KR101371179B1 - Apparatus and method for interference cancellation in multilple antenna system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중안테나 시스템에서 간섭제거를 위한 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 다중안테나 시스템에서 간섭제거를 위한 수신장치에 있어서, 복수의 송신안테나들로부터 변조된 심벌들을 수신하는 수신부와, 상기 변조된 심벌들에 대한 연판정(Soft Decision) 심벌들을 출력하는 MIMO 검출기와, 상기 연판정 심벌들을 이용하여 상기 복수의 송신안테나들로부터의 변조된 심벌들에 대하여 각각 복호화 비트들과 부호화 비트의 로그 우도비(Log Likehood Ratio: LLR)를 생성하는 복호기와, 상기 복수의 송신안테나들로부터의 각각의 상기 복호화 비트들과 상기 부호화 비트의 LLR 값을 사용하여 비트의 신뢰성에 따라 반복적으로 간섭제거를 수행하는 간섭제거부를 포함하여, 채널 인터리빙을 사용하지 않는 다중안테나 시스템에서 소프트 정보를 반복적으로 이용하여 데이터를 복호함으로써, 신뢰성 있는 복호를 수행할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a receiving apparatus and method for interference cancellation in a multi-antenna system, and a receiving apparatus for interference cancellation in a multi-antenna system, comprising: a receiving unit for receiving modulated symbols from a plurality of transmitting antennas; A log-likelihood ratio of decoded bits and encoded bits, respectively, for a MIMO detector for outputting soft decision symbols for symbols and for modulated symbols from the plurality of transmit antennas using the soft decision symbols A decoder that generates a Log Likehood Ratio (LLR), and an interference that is repeatedly performed according to the reliability of a bit by using each of the decoded bits and the LLR value of the encoded bit from the plurality of transmission antennas. Including multiple cancellations, iteratively accesses soft information in multiple antenna systems that do not use channel interleaving. And there is an advantage in that, by decoding the data to perform, reliable in decoding.
다중안테나, 간섭제거, 부호화 비트, 최대비 결합(Maximum Ratio Combining: MRC), 로그 우도비(Log-Likelihood Ratio:LLR). Multiple Antennas, Interference Cancellation, Coding Bits, Maximum Ratio Combining (MRC), Log-Likelihood Ratio (LLR).
Description
도 1은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 송신기 블록도,1 is a block diagram of a transmitter in a multi-antenna system according to the present invention;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중안테나 시스템에서 수신기 블록도,2 is a receiver block diagram in a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중안테나 시스템의 수신기에서 간섭제거장치도 및,3 is an interference cancellation apparatus in a receiver of a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중안테나 시스템에서 수신 동작 흐름도.4 is a flowchart illustrating a reception operation in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 다중안테나 시스템에서 간섭제거를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중안테나 시스템에서 반복적인 검출과 복호를 수행하여 간섭을 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for interference cancellation in a multi-antenna system, and more particularly, to an apparatus and method for removing interference by performing repeated detection and decoding in a multi-antenna system.
무선통신에서의 다중안테나(Multiple Input Multiple Output: 이하 "MIMO"라 칭함)란 송수신 양단에 다중 안테나를 사용하여 신호를 전송하는 기술로, 높은 신 뢰도를 가지며, 한정된 주파수 자원 내에서 채널 용량을 증대하여 높은 데이터 전송률을 제공한다. 상기 MIMO 기술에는 독립적인 신호를 전송하여 정보의 양을 높이는 공간 다중화 (spatial multiplexing) 기법과 하나의 정보로부터 각각 다른 심벌을 생성, 전송하여 다이버시티 효과 및 부호 이득을 가질 수 있는 시공간 부호화(space-time coding) 기법이 존재한다. 공간 다중화 방식 가운데 대표적인 방식으로 미국의 루슨트 테크놀로지에서 제안한 계층화 MIMO 송신 기법인 BLAST (Bell Labs layered space-time) 기법이 있다.Multiple Input Multiple Output (hereinafter referred to as "MIMO") in wireless communication is a technology that transmits signals using multiple antennas at both ends of transmission and reception, and has high reliability and increases channel capacity within limited frequency resources. To provide high data rates. In the MIMO technology, a spatial multiplexing technique for transmitting an independent signal to increase the amount of information, and a space-time encoding for generating diversity effects and code gains by generating and transmitting different symbols from one piece of information, respectively, time coding). A representative method of the spatial multiplexing method is the BLAST (Bell Labs layered space-time) method, which is a layered MIMO transmission scheme proposed by Lucent Technologies in the United States.
수신단에서 복호를 수행하기 위해서 터보(Turbo) MIMO로써 알려진 반복적 검출과 복화화 스킴이 있다. 상기 터보 MIMO는 전송 시스템에서 채널 부호기(encoder) 다음에 채널 인터리버(interleaver)을 가지고 있다. 현재, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서 채널 인터리버가 없는 시스템을 기반으로 단일 부호화와 변조 스킴의 몇 가지 형태(예: IEEE 802.16d, IEEE 802.16e)를 제안하고 있다. 그러나, 송신기에 채널 인터리버가 없는 시스템에서 상기 스킴들의 성능을 향상시킬 수 없고 수신기가 더 복잡해 진다.There is an iterative detection and decoding scheme known as Turbo MIMO to perform decoding at the receiving end. The turbo MIMO has a channel interleaver after the channel encoder in the transmission system. Currently, the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) proposes several types of single encoding and modulation schemes (eg, IEEE 802.16d and IEEE 802.16e) based on a system without a channel interleaver. However, in a system without a channel interleaver at the transmitter, the performance of the schemes cannot be improved and the receiver is more complicated.
따라서, 하나의 단일 부호화와 변조 스킴 그리고, 채널 인터리빙 없는 시스템 기반에서 부호화되어 변조된 신호를 검출하여 복호화하기 위한 장치 및 방법이 필요하다.Accordingly, there is a need for an apparatus and method for detecting and decoding a signal that is encoded and modulated based on a single encoding and modulation scheme and a system without channel interleaving.
따라서, 본 발명의 목적은 다중안테나 시스템에서 간섭제거를 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for interference cancellation in a multi-antenna system.
본 발명의 다른 목적은 다중안테나 시스템에서 채널 인터리빙 기능 없이 단일 부호화 및 변조를 수행하는 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a receiving apparatus and method for performing a single encoding and modulation without a channel interleaving function in a multi-antenna system.
본 발명의 또 다른 목적은 다중안테나 시스템에서 소프트 입력 소프트 출력 복호기와 SISO 간섭제거 사이의 반복적으로 소프트 정보를 통과시킴으로써 성능을 향시키는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for improving performance by repeatedly passing soft information between a soft input soft output decoder and a SISO interference cancellation in a multi-antenna system.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중안테나 시스템에서 간섭제거를 위한 수신장치에 있어서, 복수의 송신안테나들로부터 변조된 심벌들을 수신하는 수신부와, 상기 변조된 심벌들에 대한 연판정(Soft Decision) 심벌들을 출력하는 MIMO 검출기와, 상기 연판정 심벌들을 이용하여 상기 복수의 송신안테나들로부터의 변조된 심벌들에 대하여 각각 복호화 비트들과 부호화 비트의 로그 우도비(Log Likehood Ratio: LLR)를 생성하는 복호기와, 상기 복수의 송신안테나들로부터의 각각의 상기 복호화 비트들과 상기 부호화 비트의 LLR 값을 사용하여 비트의 신뢰성에 따라 반복적으로 간섭제거를 수행하는 간섭제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, in a receiver for interference cancellation in a multi-antenna system, a receiver for receiving modulated symbols from a plurality of transmit antennas, and the modulated symbols A log likehood of the decoded bits and the encoded bits for the modulated symbols from the plurality of transmit antennas using the MIMO detector for outputting soft decision symbols for each of the plurality of transmit antennas. A decoder for generating a ratio (LLR), and an interference cancellation unit for performing interference cancellation repeatedly according to the reliability of bits using the decoding bits from the plurality of transmission antennas and LLR values of the encoding bits. Characterized in that.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중안테나 시스템에서 간섭제거를 위한 수신방법에 있어서, 복수의 송신안테나들로부터 변조된 심벌들을 수신하는 과정과, 상기 변조된 심벌들에 대한 연판정(Soft Decision) 심벌들을 출력하는 과정과, 상기 연판정 심벌들을 이용하여 상기 복수의 송신안테나들로부터의 변조된 심벌들에 대하여 각각 복호화 비트들과 부호화 비트의 로그 우도비(Log Likehood Ratio: LLR)를 생성하는 과정과, 상기 복수의 송신안테나들로부터의 각각의 상기 복호화 비트들과 상기 부호화 비트의 LLR 값을 사용하여 비트의 신뢰성에 따라 반복적으로 간섭제거를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, in a receiving method for interference cancellation in a multi-antenna system, receiving the modulated symbols from a plurality of transmit antennas, Outputting soft decision symbols for each of the symbols; and log likehood ratios of decoded bits and encoded bits for modulated symbols from the plurality of transmission antennas using the soft decision symbols, respectively. Generating an LLR, and repeatedly performing interference cancellation based on reliability of bits using the decoding bits and the LLR values of the encoding bits from the plurality of transmission antennas. It features.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
이하, 본 발명은 다중안테나 시스템에서 간섭제거와 최대비 결합을 수행하는 검출과 복호화를 반복수행하여 신뢰성을 향상시키는 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus and method for improving reliability by repeatedly performing detection and decoding for performing interference cancellation and maximum ratio combining in a multi-antenna system will be described.
도 1은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 송신기 블럭도를 도시하고 있다.1 illustrates a transmitter block diagram in a multiple antenna system according to the present invention.
상기 도 1을 참조하면, NT 개의 모든 송신 안테나에 대해 단일 부호 방식이 사용되고, 모든 송신 안테나들의 NF 개의 모든 주파수 부채널에 대해 단일 변조 방식이 사용된다. 송신기는 부호기(100), 변조기(102), 디멀티플렉스(Demux)(104), 부캐리어 매핑기(106~106_n), IFFT부(108~108_n), RF 처리부(110~110_n)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, N T A single code scheme is used for all transmission antennas, and N F of all transmission antennas A single modulation scheme is used for all four frequency subchannels. The transmitter includes an
상기 부호기(100)는 부호화된 비트들을 제공하기 위해서 선택된 부호 방식에 따라 트래픽 데이터(즉, 정보 비트들)를 수신하여 부호화한다. 상기 부호화는 데이터 전송의 신뢰도를 증가시킬 수 있다. 선택된 부호 방식은 순환 중복 검사(Cyclic Redundancy Check: CRC), 길쌈부호(Convolution Code), 터보부호(Turbo Code), 블록부호(Block Code) 등의 임의의 결합을 포함할 수 있다.The
상기 변조기(102)는 상기 부호기(100)로부터의 부호 비트들을 소정 변조방식으로 변조하여 변조심벌들을 생성하여 상기 디멀티플렉서(104)로 출력한다. 여기서, 상기 변조방식에는 1개의 비트를 하나의 신호점(변조심벌)에 사상하는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 2개의 비트를 하나의 변조심벌에 사상하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 3개의 비트를 하나의 변조심벌에 사상하는 8PSK(10-ary Phase Shift Keying), 4개의 비트를 하나의 변조심벌에 사상하는 16QAM 등이 있다.The
상기 디멀티플렉서(104)는 상기 변조기(102)로부터의 변조 심벌들을 디멀티플렉싱하여 NT 개의 송신 안테나 수로 출력한다. 구현에 따라 디멀티플레싱되어 출 력되는 수는 유동적으로 바뀔 수 있다. 이후, 상기 디멀티플레싱된 NT 개의 변조 심벌들은 각각 부캐리어 매핑기들(106~106_n)로 제공된다.The
상기 부캐리어 매핑기(106~106_n)는 상기 디멀티플렉서(104)로부터 출력되는 해당 디멀티플렉싱된 변조 심벌들을 부캐리어 매핑 정보에 따라 각각의 부캐리어들로 매핑한다.The
상기 IFFT부(108~108_n)는 상기 부캐리어 매핑기(106~106_n)로부터의 변조 심벌들을 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)하여 시간 영역의 신호(OFDM 심벌로 지칭됨)로 변환한다. 이때, 상기 IFFT부(108~108_n)는 CP(Cyclic Prefix) 삽입 등을 수행할 수 있다.The
상기 RF 처리부(110~100_n)는 상기 IFFT부(108~108_n)로부터의 기저대역의 OFMD 심벌들을 RF(Radio Frequency) 대역의 신호로 변환하여 송신안테나를 통해 무선채널로 전송한다.The
도 2는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 수신기 블럭도를 도시하고 있다. 여기서, 상기 수신기는 소프트-입력 소프트-출력(Soft-Input Soft-Output) 복호기(208)와 소프트-입력 소프트-출력 간섭제거부(210) 사이에서 반복적으로 소프트 정보를 통과시킴으로써 복호를 수행한다.2 shows a receiver block diagram in a multiple antenna system according to the present invention. Here, the receiver performs decoding by repeatedly passing soft information between the soft-input soft-
상기 도 2를 참조하면, 상기 수신기는 복수의 RF 처리부(200~200_m), 복수의 FFT(202~202_m), 복수의 부캐리어 디매핑기(204~204_m), MIMO 검출기(206), 복호 기(208), 간섭제거부(210), 최대비 결합부(212)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the receiver includes a plurality of
복수의 RF처리기들(200~200_m) 각각은 필터(filter), 주파수 변환기 등의 구성들을 포함하며, 대응되는 안테나를 통해 수신된 RF 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하여 디지털 신호로 출력한다.Each of the plurality of
복수의 FFT연산기들(202-1~202-m) 각각은 대응되는 RF처리기들(200~200_m)로부터의 데이터를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.Each of the plurality of FFT operators 202-1 ˜ 202-m performs fast Fourier transform of data from the
복수의 부캐리어 디매핑기들(204-1~204-m) 각각은 사용된 부캐리어 구조에 따라 대응되는 상기 FFT연산기들(202-1~202-m)로부터의 주파수 영역의 데이터들을 정렬하여 상기 MIMO 검출기(206)로 출력한다.Each of the plurality of subcarrier demappers 204-1 to 204-m sorts the data of the frequency domain from the corresponding FFT operators 202-1 to 202-m according to the used subcarrier structure. Output to the
상기 MIMO 검출기(206)는 상기 부캐리어 디매핑기들(204-1~204-m)로부터 데이터들(송신기에서 생성된 변조 심벌들)을 제공받아 변조 심벌에 대한 심벌 디매핑하여 복조를 수행한 후, 그리고, 전송된 부호화 비트들의 연판정 심벌(Soft Decision Symbol)들을 상기 복호기(208)로 제공한다. 여기서, 상기 MIMO 검출기(206)는 ML(Maximum Likelihood) 혹은 최소 평균 제곱 오차 (Minimum Mean Square Error: 이하 "MMSE"라 칭함) 검출방식으로 구현가능하며, 모든 NT 송신 안테나의 NF 주파수 부캐리어들로부터 연판정 심벌(soft decision symbol)을 이끌어낸다. 각 연판정 심벌들은 송신기에 의해 전송된 부호화 비트의 추정으로부터 얻어진다. 또한, 상기 연판정 심벌들은 로그 우도비(Log Likelihood Ratio: 이하 "LLR"라 칭함)로써 표현된다.The
상기 복호기(208)는 상기 MIMO 검출기(206)로부터의 연판정 심벌들을 제공받아 송신기에서 사용된 부호화 방식을 기반하여 복호화한다. 이때, 상기 복호기(208)는 상기 간섭제거기(210)로 부호화 비트의 LLR 값과 경판정(Hard Decision)된 복호화 비트들을 제공한다. 여기서, 상기 복호기(208)는 터보부호(Turbo code), 길쌈부호(Convolutional Code) 등으로 구현될 수 있다.The
상기 간섭제거기(210)는 상기 복호기(208)로부터의 복호화 비트들을 재부호화하고, 상기 재부호화 비트들과 상기 복호기(208)로부터의 부호화 비트의 LLR 값을 가지고, 상기 간섭제거기(210)는 하나의 전송 신호를 원상태로 복구하기 위해서 간섭제거를 수행할지 않을지를 결정한다. 그리고, 간섭제거를 수행할 시, 상기 MIMO 검출기의 입력신호(r)에서 간섭신호()를 빼서 상기 최대비 결합부(212)로 출력한다. 상기 간섭제거기(210)의 상세한 기능은 하기 도 3에서 설명하기로 한다.The
상기 최대비 결합부(212)는 상기 간섭제거기(210)로부터 간섭이 제거된 신호를 최대비 결합을 수행하여 신호를 복구한다.The maximum
여기서, 상기 간섭제거기부(210)가 간섭제거 스킴으로 갱신하지 않는 부호화 비트에 대해서, 상기 복호기(208)는 복호화를 수행하기 위해서 이전 반복(pervious iteration)의 소프트 정보(soft information)를 사용한다. 이로써, 간섭제거와 최대비 결합을 수행하는 검출과 복호화는 많은 횟수를 반복함으로써 반복적인 검출과 복호 과정 동안, 비트 판정의 신뢰성은 각 반복으로 향상된다.Here, for coded bits that are not updated by the
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기에서 간섭제거 장치를 상세히 도시 하고 있다.3 illustrates an interference cancellation apparatus in a receiver according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 간섭제거부(210)는 부호기(300), 경판정부(302), 비교부(304), 변조기(306), 채널 시뮬레이터(308), 상기 신호 합성부(310)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the
상기 부호기(300)는 다른 송신 안테나로부터의 재부호화 비트들을 제공하기 위해 상기 도 2의 복호기(206)로부터의 복호화 비트들을 송신기에서 사용한 부호방식으로 다시 재부호화한다.The
상기 경판정부(302)는 상기 도 2의 복호기(208)로부터의 부호화 비트들의 LLR 값들을 기설정된 임계값과 비교하여, 상기 LLR의 절대값들이 상기 임계값보다 클 경우만 부호화 비트의 LLR은 경판정 이진 비트로 변환한다. 여기서, 부호화 비트들의 LLR 값이 상기 임계값보다 크다는 것은 상기 LLR 값을 가지는 비트에 대해 신뢰성이 있다는 의미이다.The
상기 비교부(304)는 상기 부호기(300)로부터의 재부호화 비트들과 상기 경판정부(302)로부터의 경판정 이진 비트들을 비교한다. 여기서, 두 관련 비트들 값이 같다 것은 해당 비트에 신뢰성 있다는 것을 의미한다.The
따라서, 만일 같은 주파수 부캐리어 동안, 특별한 송신 안테나를 위한 재부호화 비트들과 부호화 비트의 LLR로부터의 경판정에 의해 결정되는 해당 이진 비트들이 일치한다면, 그때, 상기 변조기(306)는 재부호화 비트를 변조 심벌(QPSK, 16QAM, 64 QAM)로 재변조한다. 그리고, 재변조된 심벌을 상기 채널 시뮬레이터(308)로 제공한다.Thus, during the same frequency subcarrier, if the recoding bits for a particular transmit antenna and the corresponding binary bits determined by hard decision from the LLR of the encoding bit coincide, then the
만약, 그렇치 않다면, 부호화 비트들의 LLR이 경판정 보다 작거나 혹은 재부호화 비트들이 부호화 비트의 LLR로부터 경판정 이진 비트와 다를 경우, 재부호화 비트들은 해당 송신 안테나의 간섭을 생성하기 위해 사용되지 않을 것이다. 하나의 송신 안테나를 위한 상기 간섭제거는 다른 NT-1 송신 안테나를 위한 오직 모든 재 부호화 비트가 간섭을 생성하는데 이용되는 것이 적임일 경우에만, 하나의 송신 안테나를 위한 상기 간섭제거가 수행될 것이다.If not, if the LLR of the encoded bits is less than the hard decision or the recoded bits are different from the hard decision binary bits from the LLR of the encoded bit, the recoded bits will not be used to generate interference of the corresponding transmit antenna. . The interference cancellation for one transmit antenna will only be performed if the interference cancellation for one transmit antenna is appropriate only if all re-coded bits for the other N T -1 transmit antennas are suitable to be used to generate interference. .
간섭제거를 수행하기 위해서, 각 주파수 부캐리어 동안, 상기 채널 시뮬레이터(308)는 재변조된 심벌 과 채널행렬 를 곱한다. 즉, 원하는 송신 안테나의 데이터를 제외한 다른 송신 안테나들로부터의 변조 심벌들에 대해 간섭 신호()를 생성한다.In order to perform interference cancellation, during each frequency subcarrier, the
여기서, 상기 은 L-번째 주파수 부캐리어 동안에 다른 NT-1 송신 안테나(원하는 송신 안테나 제외)와 NR 수신 안테나 사이의 채널추정 값이다. 상기 은 L 번째 주파수 부캐리어를 제외한 송신 안테나들과 대응하는 NT-1 재변조 심벌들이다. 상기 는 하기 <수학식 1>로 표현된다.Here, Is the channel estimate between the other N T -1 transmit antennas (except the desired transmit antenna) and the N R receive antennas during the L-th frequency subcarrier. remind Are N T -1 remodulation symbols corresponding to transmit antennas except the L th frequency subcarrier. remind Is expressed by Equation 1 below.
여기서, 상기 n은 데이터가 복구되는 송신 안테나의 인덱스이고, 상기 L은 주파수 부캐리어의 인덱스이다.Where n is the index of the transmit antenna from which data is recovered and L is the index of the frequency subcarrier.
따라서, 추정된 간섭 성분은 으로 표현되며. 상기 신호 합성부(310)로 제공된다.Thus, the estimated interference component Represented by. The
상기 신호 합성부(310)는 상기 도 2의 MIMO 검출기(206)의 입력신호(r)에서 상기 채널 시뮬레이터(308)로부터의 간섭신호()를 빼서 n번째 송신 안테나로부터 전송된 심벌을 추정한다. 상기 추정된 전송 심벌()은 하기 <수학식 2>로 표현된다. The
여기서, 상기 r은 상기 도 2의 MIMO 검출기(206)의 입력신호로써, 다중 송신 안테나로부터의 모든 변조 심벌들이 포함되어 있고, 상기 는 n 번째 송신 안테나로부터의 변조 심벌을 제외한 그 이외의 다른 송신 안테나들로부터의 변조 심벌들로써 n 번째 송신 안테나 입장에서 간섭신호가 된다.Here, r is an input signal of the
상기 채널 시뮬레이터(308)로부터 간섭제거 후, MIMO 채널은 NT 단일 입력 다중 출력(Single Input Multiple Output: SIMO) 채널로 분해된다. 간섭제거 후 NR×1개의 복구된 벡터 심벌들은 그때 최대비 결합(Maximum Ratio Combining:이하 "MRC"라 칭함)을 수행한다. 만일 해당 SIMO 채널응답의 추정이 로 표현되면, 상 기 MRC는 전송된 심벌들을 하기 <수학식 3>을 이용하여 복구한다. 상기 MRC는 상기 도 2의 최대 결합부(212)에서 수행된다.After interference cancellation from the
여기서, 상기는 최대비 결합으로 복구된 전송된 심벌이고, 상기 는 SIMO 채널추정 값이고, 상기 는 추정된 전송 심벌이고, 상기 는 2 놈(norm) 연산기호이다.Here, Is the transmitted symbol recovered with the maximum ratio combining, and Is the SIMO channel estimate value, and Is an estimated transmission symbol, and Is a two norm operator.
복구된 전송 심벌들()은 이때 복조되고, 복조된 부호화 비트의 LLRs은 계산되어 복호기(206)로 통과한다. 간섭제거는 수행되지 않는 경우에, 이전 반복의 해당 비트의 소프트 정보가 복호기(206)에서 사용된다.Recovered transmit symbols ( ) Is then demodulated, and the LLRs of the demodulated coded bits are calculated and passed to the
복호와 간섭제거는 많은 횟수로 반복된다. 일반적으로 반복 횟수는 고정이거나 유동적이다. 후자의 경우(유동적인 경우), PER(Packet Error Rate)이 일정 크기에 수렴되거나 혹은 도달할 때, 가장 나쁜 혹은 평균 LLR이 특별한 크기에 도달할 때 혹은 약간 다른 기준에 만족할 때, 정지 기준(stop criterion for the number of iteration)에 의해 트리거된다.Decoding and interference cancellation are repeated many times. In general, the number of repetitions is fixed or fluid. In the latter case (fluid case), when the packet error rate (PER) converges or reaches a certain magnitude, when the worst or average LLR reaches a particular magnitude, or meets a slightly different criterion, triggered by criterion for the number of iteration.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중안테나 시스템에서 수신기 동작 흐름도를 도시하고 있다.4 is a flowchart illustrating an operation of a receiver in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 수신기는 400 단계에서 송신기로부터 변조 심벌들을 수신한다. 상기 송신기는 NT 개의 모든 송신 안테나에 대해 단일 부호 방식이 사용되고, 모든 송신 안테나들의 NF 개의 모든 주파수 부채널에 대해 단일 변조 방식이 사용된다. Referring to FIG. 4, the receiver receives modulation symbols from a transmitter in
이후, 상기 수신기는 402 단계에서 송신기로부터 수신한 변조심벌에 대한 연판정 심벌들을 출력한다. 상기 연판정 심벌을 ML 검출 또는 MMSE 검출 방식에 기반으로 출력된다.Thereafter, the receiver outputs soft decision symbols for the modulation symbols received from the transmitter in
이후, 상기 수신기는 404 단계에서 상기 연판정 심벌을 이용하여 복호화 비트와 부호화 비트의 LLR 값을 출력한다.In
이후, 상기 수신기는 406 단계에서 상기 복호화 비트인지 부호화 비트의 LLR 값인지를 확인하여, 복호화 비트인 경우 408 단계에서 복호화 비트를 재부호화한다, 만약, 부호화 비트의 LLR 값이면, 상기 수신기는 410 단계에서 상기 LLR 값이 기설정된 임계치와 비교하여 임계치보다 크면, 412 단계에서 경판정을 수행하여 LLR 값에 대한 이진 비트를 출력한다. 만약, 상기 부호화 비트의 LLR 값이 임계치보다 작으면, 해당모드로 진행한다. 상기 해당모드에서는 해당 비트에 대한 신뢰성이 없으므로 간섭제거를 수행하지 않고 이전 반복의 해당 비트의 소프트 정보를 이용하여 복호화한다.Thereafter, the receiver checks whether the decoding bit or the LLR value of the encoding bit is determined in
이후, 상기 수신기는 414 단계에서 재부호화 비트와 LLR 값에 대한 이진 비트값이 같으면, 416 단계에서 상기 비트들을 재변조를 수행한다. 만약, 재부호화 비트와 LLR 값에 대한 이진 비트값이 다르면, 해당모드로 진행한다.Then, in
이후, 상기 수신기는 418 단계에서 상기 재변조된 심벌과 채널추정을 곱하여 간섭 추정을 수행한다. 이때 상기 재변조된 심벌은 해당 송신 안테나를 제외한 다른 송신 안테나들로부터의 전송 비트에 대한 재변조 심벌이고, 상기 채널추정을 상기 다른 송신 안테나들과 수신안테나들 사이의 채널응답으로 추정된다.In
이후, 상기 수신기는 420 단계에서 수신신호에서 간섭 추정 신호를 빼서 간섭제거를 수행한다.In
이후, 상기 수신기는 422 단계에서 간섭제거된 신호에 대해서 최대비 결합을 수행하여 신호를 복구한다.Thereafter, the receiver recovers the signal by performing the maximum ratio combining on the interference canceled signal in
이후, 본 발명의 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the algorithm of the present invention terminates.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이, 채널 인터리빙을 사용하지 않는 다중안테나 시스템에서 소프트 정보를 반복적으로 이용하여 데이터를 복호함으로써, 신뢰성 있는 복호를 수행할 수 있는 이점이 있다.As described above, in a multi-antenna system that does not use channel interleaving, data is repeatedly decoded using soft information, thereby providing an advantage that reliable decoding can be performed.
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