KR100789754B1 - 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을이용한 최대우도 검파방법 - Google Patents

다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을이용한 최대우도 검파방법 Download PDF

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KR100789754B1
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maximum likelihood
likelihood detection
matrix
reduction algorithm
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정병장
안재영
이경천
전주환
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한국전자통신연구원
한국과학기술원
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    • H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
    • H04L1/0054—Maximum-likelihood or sequential decoding, e.g. Viterbi, Fano, ZJ algorithms

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신단에서 송신신호를 검파할 때 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 후 순차 격자탐색 방식을 적용하여 송신신호의 최대우도 검파값을 계산하는, 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 다중입력 다중출력 시스템에서 다경로 무선채널을 통해 전송된 수신신호에서 제1 송신신호의 최대우도 검파방법에 있어서, 상기 다경로 무선채널의 제1 채널행렬에 대비하여 직교성이 높은 제2 채널행렬로 변환시키기 위한 변환행렬을 계산하는 단계; 격자 리덕션 알고리즘에 따라 상기 제1 채널행렬 및 상기 변환행렬을 이용하여 상기 제2 채널행렬을 계산하는 단계; 상기 수신신호 및 상기 제2 채널행렬을 이용해 제2 송신신호를 검파하는 단계; 및 상기 제2 송신신호가 최대우도 검파값인지에 따라 상기 제1 송신신호를 계산하는 제1 송신신호 계산 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 다중입력 다중출력 시스템 등에 이용됨.
다중입력 다중출력(MIMO), 최대우도 검파기법, 순차 격자탐색 방식, 격자 리덕션 알고리즘(lattice reduction)

Description

다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법{Method of maximum likelihood detection using lattice reduction in multi-input multi-output system}
도 1은 종래의 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템에 대한 일실시예 구성도,
도 2는 종래의 순차 격자탐색 방식에 대한 일실시예 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 4a는 본 발명이 적용되는 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템에서 검파방법에 따른 비트 에러율과 신호 대 잡음비에 대한 일실시예 그래프,
도 4b는 본 발명이 적용되는 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템에서 검파방법에 따른 실수 곱셈 계산량에 대한 일실시예 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
1; M개의 송신 안테나
2; N개의 수신 안테나
본 발명은 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신단에서 송신신호를 검파할 때 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 후 순차 격자탐색 방식을 적용하여 송신신호의 최대우도 검파값을 계산하는, 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법에 관한 것이다.
다중입력 다중출력(Multi Input Multi Output; 이하, "MIMO"라 함) 시스템은 송신단과 수신단에서 동시에 다수의 안테나를 사용하여 통신용량을 확장시키는 시스템이다.
이하, 도 1을 참조하여 MIMO 시스템에 대하여 구체적으로 살펴본다.
도 1은 종래의 MIMO 시스템에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, MIMO 시스템은 주파수 자원이 한정된 무선통신 시스템에서 전송속도를 높이기 위해 넓은 주파수 대역폭을 사용하는 대신에 M개의 송신 안테나(1)와 N개의 수신 안테나(2)를 사용하여 각 안테나를 통해 서로 다른 데이터를 전송함으로써 통신용량(즉, 데이터 전송 속도 및 전송 용량)을 높일 수 있는 무선통신 시스템이다.
상기 MIMO 시스템에서 수신신호는 수학식 1과 같이 나타난다.
Figure 112006054808195-pat00001
수학식 1을 참조하면, MIMO 시스템은 M개의 송신 안테나(1)에서 각각 다르게 송신된 송신신호
Figure 112006054808195-pat00002
, 상기 송신신호
Figure 112006054808195-pat00003
가 수신 안테나(2)에 수신되기 전 거치는 다경로 무선채널
Figure 112006054808195-pat00004
, 상기 다경로 무선채널
Figure 112006054808195-pat00005
를 거쳐 N개의 수신 안테나(2)에서 수신된 수신신호
Figure 112006054808195-pat00006
, 수신 안테나(2)에 더해지는 잡음신호
Figure 112006054808195-pat00007
으로 나타낸다. 이때, 상기
Figure 112006054808195-pat00008
는 N×M 채널행렬이고, 상기
Figure 112006054808195-pat00009
는 M×1 송신신호 행렬이고, 상기
Figure 112006054808195-pat00010
은 N×1 정규분포 백색 잡음(AWGN) 행렬이다.
상기 MIMO 시스템은 다양한 형태의 구조로 구현될 수 있다. 특히, 공간다중화(spatial multiplexing) 구조는 각각의 송신단 안테나에서 독립적인 신호를 송신하고, 수신단 안테나에서 상기 송신신호를 검파한다. 이때, 상기 공간다중화 구조는 수신단의 송신신호 검파방식에 따라 최대 통신용량을 얻기 위한 성능이 좌우된다.
한편, 상기 MIMO 시스템은 공간다중화 구조가 적용됨에 따라 수신단에서 다수의 송신신호를 검파하는 대표적인 방식으로서 최대우도 검파기법(Maximum Likelihood; ML)을 사용한다.
상기 최대우도 검파기법은 상기 송신신호
Figure 112006054808195-pat00011
를 보냈을 때 수신신호
Figure 112006054808195-pat00012
를 받 을 조건부 확률을 계산한 값이 가장 커지는 송신신호
Figure 112006054808195-pat00013
를 선택하는 방식이다.
상기 조건부 확률은 수학식 1을 참조하여 수학식 2와 같이 나타낸다.
Figure 112006054808195-pat00014
이때, 상기 조건부 확률
Figure 112006054808195-pat00015
을 계산한 값이 가장 커지는 송신신호
Figure 112006054808195-pat00016
를 선택하는 것은 수학식 3을 만족시키는
Figure 112006054808195-pat00017
를 계산하는 것과 같다.
Figure 112006054808195-pat00018
상기 수학식 3을 만족시키는
Figure 112006054808195-pat00019
는 실수영역에서 일반적인 최소자승(Least Square;LS)의 문제이므로,
Figure 112006054808195-pat00020
의 의사역행렬(pseudo inverse)
Figure 112006054808195-pat00021
를 이용하여 쉽게 구할 수 있다.
하지만, 상기 수학식 3을 만족시키는
Figure 112006054808195-pat00022
는 정수영역에서 비활성 난해(Non-deterministic Polynomial-time hard; NP-hard)의 문제이다. 즉, 상기
Figure 112006054808195-pat00023
는 모든 조합을 전부 확인해야만 정확한 답을 구할 수 있다. 여기서, 상기
Figure 112006054808195-pat00024
가 실수영역 또는 정수영역에 있을 때, 상기 수학식 3의 계산과정은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
일반적인 MIMO 시스템에서 송신신호
Figure 112006054808195-pat00025
는 정수영역에 있으므로, 상기
Figure 112006054808195-pat00026
를 검파하기 위한 최대우도 검파기법은 계산량이 많다.
이로 인해, 준-최적 방식인 OSIC(Ordered Successive Interference Cancellation) 방식이 제안되었으나, 상기 최대우도 검파기법에 비해 낮은 성능을 가지며 수신단에서의 안테나 수가 충분하지 않은 경우에 성능 열화가 심해지는 단점이 있다.
따라서, 수신단에서 송신신호를 검파하는 방식은 상기 최대우도 검파기법의 계산량을 줄여 낮은 복잡성을 갖는 검파방식에 대한 연구가 진행되었다. 상기와 같은 대표적 검파방식은 구 복호화(sphere decoding) 방식과 순차 격자탐색(sequential lattice search) 방식이 있다.
상기 구 복호화 방식은 E. Viterbo and J. Boutros,“A universal lattice code decoder for fading channels,”IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 45, pp. 1639?1642, July 1999에 제안되었다.
상기 순차 격자탐색 방식은 도 2를 참고하여 구체적으로 살펴본다.
도 2는 종래의 순차 격자탐색 방식에 대한 일실시예 설명도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 순차 격자탐색 방식은 최소자승(LS)의 값인
Figure 112006054808195-pat00027
에서 가장 가까이에 위치한 격자포인트(lattice point)
Figure 112006054808195-pat00028
을 찾는다.
이때, 상기 격자포인트
Figure 112006054808195-pat00029
가 최대우도 검파값
Figure 112006054808195-pat00030
로 판별되면, 더 이상의 계산과정없이 검파를 종료한다. 하지만, 상기 격자포인트
Figure 112006054808195-pat00031
가 최대우도 검파값
Figure 112006054808195-pat00032
이 아닌 것으로 판별되면,
Figure 112006054808195-pat00033
에서 두번째로 가까이에 위치한 격자포인트
Figure 112006054808195-pat00034
가 최대우도 검파값
Figure 112006054808195-pat00035
인지를 판별한다. 이때, 도 2에서는
Figure 112006054808195-pat00036
가 최대우도 검파값임
Figure 112006054808195-pat00037
을 가정한다.
순차 격자탐색 방식은 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 최종적으로 최대우도 검파값
Figure 112006054808195-pat00038
을 찾는다. 여기서, 순차 격자탐색 방식의 구체적인 계산과정은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 순차 격자탐색 방식은 안테나 채널간의 상관성(correlation)이 낮은 경우 상기 채널행렬의 직교성(orthogonality)이 높아(즉, 채널행렬의 condition number가 낮아) 구 복호화 방식보다 적은 계산량을 갖지만, 안테나 채널간의 상관성이 높은 경우 상기 채널행렬의 직교성이 낮아(즉, 채널행렬의 condition number가 높아) 구 복호화 방식보다 많은 계산량을 갖는 단점이 있다.
따라서, 상기 순차 격자탐색 방식은 높은 직교성을 가지는 채널행렬을 이용하여 안테나 채널간 상관성에 상관없이 구 복호화 방식보다 적은 계산량으로 송신신호를 검파할 수 있어야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신단에서 송신신호를 검파할 때 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 후 순차 격자탐색 방식을 적용하여 송신신호의 최대우도 검파값을 계산하는, 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 더욱 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다중입력 다중출력 시스템에서 다경로 무선채널을 통해 전송된 수신신호에서 제1 송신신호의 최대우도 검파방법에 있어서, 상기 다경로 무선채널의 제1 채널행렬에 대비하여 직교성이 높은 제2 채널행렬로 변환시키기 위한 변환행렬을 계산하는 단계; 격자 리덕션 알고리즘에 따라 상기 제1 채널행렬 및 상기 변환행렬을 이용하여 상기 제2 채널행렬을 계산하는 단계; 상기 수신신호 및 상기 제2 채널행렬을 이용해 제2 송신신호를 검파하는 단계; 및 상기 제2 송신신호가 최대우도 검파값인지에 따라 상기 제1 송신신호를 계산하는 제1 송신신호 계산 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘(lattice reduction)을 이용한 최대우도 검파방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 3을 설명하기에 앞서, 상기 격자 리덕션 알고리즘은 다경로 무선채널의 채널행렬
Figure 112007068419627-pat00039
에 임의의 행렬
Figure 112007068419627-pat00040
(이하, "변환 행렬"이라 함)를 곱하여 높은 직교성을 갖는(즉, condition number가 낮은) 새로운 채널행렬
Figure 112007068419627-pat00041
(이하, "변환 채널행렬"이라 함)로 변환하는 것을 말한다. 즉, "변환 채널행렬(
Figure 112007068419627-pat00109
)"을 위해서는 변환 전의 "채널행렬(
Figure 112007068419627-pat00110
)"보다 상대적으로 높은 직교성을 가지게 만드는 "변환행렬(
Figure 112007068419627-pat00111
)"를 이용하게 된다. 따라서, "변환행렬(
Figure 112007068419627-pat00112
)"에 의해 "채널행렬(
Figure 112007068419627-pat00113
)"은 상대적으로 높은 직교성을 갖는 "변환 채널행렬(
Figure 112007068419627-pat00114
)"로 변환된다.
또한, 본 발명에 따른 MIMO 시스템은, 상기 수학식 1과 같이 수신신호
Figure 112006054808195-pat00042
와 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00043
에 의한 관계식이 성립한다. 이때, 상기 MIMO 시스템은 격자 리덕션 알 고리즘을 적용하기 위해 수학식 1의 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00044
에 임의의 행렬
Figure 112006054808195-pat00045
를 곱하여 수학식 4와 같이 변환한다.
Figure 112006054808195-pat00046
여기서, 변환 채널행렬은
Figure 112006054808195-pat00047
이며, 상기
Figure 112006054808195-pat00048
(이하, "변환 송신신호"라 함)는 정수값만 갖는 벡터로 한정되는데
Figure 112006054808195-pat00049
(즉,
Figure 112006054808195-pat00050
)이다.
따라서, 본 발명에 따른 MIMO 시스템은 격자 리덕션 알고리즘을 이용하여 직교성이 낮은(즉, condition number가 높은) 송신신호
Figure 112006054808195-pat00051
의 최대우도 검파값을 계산하지 않고, 직교성이 높은(즉, condition number가 낮은) 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00052
의 최대우도 검파값을 계산한다. 이후, 상기 MIMO 시스템은 변환 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00053
를 이용하여 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00054
를 검파하고,
Figure 112006054808195-pat00055
를 이용하여 원래의 송신신호
Figure 112006054808195-pat00056
를 계산할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MIMO 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, MIMO 시스템은 수신신호
Figure 112006054808195-pat00057
를 전송받으면, 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00058
를 변환 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00059
로 변환하기 위한 변환행렬
Figure 112006054808195-pat00060
를 계산한다(S10).
상기 변환행렬
Figure 112006054808195-pat00061
는 다양한 공지의 방식에 의해 계산된다. 이때, 상기 변환행렬
Figure 112006054808195-pat00062
는
Figure 112006054808195-pat00063
의 condition number를 최대한 작게 만족시키고, 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00064
와 원래의 송신신호
Figure 112006054808195-pat00065
가 일대일 대응되도록 하기 위하여 변환행렬의 역행렬
Figure 112006054808195-pat00066
와 함께 정수로만 구성된다.
특히, 본 발명에서는 상기 변환행렬
Figure 112006054808195-pat00067
를 계산하기 위해 LLL(Lenstra, Lenstra, Lovasz) 알고리즘을 사용한다. 상기 LLL 알고리즘은 A.K.Lenstra, H.W.Lenstra, and L.Lovasz "Factoring polynomials with rational coefficients” Mathematische Annalen, vol.261,pp. 515∼534,1982.와 D. Wubben, R. Bohnke, V. Kuhn, and K. D. Kammeyer, “Near-maximum-likelihood detection of MIMO systems using MMSE-based lattice-reduction,”in Proc. IEEE International Conference on Communications, San Francisco, CA, June 2004, pp. 798∼802.에 제안되어 있다.
상기 LLL 알고리즘은 Gram-Schmidt orthogonalization과 유사하여 다항적 시간(polynomial time)에 변환행렬
Figure 112006054808195-pat00068
를 계산할 수 있다.
이후, MIMO 시스템은 격자 리덕션 알고리즘을 이용하여 변환 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00069
를 계산한다(S11). 즉, 상기 MIMO 시스템은 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00070
에 상기에서 계산된 변환행렬
Figure 112006054808195-pat00071
를 곱하여 변환 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00072
를 계산한다(
Figure 112006054808195-pat00073
).
한편, MIMO 시스템은 수신신호
Figure 112006054808195-pat00074
와 변환 채널행렬
Figure 112006054808195-pat00075
를 이용하여 순차 격 자탐색 방식으로 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00076
를 검파한다(S12). 이때, 상기 MIMO 시스템은 순차 격자탐색 방식이 적용되는 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00077
의 격자점 개수를
Figure 112006054808195-pat00078
로 한정한다. 즉,
Figure 112006054808195-pat00079
에서, 상기 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00080
는 본래의 송신신호
Figure 112006054808195-pat00081
보다 많은 격자점을 갖는데, 변환행렬의 역행렬
Figure 112006054808195-pat00082
가 대각선 행렬(diagonal matrix)가 아니므로 본래의 송신신호
Figure 112006054808195-pat00083
의 각 원소(element)들을 서로 가감한 조합의 값이 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00084
가 되기 때문이다.
이로 인해, 상기 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00085
는 본래의 송신신호
Figure 112006054808195-pat00086
보다 많은 격자점을 갖는다. 상기 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00087
는 순차 격자탐색 방식으로 탐색해야 하는 영역이 증가하여 송신신호
Figure 112006054808195-pat00088
의 최대우도 검파값을 정확하게 구할 수 없다.
하지만, 본 발명에서는 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00089
의 격자점 개수를 어느 정도 큰 값인
Figure 112006054808195-pat00090
로 설정함으로써, 순차 격자탐색 방식으로 탐색한 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00091
의 최대우도 검파값에 의한 최종적인 송신신호
Figure 112006054808195-pat00092
의 최대우도 검파값이 종래의 방식에 의한 송신신호
Figure 112006054808195-pat00093
의 최대우도 검파값과 비교하여 무시할 수 있는 작은 성능차이를 나타낸다.
이후, MIMO 시스템은 상기와 같이 검파된 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00094
가 최대우도 검파값인지 판별한다(S13). 이때, 상기 MIMO 시스템은 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00095
가 최대우도 검파값이면, 상기 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00096
와 변환행렬
Figure 112006054808195-pat00097
에 의해 본래의 송신신호
Figure 112006054808195-pat00098
의 최대우도 검파값
Figure 112006054808195-pat00099
(즉,
Figure 112006054808195-pat00100
)을 계산한다(S14). 상기 MIMO 시스템은 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00101
가 최대우도 검파값이 아니면, 해당 변환 송신신호
Figure 112006054808195-pat00102
를 구하기 위한 순차 격자탐색을 수행한다.
도 4a는 본 발명이 적용되는 MIMO 시스템에서 검파방법에 따른 비트 에러율(Bit Error Rate; BER)과 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR)에 대한 일실시예 그래프이고, 도 4b는 본 발명이 적용되는 MIMO 시스템에서 검파방법에 따른 실수 곱셈 계산량에 대한 일실시예 그래프이다. 도 4a와 도 4b는 6×6 MIMO 시스템(즉, M=6, N=6)에서 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 신호를 사용하여 설명한다. 특히, 도 4b에서 "SNR=24dB"로 가정한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 MIMO 시스템에서 LLL 격자 리덕션 알고리즘을 이용하는 검파방법(이하, "본 발명에 따른 검파방법"이라 함, 21)은 종래의 순차 격자탐색 방식(22)과 비트에러율에서 차이가 없는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 검파방법(21)은 종래의 준-최적 방식인 MMSE(Minimum Mean Squared Error) OSIC 방식(23) 및 종래의 준-최적 방식인 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 MMSE OSIC 방식(24)과 비교하여 큰 폭의 성능 향상을 나타낸다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검파방법은 구 복호화 방식보다 실수 곱셈 연산이 적음을 나타낸다.
이때, 본 발명에 따른 검파방법은 송신 안테나와 수신 안테나의 개수가 동일한 경우이며, 수신 안테나 개수가 늘어나거나 변조크기(modulation size)가 감소할 경우에 더 큰 계산량 이득을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은 MIMO 시스템에서 최대우도 검파기법의 순차 격자탐색 방식에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용함으로써, 최대우도 검파값의 적은 계산량으로 송신신호를 검파하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수신 안테나 개수가 늘어나거나 변조크기(modulation size)가 감소할 경우에 더 큰 계산량 이득을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 다중입력 다중출력 시스템에서 다경로 무선채널을 통해 전송된 수신신호에서 제1 송신신호의 최대우도 검파방법에 있어서,
    상기 다경로 무선채널의 제1 채널행렬에 대비하여 직교성이 높은 제2 채널행렬로 변환시키기 위한 변환행렬을 계산하는 단계;
    격자 리덕션 알고리즘에 따라 상기 제1 채널행렬 및 상기 변환행렬을 이용하여 상기 제2 채널행렬을 계산하는 단계;
    상기 수신신호 및 상기 제2 채널행렬을 이용해 제2 송신신호를 검파하는 단계; 및
    상기 제2 송신신호가 최대우도 검파값인지에 따라 상기 제1 송신신호를 계산하는 제1 송신신호 계산 단계
    를 포함하는 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 송신신호 계산 단계는,
    상기 제2 송신신호가 최대우도 검파값이면, 상기 제2 송신신호 및 상기 변환행렬을 이용하여 상기 제1 송신신호를 계산하는 단계; 및
    상기 제2 송신신호가 최대우도 검파값이 아니면, 상기 제2 송신신호 및 타 송신신호를 검파하여 최대우도 검파값인지를 재확인하는 단계
    를 포함하는 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 변환행렬은,
    LLL(Lenstra, Lenstra, Lovasz) 알고리즘에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 변환행렬은,
    상기 제2 채널행렬의 컨디션 넘버(condition number)를 상기 제1 채널행렬에 비해 낮아지도록 하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 변환행렬은,
    상기 제1 송신신호 및 상기 제2 송신신호가 일대일 대응되도록 상기 변환행렬의 역행렬과 함께 정수로만 구성되는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 송신신호는,
    순차 격자탐색 방식으로 검파되는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 송신신호는,
    정수값만을 갖는 벡터로 한정되는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 송신신호의 격자점의 개수는,
    순차 격자탐색 방식이 적용된 변환 송신신호의 격자점 개수로 한정되는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 시스템에서 격자 리덕션 알고리즘을 이용한 최대우도 검파방법.
  9. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6724843B1 (en) 1999-10-08 2004-04-20 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for fast decoding in a multiple-antenna wireless communication system
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KR100626654B1 (ko) 2005-06-16 2006-09-25 한국전자통신연구원 연판정 구복호 방법

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