이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 통신 시스템, 일예로 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템에서 데이터 수신 방법 및 시스템을 제안한다. 여기서, 후술할 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의상 상기 통신 시스템을 IEEE 802.16 통신 시스템에서 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 통신 시스템을 일예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 데이터 수신 방법 및 시스템은 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 간섭 신호가 존재하는 통신 시스템에서 송신기, 예컨대 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 한다)과 상기 송신기로부터 통신 서비스를 제공받는 수신기, 예컨대 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다) 간의 데이터 수신 방법 및 시스템을 제안한다. 후술할 본 발명의 실시예에서는, 다수개의 수신 안테나들과 다수개의 송신 안테나들을 구비하여 적용하 는 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 통신 시스템에서 다수개의 송신 안테나들로부터 송신된 신호를 수신하는 수신기의 수신 성능을 향상을 위해 최대 우도(Maximum Likelihood) 복호화 알고리즘을 적용한 수신기를 제안하며, 상기 최대 우도 수신기의 복잡도를 감소시키기 위한 수신기를 통해 수신된 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하여 데이터 수신하는 방법 및 장치를 제안한다.
아울러, 후술한 본 발명의 실시예에서는, 송신기가 통신 서비스를 수신기로 제공하기 위해 데이터를 송신하면, 상기 수신기가 수신 안테나를 통해 제1신호를 수신하고, 상기 수신한 제1신호에서 송신기로부터 제공받고자 하는 통신 서비스, 즉 수신하고자 하는 데이터를 포함하는 제2신호를 제거하고, 상기 제2신호가 제거된 제1신호에서 간섭 신호를 제거하여 로그 우도비(LLR: Log Likelihood Ratio, 이하 'LLR'이라 칭하기로 한다)를 계산하여 디코더(decoder)로 전달함으로써, 수신기의 수신 성능을 향상시키고 시스템의 복잡도를 감소시키는 데이터 수신 방법 및 장치를 제안한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 수신기의 동작 과정을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 수신기의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 수신기는 301단계에서 수신 안테나를 통해 수신되는 수신 신호에서 희망 신호(desired signal), 즉 상기 수신 안테나를 통해 수신되는 수신 신호에서 송신기로부터 수신하고자 하는 신호로서 상기 송신기가 전송한 데이터를 제거한다. 여기서, 수신 신호는 앞서 설명한 바와 같이 하나 또는 그 이상의 수신 안테나들을 통해 수신되는 모든 신호를 의미한다. 상기 수신 신호에는, 수신기 자신과 데이터를 송수신하고자 하는 송신기가 송신한 신호뿐만 아니라 채널 환경, 특히 무선 채널 환경에 따른 다중 경로 간섭(multipath interference)과, 쉐도잉(shadowing)과, 전파 감쇠와, 시변 잡음과, 간섭 및 페이딩(fading) 등과 같은 요인들에 의한 잡음들이 포함된다. 또한, 상기 수신 신호에는 수신기 자신과 데이터를 송수신하는 송신기를 제외한 모든 송신기들이 송신한 신호들이 포함된다.
그런 다음, 303단계에서 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 간섭 신호를 검출한다. 여기서, 간섭 신호는, 다중 셀 구조를 가지는 통신 시스템에서 인접 셀에 위치한 송신기, 일예로 인접 셀을 관장하는 인접 BS(neighbor BS)가 상기 인접 셀에 위치한 수신기, 예컨대 인접 MS(neighbor MS)로 송신한 신호이거나, 또는 현재 자신이 위치한 셀의 송신기, 일예로 현재 셀을 관장하는 서빙 BS(serving BS)가 상기 현재 자신이 위치한 셀에 존재하는 다른 수신기들로 송신한 신호 등이다. 즉, 상기 간섭 신호는, 앞서 설명한 바와 같이 수신기 자신과 데이터를 송수신하는 송신기를 제외한 모든 송신기들이 송신한 신호들이다.
이렇게 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 간섭 신호를 검출하면, 305단계에서 상기 검출한 간섭 신호를 재생(regeneration)하고, 307단계에서 상기 재생한 간섭 신호를 제거한다. 그런 다음, 309단계에서 상기 간섭 신호가 제거된 수신 신호의 LLR을 계산하여 디코더로 전달한다. 여기서, LLR을 계산하여 디코더로 전달함은, 통신 시스템에서 송신기가 수신기로 전송하고자하는 데이터를 데이터를 부호화(coding)하여 송신하며, 상기 부호화된 데이터를 수신한 수신기는, 상기 부호화된 데이터의 복호화(decoding) 성능을 높이기 위해 상기 송신기가 송신한 신호의 신뢰도(reliability)에 해당하는 LLR을 계산하여 디코더로 전달한다.
여기서, 상기 LLR은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
상기 수학식 1에서, LLR(b
i)은 임의의 i번째 비트(bit)의 LLR을 의미하고, C
+ i는 성상도 포인트(constellation point)들 중에서 상기 임의의 i번째 비트가 '+1'을 갖는 포인트들의 집합을 의미하고, C
- i는 상기 성상도 포인트들 중에서 임의의 i번째 비트가 '-1'을 갖는 포인트들의 집합을 의미한다. 또한, C는 전체 성상도 포인트들의 집합을 의미하고, r은 수신기의 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 의미하고,
는 앞서 설명한 바와 같이 상기 수신 신호에서 수신기가 수신하고자 하는 신호, 즉 희망 신호를 의미하고,
는 상기 수신 신호에 포함 된 간섭 신호를 의미한다. 그리고,
는, 수신 신호인 r에서 전체 성상도 포인트들에서의 희망 신호인
와 전체 성상도 포인트들에서 K개의 간섭 신호인
를 제거한 후의 수신 신호 전력(power)을 의미하고, N
0는 상기 수신 신호에 포함된 잡음의 전력을 의미한다.
여기서, 상기 간섭 신호인
는, 전술한 바와 같이 수신기 자신과 데이터를 송수신하는 송신기를 제외한 모든 송신기들이 송신한 신호들을 포함하므로, 상기 자신과 데이터를 송수신하는 송신기를 제외한 모든 송신기들의 개수가 K일 경우 K개의 간섭 신호를 가질 수 있다. 그에 따라, 상기 수학식 1을 통해 임의의 i 비트의 LLR을 계산하기 위해서는 K개의 간섭 신호들의 모든 신호 조합에 대한 성상도 상에서의 유클리드 거리(Euclidian distance)를 계산해야 한다. 보다 구체적으로 설명하면, 일예로 변조 차수(modulation order)가 M이라고 가정하면, 성상도 포인트들의 개수는 M이 되므로 M
(K+1)개의 모든 신호 조합에 대한 유클리드 거리를 계산해야한다. 그에 따라 상기 간섭 신호의 개수, 즉 상기 자신과 데이터를 송수신하는 송신기를 제외한 모든 송신기들의 개수가 증가할 수록 상기 LLR의 계산은 지수승으로 복잡도가 증가한다. 이렇게 간섭 신호의 증가에 상응하여 LLR의 계산, 즉 시스템의 복잡도가 지수승으로 증가하는 문제를 해결하기 위해 본 발명은 상기 LLR을 하기 수학식 2와 같이 나타낸다.
앞선 수학식 1에서 정의한 바와 같이 상기 수학식 2에서, LLR(b
i)은 임의의 i번째 비트의 LLR을 의미하고, C
+ i는 성상도 포인트들 중에서 상기 임의의 i번째 비트가 '+1'을 갖는 포인트들의 집합을 의미하고, C
- i는 상기 성상도 포인트들 중에서 임의의 i번째 비트가 '-1'을 갖는 포인트들의 집합을 의미한다. 또한, C는 전체 성상도 포인트들의 집합을 의미하고, r은 수신기의 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 의미하고,
는 앞서 설명한 바와 같이 상기 수신 신호에서 수신기가 수신하고자 하는 신호, 즉 희망 신호를 의미하고,
는 상기 수신 신호에 포함된 간섭 신호를 의미한다. 그리고,
는 상기 희망 신호인
가 c라는 성상도 포인트로 송신되었을 경우 k번째 간섭 신호의 추정(estimation)값을 의미하고,
는, 수신 신호인 r에서 전체 성상도 포인트들에서의 희망 신호인
와 K개의 간섭 신호인
와 각 간섭 신호들의 추정값을 제거한 후의 수신 신호 전력을 의미하며, N
0는 상기 수신 신호에 포함된 잡음의 전력을 의미한다.
상기 수학식 2와 같이 본 발명은, K개의 간섭 신호의 모든 신호 조합에 대한 성상도 상에서의 유클리드 거리를 계산하는 대신 상기 희망 신호인
를 제거한 후 간섭 신호의 추정값을 이용함으로써 LLR의 계산은 복잡도가 감소된다. 그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 수신기를 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 도 4는 수신기가 한개의 수신 안테나를 통해 두개의 송신기가 송신한 신호를 수신하는 경우, 즉 간섭 신호의 개수가 한개인 경우의 수신기 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 수신기는, 수신 안테나를 통해 수신되는 신호를 송신기의 변조 방식에 상응하는 방식으로 복조(demodulation)하는 복조기(410)와, 상기 복조된 신호에서 상기 수신기가 수신하고자 하는 희망 신호를 제거하는 제1제거기(420)와, 상기 희망 신호가 제거된 신호에서 간섭 신호를 검출하는 검출기(430)와, 상기 검출된 간섭 신호를 재생하는 재생기(440)와, 상기 희망 신호가 제거된 신호에서 상기 재생된 간섭 신호를 제거하는 제2제거기(450), 및 상기 간섭 신호가 제 거된 신호의 LLR을 계산하는 계산기(460)를 포함한다.
상기 수신기는 두개의 송신기들, 즉 송신기1(401)과 송신기2(403)가 무선 채널들(h1, h2)을 통해 전송되는 신호들을 수신 안테나를 통해 수신하며, 상기 수신한 신호는 복조기(410)로 전달된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 송신기1(401)을 수신기와 데이터를 송수신하는 송신기, 즉 희망 신호를 전송하는 송신기라고 하고, 송신기2(403)는 상기 수신기에게 간섭으로 작용하는 신호를 전송하는 송신기, 즉 간섭 신호를 전송하는 송신기라고 가정하여 설명하기로 한다. 또한, 상기 송신기들(401,403), 특히 송신기1(401)의 변조 방식은 QPSK(QPSK: Quadrature Phase Shift Key, 이하 'QPSK'라 칭하기로 한다)라고 가정하여 설명하기로 한다. 상기 수신 안테나로부터 수신 신호를 수신한 복조기(410)는 수신기 자신과 데이터를 송수신하는 송신기1(401)의 변조 방식, 즉 QPSK에 상응하는 복조 방식을 이용하여 상기 수신 신호를 복조하여 제1제거기(420)로 전송한다.
상기 제1제거기(420)는 네개의 가산기들을 포함하며, 각 네개의 가산기들은, 상기 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거하기 위해 송신기의 변조 방식인 QPSK에 상응하여 상기 희망 신호가 가질 수 있는 모든 경우, 앞서 가정한 바와 같이 송신기의 변조 방식이 QPSK이므로 성상도 포인트는 네개, 즉 c1, c2, c3, c4를 가지고, 그에 따라 상기 희망 신호가 가질 수 있는 모든 경우는 네가지이며, 상기 네가지 경우를 고려하여 희망 신호를 제거하는 구조를 갖는다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1제거기(420)는, 상기 희망 신호가 가질 수 있는 네가지 경우를 고려하여 각 네개의 가산기들이 가지(branch) 형태를 가지며, 각 가산기들에는 각 네개의 성상도 포인트들, 즉 각 c
1, c
2, c
3, c
4에서 희망 신호가 전송되는 채널인 h
1의 추정값인
을 가산함으로써 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거한다. 즉, 상기 각 네개의 가산기들은, 복조기(410)로부터 복조된 수신 신호가 모두 동일하게 입력되고, 채널 추정값, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력되면, 상기 복조된 수신 신호에서 각 채널 추정값인
,
,
,
를 감산함으로써 희망 신호를 제거한다. 이렇게 수신 신호에서 희망 신호가 제거된 신호는 검출기(430)로 전송된다.
상기 검출기(430)는 증폭기(432)와 신호 결정기(436)를 포함하며, 증폭기(432)는 네개의 곱셈기들을 구비한다. 상기 각 네개의 곱셈기들은 상기 제1제거기(420)의 각 가산기들과 각각 대응하여 연결되어 상기 각 가산기들의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 상기 제1제거기(420)의 각 가산기들로부터 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 간섭 신호가 전송되는 채널인 h
2의 추정값인
의 공액(conjugate)값인
이 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 수신 신호에 채널 추정값인
의 공액값인
를 곱함으로써 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 간섭 신호를 증폭한다. 이렇게 희망 신호 가 제거된 수신 신호에서 간섭 신호가 증폭되어 신호 결정기(436)로 전송되고, 상기 신호 결정기(436)는 수신 신호에서 증폭된 간섭 신호를 검출하여 재생기(440)로 전송한다. 여기서, 신호 결정기(436)는 상기 증폭기(432)의 네개의 곱셈기들에 각각 대응하여 연결되도록 가지 형태를 갖는다.
상기 재생기(440)는 네개의 곱셈기들을 포함하며, 각 네개의 곱셈기들은 검출기(430)의 신호 결정기(436)와 각각 대응하여 연결되어 상기 신호 결정기(436)의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 검출기(430)로부터 간섭 신호가 검출된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 상기 간섭 신호가 전송되는 채널인 h
2의 추정값인
가 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 간섭 신호가 검출된 수신 신호에 상기 채널 추정값인
를 곱함으로써 간섭 신호를 재생한다. 이렇게 간섭 신호가 재생된 각 네개의 곱셈기들의 출력 신호
,
,
,
는 제2제거기(450)로 전송된다. 여기서,
,
,
,
는 수신하고자 하는 신호가 각 성상도 포인트들, 즉 각 c
1, c
2, c
3, c
4에서 전송될 때 상기 간섭 신호의 추정값을 의미한다.
상기 제2제거기(450)는 네개의 가산기들을 포함하며, 각 네개의 가산기들에는, 상기 간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하기 위해 상기 재생 기(440)의 각 곱셈기들에서 출력된 신호, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력된다. 그리고, 상기 각 네개의 가산기들에는 상기 제1제거기(420)의 각 가산기들에서 출력된 신호, 즉 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력된다. 이렇게 각 네개의 가산기들로 간섭 신호가 재생된 수신 신호인
,
,
,
와 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되면, 상기 각 네개의 가산기들은, 상기 간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호를 감산함으로써 간섭 신호를 제거한다. 이렇게 수신 신호에서 간섭 신호와 희망 신호가 제거된 신호, 즉 제2제거기(450)의 각 네개 가산기들의 출력 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4는 계산기(460)로 전송된다. 그러면, 상기 계산기(460)는 앞서 정의한 수학식 2를 이용하여 희망 신호와 간섭 신호가 제거된 수신 신호의 LLR을 계산하여 디코더로 전송한다. 여기서, 상기 계산기(460)의 구조 및 LLR 계산에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 도 5는 수신기가 한개의 수신 안테나를 통해 세개의 송신기가 송신한 신호를 수신하는 경우, 즉 간섭 신호의 개수가 두개인 경우의 수신기 구조를 나타낸 도면이다. 우선, 도 5를 설명하기에 앞서, 상기 도 4를 참조하여 설명한 간섭 신호가 한개일 경우에는, 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 복조한 후, 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거하여 한개의 간섭 신호를 검출하고, 상기 검출한 간섭 신호를 재생하여 제거한 후 LLR을 계산한다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이 간섭 신호가 두개일 경우에는, 상기 도 4를 참조하여 설명한 동작을 두번 반복한다. 즉, 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 복조한 후, 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거하고, 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 두개의 간섭 신호들 중 하나의 간섭 신호를 검출하여 재생한 후 상기 하나의 간섭 신호를 제거한다. 그런 다음, 나머지 하나의 간섭 신호를 검출하고, 상기 검출한 간섭 신호를 재생한 후 제거함으로써 두개의 간섭 신호가 모두 제거되면 LLR을 계산한다. 여기서, 두개의 간섭 신호들, 즉 제1간섭 신호와 제2간섭 신호 중에서 간섭 신호 제거의 우선 순위는, 상기 두개의 간섭 신호들 중에서 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭하기로 한다)가 큰 간섭 신호를 검출하여 제거하면, 간섭 신호 제거의 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 수신기는, 수신 안테나를 통해 수신되는 간섭 신호가 다수개일 경우, 상기 다수개의 간섭 신호들 중에서 SINR이 큰 간섭 신호부터 검출하여 제거한다. 그러면 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상기 수신기는, 수신 안테나를 통해 수신되는 신호를 송신기의 변조 방식에 상응하는 방식으로 복조하는 복조기(510)와, 상기 복조된 신호에서 상기 수신기가 수신하고자 하는 희망 신호를 제거하는 제1제거기(520)와, 상기 희망 신호가 제거된 신호에서 두개의 간섭 신호들 중에서 임의의 제1간섭 신호를 검출하는 제1검출기(530)와, 상기 검출된 제1간섭 신호를 재생하는 제1재생기(540) 와, 상기 희망 신호가 제거된 신호에서 상기 재생된 제1간섭 신호를 제거하는 제2제거기(550)와, 상기 제1간섭 신호가 제거된 신호에서 두개의 간섭 신호들 중에서 나머지 제2간섭 신호를 검출하는 제2검출기(560)와, 상기 검출된 제2간섭 신호를 재생하는 제2재생기(570)와, 상기 제1간섭 신호가 제거된 신호에서 상기 재생된 제2간섭 신호를 제거하는 제3제거기(580), 및 상기 제2간섭 신호가 제거된 신호의 LLR을 계산하는 계산기(590)를 포함한다.
상기 수신기는 세개의 송신기들, 즉 송신기1(501)과 송신기2(503)와 송신기3(505)이 무선 채널들(h1, h2, h3)을 통해 전송되는 신호들을 수신 안테나를 통해 수신하며, 상기 수신한 신호는 복조기(510)로 전달된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 송신기1(501)을 수신기와 데이터를 송수신하는 송신기, 즉 희망 신호를 전송하는 송신기라고 하고, 송신기2(503)와 송신기3(505)은 상기 수신기에게 간섭으로 작용하는 신호를 전송하는 송신기, 즉 간섭 신호들을 전송하는 송신기라고 가정하여 설명하기로 한다. 또한, 상기 송신기들(501,503,505), 특히 송신기1(501)의 변조 방식은 QPSK라고 가정하여 설명하기로 한다. 상기 수신 안테나로부터 수신 신호를 수신한 복조기(510)는 수신기 자신과 데이터를 송수신하는 송신기1(501)의 변조 방식, 즉 QPSK에 상응하는 복조 방식을 이용하여 상기 수신 신호를 복조하여 제1제거기(520)로 전송한다.
상기 제1제거기(520)는 네개의 가산기들을 포함하며, 각 네개의 가산기들은, 상기 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거하기 위해 송신기의 변조 방식인 QPSK 에 상응하여 상기 희망 신호가 가질 수 있는 모든 경우, 앞서 가정한 바와 같이 송신기의 변조 방식이 QPSK이므로 성상도 포인트는 네개, 즉 c1, c2, c3, c4를 가지고, 그에 따라 상기 희망 신호가 가질 수 있는 모든 경우는 네가지이며, 상기 네가지 경우를 고려하여 희망 신호를 제거하는 구조를 갖는다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1제거기(520)는, 상기 희망 신호가 가질 수 있는 네가지 경우를 고려하여 각 네개의 가산기들이 가지 형태를 가지며, 각 가산기들에는 각 네개의 성상도 포인트들, 즉 각 c
1, c
2, c
3, c
4에서 희망 신호가 전송되는 채널인 h
1의 추정값인
을 가산함으로써 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거한다. 즉, 상기 각 네개의 가산기들은, 복조기(510)로부터 복조된 수신 신호가 모두 동일하게 입력되고, 채널 추정값, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력되면, 상기 복조된 수신 신호에서 각 채널 추정값인
,
,
,
를 감산함으로써 희망 신호를 제거한다. 이렇게 수신 신호에서 희망 신호가 제거된 신호는 제1검출기(530)로 전송된다.
상기 제1검출기(530)는 제1증폭기(532)와 제1신호 결정기(536)를 포함하며, 제1증폭기(532)는 네개의 곱셈기들을 구비한다. 상기 각 네개의 곱셈기들은 상기 제1제거기(520)의 각 가산기들과 각각 대응하여 연결되어 상기 각 가산기들의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 상기 제1제거기(520)의 각 가산기들 로부터 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 제1간섭 신호가 전송되는 채널인 h
2의 추정값인
의 공액값인
이 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 수신 신호에 채널 추정값인
의 공액값인
를 곱함으로써 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 제1간섭 신호를 증폭한다. 이렇게 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 제1간섭 신호는 증폭되어 제1신호 결정기(536)로 전송되고, 상기 제1신호 결정기(536)는 수신 신호에서 증폭된 제1간섭 신호를 검출하여 제1재생기(540)로 전송한다. 여기서, 제1신호 결정기(536)는 상기 제1증폭기(532)의 네개의 곱셈기들에 각각 대응하여 연결되도록 가지 형태를 갖는다.
상기 제1재생기(540)는 네개의 곱셈기들을 포함하며, 각 네개의 곱셈기들은 제1검출기(530)의 제1신호 결정기(536)와 각각 대응하여 연결되어 상기 제1신호 결정기(536)의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 제1검출기(530)로부터 제1간섭 신호가 검출된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 상기 제1간섭 신호가 전송되는 채널인 h
2의 추정값인
가 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 제1간섭 신호가 검출된 수신 신호에 상기 채널 추정값인
를 곱함으로써 제1간섭 신호를 재생한다. 이렇게 제1간섭 신호가 재생된 각 네개의 곱셈기들의 출력 신호
,
,
,
는 제2제거기(550)로 전송된다. 여기 서,
,
,
,
는 수신하고자 하는 신호가 각 성상도 포인트들, 즉 각 c
1, c
2, c
3, c
4에서 전송될 때 상기 제1간섭 신호의 추정값을 의미한다.
상기 제2제거기(550)는 네개의 가산기들을 포함하며, 각 네개의 가산기들에는, 상기 제1간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 제1간섭 신호를 제거하기 위해 상기 제1재생기(540)의 각 곱셈기들에서 출력된 신호, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력된다. 그리고, 상기 각 네개의 가산기들에는 상기 제1제거기(520)의 각 가산기들에서 출력된 신호, 즉 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력된다. 이렇게 각 네개의 가산기들로 제1간섭 신호가 재생된 수신 신호인
,
,
,
와 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되면, 상기 각 네개의 가산기들은, 상기 제1간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호를 감산함으로써 제1간섭 신호를 제거한다. 이렇게 제1간섭 신호가 제거된 수신 신호는 제2검출기(560)로 전송된다.
상기 제2검출기(560)는 제2증폭기(562)와 제2신호 결정기(566)를 포함하며, 제2증폭기(562)는 네개의 곱셈기들을 구비한다. 상기 각 네개의 곱셈기들은 상기 제2제거기(550)의 각 가산기들과 각각 대응하여 연결되어 상기 각 가산기들의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 상기 제2제거기(550)의 각 가산기들 로부터 제1간섭 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 제2간섭 신호가 전송되는 채널인 h
3의 추정값인
의 공액값인
이 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 제1간섭 신호가 제거된 수신 신호에 채널 추정값인
의 공액값인
을 곱함으로써 상기 제1간섭 신호가 제거된 수신 신호에서 제2간섭 신호를 증폭한다. 이렇게 제1 간섭 신호가 제거된 수신 신호에서 제2간섭 신호는 증폭되어 제2신호 결정기(566)로 전송되고, 상기 제2신호 결정기(566)는 수신 신호에서 증폭된 제2간섭 신호를 검출하여 제2재생기(570)로 전송한다. 여기서, 제2신호 결정기(566)는 상기 제2증폭기(562)의 네개의 곱셈기들에 각각 대응하여 연결되도록 가지 형태를 갖는다.
상기 제2재생기(570)는 네개의 곱셈기들을 포함하며, 각 네개의 곱셈기들은 제2검출기(560)의 제2신호 결정기(566)와 각각 대응하여 연결되어 상기 제2신호 결정기(566)의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 제2검출기(560)로부터 제2간섭 신호가 검출된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 상기 제2간섭 신호가 전송되는 채널인 h
3의 추정값인
이 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 제2간섭 신호가 검출된 수신 신호에 상기 채널 추정값인
를 곱함으로써 제2간섭 신호를 재생한다. 이렇게 제2간섭 신호가 재생된 각 네개의 곱셈기들의 출력 신호
,
,
,
는 제3제거기(580)로 전송된다. 여기서,
,
,
,
는 수신하고자 하는 신호가 간섭 신호가 각 성상도 포인트들, 즉 각 c
1, c
2, c
3, c
4에서 전송될 때 상기 제2간섭 신호의 추정값을 의미한다.
상기 제3제거기(580)는 네개의 가산기들을 포함하며, 각 네개의 가산기들에는, 상기 제2간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 제2간섭 신호를 제거하기 위해 상기 제2재생기(570)의 각 곱셈기들에서 출력된 신호, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력된다. 그리고, 상기 각 네개의 가산기들에는 상기 제2제거기(550)의 각 가산기들에서 출력된 신호, 즉 제1간섭 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력된다. 이렇게 각 네개의 가산기들로 제2간섭 신호가 재생된 수신 신호인
,
,
,
와 제1간섭 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되면, 상기 각 네개의 가산기들은, 상기 제2간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 상기 제1간섭 신호가 제거된 수신 신호를 감산함으로써 제2간섭 신호를 제거한다. 이렇게 상기 제1간섭 신호와 제2간섭 신호 및 희망 신호가 제거된 수신 신호, 즉 제3제거기(580)의 각 네개의 가산기들의 출력 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4는 계산기(590)로 전송된다. 그러면, 상기 계산기(590)는 희망 신호와 제1 및 제2간섭 신호가 제거된 수신 신호의 LLR을 계산하여 디코더로 전송한다. 여기서, 상기 계산기(590)의 구조 및 LLR 계산에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
이렇게 수신기는, 간섭 신호의 개수가 증가할 경우, 즉 상기 도 4에 도시한 간섭 신호가 한개일 경우에서 상기 도 5에 도시한 바와 같이 간섭 신호가 두개로 증가할지라도 각각의 간섭 신호를 제거하기 위한 검출기와 재생기 및 제거기가 선형적(linear)으로 증가하므로 시스템의 복잡도 증가가 작으며, 간섭 신호의 개수에 상응하여 시스템의 확장을 용이하게 할 수 있다. 이하에서는 상기 계산기(590)의 구조 및 LLR을 계산하는 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 LLR은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
상기 수학식 3에서, LLR(b
i)은 임의의 i번째 비트(bit)의 LLR을 의미하고, y
a, y
b, y
c, y
d는 상기 계산기(590)로 입력되는 신호, 즉 y
1, y
2, y
3, y
4를 의미한다. 그리고,
,
,
,
는 y
a, y
b, y
c, y
d의 전력을 의미하고, N
0는 수신 신호에 포함된 잡음의 전력을 의미한다.
그리고, 상기 수학식 3의 log항을 보다 간략하게 표현하기 위해 야코비안(Jacobian) 로그함수를 이용하면 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
상기 수학식 4에서
는 야코비안 로그 함수를 의미한다. 그리고,
는 도 6에 도시한 바와 같이 정의되는 정정(correction) 함수를 의미한다. 그리고, δ
1, δ
2는, 상기 수학식 3에서
함수의 변수값, 즉
와
를 의미한다. 이러한 방식으로 상기 수학식 3의
와
는 δ
3, δ
4로 나타낼 수 있다.
따라서, 상기 수학식 4로부터 상기 수학식 3에 정의된 LLR은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
이렇게 정의한 상기 수학식 3과 수학식 4 및 수학식 5를 통해 도 7a 및 도 7b와 같이 LLR을 계산하는 계산기(590)를 나타낼 수 있다. 그러면 여기서, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 계산기(590)의 구조 및 LLR을 계산하는 과정을 설명하기로 한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 수신기의 계산기 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 도 7a는 상기 수학식 4에서
에 상응하는 계산기(590)의 구조를 도시한 도면이고, 도 7b는 상기 수학식 4에서
에 상응하는 계산기(590)의 구조를 도시한 도면이다.
우선, 도 7a를 참조하면, 계산기(590)는, 전력비 산출기들(701,702,703,704)과, 최대값 산출기들(711,712,713,714)과, 감산기들(721,722,723,724)과, 테이블(table)화기들(731,732,733,734)과, 합산기들(741,742,743,744), 및 LLR 산출기들(751,752)을 포함한다.
상기 전력비 산출기들(701,702,702,704)은, 전술한 바와 같이 상기 도 5에서 제3제거기(580)의 각 네개의 가산기들이 수신 신호에서 제1간섭 신호와 제2간섭 신호 및 희망 신호가 제거된 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4를 출력하면, 상기 출력 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4를 각각 대응하여 수신한다. 이렇게 y
1, y
2, y
3, y
4가 입력되면, 상기 각 전력비 산출기들(701,702,703,704)은 상기 입력된 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4와 잡음과의 전력비를 각각 계산한다. 구체적으로 설명하면, 앞서 설명한 수학식 3에서
함수의 변수값들, 즉
와
와
와
를 산출하여 상기 수학식 4에서의 δ
1, δ
2, δ
3, δ
4를 각각 산출한다.
이렇게 산출된 δ1, δ2, δ3, δ4는 성상도 포인트들 간의 간섭에 상응하여 최대값 산출기들(711,712,713,714)과 감산기들(721,722,723,724)로 전송된다. 여기서, 성상도 포인트들 간의 간섭은, 성상도 상에서 인접한 사분면에 위치한 포인트들 간에 발생하는 간섭을 의미한다. 구체적으로 설명하면, 상기 전력비 산출기들(701,702,703.704)로 입력된 y1, y2, y3, y4들 중에서, y1은 1사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c1에서 전송되고, y2는 2사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c2에서 전송되고, y3은 3사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c3에서 전송되며, y4는 4사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c4에서 전송되므로, 1사분면은 2사분면과 4사분면 간에 간섭이 발생하고, 2사분면은 1사분면과 3사분면 간에, 3사분면은 2사분면과 4사분면 간에, 4사분면은 1사분면과 3사분면 간에 간섭이 발생한다.
그에 따라, 각 전력비 산출기들(701,702,703,704)에서 산출된 값들, δ1, δ2, δ3, δ4는 전술한 바와 같이 성상도 포인트들 간의 간섭에 상응하여 최대값 산출기들(711,712,713,714)과 감산기들(721,722,723,724)로 각각 대응하여 전송된다. 즉, 제1최대값 산출기(711)와 제1감산기(721)에는 δ1과 δ2가 입력되고, 제2최대값 산출기(712)와 제2감산기(722)에는 δ3과 δ4가 입력되고, 제3최대값 산출기(713)와 제3감산기(723)에는 δ1과 δ4가 입력되며, 제4최대값 산출기(714)와 제4감산기(724)에는 δ2와 δ3이 입력된다.
전술한 바와 같은 입력값들을 각각 대응하여 한쌍을 수신한 각 최대값 산출기들(711,712,713,714)은, 상기 한쌍의 입력값인 각 전력비들의 최대값을 산출하고, 상기 산출한 최대값들은 상기 각 최대값 산출기들(711,712,713,714)에 대응하여 연결된 합산기들(741,742,743,744)로 전송된다. 또한, 상기 각 최대값 산출기들(711,712,713,714)과 같이 입력값들을 각각 대응하여 한쌍을 수신한 각 감산기들(721,722,723,724)은, 상기 한쌍의 입력값인 각 전력비들의 차이값을 산출하고, 상기 산출한 차이값들은 상기 각 감산기들(721,722,723,724)에 대응하여 연결된 테이블화기들(731,732,733,734)로 전송된다.
상기 각 테이블화기들(731,732,733,734)은 각 감산기들(721,722,723,724)로부터 대응하여 각각 수신한 차이값을 변수로하여 정정 함수 연산을 수행하여 정정값들을 산출하고, 상기 산출한 정정값들은 상기 각 테이블화기들(731,732,733,734)에 대응하여 연결된 합산기들(741,742,743,744)로 전송된다. 즉, 상기 각 합산기들(741,742,743,744)에는 상기 각 최대값 산출기들(711,712,713,714)이 산출한 최대값들과 상기 각 테이블화기들(731,732,733,734)이 산출한 정정값들이 각각 대응하여 입력된다. 그러면, 상기 각 합산기들(741,742,743,744)은 상기 대응하여 한쌍으로 입력된 각 최대값들과 정정값들을 합하여 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호에서의 데이터들을 산출하고, 상기 산출한 데이터들을 각각 대응하는 LLR 산출기들(751,752)로 전송한다. 여기서, 전술한 바와 같이 QPSK 방식인 송신기의 변조 방식에 상응하여 각각의 성상도 포인트들은 2비트를 가지며, 그에 따라 상기 산출한 데이터들, 즉 dplus1, dminus1, dplus2, dminus2 중에서 상기 dplus1, dminus1은, 상기 성상도 포인트들의 2비트 중에서 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit, 이하 'MSB'라 칭하기로 한다)의 데이터를 의미한다. 그리고, dplus2, dminus2는 상기 성상도 포인트들의 2비트 중에서 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit, 이하 'LSB'라 칭하기로 한다)의 데이터를 의미한다.
이러한 dplus1, dminus1, dplus2, dminus2를 수신한 LLR 산출기들(751,752)은 LLR을 계산하여 산출한 후, 상기 산출한 LLR을 디코더로 전송한다. 다시 말해, dplus1, dminus1을 수신한 제1LLR 산출기(751)는, dplus1에서 dminus1을 감산, 즉 입력값의 차이를 산출함으로써 데이터의 MSB에 해당하는 LLR, 즉 LLR1을 계산하여 산출한 후 디코더로 전송한다. 그리고, 상기 dplus2, dminus2를 수신한 제2LLR 산출기(752)는, dplus2에서 dminus2를 감산, 즉 입력값의 차이를 산출함으로써 데이터의 LSB에 해당하는 LLR, 즉 LLR2를 계산하여 산출한 후 디코더로 전송한다. 그에 따라, 디코더에는 2비트의 LLR이 전송된다.
다음으로, 도 7b를 참조하면, 계산기(590)는, 전력 산출기들 (761,762,763,764)과, 최대값 산출기들(771,772,773,774), 및 LLR 산출기들(781,782)을 포함한다.
상기 전력 산출기들(761,762,763,764)은, 전술한 바와 같이 상기 도 5에서 제3제거기(580)의 각 네개의 가산기들이 수신 신호에서 제1간섭 신호와 제2간섭 신호 및 희망 신호가 제거된 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4를 출력하면, 상기 출력 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4를 각각 대응하여 수신한다. 이렇게 y
1, y
2, y
3, y
4가 입력되면, 상기 각 전력 산출기들(761,762,763,764)은 상기 입력된 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4의 전력을 각각 계산한다. 구체적으로 설명하면, 앞서 설명한 수학식 3에서
함수의 변수값들, 즉
,
,
,
를 산출하여 상기 수학식 4에서의 δ
1, δ
2, δ
3, δ
4를 각각 산출한다. 여기서, 상기 수학식 4에서의 δ
1, δ
2, δ
3, δ
4는 상기 각각의
,
,
,
와 잡음의 전력인 N
0과의 전력비를 의미하지만, 후술할 LLR 산출기들(781,782)에서 상기 잡음의 전력인 N
0와의 전력비로 LLR을 계산하여 산출하므로, 상기 각 최대값 산출기들(761,762,763,764)에는 상기 수학식 4에서의 δ
1, δ
2, δ
3, δ
4가 근사적으로 각각 입력됨을 알 수 있다.
이렇게 산출된 δ1, δ2, δ3, δ4는 성상도 포인트들 간의 간섭에 상응하여 최대값 산출기들(771,772,773,774)로 전송된다. 여기서, 성상도 포인트들 간의 간 섭은, 전술한 바와 같이 성상도 상에서 인접한 사분면에 위치한 포인트들 간에 발생하는 간섭을 의미한다. 구체적으로 설명하면, 상기 전력 산출기들(761,762,763.764)로 입력된 y1, y2, y3, y4들 중에서, y1은 1사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c1에서 전송되고, y2는 2사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c2에서 전송되고, y3은 3사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c3에서 전송되며, y4는 4사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c4에서 전송되므로, 1사분면은 2사분면과 4사분면 간에 간섭이 발생하고, 2사분면은 1사분면과 3사분면 간에, 3사분면은 2사분면과 4사분면 간에, 4사분면은 1사분면과 3사분면 간에 간섭이 발생한다.
그에 따라, 각 전력 산출기들(761,762,763,764)에서 산출된 값들, δ1, δ2, δ3, δ4는 전술한 바와 같이 성상도 포인트들 간의 간섭에 상응하여 최대값 산출기들(771,772,773,774)로 각각 대응하여 전송된다. 즉, 제1최대값 산출기(771)에는 δ1과 δ2가 입력되고, 제2최대값 산출기(772)에는 δ3과 δ4가 입력되고, 제3최대값 산출기(773)에는 δ1과 δ4가 입력되며, 제4최대값 산출기(774)에는 δ2와 δ3이 입력된다.
전술한 바와 같은 입력값들을 각각 대응하여 한쌍을 수신한 각 최대값 산출기들(771,772,773,774)은, 상기 한쌍의 입력값인 각 전력들의 최대값을 산출하고, 상기 산출한 최대값들은, 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호에서의 데이터들로 근사화할 수 있으며, 상기 산출한 최대값들, 즉 데이터들은 각각 대응하는 LLR 산 출기들(781,782)로 전송된다. 여기서, 전술한 바와 같이 QPSK 방식인 송신기의 변조 방식에 상응하여 각각의 성상도 포인트들은 2비트를 가지며, 그에 따라 상기 산출한 데이터들, 즉 dplus1, dminus1, dplus2, dminus2 중에서 상기 dplus1, dminus1은, 상기 성상도 포인트들의 2비트 중에서 MSB의 데이터를 의미한다. 그리고, dplus2, dminus2는 상기 성상도 포인트들의 2비트 중에서 LSB의 데이터를 의미한다.
이러한 dplus1, dminus1, dplus2, dminus2를 수신한 LLR 산출기들(781,782)은 LLR을 계산하여 산출한 후, 상기 산출한 LLR을 디코더로 전송한다. 다시 말해, dplus1, dminus1을 수신한 제1LLR 산출기(781)는, dplus1에서 dminus1을 감산, 즉 입력값의 차이를 산출함으로써 데이터의 MSB에 해당하는 LLR, 즉 LLR1을 계산하여 산출한 후 디코더로 전송한다. 그리고, 상기 dplus2, dminus2를 수신한 제2LLR 산출기(782)는, dplus2에서 dminus2를 감산, 즉 입력값의 차이를 산출함으로써 데이터의 LSB에 해당하는 LLR, 즉 LLR2를 계산하여 산출한 후 디코더로 전송한다. 그에 따라, 디코더에는 2비트의 LLR이 전송된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 수신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 도 8은 수신기가 두개의 수신 안테나를 통해 두개의 송신기가 송신한 신호를 수신하는 경우, 즉 한개의 간섭 신호를 두개의 수신 안테나가 수신하는 경우의 수신기 구조를 나타낸 도면이다. 우선, 도 8을 설명하기 에 앞서, 상기 도 4를 참조하여 설명한 수신 안테나가 한개일 경우에는, 한개의 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 복조한 후, 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거하여 한개의 간섭 신호를 검출하고, 상기 검출한 간섭 신호를 재생하여 제거한 후 LLR을 계산한다.
한편, 도 8에 도시한 바와 같이 수신 안테나가 두개일 경우에는, 각각의 수신 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 상기 도 4를 참조하여 설명한 동작을 각각 병렬적으로 동시에 수행한다. 즉, 각각의 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 각각 복조한 후, 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 각각 제거하고, 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 동일한 간섭 신호를 검출하여 각각 재생한 후 상기 간섭 신호를 각각 제거한다. 그런 다음, 간섭 신호가 제거되면 LLR을 계산한다. 그러면 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 상기 수신기는, 수신 안테나를 통해 수신되는 신호를 송신기의 변조 방식에 상응하는 방식으로 복조하는 제1 및 제2복조기(810,812)와, 상기 복조된 신호에서 상기 수신기가 수신하고자 하는 희망 신호를 제거하는 제1 및 제2제거기(820,822)와, 상기 희망 신호가 제거된 신호에서 간섭 신호를 검출하는 검출기(830)와, 상기 검출된 간섭 신호를 재생하는 제1 및 제2재생기(840,842)와, 상기 희망 신호가 제거된 신호에서 상기 재생된 간섭 신호를 제거하는 제3 및 제4제거기(850.852), 및 상기 간섭 신호가 제거된 신호의 LLR을 계산하는 계산기(860)를 포함한다.
상기 수신기는 두개의 송신기들, 즉 송신기1(801)과 송신기2(803)가 무선 채 널들(h1, h2, h3, h4)을 통해 전송되는 신호들을 두개의 수신 안테나를 통해 수신하며, 상기 수신한 신호는 상기 각 수신 안테나들과 대응하여 연결된 제1및 제2복조기(810,812)로 전달된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 송신기1(801)을 수신기와 데이터를 송수신하는 송신기, 즉 희망 신호를 전송하는 송신기라고 하고, 송신기2(803)는 상기 수신기에게 간섭으로 작용하는 신호를 전송하는 송신기, 즉 간섭 신호들을 전송하는 송신기라고 가정하여 설명하기로 한다. 그에 따라, 상기 무선 채널들, 즉 h1, h2, h3, h4 중에서 h1과 h3을 통해 전송되는 신호들은 희망 신호이고, h2와 h4를 통해 전송되는 신호들은 간섭 신호이다. 또한, 상기 송신기들(801,803), 특히 송신기1(801)의 변조 방식은 QPSK라고 가정하여 설명하기로 한다.
상기 수신 안테나들로부터 수신 신호를 수신한 제1 및 제2복조기(810,812)는 수신기 자신과 데이터를 송수신하는 송신기1(801)의 변조 방식, 즉 QPSK에 상응하는 복조 방식을 이용하여 상기 수신 신호를 복조하여 제1 및 제2제거기(820,822)로 전송한다. 다시 말해, 상기 제1복조기(810)는, 상기 무선 채널들, 즉 h1, h2, h3, h4 중에서 h1과 h2을 통해 전송되는 신호를 수신 안테나로부터 전송받아 복조한 후, 상기 복조된 수신 신호를 제1복조기(810) 자신과 대응하여 연결된 제1제거기(820)로 전송한다. 그리고, 상기 제2복조기(812)는, 상기 무선 채널들, 즉 h1, h2, h3, h4 중에서 h3과 h4를 통해 전송되는 신호를 수신 안테나로부터 전송받아 복조한 후, 상기 복조된 수신 신호를 제2복조기(812) 자신과 대응하여 연결된 제2제거기(822)로 전 송한다.
상기 제1 및 제2제거기(820,822)는 네개의 가산기들을 각각 포함하며, 각 네개의 가산기들은, 상기 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거하기 위해 송신기의 변조 방식인 QPSK에 상응하여 상기 희망 신호가 가질 수 있는 모든 경우, 앞서 가정한 바와 같이 송신기의 변조 방식이 QPSK이므로 성상도 포인트는 네개, 즉 c1, c2, c3, c4를 가지고, 그에 따라 상기 희망 신호가 가질 수 있는 모든 경우는 네가지이며, 상기 네가지 경우를 고려하여 희망 신호를 제거하는 구조를 갖는다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1제거기(820)는, 상기 무선 채널들, 즉 h
1, h
2, h
3, h
4 중에서 h
1을 통해 전송되는 희망 신호가 가질 수 있는 네가지 경우를 고려하여 각 네개의 가산기들이 가지 형태를 가지며, 각 가산기들에는 각 네개의 성상도 포인트들, 즉 각 c
1, c
2, c
3, c
4에서 상기 희망 신호가 전송되는 채널인 h
1의 추정값인
을 가산함으로써 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거한다. 즉, 상기 각 네개의 가산기들은, 제1복조기(810)로부터 복조된 수신 신호가 모두 동일하게 입력되고, 채널 추정값, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력되면, 상기 복조된 수신 신호에서 각 채널 추정값인
,
,
,
를 감산함으로써 희망 신호를 제거한다. 이렇게 수신 신호에서 희 망 신호가 제거된 신호는 검출기(830)로 전송된다.
또한, 제2제거기(822)는, 상기 무선 채널들, 즉 h
1, h
2, h
3, h
4 중에서 h
3을 통해 전송되는 희망 신호가 가질 수 있는 네가지 경우를 고려하여 각 네개의 가산기들이 가지 형태를 가지며, 각 가산기들에는 각 네개의 성상도 포인트들, 즉 각 c
1, c
2, c
3, c
4에서 상기 희망 신호가 전송되는 채널인 h
3의 추정값인
을 가산함으로써 복조된 수신 신호에서 희망 신호를 제거한다. 즉, 상기 각 네개의 가산기들은, 제2복조기(812)로부터 복조된 수신 신호가 모두 동일하게 입력되고, 채널 추정값, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력되면, 상기 복조된 수신 신호에서 각 채널 추정값인
,
,
,
를 감산함으로써 희망 신호를 제거한다. 이렇게 수신 신호에서 희망 신호가 제거된 신호는 검출기(830)로 전송된다.
상기 검출기(830)는 제1 및 제2증폭기(832,834)와, 합산기(836), 및 신호 결정기(838)를 포함하며, 상기 제1 및 제2증폭기(832,834)는 네개의 곱셈기들을 각각 구비한다. 상기 제1 및 제2증폭기(832,834)는 상기 제1 및 제2제거기(820,822)에 대응하여 연결되고, 상기 제1 및 제2제거기(820,822)가 출력하는 희망 신호가 제거된 수신 신호를 수신, 즉 제1증폭기(832)는 상기 제1제거기(820)가 출력한 신호를 수신하고, 제2증폭기(834)는 상기 제2제거기(822)가 출력한 신호를 수신한다.
보다 자세히 수신하면, 상기 제1증폭기(832)에 포함된 각 네개의 곱셈기들은 상기 제1제거기(820)의 각 가산기들과 각각 대응하여 연결되어 상기 각 가산기들의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 상기 제1제거기(820)의 각 가산기들로부터 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 간섭 신호가 전송되는 채널인 h
2의 추정값인
의 공액값인
이 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 수신 신호에 채널 추정값인
의 공액값인
를 곱함으로써 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 간섭 신호를 증폭한다. 이렇게 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 간섭 신호는 증폭되어 합산기(836)로 전송된다.
또한, 상기 제2증폭기(834)에 포함된 각 네개의 곱셈기들은 상기 제2제거기(822)의 각 가산기들과 각각 대응하여 연결되어 상기 각 가산기들의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 상기 제2제거기(822)의 각 가산기들로부터 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 간섭 신호가 전송되는 채널인 h
4의 추정값인
의 공액값인
이 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 수신 신호에 채널 추정값인
의 공액값인
를 곱함으로써 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 간섭 신호를 증폭한다. 이렇게 희망 신호가 제거된 수신 신호에서 간섭 신호는 증폭되어 합산기(836)로 전송된다.
상기 합산기(836)는 네개의 덧셈기들을 포함하며, 상기 각 네개의 덧셈기들 은, 상기 제1증폭기(832)의 네개의 곱셈기들과 상기 제2증폭기(834)의 네개의 곱셈기들과 각각 대응하여 연결되고, 상기 제1 및 제2증폭기(832,834)의 출력 신호들을 한쌍으로 수신한다. 여기서, 상기 각 네개의 덧셈기들로 입력되는 한쌍의 입력 신호들은, 전술한 바와 같이 각 네개의 성상도 포인트들, 즉 각 c1, c2, c3, c4에 상응하여 한쌍을 이루어 입력된다. 다시 말해, 성상도 포인트들인 c1, c2, c3, c4 중에서 c1에 상응하는 제1증폭기(832)와 제2증폭기(834)의 출력 신호들이 한쌍을 이루고, c2에 상응하는 제1증폭기(832)와 제2증폭기(834)의 출력 신호, 및 c3와 c4에 각각 상응하는 출력 신호들이 한쌍을 이루어 상기 각 네개의 덧셈기들로 대응하여 입력된다. 그러면, 상기 합산기(836)는 상기 입력된 한쌍의 신호들을 합하여 신호 결정기(838)로 전송한다. 상기 신호 결정기(838)는 전술한 바와 같이 수신 신호에서 증폭된 간섭 신호를 검출하여 제1 및 제2재생기(840,842)로 전송한다. 여기서, 신호 결정기(838)는 상기 합산기(836)의 네개의 덧셈기들에 각각 대응하여 연결되도록 가지 형태를 갖는다.
상기 제1 및 제2재생기(840,842)는 네개의 가산기들을 각각 포함하며, 상기 제1및 제2재생기(840,842)는 상기 검출기(830)의 신호 결정기(838)에 각각 연결되고, 상기 신호 결정기(838)의 출력 신호를 각각 수신한다. 그에 따라, 제1및 제2재생기(840,842)는 h1, h2, h3, h4 중에서 h2와 h4로 전송되는 간섭 신호를 각각 재생, 즉 상기 h2로 전송되는 간섭 신호와 h4로 전송되는 간섭 신호를 각각 재생한다.
구체적으로 설명하면, 상기 제1재생기(840)는 네개의 곱셈기들을 포함하며, 각 네개의 곱셈기들은 검출기(830)의 신호 결정기(838)와 각각 대응하여 연결되어 상기 신호 결정기(838)의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 검출기(830)로부터 상기 h
2로 전송된 간섭 신호가 검출된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 상기 간섭 신호가 전송되는 채널인 h
2의 추정값인
가 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 간섭 신호가 검출된 수신 신호에 상기 채널 추정값인
를 곱함으로써 상기 h
2로 전송된 간섭 신호를 재생한다. 이렇게 제1간섭 신호가 재생된 각 네개의 곱셈기들의 출력 신호
,
,
,
는 제3제거기(850)로 전송된다. 여기서,
,
,
,
는 수신하고자 하는 신호가 각 성상도 포인트들, 즉 각 c
1, c
2, c
3, c
4에서 전송될 때 제1간섭 신호의 추정값을 의미한다.
또한, 상기 제2재생기(842)는 네개의 곱셈기들을 포함하며, 각 네개의 곱셈기들은 검출기(830)의 신호 결정기(838)와 각각 대응하여 연결되어 상기 신호 결정기(838)의 출력 신호를 대응하여 수신한다. 즉, 각 곱셈기들에 검출기(830)로부터 상기 h
4로 전송된 간섭 신호가 검출된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되고, 상기 간섭 신호가 전송되는 채널인 h
4의 추정값인
가 입력되면, 상기 각 곱셈기들은, 상기 간섭 신호가 검출된 수신 신호에 상기 채널 추정값인
를 곱함으로써 상기 h
4로 전송된 간섭 신호를 재생한다. 이렇게 제1간섭 신호가 재생된 각 네개의 곱셈기들의 출력 신호
,
,
,
는 제4제거기(852)로 전송된다.
상기 제3 및 제4제거기(850,852)는 네개의 가산기들을 각각 포함하며, 상기 제3및 제4제거기(850,852)는 상기 제1 및 제3재생기(840,842)에 각각 연결되어 상기 제1 및 제2재생기(840,842)의 출력 신호를 각각 수신한다. 그에 따라, 제3 및 제4제거기(850,852)는 상기 제1 및 제2재생기(840,842)에서 재생한 간섭 신호를 각각 제거한다.
보다 자세히 설명하면, 상기 제3제거기(850)는 네개의 가산기들을 포함하며, 각 네개의 가산기들에는, 상기 h
1, h
2, h
3, h
4 중에서 h
2로 전송되는 간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 상기 간섭 신호를 제거하기 위해 상기 제1재생기(840)의 각 곱셈기들에서 출력된 신호, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력된다. 그리고, 상기 각 네개의 가산기들에는 상기 제1제거기(820)의 각 가산기들에서 출력된 신호, 즉 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입 력된다. 이렇게 각 네개의 가산기들로 간섭 신호가 재생된 수신 신호인
,
,
,
와 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되면, 상기 각 네개의 가산기들은, 상기 간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 상기 희망 신호가 제거된 수신 신호를 감산함으로써 간섭 신호, 즉 상기 h
2로 전송되는 간섭 신호를 제거한다. 이렇게 상기 h
2로 전송되는 간섭 신호와 희망 신호가 제거된 수신 신호, 즉 제3제거기(850)의 각 네개 가산기들의 출력 신호인 y
1, y
2, y
3, y
4는 계산기(860)로 전송된다.
또한, 상기 제4제거기(852)는 네개의 가산기들을 포함하며, 각 네개의 가산기들에는, 상기 h
1, h
2, h
3, h
4 중에서 h
4로 전송되는 간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 상기 간섭 신호를 제거하기 위해 상기 제2재생기(842)의 각 곱셈기들에서 출력된 신호, 즉
,
,
,
가 각각 대응하여 입력된다. 그리고, 상기 각 네개의 가산기들에는 상기 제2제거기(822)의 각 가산기들에서 출력된 신호, 즉 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력된다. 이렇게 각 네개의 가산기들로 간섭 신호가 재생된 수신 신호인
,
,
,
와 희망 신호가 제거된 수신 신호가 각각 대응하여 입력되면, 상기 각 네개의 가산기들은, 상기 간섭 신호가 재생된 수신 신호에서 상기 희망 신 호가 제거된 수신 신호를 감산함으로써 간섭 신호, 즉 상기 h
4로 전송되는 간섭 신호를 제거한다. 이렇게 상기 상기 h
4로 전송되는 간섭 신호와 희망 신호가 제거된 수신 신호, 즉 제4제거기(852)의 각 네개 가산기들의 출력 신호인 y
5, y
6, y
7, y
8는 계산기(860)로 전송된다. 그러면, 상기 계산기(860)는 희망 신호와 상기 h
1, h
2, h
3, h
4 중에서 h
2와 h
4로 전송되는 간섭 신호가 제거된 수신 신호의 LLR을 계산하여 디코더로 전송한다. 그러면 여기서, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 계산기(860)의 구조 및 LLR을 계산하는 과정을 설명하기로 한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 수신기의 계산기 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 도 9a는 상기 수학식 4에서
에 상응하는 계산기(860)의 구조를 도시한 도면이고, 도 9b는 상기 수학식 4에서
에 상응하는 계산기(860)의 구조를 도시한 도면이다.
우선, 도 9a를 참조하면, 계산기(860)는, 전력비 산출기들(901,902,903,904,905,906,907,908)과, 제1합산기들(911,912,913,914)과, 최대값 산출기들(921,922,923,924)과, 감산기들(931,932,933,934)과, 테이블화기들(941,942,943,944)과, 제2합산기들(951,952,953,954), 및 LLR 산출기들(961,962)을 포함한다.
상기 전력비 산출기들(901,902,903,904,905,906,907,908)은, 전술한 바와 같 이 상기 도 8에서 제3 및 제4제거기(850.852)에 각각 포함된 의 네개의 가산기들이 수신 신호에서 간섭 신호와 희망 신호가 제거된 신호인 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8을 출력하면, 상기 출력 신호인 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8을 각각 대응하여 수신한다. 이렇게 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8이 입력되면, 상기 각 전력비 산출기들(901,902,903,904,905,906,907,908)은 상기 입력된 신호인 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8과 잡음과의 전력비를 각각 계산한다. 이렇게 계산된 상기 전력비들은 제1합산기들(911,912,913,914)로 전송된다.
상기 제1합산기들(911,912,913,914)은, 상기 각 전력비 산출기들(901,902,903,904,905,906,907,908)과 각각 대응하여 쌍으로 연결되고, 상기 쌍으로 연결된 각 전력비 산출기들(901,902,903,904,905,906,907,908)로부터 상기 계산된 전력비들을 수신한다. 여기서, 상기 제1합산기들(911,912,913,914)로 입력되는 한쌍의 전력비들은, 전술한 바와 같이 각 네개의 성상도 포인트들, 즉 각 c1, c2, c3, c4에 상응하여 한쌍을 이루어 입력된다. 다시 말해, 성상도 포인트들인 c1, c2, c3, c4 중에서 c1에 상응하는 제1전력비 산출기(901)와 제5전력비 산출기(905)가 계산한 전력비들이 한쌍을 이루고, c2에 상응하는 제2전력비 산출기(902)와 제6전력비 산출기(906)가 계산한 전력비들, c3에 상응하는 제3전력비 산출기(903)와 제7전력비 산출기(907)가 계산한 전력비들, 및 c4에 상응하는 제4전력비 산출기(904)와 제8전 력비 산출기(908)가 계산한 전력비들이 한쌍을 이루어 상기 제1합산기들(911,912,913,914)로 대응하여 입력된다. 그러면, 상기 제1합산기들(911,912,913,914)은 상기 입력된 한쌍의 전력비들을 합하여 최대값 산출기들(921,922,923,924)과 감산기들(931,932,933,934)로 전송한다.
이렇게 각 전력비 산출기들(901,902,903,904,905,906,907,908)이 상기 제3 및 제4제거기(850,852)로부터 수신한 y
1, y
2, y
3, y
4, y
5, y
6, y
7, y
8과 잡음과의 전력비를 각각 계산하고, 제1합산기들(911,912,913,914)이 상기 계산한 전력비들을 각각 쌍을 이루어 수신하여 합산함으로써, 앞서 설명한 수학식 3에서
함수의 변수값들, 즉
와
와
와
를 산출하여 상기 수학식 4에서의 δ
1, δ
2, δ
3, δ
4를 각각 산출한다.
상기 산출된 δ1, δ2, δ3, δ4는 성상도 포인트들 간의 간섭에 상응하여 최대값 산출기들(921,922,923,924)과 감산기들(931,932,933,934)로 전송된다. 여기서, 성상도 포인트들 간의 간섭은, 성상도 상에서 인접한 사분면에 위치한 포인트들 간에 발생하는 간섭을 의미한다. 구체적으로 설명하면, 상기 전력비 산출기들(901,902,903,904,905,906,907,908)로 입력된 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8들 중에서, y1과 y5는 1사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c1에서 전송되고, y2과 y6은 2사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c2에서 전송되고, y3과 y7은 3사분면에 위치 한 성상도 포인트들, 즉 c3에서 전송되며, y4과 y8은 4사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c4에서 전송되므로, 1사분면은 2사분면과 4사분면 간에 간섭이 발생하고, 2사분면은 1사분면과 3사분면 간에, 3사분면은 2사분면과 4사분면 간에, 4사분면은 1사분면과 3사분면 간에 간섭이 발생한다.
그에 따라, 각 전력비 산출기들(901,902,903,904,905,906,907,908)과 제1합산기들(911,912,913,914)에 의해 산출된 값들, δ1, δ2, δ3, δ4는 전술한 바와 같이 성상도 포인트들 간의 간섭에 상응하여 최대값 산출기들(921,922,923,924)과 감산기들(931,932,933,934)로 각각 대응하여 전송된다. 즉, 제1최대값 산출기(921)와 제1감산기(931)에는 δ1과 δ2가 입력되고, 제2최대값 산출기(922)와 제2감산기(932)에는 δ3과 δ4가 입력되고, 제3최대값 산출기(923)와 제3감산기(933)에는 δ1과 δ4가 입력되며, 제4최대값 산출기(924)와 제4감산기(934)에는 δ2와 δ3이 입력된다.
전술한 바와 같은 입력값들을 각각 대응하여 한쌍을 수신한 각 최대값 산출기들(921,922,923,924)은, 상기 한쌍의 입력값인 각 전력비들의 최대값을 산출하고, 상기 산출한 최대값들은 상기 각 최대값 산출기들(921,922,923,924)에 대응하여 연결된 제2합산기들(951,952,953,954)로 전송된다. 또한, 상기 각 최대값 산출기들(921,922,923,924)과 같이 입력값들을 각각 대응하여 한쌍을 수신한 각 감산기들(793,932,933,934)은, 상기 한쌍의 입력값인 각 전력비들의 차이값을 산출하고, 상기 산출한 차이값들은 상기 각 감산기들(931,932,933,934)에 대응하여 연결된 테이블화기들(941,942,943,944)로 전송된다.
상기 각 테이블화기들(941,942,943,944)은 각 감산기들(931,932,933,934)로부터 대응하여 각각 수신한 차이값을 변수로하여 정정 함수 연산을 수행하여 정정값들을 산술하고, 상기 산출한 정정값들은 상기 각 테이블화기들(941,942,943,944)에 대응하여 연결된 제2합산기들(951,952,953,954)로 전송된다. 즉, 상기 각 제2합산기들(951,952,953,954)에는 상기 각 최대값 산출기들(921,922,923,924)이 산출한 최대값들과 상기 각 테이블화기들(941,942,943,944)이 산출한 정정값들이 각각 대응하여 입력된다. 그러면, 상기 각 합산기들(951,952,953,954)은 상기 대응하여 한쌍으로 입력된 각 최대값들과 정정값들을 합하여 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호에서의 데이터들을 산출하고, 상기 산출한 데이터들을 각각 대응하는 LLR 산출기들(961,962)로 전송한다. 여기서, 전술한 바와 같이 QPSK 방식인 송신기의 변조 방식에 상응하여 각각의 성상도 포인트들은 2비트를 가지며, 그에 따라 상기 산출한 데이터들, 즉 dplus1, dminus1, dplus2, dminus2 중에서 상기 dplus1, dminus1은, 상기 성상도 포인트들의 2비트 중에서 MSB의 데이터를 의미한다. 그리고, dplus2, dminus2는 상기 성상도 포인트들의 2비트 중에서 LSB의 데이터를 의미한다.
이러한 dplus1, dminus1, dplus2, dminus2를 수신한 LLR 산출기들(961,962)은 LLR을 계산하여 산출한 후, 상기 산출한 LLR을 디코더로 전송한다. 다시 말해, dplus1, dminus1을 수신한 제1LLR 산출기(961)는, dplus1에서 dminus1을 감산, 즉 입력값의 차이를 산출함으로써 데이터의 MSB에 해당하는 LLR, 즉 LLR1을 계산하여 산출한 후 디코더로 전송한다. 그리고, 상기 dplus2, dminus2를 수신한 제2LLR 산출기(962)는, dplus2에서 dminus2를 감산, 즉 입력값의 차이를 산출함으로써 데이터의 LSB에 해당하는 LLR, 즉 LLR2를 계산하여 산출한 후 디코더로 전송한다. 그에 따라, 디코더에는 2비트의 LLR이 전송된다.
다음으로, 도 9b를 참조하면, 계산기(860)는, 전력 산출기들(971,972,973,974,975,976,977,978)과, 합산기들(981,982,983,984)과, 최대값 산출기들(991,992,993,994), 및 LLR 산출기들(997,998)을 포함한다.
상기 전력 산출기들(971,972,973,974,975,976,977,978)은, 전술한 바와 같이 상기 도 8에서 제3 및 제4제거기(850.852)에 각각 포함된 의 네개의 가산기들이 수신 신호에서 간섭 신호와 희망 신호가 제거된 신호인 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8을 출력하면, 상기 출력 신호인 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8을 각각 대응하여 수신한다. 이렇게 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8이 입력되면, 상기 각 전력 산출기들(971,972,973,974,975,976,977,978)은 상기 입력된 신호인 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8의 전력을 각각 계산한다. 이렇게 계산된 상기 전력들은 합산기들(981,982,983,984)로 전송된다.
상기 합산기들(981,982,983,984)은, 상기 각 전력 산출기들(971,972,973,974,975,976,977,978)과 각각 대응하여 쌍으로 연결되고, 상기 쌍으로 연결된 각 전력 산출기들(971,972,973,974,975,976,977,978)로부터 상기 계산된 전력들을 수신한다. 여기서, 상기 합산기들(981,982,983,984)로 입력되는 한쌍의 전력들은, 전술한 바와 같이 각 네개의 성상도 포인트들, 즉 각 c1, c2, c3, c4에 상응하여 한쌍을 이루어 입력된다. 다시 말해, 성상도 포인트들인 c1, c2, c3, c4 중에서 c1에 상응하는 제1전력 산출기(971)와 제5전력 산출기(975)가 계산한 전력들이 한쌍을 이루고, c2에 상응하는 제2전력 산출기(972)와 제6전력 산출기(976)가 계산한 전력들, c3에 상응하는 제3전력 산출기(973)와 제7전력 산출기(977)가 계산한 전력들, 및 c4에 상응하는 제4전력 산출기(974)와 제8전력 산출기(978)가 계산한 전력들이 한쌍을 이루어 상기 합산기들(981,982,983,984)로 대응하여 입력된다. 그러면, 상기 합산기들(981,982,983,984)은 상기 입력된 한쌍의 전력들을 합하여 최대값 산출기들(991,992,993,994)로 전송한다.
이렇게 각 전력 산출기들(971,972,973,974,975,976,977,978)이 상기 제3 및 제4제거기(850,852)로부터 수신한 y
1, y
2, y
3, y
4, y
5, y
6, y
7, y
8의 전력을 각각 계산하고, 합산기들(981,982,983,984)이 상기 계산한 전력들을 각각 쌍을 이루어 수신하여 합산함으로써, 앞서 설명한 수학식 3에서
함수의 변수값들, 즉
,
,
,
을 산출하여 상기 수학식 4에서의 δ
1, δ
2, δ
3, δ
4를 각각 산출한다. 여기서, 상기 수학식 4에서의 δ
1, δ
2, δ
3, δ
4는 상기 각각의
,
,
,
와 잡음의 전력인 N
0과의 전력비를 의미하지만, 후술할 LLR 산출기들(997,998)에서 상기 잡음의 전력인 N
0과의 전력비로 LLR을 계산하여 산출하므로, 상기 각 최대값 산출기들(991,992,993,994)에는 상기 수학식 4에서의 δ
1, δ
2, δ
3, δ
4가 근사적으로 각각 입력됨을 알 수 있다.
이렇게 산출된 δ1, δ2, δ3, δ4는 성상도 포인트들 간의 간섭에 상응하여 최대값 산출기들(991,992,993,994)로 전송된다. 여기서, 성상도 포인트들 간의 간섭은, 전술한 바와 같이 성상도 상에서 인접한 사분면에 위치한 포인트들 간에 발생하는 간섭을 의미한다. 구체적으로 설명하면, 상기 각 전력 산출기들(971,972,973,974,975,976,977,978)로 입력된 y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8들 중에서, y1과 y5는 1사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c1에서 전송되고, y2과 y6은 2사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c2에서 전송되고, y3과 y7은 3사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c3에서 전송되며, y4과 y8은 4사분면에 위치한 성상도 포인트들, 즉 c4에서 전송되므로, 1사분면은 2사분면과 4사분면 간에 간섭이 발생하고, 2사분면은 1사분면과 3사분면 간에, 3사분면은 2사분면과 4사분면 간에, 4사분면은 1사분면과 3사분면 간에 간섭이 발생한다.
그에 따라, 각 전력 산출기들(971,972,973,974,975,976,977,978)과 합산기들(981,982,983,984)에 의해에서 산출된 값들, δ1, δ2, δ3, δ4는 전술한 바와 같이 성상도 포인트들 간의 간섭에 상응하여 최대값 산출기들(991,992,993,994)로 각각 대응하여 전송된다. 즉, 제1최대값 산출기(991)에는 δ1과 δ2가 입력되고, 제2최대값 산출기(992)에는 δ3과 δ4가 입력되고, 제3최대값 산출기(993)에는 δ1과 δ4가 입력되며, 제4최대값 산출기(994)에는 δ2와 δ3이 입력된다.
전술한 바와 같은 입력값들을 각각 대응하여 한쌍을 수신한 각 최대값 산출기들(991,992,993,994)은, 상기 한쌍의 입력값인 각 전력들의 최대값을 산출하고, 상기 산출한 최대값들은, 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호에서의 데이터들로 근사화할 수 있으며, 상기 산출한 최대값들, 즉 데이터들은 각각 대응하는 LLR 산출기들(997,998)로 전송된다. 여기서, 전술한 바와 같이 QPSK 방식인 송신기의 변조 방식에 상응하여 각각의 성상도 포인트들은 2비트를 가지며, 그에 따라 상기 산출한 데이터들, 즉 dplus1, dminus1, dplus2, dminus2 중에서 상기 dplus1, dminus1은, 상기 성상도 포인트들의 2비트 중에서 MSB의 데이터를 의미한다. 그리고, dplus2, dminus2는 상기 성상도 포인트들의 2비트 중에서 LSB의 데이터를 의미한다.
이러한 dplus1, dminus1, dplus2, dminus2를 수신한 LLR 산출기들(997,998)은 LLR을 계산하여 산출한 후, 상기 산출한 LLR을 디코더로 전송한다. 다시 말해, dplus1, dminus1을 수신한 제1LLR 산출기(997)는,dplus1에서 dminus1을 감산, 즉 입력값의 차이를 산출함으로써 데이터의 MSB에 해당하는 LLR, 즉 LLR1을 계산하여 산출한 후 디코더로 전송한다. 그리고, 상기 dplus2, dminus2를 수신한 제2LLR 산출기(998)는, dplus2에서 dminus2를 감산, 즉 입력값의 차이를 산출함으로써 데이터의 LSB에 해당하는 LLR, 즉 LLR2를 계산하여 산출한 후 디코더로 전송한다. 그에 따라, 디코더에는 2비트의 LLR이 전송된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.