KR101400855B1 - Apparatus and method for calculating channel quality information per stream in multiple input multiple output wireless communication system - Google Patents

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Abstract

다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에서 스트림별 채널 품질 정보(CQI : Channel Quality Information) 생성에 관한 것으로, 다수의 안테나들을 통해 송신단으로부터의 신호를 수신하는 수신기와, 수신신호를 이용하여 상기 송신단과의 안테나별 채널을 추정하여 채널행렬을 구성하는 추정기와, 격자 감소(lattice reduction) 기법을 이용하여 스트림별 유효 잡음(effective noise)을 도출함으로써, 스트림별 채널 품질 정보을 생성하는 생성기를 포함하여, 격자 감소 기법을 이용하여 산출되는 유효 잡음을 이용하여 스트림별 채널 품질 정보을 생성함으로써, 폐루프(CL : Closed Loop) 다중 입출력 시스템을 위한 피드백 정보를 생성할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to generation of channel quality information (CQI) for each stream in a multiple input multiple output (MIMO) wireless communication system and includes a receiver for receiving a signal from a transmitter through a plurality of antennas, An estimator for estimating a channel for each antenna with the transmitter and constructing a channel matrix, and a generator for generating channel-specific channel quality information by deriving an effective noise for each stream using a lattice reduction technique Feedback information for a closed loop (CL) multi-input / output system can be generated by generating channel-specific channel quality information using effective noise calculated using the lattice reduction technique.

다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output), 스트림별 채널 품질 정보(CQI : Channel Quality Information), 신호대 간섭 및 잡음비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio), 격자 감소(lattice reduction), 유효 잡음(effective noise) (MIMO), channel quality information (CQI), signal to interference and noise ratio (SINR), lattice reduction, effective noise noise)

Description

다중 입출력 무선통신 시스템에서 스트림 별 채널 품질 정보 생성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALCULATING CHANNEL QUALITY INFORMATION PER STREAM IN MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for generating channel quality information per stream in a MIMO wireless communication system,

본 발명은 다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 다중 입출력 무선통신 시스템에서 스트림 별 채널 품질 정보를 생성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MIMO (Multiple Input Multiple Output) wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for generating stream-specific channel quality information in a MIMO wireless communication system.

최근 고속 및 고품질의 데이터 전송에 대한 요구가 증대됨에 따라, 이를 만족시키기 위한 기술 중의 하나로 다수의 송수신 안테나들을 사용하는 다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템이 크게 주목되고 있다. 상기 다중 입출력 기술은 다수의 안테나를 통한 다수의 스트림을 이용하여 통신을 수행함으로써, 단일 안테나를 사용하는 경우보다 채널 용량을 크게 개선 시킬 수 있는 기술이다. 예를 들어, 송수신단이 모두 M개의 송수신 안테나들을 사용하고, 각 안테나 간의 채널이 독립적이며, 대역폭과 전체 송신 파워가 고정되었을 경 우, 평균 채널 용량은 단일 안테나에 비해 M배 증가하게 된다.2. Description of the Related Art [0002] Recently, as a demand for high-speed and high-quality data transmission has increased, a MIMO (Multiple Input Multiple Output) wireless communication system using a plurality of transmitting and receiving antennas has been attracting attention. The MIMO technique performs communication using a plurality of streams through a plurality of antennas, thereby greatly improving channel capacity as compared with the case of using a single antenna. For example, if both the transmitting and receiving ends use M transmit and receive antennas, the channel between each antenna is independent, and the bandwidth and total transmit power are fixed, the average channel capacity increases by M times as compared to a single antenna.

최근, 폐루프(CL : Close Loop) 다중 입출력 시스템의 사용이 고려되고 있다. 상기 폐루프 다중 입출력 시스템은 송신단이 수신단의 채널 상태를 획득하여, 상기 수신단의 채널 상태를 기반으로 스트림별 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정한다. 이를 위해, 상기 수신단은 상기 송신단으로 스트림별 채널 품질 정보(CQI : Channel Quality Information)를 피드백(feed back)한다. 따라서, 상기 수신단은 자신의 채널 정보를 이용하여 스트림별 채널 품질 정보를 생성해야 한다. Recently, the use of a CL (Close Loop) MIMO system has been considered. In the closed loop MIMO system, the transmitter acquires the channel state of the receiver and determines a modulation and coding scheme (MCS) level for each stream based on the channel state of the receiver. To this end, the receiver feeds back channel quality information (CQI) for each stream to the transmitter. Therefore, the receiver must generate channel quality information for each stream using its channel information.

수신단이 MMSE(Minimum Mean Square Error) 검출 기법 또는 MMSE-OSIC(MMSE Ordered Successive Interference Cancellation) 검출 기법을 사용하는 경우, 상기 스트림별 채널 품질 정보(예 : 신호대 간섭 및 잡음비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio)) 생성은 수월하게 수행된다. 반면, 수신단이 ML(Maximum Likelihood) 검출 기법 또는 격자 감소 활용(lattice-reduction-aided) 검출 기법을 사용하는 경우, 각 스트림별 신호들이 하나의 단위로 묶여 검출되기 때문에, 상기 스트림별 채널 품질 정보의 생성은 매우 어렵다. 따라서, 상기 ML 방식 또는 격자 감소 활용 방식을 폐루프 다중 입출력 시스템에 적용시키기 위해서, 상기 ML 방식 또는 격자 감소 활용 방식에 적합한 피드백 정보를 생성하기 위한 대안이 필요하다.When the receiving end uses the Minimum Mean Square Error (MMSE) detection technique or the MMSE-OSIC (MMSE Ordered Successive Interference Cancellation) detection technique, the per-stream channel quality information (e.g., Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) Ratio) generation is performed easily. On the other hand, when the receiving end uses the ML (Maximum Likelihood) detection technique or the lattice-reduction-aided detection technique, since the signals for each stream are bundled and detected as one unit, Generation is very difficult. Therefore, in order to apply the ML scheme or the grating reduction utilization scheme to the closed loop MIMO system, an alternative is needed to generate feedback information suitable for the ML scheme or the grating reduction utilization scheme.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에서 폐루프(CL : Close Loop) 방식을 위한 스트림별 채널 품질 정보(CQI : Channel Quality Information)를 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and method for generating stream quality channel quality information (CQI) for a closed loop (CL) scheme in a multiple input multiple output (MIMO) Method.

본 발명의 다른 목적은 다중 입출력 무선통신 시스템에서 격자 감소 활용(lattice-reduction-aided) 검출 기법을 위한 스트림별 채널 품질 정보를 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for generating per-stream channel quality information for a lattice-reduction-aided detection technique in a multi-input / output wireless communication system.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 입출력 무선통신 시스템에서 ML(Maximum Likelihood) 검출 기법을 위한 스트림별 채널 품질 정보를 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for generating per-stream channel quality information for a maximum likelihood (ML) detection technique in a MIMO wireless communication system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에서 수신단 장치는, 다수의 안테나들을 통해 송신단으로부터의 신호를 수신하는 수신기와, 수신신호를 이용하여 상기 송신단과의 안테나별 채널을 추정하여 채널행렬을 구성하는 추정기와, 격자 감소(lattice reduction) 기법을 적용한 경우의 스트림별 유효 잡음(effective noise)을 도출하고, 상기 스트림별 오류 성분을 이용하여 스트림별 채널 품질 정보(CQI : Channel Quality Information)를 생성하는 생성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a receiving apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) wireless communication system including a receiver for receiving a signal from a transmitting terminal through a plurality of antennas, An estimator for estimating a channel for each antenna with the transmitter and constructing a channel matrix and an effective noise for each stream when a lattice reduction technique is applied, And a generator for generating channel quality information (CQI) for each stream by using the channel quality information.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 입출력 무선통신 시스템에서 스트림별 채널 품질 정보 생성 방법은, 다수의 안테나들을 통해 송신단으로부터의 신호를 수신하는 과정과, 수신신호를 이용하여 상기 송신단과의 안테나별 채널을 추정하여 채널행렬을 구성하는 과정과, 격자 감소 기법을 적용한 경우의 스트림별 유효 잡음을 도출하는 과정과, 상기 스트림별 오류 성분을 이용하여 스트림별 채널 품질 정보를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of generating channel quality information for each stream in a MIMO wireless communication system, comprising: receiving a signal from a transmitter through a plurality of antennas; Generating a channel matrix by estimating a channel for each antenna with the transmitting end; deriving an effective noise for each stream when a lattice reduction technique is applied; generating channel quality information for each stream using the error component for each stream; The method comprising the steps of:

삭제delete

삭제delete

다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에서 격자 감소(lattice reduction) 기법을 이용하여 산출되는 유효 잡음(effective noise)을 이용하여 스트림별 채널 품질 정보(CQI : Channel Quality Information)을 생성함으로써, 폐루프(CL : Closed Loop) 다중 입출력 시스템을 위한 피드백 정보를 생성할 수 있다.Channel quality information (CQI) for each stream is generated by using effective noise calculated using a lattice reduction technique in a multiple input multiple output (MIMO) wireless communication system , And closed loop (CL) multi-input / output systems.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하 본 발명은 다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에서 격자 감소 활용(lattice-reduction-aided) 검출 기법 및 ML(Maximum Likelihood) 검출 기법을 위한 스트림별 채널 품질 정보를 생성하기 위한 기술을 설명한다. The present invention relates to a technique for generating channel-specific channel quality information for a lattice-reduction-aided detection technique and ML (Maximum Likelihood) detection technique in a multiple input multiple output (MIMO) .

본 발명에 따르는 스트림별 채널 품질 정보 생성 과정은 크게 3개의 단계로 진행된다. 본 발명은, 첫째, 변조 성상도(modultion constellation)를 스케일링(scailing)하는 단계, 둘째, 스트림별 심벌 에러율(SER : Symbol Error Rate)을 산출하는 단계, 셋째, 스트림별 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환하고, 최종 채널 품질 정보를 결정하는 단계로 진행된다. 둘째 단계에서, 스트림별 심벌 에러율은 가능한 변조방식 조합들 각각에 대해 산출된다. 이때, 변조방식 조합에 대응되는 격자 감소(lattice reduction) 행렬의 형태에 따라 다른 방식에 의해 스트림별 심벌 에러율이 산출된다. 이하 본 발명은 수학식을 이용하여 본 발명에 따른 스트림별 채널 품질 정보 생성 과정을 설명한다.The process of generating channel quality information for each stream according to the present invention proceeds in three stages. The present invention is characterized in that the first step includes scaling a modulation constellation, a step of calculating a symbol error rate (SER) of each stream, and a step of calculating a symbol error rate (SR) And proceeds to the step of determining the final channel quality information. In the second stage, the per-stream symbol error rate is calculated for each possible modulation scheme combination. At this time, a symbol error rate for each stream is calculated by a different method depending on the type of lattice reduction matrix corresponding to the combination of modulation schemes. Hereinafter, the present invention will be described with respect to a process of generating channel quality information for each stream according to the present invention, using Equation (1).

먼저, 성상도 내의 이웃한 점들 간 거리가 '1'이 되도록, 성상도는 스케일링 된다. 이에 따라, 채널행렬 또한 스케일링된다. 예를 들어, k번째 스트림의 변조 성상도가

Figure 112007086436097-pat00001
로 스케일링되면, 채널행렬의 k번째 열은
Figure 112007086436097-pat00002
로 스케일링된다. 즉, 채 널행렬
Figure 112007086436097-pat00003
의 k번째 열인
Figure 112007086436097-pat00004
Figure 112007086436097-pat00005
로 변경된다. 스케일링 값(factor)
Figure 112007086436097-pat00006
는 변조방식에 따라 다르게 결정된다. 그리고, 스케일링된 변조 성상도는 각 점의 값이 정수가 되도록 쉬프트(shift)된다. 예를 들어, 도 1의 (a)와 같이 4개의 점
Figure 112007086436097-pat00007
,
Figure 112007086436097-pat00008
,
Figure 112007086436097-pat00009
,
Figure 112007086436097-pat00010
을 포함하는 성상도를 가정할 때, 상기 도 1의 (a)와 같은 성상도는 상기 도 1의 (b)와 같이 스케일링 및 쉬프팅된다.First, the constellation is scaled such that the distance between neighboring points in the constellation is '1'. Accordingly, the channel matrix is also scaled. For example, if the modulation constellation of the k < th >
Figure 112007086436097-pat00001
, The kth column of the channel matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112007086436097-pat00002
Lt; / RTI > That is,
Figure 112007086436097-pat00003
The kth column of
Figure 112007086436097-pat00004
The
Figure 112007086436097-pat00005
. Scaling factor
Figure 112007086436097-pat00006
Is determined differently depending on the modulation method. Then, the scaled modulation constellation is shifted so that the value of each point becomes an integer. For example, as shown in Fig. 1 (a), four points
Figure 112007086436097-pat00007
,
Figure 112007086436097-pat00008
,
Figure 112007086436097-pat00009
,
Figure 112007086436097-pat00010
The constellation shown in FIG. 1 (a) is scaled and shifted as shown in FIG. 1 (b).

Figure 112007086436097-pat00011
개의 스트림들이 존재하고,
Figure 112007086436097-pat00012
개의 변조방식이 사용가능할 때, 총
Figure 112007086436097-pat00013
가지의 변조방식 조합(combination)들이 발생한다. 이하 설명에서, 상기
Figure 112007086436097-pat00014
가지의 변조방식 조합들을 하나의 집합으로 구성하고, i번째 변조방식 조합을
Figure 112007086436097-pat00015
라 정의한다. 상기
Figure 112007086436097-pat00016
Figure 112007086436097-pat00017
이며,
Figure 112007086436097-pat00018
는 i번째 변조방식 조합에서 k번째 스트림에 대응되는 변조방식을 의미한다.
Figure 112007086436097-pat00011
There are two streams,
Figure 112007086436097-pat00012
When modulation schemes are available,
Figure 112007086436097-pat00013
Combinations of modulation schemes of branches occur. In the following description,
Figure 112007086436097-pat00014
The combination of the modulation methods of the branch is formed into one set, and the combination of the i-th modulation method
Figure 112007086436097-pat00015
. remind
Figure 112007086436097-pat00016
The
Figure 112007086436097-pat00017
Lt;
Figure 112007086436097-pat00018
Denotes a modulation scheme corresponding to the k-th stream in the i-th modulation scheme combination.

임의의 변조방식 조합

Figure 112007086436097-pat00019
을 가정할 때, 스케일링된 채널행렬 및 스케일링된 송신신호 각각은 하기 <수학식 1>과 같이 표현된다.Any combination of modulation schemes
Figure 112007086436097-pat00019
, The scaled channel matrix and the scaled transmission signal are expressed by Equation (1).

Figure 112007086436097-pat00020
Figure 112007086436097-pat00020

Figure 112007086436097-pat00021
Figure 112007086436097-pat00021

상기 <수학식 1>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00022
는 스케일링된 채널행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00023
는 i번째 변조방식 조합에 대한 채널행렬의 m번째 열에 대한 스케일링 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00024
은 채널행렬의 m번째 열, 상기
Figure 112007086436097-pat00025
는 스케일링된 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00026
은 m번째 스트림을 통한 수신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00027
는 쉬프팅 값을 의미한다. 여기서, 상기
Figure 112007086436097-pat00028
는 복소수(complex number)이다.In Equation (1) above,
Figure 112007086436097-pat00022
Is a scaled channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00023
Is the scaling value for the m < th > column of the channel matrix for the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00024
Is the m-th column of the channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00025
A scaled transmit signal,
Figure 112007086436097-pat00026
Is the reception signal through the m &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00027
Means the shifting value. Here,
Figure 112007086436097-pat00028
Is a complex number.

상기 <수학식 1>을 통해 수신신호를 표현하면 하기 <수학식 2>와 같다.The received signal can be expressed by Equation (1).

Figure 112007086436097-pat00029
Figure 112007086436097-pat00029

상기 <수학식 2>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00030
는 스케일링된 수신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00031
은 수신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00032
는 쉬프팅 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00033
은 스트림 개수, 상기
Figure 112007086436097-pat00034
는 총 송신 전력, 상기
Figure 112007086436097-pat00035
는 스케일링된 채널행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00036
는 스케일링된 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00037
은 잡음을 의미한다.In Equation (2) above,
Figure 112007086436097-pat00030
A scaled received signal,
Figure 112007086436097-pat00031
A received signal,
Figure 112007086436097-pat00032
The shifting value,
Figure 112007086436097-pat00033
The number of streams,
Figure 112007086436097-pat00034
Total transmission power,
Figure 112007086436097-pat00035
Is a scaled channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00036
A scaled transmit signal,
Figure 112007086436097-pat00037
Means noise.

격자 감소 기법을 적용하면 상기 <수학식 2>는 하기 <수학식 3>과 같이 표현된다.When the lattice reduction technique is applied, Equation (2) can be expressed as Equation (3) below.

Figure 112007086436097-pat00038
Figure 112007086436097-pat00038

상기 <수학식 3>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00039
는 스케일링된 수신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00040
은 스트림 개수, 상기
Figure 112007086436097-pat00041
는 총 송신 전력, 상기
Figure 112007086436097-pat00042
는 스케일링된 채널행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00043
는 격자 감소 행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00044
는 가판정(tentative decision) 대상 신호, 즉, 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00045
은 잡음을 의미한다. 여기서, 상기
Figure 112007086436097-pat00046
Figure 112007086436097-pat00047
이며, 상기
Figure 112007086436097-pat00048
및 상기
Figure 112007086436097-pat00049
내 모든 원소들의 실수부 및 허수부는 정수이다.In Equation (3) above,
Figure 112007086436097-pat00039
A scaled received signal,
Figure 112007086436097-pat00040
The number of streams,
Figure 112007086436097-pat00041
Total transmission power,
Figure 112007086436097-pat00042
Is a scaled channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00043
A grid reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00044
A tentative decision target signal, that is, a detection target signal by a lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00045
Means noise. Here,
Figure 112007086436097-pat00046
The
Figure 112007086436097-pat00047
, And
Figure 112007086436097-pat00048
And
Figure 112007086436097-pat00049
The real and imaginary parts of all of the elements are integers.

이때, 상기

Figure 112007086436097-pat00050
를 검출한 경우의 오류 확률이 필요하다. 본 발명은 상기
Figure 112007086436097-pat00051
를 검출하기 위한 기법으로서 ZF(Zero Forcing) 검출 기법 또는 SQRD(Sorted QR Decomposition) 검출 기법을 고려하며, 이하 본 발명은 검출 기법에 따라 구분되어 설명된다.At this time,
Figure 112007086436097-pat00050
Error probability is required. The present invention relates to
Figure 112007086436097-pat00051
ZF (Zero Forcing) detection technique or SQRD (Sorted QR Decomposition) detection technique is considered as a technique for detecting the QPSK signal. Hereinafter, the present invention will be described according to the detection technique.

ZF 검출 기법이 사용되는 경우를 설명하면 다음과 같다.The case where the ZF detection technique is used will be described as follows.

상기 격자 감소 기법을 수행한 결과, 격자 감소 행렬이 얻어진다. 이때, 변조방식 조합이 무엇이냐에 따라 서로 다른 유효 채널 행렬이 생성되고, 유효 채널 행렬이 무엇이냐에 따라 서로 다른 격자 감소 행렬이 얻어진다. 이때, 본 발명은 단위 행렬의 형태를 갖는 격자 감소 행렬과 단위 행렬의 형태를 갖지 않는 격자 감소 행렬을 구분하고, 형태에 따라 서로 다른 방식을 적용한다.As a result of performing the lattice reduction technique, a lattice reduction matrix is obtained. At this time, different effective channel matrices are generated depending on the modulation scheme combination, and different lattice reduction matrices are obtained depending on what is the effective channel matrix. At this time, the present invention distinguishes a lattice reduction matrix having the form of a unit matrix and a lattice reduction matrix having no unit matrix form, and applies different schemes according to the type.

먼저, 격자 감소 행렬이 단위 행렬이 아닌 경우를 설명하면 다음과 같다.First, a case where the lattice reduction matrix is not an identity matrix will be described as follows.

격자 감소 행렬이 단위 행렬이 아닌 경우, ZF 검출 기법을 이용하여

Figure 112007086436097-pat00052
를 가판정하면 하기 <수학식 4>와 같다.If the lattice reduction matrix is not a unitary matrix, we use the ZF detection scheme
Figure 112007086436097-pat00052
Is expressed as Equation (4) below.

Figure 112007086436097-pat00053
Figure 112007086436097-pat00053

상기 <수학식 4>에서, 상기

Figure 112008072253146-pat00054
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호의 검출 값, 상기
Figure 112008072253146-pat00055
는 반올림 연산자, 상기
Figure 112008072253146-pat00056
은 스트림 개수, 상기
Figure 112008072253146-pat00057
는 총 송신 전력, 상기
Figure 112008072253146-pat00058
는 격자 감소 행렬, 상기
Figure 112008072253146-pat00059
는 스케일링된 채널행렬, 상기
Figure 112008072253146-pat00060
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호, 상기
Figure 112008072253146-pat00061
은 잡음, 상기
Figure 112008072253146-pat00062
은 유효 잡음을 의미한다. 여기서, 상기
Figure 112008072253146-pat00063
은 가우시안(Guassian) 분포를 따르며, 상기
Figure 112008072253146-pat00064
의 평균은 0, 상기
Figure 112008072253146-pat00065
의 분산은
Figure 112008072253146-pat00066
이다.In Equation (4) above,
Figure 112008072253146-pat00054
The detection value of the detection target signal by the lattice reduction technique,
Figure 112008072253146-pat00055
Is a rounding operator,
Figure 112008072253146-pat00056
The number of streams,
Figure 112008072253146-pat00057
Total transmission power,
Figure 112008072253146-pat00058
A grid reduction matrix,
Figure 112008072253146-pat00059
Is a scaled channel matrix,
Figure 112008072253146-pat00060
A signal to be detected by the lattice reduction technique,
Figure 112008072253146-pat00061
Noise,
Figure 112008072253146-pat00062
Means effective noise. Here,
Figure 112008072253146-pat00063
Is in accordance with the Guassian distribution,
Figure 112008072253146-pat00064
Is 0,
Figure 112008072253146-pat00065
The dispersion of
Figure 112008072253146-pat00066
to be.

상기 <수학식 4>에 나타난 검출 결과에서, 검출 오류에 영향을 미치는 유일한 요소는 유효 잡음이며, 상기 유효 잡음은 하기 <수학식 5>와 같다.In the detection result shown in Equation (4), the only element that affects the detection error is effective noise, and the effective noise is expressed by Equation (5).

Figure 112007086436097-pat00067
Figure 112007086436097-pat00067

상기 <수학식 5>에서, 상기

Figure 112008072253146-pat00068
은 유효 잡음, 상기
Figure 112008072253146-pat00069
은 스트림 개수, 상기
Figure 112008072253146-pat00070
는 총 송신 전력, 상기
Figure 112008072253146-pat00071
는 격자 감소 행렬, 상기
Figure 112008072253146-pat00072
는 스케일링된 채널행렬, 상기
Figure 112008072253146-pat00073
은 잡음을 의미한다. 여기서, 상기
Figure 112008072253146-pat00074
은 가우시안 분포를 따르며, 상기
Figure 112008072253146-pat00075
의 평균은 0, 상기
Figure 112008072253146-pat00076
의 분산은
Figure 112008072253146-pat00077
이다.In Equation (5) above,
Figure 112008072253146-pat00068
Is an effective noise,
Figure 112008072253146-pat00069
The number of streams,
Figure 112008072253146-pat00070
Total transmission power,
Figure 112008072253146-pat00071
A grid reduction matrix,
Figure 112008072253146-pat00072
Is a scaled channel matrix,
Figure 112008072253146-pat00073
Means noise. Here,
Figure 112008072253146-pat00074
Is in accordance with the Gaussian distribution,
Figure 112008072253146-pat00075
Is 0,
Figure 112008072253146-pat00076
The dispersion of
Figure 112008072253146-pat00077
to be.

상기 <수학식 4>를 근거로 송신신호는 하기 <수학식 6>과 같이 결정된다.The transmission signal is determined according to Equation (6) based on Equation (4).

Figure 112007086436097-pat00078
Figure 112007086436097-pat00078

상기 <수학식 6>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00079
는 검출된 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00080
는 격자 감소 행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00081
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00082
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00083
는 반올림 연산자, 상기
Figure 112007086436097-pat00084
는 스케일링된 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00085
은 유효 잡음을 의미한다.In Equation (6) above,
Figure 112007086436097-pat00079
The transmitted signal,
Figure 112007086436097-pat00080
A grid reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00081
The detection value of the detection target signal by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00082
A signal to be detected by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00083
Is a rounding operator,
Figure 112007086436097-pat00084
A scaled transmit signal,
Figure 112007086436097-pat00085
Means effective noise.

송신신호 검출에 대한 오류 확률을 산출하는데 있어서, 송신신호가 내부 성상도 점(interior constellation point)에 있는 경우와 외부 성상도 점(exterior constellation point)에 있는 경우는 구분되어 서로 다른 방식으로 처리된다. 여기서, 상기 외부 성상도 점은 변조방식의 성상도 점들 중 가장 외곽에 위치한 점들을 의미하며, 상기 내부 성상도 점은 상기 외부 성상도 점을 제외한 나머지 점들을 의미한다. 예를 들어, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)과 같이 4개의 성상도 점을 갖는 변조방식의 경우, 스케일링 및 쉬프팅된 성상도 점은 도 2에 도시된 바와 같다. 각 성상도 점을 A(201), B(203), C(205), D(207)이라 할 때, 가장 외곽에 위치한 상기 A(201), 상기 B(203), 상기 C(205), 상기 D(207)는 외부 성상도 점들이다. 이때, 상기 A(201), 상기 B(203), 상기 C(205), 상기 D(207)를 제외한 나머지 성상도 점은 존재하지 않으므로, 상기 QPSK 변조 방식의 경우, 내부 성상도 점은 존재하지 않는다.In calculating the error probability for the transmission signal detection, the case where the transmission signal is at the interior constellation point and the case where the transmission constellation point is at the exterior constellation point are processed in different ways. Here, the external constellation point refers to points located at the outermost among the constellation points of the modulation method, and the constellation point refers to points except for the external constellation point. For example, in the case of a modulation scheme having four constellation points such as Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), the scaling and shifted constellation points are as shown in FIG. (A) 201, B (203), C (205), and C (205) which are located at the outermost positions are referred to as A (201), B D (207) are external constellation points. At this time, since there are no constellation points except for A (201), B (203), C (205) and D (207), in the case of the QPSK modulation scheme, Do not.

먼저, 송신신호가 내부 성상도 점들 중 하나인 경우, k번째 스트림의 검출 오류 확률은 하기 <수학식 7>과 같다.First, if the transmission signal is one of the constellation constellation points, the detection error probability of the k-th stream is given by Equation (7).

Figure 112007086436097-pat00086
Figure 112007086436097-pat00086

상기 <수학식 7>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00087
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00088
는 상기
Figure 112007086436097-pat00089
의 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00090
는 격자 감소 행렬의 k번째 행, 상기
Figure 112007086436097-pat00091
는 반올림 연산자, 상기
Figure 112007086436097-pat00092
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00093
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation (7) above,
Figure 112007086436097-pat00087
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00088
Quot;
Figure 112007086436097-pat00089
The error probability of
Figure 112007086436097-pat00090
Is the kth row of the lattice reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00091
Is a rounding operator,
Figure 112007086436097-pat00092
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00093
Is the probability that event A will occur.

그리고, 송신신호가 외부 성상도 점들 중 하나인 경우, k번째 스트림의 검출 오류 확률은 하기 <수학식 8>과 같다.If the transmitted signal is one of the outer constellation points, the detection error probability of the kth stream is given by Equation (8).

Figure 112007086436097-pat00094
Figure 112007086436097-pat00094

상기 <수학식 8>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00095
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00096
는 상기
Figure 112007086436097-pat00097
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00098
는 k번째 스트림 에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00099
는 격자 감소 행렬의 k번째 행, 상기
Figure 112007086436097-pat00100
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00101
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation (8) above,
Figure 112007086436097-pat00095
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00096
Quot;
Figure 112007086436097-pat00097
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00098
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00099
Is the kth row of the lattice reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00100
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00101
Is the probability that event A will occur.

상기 <수학식 8>에 의하면,

Figure 112007086436097-pat00102
이 가능한 영역의 정수 점(any integer point in feasible region)이 되는 확률이 외부 성상도 점에 대한 k번째 스트림의 검출 성공 확률이다. 여기서, 가능한 영역은 해당 외부 성상도 점을 가장 가까운 외부 성상도 점으로 갖는 외부 성상도 점 외의 정수 점들을 모두 포함하는 영역을 의미한다. 예를 들어, 상기 도 2에서, 점 C(205)의 가능한 영역은 빗금친 영역이다.According to Equation (8) above,
Figure 112007086436097-pat00102
The probability that a certain integer point in feasible region is the probability of detection of the kth stream for the external constellation point. Here, the possible region means an area including all the integer constellation points having the outer constellation point closest to the outer constellation point. For example, in FIG. 2, a possible region of the point C 205 is a hatched region.

상기 <수학식 7> 및 상기 <수학식 8>과 같이, 오류 확률은 송신신호의 위치에 따라 구분되어 계산된다. 이에 따라, k번째 스트림에서 가능한 송신신호들 각각에 대한 검출 오류 확률을 평균화함으로써, k번째 스트림의 검출 오류 확률이 산출된다. 이를 수식으로 표현하면 하기 <수학식 9>와 같다.As shown in Equation (7) and Equation (8), the error probability is calculated according to the position of the transmission signal. Accordingly, the detection error probability of each of the possible transmission signals in the k-th stream is averaged to thereby calculate the detection error probability of the k-th stream. This can be expressed by Equation (9).

Figure 112007086436097-pat00103
Figure 112007086436097-pat00103

상기 <수학식 9>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00104
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00105
는 상기
Figure 112007086436097-pat00106
의 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00107
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00108
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00109
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00110
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 내부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00111
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 외부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00112
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도 내 점의 개수를 의미한다.In Equation (9) above,
Figure 112007086436097-pat00104
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00105
Quot;
Figure 112007086436097-pat00106
The error probability of
Figure 112007086436097-pat00107
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00108
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00109
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00110
Denotes a set of inner constellation points in the constellation of the modulation scheme of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00111
Is a set of external constellation points in the constellation of the modulation method of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00112
Denotes the number of constellation points in the modulation scheme of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination.

상기 k번째 스트림의 검출 오류 확률을 직접 산출하는 것은 매우 난해하다. 따라서, 본 발명은 다음과 같이 상기 k번째 스트림의 검출 성공 확률의 최소 한계(lower boundary)를 산출하고, 상기 k번째 스트림의 검출 성공 확률의 최소 한계를 이용하여 상기 k번째 스트림의 검출 오류 확률의 최대 한계(upper boundary)를 획득한다. It is very difficult to directly calculate the detection error probability of the kth stream. Accordingly, the present invention calculates a lower boundary of the detection success probability of the k-th stream and calculates a detection probability of the k-th stream using the minimum limit of the detection success probability of the k-th stream as follows: Obtain the upper boundary.

먼저, 내부 성상도 점에 대응되는 k번째 스트림의 검출 오류 확률은 하기 <수학식 10>과 같이 표현된다.First, the detection error probability of the k-th stream corresponding to the inner constellation point is expressed by Equation (10).

Figure 112007086436097-pat00113
Figure 112007086436097-pat00113

상기 <수학식 10>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00114
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00115
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00116
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00117
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00118
의 검출 성공 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00119
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00120
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 내부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00121
는 격자 감소 행렬의 k번째 행, 상기
Figure 112007086436097-pat00122
는 반올림 연산자, 상기
Figure 112007086436097-pat00123
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00124
는 사건 A가 일어날 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00125
는 j번째 스트림에 대한 유효 잡음을 의미한다.In Equation (10) above,
Figure 112007086436097-pat00114
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00115
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00116
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00117
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00118
The probability of detection success of
Figure 112007086436097-pat00119
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00120
Denotes a set of inner constellation points in the constellation of the modulation scheme of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00121
Is the kth row of the lattice reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00122
Is a rounding operator,
Figure 112007086436097-pat00123
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00124
Is the probability of occurrence of event A,
Figure 112007086436097-pat00125
Denotes effective noise for the jth stream.

그리고, 외부 성상도 점에 대응되는 k번째 스트림의 검출 성공 확률은 하기 <수학식 11>와 같이 표현된다.The detection success probability of the kth stream corresponding to the external constellation point is expressed by Equation (11) below.

Figure 112007086436097-pat00126
Figure 112007086436097-pat00126

상기 <수학식 11>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00127
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00128
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00129
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00130
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00131
의 검출 성공 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00132
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00133
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 외부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00134
는 격자 감소 행렬의 k번째 행, 상기
Figure 112007086436097-pat00135
는 반올림 연산자, 상기
Figure 112007086436097-pat00136
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00137
은 가능한 l번째 성상도 점, 상기
Figure 112007086436097-pat00138
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation (11) above,
Figure 112007086436097-pat00127
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00128
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00129
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00130
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00131
The probability of detection success of
Figure 112007086436097-pat00132
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00133
Is a set of external constellation points in the constellation of the modulation method of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00134
Is the kth row of the lattice reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00135
Is a rounding operator,
Figure 112007086436097-pat00136
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00137
Is the possible first constellation point,
Figure 112007086436097-pat00138
Is the probability that event A will occur.

상기 <수학식 11>에서, 각 항에 포함된 유효 잡음 성분들 각각은 독립적이 다. 적절한 신호대 잡음비 영역이 고려될 때, 유효 잡음의 분산은 상대적으로 커지고, 유효 잡음 확률 밀도 함수(probablity density funtion)의 곡선은 상대적으로 날카로워진다. 이때, 유효 잡음의 값에 따른 발생 빈도를 살펴보면, 유효 잡음의 값이 클수록 발생 빈도는 낮아진다. 따라서, 높은 발생 빈도를 갖는 유효 잡음의 반올림 값

Figure 112007086436097-pat00139
은 0, ±1, ±j, ±1±j 등 9가지이다. 이와 같이, 유효 잡음의 반올림 값은 9M개의 다양한 값들로 나타나며, 각 값은 가우시안 분포에 따른다. 상기 유효 잡음의 반올림 값들 각각에 대하여, 성공적인 검출 값
Figure 112007086436097-pat00140
이 산출된다. 그리고, 상기 성공적인 검출 값이 가능한 송신신호 영역에 포함되면, 송신신호의 올바른 검출이 수행된다. 즉, 모든 외부 성상도 점에 대응되는 송신신호들의 검출 성공 확률을 평균화함으로써, 외부 성상도 점에 대응되는 k번째 스트림의 검출 성공 확률이 얻어진다.In Equation (11), each effective noise component included in each term is independent. When the appropriate signal-to-noise ratio region is considered, the variance of the effective noise is relatively large, and the curve of the effective noise probability density function is relatively sharp. At this time, as to the frequency of occurrence according to the value of the effective noise, the frequency of occurrence becomes lower as the value of the effective noise is larger. Therefore, the rounding value of effective noise having a high occurrence frequency
Figure 112007086436097-pat00139
There are 9 types such as 0, ± 1, ± j, ± 1 ± j. Thus, the rounded value of the effective noise appears to 9 M of different values, each value to be in accordance with the Gaussian distribution. For each rounded value of the effective noise, a successful detection value
Figure 112007086436097-pat00140
. Then, if the successful detection value is included in the possible transmission signal region, correct detection of the transmission signal is performed. That is, a detection success probability of a kth stream corresponding to an external constellation point is obtained by averaging the detection success probabilities of transmission signals corresponding to all external constellation points.

상기 <수학식 10> 및 상기 <수학식11>을 이용하면, k번째 스트림에 대한 검출 오류 확률의 최대 한계는 하기 <수학식 12>와 같이 표현된다.Using Equation (10) and Equation (11), the maximum limit of the detection error probability for the k-th stream is expressed as Equation (12).

Figure 112007086436097-pat00141
Figure 112007086436097-pat00141

상기 <수학식 12>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00142
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림에 대한 심벌 에러율의 최대 한계, 상기
Figure 112007086436097-pat00143
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도 내 점의 개수, 상기
Figure 112007086436097-pat00144
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00145
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 내부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00146
는 j번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00147
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 외부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00148
는 격자 감소 행렬의 k번째 행, 상기
Figure 112007086436097-pat00149
은 가능한 l번째 성상도 점,상기
Figure 112007086436097-pat00150
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00151
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation (12) above,
Figure 112007086436097-pat00142
Is the maximum limit of the symbol error rate for the kth stream among the combinations of the i < th > modulation scheme,
Figure 112007086436097-pat00143
Is the number of the constellation inner points of the modulation scheme of the kth stream among the i th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00144
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00145
Denotes a set of inner constellation points in the constellation of the modulation scheme of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00146
Is the effective noise for the jth stream,
Figure 112007086436097-pat00147
Is a set of external constellation points in the constellation of the modulation method of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00148
Is the kth row of the lattice reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00149
Is the possible first constellation point,
Figure 112007086436097-pat00150
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00151
Is the probability that event A will occur.

다음으로, 격자 감소 행렬이 단위 행렬인 경우를 설명하면 다음과 같다.Next, a case where the lattice reduction matrix is a unit matrix will be described.

채널 상태가 우수하여 격자 감소 행렬이 단위 행렬인 경우, ZF 검출 기법을 이용하여

Figure 112007086436097-pat00152
를 가판정하면 하기 <수학식 13>와 같다.If the channel state is good and the lattice reduction matrix is a unitary matrix,
Figure 112007086436097-pat00152
The following equation (13) is obtained.

Figure 112007086436097-pat00153
Figure 112007086436097-pat00153

상기 <수학식 13>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00154
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00155
는 총 송신 전력, 상기
Figure 112007086436097-pat00156
은 스트림 개수, 상기
Figure 112007086436097-pat00157
는 스케일링된 채널행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00158
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00159
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00160
는 반올림 연산자를 의미한다.In Equation (13) above,
Figure 112007086436097-pat00154
The detection value of the detection target signal by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00155
Total transmission power,
Figure 112007086436097-pat00156
The number of streams,
Figure 112007086436097-pat00157
Is a scaled channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00158
A signal to be detected by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00159
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00160
Means the rounding operator.

상기 <수학식 13>에 나타난 검출 결과에서, 검출 오류에 영향을 미치는 유일한 요소는 유효 잡음이며, 상기 유효 잡음은 하기 <수학식 14>과 같다.In the detection result shown in Equation (13), the only element that affects the detection error is effective noise, and the effective noise is expressed by Equation (14).

Figure 112007086436097-pat00161
Figure 112007086436097-pat00161

상기 <수학식 14>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00162
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00163
는 총 송신 전력, 상기
Figure 112007086436097-pat00164
은 스트림 개수, 상기
Figure 112007086436097-pat00165
는 스케일링된 채널행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00166
은 잡음을 의미한다.In Equation (14) above,
Figure 112007086436097-pat00162
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00163
Total transmission power,
Figure 112007086436097-pat00164
The number of streams,
Figure 112007086436097-pat00165
Is a scaled channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00166
Means noise.

상기 <수학식 13>를 근거로 송신신호는 하기 <수학식 15>과 같이 검출된다.Based on Equation (13), the transmission signal is detected as Equation (15).

Figure 112007086436097-pat00167
Figure 112007086436097-pat00167

상기 <수학식 15>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00168
는 검출된 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00169
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00170
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00171
는 반올림 연산자, 상기
Figure 112007086436097-pat00172
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00173
는 스케 일링된 송신신호를 의미한다.In Equation (15) above,
Figure 112007086436097-pat00168
The transmitted signal,
Figure 112007086436097-pat00169
The detection value of the detection target signal by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00170
A signal to be detected by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00171
Is a rounding operator,
Figure 112007086436097-pat00172
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00173
Denotes a scaled transmission signal.

이에 따라, 내부 성상도 점에 대응되는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값은 하기 <수학식 16>과 같다.Accordingly, the detection value of the transmission signal for the k-th stream corresponding to the internal constellation point is expressed by Equation (16).

Figure 112007086436097-pat00174
Figure 112007086436097-pat00174

상기 <수학식 16>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00175
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00176
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00177
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00178
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00179
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 내부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00180
는 k번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00181
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation (16) above,
Figure 112007086436097-pat00175
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00176
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00177
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00178
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00179
Denotes a set of inner constellation points in the constellation of the modulation scheme of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00180
Is the effective noise for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00181
Is the probability that event A will occur.

그리고, 외부 성상도 점에 대응되는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값은 하기 <수학식 17>와 같다.The detected value of the transmission signal for the k-th stream corresponding to the external constellation point is represented by Equation (17).

Figure 112007086436097-pat00182
Figure 112007086436097-pat00182

상기 <수학식 17>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00183
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00184
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00185
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00186
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00187
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 외부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00188
는 k번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00189
는 반올림 연산자, 상기
Figure 112007086436097-pat00190
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation (17) above,
Figure 112007086436097-pat00183
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00184
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00185
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00186
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00187
Is a set of external constellation points in the constellation of the modulation method of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00188
Is the effective noise for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00189
Is a rounding operator,
Figure 112007086436097-pat00190
Is the probability that event A will occur.

이때, 상기 <수학식 16>에 포함된 확률 인자는 하기 <수학식 18>과 같이 정의될 수 있다.In this case, the probability factor included in Equation (16) can be defined as Equation (18).

Figure 112007086436097-pat00191
Figure 112007086436097-pat00191

상기 <수학식 18>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00192
는 가우시안 Q 함수, 상기
Figure 112007086436097-pat00193
는 k번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00194
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation 18,
Figure 112007086436097-pat00192
Is a Gaussian Q function,
Figure 112007086436097-pat00193
Is the effective noise for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00194
Is the probability that event A will occur.

상기 <수학식 18>과 같은 정의를 이용하면, 4-QAM 방식을 사용한 경우, 외부 성상도 점에 대응되는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값은 하기 <수학식 19>과 같다.Using the definition as in Equation (18), when the 4-QAM scheme is used, the detection value of the transmission signal for the k-th stream corresponding to the point of external constellation is expressed by Equation (19).

Figure 112007086436097-pat00195
Figure 112007086436097-pat00195

상기 <수학식 19>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00196
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00197
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00198
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00199
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00200
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 외부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00201
는 가우시안 Q 함수, 상기
Figure 112007086436097-pat00202
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation (19) above,
Figure 112007086436097-pat00196
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00197
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00198
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00199
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00200
Is a set of external constellation points in the constellation of the modulation method of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00201
Is a Gaussian Q function,
Figure 112007086436097-pat00202
Is the probability that event A will occur.

또한, 상기 <수학식 18>과 같은 정의를 이용하면, 16-QAM 방식을 사용한 경우, 외부 성상도 점에 대응되는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 오류 확률은 하기 <수학식 20>와 같다.Using the definition as in Equation (18), in the case of using the 16-QAM scheme, the detection error probability of the transmission signal for the kth stream corresponding to the point of external constellation is expressed by Equation (20) .

Figure 112007086436097-pat00203
Figure 112007086436097-pat00203

상기 <수학식 20>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00204
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00205
는 조건 A에서 상기
Figure 112007086436097-pat00206
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00207
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00208
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식의 성상도에서 외부 성상도 점들의 집합, 상기
Figure 112007086436097-pat00209
는 가우시안 Q 함수를 의미한다.In Equation (20) above,
Figure 112007086436097-pat00204
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00205
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112007086436097-pat00206
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00207
Is a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00208
Is a set of external constellation points in the constellation of the modulation method of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00209
Denotes a Gaussian Q function.

상기 <수학식 16>을 이용하여 산출되는 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률과 상기 <수학식 20>를 이용하여 산출되는 외부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 상기 <수학식 9>에 적용하면, 격자 감소 행렬이 단위 행렬인 경우의 검출 오류 확률을 최대 한계가 얻어진다.The detection error probability corresponding to the inner constellation point calculated using Equation (16) and the detection constancy corresponding to the outer constellation point calculated using Equation (20) , A maximum limit of the detection error probability when the lattice reduction matrix is the unit matrix is obtained.

SQRD 검출 기법이 사용되는 경우를 설명하면 다음과 같다.The case where the SQRD detection scheme is used will be described below.

먼저, 유효 채널 행렬은 하기 <수학식 21>과 같이 QR 분해된다.First, the effective channel matrix is QR decomposed as shown in Equation (21).

Figure 112007086436097-pat00210
Figure 112007086436097-pat00210

상기 <수학식 21>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00211
은 스트림 개수, 상기
Figure 112007086436097-pat00212
는 총 송신 전력, 상기
Figure 112007086436097-pat00213
는 스케일링된 채널행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00214
는 격자 감소 행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00215
는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 Q행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00216
는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 R행렬을 의미한다.In Equation 21,
Figure 112007086436097-pat00211
The number of streams,
Figure 112007086436097-pat00212
Total transmission power,
Figure 112007086436097-pat00213
Is a scaled channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00214
A grid reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00215
A Q matrix obtained by QR decomposition of an effective channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00216
Denotes an R matrix obtained as a result of QR decomposition of an effective channel matrix.

이에 따라, 수신 신호는 하기 <수학식 22>와 같이 변형된다.Accordingly, the received signal is transformed as shown in Equation (22).

Figure 112007086436097-pat00217
Figure 112007086436097-pat00217

상기 <수학식 22>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00218
는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 Q행렬의 허미션 행렬과 수신신호를 곱한 행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00219
는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 Q행렬의 허미션(Hermitian) 행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00220
는 수신 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00221
는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 R행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00222
는 격자 감소 기법에 의한 검출 대상 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00223
은 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00224
은 유효 잡음을 의미한다.In Equation 22,
Figure 112007086436097-pat00218
A matrix obtained by multiplying a received signal by a hermetion matrix of a Q matrix obtained as a result of QR decomposition of an effective channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00219
A Hermitian matrix of a Q matrix obtained as a result of QR decomposition of an effective channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00220
A reception signal,
Figure 112007086436097-pat00221
An R matrix obtained by QR decomposition of an effective channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00222
A signal to be detected by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00223
Noise,
Figure 112007086436097-pat00224
Means effective noise.

상기 <수학식 22>와 같이 수신 신호에 Q행렬의 허미션 행렬을 곱함으로써, 검출해야할 신호

Figure 112007086436097-pat00225
가 상삼각행렬(upper triangular matrix)와 곱해진 형태가 되어 간단히 검출될 수 있다.By multiplying the received signal by the hermetian matrix of the Q matrix as in Equation (22), the signal to be detected
Figure 112007086436097-pat00225
Can be simply detected by being multiplied with an upper triangular matrix.

이때, 잡음 성분은 하기 <수학식 23>와 같다.In this case, the noise component is expressed by Equation (23).

Figure 112007086436097-pat00226
Figure 112007086436097-pat00226

상기 <수학식 23>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00227
은 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00228
는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 Q행렬의 허미션 행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00229
은 잡음을 의미한다.In Equation 23,
Figure 112007086436097-pat00227
Is an effective noise,
Figure 112007086436097-pat00228
A hermetion matrix of a Q matrix obtained as a result of QR decomposition of an effective channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00229
Means noise.

상기 <수학식 22>와 같이 변형된 수신 신호로부터, 하기 <수학식 24>과 같이

Figure 112007086436097-pat00230
가 얻어된다.From the modified received signal as in Equation (22), Equation (24)
Figure 112007086436097-pat00230
Is obtained.

Figure 112007086436097-pat00231
Figure 112007086436097-pat00231

상기 <수학식 24>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00232
는 격자 감소 기법에 의한 k번째 스트림에 대한 검출 대상 신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00233
는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 Q행렬의 허미션 행렬과 수신신호를 곱한 행렬의 k번째 스트림에 대응되는 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00234
는 유효 채널 행렬을 QR 분해한 결과 얻어지는 R행렬의 j행k열 원소, 상기
Figure 112007086436097-pat00235
는 격자 감소 기법에 의한 k번째 스트림에 대한 검출 대상 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00236
는 k번째 스트림에 대한 유효 잡음을 의미한다.In Equation 24,
Figure 112007086436097-pat00232
The detection value of the detection target signal for the k < th > stream by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00233
A signal corresponding to a k-th stream of a matrix obtained by multiplying a received signal by a hermetion matrix of a Q matrix obtained as a result of QR decomposition of an effective channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00234
K column element of the R matrix obtained as a result of QR decomposition of the effective channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00235
Is a detection target signal for the k &lt; th &gt; stream by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00236
Denotes an effective noise for the k-th stream.

완벽한 간섭 제거가 수행된다고 가정하면, 상기 <수학식 24>은 하기 <수학식 25>과 같이 간략하게 표현된다.Assuming that perfect interference cancellation is performed, Equation (24) is simplified as Equation (25).

Figure 112007086436097-pat00237
Figure 112007086436097-pat00237

상기 <수학식 25>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00238
는 격자 감소 기법에 의한 k번째 스트림에 대한 검출 대상 신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00239
는 유효 채널 행렬을 QR 분해한 결과 얻어지는 R행렬의 k행k열 원소, 상기
Figure 112007086436097-pat00240
는 격자 감소 기법에 의한 k번째 스트림에 대한 검출 대상 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00241
는 k번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00242
는 k번째 스트림에 대한 2차 유효 잡음을 의미한다.In Equation 25,
Figure 112007086436097-pat00238
The detection value of the detection target signal for the k < th > stream by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00239
K column k column element of the R matrix obtained as a result of QR decomposition of the effective channel matrix,
Figure 112007086436097-pat00240
Is a detection target signal for the k &lt; th &gt; stream by the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00241
Is the effective noise for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00242
Denotes a second-order effective noise for the k-th stream.

이때, 검출 오류에 영향을 미치는 잡음 성분은 하기 <수학식 26>과 같다.At this time, the noise component affecting the detection error is expressed by Equation (26).

Figure 112007086436097-pat00243
Figure 112007086436097-pat00243

상기 <수학식 26>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00244
는 k번째 스트림에 대한 2차 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00245
는 평균이 a이고 분산이 b인 가우시안 분포, 상기
Figure 112007086436097-pat00246
는 잡음 전력, 상 기
Figure 112007086436097-pat00247
는 유효 채널 행렬을 QR 분해한 결과 얻어지는 R행렬의 k행k열 원소를 의미한다.In Equation 26,
Figure 112007086436097-pat00244
Is the second-order effective noise for the k-th stream,
Figure 112007086436097-pat00245
A Gaussian distribution with mean a and variance b,
Figure 112007086436097-pat00246
Is the noise power,
Figure 112007086436097-pat00247
Denotes the k-th row k-th column of the R matrix obtained as a result of QR decomposition of the effective channel matrix.

그리고, 송신신호는 하기 <수학식 27>와 같이 검출된다.Then, the transmission signal is detected as shown in Equation (27) below.

Figure 112007086436097-pat00248
Figure 112007086436097-pat00248

상기 <수학식 27>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00249
는 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00250
는 격자 감소 행렬, 상기
Figure 112007086436097-pat00251
는 격자 감소 기법에 따른 검출 대상 신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00252
는 격자 감소 기법에 따른 검출 대상 신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00253
은 2차 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00254
는 송신신호를 의미한다.In Equation 27,
Figure 112007086436097-pat00249
A detection value of a transmission signal,
Figure 112007086436097-pat00250
A grid reduction matrix,
Figure 112007086436097-pat00251
The detection value of the detection target signal according to the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00252
A detection target signal according to the lattice reduction technique,
Figure 112007086436097-pat00253
Is the second effective noise,
Figure 112007086436097-pat00254
Denotes a transmission signal.

격자 감소 행렬이 단위 행렬이 아닌 경우, k번째 스트림의 검출 성공 확률의 최소 한계는 하기 <수학식 28>과 같다.If the lattice reduction matrix is not an identity matrix, the minimum limit of detection probability of the kth stream is given by Equation (28).

Figure 112007086436097-pat00255
Figure 112007086436097-pat00255

상기 <수학식 28>에 있어서, 상기

Figure 112008072253146-pat00256
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출값, 상기
Figure 112008072253146-pat00257
는 상기
Figure 112008072253146-pat00258
의 검출 성공 확률, 상기
Figure 112008072253146-pat00259
는 격자 감소 행렬의 k번째 행, 상기
Figure 112008072253146-pat00260
는 간섭 제거된 j번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112008072253146-pat00261
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation 28,
Figure 112008072253146-pat00256
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112008072253146-pat00257
Quot;
Figure 112008072253146-pat00258
The probability of detection success of
Figure 112008072253146-pat00259
Is the kth row of the lattice reduction matrix,
Figure 112008072253146-pat00260
&Lt; / RTI &gt; is the effective noise for the j &lt;
Figure 112008072253146-pat00261
Is the probability that event A will occur.

상기 <수학식 28>을 이용하면, k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값의 최대 한계는 하기 <수학식 29>과 같이 표현된다.Using Equation (28), the maximum limit of the detection value of the transmission signal for the k-th stream is expressed by Equation (29).

Figure 112007086436097-pat00262
Figure 112007086436097-pat00262

상기 <수학식 29>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00263
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00264
Figure 112007086436097-pat00265
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00266
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00267
는 상기
Figure 112007086436097-pat00268
의 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00269
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 변조방식을 적용한 k번째 스트림의 신호대 잡음비 최대 한계, 상기
Figure 112007086436097-pat00270
는 간섭 제거된 j번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00271
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation 29,
Figure 112007086436097-pat00263
Is a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00264
The
Figure 112007086436097-pat00265
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00266
Is a detection value of a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00267
Quot;
Figure 112007086436097-pat00268
The error probability of
Figure 112007086436097-pat00269
The maximum signal-to-noise ratio limit of the k-th stream to which the k-th modulation scheme is applied in the i-th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00270
&Lt; / RTI &gt; is the effective noise for the j &lt;
Figure 112007086436097-pat00271
Is the probability that event A will occur.

격자 감소 행렬이 단위 행렬인 경우, k번째 스트림의 검출 성공 확률의 최소 한계는 하기 <수학식 30>와 같다.If the lattice reduction matrix is a unitary matrix, the minimum limit of the probability of detection of the kth stream is given by Equation (30).

Figure 112007086436097-pat00272
Figure 112007086436097-pat00272

상기 <수학식 30>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00273
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00274
는 상기
Figure 112007086436097-pat00275
의 검출 성공 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00276
는 간섭 제거된 j번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00277
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation (30) above,
Figure 112007086436097-pat00273
Is a detection value of a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00274
Quot;
Figure 112007086436097-pat00275
The probability of detection success of
Figure 112007086436097-pat00276
&Lt; / RTI &gt; is the effective noise for the j &lt;
Figure 112007086436097-pat00277
Is the probability that event A will occur.

상기 <수학식 30>를 이용하면, k번째 스트림의 검출 오류 확률의 최대 한계는 하기 <수학식 31>과 같이 표현된다.Using Equation (30), the maximum limit of the detection error probability of the kth stream is expressed by Equation (31).

Figure 112007086436097-pat00278
Figure 112007086436097-pat00278

상기 <수학식 31>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00279
는 k번째 스트림에 대한 송신신호, 상기
Figure 112007086436097-pat00280
Figure 112007086436097-pat00281
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00282
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00283
는 상기
Figure 112007086436097-pat00284
의 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00285
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 변조방식을 적용한 k번째 스트림의 신호대 잡음 비 최대 한계, 상기
Figure 112007086436097-pat00286
는 간섭 제거된 j번째 스트림에 대한 유효 잡음, 상기
Figure 112007086436097-pat00287
는 사건 A가 일어날 확률을 의미한다.In Equation 31,
Figure 112007086436097-pat00279
Is a transmission signal for the k < th > stream,
Figure 112007086436097-pat00280
The
Figure 112007086436097-pat00281
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00282
Is a detection value of a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00283
Quot;
Figure 112007086436097-pat00284
The error probability of
Figure 112007086436097-pat00285
The maximum signal-to-noise ratio limit of the k-th stream applying the k-th modulation scheme among the combinations of the i-th modulation scheme,
Figure 112007086436097-pat00286
&Lt; / RTI &gt; is the effective noise for the j &lt;
Figure 112007086436097-pat00287
Is the probability that event A will occur.

상술한 바와 같이 ZF 검출 기법 또는 SQRD 검출 기법에 따라 k번째 스트림의 검출 오류 확률의 최대 한계가 산출되면, k번째 스트림의 검출 오류 확률의 최대 한계를 이용하여 k번째 스트림의 유효 신호대 간섭 및 잡음비가 하기 <수학식 32>과 같이 계산된다.As described above, if the maximum limit of the detection error probability of the kth stream is calculated according to the ZF detection scheme or the SQRD detection scheme, the effective signal band interference and noise ratio of the kth stream is calculated using the maximum limit of the detection error probability of the kth stream (32) < EMI ID = 32.0 >

Figure 112007086436097-pat00288
Figure 112007086436097-pat00288

상기 <수학식 32>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00289
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 유효 신호대 간섭 및 잡음비, 상기
Figure 112007086436097-pat00290
는 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환하는 함수, 상기
Figure 112007086436097-pat00291
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림에 대한 심벌 에러율의 최대 한계, 상기
Figure 112007086436097-pat00292
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식을 의미한다.In Equation 32,
Figure 112007086436097-pat00289
The effective signal band interference and noise ratio of the kth stream among the i th modulation scheme combination,
Figure 112007086436097-pat00290
A function for converting the symbol error rate to the signal-to-interference and noise ratio,
Figure 112007086436097-pat00291
Is the maximum limit of the symbol error rate for the kth stream among the combinations of the i < th > modulation scheme,
Figure 112007086436097-pat00292
Denotes the modulation scheme of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination.

상기 <수학식 32>에 나타난 역함수는 변조방식에 따라 다르며, 예를 들면, 하기 <수학식 33>과 같다.The inverse function represented by Equation (32) differs depending on the modulation method, and is expressed by Equation (33), for example.

Figure 112007086436097-pat00293
Figure 112007086436097-pat00293

상기 <수학식 33>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00294
는 변조방식이 mod인 k번째 스트림의 유효 신호대 간섭 및 잡음비, 상기
Figure 112007086436097-pat00295
는 가우시안 Q 함수의 역함수, 상기
Figure 112007086436097-pat00296
는 변조방식이 mod인 k번째 스트림에 대한 심벌 에러율의 최대 한계를 의미한다.In Equation 33,
Figure 112007086436097-pat00294
The effective signal-to-noise and noise ratio of the k-th stream whose modulation scheme is mod,
Figure 112007086436097-pat00295
Is the inverse of the Gaussian Q function,
Figure 112007086436097-pat00296
Denotes the maximum limit of the symbol error rate for the k < th > stream whose modulation scheme is mod.

가능한 변조방식 조합들 각각에 대해, 상술한 바와 같이 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비가 산출된 후, 하나의 변조방식 조합에 대한 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비가 최종 채널 품질 정보로 결정된다. 먼저, 변조방식의 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하지 못하는 변조방식 조합은 후보에서 제외된다. 예를 들어, n번째 변조방식 조합 중 m번째 스트림의 변조방식이 4-QAM(Quadreture Amplitude Modulation)이고, 상기 4-QAM의 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비가 14.6dB일 경우, 산출된 신호대 간섭 및 잡음비가 14.6dB보다 작으면, 상기 n번째 변조방식 조합은 후보에서 제외된다. 이후, 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하는 변조방식 조합들 중 가장 높은 합 전송률(sum rate)를 갖는 변조방식 조합의 신호대 간섭 및 잡음비가 최종 채널 품질 정보로 결정된다.For each possible combination of modulation schemes, the signal-to-interference and noise ratio for each stream is calculated as described above, and then the signal-to-interference and noise ratio for each modulation scheme combination is determined as the final channel quality information. First, the combination of modulation schemes that do not satisfy the minimum required signal-to-interference and noise ratio of the modulation scheme is excluded from the candidate. For example, if the modulation scheme of the mth stream among the nth modulation scheme combination is 4-QAM (Quadreture Amplitude Modulation) and the minimum required signal-to-noise and interference ratio of the 4-QAM is 14.6 dB, the calculated signal- Is less than 14.6 dB, the nth modulation scheme combination is excluded from the candidate. Then, the signal-to-interference and noise ratio of the modulation scheme combination having the highest sum rate among the modulation scheme combinations satisfying the minimum required signal-to-interference and noise ratio is determined as the final channel quality information.

이하 본 발명은 상술한 바와 같이 채널 품질 정보를 생성하는 수신단의 구성 및 동작 절차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as to the structure and operation procedure of a receiving terminal for generating channel quality information as described above.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다.3 is a block diagram of a receiving end in a MIMO wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수신단은 다수의 RF(Radio Frequency)수신기들(302-1 내지 302-N), MIMO검출기(304), 채널추정기(306), CQI생성기(308)를 포함하여 구성된다.3, the receiver includes a plurality of RF (Radio Frequency) receivers 302-1 to 302-N, a MIMO detector 304, a channel estimator 306, and a CQI generator 308 .

상기 다수의 RF수신기들(302-1 내지 302-N) 각각은 대응되는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 상기 MIMO검출기(304)는 상기 다수의 RF수신기들(302-1 내지 302-N)로부터 제공되는 수신신호로부터 스트림별 송신신호를 검출한다. 이때, 상기 MIMO검출기(304)의 검출 방식은 본 발명의 실시 예에 따라달라지며, 예를 들어, ML(Maximum Likelihood) 검출 기법, 격자 감소 활용 검출 기법, MMSE-OSIC(Minimum Mean Square Error-Ordered Successive Interference Cancellation) 검출 기법 등이 사용된다. 상기 채널추정기(306)는 파일럿 신호와 같이 미리 약속된 신호를 이용하여 송신단과의 안테나별 채널을 추정한다. Each of the plurality of RF receivers 302-1 to 302-N converts an RF band signal received through a corresponding antenna into a baseband signal. The MIMO detector 304 detects stream-by-stream transmission signals from the reception signals provided from the plurality of RF receivers 302-1 to 302-N. For example, the maximum likelihood (ML) detection method, the lattice reduction utilization detection method, the Minimum Mean Square Error-Ordered (MMSE-OSIC) method, and the MIMO- Successive Interference Cancellation) detection technique is used. The channel estimator 306 estimates a channel for each antenna with a transmitter using a predetermined signal such as a pilot signal.

상기 CQI생성기(308)는 상기 채널추정기(306)로부터 제공되는 채널 정보를 이용하여 스트림별 채널 품질 정보를 생성한다. 다시 말해, 상기 CQI생성기(308)는 격자 감소 기법을 이용하여 스트림별 오류 성분을 도출함으로써, 스트림별 채널 품 질 정보를 생성한다. 여기서, 상기 채널 품질 정보는 신호대 간섭 및 잡음비를 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 CQI생성기(308)는 채널변형기(402), LR연산기(404), 분류기(406), 제1SER산출기(408), 제2SER산출기(410), SINR변환기(412), 전송률합산기(414), CQI결정기(416)를 포함하여 구성된다.The CQI generator 308 generates channel quality information for each stream using the channel information provided from the channel estimator 306. In other words, the CQI generator 308 derives an error component for each stream using a lattice reduction technique, thereby generating channel quality information for each stream. Here, the channel quality information indicates a signal-to-interference and noise ratio. 4, the CQI generator 308 includes a channel transformer 402, an LR operator 404, a classifier 406, a first SER calculator 408, a second SER calculator 410, a SINR transformer A rate calculator 412, a rate adder 414, and a CQI determiner 416.

상기 채널변형기(402)는 가능한 변조방식 조합들의 목록을 생성하고, 변조방식 조합들 각각에 따라 상기 채널추정기(306)로부터 제공되는 채널행렬을 스케일링한다. 다시 말해, 상기 채널변형기(402)는 상기 채널행렬의 각 열에 대응되는 각 스트림별 변조방식의 성상도 내의 인접한 점들간 거리를 '1'로 만드는 스케일링 값을 확인하고, 상기 스케일링 값에 따라 상기 <수학식 1>과 같이 채널행렬을 스케일링한다. 이로 인해, 상기 가능한 변조방식 조합들 각각에 대응되는 스케일링된 채널행렬들이 생성된다.The channel transformer 402 generates a list of possible modulation scheme combinations and scales the channel matrix provided from the channel estimator 306 according to each of the modulation scheme combinations. In other words, the channel transformer 402 identifies a scaling value that makes the distance between adjacent points in the constellation of the modulation scheme for each stream corresponding to each column of the channel matrix to be '1' The channel matrix is scaled as shown in Equation (1). This produces scaled channel matrices corresponding to each of the possible modulation scheme combinations.

상기 LR연산기(404)는 격자 감소 기법을 통해 각 스케일링된 채널행렬에 대응되는 격자 감소 행렬(

Figure 112007086436097-pat00297
)들을 생성한다. 상기 격자 감소 행렬은 자신 및 자신의 역행렬 내 모든 원소들의 실수부 및 허수부가 정수인 행렬이며, 채널행렬에 따라 다르게 산출된다. 상기 격자 감소 행렬을 생성하는 상세한 과정은 다수의 선행된 연구들을 통해 공개되어 있으며, 다양한 방식들 중 어떠한 방식을 사용하더라도 본 발명의 요지에 어긋나지 않으므로, 본 발명은 이에 대한 설명은 생략한다. 예를 들어, 상기 격자 감소 행렬을 생성하는 과정은 논문 「H.Yao and G.W.Wornell,"lattice-reduction-aided detectors for MIMO communication systems," IEEE Proc.GLOBECOM 2002, vol.1, pp.424-428, Nov.2002」 및 논문 「 Y.H.Gan and W.H.Mow,"Complex lattice reduction algorithms for low-complexity MIMO detection," IEEE Proc.GLOBECOM 2005, vol.5, pp.2953-2957, Nov.2005」에 나타나 있다.The LR operator 404 multiplies a grid reduction matrix (corresponding to each scaled channel matrix)
Figure 112007086436097-pat00297
). The lattice reduction matrix is a matrix whose real part and imaginary part are integers of all the elements in itself and its inverse matrix, and is calculated differently according to the channel matrix. The detailed process of generating the lattice reduction matrix is disclosed through a number of previous studies, and any method of any of the various schemes is not contradicted by the gist of the present invention, so that the description of the present invention will be omitted. For example, the process of generating the lattice reduction matrix is described in H. Yao and GW Wornell, " lattice-reduction-aided detectors for MIMO communication systems, "IEEE Proc. GLOBECOM 2002, vol. 1, pp. 424-428, Nov.2002 "and the paper" YHGan and WHMow, "Complex lattice reduction algorithms for low-complexity MIMO detection, IEEE Proc. GLOBECOM 2005, vol.5, pp.2953-2957, Nov.2005.

상기 분류기(406)는 각 변조방식 조합에 대응되는 격자 감소 행렬들을 대상으로 단위 행렬인지 여부를 확인한다. 만일, 격자 감소 행렬이 단위 행렬인 경우, 상기 분류기(406)는 해당 변조방식 조합의 정보를 상기 제1SER산출기(408)로 출력한다. 반면, 격자 감소 행렬이 단위 행렬이 아닌 경우, 상기 분류기(406)는 해당 변조방식 조합의 정보를 상기 제2SER산출기(410)로 출력한다.The classifier 406 confirms whether the matrix is the unit matrix for the lattice reduction matrices corresponding to the respective modulation scheme combinations. If the lattice reduction matrix is a unitary matrix, the classifier 406 outputs the information of the combination of the modulation schemes to the first SER calculator 408. On the other hand, if the lattice reduction matrix is not a unit matrix, the classifier 406 outputs information on the combination of the modulation schemes to the second SER calculator 410.

상기 제1SER산출기(408)는 단위 행렬인 경우를 위한 제1방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 이때, 신호 검출을 위해 사용되는 검출 기법에 따라 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 방식이 달라진다. The first SER calculator 408 calculates a maximum limit of a symbol error rate per stream according to a first scheme for the unit matrix case. At this time, a method of calculating the maximum limit of the symbol error rate per stream is changed according to a detection technique used for signal detection.

먼저, ZF 검출 기법이 사용되는 경우, 하나의 스트림을 기준으로 상기 제1SER산출기(408)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 상기 제1SER산출기(408)는 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림에 대해 내부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률 및 외부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 산출한다, 그리고, 상기 제1SER산출기(408)는 상기 검출 오류 확률들을 합산하고, 상기 대상 스트림에 대응되는 변조방식의 성상도 점 개수로 나눔으로써, 상기 대상 스트림의 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 이때, 대상 스트림에 내부 성상도 점이 존재하지 않는 경우, 상기 제1SER산출기(408)는 상기 대상 스트림에 대한 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 산출하지 않는다. 여기서, 상기 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률은 1에서 상기 대상 스트림에 대한 유효 잡음의 반올림 값이 0일 확률을 감산함으로써 산출되며, 예를 들어, 상기 <수학식 16>과 같이 산출된다. 그리고, 상기 외부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률은 1에서 송신신호와 유효 잡음의 합이 가능한 영역 내의 정수 점일 확률을 감산함으로써 산출되며, 예를 들어, 상기 <수학식 17>와 같이 산출된다. 그리고, 상기 대상 스트림의 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 12>와 같이 산출된다.First, when the ZF detection scheme is used, the operation of the first SER calculator 408 based on one stream will be described. The first SER calculator 408 calculates a detection error probability corresponding to an internal constellation diagram and a detection error probability corresponding to an external constellation diagram for a target stream for which a symbol error rate is to be determined, The 1SER calculator 408 calculates the maximum limit of the symbol error rate of the target stream by summing the detection error probabilities and dividing by the number of constellation points of the modulation scheme corresponding to the target stream. At this time, when there is no internal constellation point in the target stream, the first SER calculator 408 does not calculate the detection error probability corresponding to the internal constellation diagram for the target stream. Here, the detection error probability corresponding to the inner constellation point is calculated by subtracting the probability that the rounding value of the effective noise for the target stream is 0 from 1, for example, as shown in Equation (16) . The detection error probability for each stream corresponding to the external constellation point is calculated by subtracting the probability that the sum of the transmission signal and the effective noise is within an area in which the sum of the transmission signal and the effective noise is 1 and for example, . The maximum limit of the symbol error rate of the target stream is calculated by Equation (12).

다음으로, SQRD 검출 기법이 사용되는 경우, 하나의 스트림을 기준으로 상기 제1SER산출기(408)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 상기 제1SER산출기(408)는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 R행렬을 이용하여 2차 유효 잡음을 산출한 후, 1에서 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림 및 상기 대상 스트림에 의해 간섭받는 스트림들 모두에 대한 상기 2차 유효 잡음이 0일 확률을 감산함으로써, 상기 대상 스트림의 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 여기서, 상기 2차 유효 잡음은 유효 잡음을 상기 R행렬의 대각 원소로 나눈 것으로, 예를 들어, k번째 스트림에 대한 유효 잡음은 k번째 스트림에 대한 유효 잡음을 상기 R행렬의 k행k열 원소로 나눈 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 30> 및 상기 <수학식 31>과 같이 산출된다.Next, when the SQRD detection scheme is used, the operation of the first SER calculator 408 based on one stream will be described as follows. The first SER calculator 408 calculates a second effective noise using the R matrix obtained by QR decomposition of the effective channel matrix and then calculates a second effective noise using a target stream to be searched for at 1 and a target stream to be interfered The maximum limit of the symbol error rate of the target stream is calculated by subtracting the probability that the secondary effective noise is 0 for all of the streams. For example, the effective noise for the k-th stream is obtained by multiplying the effective noise for the k-th stream by the k-th row k-th row element of the R matrix . For example, the maximum limit of the symbol error rate per stream is calculated according to Equation (30) and Equation (31).

상기 제2SER산출기(410)는 단위 행렬이 아닌 경우를 위한 제2방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 이때, 신호 검출을 위해 사용되는 검출 기법에 따라 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 방식이 달라진다. The second SER calculator 410 calculates a maximum limit of a symbol error rate per stream according to a second scheme for a case where the non-unit matrix is not used. At this time, a method of calculating the maximum limit of the symbol error rate per stream is changed according to a detection technique used for signal detection.

먼저, ZF 검출 기법이 사용되는 경우, 하나의 스트림을 기준으로 상기 제2SER산출기(410)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 상기 제2SER산출기(410)는 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림에 대해 내부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률 및 외부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 산출한다. 그리고, 상기 제2SER산출기(410)는 상기 검출 오류 확률들을 합산하고, 상기 대상 스트림에 대응되는 변조방식의 성상도 점 개수로 나눔으로써, 상기 대상 스트림의 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 이때, 대상 스트림에 내부 성상도 점이 존재하지 않는 경우, 상기 제2SER산출기(410)는 상기 대상 스트림에 대한 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 산출하지 않는다. 여기서, 상기 내부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률은 1에서 모든 스트림들에 대한 유효 잡음의 반올림 값들이 0일 확률을 감산함으로써 산출되며, 예를 들어, 상기 <수학식 10>과 같이 산출된다. 그리고, 상기 외부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률은 1에서 유효 잡음의 반올림 값과 격자 감소 행렬에서 상기 대상 스트림과 대응되는 행의 곱 및 송신신호의 합이 가능한 영역 내의 정수 점들 중 하나일 확률을 감산함으로써 산출되며, 예를 들어, 상기 <수학식 11>과 같이 산출된다. 그리고, 상기 대상 스트림의 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 12>와 같이 산출된다.First, when the ZF detection scheme is used, the operation of the second SER calculator 410 based on one stream will be described as follows. The second SER calculator 410 calculates a detection error probability corresponding to an internal constellation point and a detection error probability corresponding to an external constellation point for a target stream for which a symbol error rate is to be calculated. The second SER calculator 410 calculates the maximum limit of the symbol error rate of the target stream by summing the detection error probabilities and dividing by the number of constellation points of the modulation scheme corresponding to the target stream. At this time, if there is no internal constellation point in the target stream, the second SET calculator 410 does not calculate the detection error probability corresponding to the internal constellation diagram for the target stream. Here, the detection error probability for each stream corresponding to the inner constellation point is calculated by subtracting the probability that the rounding values of the effective noise for all the streams are 0 at 1, and for example, as shown in Equation (10) . The detection error probability for each stream corresponding to the external constellation point is 1, one of the integer points in the area where the sum of the rounding of the effective noise and the product of the row corresponding to the object stream and the transmission signal in the lattice reduction matrix is Is calculated by subtracting the probability of occurrence, for example, from Equation (11). The maximum limit of the symbol error rate of the target stream is calculated by Equation (12).

다음으로, SQRD 검출 기법이 사용되는 경우, 하나의 스트림을 기준으로 상기 제2SER산출기(410)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 상기 제2SER산출기(410)는 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 R행렬을 이용하여 2차 유효 잡음을 산출한 후, 1에서 모든 스트림들에 대한 상기 2차 유효 잡음들이 0일 확률을 감산함으로써, 상기 대상 스트림의 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 여기서, 상기 2차 유효 잡음은 유효 잡음을 상기 R행렬의 대각 원소로 나눈 것으로, 예를 들어, k번째 스트림에 대한 유효 잡음은 k번째 스트림에 대한 유효 잡음을 상기 R행렬의 k행k열 원소로 나눈 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 대상 스트림의 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 29>과 같이 산출된다.Next, when the SQRD detection scheme is used, the operation of the second SER calculator 410 based on one stream will be described as follows. The second SER calculator 410 calculates the secondary effective noise using the R matrix obtained by QR decomposition of the effective channel matrix, and then subtracts the probability that the secondary effective noise for all the streams is 0 at 1 Thereby calculating the maximum limit of the symbol error rate of the target stream. For example, the effective noise for the k-th stream is obtained by multiplying the effective noise for the k-th stream by the k-th row k-th row element of the R matrix . For example, the maximum limit of the symbol error rate of the target stream is calculated as Equation (29).

상기 SINR변환기(412)는 상기 제1SER산출기(408) 및 상기 제2SER산출기(410)에 의해 산출된 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환한다. 상기 신호대 간섭 및 잡음비로의 변환은 변조방식에 따라 다르게 수행된다. 예를 들어, 변조방식이 4-QAM 또는 16-QAM인 경우, 상기 신호대 간섭 및 잡음비로의 변환은 상기 <수학식 11>에 나타난 수식 중 하나를 통해 수행된다. 상기 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환하는 수식은 널리 알려진 수식이기 때문에, 다른 변조방식의 경우 에 대한 수식의 설명은 생략한다.The SINR converter 412 converts a symbol error rate calculated by the first SER calculator 408 and the second SER calculator 410 into a signal-to-interference and noise ratio. The conversion to the signal-to-interference and noise ratio is performed differently depending on the modulation method. For example, when the modulation scheme is 4-QAM or 16-QAM, the conversion to the signal-to-interference and noise ratio is performed through one of the equations shown in Equation (11). Since the equation for converting the symbol error rate to the signal-to-interference and noise ratio is a well-known equation, the description of the equation for the other modulation schemes is omitted.

상기 전송률합산기(414)는 각 변조방식 조합의 스트림 전송률 합을 산출한다. 이때, 상기 전송률합산기(414)는 임계값보다 낮은 신호대 간섭 및 잡음비를 갖는 스트림의 전송률을 0으로 설정한다. 예를 들어, i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식이 m, 상기 SINR변환기(412)에 의해 생성된 k번째 스트림의 신호대 간섭 및 잡음비가 A[dB], 변조방식 m을 사용하기 위해 요구되는 신호대 간섭 및 잡음비의 임계치가 B[dB]라 하면, 상기 A[dB]가 상기 B[dB]보다 작은 경우, 상기 전송률합산기(414)는 상기 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 전송률을 0으로 설정한다.The rate adder 414 calculates a stream rate sum of each modulation scheme combination. At this time, the rate adder 414 sets the rate of a stream having a signal-to-interference and noise ratio lower than a threshold value to zero. For example, if the modulation scheme of the k-th stream is m, the signal-to-interference and noise ratio of the k-th stream generated by the SINR converter 412 is A [dB], and the modulation scheme m is used If the required signal-to-interference and noise ratio threshold is B [dB], if the A [dB] is less than the B [dB], the rate adder 414 multiplies the kth stream among the i- Set the transmission rate to zero.

상기 CQI결정기(416)는 상기 전송률합산기(414)에 의해 산출된 변조방식 조합들 각각의 스트림별 전송률 합을 이용하여, 최종 채널 품질 정보를 결정한다. 즉, 상기 CQI결정기(416)는 중 가장 높은 전송률 합을 갖는 변조방식 조합의 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 채널 품질 정보로 결정한다.The CQI determiner 416 determines the final channel quality information using a sum rate for each stream of the modulation scheme combinations calculated by the rate adder 414. That is, the CQI determiner 416 determines the signal-to-interference and noise-ratio set of the modulation scheme combination having the highest sum of the transmission rates as the final channel quality information.

상술한 구성을 통해 생성된 스트림별 채널 품질 정보는 송신단으로 피드백되어 상기 송신단의 스케줄링 및 송신신호 변조방식 결정에 사용된다. 하지만, 상술한 구성을 통해 스트림별 채널 품질 정보를 생성하는 과정에서 변조방식도 동시에 결정되므로, 변조방식 정보가 직접 피드백될 수도 있다. 따라서, 미 도시되었지만, 상기 수신단은 송신단으로 피드백 정보를 송신하는 피드백송신기를 더 포함하여, 상기 피드백송신기는 상기 스트림별 채널 품질 정보 또는 변조방식 정보를 송신단으로 송신한다.The channel quality information for each stream generated through the above-described configuration is fed back to the transmitting end to be used for scheduling of the transmitting end and determination of the transmission signal modulation scheme. However, since the modulation scheme is simultaneously determined in the process of generating the channel quality information for each stream through the above-described configuration, the modulation scheme information may be directly fed back. Therefore, although not shown, the receiving end further includes a feedback transmitter for transmitting feedback information to the transmitting end, and the feedback transmitter transmits the stream-based channel quality information or modulation scheme information to the transmitting end.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단의 스트림별 채널 품질 정보 생성 절차를 도시하고 있다.FIG. 5 illustrates a process of generating channel quality information for each stream of a receiver in a MIMO wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 5를 참조하면, 상기 수신단은 501단계에서 가능한 변조방식 조합들의 목록을 생성한다. 이어지는 단계들을 통해, 상기 가능한 변조방식 조합들 각각에 대응되는 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비가 생성된다.Referring to FIG. 5, the receiver generates a list of possible modulation scheme combinations in step 501. Through subsequent steps, a signal-to-noise and signal-to-noise ratio corresponding to each of the possible modulation scheme combinations is generated.

상기 가능한 변조방식 조합들의 목록을 생성한 후, 상기 수신단은 503단계로 진행하여 i번째 변조방식 조합의 채널행렬을 스케일링한다. 본 절차 시작 시 상기 변수 i는 1로 초기화된다.After generating the list of possible modulation scheme combinations, the receiver proceeds to step 503 and scales the channel matrix of the i-th modulation scheme combination. At the start of this procedure, the variable i is initialized to one.

상기 채널행렬을 스케일링한 후, 상기 수신단은 505단계로 진행하여 격자 감소 기법을 통해 스케일링된 채널행렬에 대응되는 격자 감소 행렬(

Figure 112007086436097-pat00298
)을 생성한다. 상기 격자 감소 행렬은 자신 및 자신의 역행렬 내 모든 원소들의 실수부 및 허수부가 정수인 행렬이며, 채널행렬에 따라 다르게 산출된다. 상기 격자 감소 행렬을 생성하는 상세한 과정은 다수의 선행된 연구들을 통해 공개되어 있으며, 다양한 방식들 중 어떠한 방식을 사용하더라도 본 발명의 요지에 어긋나지 않으므로, 본 발명은 이에 대한 설명은 생략한다. After the channel matrix is scaled, the receiver proceeds to step 505 where a grid reduction matrix corresponding to the channel matrix scaled by the grid reduction technique
Figure 112007086436097-pat00298
). The lattice reduction matrix is a matrix whose real part and imaginary part are integers of all the elements in itself and its inverse matrix, and is calculated differently according to the channel matrix. The detailed process of generating the lattice reduction matrix is disclosed through a number of previous studies, and any method of any of the various schemes is not contradicted by the gist of the present invention, so that the description of the present invention will be omitted.

상기 격자 감소 행렬을 생성한 후, 상기 수신단은 507단계로 진행하여 생성된 격자 감소 행렬이 단위 행렬인지 확인한다. After generating the lattice reduction matrix, the receiving end proceeds to step 507 and checks whether the lattice reduction matrix generated is a unit matrix.

만일, 상기 격자 감소 행렬이 단위 행렬이면, 상기 수신단은 509단계로 진행하여 단위 행렬이 아닌 경우를 위한 제1방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 이때, 신호 검출을 위해 사용되는 검출 기법에 따라 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 방식이 달라진다. If the lattice reduction matrix is a unit matrix, the receiver proceeds to step 509 and calculates a maximum limit of a symbol error rate per stream according to a first scheme for a case where the matrix is not a unit matrix. At this time, a method of calculating the maximum limit of the symbol error rate per stream is changed according to a detection technique used for signal detection.

먼저, ZF 검출 기법이 사용되는 경우, 상기 수신단은 내부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률 및 외부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률을 산출한 후, 상기 각 스트림별 검출 오류 확률들을 스트림별로 합산하고, 스트림에 대응되는 변조방식의 성상도 점 개수로 나눔으로써, 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 이때, 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림에 내부 성상도 점이 존재하지 않는 경우, 상기 수신단은 상기 대상 스트림에 대한 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 산출하지 않는다. 여기서, 상기 내부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률은 1에서 심벌 에러율을 구하고자하는 스트림에 대한 유효 잡음의 반올림 값이 0일 확률을 감산함으로써 산출되며, 예를 들어, 상기 <수학식 16>과 같이 산출된다. 그리고, 상기 외부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률은 1에서 송신신호와 유효 잡음의 합이 가능한 영역 내의 정수 점일 확률을 감산함으로써 산출되며, 예를 들어, 상기 <수학식 17> 및 상기 <수학식 18>과 같이 산출된다. 그리고, 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 12>와 같이 산출된다.First, when the ZF detection scheme is used, the receiver calculates a detection error probability for each stream corresponding to a stream detection error probability and an external constellation point corresponding to an internal constellation point, And the maximum number of symbol error rates per stream is calculated by dividing the number of constellation constellations corresponding to the streams by the number of constellation points. At this time, if there is no internal constellation point in the target stream for which the symbol error rate is to be determined, the receiving end does not calculate the detection error probability corresponding to the internal constellation point for the target stream. Here, the detection error probability for each stream corresponding to the inner constellation point is calculated by subtracting the probability that the rounding value of the effective noise for the stream for which the symbol error rate is to be obtained is 0, and for example, Lt; 16 &gt;. The detection error probability for each stream corresponding to the external constellation point is calculated by subtracting the probability that the sum of the transmission signal and the effective noise is within an area in which the sum of the transmission signal and the effective noise is 1 and for example, (18). &Quot; (18) &quot; The maximum limit of the symbol error rate per stream is calculated by Equation (12).

다음으로, SQRD 검출 기법이 사용되는 경우, 상기 수신단은 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 R행렬을 이용하여 2차 유효 잡음을 산출한 후, 1에서 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림 및 대상 스트림에 의해 간섭받는 스트림들 모두에 대한 상기 2차 유효 잡음이 0일 확률을 감산함으로써, 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 여기서, 상기 2차 유효 잡음은 유효 잡음을 상기 R행렬의 대각 원소로 나눈 것으로, 예를 들어, k번째 스트림에 대한 유효 잡음은 k 번째 스트림에 대한 유효 잡음을 상기 R행렬의 k행k열 원소로 나눈 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 30> 및 상기 <수학식 31>과 같이 산출된다.Next, when the SQRD detection scheme is used, the receiver calculates the second-order effective noise using the R matrix obtained by QR decomposition of the effective channel matrix, By calculating a maximum limit of the symbol error rate per stream by subtracting the probability that the secondary effective noise is 0 for all of the streams interfered by the stream error rate. For example, the effective noise for the k-th stream is obtained by multiplying the effective noise for the k-th stream by the k-th row k-th row element of the R matrix . For example, the maximum limit of the symbol error rate per stream is calculated according to Equation (30) and Equation (31).

만일, 상기 격자 감소 행렬이 단위 행렬이 아니면, 상기 수신단은 511단계로 진행하여 단위 행렬인 경우를 위한 제2방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 이때, 신호 검출을 위해 사용되는 검출 기법에 따라 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 방식이 달라진다. If the lattice reduction matrix is not a unit matrix, the receiver proceeds to step 511 and calculates a maximum limit of a symbol error rate per stream according to a second scheme for a unit matrix. At this time, a method of calculating the maximum limit of the symbol error rate per stream is changed according to a detection technique used for signal detection.

먼저, ZF 검출 기법이 사용되는 경우, 상기 수신단은 내부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률 및 외부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률을 산출한 후, 상기 각 스트림별 검출 오류 확률들을 스트림별로 합산하고, 스트림에 대응되는 변조방식의 성상도 점 개수로 나눔으로써, 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 이때, 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림에 내부 성상도 점이 존재하지 않는 경우, 상기 수신단은 상기 대상 스트림에 대한 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 산출하지 않는다. 여기서, 상기 내부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률은 1에서 모든 스트림들에 대한 유효 잡음의 반올림 값들이 0일 확률을 감산함으로써 산출되며, 예를 들어, 상기 <수학식 10> 및 상기 <수학식 11>과 같이 산출된다. 그리고, 상기 외부 성상도 점에 대응되는 스트림별 검출 오류 확률은 1에서 유효 잡음의 반올림 값과 격자 감소 행렬에서 심벌 에러율을 구하고자하는 스트림과 대응되는 행의 곱 및 송신신호의 합이 가능한 영역 내의 정수 점들 중 하나일 확률을 감산함으로써 산출되며, 예를 들어, 상기 <수학식 11> 및 상기 <수학식 13>과 같이 산출된다. 그리고, 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 12>와 같이 산출된다.First, when the ZF detection scheme is used, the receiver calculates a detection error probability for each stream corresponding to a stream detection error probability and an external constellation point corresponding to an internal constellation point, And the maximum number of symbol error rates per stream is calculated by dividing the number of constellation constellations corresponding to the streams by the number of constellation points. At this time, if there is no internal constellation point in the target stream for which the symbol error rate is to be determined, the receiving end does not calculate the detection error probability corresponding to the internal constellation point for the target stream. Here, the detection error probability for each stream corresponding to the inner constellation point is calculated by subtracting the probability that the rounding values of the effective noise for all the streams are 0 at 1, and for example, (11). &Quot; (11) &quot; The detection error probability for each stream corresponding to the external constellation point is 1, and the product of the rounded value of the effective noise and the symbol error rate in the lattice reduction matrix and the corresponding row, Is calculated by subtracting the probability of one of the integer points, for example, as shown in Equation (11) and Equation (13). The maximum limit of the symbol error rate per stream is calculated by Equation (12).

다음으로, SQRD 검출 기법이 사용되는 경우, 상기 수신단은 유효 채널 행렬을 QR분해한 결과 얻어지는 R행렬을 이용하여 2차 유효 잡음을 산출한 후, 1에서 모든 스트림들에 대한 상기 2차 유효 잡음들이 0일 확률을 감산함으로써, 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 여기서, 상기 2차 유효 잡음은 유효 잡음을 상기 R행렬의 대각 원소로 나눈 것으로, 예를 들어, k번째 스트림에 대한 유효 잡음은 k번째 스트림에 대한 유효 잡음을 상기 R행렬의 k행k열 원소로 나눈 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 28> 및 상기 <수학식 29>과 같이 산출된다.Next, when the SQRD detection scheme is used, the receiver calculates a second effective noise using the R matrix obtained by QR decomposition of the effective channel matrix, and then calculates the second effective noise for all the streams at 1 And calculates the maximum limit of the symbol error rate per stream by subtracting the probability of zero. For example, the effective noise for the k-th stream is obtained by multiplying the effective noise for the k-th stream by the k-th row k-th row element of the R matrix . For example, the maximum limit of the symbol error rate per stream is calculated according to Equation (28) and Equation (29).

상기 509단계 또는 상기 511단계에서 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한 후, 상기 수신단은 513단계로 진행하여 스트림별 심벌 에러율을 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비로 변환한다. 상기 신호대 간섭 및 잡음비로의 변환은 변조방식에 따라 다르게 수행된다. 예를 들어, 변조방식이 4-QAM 또는 16-QAM인 경우, 상기 신호대 간섭 및 잡음비로의 변환은 상기 <수학식 33>에 나타난 수식 중 하나를 통해 수행된다. 상기 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환하는 수식은 널리 알려져 있으므로, 다른 변조방식의 경우에 대한 수식의 설명은 생략한다. In step 509 or step 511, the receiver calculates a maximum error rate for each stream, and then proceeds to step 513 and converts the symbol error rate per stream into the signal-to-interference and noise ratio for each stream. The conversion to the signal-to-interference and noise ratio is performed differently depending on the modulation method. For example, when the modulation scheme is 4-QAM or 16-QAM, the conversion to the signal-to-interference and noise ratio is performed through one of the equations shown in Equation (33). Since the above equation for converting the symbol error rate into the signal-to-interference and noise ratio is widely known, description of the formula for the other modulation schemes is omitted.

상기 스트림별 심벌 에러율을 상기 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비로 변환한 후, 상기 수신단은 515단계로 진행하여 임계값보다 낮은 신호대 간섭 및 잡음비를 갖는 스트림의 전송률을 0으로 설정한다. 예를 들어, i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 변조방식이 m, 상기 513단계에서 생성된 k번째 스트림의 신호대 간섭 및 잡음비가 A[dB], 변조방식 m을 사용하기 위해 요구되는 신호대 간섭 및 잡음 비의 임계치가 B[dB]라 하면, 상기 A[dB]가 상기 B[dB]보다 작은 경우, 상기 수신단은 상기 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림의 전송률을 0으로 설정한다. After converting the symbol error rate for each stream into the signal-to-interference and noise ratio for each stream, the receiver proceeds to step 515 and sets the transmission rate of a stream having a signal-to-interference and noise ratio lower than a threshold value to zero. For example, if the modulation scheme of the k-th stream among the i-th modulation scheme combination is m, the signal-to-interference and noise ratio of the k-th stream generated in step 513 is A [dB], the signal- And the threshold value of the noise ratio is B [dB], if the A [dB] is less than the B [dB], the receiver sets the transmission rate of the kth stream among the i th modulation scheme combination to zero.

이어, 상기 수신단은 517단계로 진행하여 i번째 변조방식 조합의 스트림 전송률 합을 산출한다. 즉, 상기 수신단은 i번째 변조방식에 포함된 변조방식들 각각에 대한 전송률을 산출하고, 산출된 전송률을 합산한다. 단, 상기 515단계에서 0으로 설정된 스트림의 전송률은 산출되지 않는다.Then, the receiver proceeds to step 517 to calculate a stream rate sum of the i-th modulation scheme combination. That is, the receiver calculates a transmission rate for each of the modulation schemes included in the i-th modulation scheme, and sums the calculated transmission rates. However, the transmission rate of the stream set to 0 in step 515 is not calculated.

상기 i번째 변조방식 조합의 스트림 전송률 합을 산출한 후, 상기 수신단은 519단계로 진행하여 모든 변조방식 조합들에 대해 상기 503단계 내지 상기 517단계를 통해 전송률 합을 산출하였는지 확인한다.After calculating the sum of the stream rates of the combination of the i-th modulation scheme, the receiving end proceeds to step 519 and checks whether the sum of the transmission rates is calculated through steps 503 to 517 for all the modulation scheme combinations.

만일, 모든 변조방식 조합들에 대해 전송률 합을 산출하지 않았다면, 상기 수신단은 521단계로 진행하여 i를 1 증가시킨 후, 상기 503단계로 되돌아간다.If the sum of the transmission rates is not calculated for all the modulation scheme combinations, the receiver proceeds to step 521 and increments i by 1, and then returns to step 503.

반면, 모든 변조방식 조합들에 대해 전송률 합을 산출하였다면, 상기 수신단은 523단계로 진행하여 최대의 전송률 합을 갖는 변조방식 조합의 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 채널 품질 정보로 결정한다.On the other hand, if the sum of the transmission rates is calculated for all the modulation scheme combinations, the receiver proceeds to step 523 and determines the final signal quality information as the signal-to-interference and noise-ratio set for each stream of the modulation scheme combination having the maximum transmission rate sum.

상기 최종 채널 품질 정보를 결정한 후, 상기 수신단은 525단계로 진행하여 상기 최종 채널 품질 정보를 피드백한다. 이때, 상기 채널 품질 정보를 생성하는 과정에서 스트림별 변조방식도 동시에 결정되므로, 변조방식 정보가 피드백될 수도 있다.After determining the final channel quality information, the receiving end proceeds to step 525 and feeds back the final channel quality information. At this time, since the modulation scheme for each stream is also determined simultaneously in the process of generating the channel quality information, the modulation scheme information may be fed back.

상기 도 4 및 상기 도 5를 참조하여 설명한 실시 예에서, 수신단은 격자 감 소 행렬의 형태에 따라 다른 방식으로 심벌 에러율을 산출하고, 외부 성상도 점 및 내부 성상도 점을 구분하여 심벌 에러율을 산출하였다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 수신단은 격자 감소 행렬의 형태 및 성상도 점의 종류를 구분하지 않고 심벌 에러율을 산출한다. 이 경우, 수신단에 포함된 CQI생성기(308)의 세부 구성 및 수신단의 동작 절차는 다음과 같다.4 and 5, the receiving end calculates the symbol error rate in a different manner according to the shape of the lattice reduction matrix, calculates the symbol error rate by dividing the external constellation diagram and internal constellation diagram Respectively. However, according to another embodiment of the present invention, the receiving end calculates the symbol error rate without distinguishing the type of the lattice reduction matrix and the type of the constellation point. In this case, the detailed configuration of the CQI generator 308 included in the receiver and the operation procedure of the receiver are as follows.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 채널 품질 정보 생성기의 블록 구성을 도시하고 있다.6 is a block diagram of a channel quality information generator in a MIMO wireless communication system according to another embodiment of the present invention.

상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 CQI생성기(308)는 채널변형기(602), LR연산기(604), SER산출기(606), SINR변환기(608), CQI결정기(610)를 포함하여 구성된다.6, the CQI generator 308 includes a channel transformer 602, an LR calculator 604, a SER calculator 606, a SINR converter 608, and a CQI determiner 610, do.

상기 채널변형기(602)는 상기 채널추정기(106)로부터 제공되는 채널행렬을 스케일링하여 변조방식 조합들 각각에 대응되는 스케일링된 채널행렬을 생성한다. 다시 말해, 상기 채널변형기(602)는 상기 채널행렬의 각 열에 대응되는 각 스트림별 변조방식의 성상도 내의 인접한 점들간 거리를 '1'로 만드는 스케일링 값을 확인하고, 상기 스케일링 값에 따라 상기 <수학식 1>과 같이 채널행렬을 스케일링한다. 이로 인해, 가능한 변조방식 조합들 각각에 대응되는 스케일링된 채널행렬들이 생성된다.The channel modifier 602 scales the channel matrix provided from the channel estimator 106 to generate a scaled channel matrix corresponding to each of the modulation scheme combinations. In other words, the channel transformer 602 identifies a scaling value that makes the distance between adjacent points in the constellation of the modulation scheme for each stream corresponding to each column of the channel matrix to be '1' The channel matrix is scaled as shown in Equation (1). This produces scaled channel matrices corresponding to each possible combination of modulation schemes.

상기 LR연산기(604)는 격자감소 기법을 통해 각 스케일링된 채널행렬에 대응되는 격자감소 행렬(

Figure 112007086436097-pat00299
)들을 생성한다. 상기 격자감소 행렬은 자신 및 자신의 역행 렬 내 모든 원소들의 실수부 및 허수부가 정수인 행렬이며, 채널행렬에 따라 다르게 산출된다. 상기 격자감소 행렬을 생성하는 상세한 과정은 다수의 선행된 연구들을 통해 공개되어 있으며, 다양한 방식들 중 어떠한 방식을 사용하더라도 본 발명의 요지에 어긋나지 않으므로, 본 발명은 이에 대한 설명은 생략한다. 예를 들어, 상기 격자감소 행렬을 생성하는 과정은 논문 「H.Yao and G.W.Wornell,"lattice-reduction-aided detectors for MIMO communication systems," IEEE Proc.GLOBECOM 2002, vol.1, pp.424-428, Nov.2002」 및 논문 「Y.H.Gan and W.H.Mow,"Complex lattice reduction algorithms for low-complexity MIMO detection," IEEE Proc.GLOBECOM 2005, vol.5, pp.2953-2957, Nov.2005」에 나타나 있다.The LR operator 604 multiplies a grid reduction matrix (corresponding to each scaled channel matrix)
Figure 112007086436097-pat00299
). The lattice reduction matrix is a matrix whose real part and imaginary part are integers of all the elements in itself and its own inverse matrix, and is calculated differently according to the channel matrix. The detailed process of generating the lattice reduction matrix is disclosed through a number of previous studies, and any method of any of the various schemes is not contradicted by the gist of the present invention, so that the description of the present invention will be omitted. For example, the process of generating the lattice reduction matrix is described in H. Yao and GW Wornell, " lattice-reduction-aided detectors for MIMO communication systems, "IEEE Proc. GLOBECOM 2002, vol. 1, pp. 424-428, Nov.2002 "and the paper" YHGan and WHMow, "Complex lattice reduction algorithms for low-complexity MIMO detection, IEEE Proc. GLOBECOM 2005, vol.5, pp.2953-2957, Nov.2005.

상기 SER산출기(606)는 상기 LR연산기(604)에서 산출된 격자감소 행렬을 이용하여 유효 잡음을 산출하고, 상기 유효 잡음을 이용하여 각 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 여기서, 상기 유효 잡음은 상기 <수학식 5>와 같이 산출되며, 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계는 하기 <수학식 34>와 같이 산출된다.The SER calculator 606 calculates the effective noise using the lattice reduction matrix calculated by the LR calculator 604 and calculates the maximum limit of the symbol error rate for each stream using the effective noise. Here, the effective noise is calculated according to Equation (5), and the maximum limit of the symbol error rate per stream is calculated as Equation (34).

Figure 112007086436097-pat00300
Figure 112007086436097-pat00300

Figure 112007086436097-pat00301
Figure 112007086436097-pat00301

상기 <수학식 34>에서, 상기

Figure 112007086436097-pat00302
는 수신신호 중 k번째 스트림에 대한 신 호, 상기
Figure 112007086436097-pat00303
는 상기
Figure 112007086436097-pat00304
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00305
는 k번째 스트림에 대한 송신신호의 검출 값, 상기
Figure 112007086436097-pat00306
는 상기
Figure 112007086436097-pat00307
의 검출 오류 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00308
는 i번째 변조방식 조합 중 k번째 스트림에 대한 심벌 에러율의 최대 한계, 상기
Figure 112007086436097-pat00309
는 사건 A가 일어날 확률, 상기
Figure 112007086436097-pat00310
는 k번째 스트림에 대한 유효 잡음을 의미한다.In Equation 34,
Figure 112007086436097-pat00302
The signal for the k < th > stream of the received signal,
Figure 112007086436097-pat00303
Quot;
Figure 112007086436097-pat00304
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00305
Is a detection value of a transmission signal for the k &lt; th &gt; stream,
Figure 112007086436097-pat00306
Quot;
Figure 112007086436097-pat00307
The detection error probability of
Figure 112007086436097-pat00308
Is the maximum limit of the symbol error rate for the kth stream among the combinations of the i &lt; th &gt; modulation scheme,
Figure 112007086436097-pat00309
Is the probability of occurrence of event A,
Figure 112007086436097-pat00310
Denotes an effective noise for the k-th stream.

상기 SINR변환기(608)는 상기 SER산출기(606)에서 산출된 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환한다. 상기 신호대 간섭 및 잡음비로의 변환은 변조방식에 따라 다르게 수행된다. 예를 들어, 변조방식이 4-QAM 또는 16-QAM인 경우, 상기 신호대 간섭 및 잡음비로의 변환은 상기 <수학식 33>에 나타난 수식 중 하나를 통해 수행된다. 상기 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환하는 수식은 널리 알려진 수식이기 때문에, 다른 변조방식의 경우에 대한 수식의 설명은 생략한다.The SINR converter 608 converts the symbol error rate calculated by the SER calculator 606 into the signal-to-interference and noise ratio. The conversion to the signal-to-interference and noise ratio is performed differently depending on the modulation method. For example, when the modulation scheme is 4-QAM or 16-QAM, the conversion to the signal-to-interference and noise ratio is performed through one of the equations shown in Equation (33). Since the equation for converting the symbol error rate to the signal-to-interference and noise ratio is a well-known equation, the description of the equation for the other modulation schemes is omitted.

상기 CQI결정기(610)는 다수의 변조방식 조합들 중 최종 채널 품질 정보로 사용될 신호대 간섭 및 잡음비 집합를 갖는 하나의 변조방식 조합을 결정한다. 이를 위해, 먼저 상기 CQI결정기(610)는 변조방식의 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하지 못하는 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 후보에서 제외한다. 그리고, 상기 CQI결정기(610)는 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하는 변조방식 조합들 중 가장 높은 합 전송률을 갖는 변조방식 조합의 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 채널 품질 정보로 결정한다.The CQI determiner 610 determines one modulation scheme combination having a signal-to-interference and noise-ratio set to be used as the final channel quality information among a plurality of modulation scheme combinations. To this end, the CQI determiner 610 excludes a signal-to-interference and noise-ratio set that does not satisfy the minimum required signal-to-interference and noise ratio of the modulation scheme from the candidates. The CQI determiner 610 determines the set of the SINRs of the modulation scheme combination having the highest total rate among the modulation scheme combinations satisfying the minimum required signal-to-interference and noise ratio as the final channel quality information.

상술한 구성을 통해 생성된 스트림별 채널 품질 정보는 송신단으로 피드백되어 상기 송신단의 스케줄링 및 송신신호 변조방식 결정에 사용된다. 하지만, 상술한 구성을 통해 스트림별 채널 품질 정보를 생성하는 과정에서 변조방식도 동시에 결정되므로, 변조방식 정보가 직접 피드백될 수도 있다. 따라서, 미 도시되었지만, 상기 수신단은 송신단으로 피드백 정보를 송신하는 피드백송신기를 더 포함하여, 상기 피드백송신기는 상기 스트림별 채널 품질 정보 또는 변조방식 정보를 송신단으로 송신한다.The channel quality information for each stream generated through the above-described configuration is fed back to the transmitting end to be used for scheduling of the transmitting end and determination of the transmission signal modulation scheme. However, since the modulation scheme is simultaneously determined in the process of generating the channel quality information for each stream through the above-described configuration, the modulation scheme information may be directly fed back. Therefore, although not shown, the receiving end further includes a feedback transmitter for transmitting feedback information to the transmitting end, and the feedback transmitter transmits the stream-based channel quality information or modulation scheme information to the transmitting end.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단의 스트림별 채널 품질 정보 생성 절차를 도시하고 있다.FIG. 7 illustrates a process of generating channel quality information for each stream of a receiver in a MIMO wireless communication system according to another embodiment of the present invention.

상기 도 7을 참조하면, 상기 수신단은 701단계에서 가능한 변조방식 조합들의 목록을 생성한다. 이후의 단계들에서, 상기 가능한 변조방식 조합들 각각의 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비가 생성된다.Referring to FIG. 7, in step 701, the receiver generates a list of possible modulation scheme combinations. In the following steps, the signal-to-noise and signal-to-noise ratios for each of the possible combinations of modulation schemes are generated.

상기 가능한 변조방식 조합들의 목록을 생성한 후, 상기 수신단은 703단계로 진행하여 채널행렬을 스케일링한다. 다시 말해, 상기 수신단은 각 스트림별 변조방식의 성상도 내의 점들간 거리를 '1'로 만드는 스케일링 값을 확인하고, 상기 스케일링 값에 따라 상기 <수학식 1>과 같이 채널행렬을 스케일링한다. 이로 인해, 가능한 변조방식 조합들 각각에 대응되는 스케일링된 채널행렬들이 생성된다.After generating the list of possible modulation scheme combinations, the receiver proceeds to step 703 and scales the channel matrix. In other words, the receiver checks a scaling value that makes the inter-point distance within the constellation of the modulation scheme for each stream to '1', and scales the channel matrix according to Equation (1) according to the scaling value. This produces scaled channel matrices corresponding to each possible combination of modulation schemes.

상기 채널행렬을 스케일링한 후, 상기 수신단은 705단계로 진행하여 격자감소 기법을 통해 각 스케일링된 채널행렬에 대응되는 격자감소 행렬(

Figure 112007086436097-pat00311
)들을 생성한 다. 상기 격자감소 행렬은 자신 및 자신의 역행렬 내 모든 원소들의 실수부 및 허수부가 정수인 행렬이며, 채널행렬에 따라 다르게 산출된다. 상기 격자감소 행렬을 생성하는 상세한 과정은 다수의 선행된 연구들을 통해 공개되어 있으며, 다양한 방식들 중 어떠한 방식을 사용하더라도 본 발명의 요지에 어긋나지 않으므로, 본 발명은 이에 대한 설명은 생략한다. After scaling the channel matrix, the receiving end proceeds to step 705 and uses the lattice reduction technique to calculate a lattice reduction matrix (corresponding to each scaled channel matrix)
Figure 112007086436097-pat00311
). The lattice reduction matrix is a matrix whose real part and imaginary part are integers of all the elements in itself and its inverse matrix, and is calculated differently according to the channel matrix. The detailed process of generating the lattice reduction matrix is disclosed through a number of previous studies, and any method of any of the various schemes is not contradicted by the gist of the present invention, so that the description of the present invention will be omitted.

상기 격자감소 행렬을 생성한 후, 상기 수신단은 707단계로 진행하여 상기 격자감소 행렬을 이용하여 상기 변조방식 조합들 각각의 스트림별 오류 성분을 도출하고, 상기 스트림별 오류 성분을 이용하여 스트림별 심벌 에러율을 산출한다. 즉, 상기 수신단은 상기 격자감소 행렬을 이용하여 유효 잡음을 산출하고, 상기 유효 잡음을 이용하여 각 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한다. 여기서, 상기 유효 잡음은 상기 <수학식 5>와 같이 산출되며, 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계는 상기 <수학식 34>와 같이 산출된다.After generating the lattice reduction matrix, the receiving end derives an error component for each stream of the modulation scheme combinations using the lattice reduction matrix in step 707, And the error rate is calculated. That is, the receiver calculates the effective noise using the lattice reduction matrix, and calculates the maximum limit of the symbol error rate for each stream using the effective noise. Here, the effective noise is calculated according to Equation (5), and the maximum limit of the symbol error rate per stream is calculated as Equation (34).

상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출한 후, 상기 수신단은 709단계로 진행하여 707단계에서 산출된 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환한다. 상기 신호대 간섭 및 잡음비로의 변환은 변조방식에 따라 다르게 수행된다. 예를 들어, 변조방식이 4-QAM 또는 16-QAM인 경우, 상기 신호대 간섭 및 잡음비로의 변환은 상기 <수학식 33>에 나타난 수식 중 하나를 통해 수행된다. 상기 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환하는 수식은 널리 알려진 수식이기 때문에, 다른 변조방식의 경우에 대한 수식의 설명은 생략한다.After calculating the maximum limit of the symbol error rate per stream, the receiving terminal proceeds to step 709 and converts the symbol error rate calculated in step 707 into a signal-to-interference and noise ratio. The conversion to the signal-to-interference and noise ratio is performed differently depending on the modulation method. For example, when the modulation scheme is 4-QAM or 16-QAM, the conversion to the signal-to-interference and noise ratio is performed through one of the equations shown in Equation (33). Since the equation for converting the symbol error rate to the signal-to-interference and noise ratio is a well-known equation, the description of the equation for the other modulation schemes is omitted.

상기 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비로 변환한 후, 상기 수신단은 711단계로 진행하여 변조방식의 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하지 못하는 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 후보에서 제외한다.After converting the symbol error rate to a signal-to-interference and noise ratio, the receiver proceeds to step 711 and excludes a signal-to-interference and noise-ratio set that does not satisfy the minimum required signal-to-interference and noise ratio of the modulation scheme from the candidate.

이어, 상기 수신단은 713단계로 진행하여 각 변조방식 조합에 대한 합 전송률을 산출한다.
상기 각 변조방식 조합에 대한 전송률을 산출한 후, 상기 수신단은 715단계로 진행하여 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하는 변조방식 조합들 중 가장 높은 합 전송률을 갖는 변조방식 조합의 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 채널 품질 정보로 결정한다.
In step 713, the receiver calculates a sum rate for each modulation scheme combination.
After calculating the transmission rate for each combination of modulation schemes, the receiver proceeds to step 715. In step 715, the receiver computes a signal-to-interference and noise ratio set of the modulation scheme combination having the highest sum rate among the modulation scheme combinations satisfying the minimum required signal- As the final channel quality information.

상술한 절차를 통해 생성된 스트림별 채널 품질 정보는 송신단으로 피드백되어 상기 송신단의 스케줄링 및 송신신호 변조방식 결정에 사용된다. 하지만, 상술한 스트림별 채널 품질 정보를 생성하는 절차에서 변조방식도 동시에 결정되므로, 변조방식 정보가 직접 피드백될 수도 있다. 따라서, 상술한 절차 이후, 상기 수신단은 상기 스트림별 유효 신호대 잡음비 또는 변조방식 정보를 송신단으로 송신한다.The channel quality information for each stream generated through the above procedure is fed back to the transmitting end and used for scheduling of the transmitting end and determination of the transmission signal modulation scheme. However, since the modulation scheme is simultaneously determined in the procedure for generating the channel quality information for each stream, the modulation scheme information may be directly fed back. Accordingly, after the above-described procedure, the receiving end sends the effective signal-to-noise ratio or the modulation scheme information for each stream to the transmitting end.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

도 1은 본 발명에 따른 다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에서 성상도 스케일링(scaling) 및 쉬프팅(shifting) 예를 도시하는 도면,1 is a diagram illustrating constellation scaling and shifting examples in a multiple input multiple output (MIMO) wireless communication system according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 외부 성상도 점(exterior constellation point)의 가능 영역(feasible region) 예를 도시하는 도면,2 is a diagram illustrating an example of a feasible region of an external constellation point in a MIMO wireless communication system according to the present invention;

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,3 is a block diagram of a receiving end in a MIMO wireless communication system according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 채널 품질 정보 생성기의 블록 구성을 도시하는 도면,4 is a block diagram of a channel quality information generator in a MIMO wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단의 스트림별 채널 품질 정보 생성 절차를 도시하는 도면.5 is a diagram illustrating a procedure of generating channel quality information for each stream of a receiver in a MIMO wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 채널 품질 정보 생성기의 블록 구성을 도시하는 도면,6 is a block diagram of a channel quality information generator in a MIMO wireless communication system according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단의 스트림별 채널 품질 정보 생성 절차를 도시하는 도면.7 is a flowchart illustrating a channel quality information generation process for each stream of a receiver in a MIMO wireless communication system according to another embodiment of the present invention.

Claims (45)

다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에서 수신단 장치에 있어서,In a receiving end apparatus in a multiple input multiple output (MIMO) wireless communication system, 다수의 안테나들을 통해 송신단으로부터의 신호를 수신하는 수신기와,A receiver for receiving a signal from a transmitting end via a plurality of antennas, 수신 신호를 이용하여 상기 송신단과의 안테나별 채널을 추정하여 채널 행렬을 구성하는 추정기와,An estimator for estimating a channel for each antenna with the transmitter using the received signal to construct a channel matrix; 상기 채널 행렬에 격자 감소(lattice reduction) 기법을 적용된 결과에 따라 스트림별 유효 잡음(effective noise)을 도출하고, 상기 스트림별 유효 잡음을 이용하여 스트림별 채널 품질 정보(CQI : Channel Quality Information)를 생성하는 생성기를 포함하며,Effective noise for each stream is derived according to a result of applying a lattice reduction technique to the channel matrix and channel quality information (CQI) for each stream is generated using effective noise for each stream , &Lt; / RTI &gt; 상기 격자 감소 기법은, 성상도 내의 이웃한 점들 간 거리를 정수로 변환함으로써 상기 채널 행렬 및 수신 신호를 스케일링(scailing)하는 기법인 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the lattice reduction technique is a technique for scaling the channel matrix and the received signal by converting a distance between neighboring points in the constellation to an integer. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 생성기는,The generator comprising: 가능한 변조방식 조합들에 따른 채널 행렬들 각각에 대응되는 격자 감소 행렬을 산출하는 연산기와,A calculator for calculating a lattice reduction matrix corresponding to each of the channel matrices according to possible combinations of modulation schemes, 상기 변조방식 조합들 각각에 대해 격자 감소 기법을 사용한 경우의 유효 잡음을 산출하고, 상기 유효 잡음 이용하여 상기 변조방식 조합들 각각의 스트림별 심벌 에러율(SER : Symbol Error Rate)을 산출하는 적어도 하나의 산출기와,Calculating effective noise when using the lattice reduction technique for each of the modulation scheme combinations and calculating at least one symbol error rate (SER) for each of the combinations of modulation schemes using the effective noise; The output device, 상기 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio)로 변환하는 변환기와,A converter for converting the symbol error rate into a signal-to-interference and noise ratio (SINR) 상기 변조방식 조합들 각각의 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비 집합들 중 최대의 전송률을 갖는 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 스트림별 채널 품질 정보로 결정하는 결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a determiner for determining a signal-to-interference and noise-ratio set for each stream having a maximum transmission rate among sets of signal-to-interference and noise-ratio sets for each of the modulation scheme combinations as channel quality information for each of the final streams. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 적어도 하나의 산출기는, 상기 유효 잡음을 이용하여 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the at least one calculator uses the effective noise to calculate a maximum limit of the per-stream symbol error rate. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 결정기는, 변조방식의 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하지 못하는 적어도 하나의 변조방식 조합을 제외하고, 상기 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하는 적어도 하나의 변조방식 조합 중 가장 높은 합 전송률(sum rate)을 갖는 변조방식 조합의 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 스트림별 채널 품질 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the determiner determines a maximum sum rate (sum) of at least one combination of modulation schemes satisfying the minimum required signal-to-interference and noise ratio, except for at least one combination of modulation schemes that does not satisfy the minimum required signal- rate of the modulation scheme combination is determined as the channel quality information for each of the final streams. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 적어도 하나의 산출기는,Wherein the at least one calculator comprises: 단위 행렬 형태의 격자 감소 행렬을 갖는 변조방식 조합의 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 제1산출기와,A first calculator for calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream of a modulation scheme combination having a lattice reduction matrix of a unit matrix form, 단위 행렬이 아닌 형태의 격자 감소 행렬을 갖는 변조방식 조합의 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 제2산출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a second calculator for calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream of a modulation scheme combination having a lattice reduction matrix of a type other than a unit matrix. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 제1산출기 및 상기 제2산출기는, 외부 성상도 점(exterior contellation point)에 대응되는 검출 오류 확률들을 산출하고, 내부 성상도 점(interior contellation point)이 존재하는 경우, 상기 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률들을 산출한 후, 스트림별로 상기 검출 오류 확률들을 평균화함으로써, 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the first calculator and the second calculator calculate detection error probabilities corresponding to an external contellation point and, if an interior contellation point exists, And averages the detection error probabilities on a stream-by-stream basis, thereby calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 제1산출기는, 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림에 대해 송신신호와 유효 잡음의 합이 가능한 영역 내의 정수 점일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 외부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 유도하고,The first calculator calculates a probability that the sum of the transmission signal and the effective noise in the target stream for which the symbol error rate is to be calculated is an integer point in a region where the sum of the transmission signal and the effective noise can be obtained and derives a detection error probability corresponding to the external constellation point from the probability and, 내부 성상도 점이 존재하는 경우, 상기 대상 스트림에 대한 유효 잡음의 반올림 값이 0일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 유도하는 것을 특징으로 하는 장치.If there is an inner constellation point, calculating a probability that the rounding value of the effective noise for the target stream is 0, and deriving a detection error probability corresponding to the inner constellation point from the probability. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 제2산출기는, 유효 잡음의 반올림 값과 격자 감소 행렬에서 심벌 에러율을 구하고자 하는 대상 스트림과 대응되는 행의 곱 및 송신신호의 합이 가능한 영역 내의 정수 점들 중 하나일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 외부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 유도하고,Wherein the second calculator calculates a probability that one of the integer points in the area where the rounding of the effective noise and the sum of the transmission signals are available and the multiplication of the corresponding stream and the target stream for which the symbol error rate is to be calculated, Deriving a detection error probability corresponding to the external constellation point from a probability, 내부 성상도 점이 존재하는 경우, 모든 스트림들에 대한 유효 잡음의 반올림 값들이 0일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 유도하는 것을 특징으로 하는 장치.If there is an inner constellation point, calculates a probability that rounding values of effective noise for all streams are 0, and derives a detection error probability corresponding to the inner constellation point from the probability. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 제1산출기 및 상기 제2산출기는, 유효 채널 행렬을 QR 분해(QR decomposition) 결과 얻어지는 R행렬의 대각 원소로 상기 유효 잡음을 나눔으로써, 2차 유효 잡음을 산출하고, 상기 2차 유효 잡음을 이용하여 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the first calculator and the second calculator calculate a second effective noise by dividing the effective noise matrix by a diagonal element of an R matrix obtained as a result of QR decomposition of the effective channel matrix, To calculate a maximum limit of a symbol error rate per stream. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제1산출기는, 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림 및 상기 대상 스트림에 의해 간섭받는 스트림들 모두에 대한 2차 유효 잡음이 0일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 유도하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the first calculator calculates a probability that the second effective noise is zero for both the target stream for which the symbol error rate is to be sought and the streams that are interfered by the target stream and determines from the probability the maximum limit Lt; / RTI &gt; 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제2산출기는, 모든 스트림들에 대한 상기 2차 유효 잡음들이 0일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 유도하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the second calculator calculates a probability that the secondary effective noises for all streams are zero and derives a maximum limit of the per-stream symbol error rate from the probability. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스트림별 채널 품질 정보 또는 상기 스트림별 채널 품질 정보에 대응되는 변조방식 조합 정보를 상기 송신단으로 피드백하는 송신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.Further comprising a transmitter for feeding back modulation scheme combination information corresponding to the stream-based channel quality information or the stream-based channel quality information to the transmitter. 다중 입출력(MIMO : Multiple Input Multiple Output) 무선통신 시스템에서 스트림별 채널 품질 정보(CQI : Channel Quality Information) 생성 방법에 있어서,A method of generating channel quality information (CQI) for each stream in a multiple input multiple output (MIMO) wireless communication system, 다수의 안테나들을 통해 송신단으로부터의 신호를 수신하는 과정과,Receiving signals from a transmitter through a plurality of antennas, 수신 신호를 이용하여 상기 송신단과의 안테나별 채널을 추정하여 채널 행렬을 구성하는 과정과,Constructing a channel matrix by estimating a channel for each antenna with the transmitter using a received signal; 상기 채널 행렬에 격자 감소(lattice reduction) 기법을 적용한 결과에 따라 스트림별 유효 잡음(effective noise)을 도출하는 과정과,Deriving an effective noise per stream according to a result of applying a lattice reduction technique to the channel matrix; 상기 스트림별 유효 잡음을 이용하여 스트림별 채널 품질 정보를 생성하는 과정을 포함하며,And generating channel quality information for each stream using the stream-specific effective noise, 상기 격자 감소 기법은, 성상도 내의 이웃한 점들 간 거리를 정수로 변환함으로써 상기 채널 행렬 및 수신 신호를 스케일링(scailing)하는 기법인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the lattice reduction technique is a technique of scaling the channel matrix and the received signal by converting a distance between neighboring points in the constellation into an integer. 제13항에 있어서,14. The method of claim 13, 상기 스트림별 채널 품질 정보를 생성하는 과정은,Wherein the generating of the per-stream channel quality information comprises: 가능한 변조방식 조합들에 따른 채널 행렬들 각각에 대응되는 격자 감소 행렬을 산출하는 과정과,Calculating a lattice reduction matrix corresponding to each of the channel matrices according to possible combinations of modulation schemes; 상기 변조방식 조합들 각각의 스트림들에 대해 격자 감소 기법을 사용한 경우의 유효 잡음을 산출하는 과정과,Calculating effective noise when a lattice reduction technique is used for each of the streams of the modulation scheme combinations; 상기 유효 잡음 이용하여 스트림별 심벌 에러율(SER : Symbol Error Rate)을 산출하는 과정과,Calculating a symbol error rate (SER) for each stream using the effective noise; 상기 심벌 에러율을 신호대 간섭 및 잡음비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio)로 변환하는 과정과,Converting the symbol error rate to a signal-to-interference and noise ratio (SINR) 상기 변조방식 조합들 각각의 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비 집합들 중 최대의 전송률을 갖는 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 스트림별 채널 품질 정보로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And determining a set of signal-to-interference and noise ratios for each stream having a maximum transmission rate among sets of signal-to-interference and noise-ratio sets for each of the modulation scheme combinations as channel quality information for each of the final streams. 제14항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 스트림별 심벌 에러율을 산출하는 과정은,The process of calculating the symbol error rate per stream may include: 상기 유효 잡음을 이용하여 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.And using the effective noise to calculate a maximum limit of the symbol error rate per stream. 제15항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 최대의 전송률을 갖는 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 스트림별 채널 품질 정보로 결정하는 과정은, Determining a set of signal-to-interference and noise ratios for each stream having the maximum data rate as channel quality information for each final stream, 변조방식의 최소 요구 신호대 간섭 및 잡음비를 만족하지 못하는 적어도 하나의 변조방식 조합을 제외하는 과정과, Excluding at least one modulation scheme combination that does not satisfy the minimum required signal-to-interference and noise ratio of the modulation scheme; 제외되지 않은 적어도 하나의 변조방식 조합 중 가장 높은 합 전송률(sum rate)를 갖는 변조방식 조합의 스트림별 신호대 간섭 및 잡음비 집합을 최종 스트림별 채널 품질 정보로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And determining a set of signal-to-interference and noise-ratio for each stream of the modulation scheme combination having the highest sum rate among at least one modulation scheme combination that is not excluded as channel quality information for each of the final streams . 제16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 스트림별 심벌 에러율을 산출하는 과정은,The process of calculating the symbol error rate per stream may include: 상기 격자 감소 행렬이 단위 행렬인 경우, 제1방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 과정과,Calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream according to a first scheme when the lattice reduction matrix is an identity matrix, 상기 격자 감소 행렬이 단위 행렬이 아닌 경우, 제2방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream according to a second scheme when the lattice reduction matrix is not a unit matrix. 제17항에 있어서,18. The method of claim 17, 상기 스트림별 심벌 에러율을 산출하는 과정은,The process of calculating the symbol error rate per stream may include: 외부 성상도 점(exterior contellation point)에 대응되는 검출 오류 확률들을 산출하는 과정과,Calculating detection error probabilities corresponding to an external contellation point, 내부 성상도 점(interior contellation point)이 존재하는 경우, 상기 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률들을 산출하는 과정과,Calculating detection error probabilities corresponding to the internal constellation point when an interior contellation point exists; 스트림별로 상기 검출 오류 확률들을 평균화함으로써, 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And averaging the detection error probabilities for each stream to calculate a maximum limit of a symbol error rate per stream. 제18항에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 제1방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 과정은,Wherein the step of calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream according to the first scheme comprises: 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림에 대해, 송신신호와 유효 잡음의 합이 가능한 영역 내의 정수 점일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 외부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 유도하는 과정과,Calculating a probability of an integer point in a region where a sum of a transmission signal and an effective noise is available for a target stream for which a symbol error rate is to be calculated and deriving a detection error probability corresponding to the external constellation point from the probability; 내부 성상도 점이 존재하는 경우, 상기 대상 스트림의 유효 잡음의 반올림 값이 0일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 유도하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Calculating a probability that the rounding value of the effective noise of the target stream is 0 when there is an internal constellation point and deriving a detection error probability corresponding to the internal constellation point from the probability; Way. 제18항에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 제2방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 과정은,Wherein the step of calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream according to the second scheme comprises: 유효 잡음의 반올림 값과 격자 감소 행렬에서 심벌 에러율을 구하고자 하는 대상 스트림과 대응되는 행의 곱 및 송신신호의 합이 가능한 영역 내의 정수 점들 중 하나일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 외부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 유도하는 과정과,Calculating a rounding value of effective noise and a probability of one of integer points in a region where a sum of a transmission signal and a product of a target stream and a corresponding signal to be searched for a symbol error rate in a lattice reduction matrix is feasible, Detecting a probability of a detection error corresponding to a point; 내부 성상도 점이 존재하는 경우, 모든 스트림들에 대한 유효 잡음의 반올림 값들이 0일 확률을 산출하고, 상기 확률로부터 상기 내부 성상도 점에 대응되는 검출 오류 확률을 유도하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Calculating a probability that rounding values of effective noise for all the streams are 0 if there is an internal constellation point and deriving a detection error probability corresponding to the internal constellation point from the probability; How to. 제17항에 있어서,18. The method of claim 17, 상기 스트림별 심벌 에러율을 산출하는 과정은,The process of calculating the symbol error rate per stream may include: 유효 채널 행렬을 QR 분해(QR decomposition) 결과 얻어지는 R행렬의 대각 원소로 상기 유효 잡음을 나눔으로써, 2차 유효 잡음을 산출하는 과정과,Calculating a second effective noise by dividing the effective channel matrix by the diagonal elements of the R matrix obtained as a result of QR decomposition, 상기 2차 유효 잡음을 이용하여 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream using the secondary effective noise. 제21항에 있어서,22. The method of claim 21, 상기 제1방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 과정은,Wherein the step of calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream according to the first scheme comprises: 심벌 에러율을 구하고자하는 대상 스트림 및 상기 대상 스트림에 의해 간섭받는 스트림들 모두에 대한 2차 유효 잡음이 0일 확률을 산출하는 과정과,Calculating a probability that the second effective noise is 0 for both the target stream for which the symbol error rate is to be determined and the streams that are interfered by the target stream; 상기 확률로부터 상기 대상 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 유도하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And deriving a maximum limit of a symbol error rate for the target stream from the probability. 제21항에 있어서,22. The method of claim 21, 상기 제2방식에 따라 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 산출하는 과정은,Wherein the step of calculating a maximum limit of a symbol error rate per stream according to the second scheme comprises: 모든 스트림들에 대한 상기 2차 유효 잡음들이 0일 확률을 산출하는 과정과,Calculating a probability that the secondary effective noises for all the streams are 0, 상기 확률로부터 상기 스트림별 심벌 에러율의 최대 한계를 유도하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And deriving a maximum limit of the per-stream symbol error rate from the probability. 제13항에 있어서,14. The method of claim 13, 상기 스트림별 채널 품질 정보 또는 상기 스트림별 채널 품질 정보에 대응되는 변조방식 조합 정보를 상기 송신단으로 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And feeding back the modulation scheme combination information corresponding to the stream-based channel quality information or the stream-based channel quality information to the transmitting end. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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