (4th ed.) Nwer York: McGraw-Hill, 2001]. Similarly, the average BER of the antenna index may be determined by upper bound as shown in the following equation.

여기서,

은 m번째 및

번째 안테나 인덱스 간의 에러 비트의 수를 나타내고,

는 전송되는 실제 벡터

가 주어질 때 잘못된 벡터

의 결정에 대한 PEP(pairwise error probability)를 나타낸다.

은 m에 대한 통계적 기댓값을 나타낸다. 채널 행렬

의 조건에 따른 PEP는 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.here,

Is the m th and

Indicates the number of error bits between the first antenna index,

Is the actual vector being sent

Invalid vector when given

PEP (pairwise error probability) for the determination of.

Represents the statistical expected value for m . Channel matrix

PEP according to the condition of can be represented by the following equation.

여기서,

,

이고,

에서 H는 허미시안(hermitian) 연산자를 나타내며,

는 검출된 데이터 심볼이다. α는 다음 수학식과 같이 정의된다.here,

,

ego,

Where H represents the hermitian operator,

Is the detected data symbol. α is defined as follows.

는 복소수의 실수부를 나타낸다. 수학식 9를 참조하면, 채널 벡터

과

간의 유클리디언 거리는 안테나 인덱스의 검출에 영항을 준다. 따라서 본 실시예에서, BER 기반 디먹스(220)는 노이즈 분산(

), 검출된 데이터 심볼(

), 채널 벡터(

)와 채널 벡터(

) 간의 유클리디언 거리를 이용하여 안테나 인덱스에 대한 BER을 계산한다.

Represents a real part of a complex number. Referring to Equation 9, the channel vector

and

Euclidean distance of the liver affects the detection of the antenna index. Thus, in this embodiment, the BER based demux 220 has a noise variance (

), The detected data symbol (

), Channel vector (

) And channel vector (

BER is calculated for the antenna index using the Euclidean distance between

한편, 데이터 심볼의 평균 BER은 다음 수학식과 같이 상계(upper bound)가 정해질 수 있다.On the other hand, the average BER of the data symbols can be determined by upper bound (upper bound) as shown in the following equation.

여기서,

는 k번째 및

번째 데이터 심볼 간의 에러 비트의 수를 나타낸다.

는 전송되는 실제 벡터

가 주어질 때 잘못된 벡터

의 결정에 대한 PEP(pairwise error probability)를 나타낸다. 채널 행렬

Is the kth and

This indicates the number of error bits between the first data symbol.

Is the actual vector being sent

Invalid vector when given

PEP (pairwise error probability) for the determination of. Channel matrix

PEP according to the condition of can be represented by the following equation.

여기서,

은 검출된 채널 벡터이다. β는 다음과 같이 정의된다. here,

Is the detected channel vector. β is defined as follows.

수학식 12를 참조하면, 데이터 심볼

와

의 신호 성상(constellation) 간의 유클리디언 거리는 데이터 심볼의 검출 성능에 영향을 준다. 따라서 본 실시예에서, BER 기반 디먹스(220)는 노이즈 분산(

), 검출된 채널 벡터(

), 데이터 심볼(

)와 데이터 심볼(

) 간의 유클리디언 거리를 이용하여 데이터 심볼에 대한 BER을 계산한다. Referring to Equation 12, data symbols

Wow

The Euclidean distance between the signal constellations of s affect the detection performance of the data symbols. Thus, in this embodiment, the BER based demux 220 has a noise variance (

), The detected channel vector (

), The data symbol (

) And data symbols (

Compute the BER for the data symbols using the Euclidean distance between

상기 Q-펑션(

)은

상에서 다음과 같은 근사식으로 대체될 수 있다.The Q -function (

)silver

Can be replaced by the following approximation.

여기서, a=0.344이고, b=5.334이다.Where a = 0.344 and b = 5.334.

따라서, 본 실시예에서 BER 기반 디먹스(220)는 안테나 인덱스 및 데이터 심볼의 평균 BER을 각각 다음 수학식 14 및 15에 따라서 계산할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, the BER-based demux 220 may calculate the average BER of the antenna index and the data symbol according to Equations 14 and 15, respectively.

여기서, N _c 는 송신 시스템(100)의 채널 인코더의 출력 길이에 대등한 블록 길이로 정의된다. Here, N _c is defined as a block length that is equivalent to the output length of the channel encoder of the transmission system 100.

상술한 BER 추정 방법에 의하면, 임시적으로 데이터 심볼(

)과 안테나 인덱스(

)를 검출할 필요가 있다. 임시의 데이터 심볼과 안테나 인덱스는 ML(maximum likelihood) 검출, MRC(maximum ratio combining) 검출, ZF(zero forcing) 검출, 또는 MMSE(Minimum Mean-Square Error) 검출 등의 기법에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, ML 검출 기법에 의하면, 임시의 안테나 인덱스 및 데이터 심볼은 다음 수학식을 이용하여 추정될 수 있다.According to the BER estimation method described above, a data symbol (temporarily)

) And antenna index (

) Needs to be detected. The temporary data symbols and antenna indexes may be performed by techniques such as maximum likelihood (ML) detection, maximum ratio combining (MRC) detection, zero forcing (ZF) detection, or minimum mean-square error (MMSE) detection. For example, according to the ML detection technique, the temporary antenna index and data symbol can be estimated using the following equation.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 공간 변조된 신호의 복원 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예에 따른 공간 변조된 신호의 복원 방법은 이상에서 설명된 수신 시스템(200)에서 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서 이하 생략된 내용이라 하더라도 수신 시스템(200)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 공간 변조된 신호의 복원 방법에도 적용된다.4 is a flowchart illustrating a method of restoring a spatially modulated signal according to an embodiment of the present invention. The method of restoring a spatially modulated signal according to the present embodiment includes the steps processed by the reception system 200 described above. Therefore, even if omitted below, the above description of the reception system 200 is also applied to the method of restoring the spatially modulated signal according to the present embodiment.

수신부(210)는 송신 시스템(100)으로부터 송출되는 공간 변조된 신호를 수신한 다음(410단계), 수신 신호로부터 CP를 제거하고 고속 푸리에 변환을 수행한다(420단계).The receiver 210 receives a spatially modulated signal transmitted from the transmission system 100 (step 410), removes a CP from the received signal, and performs fast Fourier transform (step 420).

BER 기반 디먹스(220)는 수신부(210)로부터 고속 푸리에 변환된 수신 신호를 전달받고, 안테나 인덱스에 대한 BER과 데이터 심볼에 대한 BER을 추정한다(430단계). 그리고 안테나 인덱스에 대한 BER과 데이터 심볼에 대한 BER을 비교하여(440단계), 안테나 인덱스에 대한 BER이 낮을 경우 450단계로, 데이터 심볼에 대한 BER이 낮을 경우 470단계로 진행한다.The BER-based demux 220 receives the fast Fourier transformed received signal from the receiver 210 and estimates the BER for the antenna index and the BER for the data symbols (step 430). The BER for the antenna index is compared with the BER for the data symbol (step 440). If the BER for the antenna index is low, the process proceeds to 450 and if the BER for the data symbol is low, the process proceeds to step 470.

안테나 인덱스에 대한 BER이 낮을 경우, 안테나 인덱스 복원부(230)는 수신 신호로부터 안테나 인덱스를 복원한다(450단계). 다음으로, 데이터 심볼 복원부(240)가 안테나 인덱스 복원부(230)에서 복원된 안테나 인덱스를 토대로 수신 신호로부터 데이터 심볼을 복원한다(460단계).If the BER for the antenna index is low, the antenna index recovery unit 230 restores the antenna index from the received signal (step 450). Next, the data symbol recovery unit 240 restores the data symbols from the received signal based on the antenna index restored by the antenna index recovery unit 230 (step 460).

데이터 심볼에 대한 BER이 낮을 경우, 데이터 심볼 복원부(240)는 수신 신호로부터 데이터 심볼을 복원한다(455단계). 다음으로, 안테나 인덱스 복원부(230)가 데이터 심볼 복원부(240)에서 복원된 데이터 심볼을 토대로 수신 신호로부터 안테 나 인덱스를 복원한다(465단계). If the BER for the data symbol is low, the data symbol recovery unit 240 restores the data symbol from the received signal (step 455). Next, the antenna index recovery unit 230 restores the antenna index from the received signal based on the data symbol restored by the data symbol recovery unit 240 (step 465).

상기 450단계 및 465단계는, 수신 신호로부터 안테나 인덱스에 대한 LLR을 계산하는 단계와, 계산된 LLR에 대하여 디인터리빙을 수행하는 단계와, 디인터리빙된 LLR에 대하여 채널 디코딩을 수행하여 안테나 인덱스를 복원하는 단계로 이루어진다. 다만, 450단계와 465단계의 차이는, 수신 신호로부터 안테나 인덱스에 대한 LLR을 계산함에 있어서, 450단계는 수신 신호만 가지고 안테나 인덱스에 대한 LLR을 계산하나, 465단계는 상기 455단계에서 복원된 데이터 심볼에 대한 정보를 가지고 안테나 인덱스에 대한 LLR을 계산하는 점에 있다. Steps 450 and 465 include calculating an LLR for an antenna index from a received signal, performing deinterleaving on the calculated LLR, and performing channel decoding on the deinterleaved LLR to restore the antenna index. It consists of steps. However, the difference between step 450 and step 465 is that in calculating the LLR for the antenna index from the received signal, step 450 calculates the LLR for the antenna index using only the received signal, but step 465 is the data restored in step 455. The point is to calculate the LLR for the antenna index with information about the symbol.

상기 455단계 및 460단계는, 수신 신호로부터 데이터 심볼에 대한 LLR을 계산하는 단계와, 계산된 LLR에 대하여 디인터리빙을 수행하는 단계와, 디인터리빙된 LLR에 대하여 채널 디코딩을 수행하여 데이터 심볼을 복원하는 단계로 이루어진다. 다만, 455단계와 460단계의 차이는, 수신 신호로부터 데이터 심볼에 대한 LLR을 계산함에 있어서, 455단계는 수신 신호만 가지고 데이터 심볼에 대한 LLR을 계산하나, 460단계는 상기 450단계에서 복원된 안테나 인덱스에 대한 정보를 가지고 데이터 심볼에 대한 LLR을 계산하는 점에 있다.Steps 455 and 460 include calculating an LLR for a data symbol from a received signal, performing deinterleaving on the calculated LLR, and performing channel decoding on the deinterleaved LLR to restore the data symbol. It consists of steps. However, the difference between step 455 and step 460 is that in calculating the LLR for the data symbol from the received signal, step 455 calculates the LLR for the data symbol using only the received signal, but step 460 is the antenna restored in step 450. The point is to compute the LLR for the data symbol with information about the index.

따라서 460단계 및 465 단계는 450단계 및 455단계와 비교할 때 LLR 연산의 복잡도가 줄어들게 된다. Therefore, in step 460 and 465, the complexity of the LLR operation is reduced as compared with the steps 450 and 455.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

도 1은 종래의 공간 변조 시스템을 나타내는 구성도이다. 1 is a block diagram showing a conventional spatial modulation system.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변조 장치를 포함하는 송신 시스템을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a transmission system including a spatial modulation device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공간 변조된 신호의 복원 장치를 포함하는 수신 시스템(200)을 나타내는 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating a receiving system 200 including an apparatus for restoring a spatially modulated signal, according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 공간 변조된 신호의 복원 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of restoring a spatially modulated signal according to an embodiment of the present invention.

Claims

An apparatus for separately restoring a signal received from a transmission system for separately encoding an antenna index and a data symbol and transmitting the data symbol through a specific antenna selected by the antenna index.

A BER based demux for estimating the BER for the antenna index and the BER for the data symbols from the received signal;

An antenna index recovery unit for restoring an antenna index from the received signal; And

A data symbol recovery unit for recovering a data symbol from the received signal;

And the antenna index reconstruction unit and the data symbol reconstruction unit reconstruct sequentially according to the BER estimation result of the BER-based demux.

The method of claim 1,

The BER-based demux, when the BER for the antenna index is lower than the BER for the data symbol as a result of the BER estimation, causes the antenna index reconstruction unit to perform reconstruction first, and the BER for the data symbol is higher than the BER for the antenna index. And the data symbol recovery unit preferentially performs restoration in a low case.

The method of claim 2,

And reconstructing the antenna index based on the reconstructed data symbols when the data symbol reconstruction unit preferentially reconstructs the antenna index reconstruction unit.

The method of claim 2,

And when the antenna index recovery unit preferentially performs restoration, the data symbol restoration unit restores data symbols based on the restored antenna index.

The method of claim 3, wherein

The antenna index recovery unit,

A first soft demapper that calculates an LLR for an antenna index from the received signal, and calculates the LLR using the recovered data symbol when the data symbol recovery unit preferentially performs restoration;

A first deinterleaver for performing deinterleaving on the calculated LLR;

And a first channel decoder configured to restore the antenna index by performing channel decoding on the deinterleaved LLR.

5. The method of claim 4,

The data symbol recovery unit,

A second soft demapper for calculating an LLR for a data symbol from the received signal and calculating the LLR using the restored antenna index when the antenna index recovery unit preferentially performs restoration;

A second deinterleaver for performing deinterleaving on the calculated LLR;

And a second channel decoder for performing channel decoding on the deinterleaved LLR to recover data symbols.

The method of claim 1,

The BER based demux,

And a BER for the antenna index is calculated using noise dispersion, detected data symbols, and Euclidean distance between channel vectors.

The method of claim 1,

The BER based demux,

And a BER for the data symbols is calculated using the noise variance, the detected channel vector, and the Euclidean distance between the data symbols.

delete

A method of restoring a signal received from a transmission system that separately encodes an antenna index and a data symbol and transmits the data symbol through a specific antenna selected by the antenna index,

(a) estimating the BER for the antenna index and the BER for the data symbols from the received signal; And

(b) comparing the BER for the antenna index and the BER for the data symbol, and (b1) restoring the data symbol after restoring the antenna index according to the comparison result; and (b2) restoring the data symbol. And selectively performing a step of restoring an antenna index afterwards.

The method of claim 10,

In step (b), when the BER for the antenna index is lower than the BER for the data symbol, the step (b1) is performed. When the BER for the data symbol is lower than the BER for the antenna index, the step (b) is performed. And performing the step (b2).

The method of claim 11,

Step (b1),

Restoring an antenna index from the received signal; And

And restoring a data symbol based on the reconstructed antenna index.

The method of claim 12,

Restoring the data symbol may include:

Calculating an LLR for a data symbol using the reconstructed antenna index;

Performing deinterleaving on the calculated LLR; And

Restoring data symbols by performing channel decoding on the deinterleaved LLR.

The method of claim 11,

Step (b2),

Recovering data symbols from the received signal; And

Restoring an antenna index based on the recovered data symbols.

The method of claim 14,

Restoring the antenna index,

Calculating an LLR for an antenna index using the reconstructed data symbol;

Performing deinterleaving on the calculated LLR; And

And restoring an antenna index by performing channel decoding on the deinterleaved LLR.

The method of claim 10,

In the step (a), the BER for the antenna index is calculated by using the Euclidean distance between the noise variance, the detected data symbol, and the channel vector.

The method of claim 10,

In the step (a), the BER is calculated for the data symbol using the noise variance, the detected channel vector, and the Euclidean distance between the data symbols.