KR100684423B1 - Map decoder for decision function cancellation device - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기에 관한 것임.The present invention relates to a map decoder for the determination function in the interference cancellation device.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 간섭제거기 내부에서의 역확산/판정/확산/제거하는 과정에서 신호 판정 과정을 MAP(Maximum a Posteriori Probability) 복호기로 구현함으로써, 간섭 제거 장치의 성능과 심볼 복호 성능을 증가시키기 위한 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기를 제공하고자 함.The present invention implements a signal determination process as a MAP (Maximum a Posteriori Probability) decoder in the process of despreading / determining / spreading / removing in an interference canceller, thereby increasing interference and symbol decoding performance of the interference canceller. To provide a map decoder for the decision function in the removal device.
3. 발명의 해결방법의 요지 3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 역확산, 판정, 재확산, 간섭제거 기능을 수행하는 간섭제거장치에서의 판정기능 수행시에, 상기 역확산 기능 수행 결과값으로부터 확률을 추정하기 위한 확률추정수단; 상기 확률추정수단에서 추정된 확률로부터 사용자별 복호 심볼값에 따라 메트릭을 발생하기 위한 메트릭 발생수단; 상기 메트릭 발생수단에서 발생된 메트릭으로부터 심볼의 확률값(APP)을 계산하고, 계산된 APP로부터 최대 확률을 갖는 상기 사용자별 복호 심볼값을 판정하여 상기 재확산 기능 수행시 입력값으로 제공하기 위한 사용자별 복호 심볼값 판정수단을 포함함.The present invention provides probability estimating means for estimating a probability from a result of performing a despreading function when performing a determination function in an interference canceling apparatus that performs despreading, determining, respreading, and interference canceling functions; Metric generating means for generating a metric according to a decoding symbol value for each user from the probability estimated by the probability estimating means; The probability value APP of the symbol is calculated from the metric generated by the metric generating means, and the user-specific decoding symbol value having the maximum probability from the calculated APP is determined and provided as an input value when the respreading function is performed. Decoding symbol value determining means is included.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 간섭제거장치의 판정기능 등에 이용됨.The present invention is used in the determination function of the interference cancellation device.
맵 복호기, 확률 갱신, 간섭제거기, 메트릭 발생Map Decoder, Probability Update, Interference Canceller, and Metric Generation
Description
도 1 은 본 발명이 적용되는 간섭제거장치의 구성예시도.1 is an exemplary configuration diagram of an interference cancellation apparatus to which the present invention is applied.
도 2 는 본 발명에 따른 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기에 대한 일실시예 구성도.2 is a block diagram of an embodiment of a map decoder for a determination function in an interference cancellation device according to the present invention;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
21 : 확률계산기 22 : 메트릭 발생기21: Probability Calculator 22: Metric Generator
23 : 사용자 복호기1 ~ 사용자 복호기K23:
본 발명은 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 셀룰라 이동통신시스템, 개인휴대통신시스템(PCS : Personal Communication System), 주파수공용통신시스템(TRS : Trunk Radio System), 외국에서 사용중인 타 이동통신시스 템, 현재 북미방식과 유럽방식으로 추진되고 있는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 등과 같은 차세대 이동통신시스템 등과 같은 무선통신시스템의 기지국 수신기에 시스템의 용량을 증대시키기 위해 다른 사용자의 신호를 추정하여 제거함으로써, 간섭을 줄여 신호 대 잡음비를 높일 수 있는 간섭 제거 장치에 관한 것이다.The present invention provides a Code Division Multiple Access (CDMA) cellular mobile communication system, a Personal Communication System (PCS), a Trunk Radio System (TRS), and other mobile devices used in foreign countries. System capacity in base station receivers of wireless communication systems such as telecommunication systems, next generation mobile communication systems such as IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000) and UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) The present invention relates to an interference cancellation device that can increase the signal-to-noise ratio by reducing interference by estimating and removing another user's signal in order to increase the signal density.
일반적으로 CDMA 시스템은 무선채널 혹은 사용자의 코드에 의해 구별된다. 종래의 수신기는 수신된 신호에서 코드간의 직교성을 이용하여 목적하는 사용자의 신호만을 추출하여 사용하였으나, 차세대이동통신(IMT-2000)시스템의 무선 서비스에 적용될 광대역 CDMA의 기지국 수신기에는 다른 사용자에 의한 간섭을 제거하기 위한 간섭제거기가 필요하다. 즉, 간섭 제거기는 수신된 신호에서 타 사용자들의 신호를 추정하여 제거함으로써, 목적하는 사용자의 신호 대 잡음비를 높이고, 이를 통해 통화품질과 시스템의 용량을 증대시킨다. 간섭제거기는 안테나에서 수신된 신호를 역확산/판정/재확산/간섭제거의 과정을 수행한 후에 역확산/재판정의 과정을 거쳐 1차 간섭제거 결과를 출력한다. 이때, 역확산과 재확산 사이의 판정부에서는 일반적으로 가장 간단한 바이너리 경판정 방식을 많이 사용하였다.In general, CDMA systems are distinguished by radio channel or user code. Conventional receivers extract and use only the target user's signal using the orthogonality between the codes from the received signals, but interference by other users in the base station receiver of the broadband CDMA to be applied to the wireless service of the next generation mobile communication (IMT-2000) system. An interference canceller is needed to eliminate this problem. That is, the interference canceller estimates and removes signals of other users from the received signal, thereby increasing the signal-to-noise ratio of the desired user, thereby increasing call quality and system capacity. The interference canceller performs a process of despreading / deciding / respreading / interfering a signal received from the antenna and then outputs a first interference cancellation result through a process of despreading / re-determining. In this case, the decision unit between despreading and respreading generally used the simplest binary hard decision method.
그러나, 역확산과 재확산부 사이의 임시 판정부에서 바이너리 경판정 방식을 사용할 경우 정합 필터의 적분 결과를 단순한 0-1로 나눌뿐이므로 구현이 간단하고 속도가 빠르지만 간단한 만큼 심볼을 오판할 가능성이 높다. 따라서, 오판한 결과는 제거되지 않아야 할 신호를 제거함으로써, 간섭제거 결과에 치명적인 영향을 미치는 문제점이 있었다. 또한, 간섭제거 과정의 반복을 통해 오판단이 정정될 수는 있으나 반드시 정정되는 것은 아니며 정정되는 경우에도 초기 임시 판정의 정확도가 높은 경우에 비해 반복 회수가 많은 불편한 문제점이 있었다.However, if the binary hard decision method is used in the temporary decision unit between despreading and respreading, the integration result of the matched filter is only divided by 0-1. This is high. Therefore, there is a problem that the wrong result has a fatal effect on the interference cancellation result by removing the signal that should not be removed. In addition, although the misjudgment may be corrected through repetition of the interference elimination process, it is not necessarily corrected, and even if corrected, the number of repetitions is inconvenient compared to the case where the accuracy of the initial temporary decision is high.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 간섭제거기 내부에서의 역확산/판정/확산/제거하는 과정에서 신호 판정 과정을 MAP(Maximum a Posteriori Probability) 복호기로 구현함으로써, 간섭 제거 장치의 성능과 심볼 복호 성능을 증가시키기 위한 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and by implementing a signal determination process in the process of despreading / determining / spreading / removing in the interference canceller with a MAP (Maximum a Posteriori Probability) decoder, It is an object of the present invention to provide a map decoder for a determination function in an interference cancellation device for increasing the performance of the removal device and the symbol decoding performance.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 역확산, 판정, 재확산, 간섭제거 기능을 수행하는 간섭제거장치에서의 판정기능 수행시에, 상기 역확산 기능 수행 결과값으로부터 확률을 추정하기 위한 확률추정수단; 상기 확률추정수단에서 추정된 확률로부터 사용자별 복호 심볼값에 따라 메트릭을 발생하기 위한 메트릭 발생수단; 상기 메트릭 발생수단에서 발생된 메트릭으로부터 심볼의 확률값(APP)을 계산하고, 계산된 APP로부터 최대 확률을 갖는 상기 사용자별 복호 심볼값을 판정하여 상기 재확산 기능 수행시 입력값으로 제공하기 위한 사용자별 복호 심볼값 판정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, a probability estimation for estimating a probability from the result of performing the despreading function at the time of performing the determination function in the interference eliminating device for performing the despreading, determining, respreading, and interference canceling functions. Way; Metric generating means for generating a metric according to a decoding symbol value for each user from the probability estimated by the probability estimating means; The probability value APP of the symbol is calculated from the metric generated by the metric generating means, and the user-specific decoding symbol value having the maximum probability from the calculated APP is determined and provided as an input value when the respreading function is performed. And decoding symbol value determining means.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명이 적용되는 간섭제거장치의 구성예시도이다.1 is an exemplary configuration diagram of an interference cancellation apparatus to which the present invention is applied.
도 1에 도시된 바와 같이, 간섭제거기는 간섭제거부(11)와, 역확산부(12), 재확산부(13)와, 판정부(14)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the interference canceller includes an
간섭제거부(11)는 재확산부(13)에서 출력된 K개의 재확산된 신호를 전달받아 자신을 제외한 K-1개의 다른 사용자의 신호를 더하고, 원래의 자신의 신호로부터 합산된 다른 사용자들의 신호를 뺀다.The
역확산부(12)는 필터 뱅크로 이루어져 있으며 여러명의 사용자 신호가 혼합된 신호를 받아들여 각각을 사용자별로 역확산시킨 K개의 신호를 출력한다. The
재확산부(13)는 판정된 신호를 받아들여, 사용자별로 부여된 확산 코드와 채널의 페이딩값을 곱하여 원래 신호로 재생시킨다.The respreading
판정부(14)는 역확산된 K개의 신호를 받아들여 바이너리 판정을 수행하는 것으로, 판정된 K개의 신호는 재확산부(13)를 통해 입력된다. 여기서, 판정부에 대한 자세한 설명은 후술되는 바와 같다.The
즉, 간섭제거기는 원하는 신호품질에 도달할때까지 역환산/판정/재확산/간섭제거 기능을 반복 수행한 후, K개의 사용자 신호를 출력한다.That is, the interference canceller repeatedly performs the inversion, determination, respread, and interference cancellation function until the desired signal quality is reached, and then outputs K user signals.
도 2 는 본 발명에 따른 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기에 대한 일실시예 구성도로서, 상기 역확산 기능 수행 결과값으로부터 확률을 추정하기 위한 확률계산기(21)와, 상기 확률계산기(21)에서 추정된 확률로부터 사용자별 복호 심볼값에 따라 메트릭을 발생하기 위한 메트릭 발생기(22)와, 상기 메트릭 발생기(22)에서 발생된 메트릭으로부터 심볼의 확률값(APP)을 계산하고, 계산된 APP로부터 최대 확률을 갖는 상기 사용자별 복호 심볼값을 판정하여 상기 재확산 기능 수행시 입력값으로 제공하기 위한 사용자별 복호기(23)을 구비한다.2 is a block diagram of a map decoder for determining a function in an interference cancellation apparatus according to an embodiment of the present invention, and includes a
여기서, 다중 사용자용으로 구현된 맵 복호기는 단일 사용자용인 맵 복호기의 파라미터를 확장시켜 사용자간 간섭을 고려한 파라미터를 갖는다.Here, the map decoder implemented for multi-users has parameters that consider interference between users by extending the parameters of the map decoder for a single user.
즉, 맵 복호기는 확률을 계산하는 기능, 메트릭을 계산하는 기능, 사용자별 복호 기능으로 구성되며, 복호기로 입력된 K명의 사용자 신호가 처리되는 흐름은 확률계산기(21)/메트릭 발생기(22)/사용자 복호기(23)의 순서이며, 도 2와 같이 복호된 K개의 신호는 메트릭 발생기(22)로 재입력된다.That is, the map decoder consists of a function of calculating a probability, a function of calculating a metric, and a decoding function for each user. The flow of processing K user signals input to the decoder is based on a
일반적으로, 맵 복호기는 입력받은 채널 심볼의 APP(A Posteriori Probabaility)를 산출함으로써 복호한다. 즉, 메트릭 를 입력받아 APP 를 계산한다. 그러나, 다중 사용자 환경에서는 확률 가 다중 사용자 간섭때문에 전체 벡터 y에 상관하게 된다. 따라서, 입력 메트릭은 , 출력 확률은 이 된다. In general, the map decoder decodes an A Posteriori Probabaility (APP) of the received channel symbol. That is, the metric Take input APP Calculate However, in a multiuser environment, the probability Is correlated to the overall vector y due to multi-user interference. Therefore, the input metric is , The output probability is Becomes
확률계산기(21)는 정합 필터(Matched Filter) 뱅크에서 나온 K명의 사용자 심볼 을 받아들여 다중 사용자 환경에서의 k 번째 사용자 심볼의 확률을 다음의 [수학식 1]과 같이 계산한다.
여기서, 메트릭 발생기(22)는 확률계산기(21)에서 계산된 확률 를 받아들여 메트릭 를 다음의 [수학식 2]와 같이 계산한다.Here, the
여기서, 는 복호된 K개의 심볼 확률의 곱이다.here, Is the product of the decoded K symbol probabilities.
맵 복호기의 사용자복호기(23)는 메트릭 발생기(22)로부터 메트릭을 입력받아 심볼의 APP(a Posteriori probabaility)를 추산하여 최대 확률을 갖는 데이터비트를 결정한다.The
APP는 순방향과 역방향으로 트렐리스 다이아그램을 추적함으로써 추산되며, 다음의 [수학식3]과 같이 표현한다.The APP is estimated by tracking the trellis diagram in the forward and reverse directions, and is expressed as Equation 3 below.
여기서, 순방향 메트릭 과 역방향 메트릭 은 재귀적으로 구해지며, 양방향 매트릭스를 구하여 APP를 추산하는 과정은 다음과 같다.Where forward metrics And reverse metrics Is obtained recursively, and the process of estimating APP by obtaining a bidirectional matrix is as follows.
첫째, 초기값을 설정하는 것으로 다음의 [수학식 4]와 같다.First, the initial value is set as shown in Equation 4 below.
둘째, yt를 입력받아 하기의 [수학식 5]과 같이 나타낸다. Second, the y t is input as shown in Equation 5 below.
상기와 같이 계산하고 저장한다.Calculate and store as above.
셋째, 모든 y시퀀스를 입력받은 후 β를 계산하며, 다음의 [수학식 6]과 같이 나타낸다.Third, β is calculated after receiving all y sequences, and is represented by Equation 6 below.
마지막으로, 상기 [수학식4]에서 정의된 대로 APP를 계산하고, 최대 확률을 갖는 심볼을 판정한다.Finally, the APP is calculated as defined in Equation 4 above, and the symbol having the maximum probability is determined.
간섭제거기는 원하는 신호품질에 도달할 때까지 역환산/판정/재확산/간섭제거 기능을 반복 수행할 때, 맵 복호기의 메트릭 발생기(22)는 확률계산기(21)의 출력 와 맵 복호기의 판정모듈의 결과인 를 이용하여 갱신된 확률 를 계산한다.When the interference canceller repeatedly performs the inversion, determination, respread, and interference cancellation functions until the desired signal quality is reached, the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 다중 사용자 환경을 고려한 맵 복호기를 구현하여 간섭제거기와 결합시킴으로써, MAP 디코더에서의 심볼의 판정 정확도를 높였고, 심볼의 판정 정확도가 높아짐에 따라 간섭제거기의 간섭제거 효과를 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
As described above, the present invention implements a map decoder in consideration of a multi-user environment and combines it with an interference canceller, thereby improving symbol accuracy in a MAP decoder and improving interference cancellation effects of an interference canceller as the symbol accuracy increases. There is an effect that can be raised.
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KR980012986A (en) * | 1996-07-12 | 1998-04-30 | 사와무라 시코우 | Code Division Multiple Access Receiver |
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