KR101239760B1 - Qr 분해를 이용하는 mmse mimo 디코더 - Google Patents

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Abstract

본 개시물의 양상들은 공간 멀티플렉싱을 이용하는 MIMO OFDM 시스템에 적용되는 바이어스되지 않은 채널 등화를 제공한다. 특정 실시예들에 따라, MMSE 수신기는 확대 채널 행렬을 이용함으로써 채널 행렬의 다이렉트 인버전 대신 QR 분해(QRMMSE 검출)을 이용하여 구현될 수 있다. 간단하고 효율적인 바이어스 제거 기술이 본 개시물에 제시되며, 이로 인해 바이어스되지 않은 QRMMSE 등화가 통상의 바이어스되지 않은 MMSE 방식과 동일한 검출 정확성을 제공할 수 있다. 특정 실시예들에 대해, 바이어스되지 않은 QRMMSE 검출의 VBLAST 버전이 적용될 경우 추가로 다중 액세스 간섭이 감소될 수 있다.

Description

QR 분해를 이용하는 MMSE MIMO 디코더{AN MMSE MIMO DECODER USING QR DECOMPOSITION}
본 개시물은 일반적으로 MIMO-OFDM 통신 시스템들에 관한 것으로, 보다 특정하게는 QR 분해(decomposition)에 기초하는 MMSE 검출에서 바이어스(bias)를 제거하기 위한 기술에 관한 것이다.
다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템은 데이터 전송을 위해 다수의(Nt) 전송 안테나들 및 다수의(Nr) 수신 안테나들을 이용한다. Nt개의 전송 안테나들 및 Nr개의 수신 안테나들에 의해 형성되는 MIMO 채널은 Ns개의 독립 채널들로 분해되며,
Figure 112011028641018-pct00001
이다. Ns개의 독립 채널들 각각은 MIMO 채널의 공간 서브채널로서 간주되며 디멘션(dimension)에 해당한다. MIMO 시스템은 다수의 전송 및 수신 안테나들에 의해 생성되는 추가의 디멘셔널리티들(dimensionalities)이 이용될 경우 단일-입력 단일-출력(SISO) 통신 시스템보다 개선된 성능(즉, 전송 용량 증가)을 제공할 수 있다.
통상적으로 광대역 MIMO 시스템은 선택적 주파수 페이딩(fading)을 겪게되며 이는 시스템 대역폭에 대해 상이한 감쇄량들(amounts of attenuation)을 의미한다. 이러한 선택적 주파수 페이딩은 심볼간 간섭(ISI)을 야기시키며, 이는 수신된 신호에서 각각의 심볼이 수신된 신호에서 차후 심볼들에 대한 왜곡(distortion)으로 작용하는 현상이다. 이러한 왜곡은 수신된 심볼들을 정확하게 검출하는 능력에 영향을 미침으로써 성능을 떨어뜨린다. 이처럼, ISI는 MIMO 시스템들과 같이, 높은 SNR 레벨들에서 동작하도록 설계된 시스템들에 대해 전체 신호-대-잡음 및 간섭비(SNR)에 큰 영향력을 가질 수 있는 무시할 수 없는 잡음 성분이다. 이러한 시스템들에서, ISI에 대항하기 위해 수신기들에서 채널 등화가 사용될 수 있다. 그러나, 등화를 수행하는데 요구되는 계산적 복잡성은 통상적으로 대부분의 애플리케이션들에 대해 중요하거나 또는 상당히 비싸다(prohibitive).
계산 집약적 등화의 사용 없이 ISI에 대항하기 위해 직교 주파수 분할 멀티프렉싱(OFDM)이 사용될 수 있다. OFDM 시스템은 시스템 대역폭을 다수의 (NF) 주파수 서브채널들로 효과적으로 세분화시키며, 이는 서브-대역들 또는 주파수 빈들로 간주될 수 있다. 각각의 주파수 서브채널은 데이터가 변조될 수 있는 각각의 서브캐리어 주파수와 연관된다. OFDM 시스템의 주파수 서브채널들은 전송 안테나와 수신 안테나 간의 전파 경로의 특성들(이를 테면, 다중경로 프로파일)에 따라 선택적 주파수 페이딩(즉, 상이한 주파수 서브채널들에 대한 상이한 감쇄량)을 경험할 수 있다. 업계에 공지된 것처럼, OFDM을 이용하여, 각각의 OFDM 심볼의 일부(portion)를 반복(즉, 각각의 OFDM 심볼에 대한 주기적 프리픽스 첨부)함으로써 선택적 주파수 페이딩으로 인한 ISI가 대항될 수 있다. MIMO 시스템은 ISI에 대항하기 위해 바람직하게 OFDM을 사용할 수 있다.
시스템의 전송 데이터 레이트 및 스펙트럼 효율성을 증가시키기 위해, 상이한 및 독립적 데이터 스트림들이 다수의 공간 서브채널들을 통해 전송되는 송신기에서 공간 다중화(spatial multiplexing)가 이용될 수 있다. 수신기에서의 검출 정확성은 강한 다중 액세스 간섭(다수의 안테나들로부터 전송되는 상이한 데이터 스트림들의 간섭)으로 인해 심사게 경감될 수 있다. 또한, MIMO-OFDM 시스템의 공간 및 주파수 서브채널들은 다른 채널 조건들(이를 테면, 상이한 페이딩 및 다중경로 효과들(effects))을 경험할 수 있으며 상이한 SNR들을 달성할 수 있다. 또한, 채널 조건들은 시간에 따라 변할 수 있다.
다중 액세스 간섭을 성공적으로 완화시키기 위해, 통상적으로 잡음 및 페이딩에 대한 효과들, 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 채널 등화가 수신기에 적용된다. 그러나, MMSE 알고리즘으로부터 얻어지는 추정된 신호는 검출 정확성을 경감시키는 자생 잡음(self noise)을 나타내는 바이어스를 포함한다. 채널 행렬의 다이렉트 인버전(direct inversion)이 확대(augmented) 채널 행렬의 QR 분해로 교체되는 경우(이후 QRMMSE 검출로서 축약됨) MMSE 기술이 단순화될 수 있다는 것은 공지되어 있다. 그러나, 이러한 특정 경우에 다이렉트 바이어스 제거는 계산이 복잡하다. 또한, 외부 채널 디코딩을 위해 요구되는 잡음 분산(noise variance)에 대한 계산이 어려워질 수 있다.
따라서, 기술상 본 개시물에 제안되는 MMSE 등화 이후 얻어지는 신호로부터 바이어스를 제거하는 보다 간단하고 효율적인 기술이 요구된다. 또한, 실질적으로 제안된 방식은 바이어스된 MMSE 검출과 비교할 때 개선된 검출 정확도를 제공한다.
본 개시물의 특정 실시예들은 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 방법을 제공한다. 일반적으로, 방법은 다수의 공간 스트림들에 대한 채널 추정치들의 치환된 확대 행렬들을 생성하기 위해, 다수의 공간 스트림들에 대해 채널 추정치들의 확대 행렬을 치환하는 단계, 다수의 공간 스트림들에 대해 유니타리(unitary) 행렬 및 상 삼각 행렬(upper triangular matrix)을 생성하기 위해 치환된 확대 행렬들의 QR 분해를 수행하는 단계, 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스된 필터링된 출력을 생성하기 위해 해당 유니타리 행렬로 공간 스트림들중 제 1 공간 스트림의 수신된 신호를 회전하는 단계, 및 제 1 공간 데이터 스트림에 대해 바어어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위해 바이어스된 필터링된 출력을 해당 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉(multiplying)하는 단계를 포함한다.
본 개시물의 특정(certain) 실시예들은 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치를 개시한다. 일반적으로 장치는 다수의 공간 스트림들에 대한 채널 추정치들의 치환된 확대 행렬들을 생성하기 위해, 다수의 공간 스트림들에 대해 채널 추정치들의 확대 행렬을 치환하기 위한 로직, 다수의 공간 스트림들에 대해 유니타리 행렬 및 상 삼각 행렬을 생성하기 위해 치환된 확대 행렬들의 QR 분해를 수행하기 위한 로직, 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스된 필터링된 출력을 생성하기 위해 해당 유니타리 행렬로 공간 스트림들 중 제 1 공간 스트림의 수신된 신호를 회전하기 위한 로직, 및 제 1 공간 데이터 스트림에 대해 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위해 바이어스된 필터링된 출력을 해당 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉(multiplying)하기 위한 로직을 포함한다.
본 개시물의 특정 실시예들은 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치를 개시한다. 일반적으로 장치는 다수의 공간 스트림들에 대한 채널 추정치들의 치환된 확대 행렬들을 생성하기 위해, 다수의 공간 스트림들에 대해 채널 추정치들의 확대 행렬을 치환하기 위한 수단, 다수의 공간 스트림들에 대해 유니타리 행렬 및 상 삼각 행렬을 생성하기 위해 치환된 확대 행렬들의 QR 분해를 수행하기 위한 수단, 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스된 필터링된 출력을 생성하기 위해 해당 유니타리 행렬로 공간 스트림들 중 제 1 공간 스트림의 수신된 신호를 회전하기 위한 수단, 및 제 1 공간 데이터 스트림에 대해 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위해 바이어스된 필터링된 출력을 해당 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉(multiplying)하기 위한 수단을 포함한다.
본 개시물의 특정 실시예들은 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 컴퓨터-프로그램 물건을 포함하며, 상기 컴퓨터-프로그램 물건은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행가능한 명령들이 저장된 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 일반적으로 명령들은 다수의 공간 스트림들에 대한 채널 추정치들의 치환된 확대 행렬들을 생성하기 위해, 다수의 공간 스트림들에 대해 채널 추정치들의 확대 행렬을 치환하기 위한 명령들, 다수의 공간 스트림들에 대해 유니타리 행렬 및 상 삼각 행렬을 생성하기 위해 치환된 확대 행렬들의 QR 분해를 수행하기 위한 명령들, 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스된 필터링된 출력을 생성하기 위해 해당 유니타리 행렬로 공간 스트림들 중 제 1 공간 스티림의 수신된 신호를 회전하기 위한 명령들, 및 제 1 공간 데이터 스트림에 대해 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위해 바이어스된 필터링된 출력을 해당 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉(multiplying)하기 위한 명령들을 포함한다.
본 개시물의 상기 인용된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략하게 요약된 보다 특정한 설명은 실시예들을 참조로 하며, 실시예들 중 일부는 첨부되는 도면들에 예시된다. 그러나, 첨부되는 도면들은 단지 본 개시물의 특정한 전형적 실시예들을 예시한 것으로 본 개시물의 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않으며 설명은 다른 등치적으로 유효한 실시예들을 허용한다는 것이 주목된다.
도 1은 본 개시물의 특정 실시예들에 따른 예시적 무선 통신 시스템을 예시한다.
도 2는 본 개시물의 특정 실시예들에 따라 무선 디바이스에서 이용될 수 있는 다양한 콤포넌트들을 예시한다.
도 3은 본 개시물의 특정 실시예들에 따라 무선 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적 송신기 및 예시적 수신기를 예시한다.
도 4는 시스템 모델을 유추(deriving)하는데 이용되는 MIMO-OFDM 무선 시스템의 블록 다이어그램을 예시한다.
도 5는 확대 채널의 제로-포싱(ZF)과 오리지널 채널의 MMSE 등화 간의 등치(equivalence)를 예시하는 블록 다이어그램을 도시한다.
도 6은 2개의 전송 안테나 및 2개의 수신 안테나를 갖는 MIMO-OFDM 시스템에 저용되는 바이어스 제거를 이용하는 QRMMSE 검출에 대한 예시적 블록 다이어그램을 예시한다.
도 7은 MIMO-OFDM 시스템에 적용되는 바이어스 제거를 이용하는 QRMMSE 검출 프로세스를 도시한다.
도 7a는 도 7에 예시된 동작들을 수행할 수 있는 예시적 콤포넌트들을 예시한다.
도 8은 통상의 MMSE 검출(바이어스된 및 바이어스되지 않은) 및 QRMMSE 검출(바이어스된 및 바이어스되지 않은)에 대한 비트-에러-레이트 성능에 대한 그래프이다.
도 9는 MIMO-OFDM 시스템에 적용되는 바이어스 제거를 이용하는 QRMMSE-VBLAST 검출 프로세스를 도시한다.
도 9a는 도 9에 예시된 동작들을 수행할 수 있는 예시적 컴포넌트들을 예시한다.
도 10은 2개의 전송 안테나들 및 2개의 수신 안테나들을 갖는 MIMO-OFDM 시스템에 적용되는 바이어스 제거를 이용하는 QRMMSE-VBLAST 검출에 대한 예시적 블록 다이어그램을 예시한다.
본 명세서에서 사용되는 "예시적"이란 단어는 "예, 예증 또는 예시로 작용하는"을 의미한다. "예시적"으로서 본 명세서에 개시되는 임의의 실시예가 다른 실시예들에 비해 선호되는 또는 바람직한 것으로 반드시 해석되는 것은 아니다.
예시적 무선 통신 시스템
본 명세서에 개시되는 기술들은 직교 멀티플렉싱 방식에 기초되는 통신 시스템들을 포함하는 다양한 광범위한 무선 통신 시스템들에 대해 이용된다. 이러한 통신 시스템들에 대한 예들로는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템들, 싱글 캐리어 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 시스템들 등을 포함한다. OFDMA 시스템은 전체 시스템 대역폭을 다수의 직교 서브-캐리어들로 분할하는 변조 기술인 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용한다. 이러한 서브-캐리어들은 톤들, 빈들 등으로도 불릴 수 있다. OFDM을 사용하여, 각각의 서브-캐리어는 데이터와 독립적으로 변조될 수 있다. SC-FDMA 시스템은 시스템 대역폭에 걸쳐 분포되는 서브-캐리어들 상에서 전송되는 인터리빙된(IFDMA), 인접 서브-캐리어들의 블록상에서 전송되는 로컬화된 FDMA(LFDMA), 또는 인접 서브-캐리어들의 다수의 블록들 상에서 전송되는 인핸스드 FDM(EFDMA)을 이용할 수 있다. 일반적으로, 변조 심볼들은 SC-FDMA를 이용하여 시간 도메인에서 OFDM를 이용하여 주파수 도메인에서 전송된다.
직교 멀티플렉싱 방식에 기초하는 통신 시스템에 대한 하나의 예시적 예로는 WiMAX 시스템이 있다. Worldwide Interoperability for Microwave Access를 나타내는 WiMAX는 장거리에 걸쳐 하이-쓰로풋 브로드밴드 접속(high-throughput broadband connection)들을 제공하는 표준-기반 브로드밴드 무선 기술이다. 오늘날 WiMAX에 대한 2가지 주요 애플리케이션이 있다: 고정형 WiMAX 및 이동형 WiMAX. 고정형 WiMAX 애플리케이션들은 예를 들어 홈들 및 비지니스들에 대한 브로드밴드 액세스를 가능케하는 점-대-다점이다. 이동형 WiMAX는 브로드밴드 속도들에서 셀룰러 네트워크들의 풀 모빌리티(full mobility)를 제공한다.
IEEE 802.16x는 고정형 및 이동형 브로드밴드 무선 액세스(BWA) 시스템들에 대한 무선 인터페이스(air interface)를 규정하는 신흥 표준 기구이다. 이러한 표준들은 적어도 4개의 상이한 물리 계층(PHY)들 및 하나의 매체 액세스 제어(MAC) 계층을 규정한다. 4개의 물리 계층들에 대한 OFDM 및 OFDMA 물리 계층은 각각 고정형 및 이동형 BWA 구역들에서 가장 보편적이다.
도 1은 본 개시물의 실시예들이 사용될 수 있는 무선 통신 시스템(100)의 예를 예시한다. 무선 통신 시스템(100)은 브로드밴드 무선 통신 시스템일 수 있다. 무선 통신 시스템(100)은 다수의 셀들(102)에 대해 통신할 수 있으며, 이들 각각은 기지국(104)에 의해 서비스된다. 기지국(104)은 사용자 단말들(106)과 통신하는 고정국일 수 있다. 기지국(104)은 대안적으로 액세스 포인트, 노드 B 또는 소정의 다른 용어로도 간주될 수 있다.
도 1은 시스템(100) 전반에 분사되는 다양한 사용자 단말들(106)을 도시한다. 사용자 단말들(106)은 고정형(즉, 정지) 또는 이동형일 수 있다. 사용자 단말들(106)은 대안적으로 원격국들, 액세스 단말들, 단말들, 가입자 유니트들, 이동국들, 국들, 사용자 장비 등으로도 간주될 수 있다. 사용자 단말들(106)은 무선 디바이스들, 이를 테면 셀룰러 전화들, PDA들, 핸드헬드 디바이스들, 무선 모뎀들, 랩톱 컴퓨터들, 퍼스널 컴퓨터들 등일 수 있다.
기지국들(104)과 사용자 단말들(106) 사이의 무선 통신 시스템(100)에서의 전송들을 위해 다양한 알고리즘들 및 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 신호들은 OFDM/OFDMA 기술들에 따라 기지국들(104)과 사용자 단말들(106) 사이에서 전송 및 수신될 수 있다. 이 경우, 무선 통신 시스템(100)은 OFDM/OFDMA 시스템으로 간주될 수 있다.
기지국(104)에서 사용자 단말(106)로의 전송을 원활하게 하는 통신 링크는 다운링크(DL)(108)로 간주될 수 있으며 사용자 단말(106)에서 기지국(104)으로의 전송을 원활하게 하는 통신 링크는 업링크(UL)(110)로 간주될 수 있다. 대안적으로, 다운링크(108)는 순방향 링크 또는 순방향 채널로도 간주될 수 있고 업링크(110)는 역방향 링크 또는 역방향 채널로 간주될 수 있다.
셀(112)은 다수의 섹터들(112)로 분할될 수 있다. 섹터(112)는 셀(102) 내의 물리적 커버리지 구역이다. 무선 통신 시스템(100) 내의 기지국들(104)은 셀(102)의 특정 섹터(112) 내에서 전력의 흐름을 집중시키는 안테나들을 이용할 수 있다. 이러한 안테나들은 방향성 안테나들로 불릴 수 있다.
도 2는 무선 통신 시스템(110) 내에서 사용될 수 있는 무선 디바이스(202)에서 이용될 수 있는 다양한 콤포넌트들을 예시한다. 무선 디바이스(202)는 본 명세서에 개시되는 다양한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있는 디바이스의 예이다. 무선 디바이스(202)는 기지국(104) 또는 사용자 단말(106)일 수 있다.
무선 디바이스(202)는 무선 디바이스(202)의 동작을 제어하는 프로세서(204)를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(204)는 중앙 처리 장치(CPU)로 간주될 수 있다. 리드-온리 메모리(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM) 모두를 포함할 수 있는 메모리(206)는 프로세서(204)에 명령들 및 데이터를 제공한다. 메모리(206)의 부분은 비-휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM)를 포함할 수 있다. 통상적으로, 프로세서(204)는 메모리(206) 내에 저장된 프로그램 명령들에 기초하여 논리적 및 산술적 연산들을 수행할 수 있다. 메모리(206)의 명령들은 본 명세서에 개시되는 방법들을 구현하도록 실행될 수 있다.
또한, 무선 디바이스(202)는 무선 디바이스(202)와 원격 위치 사이에서 데이터의 전송 및 수신을 허용하기 위해 송신기(210)와 수신기(212)를 포함할 수 있는 하우징(208)을 포함할 수 있다. 송신기(210) 및 수신기(212)는 트랜시버(214)에 조합될 수 있다. 다수의 전송 안테나들(216)은 하우징(208)에 부착될 수 있고 트랜시버(214)에 전기적으로 연결될 수 있다. 무선 디바이스(202)는 (도시되지 않은) 다수의 송신기들, 다수의 수신기들, 및 다수의 트랜시버들을 포함할 수 있다.
또한, 무선 디바이스(202)는 트랜시버(214)에 의해 수신되는 신호들의 레벨을 검출 및 정량화(quantify)시키기 위해 사용될 수 있는 신호 검출기(218)를 포함할 수 있다. 신호 검출기(218)는 이러한 신호들을 전체 에너지, 심볼 당 서브캐리어 당 에너지, 전력 스펙트럼 밀도 및 다른 신호들로서 검출할 수 있다. 또한, 무선 디바이스(202)는 프로세싱 신호들에 이용하기 위해 디지털 신호 프로세서(DSP)( 220)를 포함할 수 있다
무선 디바이스(202)에 대한 다양한 콤포넌트들은 데이터 버스 이외에 전력 버스, 제어 신호 버스, 및 상태 신호 버스를 포함할 수 있는 버스 시스템(222)에 의해 서로 결합될 수 있다.
도 3은 OFDM/OFDMA를 이용하는 무선 통신 시스템(100) 내에서 사용될 수 있는 송신기(302)에 대한 예를 예시한다. 송신기(302)의 부분들은 무선 디바이스(202)의 송신기(210)에서 구현될 수 있다. 송신기(302)는 다운링크(108) 상에서 사용자 단말(106)로의 데이터(306) 전송을 위해 기지국(104)에서 구현될 수 있다. 또한, 송신기(302)는 업링크(110) 상에서 기지국(104)으로의 데이터(306) 전송을 위해 사용자 단말(106)에서 구현될 수 있다.
전송될 데이터(306)는 직렬-대-병렬(S/P) 컨버터(308)에 대한 입력으로서 제공되는 것으로 도시된다. S/P 컨버터(308)는 전송 데이터를 M 병렬 데이터 스트림들(310)로 나눈다.
다음 M 병렬 데이터 스트림들(310)은 맵퍼(312)에 입력으로서 제공될 수 있다. 맵퍼(312)는 M 콘스텔레이션 포인트들(constellation points)에 M 병렬 데이터 스트림들(310)을 맵핑할 수 있다. 맵핑은 BPSK(binary phase-shift keying), QPSK(quadrature phase-shift keying), 8PSK(8 phase-shift keying), QAM(quadrature amplitude modulation) 등과 같은 일부 변조 콘스텔레이션을 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 맵퍼(312)는 M 병렬 심볼 스트림들(316)을 출력할 수 있으며, 각각의 심볼 스트림(316)은 역 고속 퓨리에 변환(IFFT)(320)의 M 직교 서브캐리어들 중 하나에 해당한다. 이러한 M 병렬 심볼 스트림들(316)은 주파수 도메인에서 표시되며 IFFT 콤포넌트(320)에 의해 M 병렬 시간 도메인 샘플 스트림들(318)로 변환될 수 있다.
이제 용어에 대한 간단한 주석이 제공될 것이다. 주파수 도메인에서의 M 병렬 변조들은 주파수 도메인에서의 M 변조 심볼들과 같고, 이는 시간 도메인의 M 샘플들과 같은 시간 도메인에서의 하나의 (유용한) OFDM 심볼과 같은 주파수 도메인에서의 M 맵핑 및 M-포인트 IFFT와 같다. 시간 도메인에서의 하나의 OFDM 심볼(Ns)은 Ncp(OFDM 심볼 당 가드(guard) 샘플들의 수 + M(OFDM 심볼 당 유용한 샘플들의 수)과 같다.
M 병렬 시간 도메인 샘플 스트림들(318)은 병렬-대-직렬(P/S) 변환기(324)에 의해 OFDM/OFDMA 심볼 스트림(322)으로 변환될 수 있다. 가드 삽입 콤포넌트(326)는 OFDM/OFDMA 심볼 스트림(322)에서 연속하는 OFDM/OFDMA 심볼들 사이에 가드 간격을 삽입할 수 있다. 가드 삽입 콤포넌트(326)로부터의 신호는 디멀티플렉서(340)에 입력되어 다수의 전송 안테나들(또는 등치적으로 공간 서브채널들)에 대해 상이한 데이터 스트림들을 생성한다. 이후, 각각의 안테나에 대한 기저-대역 데이터 스트림은 무선 주파수(RF) 프론트 엔드(328)에 의해 원하는 전송 주파수 대역으로 업컨버팅될 수 있고 안테나 어레이(330)는 다수의 공간 서브채널들(334)에 대해 결과 신호(resulting signal)를 전송할 수 있다.
또한, 도 3은 OFDM/OFDMA를 이용하는 무선 디바이스(202) 내에서 사용될 수 있는 수신기(304)의 예를 예시한다. 수신기(304)의 부분들은 무선 디바이스(202)의 수신기(212)에서 구현될 수 있다. 수신기(304)는 다운링크(108)를 통해 기지국(104)으로부터 데이터(306)를 수신하기 위해 사용자 단말(106)에서 구현될 수 있다. 또한, 수신기(304)는 업링크(110)를 통해 사용자 단말(106)로부터 데이터(306)를 수신하기 위해 기지국(104)에서 구현될 수 있다.
전송된 신호(332)는 다수의 공간 서브채널들(334)를 통해 이동하는 것으로 도시된다. 신호(332')가 안테나 어레이(330')에 의해 수신될 때, 수신된 신호(332')는 RF 프론트 엔드(328')에 의해 기저대역 신호로 다운컨버팅되고 멀티플렉서(340')에 의해 단일 스트림으로 변환될 수 있다. 다음 가드 제거 콤포넌트(326')는 가드 삽입 콤포넌트(326)에 의해 OFDM/OFDMA 심볼들 사이에 삽입되었던 가드 간격을 제거할 수 있다.
가드 제거 콤포넌트(326')의 출력은 S/P 변환기(324')에 제공될 수 있다. S/P 변환기(324')는 OFDM/OFDMA 심볼 스트림(322')을 M 병렬 시간-도메인 심볼 스트림들(318')로 나눌 수 있으며, 이들 각각은 M 직교 서브캐리어들 중 하나에 해당한다. 고속 퓨리에 변환(FFT) 콤포넌트(320')는 M 병렬 시간-도메인 심볼 스트림들(318')을 주파수 도메인으로 변환시키고 M 병렬 주파수-도메인 심볼 스트림들(316')을 출력할 수 있다.
디맵퍼(312')는 맵퍼(312)에 의해 수행되었던 심볼 맵핑 오퍼레이션의 역(inverse)을 수행하여 M 병렬 데이터 스트림들(310')을 출력할 수 있다. P/S 변환기(308')는 M 병렬 데이터 스트림들(310')을 단일 데이터 스트림(306')에 조합할 수 있다. 이상적으로, 이러한 데이터 스트림(306')은 송신기(302)에 대한 입력으로서 제공되었던 데이터(306)에 해당한다. 엘리먼트들(308', 310', 312', 316', 320', 318', 324') 모두가 기저대역 프로세서(350')에서 발견될 수 있다는 것이 주목된다.
예시적 MIMO - OFDM 시스템 모델
도 4는
Figure 112011028641018-pct00002
개의 전송 안테나들 및
Figure 112011028641018-pct00003
개의 수신 안테나들을 갖는 범용적 다중-입력 다중-출력(MIMO) OFDM 무선 통신 시스템의 블록 다이어그램을 도시한다.
Figure 112011028641018-pct00004
서브-캐리어(주파수 서브채널)에 대한 시스템 모델은 선형 방정식으로 표현될 수 있다 :
Figure 112011028641018-pct00005
여기서,
Figure 112011028641018-pct00006
는 MIMO 무선 시스템에서 직교 서브-캐리어들(주파수 빈들)의 수이다.
하기 개시물에 첨부되는 식들에서, 서브-캐리어 인덱스 k는 단순화를 위해 생략된다. 따라서, 심볼 모델은 하기와 같은 간단한 표기법으로 재기록 될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00007
여기서, y는
Figure 112011028641018-pct00008
수신 심볼 벡터이며, H는
Figure 112011028641018-pct00009
채널 행렬이며,
Figure 112011028641018-pct00010
는 전송 안테나(j)와
Figure 112011028641018-pct00011
개의 모든 수신 안테나들 간의 채널 이득들을 포함하는 그의 j번째 컬럼 벡터이며, x는
Figure 112011028641018-pct00012
전송 심볼 벡터이며, n은 공분산 행렬(covariance matrix)
Figure 112011028641018-pct00013
를 갖는
Figure 112011028641018-pct00014
복소 노이즈 벡터(complex noise vector)이다.
도 4에 예시된 것처럼, 전송 신호는 MIMO 인코더(410)에 의해 먼저 인코딩될 수 있다. 잡음 무선 채널들을 통한 전송 동안 정보 데이터를 보호하기 위해 리던던시(redundancy)가 포함될 수 있다. 다음 인코딩된 신호는 도 4에 도시된 것처럼,
Figure 112011028641018-pct00015
개의 공간 데이터 스트림들(
Figure 112011028641018-pct00016
)로 분할될 수 있다. 다수의 공간 데이터 스트림들은 역 고속 퓨리에 변환(IFFT) 유니트들(
Figure 112011028641018-pct00017
)을 이용함으로써 시간 도메인으로 변환될 수 있다. 다음, 신호는 원하는 전송 주파수 대역으로 업컨버팅될 수 있고
Figure 112011028641018-pct00018
공간 서브채널들을 통해
Figure 112011028641018-pct00019
개의 전송 안테나들(
Figure 112011028641018-pct00020
Figure 112011028641018-pct00021
)로부터 전송될 수 있다.
Nr개의 수신 안테나들(
Figure 112011028641018-pct00022
)이 수신기에서 사용된다. 수신된 데이터 스트림들은 고속 퓨리에 변환(FFT) 유니트들(
Figure 112011028641018-pct00023
)을 이용함으로써 주파수 도메인으로 다시 변환될 수 있다. 주파수 도메인 신호는 다수의 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩 비트들에 대해 신뢰성있는 메시지를 생성하는 MIMO 검출기(420)로 입력될 수 있다. 신뢰성있는 메시지는 특정 전송된 코딩 비트가 "0" 또는 "1" 중 하나인 확률을 나타낸다. 이러한 정보는 외부 MIMO 채널 디코더(422)로 전달(pass)될 수 있고 다수의 공간 서브채널들(전송 안테나들)에 대해 추정된 정보 데이터
Figure 112011028641018-pct00024
는 송신기에 포함된 리던던시를 제거한 후 이용가능하다.
예시적 선형 MMSE 검출
공지된 선형 MMSE 검출기(채널 이퀄라이저)에서, GMMSE은 하기 형태로 표현될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00025
여기서,
Figure 112011028641018-pct00026
은 수신기에서의 노이즈 분산(variance)이고,
Figure 112011028641018-pct00027
는 사이즈
Figure 112011028641018-pct00028
의 단위 행렬(identity matrix)이다. MMSE 필터링을 적용한 이후 얻어지는 신호는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00029
식(2)로 표시되는 선형 스트림 모델이 도 5에 예시된다. 특정 주파수 서브채널을 이용하는 다수의 공간 서브채널들을 통한 신호
Figure 112011028641018-pct00030
의 전송이 블록(510)으로 예시되며 수신기에서 채널 잡음의 효과는 애더(512)로 표시된다. 다음 MMSE 필터링은 블록(520)으로 예시된 것처럼 수신된 심볼 벡터
Figure 112011028641018-pct00031
에 적용된다.
MMSE 채널 등화에 대한 오차 공분산 행렬은,
Figure 112011028641018-pct00032
와 같다. 도 5에 예시되는 확대 채널
Figure 112011028641018-pct00033
을 갖는 시스템 모델은,
Figure 112011028641018-pct00034
로 정의되며, 여기서
Figure 112011028641018-pct00035
는 확대 채널 행렬(유니트 530)이며,
Figure 112011028641018-pct00036
은 확대 수신 신호 벡터이며,
Figure 112011028641018-pct00037
는 (애더(532)로 예시된) 수신된 벡터에 부가되는 확대 복소 잡음 벡터이며,
Figure 112011028641018-pct00038
Figure 112011028641018-pct00039
이며,
Figure 112011028641018-pct00041
이며,
Figure 112011028641018-pct00042
Figure 112011028641018-pct00043
이며,
Figure 112011028641018-pct00044
Figure 112011028641018-pct00045
이다.
확대 채널
Figure 112011028641018-pct00046
의 제로-포싱(ZF) 이퀄라이저는 오리지널 채널
Figure 112011028641018-pct00047
의 MMSE 등화와 같다. 확대 채널의 ZF 이퀄라이저는 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00048
Figure 112011028641018-pct00049
에서 확대부(augmented portion)
Figure 112011028641018-pct00050
가 제로로 교체(유니트 540)되면, 즉
Figure 112011028641018-pct00051
이면,
ZF 등화 이후 하기의 등식(equality)이 유지된다(유니트 550)
Figure 112011028641018-pct00052
식 (13)과 식(8)을 비교한 후, 확대 채널 행렬
Figure 112011028641018-pct00053
의 ZF 등화는 오리지널 행렬
Figure 112011028641018-pct00054
의 MMSE 등화와 같다고 결론할 수 있다. 도 5는 이러한 2개의 방식들에 대한 등치(equivalence)를 예시하며 여기서 식들 (8) 및 (13)로부터 필터링된 출력들
Figure 112011028641018-pct00055
이 동일할 수 있다.
유니타리 행렬
Figure 112011028641018-pct00056
(오리지널 채널 행렬의 QR 분해로부터 얻어지는 유니타리 행렬에 대한 에르미트 버전)을 이용하는 수신된 신호의 회전은 ZF 등화로 생성되는 동일한 신호를 산출한다. 따라서, 도 5에 예시된 알고리즘 등치는 MMSE 검출이 확대 채널 행렬의 QR 분해로 구현될 수 있다는 사실을 유도할 수 있다.
QR 분해를 이용하는 예시적인 바이어스되지 않은 MMSE 검출
QR 분해(QRMMSE 검출)에 기초하는 MMSE 검출을 예시하기 위해, 범용성을 잃지 않고, 2개의 전송 안테나들을 갖는 무선 시스템이 개시될 수 있다. 2개의 공간 서브채널들(전송 안테나들의 쌍)을 통해 전송된 2개의 공간 데이터 스트림들에 대한 QRMMSE 검출을 수행하는 MIMO 수신기의 예시적 블록 다이어그램이 도 6에 도시된다.
채널 행렬이 먼저 확대되고(augmented)(유니트 610), 다음 그의 컬럼들이 치환되어 생성된 치환 행렬의 마지막 컬럼이 현재 코딩되고 있는 공간 서브채널(공간 데이터 스트림)에 대응된다. 예시된 예에서, 도 6의 치환 유니트들(620, 650)은 각각 제 1 및 제 2 공간 데이터 스트림들의 디코딩을 위해 적용된다. 치환 채널 행렬들의 QR 분해는 각각 제 1 및 제 2 공간 데이터 스트림의 디코딩을 위해 유니트들(630, 660)에 의해 수행될 수 있다.
확대 채널 행렬의 QR 분해는 다음과 같이 표시될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00057
여기서, 행렬
Figure 112011028641018-pct00058
은 직교 컬럼 벡터들로 구성되며
Figure 112011028641018-pct00059
은 실수(real numbered) 대각선 엘리먼트들을 갖는 상 삼각 행렬이다. 식(14)로부터 이는 다음과 같다:
Figure 112011028641018-pct00060
여기서,
Figure 112011028641018-pct00061
Figure 112011028641018-pct00062
이며
Figure 112011028641018-pct00063
Figure 112011028641018-pct00064
이다.
식 (13)에 도시된 것처럼, 오리지널 채널 행렬의 MMSE 등화를 수행하는 대신, 제로-포싱(ZF) 오퍼레이션(operation)이 확대 채널 행렬에 적용될 수 있다. 도 6의 유니트들(640, 670)은 수신된 벡터 y의 제로-포싱 필터링(회전)을 수행하고 결과로 각각 제 1 및 제 2 공간 데이터 스트림에 대해 필터링된 출력이 바이어스된다. 식 (12)에서 관찰할 수 있듯이 유니타리 행렬 Q(식(14)로부터의 행렬
Figure 112011028641018-pct00065
)의 상위 절반부만이 수신된 심볼 벡터 y를 회전시키는데 요구될 수 있다. 따라서, MMSE 오퍼레이션에 의해 도입되는 바이어스를 이용하는 필터링된 출력은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00066
식(17)로부터, 이는 하기와 같다:
Figure 112011028641018-pct00067
2개의 전송 안테나 및 2개의 수신 안테나들을 갖는 예시적 MIMO-OFDM 시스템에 대해, 하기의 표현들이 지정될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00068
예시적 예로써, 제 2 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00069
의 디코딩이 고려될 수 있다. 식 (15)로 인해 행렬
Figure 112011028641018-pct00070
는 상 삼각 행렬이다. 따라서, 식(19)는 다음과 같이 다시 쓸 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00071
Figure 112011028641018-pct00072
은 제 1 안테나(제 1 공간 데이터 스트림)로부터 전송되는 신호에 대한 바이어스를 나타내며, 항
Figure 112011028641018-pct00073
은 제 2 안테나(제 2 공간 데이터 스트림)로부터 전송되는 신호에 대한 바이어스를 나타낸다.
예로써, 제 2 공간 데이터 스트림으로부터 바이어스를 제거하는 것이 먼저 고려된다. 이 실시예에서, 바이어스는 제 2 바이어스된 데이터 스트림을 바이어스 항
Figure 112011028641018-pct00074
으로 분할함로써 제거될 수 있다. 그러나, 분할은 분할기(divider)의 대면적 크기 및 오랜 잠복기간(latency)으로 인해 효율적 하드웨어 구현에 대해 바람직한 산술 오퍼레이션(arithmetic operation)이 아니다. 또한, 분할 오퍼레이션은 LLR(log-likelihood ratio)들의 계산을 위해 요구하며 잡음 분산의 정확한 계산을 방해하는 매우 복잡한 잡음 플러스 간섭 항을 생성할 수 있다. 직접 분할 오퍼레이션에 기초하는 통상의 바이어스 제거 방식 대신에, 본 개시물에서는 간단한 바이어스 제거 기술이 제시된다.
식(21)의 제 2 로우가 상 삼각 행렬 R의 마지막 대각선 엘리먼트 r22로 멀티플라잉되면(도 6에서 각각, 제 2 및 제 1 공간 스트림의 디코딩을 위한 곱셈기들(676, 646)로 예시됨), 바이어스되지 않은 필터링된 출력은 하기의 식에서 얻을 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00075
식(15)으로부터
Figure 112011028641018-pct00076
(엘리먼트
Figure 112011028641018-pct00077
는 실수)이기 때문에, 제 2 공간 데이터 스트림에 대한 유효 채널은 하기의 식으로부터 얻을 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00078
제 2 공간 스트림에 해당하는 유효 서브채널의 계산은 행렬 R의 마지막 대각선 엘리먼트
Figure 112011028641018-pct00079
에 제곱 곱셈기(672), 및 차감 유니트(674)를 적용함으로써 도 6에 예시된다. 유사한 프로세싱 플로우가 제 1 공간 데이터 스트림에 해당하는 유효 채널의 계산에 적용될 수 있으며 이는 제곱 곱셈기(642) 및 차감 유니트(644)로 표시된다.
잡음 분산과 관련하여,
Figure 112011028641018-pct00080
이고 전송 신호
Figure 112011028641018-pct00081
는 제 1 및 제 2 공간 서브채널들과 관련되는 잡음 성분들과 무관하기 때문에, 제 2 공간 서브채널에 해당하는 유효 잡음 분산은 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00082
식 (14)로부터
Figure 112011028641018-pct00083
임을 관찰할 수 있다. 다음 식(24)는
Figure 112011028641018-pct00084
가 된다.
바이어스가 제거된 후에, 제 2 공간 서브채널에 대한 유효 신호 모델은
Figure 112011028641018-pct00085
이다.
도 6에 유니트(680)으로 예시된 것처럼 제 2 공간 서브채널에 해당하는 코딩된 비트들에 대한 LLR(log likelihood ratio)들은
Figure 112011028641018-pct00086
,
Figure 112011028641018-pct00087
Figure 112011028641018-pct00088
를 이용함으로써 계산될 수 있다. 제 2 데이터 스트림에 대한 LLR들의 계산에 대한 신호 모델은,
Figure 112011028641018-pct00089
이며, 여기서
Figure 112011028641018-pct00090
이고
Figure 112011028641018-pct00091
이다. 제 1 공간 데이터 스트림에 속하는 코딩된 비트들에 대한 LLR들의 계산은 유사한 방식으로 수행될 수 있으며, 이 또한 도 6에 예시되며, 여기서 신호들
Figure 112011028641018-pct00092
Figure 112011028641018-pct00093
는 LLR 계산 유니트(680)에 입력된다.
프리-화이트닝(pre-whitening)이 수신된 샘플들 및 채널 추정치들에 적용되면, 수신기에서의 유효 잡음 분산은 유니타리
Figure 112011028641018-pct00094
가 되며 이는 계산될 필요가 없다. 제 2 공간 데이터 스트림에 해당하는 LLR들의 계산을 위한 신호 모델은,
Figure 112011028641018-pct00095
가 되며, 여기서
Figure 112011028641018-pct00096
이고
Figure 112011028641018-pct00097
이다. 도 6에서 관찰할 수 있듯이, 채널 행렬의 적절한 치환 때문에 임의의 공간 데이터 스트림의 검출을 위해 동일한 구현 로직(identical implementation logic)이 이용될 수 있다.
QRMMSE 검출을 이용하는 공간 데이터 스트림들을 디코딩하는 프로세스는 도 7의 플로우 다이어그램에 의해 도시된 것처럼 Nt개의 전송 안테나들(공간 서브채널들)을 갖는 시스템에 대해 일반화될 수 있다. 712에서,
Figure 112011028641018-pct00098
채널 행렬
Figure 112011028641018-pct00099
은 먼저 식(14)로서 확대되고
Figure 112011028641018-pct00100
채널 행렬
Figure 112011028641018-pct00101
이 얻어진다. 이어서, 714에서, 각각의 공간 데이터 스트림들
Figure 112011028641018-pct00102
에 대해, 확대 채널 행렬
Figure 112011028641018-pct00103
가 치환되어, 치환된 행렬의 가장우측 컬럼은
Figure 112011028641018-pct00104
디코딩된 스트림들에 해당한다:
Figure 112011028641018-pct00105
716에서, 식(29)에 의해 정의되는 치환 및 확대 채널 행렬의 QR 분해가 각각의 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00106
에 대해 수행되어,
Figure 112011028641018-pct00107
가 된다. 이후, 각각의 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00108
에 대해, 수신된 신호 벡터 y는 이를 유니타리 행렬
Figure 112011028641018-pct00109
(행렬
Figure 112011028641018-pct00110
)의 에르미트 버전에 해당하는 것과 멀티플라잉함으로써 회전될 수 있고, 이는 치환 및 확대 행렬
Figure 112011028641018-pct00111
의 QR 분해로부터 얻어지는 유니타리 행렬의 상위 절반부이다. 이러한 회전의 결과로서, 718에서, 식(18)에 따라 각각의 공간 데이터 스트림에 대해 바이어스된 필터링된 출력이 얻어질 수 있다.
720에서, 각각의 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00112
에 대해, 바이어스된 필터링된 출력의 최종 엘리먼트는
Figure 112011028641018-pct00113
데이터 스트림에 대해 바이어스되지 않은 필터링된 출력
Figure 112011028641018-pct00114
을 얻기 위해 상 삼각 행렬
Figure 112011028641018-pct00115
의 최종 대각선 엘리먼트
Figure 112011028641018-pct00116
와 멀티플라잉될 수 있다. 이어서, 722에서, 각각의 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00117
에 대해, 유효 채널 및 유효 잡음 분산이 다음과 같이 얻어질 수 있다.
Figure 112011028641018-pct00118
따라서,
Figure 112011028641018-pct00119
공간 데이터 스트림에 대해 바이어스되지 않은 필터링된 출력은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00120
Figure 112011028641018-pct00121
공간 서브채널에 대해 생성되는 신호 모델은 이제,
Figure 112011028641018-pct00122
가 된다. 이러한 신호 모델에 따라, 724에서, 각각의 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00123
에 대해 코딩된 비트들의 LLR들은
Figure 112011028641018-pct00124
Figure 112011028641018-pct00125
를 사용함으로써 계산될 수 있다. 계산된 LLR들은 전체
Figure 112011028641018-pct00126
공간 데이터 스트림들에 대한 추정을 위해 외부 채널 디코더로 전달(pass)될 수 있다.
바이어스되지 않은 QRMMSE 알고리즘은 검출 정확성과 관련하여 통상의 바이어스되지 않은 MMSE 방식과 같다. 도 8은 바이어스된 및 바이어스되지 않은 통상의 MMSE 등화 대 바이어스된 및 바이어스되지 않은 QRMMSE 등화에 대한 비트 에러 레이트(BER) 성능에 대한 그래프를 도시한다. 2개의 전송 안테나들 및 2개의 수신 안테나들을 갖는 무선 시스템들에 대해 시뮬레이션들이 수행되었으며, 수신기에 16-QAM 변조가 적용되고, 1/2 레이트의 컨볼루션 코드(convolutional code)가 사용되고 채널 D 페이딩 모델이 가정된다.
도 8에서 곡선(810)은 바이어스된 통상의 MMSE 검출에 대한 BER 성능을 나타내며, 곡선(820)은 바이어스된 QRMMSE 검출에 대한 BER 성능을 나타내며, 곡선(830)은 바이어스되지 않은 통상의 MMSE 검출에 대한 BER 성능을 나타내며, 곡선(840)은 제안된 바이어스 제거 기술을 이용하는 QRMMSE 검출에 대한 BER 성능을 나타낸다. 통상의 바이어스된 MMSE 및 바이어스된 QRMMSE 검출 알고리즘들에 대해 동일한 BER 결과들을 관찰할 수 있다. 본 개시물에 제안된 기술에 기초하는 QRMMSE 필터링된 출력으로부터 바이어스 항(term)이 제거되는 경우 BER 성능에 대한 상당한 개선이 달성될 수 있다(도 8에서 곡선(840) 대 곡선(820)).
개선된 MIMO 수신기에는 멀티-스트림 검출을 위한 QR 분해 로직이 설치될 수 있다. 사용자 장비가 (이를 테면, 소프트 핸드-오버 프로세스 동안) 2개 셀들의 직전에(on the verge of) 때, 멀티-스트림 검출은 간단한 MMSE 오퍼레이션이 보다 잘 수행되는 셀 내에 있는 것처럼 유효하지 않을 수 있다. 이 경우, 수신기는 에러 레이트 성능을 개선하기 위해 MMSE 검출로 전환될 수 있다. 제안된 바이어스 제거 기술을 적용함으로써, QRMMSE 수신기는 QR 분해 로직을 사용함으로써 효율적으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 제시된 것처럼, 제안되는 바이어스되지 않은 QRMMSE 등화에 대한 한가지 특징(feature)으로는 간단한 바이어스 제거 기술이 있다. 이러한 방식은 분할 오퍼레이션에 기초하는 통상의 바이어스 제거 알고리즘보다 덜 복잡하며 에러 레이트 성능에 대한 상당한 개선이 달성될 수 있다.
예시적 QRMMSE - VBLAST 수신기
공지된 VBLAST(Vertical-Bell Laboratories-Layered-Space-Time) 방식은 QRMMSE 검출(이후, VBLAST-QRMMSE로 축약됨)과 조합될 수 있다. VBLAST 알고리즘의 원리는 다수의 공간 데이터 스트림들 중 가장 신뢰성 있는 제 1 신호, 통상적으로는 가장 높은 SNR(signal-to-noise ratio)으 갖는 것을 디코딩하는 것이다. 다음, 코딩된 신호는 QRMMSE 이후 얻어지는 모든 바이어스된 공간 신호들로부터 차감(소거)될 수 있고, 따라서 감소된 다중 액세스 간섭을 갖는 새로운 신호들이 생성될 수 있다. 디코딩 및 소거 프로시저는 통신 시스템에서 이용되는 모든 공간 서브채널들에 대해 반복될 수 있다.
도 9는 VBLAST 기반 QRMMSE 검출을 이용함으로써 Nt개 공간 데이터 스트림들을 추정하는 프로세스를 도시한다. 910에서, 앞서 개시된 바이어스되지 않은 QRMMSE 검출은 이용되는 모든 공간 데이터 스트림들
Figure 112011028641018-pct00127
에 대해 적용될 수 있다. 이후, 912에서, 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00128
및 식(29)에 의해 정의되는 이에 해당하는 치환된 채널 행렬이 선택되어, 이러한 특정 공간 스트림은 전체
Figure 112011028641018-pct00129
개의 공간 스트림들 중에서 최상의(best) 에러 레이트 성능을 제공한다. 선택된 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00130
은 통상적을 가장 높은 SNR을 갖는 공간 서브-채널에 해당한다. 선택된 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00131
에 해당하는 치환된 채널 행렬은 추가의 프로세싱을 위해 이용될 수 있다. 914에서, 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00132
가 디코딩될 수 있고 스케일링된(scaled) 디코딩된 성분은 바이어스된 QRMMSE에 기초하여 얻어지는 바이어스된 모든 공간 데이터로부터 소거될 수 있다. 본 개시물에 대한 특정 실시예들에 대해, 범용성을 잃지 않고,
Figure 112011028641018-pct00133
로 가정될 수 있다.
최상의 성능을 위해, 나머지
Figure 112012076480934-pct00134
공간 데이터 스트림들은 최상 신뢰성 공간 스트림에서 최소 신뢰성 공간 스트림의 순서로 디코딩되어야 한다. 이는 아직 디코딩되지 않은 모든 공간 스트림들 중에서 최상 치환 행렬에 대해 탐색(searching)하는 것을 포함하는 선택 프로시저를 912로부터 반복하는 것을 요구한다. 대신, 912에서 발견되는 행렬은 모든 데이터 스트림들이 디코딩될 때까지 사용될 수 있다. 이러한 방법이 도 9에 예시된다. 912 및 914에서
Figure 112012076480934-pct00135
데이터 스트림이 이미 디코딩 및 차감되었기 때문에, 데이터 스트림 인덱스 j는
Figure 112012076480934-pct00136
에서 시작될 수 있다. 918에서, 현재 디코딩된 공간 데이터 스트림 j에 해당하는 바이어스된 신호는 바이어스 제거를 목적으로 상 삼각 행렬
Figure 112012076480934-pct00137
Figure 112012076480934-pct00138
대각선 엘리먼트
Figure 112012076480934-pct00139
에 의해 멀티플라잉될 수 있다. 상 삼각 행렬
Figure 112012076480934-pct00140
은 912에서 선택된 치환된 채널 행렬에 대한 QR 분해의 결과로서 얻어질 수 있다. 바이어스 제거에 이어, 914에서
Figure 112012076480934-pct00141
데이터 스트림이 디코딩 및 소거된 것처럼,
Figure 112012076480934-pct00142
공간 데이터 스트림이 디코딩된 다음 나머지 모든 바이어스된 공간 데이터 스트림들로부터 차감(소거)될 수 있다. 이러한 디코딩 프로세스는 디코딩될 나머지 공간 데이터 스트림들의 수에 해당하는
Figure 112012076480934-pct00143
회 반복될 수 있다(도 9의 단계들(918-924)은
Figure 112012076480934-pct00144
회 반복될 수 있다).
예시적 예로서, QRMMSE- VBLAST 검출 알고리즘은 2개의 전송 안테나(2개의 공간 데이터 스트림들에 대해 디코딩)를 갖는 MIMO-OFDM 시스템에 대해 이용될 수 있다. 2개의 공간 데이터 스트림들의 검출에 대한 QRMMSE-VBLAST 수신기의 예시적 블록 다이어그램이 도 10에 도시된다.
QRMMSE 오퍼레이션은 2개의(both) 공간 서브-채널들에 대해 바이어스된 신호들을 생성하기 위해 유니트(1010)에 적용될 수 있다. 이러한 예시적인 경우, 제 2 공간 데이터 스트림이 보다 신뢰성이 있고 따라서 우선적으로 디코딩될 수 있다는 것이 가정될 수 있다.
제 2 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00145
에 대해 바이어스되지 않은 필터링된 출력은 식(14)로부터 확대 채널 행렬의 QR 분해 이후 생성되는 상 삼각 행렬
Figure 112011028641018-pct00146
의 최종 대각선 엘리먼트
Figure 112011028641018-pct00147
로 바이어스된 필터링된 출력을 멀티플라잉함으로써 유니트(1012)에서 얻어질 수 있다. 제 2 공간 데이터 스트림에 해당하는 코딩된 비트들의 LLR들은 바이어스되지 않은 필터링된 출력
Figure 112011028641018-pct00148
, 제 2 공간 스트림
Figure 112011028641018-pct00149
에 해당하는 유효 채널, 및 제 2 공간 서브채널에 해당하는 유효 잡음 분산
Figure 112011028641018-pct00150
을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 다음, LLR들은 추정된 제 2 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00151
을 얻기 위해 채널 디코더(1020)에 의해 이용된다.
추정된 신호가 추정된 신호가 곱셈기(1018)에서 행렬
Figure 112011028641018-pct00152
의 제 1 로우 및 제 2 컬럼에 해당하는 엘리먼트인 엘리먼트
Figure 112011028641018-pct00153
로 스케일링되는 경우 추정된 제 2 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00154
가 식(21)의 제 1 로우에서 바이어스된 신호로부터 소거될 수 있다. 스케일링되는 추정된 신호
Figure 112011028641018-pct00155
는 식(21)의 제 1 로우(부가/차감 유니트 1014)로부터 차감된다. 나머지 신호는 제 1 공간 데이터 스트림의 바이어스된 추정을 나타내며, 이는,
Figure 112011028641018-pct00156
와 같다.
식(35)가 행렬
Figure 112011028641018-pct00157
의 제 1 대각선 엘리먼트
Figure 112011028641018-pct00158
로 멀티플라잉되면(유니트 1016), 하기 등식이 유지된다 :
Figure 112011028641018-pct00159
식(15)으로부터,
Figure 112011028641018-pct00160
인 것은 참(true)이다. 다음, 제 1 공간 스펙트럼에 해당하는 유효 채널이 다음과 같이 얻어질 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00161
제 1 공간 서부채널에 해당하는 유효 잡음에 대한 분산과 관련하여, 식(14)로부터
Figure 112011028641018-pct00162
이기 때문에, 하기의 것이 유도될 수 있다 :
Figure 112011028641018-pct00163
따라서, 제 1 공간 데이터 스트림에 대해 바이어스되지 않은 필터링된 출력이 다음과 같이 표시될 수 있다:
Figure 112011028641018-pct00164
Figure 112011028641018-pct00165
Figure 112011028641018-pct00166
를 이용함으로써, 제 1 공간 서브채널을 통해 전송되는(제 1 안테나로부터 전송되는) 코딩된 비트들의 LLR들이 계산된 다음, 코딩된 제 1 공간 데이터 스트림
Figure 112011028641018-pct00167
이 디코더 유니트(1030)에 의해 얻어질 수 있다.
바이어스되지 않은 QRMMSE- VBLAST 방식을 적용함으로써, 다중 액세스 간섭은 바이어스되지 않은 QRMMSE 검출에 비교 추가로 감소될 수 있다. 한편, 알고리즘의 순차적 특성(sequential nature)으로 인해 추가의 프로세싱 잠재기간이 도입될 수 있다.
앞서 개시된 다양한 오퍼레이션들은 도면들에 예시되는 수단+기능 블록들에 해당하는 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 콤포넌트(들) 및/또는 모듈(들)에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 해당하는 대응적(counterpart) 수단+기능 도면들을 갖는 도면들에 방법들이 예시되며, 오퍼레이션 블록들은 유사한 넘버링을 갖는 수단+기능 블록들에 해당한다. 예를 들어, 도 7에 예시된 블록들(712-724)은 도 7a에 예시딘 수단+기능 블록들과 대응한다. 유사하게, 도 9에 예시된 블록들(912-922)은 도 9a에 예시된 수단+기능 블록들(912A-922A)과 대응한다.
본 개시물과 관련하여 개시되는 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용상 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능 논리 디바이스(PLD), 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 콤포넌트들, 또는 이러한 기능들을 구현하도록 설계된 것들의 조합을 통해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용성 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로는 임의의 통상의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성의 조합으로서 구현될 수 있다.
본 개시물과 관련하여 개시된 방법의 단계들 및 알고리즘은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들의 조합에 의해 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 업계에 공지된 임의의 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 사용될 수 있는 저장 매체에 대한 일부 예들로는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM). 플래시 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 이동식 디스크, CD-ROM 등을 포함된다. 소프트웨어 모듈은 단일 명령, 또는 다수의 명령들을 포함할 수 있으며, 다른 프로그램들 중에서 몇 개의 상이한 코드 세그먼트들을 통해, 그리고 다수의 저장 매체에 걸쳐 분포될 수 있다. 저장 매체는 프로세서와 결합되어, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하여 저장매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다
본 명세서에 개시된 방법들은 개시된 방법을 달성하기 위해 하나 이상의 단계들 또는 동작들을 포함한다. 방법 단계들 및/또는 동작들은 청구항들의 범주를 이탈하지 않고 서로 상호교환될 수 있다. 다른 말로, 단계들 또는 동작들에 대한 특정한 순서가 명시되지 않는다면, 특정 단계들 및/또는 동작들의 사용 및/또는 순서는 청구항들의 범주를 이탈하지 않고 변경될 수 있다.
개시된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합물에서 구현될 수 있다. 소프트웨어에서 구현될 경우, 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령들로서 저장될 수 있다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한되지 않는 예로써, 이러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장기, 자기 디스크 저장기 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 전달(carry) 또는 저장하는데 이용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 콤팩 디스트(compact disc:CD), 레이저 디스크(laser disc), 광학 디스크(optical disc), DVD(digital versatile disc), 플로피 디스크(floppy disk), 및 블루-레이? 디스크(disc)를 포함하며, 디스크들(disks)은 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크들(discs)은 데이터를 레이저를 이용하여 광학적으로 재생한다.
소프트웨어 또는 명령들은 전송 매체를 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임쌍, DSL(digital subscriber line), 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 이용하는 다른 원격 소스로부터 전송되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임쌍, DSL(digital subscriber line), 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들이 전송 매체의 정의에 포함된다.
또한, 본 명세서에 개시되는 방법들 및 기술들을 수행하기 위한 모듈들 및/또는 다른 적절한 수단들은 적용가능한 기지국 및/또는 사용자 단말에 의해 다운로딩 및/또는 그렇지 않은 경우 입수될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 이러한 장치는 본 명세서에 개시된 방법들을 수행하기 위한 수단의 전달을 원활하게 하는 서버에 연결될 수 있다. 대안적으로, 본 명세서에 개시된 다양한 방법들은 저장 수단(이를 테면, RAM, ROM, 콤팩 디스크(CD) 또는 플로피 디스크(floppy disk)와 같은 물리적 저장 매체 등)을 통해 제공될 수 있어, 사용자 단말 및/또는 기지국은 저장 수단을 디바이스에 연결 또는 제공하는데 다양한 방법들을 얻을 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 방법들 및 기술들을 제공하는 임의의 다른 적절한 기술이 이용될 수 있다.
앞서 예시된 정확한 구성 및 콤포넌트들로 청구항들이 제한되는 것이 아님이 이해될 것이다. 다양한 변경, 변화 및 변조들이 청구항의 범주를 이탈하지 않고 앞서 개시된 방법들 및 장치들에 대한 배열, 동작 및 세부사항 내에서 이루어질 수 있다.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스(bias) 제거를 수행하기 위한 방법으로서,
    다수의 공간 스트림들에 대한 채널 추정치들의 치환된 확대 행렬들(permuted augmented matrices)을 생성하기 위해, 상기 다수의 공간 스트림들에 대해서, 채널 추정치들의 확대 행렬로 치환하는 단계;
    상기 다수의 공간 스트림들에 대한 유니타리 행렬(unitary matrix) 및 상 삼각 행렬(upper triangular matrix)을 생성하기 위해, 상기 치환된 확대 행렬들의 QR 분해를 수행하는 단계;
    제 1 공간 스트림에 대해 바이어스된(biased) 필터링된 출력을 생성하기 위해, 대응하는 유니타리 행렬로 상기 공간 스트림들 중 제 1 공간 스트림의 수신된 신호를 회전하는 단계; 및
    상기 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스되지 않은(unbiased) 필터링된 출력을 생성하기 위해, 상기 바이어스된 필터링된 출력을 대응하는 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉(multiplying)하는 단계
    를 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스 되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위한 멀티플라잉 단계 이후에,
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 채널 추정치들을 계산하는 단계;
    상기 다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 잡음 분산(effective noise variance)을 계산하는 단계; 및
    바이어스되지 않은 필터링된 출력들, 유효 채널 추정치들, 및 유효 잡음 분산들을 사용함으로써 상기 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩된 비트들의 LLR(log-likelihood ratio)들을 계산하는 단계
    를 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위한 멀티플라잉 단계 이후에,
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 제 1 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을 획득하기 위해, 상기 제 1 공간 스트림을 디코딩하는 단계;
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 상기 제 1 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을, 상기 다수의 공간 스트림들 중 나머지 다른 공간 스트림들의 바이어스된 신호들로부터 소거하는 단계;
    상기 나머지 공간 스트림들 중 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위해, 상기 제 1 나머지 공간 스트림으로부터 얻어지는 바이어스된 신호를, 상기 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉하는 단계;
    상기 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을 획득하기 위해, 상기 제 1 나머지 공간 스트림을 디코딩하는 단계; 및
    상기 제 2 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을, 나머지 바이어스된 공간 스트림들로부터 소거하는 단계;
    를 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위한 멀티플라잉 단계 이후에,
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 추정치들을 계산하는 단계;
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 잡음 분산을 계산하는 단계; 및
    대응하는 바이어스되지 않은 필터링된 출력들, 유효 채널 추정치들, 및 유효 잡음 분산들을 이용함으로써 다수의 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩된 비트들에 대한 LLR(log-likelihood ratio)들을 계산하는 단계
    를 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치로서,
    다수의 공간 스트림들에 대한 채널 추정치들의 치환된 확대 행렬들(permuted augmented matrices)을 생성하기 위해, 상기 다수의 공간 스트림들에 대해서, 채널 추정치들의 확대 행렬로 치환하기 위한 로직;
    상기 다수의 공간 스트림들에 대한 유니타리 행렬(unitary matrix) 및 상 삼각 행렬(upper triangular matrix)을 생성하기 위해, 상기 치환된 확대 행렬들의 QR 분해를 수행하기 위한 로직;
    제 1 공간 스트림에 대해 바이어스된(biased) 필터링된 출력을 생성하기 위해, 대응하는 유니타리 행렬로 상기 공간 스트림들 중 제 1 공간 스트림의 수신된 신호를 회전하기 위한 로직; 및
    상기 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스되지 않은(unbiased) 필터링된 출력을 생성하기 위해, 상기 필터링된 출력을 대응하는 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉(multiplying)하기 위한 로직
    을 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 채널 추정치들을 계산하기 위한 로직;
    상기 다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 잡음 분산(effective noise variance)을 계산하기 위한 로직; 및
    바이어스되지 않은 필터링된 출력들, 유효 채널 추정치들, 및 유효 잡음 분산들을 사용함으로써 상기 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩된 비트들의 LLR(log-likelihood ratio)들을 계산하기 위한 로직
    을 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 제 1 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을 획득하기 위해, 상기 제 1 공간 스트림을 디코딩하기 위한 로직;
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 상기 제 1 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을, 상기 다수의 공간 스트림들 중 나머지 다른 공간 스트림들의 바이어스된 신호들로부터 소거하기 위한 로직;
    상기 나머지 공간 스트림들 중 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위해, 상기 제 1 나머지 공간 스트림으로부터 얻어지는 바이어스된 신호를, 상기 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉하기 위한 로직;
    상기 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을 획득하기 위해, 상기 제 1 나머지 공간 스트림을 디코딩하기 위한 로직; 및
    상기 제 2 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을, 나머지 바이어스된 공간 스트림들로부터 소거하기 위한 로직;
    을 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 추정치들을 계산하기 위한 로직;
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 잡음 분산을 계산하기 위한 로직; 및
    대응하는 바이어스되지 않은 필터링된 출력들, 유효 채널 추정치들, 및 유효 잡음 분산들을 이용함으로써 다수의 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩된 비트들에 대한 LLR(log-likelihood ratio)들을 계산하기 위한 로직
    을 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치.
  9. 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치로서,
    다수의 공간 스트림들에 대한 채널 추정치들의 치환된 확대 행렬들(permuted augmented matrices)을 생성하기 위해, 상기 다수의 공간 스트림들에 대해서, 채널 추정치들의 확대 행렬로 치환하기 위한 수단;
    상기 다수의 공간 스트림들에 대한 유니타리 행렬(unitary matrix) 및 상 삼각 행렬(upper triangular matrix)을 생성하기 위해, 상기 치환된 확대 행렬들의 QR 분해를 수행하기 위한 수단;
    제 1 공간 스트림에 대해 바이어스된(biased) 필터링된 출력을 생성하기 위해, 대응하는 유니타리 행렬로 상기 공간 스트림들 중 제 1 공간 스트림의 수신된 신호를 회전하기 위한 수단; 및
    상기 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스되지 않은(unbiased) 필터링된 출력을 생성하기 위해, 상기 필터링된 출력을 대응하는 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉(multiplying)하기 위한 수단
    을 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 채널 추정치들을 계산하기 위한 수단;
    상기 다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 잡음 분산(effective noise variance)을 계산하기 위한 수단; 및
    바이어스되지 않은 필터링된 출력들, 유효 채널 추정치들, 및 유효 잡음 분산들을 사용함으로써 상기 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩된 비트들의 LLR(log-likelihood ratio)들을 계산하기 위한 수단
    을 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 제 1 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을 획득히기 위해, 상기 제 1 공간 스트림을 디코딩하기 위한 수단;
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 상기 제 1 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을, 상기 다수의 공간 스트림들 중 나머지 다른 공간 스트림들의 바이어스된 신호들로부터 소거하기 위한 수단;
    상기 나머지 공간 스트림들 중 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위해, 상기 제 1 나머지 공간 스트림으로부터 얻어지는 바이어스된 신호를, 상기 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉하기 위한 수단;
    상기 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을 획득하기 위해, 상기 제 1 나머지 공간 스트림을 디코딩하기 위한 수단; 및
    상기 제 2 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을, 나머지 바이어스된 공간 스트림들로부터 소거하기 위한 수단;
    을 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 추정치들을 계산하기 위한 수단;
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 잡음 분산을 계산하기 위한 수단; 및
    대응하는 바이어스되지 않은 필터링된 출력들, 유효 채널 추정치들, 및 유효 잡음 분산들을 이용함으로써 다수의 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩된 비트들에 대한 LLR(log-likelihood ratio)들을 계산하기 위한 수단
    을 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 장치.
  13. 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
    하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 명령들을 포함하며, 상기 명령들은,
    다수의 공간 스트림들에 대한 채널 추정치들의 치환된 확대 행렬들(permuted augmented matrices)을 생성하기 위해, 상기 다수의 공간 스트림들에 대해서, 채널 추정치들의 확대 행렬로 치환하기 위한 명령들;
    상기 다수의 공간 스트림들에 대한 유니타리 행렬(unitary matrix) 및 상 삼각 행렬(upper triangular matrix)을 생성하기 위해, 상기 치환된 확대 행렬들의 QR 분해를 수행하기 위한 명령들;
    제 1 공간 스트림에 대해 바이어스된(biased) 필터링된 출력을 생성하기 위해, 대응하는 유니타리 행렬로 상기 공간 스트림들 중 제 1 공간 스트림의 수신된 신호를 회전하기 위한 명령들; 및
    상기 제 1 공간 스트림에 대해 바이어스되지 않은(unbiased) 필터링된 출력을 생성하기 위해, 상기 필터링된 출력을 대응하는 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉(multiplying)하기 위한 명령들
    을 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 명령들은,
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 채널 추정치들을 계산하기 위한 명령들;
    상기 다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 잡음 분산(effective noise variance)을 계산하기 위한 명령들; 및
    바이어스되지 않은 필터링된 출력들, 유효 채널 추정치들, 및 유효 잡음 분산들을 사용함으로써 상기 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩된 비트들의 LLR(log-likelihood ratio)들을 계산하기 위한 명령들
    을 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 명령들은,
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 제 1 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을 획득하기 위해, 상기 제 1 공간 스트림을 디코딩하기 위한 명령들;
    상기 제 1 공간 스트림에 대한 상기 제 1 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을, 상기 다수의 공간 스트림들 중 나머지 다른 공간 스트림들의 바이어스된 신호들로부터 소거하기 위한 명령들;
    상기 나머지 공간 스트림들 중 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 바이어스되지 않은 필터링된 출력을 생성하기 위해, 상기 제 1 나머지 공간 스트림으로부터 얻어지는 바이어스된 신호를, 상기 상 삼각 행렬의 대각선 엘리먼트와 멀티플라잉하기 위한 명령들;
    상기 제 1 나머지 공간 스트림에 대한 제 2 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을 획득하기 위해, 상기 제 1 나머지 공간 스트림을 디코딩하기 위한 명령들; 및
    상기 제 2 디코딩된 바이어스되지 않은 출력을, 나머지 바이어스된 공간 스트림들로부터 소거하기 위한 명령들;
    을 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 명령들은,
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 추정치들을 계산하기 위한 명령들;
    다수의 공간 서브채널들에 대한 유효 잡음 분산을 계산하기 위한 명령들; 및
    대응하는 바이어스되지 않은 필터링된 출력들, 유효 채널 추정치들, 및 유효 잡음 분산들을 이용함으로써 다수의 공간 서브채널들을 통해 전송되는 코딩된 비트들에 대한 LLR(log-likelihood ratio)들을 계산하기 위한 명령들
    을 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 등화 이후 얻어지는 수신된 신호로부터 바이어스 제거를 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체.
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