KR100948258B1 - 다중입력 다중출력 수신 장치와, 상기 다중입력 다중출력수신 장치에 이용되는 ｑｒ 분해 장치 및 방법과, 다차원검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직교주파수 분할 다중(OFDM) 방식의 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신기에서 QR 분해 수행 시, 일부 열(column)을 반복 수행하고, 다차원 검출 과정에서 심볼 검출을 병렬적으로 동시에 처리하도록 함으로써, 다차원 수신 과정에서 처리 지연 시간을 감소시킬 수 있는 MIMO 수신 장치와, 상기 수신 장치에 이용되는 QR 분해 장치 및 그 방법과, 다차원 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신 장치에 있어서, 1부터 nT-n-1에 대해 QR 분해를 수행하고, nT-n부터 nT에 대해서는 열(column) 교환을 통해 QR 분해를 수행하는 QR 분해수단; 및 상기 QR 분해수단으로부터 제1 R 행렬(Ry)과 제2 R 행렬(Rz)을 입력받아, 상기 제1 R 행렬에 대한 m번째 심볼을 검출하기 위한 제1 거리 값들과, 상기 제2 R 행렬에 대한 m번째 심볼을 검출하기 위한 제2 거리 값들을 계산하고, 상기 제1 거리 값들과 상기 제2 거리 값들을 이용해 m번째 심볼과 m-1 번째 심볼을 동시에 검출하는 다차원 검출수단을 포함한다.
MIMO, OFDM, QR, 다중입력, 다중출력, 다중, 안테나, 수신, 다차원, MDD

Description

다중입력 다중출력 수신 장치와, 상기 다중입력 다중출력 수신 장치에 이용되는 ＱＲ 분해 장치 및 방법과, 다차원 검출 장치 및 방법{MIMO Reciever and QR Decomposition and Multi Dimensional Detection used the MIMO Receiver}
본 발명은 다중입력 다중출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 시스템의 수신 장치와, 상기 수신 장치에 이용되는 QR 분해 장치 및 그 방법과, 다차원 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 직교주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiple) 방식의 MIMO 시스템의 수신기에서 QR 분해 수행 시, 일부 열(column)을 반복 수행하고, 다차원 검출 과정에서 심볼 검출을 병렬적으로 동시에 처리함으로써, 다차원 수신 과정에서 처리 지연 시간을 감소시킬 수 있는 MIMO 수신 장치와, 상기 수신 장치에 이용되는 QR 분해 장치 및 그 방법과, 다차원 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-002-02, 과제명: 3Gbps급 4G 무선 LAN 시스템 개발].
현재 무선통신 시스템은 제한된 주파수를 이용해 고품질 및 대용량의 멀티미디어 데이터를 전송하기 위한 요구가 증대되고 있다. 제한된 주파수를 사용해서 많은 용량의 데이터를 전송하기 위한 방법으로 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템이 있다. MIMO 시스템은 송수신 단에 다중 안테나를 사용하여 독립적인 페이딩 채널을 복수 형성하고, 송신 안테나마다 다른 신호를 전송함으로써, 데이터 전송 속도를 크게 향상시킬 수 있다. 이에 따라, MIMO 시스템은 주파수를 더 늘리지 않은 상태에서도 보다 많은 양의 데이터를 전송할 수 있다.
하지만, MIMO 시스템은 고속 전송 시 발생하는 심볼 간의 간섭 및 주파수 선택적 페이딩에 약하다는 단점이 있다. 이런 단점을 극복하기 위해 직교주파수 분할다중(OFDM) 방식을 함께 사용한다. OFDM 방식은 현재 고속 데이터 전송에 가장 적합한 변조 방식으로, 하나의 데이터 열이 보다 낮은 데이터 전송률을 갖는 부반송파를 통해 전송된다.
무선통신을 위한 채널 환경은 건물과 같은 장애물로 인해 다중경로를 갖는다. 다중경로가 있는 무선채널에서는 다중경로에 의한 지연확산이 생기고, 다음 심볼이 전송되는 시간 보다 지연확산시간이 클 경우 심볼 간 간섭(ISI)이 발생하게 된다. 이 경우 주파수 영역에서 보면 선택적으로 페이딩(Frequency Selective Fading)이 발생하는데, 하나의 반송파(single-carrier)를 사용하는 경우 심볼 간 간섭 성분을 제거하기 위해 등화기가 사용된다. 하지만, 점점 데이터의 속도가 증가하면서 등화기의 복잡도도 함께 증가된다.
결국 MIMO 시스템과 OFDM 시스템을 결합하게 되면, MIMO 시스템의 장점은 그대로 이용하고, 단점은 OFDM 시스템을 이용해 상쇄시킬 수 있다. N개의 송신 안테나와 N개의 수신 안테나를 갖는 형태가 일반적인 MIMO 시스템이며, 이 시스템에 OFDM 기술을 결합한 구조가 MIMO-OFDM 시스템이다.
도 1a 및 도 lb는 MIMO-OFDM 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 도 1a는 MIMO-OFDM 시스템의 송신단의 블록 구성도이고, 도 1b는 MIMO-OFDM 시스템의 수신단의 블록 구성도이다.
도 1a를 참조하면, 직/병렬변환부(S/P)(101)는 송신 데이터를 인코딩하기 전에 송신 데이터를 다수의 데이터 열로 분리하며, 각각의 인코더(encoder)(102)에서는 병렬 변환된 데이터를 인코딩한다. 인코딩 후 데이터는 QAM 매퍼(103)에 의해 변조 방식(예를 들어, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM)에 따라 변조된다. 변조된 심볼은 역고속 푸리에 변환부(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)(104)를 통하여 시간축의 신호로 변환된다. 시간축으로 변환된 심볼에는 CP 추가부(105)에 의해 보호 구간을 위한 순환전치(CP: Cyclic Prefix) 부호가 삽입된다. 그 다음에 디지털-아날로그 변환 및 무선주파수(D/A & RF)부(106)는 순환전치 부호가 삽입된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 아날로그 신호를 무선 주파수 신호(RF)로 변환하여 안테나를 통해 송출한다.
도 1b를 참조하면, 아날로그-디지털 변환 및 무선주파수(A/D & RF)부(107)는 무선 주파수(RF) 신호를 아날로그 신호로 만든 후, 다시 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. CP 제거부(108)는 보호 구간을 위해 삽입된 순환전치(CP) 부호를 제거하고, 순환전치 부호가 제거된 신호를 고속푸리에변환(FFT: Fast Fourier Transform)부(109)로 전달한다. 고속푸리에변환(FFT)부(109)는 입력되는 병렬 신호에 대해 고속 푸리에 변환을 수행한다. MIMO 수신기(110)는 고속 푸리에 변환에 의해 생성된 송신 데이터 심볼에 대한 추정을 수행한다. MIMO 수신기(110)는 추정된 심볼로부터 로그 우도율(LLR: Log Likelihood Ratio)을 계산한다. 그리고, 디코더(111)는 MIMO 수신기(110)로부터 전달된 각 데이터 열을 복조(decoding)하여, 송신 데이터를 추정한다. 병렬/직렬 변환부(P/S)(112)는 각 디코더(111)에 의해 복조된 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환한다.
상기 MIMO 수신기(110)로는 결정 피드백 등화기(DFE: Decision Feedback Equalizer), 제로 포싱(ZF: Zero Forcing), 최소 평균 자승 오류 추정(MMSE: Minimum Mean Square Error Estimation), BLAST(Bell Labs Layered Space-Time)이 있다. 이와 같은 MIMO 수신기는 최대 우도 검출(MLD: Maximum Likelihood Detection)에 비하여 복잡도 면에서 간단하나, 성능이 크게 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, MIMO 시스템의 수신기에서 QR 분해 수행 시, 일부 열(column)을 반복 수행하고, 다차원 검출 과정에서 심볼 검출을 병렬적으로 동시에 처리함으로써, 다 차원 수신 과정에서 처리 지연 시간을 감소시킬 수 있는 MIMO 수신 장치와, 상기 수신 장치에 이용되는 QR 분해 장치 및 그 방법과, 다차원 검출 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MIMO 수신 장치는, 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신 장치에 있어서, 1부터 nT-n-1에 대해 QR 분해를 수행하고, nT-n부터 nT에 대해서는 열(column) 교환을 통해 QR 분해를 수행하는 QR 분해수단; 및 상기 QR 분해수단으로부터 제1 R 행렬(Ry)과 제2 R 행렬(Rz)을 입력받아, 상기 제1 R 행렬에 대한 m번째 심볼을 검출하기 위한 제1 거리 값들과, 상기 제2 R 행렬에 대한 m번째 심볼을 검출하기 위한 제2 거리 값들을 계산하고, 상기 제1 거리 값들과 상기 제2 거리 값들을 이용해 m번째 심볼과 m-1 번째 심볼을 동시에 검출하는 다차원 검출수단을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 QR 분해 장치는, 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신기에 이용되는 QR 분해 장치에 있어서, 채널 입력에 대한 벡터 크기(norm)를 계산하는 norm 계산수단; 상기 채널 입력과
Figure 112007090687180-pat00001
을 이용하여 단일 행렬(Q) 열 값을 계산하는 Q 열 계산수단; 상기 채널 입력과 상기 Q 열 계산수단의 출력과 1/
Figure 112007090687180-pat00002
을 입력받아 상삼각 행렬(R)의 행 값을 계산하는 R 행 계산수단; 상기 채널 입력과 상기 R 행 계산수단의 출력과 상기 Q 열 계산수단의 출력을 입력받아 Q 갱신 행렬 값을 출력하는 Q 갱신 계산수단; 상기 norm 계산수단의 출력과 상기 R 행 계산수단의 출력을 입력받아 norm 갱신 행렬 값을 출력하는 norm 갱신 계산수단; 및 임의의 자연수 nT-n부터 nT 사이클에서 norm 값과, Q 열 값과, R 행 값을 각각 열(column) 교환하는 열 교환수단을 포함하고, 상기 Q 열 계산수단과, 상기 R 행 계산수단과, 상기 Q 갱신 계산수단과, 상기 norm 갱신 계산수단이 상기 열 교환된 norm 값과, Q 열 값과, R 행 값을 이용해 연산을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 QR 분해 방법은, 다중입력 다중출력 시스템의 수신기에서의 QR 분해 방법에 있어서, (a) 채널 입력에 대한 벡터 크기(norm) 값을 계산하는 단계; (b) 상기 채널 입력과
Figure 112007090687180-pat00003
값을 이용해 단일 행렬(Q) 열 값을 계산하는 단계; (c) 상기 채널 입력과 상기 Q 열 값과 1/
Figure 112007090687180-pat00004
값을 이용해 상삼각 행렬(R)의 행 값을 계산하는 단계; (d) 상기 채널 입력과 상기 R 행 값과 상기 Q 열 값을 이용해 Q 갱신 행렬 값을 계산하는 단계; (e) 상기 norm 값과 상기 R 행 값을 이용해 norm 갱신 행렬 값을 계산하는 단계; 및 (f) 임의의 자연수 nT-n부터 nT 사이클에서 norm 값과, Q 열 값과, R 행 값을 각각 열 교환하고, 상기 열 교환된 norm 값과 Q 열 값과 R 행 값을 이용해 추가 QR 연산을 수행하는 단계를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다차원 검출 장치는, 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신기에 이용되는 다차원 검출 장치에 있어서, QR 분해 장치로부터 1부터 nT-n-1에 대한 QR 분해와, nT-n부터 nT에 대해 열(column) 교환을 통해 추가로 연산된 QR 분해 결과로 제1 R 행렬(Ry)과 제2 R 행렬(Rz)을 입력받아, 상기 제1 R 행렬에 대한 m번째 심볼을 검출하기 위한 제1 거리 값들과, 상기 제2 R 행렬에 대한 m번째 심볼을 검출하기 위한 제2 거리 값들을 계산하고, 상기 제1 거리 값들과 상기 제2 거리 값들을 이용해 m번째 심볼과 m-1 번째 심볼을 동시에 검출하는 심볼 검출 수단을 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다차원 검출 방법은, 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신기에 이용되는 다차원 검출 방법에 있어서, (a) 심볼을 생성하는 단계; (b) 1부터 nT-n-1에 대한 QR 분해와, nT-n부터 nT에 대해 열(column) 교환을 통해 추가로 연산된 QR 분해 결과로 제1 R 행렬(Ry)과 제2 R 행렬(Rz)을 입력받고, 상기 생성된 심볼을 입력받아, 상기 제1 R 행렬에 대한 m번째 심볼을 검출하기 위한 제1 거리 값들과, 상기 제2 R 행렬에 대한 m번째 심볼을 검출하기 위한 제2 거리 값들을 계산하는 단계; 및 (c) 상기 제1 거리 값들과 상기 제2 거리 값들을 이용해 m번째 심볼과 m-1 번째 심볼을 동시에 검출하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, MIMO 시스템의 수신기에서 QR 분해 수행 시, 일부 열(column)을 반복 수행하고, 다차원 검출 과정에서 심볼 검출을 병렬적으로 동시에 처리하도록 함으로써, 다차원 수신 과정에서 처리 지연 시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 MIMO-OFDM 시스템의 송신단의 개략적인 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 병렬 변환된 데이터 열은 임의의 자연수 g개의 인코 더(201)로 입력된다. 각 인코더(201)에 임의의 자연수 q개의 QAM 매퍼(202)가 연결되어 있는데, 각 QAM 매퍼(202)는 서로 다른 채널 부호율과 변조 방식을 가질 수 있다.
각 QAM 매퍼(202)에는 역고속푸리에변환(IFFT)부(203)와, CP 추가부(204)와, 디지털-아날로그 변환 및 무선주파수(D/A & RF)부(205)가 순차적으로 연결된다. QAM 매퍼(202)와, 역고속푸리에변환(IFFT)부(203)와, CP 추가부(204)와, 디지털-아날로그 변환 및 무선주파수(D/A & RF)부(205)의 동작은 도 1a에서 설명한 바와 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명이 적용되는 MIMO-OFDM 시스템의 수신단의 개략적인 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 도 1b에서 설명한 바와 같이, 아날로그-디지털 변환 및 무선주파수(A/D & RF)부(301)는 무선 주파수(RF) 신호를 아날로그 신호로 만들고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. CP 제거부(302)는 보호 구간을 위해 삽입된 순환전치(CP) 부호를 제거한다. 고속푸리에변환(FFT)부(303)는 순환전치 부호가 제저된 병렬 신호에 대해 고속 푸리에 변환을 수행한다.
MIMO 수신기 및 디코더(304)는 다차원 수신기와 디코더로서, 고속푸리에변환된 수신 심볼에 대해 복조를 수행한다.
송신 안테나가 M개이고, 수신 안테나가 N개라고 가정하면, 고속 푸리에 변환한 후에 임의의 부반송파에서 수신벡터 z는 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
z = Hs + n
수학식 1에서
Figure 112007090687180-pat00005
, 채널
Figure 112007090687180-pat00006
이고, 송신 심볼
Figure 112007090687180-pat00007
이다.
채널 행렬 H는 QR 분해(decomposition)하여 H=QR로 나타낼 수 있다. 여기서, R은 상삼각(upper triangular) 행렬을 의미하며, 일반적으로 MIMO 시스템에서 수신 안테나의 개수 N이 송신 안테나의 개수 M보다 크거나 같으므로, R은 하기와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007090687180-pat00008
또한, Q는 단일(Unitary) 행렬(QHQ = I)을 의미한다. 채널 행렬 H는 N×M이므로, Q는 N×N이고, R은 N×M이다. 그리고 Q는 하기와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007090687180-pat00009
QR 연산 후에 수신 신호는 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007090687180-pat00010
그리고, 상기 수학식 2를 간단히 표현하면 하기와 같다.
Figure 112007090687180-pat00011
본 발명에 따른 MIMO 수신기는 크게 QR 분해부와, 다차원 검출부(MDD: Multi Dimension Detector)와, 역행렬 및 가중치 계산부와, 간섭 제거부와, 가중치 제로 포싱부(WZF: Weight Zero Forcing)를 포함한다.
QR 분해부는 긴 훈련 필드(LTF) 구간 동안에 수신 신호 z로부터 QR 연산을 통해 단일(Q) 행렬과 상삼각(R) 행렬 및 벡터 크기를 계산한다. QR 분해부는 QR 분해를 통해 계산된 단일(Q) 행렬 값과, 상삼각(R) 행렬 값과, 단일(Q) 행렬 각 요소(element)에 대한 벡터 크기(norm)를 메모리에 저장한다. 여기서, normi =
Figure 112007090687180-pat00012
이다.
신호 필드 검출부는 신호 필드 구간(SIG) 구간에서 QR 분해부의 출력 벡터로부터 신호 필드에 대한 검출을 수행한다. 역행렬 및 가중치 계산부는 상삼각 행렬 값(R)과 벡터 크기(1/
Figure 112007090687180-pat00013
)값을 이용해 데이터 심볼이 수신되는 심볼 중 처음 2 심볼 구간에 R 행렬의 역행렬을 구하고, 가중치를 이용한 제로 포싱을 위해 가중치를 계산한다. 다차원 검출부(MDD)는 QR 분해부의 출력 벡터 y와 상삼각 행렬 값을 이용하여 다차원 검출을 통해 로그 우도율(LLR)을 계산한다. 다차원 검출부(MDD의 출력인 로그 우도율(LLR) 값은 채널 디코더로 입력되어, 신호를 복조하는데 이용된다.
간섭 제거부는 채널 디코더에 의해 복조된 데이터 스트림을 입력받아 심볼 매핑을 통해 복조된 데이터 스트림에 대응되는 심볼을 생성하고, 생성된 심볼을 이용해 QR 분해 결과인 출력 벡터로부터 간섭을 제거한다. 가중치 제로 포싱부(WZF)는 간섭 제거부에 의해 간섭이 제거된 출력 벡터와 R의 역행렬 값과 가중치를 이용해 제로 포싱을 수행한다. 가중치 제로 포싱부(WZF)로부터 출력된 로그 우도율(LLR) 값은 채널 디코더로 입력되어 신호를 복조하는데 이용된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 QR 분해 장치의 블록 구성도이다.
벡터 크기인 norm을 계산하기 위한 norm 계산기(401)는 고속 푸리에 변환 후의 채널 입력을 입력받아, normi =
Figure 112007090687180-pat00014
을 통해 qi에 대한 벡터 크기 norm를 계산한다. 채널 입력 지연기(402)는 Q 행렬의 열 값과 R 행렬의 행 값을 구하는데 사용될 수 있도록 채널 입력 qi를 지연시킨다.
norm 계산기(401)의 출력은 룩업 테이블 롬(ROM)(403, 404)으로 각각 입력되고, 각각의 ROM(403, 404)은 ri,j =
Figure 112007090687180-pat00015
연산을 통해 입력된 벡터 크기 norm에 대응되는
Figure 112007090687180-pat00016
과 1/
Figure 112007090687180-pat00017
을 각각 출력한다. 또한 norm 계산기(401)의 출력은 추후 다음 단계에서 사용할 norm 값 갱신을 위해 norm 지연기(405)에 의해 지연된다.
Q 열(column) 계산기(406)는 ROM(403)으로부터 출력된 값과 채널 입력 지연기(402)에 의해 지연된 qi을 입력받아, qi := qi/ri,j 연산을 수행하여, Q의 열 값을 출력한다. Q 열 계산기(406)에 의해 계산된 Q의 열 값은 다중 안테나 수신 복호에서 사용되는 QR 행렬의 결과값 이므로, Q 출력 메모리(407)에 저장된다. 또한, Q 열 계산기(406)에 의해 계산된 Q의 열 값(qi)은 다음 단계에서 사용할 Q 행렬 갱신에 사용하기 위해, Q 열 지연기(408)로 입력되어 지연된다.
R 행(row) 계산기(409)는 Q 열 계산기(406)에 의해 계산된 Q 열 값과, 채널 입력 지연기(402)에 의해 지연된 채널 입력과, ROM(404)으로부터 출력된 1/
Figure 112007090687180-pat00018
값을 입력받아 ri,j =
Figure 112007090687180-pat00019
의 연산을 통해 R의 행 값을 계산한다. 이때, ROM(404)으로부터 출력된 1/
Figure 112007090687180-pat00020
값은 R 행의 대각선(diagonal) 값으로 사용된다. R 행 계산기(409)에 의해 계산된 R의 행 값(ri,j)은 QR 분해에서 R의 첫 번째 행 값이 이므로, R 출력 메모리(410)에 저장된다.
Q 갱신 계산기(411)는 채널 입력 지연기(402)에 의해 지연된 값과, Q 열 지연기에 의해 지연된 Q 열 값과, R 행 계산기에 의해 계산된 R 행 값을 입력받아, qk := qk - ri,j×qi의 연산을 통해 Q 값을 갱신한다.
norm 갱신 계산기(412)는 norm 지연기(405)에 의해 지연된 norm 값과, R 행 계산기에 의해 계산된 R 행 값을 입력받아, normk := normk -
Figure 112007090687180-pat00021
의 연산을 통해 norm 값을 갱신한다.
이는 Nt=1인 경우의 QR 분해 과정을 설명한 것이며, 다중 안테나를 사용하는 무선통신 시스템에서 두 번째 안테나부터의 QR 분해 값은 전술한 바와 동일한 과정을 통해 계산된다. 그러므로, Q 갱신 계산기(411)의 출력값은 다음 단계(22)의 Q 갱신 지연기로 입력되며, norm 갱신 계산기(412)의 출력 값은
Figure 112007090687180-pat00022
과 1/
Figure 112007090687180-pat00023
을 구하기 위해 다음 단계(22)의 룩업 테이블 ROM에 각각 입력된다. 이와 같이 복수 안테나 개수만큼 QR 분해 과정이 반복 수행된다.
이와 같은 QR 분해에서 본 발명에서는 다차원 검출 과정에서 8번째 심볼과 7번째 심볼을 동시에 결정하기 위해, 수학식 3에 나타낸 바와 같이 QR 분해 과정을 개선한다. 즉, QR 분해에서 마지막 2개에 대해 QR 분해 시, 열(column) 교환을 통하여 추가적인 부분 QR 분해 연산을 수행한다. 부분 QR 분해 연산을 통하여 Q의 마지막 2 열이 추가로 연산되며, R의 마지막 2 행(row)이 추가로 연산된다. 이러한 열(column) 교환을 통한 추가 연산량은 4% 정도로 크지 않다. 상기 수학식 3은 이와 같은 본 발명에 따른 개선된 QR 연산 과정을 나타낸 것이다.
Figure 112007090687180-pat00024
수학식 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 1부터 nT까지는 normi 계산을 수행하고, 1부터 nT-2까지는 전술한 바와 같이
Figure 112007090687180-pat00025
계산과 Q 열 계산과, R 행 계산과, Q 갱신 및 norm 갱신을 수행하여, Q 행렬 값과 R 행렬 값을 계산한다. 그리고, nT-1과 nT에서의 QR 분해 시, norm과 Q 행렬 값과 R 행렬 값에 대해 nT-1 값과 nT 값의 열을 교환하고, 교환된 값을 이용해
Figure 112007090687180-pat00026
계산과 Q 열 계산과, R 행 계산과, Q 갱신 및 norm 갱신을 수행한다. 이와 같은 부분 QR 분해 연산을 통하여 Q의 마지막 2 열이 추가로 연산되며, R의 마지막 2 행(row)이 추가로 연산된다.
이상에서 설명한 추가 QR 분해 연산의 예는 다음 수학식 4와 같이 nT-n까지 QR 분해를 수행하고, 마지막 n개에 대해서는 열(column) 교환을 통하여 n 열(column)을 추가로 연산하는 경우로 용이하게 확장할 수 있다.
Figure 112007090687180-pat00027
그리고, 2 열(column)이 추가된 경우 Q와 R 행렬을 각각 Qy, Ry 그리고, Qz, Rz라고 하면
Figure 112007090687180-pat00028
와
Figure 112007090687180-pat00029
는 다음 수학식 5과 같이 표현되며, yy와 yz에서 마지막 심볼은 SM과 SM-1이 되어, 다차원 검출기를 통하여 SM과 SM-1을 동시에 검출할 수 있다.
Figure 112007090687180-pat00030
Figure 112007090687180-pat00031
Q 행렬과 R 행렬의 마지막 2 열은 8x8 행렬의 경우 도 5와 같다.
도 5는 8x8의 QR 분해에서 마지막 2 열을 추가로 연산한 경우의 예로서, Q의 2개의 행렬은 마지막 2 열만 다르며, R 행렬은 마지막 2 열의 6번째 행까지는 열이 교환된 형태이고, 마지막 2 열의 7번째와 8번째의 행(row)은 그 값이 다르다.
다음, 첨부된 도 6 및 도 7을 참조하여 다차원 검출 장치에 대해 살펴본다.
도 6은 본 발명에 따른 다차원 검출 장치의 블록 구성도이다.
심볼 발생기(601)는 격자점을 갖는 심볼을 발생한다. 예를 들어, 16QAM은 16가지의 심볼 격자점을 가지고 있으며, 따라서 16개의 거리가 존재한다.
7번째 심볼 경판정 및 8번째 심볼 거리 계산기(602)는 QR 분해 장치로부터 1부터 nT-n-1에 대한 QR 분해와, nT-n부터 nT에 대해 열(column) 교환을 통해 추가로 연산된 QR 분해 결과로 제1 R 행렬(Ry)과 제2 R 행렬(Rz)을 입력받고, 심볼 발생 기(601)에 의해 발생된 심볼을 입력받는다. 그리고 7번째 심볼 경판정 및 8번째 심볼 거리 계산기(602)는 수학식 12에 제시된 상수(C)와 제1 수신 신호 yy를 곱한 값에서 제1 R 행렬의 요소와 심볼 발생기에 의해 발생된 8번째 심볼을 곱셈한 값을 감산하여 갱신된 제1 수신 신호
Figure 112007090687180-pat00032
y를 계산한다. 이때 갱신된 제1 수신 신호의 8번째와 7번째 요소는 추가된 제1 R 행렬의 8번째와 7번째 요소를 이용한다.
또한 7번째 심볼 경판정 및 8번째 심볼 거리 계산기(602)는 제2 수신 신호 yz에서 R의 요소와 심볼 발생기에 의해 발생된 7번째 심볼을 곱셈한 값을 감산하여 갱신된 제2 수신 신호
Figure 112007090687180-pat00033
z를 계산한다. 이때 갱신된 제2 수신 신호의 8번째와 7번째 요소는 추가된 제2 R 행렬의 8번째와 7번째 요소를 이용한다.
이와 같이 계산된 제1 및 제2 갱신 수신 신호들(
Figure 112007090687180-pat00034
y,
Figure 112007090687180-pat00035
z)은 y 레지스터(606)에 각각 저장된다.
또한 7번째 심볼 경판정 및 8번째 심볼 거리 계산기(602)는 제1 수신 신호의 8번째 심볼을 검출하기 위한 8번째 심볼의 거리 값을 계산하고, 제1 수신 신호의 7번째 심볼을 경판정(hard decision) 한다. 그리고 7번째 심볼 경판정 및 8번째 심볼 거리 계산기(602)는 제2 수신 신호의 8번째 심볼을 검출하기 위한 8번째 심볼의 거리 값을 계산하고, 제2 수신 신호의 7번째 심볼을 경판정(hard decision) 한다.
6번째 심볼 경판정 및 7번째 심볼 거리 계산기(603)는 y 레지스터(606)에 저장된 제1 갱신 수신 신호 값에서 제1 R 행렬의 요소와 제1 수신 신호의 7번째 심볼 의 경판정 결과를 곱한 값을 감산하여 제1 갱신 수신 신호를 다시 갱신한다. 이때 갱신된 제1 수신 신호의 7번째 요소는 추가된 제1 R 행렬의 7번째 요소를 이용한다. 그리고 6번째 심볼 경판정 및 7번째 심볼 거리 계산기(603)는 제1 수신 신호의 8번째 심볼을 검출하기 위한 7번째 심볼의 거리 값을 계산하고, 제1 수신 신호의 6번째 심볼을 경판정(hard decision) 한다.
또한, 6번째 심볼 경판정 및 7번째 심볼 거리 계산기(603)는 y 레지스터(606)에 저장된 제2 갱신 수신 신호 값에서 제2 R 행렬의 요소와 제2 수신 신호의 7번째 심볼의 경판정 결과를 곱한 값을 감산하여 제2 갱신 수신 신호를 다시 갱신한다. 이때 갱신된 제2 수신 신호의 7번째 요소는 추가된 제2 R 행렬의 7번째 요소를 이용한다. 그리고 6번째 심볼 경판정 및 7번째 심볼 거리 계산기(603)는 제2 수신 신호의 8번째 심볼을 검출하기 위한 7번째 심볼의 거리 값을 계산하고, 제2 수신 신호의 6번째 심볼을 경판정(hard decision) 한다. 그리고, 다시 갱신된 제1 갱신 수신 신호와 제2 갱신 수신 신호는 y 레지스터(606)에 저장된다.
다음, 5번째 심볼 경판정 및 6번째 심볼 거리 계산기는 y 레지스터(606)에 저장된 제1 갱신 수신 신호 값에서 제1 R 행렬의 요소와 제1 수신 신호의 6번째 심볼의 경판정 결과를 곱한 값을 감산하여 제1 갱신 수신 신호를 다시 갱신한다. 그리고 5번째 심볼 경판정 및 6번째 심볼 거리 계산기는 제1 수신 신호의 8번째 심볼을 검출하기 위한 6번째 심볼의 거리 값을 계산하고, 제1 수신 신호의 5번째 심볼을 경판정(hard decision) 한다.
또한, 5번째 심볼 경판정 및 6번째 심볼 거리 계산기는 y 레지스터(606)에 저장된 제2 갱신 수신 신호 값에서 제2 R 행렬의 요소와 제2 수신 신호의 6번째 심볼의 경판정 결과를 곱한 값을 감산하여 제2 갱신 수신 신호를 다시 갱신한다. 그리고 5번째 심볼 경판정 및 6번째 심볼 거리 계산기는 제2 수신 신호의 8번째 심볼을 검출하기 위한 6번째 심볼의 거리 값을 계산하고, 제2 수신 신호의 5번째 심볼을 경판정(hard decision) 한다. 그리고, 다시 갱신된 제1 갱신 수신 신호와 제2 갱신 수신 신호는 y 레지스터(606)에 저장된다.
이상에서 설명한 바와 동일한 과정을 통해 8번째 심볼을 검출하기 위한 5번째 심볼 거리와, 4번째 심볼 거리와, 3번째 심볼 거리와, 및 2번째 심볼 거리와(604), 1번째 심볼에 대한 거리(605)가 각각 계산된다.
거리 누적 버퍼(607)는 이렇게 계산된 8번째 심볼을 검출하기 위한 각 심볼 요소의 거리 값들을 누적하여 저장한다. 거리 누적 버퍼(607)에 저장된 거리 값들은 LLR 계산기(609)와 심볼 결정기(608)로 전달된다.
심볼 결정기(608)는 제1 R 행렬을 이용해 8번째 심볼을 검출하기 위해 계산된 거리 값 중 최소값을 갖는 심볼을 8번째 심볼로 결정하고, 제2 R 행렬을 이용해 8번째 심볼을 검출하기 위해 계산된 거리 값 중 최소값을 갖는 심볼을 7번째 심볼로 결정한다. 그리고, 로그 우도율(LLR) 계산기(609)는 계산된 각각의 거리 값들을 이용해 8번째 심볼에 대한 로그 우도율과, 7번째 심볼에 대한 로그 우도율을 각각 계산한다.
이상에서 설명한 바와 같은 8번째 심볼과 7번째 심볼을 결정하기 위한 과정을 사이클(cycle)로 나타내면 다음과 같다.
Figure 112007090687180-pat00036
에서 1번째 첨자 y는 수학식 5에서 yy벡터를 나타내고, 2번째 첨자는 사이클을 나타내며, 3번째 첨자는 추정하고자 하는 심볼 번호를 나타내고, 4번째 첨자는 y 벡터의 요소(element) 번호이고, x는 심볼 발생기에서 발생되는 심볼의 수로서, QPSK는 4개 이하, 16QAM은 16개 이하, 64QAM은 64개 이하의 수가 된다. Ey,8,8,x에서 1번째 첨자는 수학식 5에서 첨자 y를 나타내고, 2번째 첨자는 추정하고자 하는 심볼 번호이며, 3번째 첨자는 거리 값을 구하고 있는 벡터의 요소(element) 번호이고, 4번째 첨자는 심볼 발생기에서 발생되는 심볼의 수이다.
Figure 112007090687180-pat00037
에서 1번째 첨자는 수학식 5에서 첨자 y를 나타내고, 2번째 첨자는 추정하고자 하는 심볼 번호이고, 3번째 첨자는 경판정(hard decision)하고 있는 벡터의 요소 번호이고, 4번째 첨자는 심볼 발생기에서 발생되는 심볼의 수이다. 첫 번째 사이클은 다음 수학식 6과 같이 표현된다.
Figure 112007090687180-pat00038
Figure 112007090687180-pat00039
두 번째 사이클은 다음 수학식 7과 같이 표현된다.
Figure 112007090687180-pat00040
Figure 112007090687180-pat00041
세 번째 사이클은 다음 수학식 8과 같이 표현된다.
Figure 112007090687180-pat00042
Figure 112007090687180-pat00043
전술한 바와 같은 동일한 과정이 네 번째 사이클부터 7번째 사이클까지 반복 수행된다.
그리고, 8 번째 사이클에서는 다음 수학식 9와 같이 수행된다.
Figure 112007090687180-pat00044
마지막으로, 9번째 사이클에서 다음 수학식 10과 같이 최소 값을 갖는 8번째 심볼과 7번째 심볼을 결정한다.
Figure 112007090687180-pat00045
Figure 112007090687180-pat00046
7번째 심볼과 8번째 심볼의 로그 우도율(LLR) 계산은 p = (b0b1b2b3)에서 다음 수학식 11과 같이 표현될 수 있다. 하기 수학식 11은 16QAM 변조 방식을 이용하는 경우의 예를 나타낸 것이다.
Figure 112007090687180-pat00047
상기 수학식 11에서 k=8, k=7로서 심볼 번호를 의미한다.
도 7은 본 발명에 따른 심볼 경판정 및 심볼 거리 계산기의 상세 블록 구성도로서, 4번째 사이클의 심볼 경판정 및 심볼 거리 계산기를 나타낸 것이다.
본 발명에서는 연산 구조가 복잡한 계산기 대신에 비트 시프트와 가산기를 이용해 곱셈 연산이 수행되도록 한다. 즉, 시프트 및 가산기(801)는 R 행렬의 5번째 열(column)을 수학식 12의 심볼 발생 방식에 따라서 발생된 신호만큼 시프트 및 가산(shift & add)을 수행한다. 예를 들면 64QAM의 심볼 후보군인 7/8은 '4/8 + 2/8 + 1/8'이므로, 계산기(multiplier) 대신에 비트 시프트와 가산기를 이용해 곱셈 연산 결과를 얻을 수 있다.
Figure 112007090687180-pat00048
도 7을 참조하면, 시프트 및 가산기(801)는 입력된 R 행렬의 열을 심볼 발생기에 의해 발생된 심볼만큼 시프트시킨 후, 가산한다. 시프트 및 가산기(801)의 출력은 다중화기 802에 의해 선택된 이전 사이클의 경판정(hard decision) 심볼에 의하여 다중화기 803에 의해 하나가 선택된다. 그리고, 감산기(805)는 다중화기 803에 의해 선택된 값과 다중화기 804에 의해 선택된 이전 사이클에서 갱신된 수신 신 호 y 값을 감산하여 새롭게 갱신된 수신 신호 y를 출력한다. 감산기(805)로부터 출력된 갱신된 수신 신호 y는 제곱되고(806), 이전의 6번째 심볼의 거리 값과 누적되어(807), 5번째 심볼의 거리 값이 계산된다. 한편, 경판정기(808)에 의해 4번째 심볼에 대한 경판정(hard decision)이 수행된다.
이와 같이 본 발명은 8번째 심볼과 7번째 심볼을 검출하면서 심볼 발생과 R 행렬 벡터를 발생된 심볼만큼 시프트 및 가산을 통해 수행할 수 있어, MIMO 수신기의 하드웨어를 간단히 구성할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 OFDM 기반 MIMO 시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명이 적용되는 OFDM 기반 MIMO 시스템의 송신 단의 블록 구성도,
도 3은 본 발명이 적용되는 OFDM 기반 MIMO 시스템의 수신 단의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 QR 분해 장치의 블록 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 추가 QR 분해에 따른 Q와 R 행렬을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 다차원 검출 장치(MDD)의 상세 블록 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 심볼 경판정 및 심볼 거리 계산기의 상세 블록 구성도이다.

Claims (24)

  1. 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신 장치에 있어서,
    수신안테나들로 수신된 신호에서 채널 입력 신호의 1부터 수신 안테나의 수(nT)에서 열 교환하지 않는 열들의 수(n-1)의 차에 대응하는 수만큼에 대해 QR 분해를 수행하고, 열 교환이 필요한 각 열들(nT-n부터 nT)에 대해서는 열(column) 교환을 통해 QR 분해를 수행하는 QR 분해수단; 및
    상기 QR 분해수단으로부터 열 교환 전의 제1 R 행렬(Ry)과 열 교환 후의 제2 R 행렬(Rz)을 입력받아, 상기 제1 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼을 검출하기 위한 제1 거리 값과, 상기 제2 R 행렬에 대한 마지막(m) 심볼을 검출하기 위한 제2 거리 값을 계산하고, 상기 제1 거리 값과 상기 제2 거리 값을 이용해 마지막(m) 심볼과 마지막 진전(m-1) 심볼을 동시에 검출하는 다차원 검출수단
    을 포함하는 다중입력 다중출력 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 QR 분해수단은,
    상기 채널 입력 신호에 각 열의 대한 벡터 크기(norm)를 계산하는 norm 계산수단;
    상기 채널 입력과
    Figure 112009066246614-pat00049
    을 이용하여 단일 행렬(Q) 열 값을 계산하는 Q 열 계산수단;
    상기 채널 입력과 상기 Q 열 계산수단의 출력과 1/
    Figure 112009066246614-pat00050
    을 입력받아 상삼각 행렬(R)의 행 값을 계산하는 R 행 계산수단;
    상기 채널 입력과 상기 R 행 계산수단의 출력과 상기 Q 열 계산수단의 지연된 출력을 입력받아 Q 갱신 행렬 값을 출력하는 Q 갱신 계산수단;
    상기 norm 계산수단의 지연된 출력과 상기 R 행 계산수단의 출력을 입력받아 norm 갱신 행렬 값을 출력하는 norm 갱신 계산수단; 및
    열 교환이 필요한 열들(nT-n부터 nT)의 사이클에서 상기 갱신된 norm 값과, 상기 Q 갱신 행열의 값과, R 행 값을 각각 열(column) 교환하는 열 교환수단을 포함하고,
    상기 Q 열 계산수단과, 상기 R 행 계산수단과, 상기 Q 갱신 계산수단과, 상기 norm 갱신 계산수단은 각각 상기 열 교환 수단에 의해 상기 열 교환된 norm 값과, 상기 열 교환된 Q 열 값과, 상기 열 교환된 R 행 값을 이용해 QR 분해를 수행하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 수신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다차원 검출수단은,
    격자점을 갖는 심볼을 생성하는 심볼 발생수단;
    상기 제1 R 행렬과, 상기 제2 R 행렬과, 상기 생성된 심볼을 입력받아 상기 제1 및 제2 R 행렬 각각에 대하여 마지막 이전 행(m-1)의 경판정과 상기 제1 및 제2 R 행렬 각각에 대한 마지막 행(m) 심볼 검출을 위한 심볼 거리 값들을 계산하며, 상기 경판정은 m-1부터 역순으로 첫 번째 행의 심볼까지 계산하고, 상기 심볼 거리 값은 첫 번째 행의 심볼까지 각각 계산하고, 상기 제1 및 제2 R 행렬의 각 행에 대하여 갱신된 수신신호 y 값을 출력하는 복수의 심볼 거리 계산수단;
    상기 갱신된 수신 신호 y 값들을 일시 저장하는 레지스터;
    상기 심볼 거리 계산수단들에 의해 계산된 상기 제1 및 제2 R 행렬에 대한 심볼 거리 값들을 누적 저장하는 누적 버퍼; 및
    상기 누적 버퍼로부터 상기 제1 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼 검출을 위한 거리들과 상기 제2 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼 검출을 위한 거리값을 입력받아 마지막 행(m) 심볼과 마지막 직전 행(m-1)의 심볼을 동시에 결정하는 심볼 결정수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 수신 장치.
  4. 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신기에 이용되는 QR 분해 장치에 있어서,
    채널 입력에 대한 각 열의 벡터 크기(norm)를 계산하는 norm 계산수단;
    상기 채널 입력과
    Figure 112009066246614-pat00051
    을 이용하여 단일 행렬(Q) 열 값을 계산하는 Q 열 계산수단;
    상기 채널 입력과 상기 Q 열 계산수단의 출력과 1/
    Figure 112009066246614-pat00052
    을 입력받아 상삼각 행렬(R)의 행 값을 계산하는 R 행 계산수단;
    상기 채널 입력과 상기 R 행 계산수단의 출력과 상기 Q 열 계산수단의 지연된 출력을 입력받아 Q 갱신 행렬 값을 출력하는 Q 갱신 계산수단;
    상기 norm 계산수단의 지연된 출력과 상기 R 행 계산수단의 출력을 입력받아 norm 갱신 행렬 값을 출력하는 norm 갱신 계산수단; 및
    열 교환이 필요한 열들(nT-n부터 nT)의 사이클에서 상기 갱신된 norm 값과, 상기 Q 갱신 행의 값과, R 행 값을 각각 열(column) 교환하는 열 교환수단을 포함하고,
    상기 Q 열 계산수단과, 상기 R 행 계산수단과, 상기 Q 갱신 계산수단과, 상기 norm 갱신 계산수단은 각각 상기 열 교환수단에 의해 상기 열 교환된 norm 값과, 상기 열 교환된 Q 열 값과, 상기 열 교환된 R 행 값을 이용해 QR 분해를 수행하는 것을 특징으로 하는 QR 분해 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 norm 계산수단의 출력을 입력받아 룩업 테이블을 이용해 상기
    Figure 112007090687180-pat00053
    값을 출력하는 제1 메모리수단; 및
    상기 norm 계산수단의 출력을 입력받아 룩업 테이블을 이용해 상기 1/
    Figure 112007090687180-pat00054
    값을 출력하는 제2 메모리수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 QR 분해 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 채널 입력을 지연시켜 출력하기 위한 제1 지연수단;
    상기 norm 계산수단의 출력을 지연시켜 출력하기 위한 제2 지연수단; 및
    상기 Q 열 계산수단의 출력을 지연시켜 출력하기 위한 제3 지연수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 QR 분해 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    열 교환을 통해 상기 Q 열 계산수단에 의해 계산된 제1 Q 행렬(Qy)과 제2 Q 행렬(Qz)은 마지막 n 개의 열이 서로 상이하고, 열 교환을 통해 상기 R 행 계산수단에 의해 계산된 제1 R 행렬(Ry)과 제2 R 행렬(Rz)은 마지막 n 열의 임의 번째 행까지 열이 교환되고, 마지막 n 열의 나머지 행 값이 서로 상이한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 QR 분해 장치.
  8. 다중입력 다중출력 시스템의 수신기에서의 QR 분해 방법에 있어서,
    (a) 채널 입력에 대한 벡터 크기(norm) 값을 계산하는 단계;
    (b) 상기 채널 입력과
    Figure 112007090687180-pat00055
    값을 이용해 단일 행렬(Q) 열 값을 계산하는 단계;
    (c) 상기 채널 입력과 상기 Q 열 값과 1/
    Figure 112007090687180-pat00056
    값을 이용해 상삼각 행 렬(R)의 행 값을 계산하는 단계;
    (d) 상기 채널 입력과 상기 R 행 값과 상기 Q 열 값을 이용해 Q 갱신 행렬 값을 계산하는 단계;
    (e) 상기 norm 값과 상기 R 행 값을 이용해 norm 갱신 행렬 값을 계산하는 단계; 및
    (f) 임의의 자연수 nT-n부터 nT 사이클에서 norm 값과, Q 열 값과, R 행 값을 각각 열 교환하고, 상기 열 교환된 norm 값과 Q 열 값과 R 행 값을 이용해 추가 QR 연산을 수행하는 단계
    를 포함하는 QR 분해 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기
    Figure 112007090687180-pat00057
    값과, 상기 1/
    Figure 112007090687180-pat00058
    값은,
    룩업 테이블을 이용해 계산되는 것을 특징으로 하는 QR 분해 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 (f) 단계에서 열 교환을 통해 계산된 제1 Q 행렬(Qy)과 제2 Q 행렬(Qz)은 마지막 n 개의 열이 서로 상이하고, 열 교환을 통해 계산된 제1 R 행렬(Ry)과 제 2 R 행렬(Rz)은 마지막 n 열의 임의 번째 행까지 열이 교환되고, 마지막 n 열의 나머지 행 값이 서로 상이한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 QR 분해 방법.
  11. 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신기에 이용되는 다차원 검출 장치에 있어서,
    QR 분해 장치로부터 1부터 수신 안테나의 수(nT)에서 열(column) 교환하지 않는 열들의 수(n-1)의 차의 수만큼에 대한 QR 분해와, 열 교환이 필요한 열들(nT-n부터 nT)에 대해 열(column) 교환을 통해 추가로 연산된 QR 분해 결과로 열 교환 전의 제1 R 행렬(Ry)과 열 교환 후의 제2 R 행렬(Rz)을 입력받아, 상기 제1 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼을 검출하기 위한 제1 거리 값과, 상기 제2 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼을 검출하기 위한 제2 거리 값을 계산하고, 상기 제1 거리 값과 상기 제2 거리 값을 이용해 마지막(m) 심볼과 마지막 직전(m-1) 심볼을 동시에 검출하는 심볼 검출 수단을 포함하는 다차원 검출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 R 행렬(Ry)과 상기 제2 R 행렬(Rz)은 마지막 n 열의 임의 번째 행까지 열이 교환되고, 마지막 n 열의 나머지 행 값이 서로 상이한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 심볼 검출 수단은,
    격자점을 갖는 심볼을 생성하는 심볼 발생수단;
    상기 제1 R 행렬과, 상기 제2 R 행렬과, 상기 생성된 심볼을 입력받아 상기 제1 및 제2 R 행렬 각각에 대하여 마지막 이전 행(m-1)의 경판정과 상기 제1 및 제2 R 행렬 각각에 대한 마지막 행(m) 심볼 검출을 위한 심볼 거리 값을 계산하며, 상기 경판정은 m-1부터 역순으로 첫 번째 행의 심볼까지 계산하고, 상기 심볼 거리 값은 마지막 행부터 첫 번째 행의 심볼까지 각각 계산하고, 상기 제1 및 제2 R 행렬의 각 행에 대하여 갱신된 수신신호 y 값을 출력하는 복수의 심볼 거리 계산수단;
    상기 갱신된 수신 신호 y 값들을 일시 저장하는 레지스터;
    상기 심볼 거리 계산수단들에 의해 계산된 상기 제1 및 제2 R 행렬에 대한 심볼 거리 값들을 누적 저장하는 누적 버퍼; 및
    상기 누적 버퍼로부터 상기 제1 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼 검출을 위한 거리값과 상기 제2 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼 검출을 위한 거리값을 입력받아 마지막 행(m) 심볼과 마지막 이전 행(m-1)의 심볼을 동시에 결정하는 심볼 결정수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템의 수신기에 이용되는 다차원 검출 방법에 있어서,
    (a) 격자점을 갖는 심볼을 생성하는 단계;
    (b) 수신안테나들로 수신된 신호에서 채널 입력신호의 1부터 수신 안테나의 수(nT)에서 열(column) 교환하지 않는 열들의 수(n-1)의 차에 대한 수만큼에 대한 QR 분해와, 열 교환이 필요한 열들(nT-n)부터 nT)에 대해 열(column) 교환을 통해 추가로 연산된 QR 분해 결과로 제1 R 행렬(Ry)과 제2 R 행렬(Rz)을 입력받고, 상기 생성된 심볼을 입력받아, 상기 제1 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼을 검출하기 위한 거리 값과, 상기 제2 R 행렬에 대한 마지막 행(m) 심볼을 검출하기 위한 거리 값을 계산하는 단계; 및
    (c) 상기 거리 값들을 이용해 마지막(m) 행의 심볼과 마지막 직전(m-1) 행의 번째 심볼을 동시에 검출하는 단계
    를 포함하는 다차원 검출 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 R 행렬(Ry)과 상기 제2 R 행렬(Rz)은 마지막 n 열의 임의 번째 행까지 열이 교환되고, 마지막 n 열의 나머지 행 값이 서로 상이한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 제1 R 행렬과, 상기 제2 R 행렬과, 상기 생성된 심볼을 입력받아 상기 제1 및 제2 R 행렬 각각에 대하여 마지막 이전 행(m-1)의 경판정하는 제1단계;
    상기 제1 및 제2 R 행렬 각각에 대한 마지막 행(m) 심볼 검출을 위한 심볼 거리 값을 계산하는 제2단계; 및
    상기 제1 및 제2 R 행렬의 각 행에 대하여 갱신된 수신신호 y 값을 출력하는 제3단계를 포함하며,
    상기 제1단계 및 상기 제2단계는 함께 수행되며, 경판정은 마지막 직전(m-1) 행부터 역순으로 첫 번째 행의 심볼까지 계산하고, 상기 심볼 거리 값은 마지막 행(m)부터 첫 번째 행의 심볼까지 각각 계산하며, 상기 심볼 거리 값의 첫 번째 행의 심볼 계산 시에는 제2단계만 수행하고,
    상기 제1단계 및 제2단계의 수행시마다 상기 제3단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 R 행렬에 대한 마지막(m) 행의 심볼의 거리 값은,
    미리 정의된 상수(C)와 마지막(m) 행의 수신 신호 벡터를 곱한 값에서 상기 제1 R 행렬의 마지막(m) 행의 요소와 상기 심볼 생성단계에서 발생된 심볼의 마지막(m) 행의 요소를 곱한 값을 감산하고, 상기 감산 결과의 절대값에 대해 제곱하여 계산되는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제2 R 행렬에 대한 마지막(m) 행의 심볼의 거리 값은,
    마지막(m) 행의 수신 신호 벡터에서 상기 제2 R 행렬의 마지막(m) 행의 요소와 상기 발생된 심볼의 m-1번째 요소를 곱한 값을 감산하고, 상기 감산 결과의 절대값에 대해 제곱하여 계산되는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 R 행렬에 대한 마지막 직전(m-1) 행의 심볼의 거리 값은,
    상기 제1 R 행렬에 대한 갱신된 마지막 직전(m-1) 행의 수신 신호에서 상기 제1 R 행렬의 마지막 직전(m-1) 행의 요소와 상기 제1 R 행렬에 대한 마지막 직전(m-1) 행의 심볼의 경판정 요소를 곱한 값을 감산하고, 상기 감산 결과의 절대값에 대해 제곱하며, 상기 제곱 결과와 상기 제1 R 행렬에 대한 마지막(m) 행의 심볼의 거리값을 누적하여 계산되는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 제2 R 행렬에 대한 마지막 직전(m-1) 행의 심볼의 거리 값은,
    상기 제2 R 행렬에 대한 갱신된 마지막 직전(m-1) 행의 수신 신호에서 상기 제2 R 행렬의 마지막 직전(m-1) 행의 요소와 상기 제2 R 행렬에 대한 마지막 직전(m-1) 행의 심볼의 경판정 요소를 곱한 값을 감산하고, 상기 감산 결과의 절대값에 대해 제곱하며, 상기 제곱 결과와 상기 제2 R 행렬에 대한 m번째 심볼의 거리값을 누적하여 계산되는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 방법.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 제1 R 행렬의 마지막(m) 행의 요소와 상기 발생된 심볼의 마지막(m) 행의 요소를 곱한 값은,
    상기 제1 R 행렬 값을 상기 발생된 심볼만큼 시프트시킨 후 가산하는 것에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 다차원 검출 방법.
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