KR100866982B1 - 통신시스템에서의 로그 근사율 계산 방법 및 장치 - Google Patents

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KR100866982B1 KR1020070019010A KR20070019010A KR100866982B1 KR 100866982 B1 KR100866982 B1 KR 100866982B1 KR 1020070019010 A KR1020070019010 A KR 1020070019010A KR 20070019010 A KR20070019010 A KR 20070019010A KR 100866982 B1 KR100866982 B1 KR 100866982B1
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유창완
이영하
박윤옥
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power

Abstract

본 발명은 시공간 블록코드를 이용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산 방법 및 장치에 관한 것으로, 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템에서 다중경로 채널을 거쳐 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는데 있어, 수신 신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하고, 보정된 수신 신호에 대한 잡음분산을 계산하고, 잡음분산을 이용하여 모드에 따른 가중치를 선택한 후에, 기준점과 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산함으로써, 최적의 성능을 유지하면서 복잡도를 최소화할 수 있다.
시공간 블록코드, 로그 근사율, STBC, LLR

Description

통신시스템에서의 로그 근사율 계산 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CALCULATING A LOG LIKELIHOOD RATIO IN THE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신시스템에서의 로그 근사율 계산 장치를 나타낸 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신시스템에서의 로그 근사율 계산 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로그 근사율 값에 대하여 적용된 16QAM 성상도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로그 근사율 값에 대하여 적용된 64QAM 성상도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 잡음지수 0.397에 따른 가중치가 적용된 16QAM 신호의 비트단위 복호 로그 근사율 계산 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 잡음지수 0.397에 따른 가중치가 적용된 64QAM 신호의 비트단위 복호 로그 근사율 계산 결과를 나타낸 그래프.
본 발명은 통신시스템에서의 로그 근사율 계산 방법에 관한 것으로, 특히 시공간 블록코드를 이용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산 방법 및 장치에 관한 것이다.
시공간 블록코드(STBC: Space Time Block Code)를 사용하는 통신시스템은 알라무티(Alamouti)에 의하여 제안된 시공간 블록코드 기법을 적용한다. 이러한 시공간 블록코드 기법은 통신시스템 내에 구비되어 있는 송수신기에 다수 개의 안테나를 사용하여 무선채널에서의 페이딩을 극복하기 위한 대표적인 송신 다이버시티 기술로, 송신기의 각 송신 안테나를 통하여 전송되는 송신 신호들이 시간, 공간적으로 서로 상관관계를 갖도록 함으로써 다이버시티 이득을 얻도록 하는 방식이다. 이 방식은 송신신호에 대한 부호화 과정과 수신신호에 대한 복호화 과정이 매우 간단하며, 특히 수신신호의 복호화 과정은 최대 우도 검출을 선형방식으로 유도할 수 있는 장점을 가지고 있어, 현재 WCDMA, ARIB, ANSI-IS 136, IEEE802.16e 등의 표준화 단체들에 의해서 표준안으로 채택되고 있다.
이하에서는 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템에서 수행되는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 디맵퍼에서의 로그 근사율(Log Likelihood Ratio: LLR) 연산에 대하여 살펴보기로 한다.
통신시스템의 송신기에서 전송하는 M진 신호를 'si'라고 하고, 이 'si'의 'log2M'개의 비트 중에서 m-번째 비트를 'bm(bm∈{0,1})'이라고 하면, 무선 전송채널을 통하여 수신된 신호(r1, r2)에 대하여 시공간 블록코드 복호기에서 출력되는 신호(si)의 m-번째 비트에 대한 로그 근사율은 아래의 수학식 1과 같이 주어진다.
Figure 112007016484644-pat00001
이때, 상기 수학식 1에서의 'p(bm = 1|r1,r2), p(bm = 0|r1,r2)'는 수신신호(r1, r2)를 수신하였을 경우에 성상도의 신호좌표에서 비트 '0'과 비트 '1'에 해당하는 'si'가 전송되었을 사후확률(Posteriori Probability)을 각각 나타낸다.
그리고, 상기 수학식 1을 이용하여 실제 로그 근사율을 구하는 방법에 따르면 하나의 연판정 비트 값을 산출하는데, '0' 또는 '1'이 될 수 있는 점들의 확률을 구하여 더한 후에 그 결과값에 대한 로그 값을 구하여야 하므로, 계산량이 크게 증가한다. 또한, 확률분포는 대개 가우시안(Gaussian) 분포를 가정하는데, 이러한 확률분포는 지수함수를 포함하고 있으며, 확률값을 더한 값의 로그 값을 계산하기 위해서는 로그함수를 계산하여야 하므로, 실제 구현상에 많은 제약사항이 따른다.
따라서, 이러한 복잡도를 줄이기 위해서 로그-합 알고리즘(Log-sum Algorithm)을 이용하여 로그 근사율을 근사화하는 방법이 있는데, 이 방식을 수학식 1에 적용하면 로그 근사율은 아래의 수학식 2와 같이 근사화될 수 있다.
Figure 112007016484644-pat00002
여기서,
Figure 112007016484644-pat00003
상기 수학식 2로 표현되는 신호는 실수축 신호와 허수축 신호로 나눌 수 있으며, 이때 'A'는 실수축에 해당되는 값을 나타내고 'B'는 허수축에 해당되는 값을 나타낸 것이다. 또한, 'hi'는 i-번째 무선경로의 이득을 나타낸 것이다.
이러한 근사화 방식은 지수함수나 로그함수의 계산이 필요하지 않으므로 로그 근사율을 계산함에 있어서 복잡도를 줄일 수 있으며, 수신신호가 가우시안 확률분포를 갖는다고 가정하면 분자와 분모의 유클리디안 거리(Euclidean Distance)만 남게 된다.
하지만, 여전히 수신된 신호와 수신 가능한 M-개의 점들과의 유클리디안 거리를 각각 계산해야 하고 이중에서 가장 발생 확률이 높은 신호를 찾아야 하기 때문에 복잡도가 커진다. 또한, 신호의 송신을 위하여 고차원의 신호(16QAM, 64QAM)를 사용하는 경우, 신호의 성좌(Constellation) 수가 증가할수록 그 복잡도가 매우 높아진다는 문제점도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시공간 블록코드를 이용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시공간 블록코드를 이용하는 통신시스템에서 비트단위 복호 로그 근사율을 구하는데 있어서 최적의 성능을 유지하면서 복잡도를 최소화하기 위한 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 잡음분산을 계산하고 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 따라 선택한 가중치 값을 로그 근사율 값에 적용한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 통신시스템에서 다중경로 채널을 거쳐 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는데 있어, 다중경로 채널에 대한 채널을 추정하고, 채널 추정결과를 이용하여 수신신호를 보정하고, 보정된 수신신호에 대하여 가중치를 적용하여 로그 근사율을 계산하는 방법이 제공된다. 다르게는, 이 방법은, 보정된 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하고, 계산된 잡음분산을 이용하여 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 모드에 따라 가중치를 선택하는 방법이 더 제공된다.
이때, 잡음분산은,
Figure 112007016484644-pat00004
에 의해 계산되는데, 여기서 si는 i-번째 QAM신호이고 M은 신호의 성좌 수이다.
그리고 로그 근사율 계산은, 채널 추정결과를 이용하여 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하고, 보정된 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하고, 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 따라 가중치를 선택한 다음에, 생성된 기준점과 선택된 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산하도록 한다. 여기서, 기준점은, 수신신호가 16QAM인 경우에
Figure 112007016484644-pat00005
이며, 수신신호가 64QAM인 경우에
Figure 112007016484644-pat00006
,
Figure 112007016484644-pat00007
및
Figure 112007016484644-pat00008
이다.
다르게는, 로그 근사율 계산은, 생성된 기준점을 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하고, 선택된 가중치를 간략화된 로그 근사율 값에 적용하여 로그 근사율을 계산하는 동작을 더 포함한다. 여기서, 로그 근사율은, 선택된 가중치를 간략화된 로그 근사율 값에 곱하여 계산되어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 통신시스템에서 다중경로 채널을 거쳐 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는데 있어, 다중경로 채널을 통과하면서 생긴 신호왜곡에 대한 채널 추정결과를 이용하여 수신신호를 보정하는 시공간 블록코드 복호기, 그리고 시공간 블록코드 복호기에서 보정한 수신신호에 대하여 가중치를 적용하여 로그 근사율을 계산하는 로그 근사율 계산기를 포함하는 장치가 제공된다. 다르게는, 이 장치는, 시공간 블록코드 복호기에서 보정한 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하는 잡음분산 계산기, 그리고 잡음분산 계산기에서 계산된 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 따라 가중치를 선택하는 가중치 선택기를 더 포함한다.
이때, 잡음분산 계산기는,
Figure 112007016484644-pat00009
를 이용하여 잡음분산을 계산하는데, 여기서 si는 i-번째 QAM신호이고 M은 신호의 성좌 수이다.
그리고 로그 근사율 계산기는, 다중경로 채널을 통과하면서 생긴 신호왜곡에 대한 채널 추정결과를 이용하여 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하는 기준점 계산기, 시공간 블록코드 복호기에서 보정한 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하는 잡음분산 계산기, 잡음분산 계산기에서 계산된 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 따라 가중치를 선택하는 가중치 선택기, 그리고 기준점 계산기에서 생성한 기준점과 가중치 선택기에서 선택한 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산하는 QAM 디맵퍼를 포함한다.
그리고 기준점 계산기는, 수신신호가 16QAM인 경우에 기준점으로
Figure 112007016484644-pat00010
를 생성하고, 수신신호가 64QAM인 경우에 기준점으로
Figure 112007016484644-pat00011
,
Figure 112007016484644-pat00012
및
Figure 112007016484644-pat00013
를 생성한다.
그리고 QAM 디맵퍼는, 기준점 계산기에서 생성한 기준점을 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하고, 상기 가중치 선택기에서 선택한 가중치를 상기 간략화된 로그 근사율 값에 적용하여 로그 근사율을 계산한다. 이때, QAM 디맵퍼는, 가중치 선택기에서 선택한 가중치를 간략화된 로그 근사율 값에 곱하여 로그 근사율을 얻는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템에서 다중경로 채널을 거쳐 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는데 있어, 다중경로 채널을 통과하면서 생긴 신호왜곡에 대한 채널 추정결과를 이용하여 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하고, 채널 추정결과 를 이용하여 수신신호를 보정한 후, 보정된 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하고, 계산된 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 따라 가중치를 선택하고, 생성된 기준점과 선택된 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산하는 방법이 제공된다.
이때, 기준점은, 수신신호가 16QAM인 경우에
Figure 112007016484644-pat00014
이고, 수신신호가 64QAM인 경우에
Figure 112007016484644-pat00015
,
Figure 112007016484644-pat00016
및
Figure 112007016484644-pat00017
이다. 또한, 잡음분산은,
Figure 112007016484644-pat00018
에 의해 계산되는데, 여기서 si는 i-번째 QAM신호이고 M은 신호의 성좌 수이다.
그리고 로그 근사율 계산은, 생성된 기준점을 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하고, 선택된 가중치를 간략화된 로그 근사율 값에 적용하여 로그 근사율을 계산하도록 한다. 이때, 로그 근사율은, 선택된 가중치를 간략화된 로그 근사율 값에 곱하여 계산되어진다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통신시스템에서 다중경로 채널을 거쳐 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는데 있어, 다중경로 채널을 통과하면서 생긴 신호왜곡에 대한 채널 추정결과를 이용하여 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하는 기준점 계산기, 채널 추정결과를 이용해 보정된 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하는 잡음분산 계산기, 잡음분산 계산기에서 계산된 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 따라 가중치를 선택하는 가중치 선택기, 그리고 기준점 계산기에서 생성한 기준점과 가중치 선택기에서 선택한 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산하는 로그 근사율 계산기를 포함하는 장치가 제공된다.
이때, 기준점 계산기는, 수신신호가 16QAM인 경우에 기준점으로
Figure 112007016484644-pat00019
를 생성 하고, 수신신호가 64QAM인 경우에 기준점으로
Figure 112007016484644-pat00020
,
Figure 112007016484644-pat00021
및
Figure 112007016484644-pat00022
를 생성한다.
그리고 잡음분산 계산기는,
Figure 112007016484644-pat00023
를 이용하여 잡음분산을 계산하는데, 여기서 si는 i-번째 QAM신호이고 M은 신호의 성좌 수이다.
그리고 로그 근사율 계산기는, 기준점 계산기에서 생성한 기준점을 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하고, 가중치 선택기에서 선택한 가중치를 간략화된 로그 근사율 값에 적용하여 로그 근사율을 계산한다. 이때, 로그 근사율 계산기는, 가중치 선택기에서 선택한 가중치를 간략화된 로그 근사율 값에 곱하여 로그 근사율을 얻는다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 통신시스템에서의 로그 근사율 계산 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산을 위한 장치의 구성 블록도인데, 특히 알라무티에 의하여 제안된 시공간 블록코드 기법을 이용하여 송신단에서 다수 개의 안테나를 통해 신호를 전송하는 경우에 대해서, 수신단에서 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는 장치의 구성 블록도를 나타내고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산을 위한 장치는 송신부(100) 및 수신부(200)를 포함한다. 송신부(100)는 무선 안테나를 거쳐 다중경로 채널(300)로 신호를 전송하며, 그 구성은 채널부호기(110), QAM 맵퍼(120), 그리고 시공간 블록코드 부호기(130)를 포함하여 이루어진다. 수신부(200)는 다중경로 채널(300)을 거쳐 수신된 신호를 처리하며, 그 구성은 채널추정기(210), 시공간 블록코드 복호기(220), 기준점 계산기(230), 잡음분산 계산기(240), 가중치 선택기(250), QAM 디맵퍼(260), 그리고 채널복호기(270)를 포함하여 이루어진다. 다르게는, 기준점 계산기(230), 잡음분산 계산기(240), 가중치 선택기(250) 및 QAM 디맵퍼(260)를 하나의 구성요소인 '로그 근사율 계산기(201)' 내에 포함시켜 형성할 수도 있음을 잘 이해해야 한다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산을 위한 장치는, 송신부(100)에서 알라무티에 의하여 제안된 시공간 블록코드의 부호화 행렬을 이용하여 고차원의 신호(16QAM, 64QAM)를 전송하는 경우, 수신부(200)에서 시공간 블록코드 복호기(220)의 출력에 대하여 가중치를 적용하는 방법을 사용함으로써 비트단위 로그 근사율을 구하는데 있어서 최적의 성능을 유지하면서 복잡도를 최소화하도록 한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산을 위한 장치는, 하드웨어로의 구현을 간략하게 하기 위한 로그 근사율 값을 구함과 동시에 특정구간에서 오차가 발생하는 단점을 보완하기 위하여 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 따른 가중치 값을 로그 근사율 값에 적용함으로써 최적의 성능으로 갖는 로그 근사율 값을 제공한다.
송신부(100)의 채널부호기(110)는 송신부(100)로 입력된 데이터를 부호화된 심볼로 만들어 송신부(100)의 QAM 맵퍼(120)로 입력한다. QAM 맵퍼(120)는 채널부호기(110)로부터 입력된 채널부호화된 심볼에 대하여 전송할 변조방식에 따라 고차원 변조신호(16QAM, 64QAM)로 변환한다. 송신부(100)의 시공간 블록코드 부호기(130)는 알라무티 부호화 방식의 행렬을 이용하여 시공간 다이버시티 이득을 갖는 신호로 부호화과정을 수행한 후에, 무선 안테나를 거쳐 다중경로 채널(300)로 신호를 전송한다.
수신부(200)의 채널추정기(210)는 다중경로 채널(300)을 통과하면서 생긴 신호왜곡에 대한 채널 추정결과를 수신부(200)의 시공간 블록코드 복호기(220)로 전달함과 동시에 수신부(200)의 기준점 계산기(230)로 입력한다. 시공간 블록코드 복호기(220)는 채널추정기(210)로부터 전달된 채널 추정결과를 이용하여 수신된 신호를 보정한 후, 수신부(200)의 잡음분산 계산기(240)와 QAM 디맵퍼(260)로 신호를 각각 전달한다. 기준점 계산기(230)는 채널추정기(210)의 출력을 이용하여 수신신 호의 영역판별을 위한 기준점을 생성한다. 잡음분산 계산기(240)는 시공간 블록코드 복호기(220)로부터 입력되는 신호에 대한 잡음분산(Noise Variance)을 계산한 후에 그 결과값을 가중치 선택기(250)로 입력한다. 가중치 선택기(250)는 잡음분산 계산기(240)로부터 입력되는 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 맞는 가중치를 선택한 후, QAM 디맵퍼(260)로 전달한다. QAM 디맵퍼(260)는 기준점 계산기(230)로부터 입력된 신호를 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하고 가중치 선택기(250)로부터 입력된 가중치를 해당 로그 근사율 값에 적용하는 과정을 수행한 후, 채널복호기(270)를 통하여 원하는 출력데이터를 얻도록 한다. 다르게는, 도 1과는 달리, 기준점 계산기(230)에서 생성된 기준점과 가중치 선택기(250)에서 선택된 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산하는 구성요소를 QAM 디맵퍼(260) 내, 또는 수신부(200) 내에 별도로 구비할 수도 있음을 잘 이해해야 한다.
아래에서는 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산 방법에 대해서 도 2를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율 계산 방법을 나타낸 순서도이다.
송신부(100)에 있어서, 채널부호기(110)는 송신부(100)로 입력된 데이터를 부호화된 심볼로 만들어 QAM 맵퍼(120)로 입력하게 되며, 이에 QAM 맵퍼(120)는 채널부호기(110)로부터 입력된 채널부호화된 심볼에 대하여 전송할 변조방식에 따라 고차원 변조신호(16QAM, 64QAM)로 변환하여 시공간 블록코드 부호기(130)에 입력하 게 된다. 시공간 블록코드 부호기(130)는 QAM 맵퍼(120)로부터 입력된 고차원 변조신호(16QAM, 64QAM)를 알라무티 부호화 방식의 행렬을 이용하여 시공간 다이버시티 이득을 갖는 신호로 부호화하는 과정을 수행한 후에, 무선 안테나를 거쳐 다중경로 채널(300)로 신호를 전송한다.
그런 후에, 다중경로 채널(300)을 거쳐 수신부(200)에 도달한 신호는, 수신부(200) 내의 채널추정기(210)와 시공간 블록코드 복호기(220)로 각각 입력된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수신부(200)에 있어서, 채널추정기(210)는 다중경로 채널(300)을 통과하면서 생긴 신호왜곡에 대한 채널을 추정하며(S210), 이 채널 추정결과를 시공간 블록코드 복호기(220)로 전달함과 동시에 기준점 계산기(230)로 입력한다.
이에, 기준점 계산기(230)는 채널추정기(210)로부터 전달된 채널 추정결과를 이용하여 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하게 된다(S220). 예를 들어, 송신부(100)에서 전송된 고차원의 신호가 16QAM인 경우, 기준점 계산기(230)는 수신신호의 영역판별을 위한 기준점으로
Figure 112007016484644-pat00024
를 생성하게 된다. 또한, 송신부(100)에서 전송된 고차원의 신호가 64QAM인 경우, 기준점 계산기(230)는 수신신호의 영역판별을 위한 기준점으로
Figure 112007016484644-pat00025
,
Figure 112007016484644-pat00026
및
Figure 112007016484644-pat00027
를 생성하게 된다.
이와 동시에, 시공간 블록코드 복호기(220)는 채널추정기(210)로부터 전달된 채널 추정결과를 이용하여 다중경로 채널(300)을 통해 수신된 신호를 보정한 후(S230), 해당 보정된 신호를 잡음분산 계산기(250)와 QAM 디맵퍼(260)로 전달한다.
이에 따라, 잡음분산 계산기(240)에서는 시공간 블록코드 복호기(220)로부터 입력되는 신호에 대한 잡음분산을 계산한 후에(S240), 그 결과값을 가중치 선택기(250)로 입력한다. 이때, 시공간 블록코드 복호기(220)의 출력에 대한 잡음분산을 계산하는 단계 S240은 아래의 수학식 3을 이용한다.
Figure 112007016484644-pat00028
여기서, 'si'는 i-번째 QAM신호를 나타내고, 'M'은 신호의 성좌 수를 나타낸다. 또한,
Figure 112008040035880-pat00049
는 si의 실수부를 제곱한 값이고
Figure 112008040035880-pat00050
는 si의 허수부를 제곱한 값을 나타낸다.
그리고 가중치 선택기(250)에서는 아래의 표 1과 2에 나타낸 바와 같이, 잡음분산 계산기(240)로부터 입력되는 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 맞는 가중치(w0, w1, w2)를 선택한 후(S250), 해당 선택된 가중치(w0, w1, w2)를 QAM 디맵퍼(260)로 전달한다. 즉, 가중치 선택기(250)는 시공간 블록코드 복호기(220)에서 출력되는 신호에 대한 잡음분산을 이용하여 로그 근사율 계산기(201)의 출력신호에 대한 가중치를 선택하여 QAM 디맵퍼(260)로 인가하는 역할을 수행한다.
아래의 표 1은 16QAM에 대하여 잡음분산에 따라 가중치 선택기(250)에서 출력되는 가중치 값을 나타낸 것이다.
잡음분산 b3-비트 가중치(w1) b2-비트 가중치(w0)
0.1 20 30
0.2 10 15
0.3 7 10
0.4 5 8
0.5 4 6
0.6 3 5
0.7 3 4
0.8 3 4
0.9 2 3
1.0 2 2
그리고 아래의 표 2는 64QAM에 대하여 잡음분산에 따라 가중치 선택기(250)에서 출력되는 가중치 값을 나타낸 것이다.
잡음분산 b5-비트 가중치(w2) b4-비트 가중치(w1) b3-비트 가중치(w0)
0.1 20 30 50
0.2 10 15 25
0.3 7 10 17
0.4 5 8 13
0.5 4 6 10
0.6 3 5 8
0.7 3 4 7
0.8 2 4 6
0.9 2 3 6
1.0 2 3 5
그러면, QAM 디맵퍼(260)에서는 단계 S220에서 생성된 기준점과 단계 S250에서 선택된 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산하게 된다(S260). 즉, QAM 디맵퍼(260)는 기준점 계산기(230)로부터 입력된 신호(즉, 기준점)를 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하고, 가중치 선택기(250)로부터 입력된 가중치를 해당 간략화된 로그 근사율 값에 적용하는 동작을 수행한 후, 채널복호기(270)를 통하여 원하는 출력데이터를 얻게 된다. 이때, 로그 근사율은 간략화된 로그 근사율 값에 가중치를 곱한 값이 된다.
다음으로, 상술한 QAM 디맵퍼(260)에서 수행되는 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.
M-진 QAM 신호에 대하여 실수축(I)과 허수축(Q)은 서로 독립적인 관계를 가지므로, 수학식 2로 표현되는 신호는 실수축 신호와 허수축 신호로 나눌 수 있으며, 실수축(I)과 허수축(Q)을 동일한 방법으로 적용할 수 있기 때문에 여기에서는 실수축(I)만을 고려하여 아래의 수학식 4로 표현할 수 있다.
Figure 112007016484644-pat00029
이때, 수학식 4에 대하여 도 3에 도시된 16QAM 성상도와 도 4에 도시된 64QAM 성상도를 각각 적용하면, 아래의 수학식 5와 수학식 6을 각각 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로그 근사율 값에 대하여 그레이(Gray) 코딩된 16QAM 성상도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로그 근사율 값에 대하여 그레이 코딩된 64QAM 성상도를 나타낸 것이다.
Figure 112007016484644-pat00030
Figure 112007016484644-pat00031
이에, 수학식 5와 수학식 6은 상술한 근사화 동작을 통하여 아래의 수학식 7과 수학식 8로 각각 간략하게 표현할 수 있다.
Figure 112007016484644-pat00032
Figure 112007016484644-pat00033
이에 따라, 수학식 7과 수학식 8을 이용하면 상술한 간략화된 로그 근사율 값을 좀더 쉽게 하드웨어로 구할 수 있다는 장점을 가지게 된다. 또한, 특정구간에서 오차가 커진다는 단점을 보완하기 위해 즉, 특정구간에서 발생하는 오차의 간격을 줄이기 위해, 본 발명의 실시 예에서는 아래의 수학식 9 및 수학식 10과 같이, 수학식 7 및 수학식 8을 통해 구한 각각의 간략화된 로그 근사율 값에 잡음분산을 이용한 가중치 값을 곱하여 로그 근사율을 산출한다.
Figure 112007016484644-pat00034
Figure 112007016484644-pat00035
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따라 잡음지수 0.397에 따른 가중치가 적용된 16QAM 신호의 비트단위 복호 로그 근사율을 계산한 결과를 나타내면, 도 5에 도시된 바와 같은 그래프로 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따라 잡음지수 0.397에 따른 가중치가 적용된 64QAM 신호의 비트단위 복호 로그 근사율을 계산한 결과를 나타내면, 도 6에 도시된 바와 같은 그래프로 나타낼 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에서는 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템에서 알라무티 시공간 블록코드 기법을 이용하여 송신부(100) 다수 개의 안테나를 통해 신호를 전송하는 경우에 수신부(200)에서 수신신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산함에 있어서, 채널추정기(210)의 출력을 이용하여 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하며, 시공간 블록코드 복호기(220)에서 출력되는 신호에 대한 잡음분산을 계산하며, 잡음분산을 이용하여 QAM 모드에 따라 로그 근 사율 계산기(201)의 출력신호에 대한 가중치를 인가하기 위한 가중치를 선택하며, 생성된 기준점과 선택된 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산함으로써, 시공간 블록코드 복호기(220)의 출력에 대한 비트단위 로그 근사율을 구하는데 있어서 최적의 성능을 유지하면서 복잡도를 최소화할 수 있으며, 또한 순방향 오류정정 장치의 성능을 향상시킬 수 있음을 잘 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서 설명한 구성요소는 적어도 하나의 DSP(Digital Signal Processor), 프로세서, 컨트롤러, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 프로그램 가능한 논리 소자, 기타 전자 장치 또는 이들의 결합으로 이루어지는 하드웨어로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기능이나 처리 절차 중 적어도 일부는 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 이러한 소프트웨어는 기록 매체에 기록되어 있을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서 설명한 구성요소, 기능 및 처리 절차는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 시공간 블록코드를 이용하는 통신시스템의 비트단위 복호 로그 근사율을 구하는데 있어서 최적의 성능을 유지하면서 복잡도를 최소화할 수 있다.

Claims (13)

  1. 통신시스템에서 다중경로 채널을 거쳐 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는 방법에 있어서,
    상기 다중경로 채널에 대한 채널을 추정하는 단계,
    상기 채널 추정결과를 이용하여 상기 수신신호를 보정하는 단계, 그리고
    상기 보정된 수신신호에 대하여 가중치를 적용하여 로그 근사율을 계산하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정된 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하는 단계, 그리고
    상기 계산된 잡음분산을 이용하여 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 모드에 따라 상기 가중치를 선택하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로그 근사율 계산 단계는,
    상기 채널 추정결과를 이용하여 상기 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하는 단계,
    상기 보정된 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하는 단계,
    상기 잡음분산을 이용하여 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 모드에 따라 가중치를 선택하는 단계, 그리고
    상기 생성된 기준점과 상기 선택된 가중치를 이용하여 상기 로그 근사율을 계산하는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 로그 근사율 계산 단계는,
    상기 생성된 기준점을 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하는 단계, 그리고
    상기 선택된 가중치를 상기 간략화된 로그 근사율 값에 적용하여 상기 로그 근사율을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 시공간 블록코드를 사용하는 통신시스템에서 다중경로 채널을 거쳐 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는 방법에 있어서,
    상기 다중경로 채널을 통과하면서 생긴 신호왜곡에 대한 채널 추정결과를 이 용하여 상기 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하는 단계,
    상기 채널 추정결과를 이용하여 상기 수신신호를 보정한 후, 상기 보정된 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하는 단계,
    상기 계산된 잡음분산을 이용하여 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 모드에 따라 가중치를 선택하는 단계, 그리고
    상기 생성된 기준점과 상기 선택된 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로그 근사율 계산 단계는,
    상기 생성된 기준점을 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하는 단계, 그리고
    상기 선택된 가중치를 상기 간략화된 로그 근사율 값에 곱하여 로그 근사율을 계산하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 통신시스템에서 다중경로 채널을 거쳐 수신된 신호에 대한 비트단위 복호를 위한 로그 근사율을 계산하는 장치에 있어서,
    상기 다중경로 채널을 통과하면서 생긴 신호왜곡에 대한 채널 추정결과를 이용하여 상기 수신신호의 영역판별을 위한 기준점을 생성하는 기준점 계산기,
    상기 채널 추정결과를 이용해 보정된 수신신호에 대한 잡음분산을 계산하는 잡음분산 계산기,
    상기 잡음분산 계산기에서 계산된 잡음분산을 이용하여 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 모드에 따라 가중치를 선택하는 가중치 선택기, 그리고
    상기 기준점 계산기에서 생성한 기준점과 상기 가중치 선택기에서 선택한 가중치를 이용하여 로그 근사율을 계산하는 로그 근사율 계산기
    를 포함하는 로그 근사율 계산 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 로그 근사율 계산기는, 상기 기준점 계산기에서 생성한 기준점을 이용하여 간략화된 로그 근사율 값을 계산하고, 상기 가중치 선택기에서 선택한 가중치를 상기 간략화된 로그 근사율 값에 곱하여 상기 로그 근사율을 계산하는 것을 특징으로 하는 로그 근사율 계산 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002198862A (ja) 2000-12-26 2002-07-12 Clarion Co Ltd 対数尤度比に基づくレイク受信装置及び通信システム
KR20020086166A (ko) * 2001-05-11 2002-11-18 삼성전자 주식회사 직교주파수 분할 다중 시스템에서 채널 복호 장치 및 방법
KR20060039856A (ko) * 2003-05-09 2006-05-09 지온 하다드 핸드오프 시스템 및 방법
KR20060072096A (ko) * 2004-12-22 2006-06-27 삼성전자주식회사 선형 등화기를 사용하는 직교 주파수 분할 다중화 통신시스템에서 엘엘알 산출 방법 및 그 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002198862A (ja) 2000-12-26 2002-07-12 Clarion Co Ltd 対数尤度比に基づくレイク受信装置及び通信システム
KR20020086166A (ko) * 2001-05-11 2002-11-18 삼성전자 주식회사 직교주파수 분할 다중 시스템에서 채널 복호 장치 및 방법
KR20060039856A (ko) * 2003-05-09 2006-05-09 지온 하다드 핸드오프 시스템 및 방법
KR20060072096A (ko) * 2004-12-22 2006-06-27 삼성전자주식회사 선형 등화기를 사용하는 직교 주파수 분할 다중화 통신시스템에서 엘엘알 산출 방법 및 그 장치

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