KR100855019B1 - 연판정 정보 생성 시스템 및 방법 - Google Patents

연판정 정보 생성 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100855019B1
KR100855019B1 KR1020060136676A KR20060136676A KR100855019B1 KR 100855019 B1 KR100855019 B1 KR 100855019B1 KR 1020060136676 A KR1020060136676 A KR 1020060136676A KR 20060136676 A KR20060136676 A KR 20060136676A KR 100855019 B1 KR100855019 B1 KR 100855019B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vector
candidate symbol
candidate
vectors
symbol vectors
Prior art date
Application number
KR1020060136676A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080061690A (ko
Inventor
전경훈
설창규
Original Assignee
포스데이타 주식회사
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포스데이타 주식회사, 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 포스데이타 주식회사
Priority to KR1020060136676A priority Critical patent/KR100855019B1/ko
Priority to PCT/KR2007/006997 priority patent/WO2008082226A1/en
Publication of KR20080061690A publication Critical patent/KR20080061690A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100855019B1 publication Critical patent/KR100855019B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/06—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/067—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing soft decisions, i.e. decisions together with an estimate of reliability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618—Space-time coding
    • H04L1/0631—Receiver arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618—Space-time coding
    • H04L1/0637—Properties of the code
    • H04L1/0656—Cyclotomic systems, e.g. Bell Labs Layered Space-Time [BLAST]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 부호화된 다중 입력 다중 출력(Multi-Input Multi-Output;MIMO) 시스템에서 로그 우도 비(Log-Likelihood Ratio;LLR) 계산시 필요한 후보 심벌 벡터의 개수를 줄일 수 있도록 한 연판정 정보 생성 시스템 및 방법에 관한 것으로, 주어진 채널 행렬에서 특정 순열에 따라서 열벡터들을 재배열하고 변형된 수신 벡터를 산출하고 병렬 판정 궤환 등화(HDFE) 방법으로
Figure 112008022837419-pat00001
개의 후보 심벌 벡터를 구하는 단계; 구해진 후보 심벌 벡터들 중에서 한 개의 후보 심벌 벡터를 선택하여 해당하는 비트들 중 K개 비트를 산출하는 단계; 변형된 병렬 판정 궤환 등화(MHDFE) 방법으로 상기 산출된
Figure 112008022837419-pat00002
Figure 112008022837419-pat00003
개의 비트들에 대하여 반전된 비트들에 해당하는
Figure 112008022837419-pat00004
Figure 112008022837419-pat00005
개의 후보 심벌 벡터를 구하는 단계; 그리고 상기 구해진 심벌 벡터들(C + J)에 대하여 각 원소들의 위치를 채널 행렬에 적용하였던 순열의 역으로 재배열하는 단계를 포함한다.
Figure R1020060136676
다중 안테나 기술, 연판정 (soft decision) 정보, 로그 우도 비 (LLR;log-likelihood ratio), V-BLAST (Vertical Bell labs LAyered Space-Time architecture)

Description

연판정 정보 생성 시스템 및 방법{Systems and Method for generating soft decision}
도 1은 본 발명에 따른 연판정 정보 생성 시스템의 구성 블록도
도 2는 본 발명에 따른 연판정 정보 생성 시스템에서의 연판정 정보 생성을 위한 플로우 차트
도 3은 C개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위한 병렬 판정 궤환 등화(HDFE; Hierarchical Decision Feedback Equalization)과정을 나타낸 플로우 차트
도 4는 L개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위한 변형된 병렬 판정 궤환 등화 (MHDFE; Modified Hierarchical Decision Feedback Equalization)과정을 나타낸 플로우 차트
도 5는 특정 비트위치에 해당하는 비트 값을 기준으로 성상을 분할한 후 경판정을 수행하는 과정을 나타낸 예시도
도 6은 본 발명에 따른 알고리즘을 CTC(Convolutional Turbo Code)와 연접한 2x2 V-BLAST 시스템에 적용하였을 때의 특성 그래프
도 7은 본 발명에 따른 알고리즘을 CTC(Convolutional Turbo Code)와 연접한 4x4 V-BLAST 시스템에 적용하였을 때의 특성 그래프
본 발명은 부호화된 다중 입력 다중 출력(Multi-Input Multi-Output;MIMO) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부호화된 V-BLAST(Vertical Bell labs LAyered Space-Time architecture) 시스템에서 로그 우도 비(Log-Likelihood Ratio;LLR) 계산시 필요한 후보 심벌 벡터의 개수를 줄이는 것에 의해 낮은 계산 복잡도 및 높은 성능을 확보할 수 있도록한 연판정 정보 생성 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다수의 송수신 안테나를 사용하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템은 단일 송수신 안테나를 사용하는 시스템에 비해 추가적인 대역폭 없이 이론적인 채널 용량을 크게 증가시킬 수 있어 차세대 무선 통신 시스템에서의 핵심 기술로 주목을 받고 있다.
추가적으로 터보 부호 및 터보류 부호와 같이 오류 정정 능력이 우수한 부호를 MIMO 시스템에 연접하여 사용하면 이론적인 채널 용량으로의 근접이 가능하므로 MIMO 시스템과 채널 부호화기를 연접한 시스템들이 여러 표준안에서 제안된 바 있다.
실제적인 MIMO 시스템으로서 제안된 V-BLAST 시스템과 채널 부호가 연접한 시스템을 이용하여 이론적인 채널용량에 근접하기 위해서는 V-BLAST 시스템으로부터 채널 복호기의 입력으로서 연판정 정보를 생성하는 과정이 필수적이다.
채널 복호기의 입력으로서 연판정 정보라 함은 M-ary 변조된 성상 (constellation)으로 사상된 각 송신 비트에 대한 LLR에 해당한다. 이를 최대 우도 알고리즘(ML; Maximum-Likelihood)에 따라서 수행할 경우 계산 복잡도가 MT에 비례하므로 실제 하드웨어로 구현하는 데에는 많은 제약이 따르게 된다.
반면에 계산 복잡도를 낮추기 위한 목적으로 제안되었던 ZF(Zero-Forcing) 알고리즘은 최대 우도 알고리즘에 비해 성능 열화가 매우 크다. 따라서 계산 복잡도가 낮으면서 최대 우도 알고리즘에 비해 성능 열화가 거의 없는 알고리즘이 요구된다.
본 발명은 계산 복잡도가 최대 우도 알고리즘에 비해 낮으면서도 성능은 최대 우도 알고리즘에 근접하는 채널 복호기 입력으로서의 로그 우도 비를 계산하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 부호화된 V-BLAST(Vertical Bell labs LAyered Space-Time architecture) 시스템에서 로그 우도 비(Log-Likelihood Ratio;LLR) 계산시 필요한후보 심벌 벡터의 개수를 줄이는 것에 의해 낮은 계산 복잡도 및 높은 성능을 확보할 수 있도록한 연판정 정보 생성 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연판정 정보 생성 시스템은 채널 신호와 수신신호에 근거하여 병렬 판정 궤환 등화(HDFE) 방법을 수행하여 제 1 송신 후보 심벌 벡터들을 구하는 제 1 송신 후보 심벌 벡터 산출부; 상기 제1 송신 후보 심벌 벡터들로부터 얻어진 송신 후보 심벌의 비트들에 대하여 상기 채널 신호와 상기 수신 신호에 근거하여 병렬 판정 궤환 등화(HDFE) 방법을 수행하여 제 2 송신 후보 심볼 벡터들을 구하는 제 2 송신 후보 심벌 벡터 산출부; 상기에서 산출된 심벌 벡터들에 대하여 각 원소들의 위치를 채널 행렬에 적용하였던 순열의 역으로 재배열하는 후보 심벌 벡터의 원소 순서 변경부; 상기에서 구해진 심벌 벡터들을 이용하여 모든 비트에 대하여 로그 우도 비를 계산하여 채널 복호기에 입력하는 로그 우도 비 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연판정 정보 생성 방법은 송수신 안테나의 개수가
Figure 112008022837419-pat00006
,
Figure 112008022837419-pat00007
인 MIMO 시스템에서 M-ary 변조방식에 대한 채널 복호기의 입력으로서 송신 비트들에 대한 로그 우도 비를 생성하기 위하여, 주어진 채널 행렬에서 특정 순열에 따라서 열벡터들을 재배열하고 변형된 수신 벡터를 산출하고 병렬 판정 궤환 등화(HDFE) 방법으로
Figure 112008022837419-pat00008
개의 후보 심벌 벡터를 구하는 단계; 상기 구해진 후보 심벌 벡터들 중에서 한 개의 후보 심벌 벡터를 선택하여 이에 해당하는
Figure 112008022837419-pat00009
개의 비트들을 산출하고 변형된 병렬 판정 궤환 등화(MHDFE) 방법으로 상기 산출된 비트들 중
Figure 112008022837419-pat00010
Figure 112008022837419-pat00011
개의 비트들에 대하여 반전된 비트들로 구성된
Figure 112008022837419-pat00012
Figure 112008022837419-pat00013
개의 후보 심벌 벡터를 구하는 단계; 그리고 상기 구해진 심벌 벡터들(C + J)에 대하여 각 원소들의 위치를 채널 행렬에 적용하였던 순열의 역으로 재배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 변형된 수신 벡터를, 결정된 특정 순열에 의해 주어진 채널 행렬 H의 열벡터들의 위치가 달라진 행렬을
Figure 112008022837419-pat00014
로 정의할 때, 행렬
Figure 112008022837419-pat00015
을
Figure 112008022837419-pat00016
로 QR 분해(decomposition)를 수행한 후 수신 신호 벡터에
Figure 112008022837419-pat00017
의 에르미트(Hermitian) 행렬
Figure 112008022837419-pat00018
를 곱하여 변형된 수신 벡터 z 를 산출하는 것을 특징으로 한다.
여기서,
Figure 112008022837419-pat00020
개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위하여, 변형된 수신 벡터 z 가 산출되면, 산출된 상기 벡터에서 가장 아래에 위치한 원소를 통해 수신될 수 있는 모든 가능한
Figure 112008022837419-pat00022
-ary 성상 (constellation) 상의 점들 중에서
Figure 112008022837419-pat00023
개를 선택하는 단계와, 상기 후보 심벌로서 선택된 각 점에 대하여 변형된 수신 벡터 z 로부터 간섭제거를 수행한 후 판정 궤환 등화 (DFE;decision feedback equalization) 검출 방법을 적용하여
Figure 112008022837419-pat00025
개의 후보 심벌 벡터
Figure 112008022837419-pat00026
Figure 112008022837419-pat00027
를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서,
Figure 112006097764430-pat00028
Figure 112006097764430-pat00029
개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위하여, 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00030
Figure 112006097764430-pat00031
를 구해지면, 상기 산출된 후보 심벌 벡터들
Figure 112006097764430-pat00032
Figure 112006097764430-pat00033
중에서 특정 기준에 따라서
Figure 112006097764430-pat00034
개의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00035
Figure 112006097764430-pat00036
을 선택하는 단계와, 상기 선택된 후보 심벌 벡터들 중에서 특정 기준에 따라서 한 개의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00037
을 선택하고 해당하는 비트들 중
Figure 112006097764430-pat00038
Figure 112006097764430-pat00039
개의 비트들에 대하여 반전된 비트들에 해당하는 후보 심벌 벡터들을 산출하기 위해 각 비트 위치 별로 상기 선택된 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00040
Figure 112006097764430-pat00041
에서
Figure 112006097764430-pat00042
Figure 112006097764430-pat00043
를 사용하여
Figure 112006097764430-pat00044
로부터 간섭 제거를 수행하고 판정 궤환 등화 (DFE; decision feedback equalization) 검출 방법을 적용하여
Figure 112006097764430-pat00045
Figure 112006097764430-pat00046
개의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00047
Figure 112006097764430-pat00048
를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 MIMO 시스템에 적용될 수 있는 연판정 정보 생성 시스템 및 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 연판정 정보 생성 시스템 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 연판정 정보 생성 시스템의 구성 블록도이다.
본 발명은 부호화된 V-BLAST (Vertical Bell labs LAyered Space-Time architecture) 시스템에 적용할 수 있는 연판정 정보 생성에 관한 것으로, 최대 우도 알고리즘에 비해 낮은 계산 복잡도를 가지면서 성능은 최대 우도 알고리즘에 근접하는 알고리즘을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 송신 안테나수가 T이고 수신 안테나수가 N인 부호화된 V-BLAST (Vertical Bell labs LAyered Space-Time architecture) 시스템에서 수신기의 채널 복호기의 입력으로써의 연판정 (soft decision) 정보를 생성하는 방법에 관한 것이다.
연판정 정보를 생성하기 위해 다수의 후보 심벌 벡터가 필요하며 본 발명은 이러한 후보 심벌 벡터들을 효율적으로 선택하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 연판정 정보 생성을 위한 알고리즘을 구현하기 위한 연판정 정보 생성 시스템은 다음과 같이 구성된다.
예를 들어, 송신 안테나의 개수가
Figure 112006097764430-pat00049
이고 수신 안테나의 개수가
Figure 112006097764430-pat00050
인 V-BLAST 시스템에서 채널 복호기의 입력으로서 송신 비트들에 대한 로그 우도 비를 생성하기 위한 구성은 다음과 같다.
도 1에서와 같이, 채널 신호와 수신신호에 근거하여 병렬 판정 궤환 등화(HDFE) 방법을 수행하여 제 1 송신 후보 심벌 벡터들을 구하는 제 1 송신 후보 심벌 벡터 산출부와, 상기 제1 송신 후보 심벌 벡터들로부터 얻어진 송신 후보 심벌의 비트들에 대하여 상기 채널 신호와 상기 수신 신호에 근거하여 병렬 판정 궤환 등화 방법(HDFE)을 수행하여 제 2 송신 후보 심볼 벡터들을 구하는 제 2 송신 후보 심벌 벡터 산출부와, 상기에서 산출된 심벌 벡터들에 대하여 각 원소들의 위치를 채널 행렬에 적용하였던 순열의 역으로 재배열하는 후보 심벌 벡터의 원소 순서 변경부(108)와, 상기한 과정에 의해 구해진 심벌 벡터들을 이용하여 모든 비트에 대하여 로그 우도 비를 계산하여 채널 복호기에 입력하는 로그 우도 비 계산부(109)를 포함하고 구성된다.
여기서, 제 1 송신 후보 심벌 벡터 산출부는 무선 신호(RF) 수신부에서 수신되는 수신 신호 및 채널 신호에서 주어지는 채널 행렬
Figure 112008022837419-pat00051
에서 특정 순열에 따라서
Figure 112008022837419-pat00052
의 열벡터들의 순서를결정하여 재배열하여
Figure 112008022837419-pat00053
를 산출하는 채널 추정부와, 상기 결정된 특정 순열에 의해 주어진 채널 행렬 H의 열벡터들의 위치가달라진 행렬을
Figure 112008022837419-pat00054
로 정의하는 H 열벡터 순서 변경부(100)와, 상기 행렬
Figure 112008022837419-pat00055
을
Figure 112008022837419-pat00056
로 QR 분해(decomposition)를 수행하는 QR 계산부(101)와, QR 분해를 수행한 후에 수신 신호 벡터에
Figure 112008022837419-pat00057
의 에르미트(Hermitian) 행렬
Figure 112008022837419-pat00058
를 곱하여 변형된 수신 벡터 z 를 산출하는 변형 수신 벡터 생성부(102)와, 산출된 상기 벡터에서 가장 아래에 위치한 원소를 통해 수신될 수 있는 모든 가능한
Figure 112008022837419-pat00060
-ary 성상 (constellation) 상의 점들 중에서
Figure 112008022837419-pat00061
개를 선택하는 유클리디안 거리(Euclidean Distance) 계산부(103)와, 상기 후보 심벌로서 선택된 각 점에 대하여 변형된 수신 벡터
Figure 112008022837419-pat00062
로부터 간섭제거를 수행한 후 판정 궤환 등화 (DFE;decision feedback equalization) 검출 방법을 적용하여
Figure 112008022837419-pat00063
개의 후보 심벌 벡터
Figure 112008022837419-pat00064
Figure 112008022837419-pat00065
를 구하는 HDFE 수행부(105)를 포함하고 구성된다.
그리고 제 2 송신 후보 심벌 벡터 산출부는 제 1 송신 후보 심벌 벡터 산출부에서 산출된 후보 심벌 벡터들
Figure 112006097764430-pat00066
Figure 112006097764430-pat00067
중에서 특정 기준에 따라서
Figure 112006097764430-pat00068
개의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00069
Figure 112006097764430-pat00070
을 선택하는 후보 심벌 벡터 정렬부(104)와, 상기 선택된 후보 심벌 벡터들 중에서 특정 기준에 따라서 한 개의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00071
을 선택하고 해당하는 비트들 중
Figure 112006097764430-pat00072
Figure 112006097764430-pat00073
개의 비트를 산출하는 비트 산출부(106)와, 상기 산출된 비트들에 대하여 반전된 비트들에 해당하는후보 심벌 벡터들을 산출하기 위해 각 비트 위치 별로 상기선택된 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00074
Figure 112006097764430-pat00075
에서
Figure 112006097764430-pat00076
Figure 112006097764430-pat00077
를 사용하여
Figure 112006097764430-pat00078
로부터 간섭 제거를 수행하고 판정 궤환 등화 (DFE; decision feedback equalization) 검출 방법을 적용하여
Figure 112006097764430-pat00079
Figure 112006097764430-pat00080
개의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00081
Figure 112006097764430-pat00082
를 구하는 MHDFE 수행부(107)를 포함하고 구성된다.
본 발명에 따른 채널 복호기의 입력으로서 필요한 각 송신 비트들에 대한 로그 우도 비 계산을 위해 효율적인 후보 심벌 벡터들을 선택하는 방법은 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 연판정 정보 생성 시스템에서의 연판정 정보 생성을 위한 플로우 차트이다.
그리고 도 3은 C개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위한 병렬 판정 궤환 등화(HDFE; Hierarchical Decision Feedback Equalization)과정을 나타낸 플로우 차트이고, 도 4는 L개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위한 변형된 병렬 판정 궤환 등화 (MHDFE; Modified Hierarchical Decision Feedback Equalization)과정을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 주어진 채널 행렬
Figure 112006097764430-pat00083
에 대하여 열벡터들 간의 순서(행렬 내에서의 위치)를 특정 순열 (permutation)에 따라서 재설정한다.
수신 신호 모델을 열벡터들과 행렬 형태로 나타내었을 때 각 행을 계층이라 정의하면, M-ary 변조방식을 사용한다고 가정했을 때 첫 번째 계층에 대하여 병렬 판정 궤환 등화(HDFE; Hierarchical Decision Feedback Equalization)를 수행하여 M개의 후보 심벌 벡터들을 산출한다.
그리고 M개의 후보 심벌 벡터들
Figure 112008022837419-pat00084
중에서 수신신호와의 유클리디안 거리(Euclidean distance)를 최소화하는 심벌 벡터
Figure 112008022837419-pat00407
를 선택한다.
심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00086
에 해당하는 비트들
Figure 112006097764430-pat00087
을 구하고 해당 비트들을 반전시킨 비트들
Figure 112006097764430-pat00088
을 산출한다. 비트들
Figure 112006097764430-pat00089
에 대하여 K개 비트를 선택하고 선택된 각 비트에 대응하는 추가적인 L개의 후보 심벌 벡터들을 변형된 병렬 판정 궤환 등화 (MHDFE; Modified Hierarchical Decision Feedback Equalization)을 수행함으로써 획득한다.
전체 비트들 중에서 K개 비트를 선택했으므로 MHDFE를 K회 수행한다.
HDFE와 K회의 MHDFE를 통하여 획득한
Figure 112006097764430-pat00090
개의 심벌 벡터들을 이용하여 채널 복호기를 위한 연판정 정보를 생성한다.
이와 같은 본 발명에 따른 부호화된 V-BLAST 시스템에서의 연판정 정보 생성 방법을 도 2를 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 로그 우도 비 계산시 필요한 후보 심벌 벡터의 개수를 효율적으로 줄이는 방법을 제안하고 있다.
먼저, 수신 벡터 y 와 채널 행렬
Figure 112008022837419-pat00092
이 주어지면(S201),
Figure 112008022837419-pat00093
에 대하여 특정 기준에 따라서
Figure 112008022837419-pat00094
의 열벡터들의 순서를 결정하여 재배치하여 새로운 행렬
Figure 112008022837419-pat00095
를 얻는다.(S202)
대표적인 V-BLAST 시스템의 수신 신호 모델은 수학식 1과 같다.
Figure 112006097764430-pat00096
여기서 T, N은 각각 송신 안테나 개수와 수신 안테나 개수를 나타낸다. 채널 행렬
Figure 112006097764430-pat00097
의 경우 각 원소가 분산이 1(
Figure 112006097764430-pat00098
)인 복소 가우시안 (Gaussian) 확률 변수이며 백색 가우시안 잡음 벡터
Figure 112006097764430-pat00099
의 경우 각 원소가
Figure 112006097764430-pat00100
를 만족하는 복소 가우시안 확률 변수이다.
수학식 1에서 주어진 채널 행렬
Figure 112006097764430-pat00101
의
Figure 112006097764430-pat00102
번째 열벡터를
Figure 112006097764430-pat00103
라고 할 때
Figure 112006097764430-pat00104
와
Figure 112006097764430-pat00105
의 위치를 서로 맞바꾸고
Figure 112006097764430-pat00106
들 간의 순열을 특정 기준에 따라 결정한다. 여기서 열벡터들의 순열이 결정되기 전 단계에서 주어진 채널 행렬
Figure 112006097764430-pat00107
의
Figure 112006097764430-pat00108
번째 열벡터가 순서가 결정된 후의 행렬에서
Figure 112006097764430-pat00109
번째에 해당한다고 가정하면 수학식 1에서의
Figure 112006097764430-pat00110
은 수학식 2에서 정의한
Figure 112006097764430-pat00111
와 같이 다시 쓸 수 있다.
Figure 112006097764430-pat00112
그리고 행렬
Figure 112008022837419-pat00113
에 대하여 QR decomposition을 수행하여 행렬
Figure 112008022837419-pat00114
,
Figure 112008022837419-pat00115
Figure 112008022837419-pat00116
을 구하고, 수신 벡터 y 에 행렬
Figure 112008022837419-pat00118
의 conjugate transpose인
Figure 112008022837419-pat00119
를 곱하여 벡터 z(=Q H y)를 산출한다.(S203)
즉, 수학식 2에서
Figure 112006097764430-pat00121
이고
Figure 112006097764430-pat00122
의 rank가
Figure 112006097764430-pat00123
일 때
Figure 112006097764430-pat00124
에 대하여 QR decomposition을 수행한 결과를
Figure 112006097764430-pat00125
이라고 하면 수학식 1의 양변에
Figure 112006097764430-pat00126
행렬의 Hermitian 행렬
Figure 112006097764430-pat00127
을 곱한 결과를 수학식 3과 같이 정리할 수 있다.
Figure 112006097764430-pat00128
그리고 벡터 z(=Q H y)와 행렬
Figure 112008022837419-pat00130
을 바탕으로 HDFE를 수행하여
Figure 112008022837419-pat00131
개의 후보 심벌 벡터들
Figure 112008022837419-pat00132
Figure 112008022837419-pat00133
을 얻는다.(S204)
이와 같은 병렬 판정 궤환 등화(HDFE; Hierarchical Decision Feedback Equalization)를 수행하여 M개의 후보 심벌 벡터들을 산출하는 과정으로 도 3을 참고하여 구체적으로 설명한다.
병렬 판정 궤환 등화(HDFE; Hierarchical Decision Feedback Equalization) 과정은 도 3에서와 같다.
먼저 초기화 단계(S301)(S302)를 진행하고 각 송신 안테나에서의 변조 지수가
Figure 112006097764430-pat00134
이라고 가정할 때 M-ary 성상(constellation) 상에서의 모든 점들을
Figure 112006097764430-pat00135
라고 하면 수학식 4에서
Figure 112006097764430-pat00136
에 임의의
Figure 112006097764430-pat00137
을 대입하고 [수학식 4]의
Figure 112006097764430-pat00138
를 계산한다.(S303)
그리고 각
Figure 112006097764430-pat00139
에 대하여 경판정(hard decision)을 수행하면(S304), 하나의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00140
를 얻게 된다.(S307)
이 과정을 반복하여 각
Figure 112006097764430-pat00141
에 대하여 진행한다.(S305)(S306)
여기서 벡터
Figure 112006097764430-pat00142
는 벡터
Figure 112006097764430-pat00143
의 전치 (transpose) 행렬을 나타낸다. 이 과정을 모든 가능한
Figure 112006097764430-pat00144
에 대하여 수행하면(S308)(S309),
Figure 112006097764430-pat00145
개의 후보 심벌 벡터들
Figure 112006097764430-pat00146
을 얻게 된다.
Figure 112006097764430-pat00147
그리고 이와 같은 병렬 판정 궤환 등화(HDFE;Hierarchical Decision Feedback Equalization)를 수행하여 M개의 후보 심벌 벡터들을 산출한 후에는 다음과같은 과정을 진행한다.
즉, 모든
Figure 112006097764430-pat00148
개의 후보 심벌 벡터들 에 대하여
Figure 112006097764430-pat00149
를 산출한다.(S205)
그리고 산출된
Figure 112006097764430-pat00150
가 가장 작은
Figure 112006097764430-pat00151
개의
Figure 112006097764430-pat00152
들을 선택하고, 선택된
Figure 112006097764430-pat00153
들을
Figure 112006097764430-pat00154
의 오름차순으로 정렬한 것을
Figure 112006097764430-pat00155
Figure 112006097764430-pat00156
로 재정의한다.(S206)
그리고 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00157
에 해당하는 비트들을 구하는데, 이를
Figure 112006097764430-pat00158
로 정의한다.(S207)
상기 S105 ~ S107 단계를 부연하면, 구해진
Figure 112006097764430-pat00159
개의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00160
들 중에서
Figure 112006097764430-pat00161
를 최소화하는 후보 심벌 벡터를 찾는다.
이 심벌 벡터를
Figure 112006097764430-pat00162
라 하면
Figure 112006097764430-pat00163
에 해 당하는 비트들을 찾는다. 이 비트들을
Figure 112006097764430-pat00164
로 정의하고
Figure 112006097764430-pat00165
로 변조지수를 나타낸다.
그리고 논의상 편의를 위해 연판정 정보를 구하고자 하는 비트가 k번째 안테나로 송신되는 변조 심벌에 사상되어 있는 비트들 중에서 LSB(Least Significant Bit)로부터 n번째 비트라고 하면, 연판정 정보를 구하고자 하는 비트의 위치를
Figure 112008022837419-pat00166
로 정의한다.
상기 HDFE을 통해 수집한
Figure 112006097764430-pat00167
개의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00168
들에서
Figure 112006097764430-pat00169
들을 살펴보면
Figure 112006097764430-pat00170
Figure 112006097764430-pat00171
들에 모든 심벌들이 포함되어 있음을 쉽게 확인할 수 있다. 따라서
Figure 112006097764430-pat00172
에 해당하는 연판정 정보 생성시는 로그 우도 비가 정의되지 않는 비트 위치가 존재하지 않는다.
하지만, 비트 위치
Figure 112006097764430-pat00173
들 중에서는 로그 우도 비가 정의되지 않는 비트 위치들이 존재하므로 이 비트 위치들에 대하여 추가적인 MHDFE을 수행하여 후보 심벌 벡터들을 얻는다.
그리고 구해진
Figure 112006097764430-pat00174
Figure 112006097764430-pat00175
및
Figure 112006097764430-pat00176
를 바탕으로 MHDFE를 수행하여
Figure 112006097764430-pat00177
Figure 112006097764430-pat00178
를 얻는다(S208)
즉, S207 단계를 수행한 후에 로그 우도 비가 정의되지 않는 비트 위치들이 없도록 보장해주기 위해 로그 우도 비가 정의되지 않을 가능성이 있는 모든 비트 위치
Figure 112006097764430-pat00179
에 대하여 변형된 병렬 판정 궤환 등화(MHDFE; Modified Hierarchical Decision Feedback Equalization) 을 수행한다.
변형된 병렬 판정 궤환 등화 과정의 진행은 도 4에서와 같이 이루어진다.
먼저, 입력이 이루어지면, 로그 우도 비가 정의되지 않을 가능성이 있는 임의의 비트 위치를
Figure 112006097764430-pat00180
라 정의하고(S401), 초기화 단계를 거쳐(S302)(S303) 수학식 5에서와 같이
Figure 112006097764430-pat00181
를 계산한 다음 각
Figure 112006097764430-pat00182
에 대하여 경판정을 수행하여 하나의 후보 심벌 벡터를 구한다.
즉, 변조 지수가
Figure 112006097764430-pat00183
일 때 M-ary 성상(constellation) 상에서의 모든 점들을
Figure 112006097764430-pat00184
라고 하면 이 중에서
Figure 112006097764430-pat00185
개의 후보 심벌들을 선택한다.
Figure 112006097764430-pat00186
Figure 112006097764430-pat00187
개의 심벌들을 선택하는기준은 다음과 같다.
초기 HDFE 수행 결과 검출한
Figure 112006097764430-pat00188
개의 후보 심벌 벡터들
Figure 112006097764430-pat00189
Figure 112006097764430-pat00190
중에서
Figure 112006097764430-pat00191
를 최소화하는
Figure 112006097764430-pat00192
개의 심벌 벡터들 고른다. 이 벡터들을
Figure 112006097764430-pat00193
Figure 112006097764430-pat00194
이라고 하면
Figure 112006097764430-pat00195
Figure 112006097764430-pat00196
들을 상기 언급한 후보 심벌들로 선택한다. 수학식 5의
Figure 112006097764430-pat00197
에
Figure 112006097764430-pat00198
Figure 112006097764430-pat00199
을 대입하고 수학식 5의
Figure 112006097764430-pat00200
를 계산한다.(S404)
Figure 112006097764430-pat00201
를 계산한 다음 각
Figure 112006097764430-pat00202
에 대하여(S408)(S409) 경판정(hard decision)을 수행하면(S406)(S407), 하나의 후보 심벌 벡터
Figure 112006097764430-pat00203
를 얻게 된다.(S410)
이 때
Figure 112006097764430-pat00204
번째 canceling된 observation
Figure 112006097764430-pat00205
에 대하여 경판정(hard decision)을 할 때
Figure 112006097764430-pat00206
가 1일 경우
Figure 112006097764430-pat00207
Figure 112006097764430-pat00208
번째 비트가 0에 해당하는 M-ary 성상(constellation) 상에서의 점들 중에서
Figure 112006097764430-pat00209
에 가까운 심벌을 선택한다.(S406)
반대로
Figure 112006097764430-pat00210
가 0일 경우
Figure 112006097764430-pat00211
Figure 112006097764430-pat00212
번째 비트가 1에 해당하는 M-ary 성상(constellation) 상에서의 점들 중에서
Figure 112006097764430-pat00213
에 가까운 심벌을 선택한다.(S407)
이 과정을 모든 가능한
Figure 112006097764430-pat00214
Figure 112006097764430-pat00215
에 대하여 수행하면
Figure 112006097764430-pat00216
개의 후보 심벌 벡터들
Figure 112006097764430-pat00217
을 얻게 된다.(S411)(S412)
이와 같은 MHDFE는 로그 우도 비가 정의되지 않을 가능성이 있는 모든 비트 위치들
Figure 112008022837419-pat00218
에 대하여 수행하고 매 MHDFE마다
Figure 112008022837419-pat00219
개의 후보 심벌 벡터들을 얻게 되므로 총
Figure 112008022837419-pat00220
개의 후보 심벌 벡터들을 얻게 된다.
이와 같이, HDFE 및 MHDFE를 수행하여 얻은 전체
Figure 112006097764430-pat00221
개의 후보 심벌 벡터들에 대하여 S202 단계에서 수행했던 열 벡터 순서의 역순으로 벡터 내의 원소들의 위치를 재배열한다. 최종적으로 HDFE 과정에서 얻은
Figure 112006097764430-pat00222
개의 후보 심벌 벡터와 MHDFE과정에서 얻은
Figure 112006097764430-pat00223
개의 후보 심벌 벡터들을 이용하여 로그 우도 비를 산출한다.
즉, 상기 설명한 과정을 통해 얻은
Figure 112006097764430-pat00224
,
Figure 112006097764430-pat00225
들의 각 원소들의 순서는 효율적인 검출을 위해 도입된 것으로 송신한 심벌 벡터 내에서의 원소들의 순서와 다르므로 각 후보 심벌 벡터의 원소들의 순서를 원래 순서대로 재배치 한다.(S209)
상기 설명한 과정을 수행하면 총
Figure 112006097764430-pat00226
개의 후보 심벌 벡터들을 얻게 된다.
이
Figure 112006097764430-pat00227
개의 심벌 벡터들을 이용하여 수학식 6 또는 수학식 7에서와 같이 계산하면
Figure 112006097764430-pat00228
번째 비트에 대한 로그 우도 비를 얻을 수 있으며 모든
Figure 112006097764430-pat00229
에 대하여 계산한 후 채널 복호기에 입력하면 된다.(S210)
Figure 112006097764430-pat00230
Figure 112006097764430-pat00231
이와 같은 본 발명에 따른 부호화된 V-BLAST 시스템에서의 연판정 정보 생성 방법에서, 수학식 5에서의
Figure 112006097764430-pat00232
는 상기 설명한 과정을 통하여 얻은
Figure 112006097764430-pat00233
개의 후보 심벌 벡터들 중에서
Figure 112006097764430-pat00234
번째 비트가 1에 해당하는 후보 심벌 벡터들의 집합이고
Figure 112006097764430-pat00235
는
Figure 112006097764430-pat00236
번째 비트가 0에 해당하는 후보 심벌 벡터들의 집합이다.
그리고 특정 비트위치에 해당하는 비트 값을 기준으로 성상을 분할한 후 경판정을 수행하는 과정을 나타낸 도 5는 도 4의 S407 단계에서 로그 우도 비가 정의되지 않을 것으로 판단되는 비트의 위치가 LSB (Least Significant Bit)로부터 3번째에 해당할 때 경판정을 수행하는 과정을 나타낸 과정을 예로 든 것이다.
Figure 112006097764430-pat00237
일 경우 해당 비트 위치에서 1을 갖는 후보 심벌 벡터가 초기 HDFE 과정에서 얻은
Figure 112006097764430-pat00238
개의 후보 심벌 벡터들의 집합 내에 포함되지 않을 가능성이 있다.
따라서 해당 비트 위치에서 1을 갖는 후보 심벌 벡터를 얻기 위해 경판정 수행 시 Euclidean distance가 가장 짧은 10번째 심벌을 선택하지 않고 3번째 비트가 1에 해당하는 심벌들 중에서
Figure 112006097764430-pat00239
에 가장 가까운 11번째 심벌을 선택한다.
그리고 이상에서 설명한 본 발명에 따른 연판정 정보 생성 방법을 V-BLAST 시스템에 적용하는 경우에서의 특성을 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 알고리즘을 CTC(Convolutional Turbo Code)와 연접한 2x2 V-BLAST 시스템에 적용하였을 때의 특성 그래프이고, 도 7은 본 발명에 따른 알고리즘을 CTC(Convolutional Turbo Code)와 연접한 4x4 V-BLAST 시스템에 적용하였을 때의 특성 그래프이다.
도 6과 도 7은 각각 송수신 안테나의 개수가 모두 2 및 4인 V-BLAST 시스템에 CTC(Convolutional Turbo Code) 연접한 시스템에서 본 발명에서 제안하는 방법에 따라 후보 심벌 벡터들을 선택한 후 수학식 6을 이용하여 로그 우도 비를 계산하였을 때의 프레임 오율(FER; Frame Error Rate)을 나타낸 그래프이다.
도 6은 송신 안테나 개수가 2, 수신 안테나 개수가 2이고, 도 7은 송신 안테나 개수가 4, 수신 안테나 개수가 4인 V-BLAST 시스템에 적용한 경우이다.
그리고
Figure 112008022837419-pat00240
이고, 변조 방식은 QPSK, 16 QAM, 64 QAM이고, 정보 프레임 길이는 144 비트, 부호율은 1/3의 파라메터가 적용된 것이다. 그리고 복호 방식은 최대 로그 맵(Max-log MAP), 비례 상수(scaling factor) 0.7을 적용하고, 인터리버 구조는 와이브로 (WiBro) 규격을 참조한다.
여기서, 채널 행렬의 각 원소는 평균이 0이고 분산이 1인 i.i.d.(independently and identically distributed)한 복소 가우시안 확률 변수이고,
도 2에서 채널 행렬
Figure 112008022837419-pat00241
에 대하여 특정 기준에 따라서
Figure 112008022837419-pat00242
의 열벡터들의 순서를 결정하여 재배치하여 새로운 행렬
Figure 112008022837419-pat00243
를 얻는 단계(S202)를 수행하지 않은 결과이다.
도 6과 도 7에서 확인할 수 있듯이 부호화된 V-BLAST 시스템에서 본 발명을 적용하였을 때 최대 우도 알고리즘의 성능에 비한 성능 열화가 2x2인 경우에는 거의 없고 4x4인 경우에는 최대 1dB 정도임을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면, T개의 송신 안테나와 N개의 수신안테나를 사용하고 각 송신안테나에서 전송되는 심벌의 변조지수가
Figure 112006097764430-pat00244
인 부호화된 V-BLAST시스템에서 연판정 정보 생성을 위해 필요한 후보 심벌 벡터의 개수를 MT에서
Figure 112006097764430-pat00245
으로 줄임으로써 계산 복잡도가 감소하고 최대 우도 알고리즘과 비교한 성능 열화가 최대 1 dB 이내인 연판정 정보 생성 방법을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 당업자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. 따라서 본 발명의 기술 사상은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다.
이와 같은 본 발명에 따른 부호화된 MIMO 시스템에서의 연판정 정보 생성 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명은 계산 복잡도가 최대 우도 알고리즘에 비해 낮으면서도 성능은 최대 우도 알고리즘에 근접하는 채널 복호기 입력을 위한 로그 우도 비를 계산 하는 방법을 제공하는 효과가 있다.
둘째, 부호화된 V-BLAST(Vertical Bell labs LAyered Space-Time architecture) 시스템에서 로그 우도 비(Log-Likelihood Ratio;LLR) 계산시 필요한 후보 심벌 벡터의 개수를 줄이는 것에 의해 낮은 계산 복잡도 및 높은 성능을 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.
셋째, 연판정 정보 생성에 필요한 후보 심벌 벡터의 개수가 성상점의 개수에 비례하기 때문에 최대 우도 알고리즘 및 비슷한 성능의 이전 트리 검색 기반 알고리즘에 비해 계산 복잡도를 낮추는 효과가 있다.
넷째, 어떤 비트 위치에 대하여 연판정정보를 생성할 수 없는 일이 발생하는 경우 해당 비트에 대한 연판정 정보를 대체하기 위한 최적의 상수를 찾아야 하는 문제를 해결하여 모든 비트 위치에 대하여 연판정 정보가 생성 가능하다.

Claims (18)

  1. 송수신 안테나의 개수가 T, N 인 MIMO 시스템에서 채널 복호기의 입력으로서 연판정 정보(soft decision) 정보를 생성하는 방법으로서,
    채널 행렬 H 에서 특정 순열에 따라서 열벡터들을 재배열하여 생성된 행렬 H' 를 이용하여 수신 벡터 y 의 변형된 수신 벡터 z 를 산출하고, 병렬 판정 궤환 등화(HDFE) 방법으로
    Figure 112008022837419-pat00248
    개의 후보 심벌 벡터를 구하는 단계;
    구해진 후보 심벌 벡터들 중에서 한 개의 후보 심벌 벡터를 선택하고, 상기 선택된 후보 심벌 벡터에 해당하는 비트들 중 K개 비트를 산출하는 단계;
    변형된 병렬 판정 궤환 등화(MHDFE) 방법으로 상기 산출된
    Figure 112008022837419-pat00249
    Figure 112008022837419-pat00250
    개의 비트들에 대하여 반전된 비트들에 해당하는
    Figure 112008022837419-pat00251
    Figure 112008022837419-pat00252
    개의 후보 심벌 벡터를 구하는 단계; 그리고
    상기 구해진 심벌 벡터들(C + J)에 대하여 각 원소들의 위치를 상기 특정 순열의 역으로 재배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변형된 수신 벡터 z(=Q H y)는,
    상기 행렬 H 를 QR 분해(decomposition)하여 행렬 QR 을 생성한 후, 상기 수신 벡터 y 에 Q 의 에르미트(Hermitian) 행렬 Q H 를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    Figure 112008022837419-pat00259
    개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위하여,
    상기 변형된 수신 벡터 z 에서 가장 아래에 위치한 원소를 통해 수신될 수 있는 모든 가능한 M-ary 성상 (constellation) 상의 점들 중에서
    Figure 112008022837419-pat00262
    개를 선택하는 단계와,
    상기 후보 심벌로서 선택된 각 점에 대하여 상기 변형된 수신 벡터 z 로부터 간섭제거를 수행한 후 판정 궤환 등화 (DFE;decision feedback equalization) 검출 방법을 적용하여
    Figure 112008022837419-pat00264
    개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00265
    Figure 112008022837419-pat00266
    를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    Figure 112008022837419-pat00267
    Figure 112008022837419-pat00268
    개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위하여,
    후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00269
    Figure 112008022837419-pat00270
    를 구해지면, 상기 산출된 후보 심벌 벡터들
    Figure 112008022837419-pat00271
    Figure 112008022837419-pat00272
    중에서 특정 기준에 따라서
    Figure 112008022837419-pat00273
    개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00274
    Figure 112008022837419-pat00275
    을 선택하는 단계와,
    상기 선택된 후보 심벌 벡터들 중에서 특정 기준에 따라서 한 개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00276
    을 선택하고 해당하는 비트들 중
    Figure 112008022837419-pat00277
    Figure 112008022837419-pat00278
    개의 비트들에 대하여 반전된 비트들에 해당하는 후보 심벌 벡터들을 산출하기 위해 각 비트 위치 별로 상기 선택된 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00279
    Figure 112008022837419-pat00280
    에서
    Figure 112008022837419-pat00281
    Figure 112008022837419-pat00282
    를 사용하여 상기 변형된 수신 벡터 z 로부터 간섭 제거를 수행하고 판정 궤환 등화(DFE; decision feedback equalization) 검출 방법을 적용하여
    Figure 112008022837419-pat00284
    Figure 112008022837419-pat00285
    개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00286
    Figure 112008022837419-pat00287
    를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    Figure 112008022837419-pat00288
    개의 후보 심벌 벡터를 선택하기 위하여,
    상기 산출된 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00289
    Figure 112008022837419-pat00290
    와 상기 변형된 수신 벡터 z 간의 유클리디안 거리(Euclidean distance)
    Figure 112008022837419-pat00292
    Figure 112008022837419-pat00293
    를 산출하고
    상기 산출된 유클리디안 거리
    Figure 112008022837419-pat00294
    Figure 112008022837419-pat00295
    중에서 그 크기가 작은
    Figure 112008022837419-pat00296
    개의 유클리디안 거리에 해당하는 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00297
    Figure 112008022837419-pat00298
    을 선택하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 한 개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00299
    을 선택하는 단계에서,
    상기 선택된 후보 심벌 벡터들 중에서 유클리디안 거리(Euclidean distance)
    Figure 112008022837419-pat00300
    가 가장 작은 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00301
    을 선택하고
    Figure 112008022837419-pat00302
    에 해당하는 비트들의 일부 또는 전부를 산출하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    Figure 112006097764430-pat00303
    Figure 112006097764430-pat00304
    개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112006097764430-pat00305
    Figure 112006097764430-pat00306
    를 구하는 단계에서,
    Figure 112006097764430-pat00307
    번째 비트 위치를 고려할 때
    Figure 112006097764430-pat00308
    번째 심벌에 대한 경판정 수행 시 전체 심벌들을 LSB로부터
    Figure 112006097764430-pat00309
    번째 위치한 비트가 0에 해당하는 심벌들의 집합과 1에 해당하는 심벌들의 집합으로 구분하여
    Figure 112006097764430-pat00310
    번째 비트가 0 또는 1에 해당하는 심벌들의 집합 내에서 경판정을 수행하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, V-BLAST 시스템의 수신 신호 모델은,
    Figure 112006097764430-pat00311
    으로 정의되고,
    여기서 T, N은 각각 송신 안테나 개수와 수신 안테나 개수를 나타내고, 채널 행렬
    Figure 112006097764430-pat00312
    의 경우 각 원소가 분산이 1(
    Figure 112006097764430-pat00313
    )인 복소 가우시안 (Gaussian) 확률 변수이며 백색 가우시안 잡음 벡터
    Figure 112006097764430-pat00314
    의 경우 각 원소가
    Figure 112006097764430-pat00315
    를 만족하는 복소 가우시안 확률 변수인 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    Figure 112006097764430-pat00316
    개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위한 병렬 판정 궤환 등화는,
    각 송신 안테나에서의 변조 지수가
    Figure 112006097764430-pat00317
    이라고 가정할 때 M-ary 성상(constellation) 상에서의 모든 점들을
    Figure 112006097764430-pat00318
    라고 하면,
    Figure 112006097764430-pat00319
    에서
    Figure 112006097764430-pat00320
    에 임의의
    Figure 112006097764430-pat00321
    을 대입하고 상기 수학식의
    Figure 112006097764430-pat00322
    를 계산하는 단계와,
    그리고 각
    Figure 112006097764430-pat00323
    에 대하여 경판정(hard decision)을 수행하여 하나의 후보 심벌 벡터
    Figure 112006097764430-pat00324
    를 구하는 단계와,
    이 과정을 모든 가능한
    Figure 112006097764430-pat00325
    에 대하여 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, J
    Figure 112006097764430-pat00326
    개의 후보 심벌 벡터를 구하기 위한 변형된 병렬 판정 궤환 등화 방법은,
    로그 우도 비가 정의되지 않을 가능성이 있는 임의의 비트 위치를
    Figure 112006097764430-pat00327
    라 정의하고 변조 지수가
    Figure 112006097764430-pat00328
    일 때 M-ary 성상(constellation) 상에서의 모든 점들을
    Figure 112006097764430-pat00329
    라고 하면,
    초기 HDFE 수행 결과 검출한
    Figure 112006097764430-pat00330
    개의 후보 심벌 벡터들
    Figure 112006097764430-pat00331
    Figure 112006097764430-pat00332
    중에서
    Figure 112006097764430-pat00333
    를 최소화하는
    Figure 112006097764430-pat00334
    개의 심벌 벡터들을 선택하는 단계와,
    이 벡터들을
    Figure 112006097764430-pat00335
    Figure 112006097764430-pat00336
    이라고 하면
    Figure 112006097764430-pat00337
    Figure 112006097764430-pat00338
    들을 상기 후보 심벌들로 선택하여,
    Figure 112006097764430-pat00339
    의
    Figure 112006097764430-pat00340
    에
    Figure 112006097764430-pat00341
    Figure 112006097764430-pat00342
    을 대입하고
    Figure 112006097764430-pat00343
    를 계산하는 단계와,
    Figure 112006097764430-pat00344
    를 계산한 다음 각
    Figure 112006097764430-pat00345
    에 대하여 경판정(hard decision) 을 수행하여 하나의 후보 심벌 벡터
    Figure 112006097764430-pat00346
    를 구하는 단계와,
    이 과정을 모든 가능한
    Figure 112006097764430-pat00347
    Figure 112006097764430-pat00348
    에 대하여 수행하여
    Figure 112006097764430-pat00349
    개의 후보 심벌 벡터들
    Figure 112006097764430-pat00350
    을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 경판정(hard decision)을 수행하여 하나의 후보 심벌 벡터를 구하는 단계에서,
    Figure 112006097764430-pat00351
    번째 canceling된 observation
    Figure 112006097764430-pat00352
    에 대하여 경판정(hard decision)을 할 때
    Figure 112006097764430-pat00353
    가 1일 경우
    Figure 112006097764430-pat00354
    Figure 112006097764430-pat00355
    번째 비트가 0에 해당하는 M-ary 성상(constellation) 상에서의 점들 중에서
    Figure 112006097764430-pat00356
    에 가까운 심벌을 선택하고,
    반대로
    Figure 112006097764430-pat00357
    가 0일 경우
    Figure 112006097764430-pat00358
    Figure 112006097764430-pat00359
    번째 비트가 1에 해당하는 M-ary 성상(constellation) 상에서의 점들 중에서
    Figure 112006097764430-pat00360
    에 가까운 심벌을 선택하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 8 항 또는 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    HDFE 과정에서 얻은 C 개의 후보 심벌 벡터와 MHDFE 과정에서 얻은 J 개의 후보 심벌 벡터들을 하기 수학식 1 또는 2를 이용하여 λ번째 비트에 대한 로그 우도 비를 구하고 모든 λ에 대하여 계산한 후 채널 복호기에 입력하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112008022837419-pat00361
    [수학식 2]
    Figure 112008022837419-pat00362
    (여기서, bλ 는 λ번째 비트, R 은 상기 행렬 H’를 QR 분해(decomposition)한 후 얻은 R 행렬, σn 은 가우시안 잡음의 표준편차,
    Figure 112008022837419-pat00408
    는 k 번째 후보 심벌 벡터,
    Figure 112008022837419-pat00409
    는 λ번째 비트가 1인 후보 심벌 벡터들의 집합,
    Figure 112008022837419-pat00410
    는 λ번째 비트가 0인 후보 심벌 벡터들의 집합,
    Figure 112008022837419-pat00411
    은 채널 행렬 H 및 수신 벡터 y 인 경우 λ번째 비트에 대한 로그 우도 비, ∥ ∥ 는 유클리디안 거리이다)
  13. 송수신 안테나의 개수가 T, N 인 MIMO 시스템에서,
    채널 신호와 수신신호에 근거하여 병렬 판정 궤환 등화 방법 (HDFE)를 수행하여 제 1 송신 후보 심벌 벡터들을 구하는 제 1 송신 후보 심벌 벡터 산출부
    상기 제1 송신 후보 심벌 벡터들로부터 얻어진 송신 후보 심벌의 비트들에 대하여 상기 채널 신호와 상기 수신 신호에 근거하여 병렬 판정 궤환 등화 방법(HDFE)을 수행하여 제 2 송신 후보 심볼 벡터들을 구하는 제 2 송신 후보 심벌 벡터 산출부;
    상기에서 산출된 심벌 벡터들에 대하여 각 원소들의 위치를 채널 행렬에 적용하였던 순열의 역으로 재배열하는 후보 심벌 벡터의 원소 순서 변경부; 및
    상기에서 구해진 심벌 벡터들을 이용하여 모든 λ에 대하여 로그 우도 비를 계산하여 채널 복호기에 입력하는 로그 우도 비 계산부를 포함하고 구성되는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 제 1 송신 후보 심벌 벡터 산출부는,
    무선 신호(RF) 수신부에서 수신되는 수신 신호 및 채널 신호에서 주어지는 채널 행렬 H 를 산출하는 채널 추정부와,
    특정 순열에 따라 상기 채널 행렬 H 의 열벡터들의 위치가 달라진 행렬을 H' 로 정의하는 H 열벡터 순서 변경부와,
    상기 행렬 H' 을 QR 분해(decomposition)하여 행렬 QR 을 생성하는 QR 계산부(101)와, QR 분해를 수행한 후에 수신 벡터 y 에 Q 의 에르미트(Hermitian) 행렬 Q H 를 곱하여 변형된 수신 벡터 z(=Q H y)를 산출하는 변형 수신 벡터 생성부와,
    상기 변형된 수신 벡터 z 에서 가장 아래에 위치한 원소를 통해 수신될 수 있는 모든 가능한 M-ary 성상 (constellation) 상의 점들 중에서
    Figure 112008022837419-pat00378
    개를 선택하는 유클리디안 거리(Euclidean Distance) 계산부와,
    상기 후보 심벌로서 선택된 각 점에 대하여 상기 변형된 수신 벡터 z 로부터 간섭제거를 수행한 후 판정 궤환 등화(DFE;decision feedback equalization) 검출 방법을 적용하여
    Figure 112008022837419-pat00380
    개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00381
    Figure 112008022837419-pat00382
    를 구하는 HDFE 수행부를 포함하고 구성되는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 2 송신 후보 심벌 벡터 산출부는,
    제 1 송신 후보 심벌 벡터 산출부에서 산출된 후보 심벌 벡터들
    Figure 112008022837419-pat00383
    Figure 112008022837419-pat00384
    중에서 특정 기준에 따라서
    Figure 112008022837419-pat00385
    개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00386
    Figure 112008022837419-pat00387
    을 선택하는 후보 심벌 벡터 정렬부와,
    상기 선택된 후보 심벌 벡터들 중에서 특정 기준에 따라서 한 개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00388
    을 선택하고 해당하는 비트들 중
    Figure 112008022837419-pat00389
    Figure 112008022837419-pat00390
    개의 비트를 산출하는 비트 산출부와,
    상기 산출된 비트들에 대하여 반전된 비트들에 해당하는 후보 심벌 벡터들을 산출하기 위해 각 비트 위치 별로 상기 선택된 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00391
    Figure 112008022837419-pat00392
    에서
    Figure 112008022837419-pat00393
    Figure 112008022837419-pat00394
    를 사용하여 상기 변형된 수신 벡터 z 로부터 간섭 제거를 수행하고 판정 궤환 등화(DFE; decision feedback equalization) 검출 방법을 적용하여
    Figure 112008022837419-pat00396
    Figure 112008022837419-pat00397
    개의 후보 심벌 벡터
    Figure 112008022837419-pat00398
    Figure 112008022837419-pat00399
    를 구하는 MHDFE 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 시스템.
  16. 채널 신호와 수신신호에 근거하여 병렬 판정 궤환 등화(HDFE) 방법을 수행하여 제 1 송신 후보 심벌들을 구하는 단계;
    상기 제1 송신 후보 심벌 벡터들로부터 얻어진 송신 후보 심볼의 비트들에 대하여 상기 채널신호와 상기 수신 신호에 근거하여 병렬 판정 궤환 등화 방법(HDFE)을 수행하여 제 2 송신 후보 심벌들을 구하는 단계; 및
    상기 제 1 송신 후보 심벌들과 상기 제 2 송신 후보 심벌들을 이용하여 송신 심벌의 비트들에 대한 로그 우드 비를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 송신 후보 심볼의 비트들은 로그 우드 비가 정의되지 않을 가능성이 있는 비트들에 해당하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 송신 후보 심벌들을 선택하는 단계는 C 개의 송신 후보 심볼로부터 상기 수신 신호와의 유클리디안 거리를 최소화하는 L개의 송신 후보 심벌들 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연판정 정보 생성 방법.
KR1020060136676A 2006-12-28 2006-12-28 연판정 정보 생성 시스템 및 방법 KR100855019B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060136676A KR100855019B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 연판정 정보 생성 시스템 및 방법
PCT/KR2007/006997 WO2008082226A1 (en) 2006-12-28 2007-12-28 Systems and method for generating soft decision

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060136676A KR100855019B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 연판정 정보 생성 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080061690A KR20080061690A (ko) 2008-07-03
KR100855019B1 true KR100855019B1 (ko) 2008-09-02

Family

ID=39588803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060136676A KR100855019B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 연판정 정보 생성 시스템 및 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100855019B1 (ko)
WO (1) WO2008082226A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101495103B1 (ko) 2008-09-10 2015-03-18 삼성전자주식회사 직교 부호화된 신호간의 간섭을 제거하는 장치 및 방법
EP2200240B1 (en) * 2008-12-18 2011-06-15 STMicroelectronics Srl Method and apparatus for near-optimal computation of bit soft information in multiple antenna communication systems with iterative detection and decoding

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990083597A (ko) * 1998-04-30 1999-11-25 보토스 알. 제이 소프트-디시젼피드백을이용한채널추정
US20030103584A1 (en) 2001-12-03 2003-06-05 Bjerke Bjorn A. Iterative detection and decoding for a MIMO-OFDM system
KR20040032254A (ko) * 2002-10-08 2004-04-17 한국전자통신연구원 다차원 직교 자원 도약 다중화 통신 방식에 기반한 디지털통신 시스템
US6731700B1 (en) 2001-01-04 2004-05-04 Comsys Communication & Signal Processing Ltd. Soft decision output generator

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6993098B2 (en) * 2001-07-12 2006-01-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for efficient calculating distance metric

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990083597A (ko) * 1998-04-30 1999-11-25 보토스 알. 제이 소프트-디시젼피드백을이용한채널추정
US6731700B1 (en) 2001-01-04 2004-05-04 Comsys Communication & Signal Processing Ltd. Soft decision output generator
US20030103584A1 (en) 2001-12-03 2003-06-05 Bjerke Bjorn A. Iterative detection and decoding for a MIMO-OFDM system
KR20040032254A (ko) * 2002-10-08 2004-04-17 한국전자통신연구원 다차원 직교 자원 도약 다중화 통신 방식에 기반한 디지털통신 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080061690A (ko) 2008-07-03
WO2008082226A1 (en) 2008-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4803384B2 (ja) 空間多重信号検出方法及びそれを用いる時空間反復復号器
KR100863702B1 (ko) 다중 안테나 통신시스템에서 반복적 검출 및 복호를 위한장치 및 방법
RU2303330C1 (ru) Способ приема сигнала в системе связи с несколькими каналами передачи и приема
US20060165192A1 (en) Wireless communication system, receiver, demodulation method used for the system and receiver, and program thereof
KR100690873B1 (ko) Ｍｉｍｏ시스템의 복호장치 및 방법
JP4827695B2 (ja) 無線受信装置
KR100930522B1 (ko) 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신 장치 및 방법
JP2004343702A (ja) Ｍｉｍｏ電気通信システム及びこのシステムにおける送信シンボルの復号方法並びに送信シンボルの復号装置
CN107276716B (zh) 用于解码数据信号的方法和设备
US8391378B2 (en) Metric computation for lowering complexity of MIMO detection algorithms
JP4191697B2 (ja) ターボ受信方法及びその受信機
KR101508700B1 (ko) 다중 입출력 무선통신 시스템에서 신호 검출 장치 및 방법
JP2010506435A (ja) 無線通信装置
EP2064825B1 (en) Multiple-input-multiple-output transmission using non-binary ldpc coding
JP2010193310A (ja) 空間多重受信装置、及び空間多重受信方法
Najafi et al. Lattice-reduction-aided conditional detection for MIMO systems
KR100855019B1 (ko) 연판정 정보 생성 시스템 및 방법
JP5086372B2 (ja) 通信に関連する方法及び構成
WO2005062499A1 (en) Data encoding for static mimo channels
US8081577B2 (en) Method of calculating soft value and method of detecting transmission signal
Guéguen Comparison of suboptimal iterative space-time receivers
KR101727737B1 (ko) 무선 통신 시스템에서 다중 안테나 신호 검출 방법 및 장치
KR101397347B1 (ko) Ｍｉｍｏ 시스템에서 연판정 정보 생성 방법
KR100973194B1 (ko) 다중안테나 시스템에서 복소 격자축소를 사용하는 복호방법 및 장치
JP2014165646A (ja) Ｍｉｍｏシステムにおける信号分離方法および受信装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110819

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120710

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee