KR101679429B1 - Adaptive OSIC (ordered successive interference cancellation)-SD(sphere decoder) decoder and decoding method using the same - Google Patents

Adaptive OSIC (ordered successive interference cancellation)-SD(sphere decoder) decoder and decoding method using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 적응형 OSIC-SD 복호기 및 그를 이용한 복호방법에 관한 것으로서, 복호기의 연산량을 줄여 종래 SD의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있는 적응형 OSIC-SD 복호기 및 그를 이용한 복호방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기는, 외부로부터의 신호를 안테나를 통해 수신하고, 수신된 신호를 복호화에 적합한 형태로 변환하는 수신부; 상기 수신부를 통해 변환된 신호를 바탕으로 수신 심볼의 채널을 추정하는 채널추정부; 및 상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 OSIC 복호 방식 또는 SD 복호 방식으로 복호화하는 복호부를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 낮은 SNR 범위에서 큰 복잡도를 갖는 종래 SD(Sphere Decoder) 대신에 OSIC(ordered successive interference cancellation) 복호기를 사용함으로써 복호기의 연산량을 줄여 종래 SD의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있는 장점이 있다.
The present invention relates to an adaptive OSIC-SD decoder and a decoding method using the adaptive OSIC-SD decoder, and an adaptive OSIC-SD decoder and a decoding method using the same.
An adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention includes: a receiver for receiving an external signal through an antenna and converting the received signal into a form suitable for decoding; A channel estimator for estimating a channel of the received symbol based on the signal converted by the receiver; And a decoding unit decoding the received symbols estimated by the channel estimating unit according to the SNR range using the OSIC decoding method or the SD decoding method.
According to the present invention, by using an ordered successive interference cancellation (OSIC) decoder instead of a conventional sphere decoder having a large complexity in a low SNR range, the complexity of the conventional SD can be remarkably reduced .

Description

적응형 OSIC-SD 복호기 및 그를 이용한 복호방법{Adaptive OSIC (ordered successive interference cancellation)-SD(sphere decoder) decoder and decoding method using the same}The adaptive OSIC-SD decoder and the decoding method using the adaptive OSIC-SD decoder (Adaptive OSIC-sphere decoder)

본 발명은 복호기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 낮은 SNR(signal-to-noise ratio) 범위에서 큰 복잡도를 갖는 종래 SD(Sphere Decoder) 대신에 OSIC (ordered successive interference cancellation) 복호기를 사용함으로써 복호기의 연산량을 줄여 종래 SD의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있는 적응형 OSIC-SD 복호기 및 그를 이용한 복호방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a decoder, and more particularly to a decoder using an ordered successive interference cancellation (OSIC) decoder instead of a conventional sphere decoder having a large complexity in a low signal-to-noise ratio (SNR) SD decoder and a decoding method using the adaptive OSIC-SD decoder, which can significantly reduce the complexity of the conventional SD.

AWGN(additive white Gaussian noise)이나 페이딩 채널에서 ML(maximum likelihood) 복호기는 최적의 성능 결과를 나타낸다. 그러나 ML 복호기의 경우 안테나의 수가 증가하거나 변조 차수가 커질수록 복잡도가 지수적으로 증가하는 단점이 있다. ML (maximum likelihood) decoder in additive white Gaussian noise (AWGN) or fading channel shows optimal performance results. However, in ML decoder, complexity exponentially increases as the number of antennas increases or the modulation order increases.

ML 복호기는 복조시 ∥y-Hx∥2와 같이 놈(norm) 제곱 값이 최소가 되는 송신 벡터 x를 찾는 과정을 수행한다. 즉, ML 복호기는 수신된 신호를 모든 신호 좌표와 비교하여 가장 짧은 거리를 갖는 좌표의 심볼을 원래 전송 심볼로 검출한다. 반면에 SD(sphere decoder)의 경우 도 1에서 볼 수 있듯이 수신 신호 y지점을 중심으로 반지름

Figure 112010063368360-pat00001
범위 내에 놓여있는 좌표의 신호들에 한해서 최소 거리를 갖는 신호를 찾아 검파하기 때문에 ML에 비해 계산량이 훨씬 적다. 여기서,
Figure 112010063368360-pat00002
는 초기에 설정된 반지름으로 유효한 심볼을 찾을 때까지 반지름 길이는 갱신된다.The ML decoder performs a process of finding a transmission vector x that minimizes a norm square value such as? Y-Hx? 2 during demodulation. That is, the ML decoder compares the received signal with all signal coordinates, and detects a symbol of a coordinate having the shortest distance as an original transmission symbol. On the other hand, in the case of the SD (sphere decoder), as shown in FIG. 1, the radius
Figure 112010063368360-pat00001
Since the signal with the minimum distance is detected and detected only for the signals within the range, the calculation amount is much smaller than the ML. here,
Figure 112010063368360-pat00002
The radius length is updated until a valid symbol is found with the initially set radius.

모든 신호 좌표 상에서 수신된 신호의 위치는 노이즈에 의해 수시로 바뀌기 때문에 초기에 설정한 반지름 범위 안에 적어도 하나의 유효한 좌표가 포함되는 것은 매우 중요하다. 그러한 이유로 초기 반지름

Figure 112010063368360-pat00003
를 설정하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다.It is very important that at least one valid coordinate is included in the initially set radius range since the position of the received signal on all signal coordinates will change from time to time due to noise. For that reason,
Figure 112010063368360-pat00003
Have been investigated.

MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템에서 수신 신호는 y = Hx + n와 같이 나타낸다. 여기서 y는 Nr개의 수신 안테나에서 수신된 심볼을, H는 Nr × Nt 채널을 의미한다. 그리고 x는 Nt개의 전송 안테나에서 전송되는 전송 심볼수, n은 Nr개의 수신된 AWGN을 의미한다.In a MIMO (Multi Input Multi Output) system, the received signal is expressed as y = Hx + n. Here, y denotes a symbol received from the N r reception antennas, and H denotes an N r × N t channel. And x is the number of transmission symbols transmitted in N t transmission antennas, and n is N r received AWGNs.

종래 SD는 다음의 수식 1과 같이 실수부와 복소수 부분을 나눠서 SD 복호 과정을 설명한다.Conventional SD describes the SD decoding process by dividing the real part and the complex part as shown in the following equation (1).

Figure 112010063368360-pat00004
Figure 112010063368360-pat00004

수신 신호는 위의 수식 1에 의해서 r = Ms + v로 표현되고, 다음의 수식 2와 같이 수신신호 r은 실수부와 허수부로 나누어서 표현된다.The received signal is represented by r = Ms + v by the above equation 1 and the received signal r is expressed by dividing it into a real part and an imaginary part as shown in the following equation (2).

여기서 Re{·}는 실수 부분을 의미하고, Im{·}은 허수 부분을 의미하며, (·)T는 전치행렬을 의미한다.Where Re {·} denotes the real part, Im {·} denotes the imaginary part, and (·) T denotes the transpose matrix.

Figure 112010063368360-pat00005
Figure 112010063368360-pat00005

SD는 실수와 허수 부분이 분리되어 복호 과정이 수행되기 때문에 검출하고자 하는 심볼 수는 2Nt가 된다. 여기서 2Nt는 m으로 간단히 표기한다.The number of symbols to be detected is 2N t since the real number and the imaginary part are separated and the decoding process is performed. Where 2N t is simply denoted by m.

SD를 적용하기 위해서 첫 번째로 ZF(zero forcing)이나 MMSE(minimum mean square error)복호기를 이용하여 수신 심볼의 대략적인 좌표 위치를 찾는다. ZF의 경우 [MH M]-1MH를 구한 후 수신 벡터 r과 곱함으로써 다음의 수식 3과 같이 수신 신호를 추정한다.To apply SD, we first find the approximate coordinate position of the received symbol using ZF (zero forcing) or MMSE (minimum mean square error) decoder. In the case of ZF, [M H M] -1 M H is obtained and multiplied by the received vector r to estimate the received signal as shown in Equation 3 below.

Figure 112010063368360-pat00006
Figure 112010063368360-pat00006

MMSE의 경우, G는 G = [MHM + σ2I]-1MH 와 같이 계산되어 적용된다. For MMSE, G is calculated and applied as G = [M H M + σ 2 I] -1 M H.

MMSE 이후 ∥r-Ms∥2 는 다음의 수식 4로 다시 쓸 수 있으며, ML은 식 5와 같이 표현된다.After MMSE ∥r-Ms∥ 2 may be rewritten as the following equation 4, ML is expressed as equation (5).

Figure 112010063368360-pat00007
Figure 112010063368360-pat00007

Figure 112010063368360-pat00008
Figure 112010063368360-pat00008

따라서, 유효한 심볼의 좌표는 다음의 수식 6과 같이 반경 d내에 놓이게 된다.Therefore, the coordinates of the valid symbol are located within the radius d as shown in Equation (6) below.

Figure 112010063368360-pat00009
Figure 112010063368360-pat00009

위의 수식 6에서 MTM에 Cholesky 분해(Factorization)를 적용하여 m×m의 행렬을 갖는 성삼각 행렬(Upper diagonal matrix)을 얻게 되며, 수식 6은 다시 아래의 수식 7과 같이 표현할 수 있다.In Equation (6), the Cholesky factorization is applied to M T M to obtain an upper diagonal matrix having a matrix of m × m. Equation (6) can be expressed as Equation (7) below.

Figure 112010063368360-pat00010
Figure 112010063368360-pat00010

복호는 i = m에서 i = 1까지 내림차순으로 진행된다. i = m일 때 반지름 di

Figure 112010063368360-pat00011
로 초기 설정되고, ui = ρm의 조건을 가지고 다음의 수식 8과 같이 하한(lower bound)과 상한(upper bound)을 만족하는 값을 선택한다.The decoding proceeds in descending order from i = m to i = 1. When i = m, the radius d i is
Figure 112010063368360-pat00011
And a value satisfying a lower bound and an upper bound is selected as shown in the following Equation 8 with the condition of u i = ρ m .

Figure 112010063368360-pat00012
Figure 112010063368360-pat00012

위의 수식 8에서

Figure 112010063368360-pat00013
는 x와 가까운 정수로 올림(round up)을 의미하며,
Figure 112010063368360-pat00014
는 x와 가까운 정수로 내림(round down)을 의미한다. SD의 경우 복호 과정을 단순화 하기위해 기준 신호의 실수 집합만으로 복호 과정을 수행한다. 예를 들어서, 16QAM(quadrature amplitude modulation)로 전송하는 경우 SD를 수행할 때 오직 p = {-3, -1, 1, 3}과 같이 네 가지 가능성만 따지게 된다.In Equation 8 above
Figure 112010063368360-pat00013
Means round up to an integer close to x,
Figure 112010063368360-pat00014
Means round down to an integer close to x. In the case of SD, the decoding process is performed using only a real set of reference signals to simplify the decoding process. For example, in the case of 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) transmission, only four possibilities are given when performing SD, such as p = {-3, -1, 1, 3}.

16QAM일 경우 위의 수식 8을 통해 반지름 di 범위내의 p집합의 네 가지 요소들 중 하나를 줄이게 된다. i = m이 아닐 때(한 번의 순환과정 후), di와 ui는 다음의 수식 9로 얻을 수 있다.In the case of 16QAM, we reduce one of the four elements of the p-set in the radius d i through Eq. When i = m (after one cycle), d i and u i can be obtained by the following equation (9).

Figure 112010063368360-pat00015
Figure 112010063368360-pat00015

최종적으로 i=1일 때(마지막 순환 과정) 반지름이 다음과 같이 계산된다.Finally, when i = 1 (last cycle), the radius is calculated as follows.

Figure 112010063368360-pat00016
Figure 112010063368360-pat00016

만약에

Figure 112010063368360-pat00017
인 경우, 새로 계산된 길이를 반지름으로 하여 위의 과정을 다시 반복한다. If the
Figure 112010063368360-pat00017
, Repeat the above procedure with the newly calculated length as the radius.

그런데, 이상과 같은 SD는 반지름 길이가 크면 연산이 많아지기 때문에 복잡도가 반지름 길이에 따라 상당히 민감하다. Chan-Lee(Albert M. Chan and Inkyu Lee) SD 알고리즘은 이와 같은 SD를 개선하여 반지름 길이

Figure 112010063368360-pat00018
와 상관없이 복잡도를 일정한 수준으로 유지시킨다. Chan-Lee SD는 기존 SD에서 크게 2가지를 개선하였는데, 그 중 첫 번째는 상·하한 계산 후에 후보 벡터 zi를 ui와 유클리디언 거리 (euclidean distance)를 계산하고 오름차순으로 정렬시킨다. 이와 같은 과정을 통해 첫 번째 순환 과정 동안 원래 심볼을 찾을 수 있는 가능성이 커지게 되고, 디코딩 시간을 상당히 줄일 수 있게 된다. 두 번째는 복호 과정을 통해 하나의 후보 벡터가 찾아지면 반지름 및 상·하한 경계, Ni가 다시 새롭게 갱신된다. 벡터 zi는 그대로 유지되지만 기존의 SD와 달리 ki는 0으로 설정되지 않고 마지막 순환 과정의 값 그대로 유지시킨다. 이와 같이 함으로써 다음 복호 시 ki지점을 고려하지 않게 되고, 이로 인해 복호 시간을 줄일 수 있다. However, since the computation becomes large when the radius length is large, the complexity is considerably sensitive to the radius length. Chan-Lee (Albert M. Chan and Inkyu Lee) The SD algorithm improves the SD to improve the radial length
Figure 112010063368360-pat00018
And keeps the complexity at a constant level. In Chan-Lee SD, two improvements are made in the existing SD. First, after calculating the upper and lower bounds, the candidate vector z i is calculated in ascending order by calculating u i and euclidean distance. This process increases the likelihood of finding the original symbol during the first cyclic process and significantly reduces the decoding time. Second, if one candidate vector is found through the decoding process, the radius and the upper and lower bounds, N i, are renewed again. The vector z i remains unchanged, but unlike the conventional SD, k i is not set to 0 and the value of the last cycle is maintained. By doing so, the point k i is not considered in the next decoding, thereby reducing the decoding time.

그러나, 이와 같은 Chan-Lee SD도 일정한 복잡도를 갖기 때문에 높은 SNR 범위에서는 복잡도가 커지게 되는 단점이 있다.
However, since the Chan-Lee SD has a certain complexity, the complexity increases in a high SNR range.

본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 낮은 SNR 범위에서 큰 복잡도를 갖는 종래 SD(Sphere Decoder) 대신에 OSIC(ordered successive interference cancellation) 복호기를 사용함으로써 복호기의 연산량을 줄여 종래 SD의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있는 적응형 OSIC-SD 복호기 및 그를 이용한 복호방법을 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for reducing complexity of a conventional SD by using an ordered successive interference cancellation (OSIC) decoder instead of a conventional sphere decoder having a large complexity in a low SNR range And an object of the present invention is to provide an adaptive OSIC-SD decoder and a decoding method using the adaptive OSIC-SD decoder.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기는,According to an aspect of the present invention, there is provided an adaptive OSIC-SD decoder,

외부로부터의 신호를 안테나를 통해 수신하고, 수신된 신호를 복호화에 적합한 형태로 변환하는 수신부;A receiver for receiving a signal from the outside via an antenna and converting the received signal into a form suitable for decoding;

상기 수신부를 통해 변환된 신호를 바탕으로 수신 심볼의 채널을 추정하는 채널추정부; 및A channel estimator for estimating a channel of the received symbol based on the signal converted by the receiver; And

상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 OSIC 복호 방식 또는 SD 복호 방식으로 복호화하는 복호부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.And a decoding unit decoding the received symbols estimated by the channel estimating unit according to the SNR range using the OSIC decoding method or the SD decoding method.

여기서, 상기 복호부는 상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼의 대략적인 좌표 위치를 찾는 MMSE 복호기와, 상기 MMSE 복호기를 거친 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 복호화하는 OSIC 복호기 및 Chan-Lee SD 복호기를 포함할 수 있다.Here, the decoding unit includes an MMSE decoder that finds a coarse coordinate position of a received symbol estimated by the channel estimation unit, an OSIC decoder and a Chan-Lee SD decoder that decode the received symbol through the MMSE decoder according to the SNR range can do.

또한, 상기 수신부는 4개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고, 낮은 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나 중 2개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 OSIC 복호기에 의해 복호화되고, 나머지 2개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화된다.The receiver receives signals through four receive antennas. In a low SNR range, received symbols for two antennas of the four receive antennas are decoded by the OSIC decoder, and received symbols for the remaining two antennas Is decoded by the Chan-Lee SD decoder.

또한, 중간 정도의 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나 중 한 개의 수신 안테나의 심볼만 상기 OSIC 복호기에 의해 복호화되고, 나머지 3개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화된다.In the intermediate SNR range, only symbols of one of the four receive antennas are decoded by the OSIC decoder, and received symbols for the remaining three antennas are decoded by the Chan-Lee SD decoder.

또한, 높은 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나의 심볼이 모두 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화된다.Also, in the high SNR range, all symbols of the four reception antennas are decoded by the Chan-Lee SD decoder.

또한, 본 발명의 적응형 OSIC-SD 복호기는 상기 복호부에 의해 복호화된 신호를 입력받아 복조(demodulation)하는 복조부를 더 포함할 수 있다.In addition, the adaptive OSIC-SD decoder of the present invention may further include a demodulation unit that receives and demodulates the signal decoded by the decoding unit.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법은, According to another aspect of the present invention, there is provided a decoding method using an adaptive OSIC-SD decoder,

외부로부터의 신호를 수신하는 수신부와, 수신 심볼의 채널을 추정하는 채널추정부 및 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 복호화하는 복호부를 포함하는 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법으로서,A decoding method using an adaptive OSIC-SD decoder including a receiver for receiving a signal from the outside, a channel estimator for estimating a channel of the received symbol, and a decoder for decoding the received symbol according to the SNR range,

a) 상기 수신부에 의해 외부로부터의 신호를 안테나를 통해 수신하고, 수신된 신호를 복호화에 적합한 형태로 변환하는 단계;a) receiving a signal from the outside through the antenna by the receiving unit, and converting the received signal into a form suitable for decoding;

b) 상기 수신부를 통해 변환된 신호를 바탕으로 상기 채널추정부에 의해 수신 심볼의 채널을 추정하는 단계; 및b) estimating a channel of the received symbol by the channel estimator based on the signal transformed through the receiver; And

c) 상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 상기 복호부에 의해 OSIC 복호 방식 또는 SD 복호 방식으로 복호화하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.and c) decoding the received symbol estimated by the channel estimation unit by the decoding unit according to the SNR range using the OSIC decoding method or the SD decoding method.

여기서, 상기 단계 c)의 복호화하는 단계는 상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼의 대략적인 좌표 위치를 MMSE 복호기에 의해 찾는 단계와, 상기 MMSE 복호기에 의해 찾은 수신 심볼의 대략적인 좌표 위치를 바탕으로 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 OSIC 복호기 및 Chan-Lee SD 복호기에 의해 각각 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.The decoding of step c) includes: searching for an approximate coordinate position of the received symbol estimated by the channel estimation unit by an MMSE decoder; and determining a co-ordinated position of a received symbol found by the MMSE decoder, Decoding the received symbols by the OSIC decoder and the Chan-Lee SD decoder according to the SNR range, respectively.

또한, 상기 수신부는 4개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고, 낮은 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나 중 2개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 OSIC 복호기에 의해 복호화되고, 나머지 2개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화된다.The receiver receives signals through four receive antennas. In a low SNR range, received symbols for two antennas of the four receive antennas are decoded by the OSIC decoder, and received symbols for the remaining two antennas Is decoded by the Chan-Lee SD decoder.

또한, 중간 정도의 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나 중 한 개의 수신 안테나의 심볼만 상기 OSIC 복호기에 의해 복호화되고, 나머지 3개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화된다.In the intermediate SNR range, only symbols of one of the four receive antennas are decoded by the OSIC decoder, and received symbols for the remaining three antennas are decoded by the Chan-Lee SD decoder.

또한, 높은 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나의 심볼이 모두 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화된다.Also, in the high SNR range, all symbols of the four reception antennas are decoded by the Chan-Lee SD decoder.

또한, 상기 단계 c)의 상기 복호부에 의해 복호화된 신호를 입력받아 복조부에 의해 복조(demodulation)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include receiving a signal decoded by the decoding unit in step c) and demodulating the signal by a demodulation unit.

이와 같은 본 발명에 의하면, 낮은 SNR 범위에서 큰 복잡도를 갖는 종래 SD(Sphere Decoder) 대신에 OSIC(ordered successive interference cancellation) 복호기를 사용함으로써 복호기의 연산량을 줄여 종래 SD의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, by using an ordered successive interference cancellation (OSIC) decoder instead of a conventional sphere decoder having a large complexity in a low SNR range, the complexity of the conventional SD can be remarkably reduced .

도 1은 종래 SD의 수신 심볼을 찾는 과정을 기하학적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법의 실행과정을 보여주는 흐름도.
도 4는 16QAM 변조기법을 사용하는 MIMO 4×4 시스템의 ZF 및 MMSE 기반의 Chan-Lee SD의 비트오류율 성능을 보여주는 도면.
도 5는 16QAM 변조기법을 사용하는 MIMO 4×4 시스템의 ZF 및 MMSE 기반의 Chan-Lee SD의 복잡도를 보여주는 도면.
도 6은 16QAM 변조기법을 사용하는 4×4 MIMO 시스템에서 기존 SD와 Chan-Lee SD의 비트오류율 성능 분석 결과를 보여주는 도면.
도 7은 16QAM 변조기법을 사용하는 4×4 MIMO 시스템에서 기존 SD와 Chan-Lee SD의 복잡도를 보여주는 도면.
도 8은 16QAM 변조기법을 사용하는 4×4 MIMO 시스템에서 SD(Original 또는 Chan-Lee)와 OSIC 알고리즘 및 OSIC와 SD가 결합된 Hybrid OSIC-SD의 비트 오류율 성능 분석 결과를 보여주는 도면.
도 9는 Original SD와 도 8에서의 각 알고리즘들의 SNR에 따른 알고리즘 연산량에 의한 복잡도를 보여주는 도면.
도 10은 16QAM 변조기법을 사용하는 4×4 MIMO 시스템에서 OSIC 알고리즘과 SD, 본 발명의 적응형(Adaptive) OSIC-SD의 비트오류율 성능을 보여주는 도면.
도 11은 16QAM 변조기법을 사용하는 4×4 MIMO 시스템에서 OSIC 알고리즘과 SD, 본 발명의 적응형(Adaptive) OSIC-SD의 복잡도를 보여주는 도면.
FIG. 1 is a diagram showing a geometric process of finding a received symbol of a conventional SD; FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of an adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention; FIG.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a decoding method using an adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention; FIG.
4 is a graph showing bit error rate performance of Chan-Lee SD based on ZF and MMSE of a MIMO 4 × 4 system using a 16QAM modulation technique.
5 illustrates the complexity of Chan-Lee SD based on ZF and MMSE of a MIMO 4x4 system using a 16QAM modulation scheme.
FIG. 6 is a diagram showing a result of bit error rate performance analysis of a conventional SD and a Chan-Lee SD in a 4 × 4 MIMO system using a 16QAM modulation technique. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the complexity of an existing SD and a Chan-Lee SD in a 4x4 MIMO system using a 16QAM modulation technique.
8 is a graph showing the bit error rate performance analysis results of SD (Original or Chan-Lee) and OSIC algorithm and Hybrid OSIC-SD combined with OSIC and SD in a 4x4 MIMO system using 16QAM modulation technique.
FIG. 9 is a diagram showing complexity due to the amount of algorithm computation according to the SNR of the original SD and the algorithms of FIG. 8; FIG.
10 is a graph showing the bit error rate performance of the OSIC algorithm and the SD, and the adaptive OSIC-SD of the present invention in the 4x4 MIMO system using the 16QAM modulation technique.
11 is a diagram showing the complexity of the OSIC algorithm and SD and the adaptive OSIC-SD of the present invention in a 4x4 MIMO system using a 16QAM modulation technique;

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기는 수신부(210), 채널추정부(220) 및 복호부(230)를 포함한다.2, the adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention includes a receiver 210, a channel estimator 220, and a decoder 230.

상기 수신부(210)는 외부로부터의 신호를 안테나(205)를 통해 수신하고, 수신된 신호를 복호화에 적합한 형태로 변환한다. 예를 들면, 수신부(210)는 안테나 (205)를 통해 수신된 신호의 감시 간격(guard interval)을 제거한 후, FFT(fast Fourier transform:고속 푸리에 변환)를 수행한다. 그리고, 이와 같은 수신부(210)는 OFDMA(orthogonal frequency division multiplexing access:직교 주파수 분할 다중 접속) 시스템을 기반으로 한다.The receiving unit 210 receives an external signal through the antenna 205 and converts the received signal into a form suitable for decoding. For example, the receiver 210 removes a guard interval of a signal received through the antenna 205, and then performs an FFT (fast Fourier transform). The receiver 210 is based on an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) system.

상기 채널추정부(220)는 상기 수신부(210)를 통해 변환된 신호를 바탕으로 수신 심볼의 채널을 추정한다. The channel estimator 220 estimates a channel of the received symbol based on the signal transformed through the receiver 210. [

상기 복호부(230)는 상기 채널추정부(220)에 의해 추정된 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 OSIC 복호 방식 또는 SD 복호 방식으로 복호화한다.The decoding unit 230 decodes the received symbols estimated by the channel estimation unit 220 according to the SNR range using the OSIC decoding method or the SD decoding method.

여기서, 상기 복호부(230)는 상기 채널추정부(220)에 의해 추정된 수신 심볼의 대략적인 좌표 위치를 찾는 MMSE 복호기(231)와, 그 MMSE 복호기(231)를 거친 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 복호화하는 OSIC 복호기(232) 및 Chan-Lee SD 복호기 (233)를 포함할 수 있다.Here, the decoding unit 230 includes an MMSE decoder 231 for finding a coarse coordinate position of a received symbol estimated by the channel estimation unit 220 and a reception symbol passing through the MMSE decoder 231 in an SNR range And an OSIC decoder 232 and a Chan-Lee SD decoder 233 for decoding.

또한, 상기 수신부(210)는 4개의 수신 안테나(205)를 통해 신호를 수신하고, 낮은 SNR 범위(예를 들면, 10dB 미만)에서는 상기 4개의 수신 안테나(205) 중 2개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 OSIC 복호기(232)에 의해 복호화되고, 나머지 2개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기(233)에 의해 복호화된다.The receiver 210 receives a signal through the four receive antennas 205 and generates a receive symbol for two antennas of the four receive antennas 205 in a low SNR range (for example, less than 10 dB) Is decoded by the OSIC decoder 232 and the received symbols for the remaining two antennas are decoded by the Chan-Lee SD decoder 233. [

또한, 중간 정도의 SNR 범위(예를 들면, 10dB∼15dB)에서는 상기 4개의 수신 안테나(205) 중 한 개의 수신 안테나의 심볼만 상기 OSIC 복호기(232)에 의해 복호화되고, 나머지 3개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기(233)에 의해 복호화된다.In the intermediate SNR range (for example, 10 dB to 15 dB), only the symbols of one reception antenna of the four reception antennas 205 are decoded by the OSIC decoder 232, and the remaining three antennas The received symbols are decoded by the Chan-Lee SD decoder 233.

또한, 높은 SNR 범위(예를 들면, 15dB 초과)에서는 상기 4개의 수신 안테나(205)의 심볼이 모두 상기 Chan-Lee SD 복호기(233)에 의해 복호화된다. 이와 같이 높은 SNR 범위에서 4개의 수신 안테나(205)의 심볼을 모두 Chan-Lee SD 복호기(233)에 의해 복호화하는 것은, Chan-Lee SD 복호기(233)의 경우 낮은 복잡도를 나타내면서 복잡도가 일정하게 유지되기 때문이다.All symbols of the four reception antennas 205 are decoded by the Chan-Lee SD decoder 233 in a high SNR range (for example, more than 15 dB). The Chan-Lee SD decoder 233 decodes all the symbols of the four reception antennas 205 in the high SNR range in such a manner that the complexity of the Chan-Lee SD decoder 233 is low .

또한, 본 발명의 적응형 OSIC-SD 복호기는 상기 복호부(230)에 의해 복호화된 신호를 입력받아 복조(demodulation)하는 복조부(240)를 더 포함할 수 있다.In addition, the adaptive OSIC-SD decoder of the present invention may further include a demodulator 240 for demodulating a signal decoded by the decoder 230.

그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법에 대하여 간략히 설명해 보기로 한다.Hereinafter, a decoding method using the adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention having the above-described configuration will be briefly described.

도 3은 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법의 실행과정을 보여주는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a decoding method using an adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법은 전술한 바와 같은 외부로부터의 신호를 수신하는 수신부(210)와, 수신 심볼의 채널을 추정하는 채널추정부(220) 및 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 복호화하는 복호부(230)를 포함하는 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법으로서, 먼저 상기 수신부(210)에 의해 외부로부터의 신호를 안테나(205)를 통해 수신하고, 수신된 신호를 복호화에 적합한 형태로 변환한다(단계 S310).2 and 3, a decoding method using an adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention includes a receiving unit 210 for receiving signals from outside as described above, a channel estimating unit 210 for estimating a channel of a received symbol, A decoding method using an adaptive OSIC-SD decoder including a decoding unit 220 and a decoding unit 230 decoding a received symbol according to an SNR range. First, the receiving unit 210 transmits a signal from the outside to an antenna 205 ), And converts the received signal into a form suitable for decoding (step S310).

그런 후, 상기 수신부(210)를 통해 변환된 신호를 바탕으로 상기 채널추정부 (220)에 의해 수신 심볼의 채널을 추정한다(단계 S320).Then, the channel estimator 220 estimates the channel of the received symbol based on the signal converted by the receiver 210 (step S320).

그런 다음, 상기 채널추정부(220)에 의해 추정된 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 상기 복호부(230)에 의해 OSIC 복호 방식 또는 SD 복호 방식으로 복호화한다( 단계 S330).Then, the decoding unit 230 decodes the received symbol estimated by the channel estimating unit 220 according to the SNR range using the OSIC decoding method or the SD decoding method (step S330).

여기서, 상기 단계 S330의 복호화하는 단계는 상기 채널추정부(220)에 의해 추정된 수신 심볼의 대략적인 좌표 위치를 MMSE 복호기(231)에 의해 찾는 단계와, 상기 MMSE 복호기(231)에 의해 찾은 수신 심볼의 대략적인 좌표 위치를 바탕으로 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 OSIC 복호기(232) 및 Chan-Lee SD 복호기(233)에 의해 각각 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.The step of decoding in step S330 includes a step of searching for an approximate coordinate position of the received symbol estimated by the channel estimation unit 220 by the MMSE decoder 231, Decoding the received symbols by the OSIC decoder 232 and the Chan-Lee SD decoder 233 according to the SNR range based on the approximate coordinate positions of the symbols.

또한, 상기 수신부(210)는 4개의 수신 안테나(205)를 통해 신호를 수신하고, 낮은 SNR 범위(예를 들면, 10dB 미만)에서는 상기 4개의 수신 안테나(205) 중 2개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 OSIC 복호기(232)에 의해 복호화되고, 나머지 2개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기(233)에 의해 복호화된다.The receiver 210 receives a signal through the four receive antennas 205 and generates a receive symbol for two antennas of the four receive antennas 205 in a low SNR range (for example, less than 10 dB) Is decoded by the OSIC decoder 232 and the received symbols for the remaining two antennas are decoded by the Chan-Lee SD decoder 233. [

또한, 중간 정도의 SNR 범위(예를 들면, 10dB∼15dB)에서는 상기 4개의 수신 안테나(205) 중 한 개의 수신 안테나의 심볼만 상기 OSIC 복호기(232)에 의해 복호화되고, 나머지 3개의 안테나에 대한 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기(233)에 의해 복호화된다.In the intermediate SNR range (for example, 10 dB to 15 dB), only the symbols of one reception antenna of the four reception antennas 205 are decoded by the OSIC decoder 232, and the remaining three antennas The received symbols are decoded by the Chan-Lee SD decoder 233.

또한, 높은 SNR 범위(예를 들면, 15dB 초과)에서는 상기 4개의 수신 안테나(205)의 심볼이 모두 상기 Chan-Lee SD 복호기(233)에 의해 복호화된다.All symbols of the four reception antennas 205 are decoded by the Chan-Lee SD decoder 233 in a high SNR range (for example, more than 15 dB).

또한, 상기 단계 S330의 상기 복호부(230)에 의해 복호화된 신호를 입력받아 복조부(240)에 의해 복조(demodulation)하는 단계(S340)를 더 포함할 수 있다.In addition, the demodulating unit 240 may further demodulate the signal decoded by the decoding unit 230 in step S330 (S340).

한편, 도 4 내지 도 11은 이상과 같은 본 발명의 적응형 OSIC-SD 복호기와 종래의 SD 복호기의 성능 분석 결과를 보여주는 도면이다.4 to 11 are graphs showing performance analysis results of the adaptive OSIC-SD decoder and the conventional SD decoder of the present invention.

성능 분석을 위한 모의 실험을 위해 사용된 파라미터는 다음의 <표 1>과 같다. <표 1>의 실험 파라미터는 WiBro MIMO-OFDM을 기반으로 구성하였다.The parameters used for simulation for performance analysis are shown in Table 1 below. The experimental parameters in Table 1 are based on WiBro MIMO-OFDM.

모의 실험 파라미터Simulation parameter Parameter              Parameter Value                Value 전송 OFDM 심볼           Transmission OFDM symbol 42                 42 MIMO 기법              MIMO technique Layered 4x4            Layered 4x4 복호 알고리즘                                                    Decryption algorithm SD
Hybrid OSIC-SD
Adaptive OSIC-SD
SD
Hybrid OSIC-SD
Adaptive OSIC-SD
채널 환경               Channel environment Quasi-static Flat Fading      Quasi-static Flat Fading 잡음                 Noise AWGN                AWGN 변조기법               Modulation technique 16QAM                16QAM FFT 크기
(데이타 Carrier + 파일럿 Carrier +
DC + 대역)
FFT size
(Data Carrier + Pilot Carrier +
DC + band)
1024(720+120+1+183)                                               1024 (720 + 120 + 1 + 183)
1 OFDM 심볼 크기
(FFT + CP)
1 OFDM symbol size
(FFT + CP)
1152(1024+128)            1152 (1024 + 128)
1 OFDM 심볼 시간           1 OFDM symbol time 115.2μs
(102.4μs: FFT + 12.8μs: CP)
115.2 μs
(102.4 mu s: FFT + 12.8 mu s: CP)
1 프레임 시간             1 frame time 5ms                  5ms

도 4는 16QAM 변조기법을 사용하는 MIMO 4×4 시스템의 ZF 및 MMSE 기반의 Chan-Lee SD의 비트오류율 성능을 보여주는 도면이다. 비트오류율 측면에서 두 알고리즘의 성능은 거의 같은 결과가 나오지만, 도 5에서와 같이 각 SNR에 따른 시뮬레이션이 수행된 시간을 초 단위로 측정한 결과 MMSE가 ZF보다 낮은 SNR 범위에서 연산량이 더 적다는 것을 확인할 수 가 있다.4 is a graph showing bit error rate performance of Chan-Lee SD based on ZF and MMSE of a MIMO 4 × 4 system using a 16QAM modulation technique. In terms of bit error rate, the performance of the two algorithms is almost the same. However, as shown in FIG. 5, when the simulation time is measured in seconds according to each SNR, the MMSE has a smaller computation amount in the SNR range lower than ZF I can confirm.

도 6은 16QAM 변조기법을 사용하는 4×4 MIMO 시스템에서 기존 SD와 Chan-Lee SD의 비트오류율 성능 분석 결과를 보여주는 도면이다.FIG. 6 is a graph showing the bit error rate performance analysis results of a conventional SD and a Chan-Lee SD in a 4 × 4 MIMO system using a 16QAM modulation technique.

도 6에서 볼 수 있듯이, 비트오류율 성능은 동일하다는 것을 알 수 있지만, 도 7에서와 같이 계산량(복잡도)을 비교하였을 때, Chan-Lee SD가 복잡도면에서 상당히 좋다는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 6, it can be seen that the bit error rate performance is the same. However, when the calculation amount (complexity) is compared as shown in FIG. 7, it can be seen that Chan-Lee SD is quite good in the complex drawings.

도 8은 16QAM 변조기법을 사용하는 4×4 MIMO 시스템에서 SD(Original 또는 Chan-Lee, 참고:도 6)와 OSIC 알고리즘 및 OSIC와 SD가 결합된 Hybrid OSIC-SD의 비트 오류율 성능을 보여주는 도면이다. FIG. 8 is a diagram showing bit error rate performance of SD (Original or Chan-Lee, see FIG. 6) and OSIC algorithm and Hybrid OSIC-SD in which OSIC and SD are combined in a 4 × 4 MIMO system using 16QAM modulation technique .

도 8을 참조하면, Hybrid OSIC-SD(1)의 경우, 4개의 심볼들 중 1개의 심볼이 OSIC에 의해 복호되며 나머지 3개 심볼들은 SD에 의해 복호된다.Referring to FIG. 8, in the case of Hybrid OSIC-SD (1), one of the four symbols is decoded by the OSIC and the remaining three symbols are decoded by SD.

Hybrid OSIC-SD(2)의 경우는 4개의 심볼 중 2개 심볼이 OSIC에 의해 복호되고 나머지 2개는 SD에 의해 복호된다. 따라서 도 8에서 볼 수 있듯이 ML 성능과 가까운 SD 알고리즘에 의해 복호되는 심볼 수가 많은 Hybrid OSIC-SD(1)의 비트오류율 성능이 Hybrid OSIC-SD(2)의 성능보다 높은 SNR 범위에서 더 좋은 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다. Hybrid 알고리즘들의 경우 약 12dB이후 SD와 같이 ML 성능은 만족하지 못하지만, 기존 OSIC 알고리즘만 사용했을 때보다 Hybrid OSIC-SD(2)에서 3dB, 그리고 Hybrid OSIC-SD(1)에서 6dB 더 좋은 성능 결과를 보이는 것을 확인할 수 있다. In the case of the Hybrid OSIC-SD (2), two of the four symbols are decoded by the OSIC and the remaining two are decoded by the SD. Therefore, as shown in FIG. 8, the bit error rate performance of the hybrid OSIC-SD (1) having a large number of symbols decoded by the SD algorithm close to the ML performance is better than that of the hybrid OSIC-SD (2) . Hybrid algorithms do not satisfy ML performance like SD after about 12dB, but 3dB better performance than Hybrid OSIC-SD (2) and 6dB better Hybrid OSIC-SD (1) You can see what you see.

도 9는 Original SD와 도 8에서의 각 알고리즘들의 SNR에 따른 알고리즘 연산량에 의한 복잡도를 보여주는 도면이다. FIG. 9 is a diagram showing the complexity of the original SD and the algorithms according to the SNRs of the respective algorithms in FIG. 8 according to the algorithm operation amount.

도 9에 도시된 바와 같이, 비트오류율 성능에서 Original SD의 경우 ML과 같은 성능을 달성할 수 있으나, 복잡도는 다른 알고리즘들보다 상당히 크다는 것을 확인할 수 있으며, Original SD를 개선한 Chan-Lee SD의 경우는 Original SD와 같이 ML 성능을 보이면서 복잡도를 상당히 개선한 것을 확인할 수 있다. 도 8에서 보았듯이 기존 OSIC 알고리즘의 경우 비트오류율 성능은 다른 알고리즘들에 비해 가장 저조하지만 복잡도가 가장 낮은 것을 볼 수 있다. OSIC와 Chan-Lee SD를 결합한 Hybrid OSIC-SD의 경우, 선택적으로 복잡도가 낮은 OSIC를 사용함으로써 Chan-Lee SD보다 22dB작은 범위에서 낮은 복잡도를 보이고 있으며, Hybrid OSIC-SD(1)은 Hybrid OSIC-SD(2)에 비해 Chan-Lee SD에 의해 복호되는 심볼이 많기 때문에 복잡도가 더 크다. 하지만, ML 성능을 내는 Chan-Lee SD에 의해 복호되는 심볼이 많기 때문에 도 8에서 볼 수 있듯이 비트오류율 성능 면에서 더 좋은 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 9, in the bit error rate performance, the same performance as the ML can be achieved in the case of the original SD, but the complexity is considerably larger than other algorithms. In the case of Chan-Lee SD Shows ML performance similar to that of original SD, and shows a significant improvement in complexity. As shown in FIG. 8, in the case of the existing OSIC algorithm, the bit error rate performance is the lowest compared to other algorithms, but the complexity is the lowest. Hybrid OSIC-SD, which combines OSIC and Chan-Lee SD, shows low complexity in the range of 22dB smaller than Chan-Lee SD by using low-complexity OSIC. Hybrid OSIC-SD (1) The complexity is greater because there are many symbols to be decoded by Chan-Lee SD compared to SD (2). However, since there are many symbols to be decoded by Chan-Lee SD, which provides ML performance, it is possible to confirm that the bit error rate performance is better as shown in FIG.

도 10은 도 10은 16QAM 변조기법을 사용하는 4×4 MIMO 시스템에서 OSIC 알고리즘과 SD, 본 발명의 적응형(Adaptive) OSIC-SD의 비트오류율 성능을 보여주는 도면이다.FIG. 10 is a graph showing the bit error rate performance of the OSIC algorithm and the SD, and the adaptive OSIC-SD of the present invention in the 4 × 4 MIMO system using the 16QAM modulation technique.

도 10을 참조하면, 본 발명의 적응형(Adaptive) OSIC-SD는 채널 상태에 따라서 복호화 알고리즘이 적응적으로 사용된다. 채널 상태가 열악할 때 낮은 SNR 범위(<10dB)에서 SD(Chan-Lee, Original)보다 복잡도가 낮고 비트 오류율 성능이 가장 좋은 Hybrid OSIC-SD(2) 알고리즘이 선택된다. 10dB에서 15dB 사이의 중간정도의 SNR 범위에서는 비트 오류율 성능이 가장 좋은 Hybrid OSIC-SD(1)이 선택된다. 그리고, 높은 SNR범위(>15dB)에서는 ML과 같은 비트오류율 성능을 만족하면서 복잡도도 이 SNR 범위에서 다른 SD 만큼의 성능을 만족하는 Chan-Lee SD 알고리즘이 선택되어 복호가 된다. 이와 같이 본 발명은 적응적으로 복호 알고리즘을 채널에 따라 선택적으로 사용함으로써 도 10에서 볼 수 있듯이 비트오류 측면에서 기존 SD(Chan-Lee, Original)와 같은 성능을 만족한다. 각 알고리즘의 복잡도를 나타내고 있는 도 11을 보면, 본 발명의 Adaptive OSIC-SD가 OSIC 다음으로 가장 낮은 복잡도를 보이고 있다. 비록 복잡도는 OSIC가 가장 낮더라도 도 10의 비트오류율과 도 11에서의 복잡도 간의 상충관계를 고려해 보았을 때, 본 발명의 Adaptive OSIC-SD 알고리즘이 가장 최적의 복잡도 및 비트오류율을 만족하는 시스템이라는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 10, in the adaptive OSIC-SD of the present invention, a decoding algorithm is adaptively used according to a channel state. When the channel condition is poor, Hybrid OSIC-SD (2) algorithm with lower complexity and the best bit error rate performance than the SD (Chan-Lee, Original) is selected in the low SNR range (<10dB). Hybrid OSIC-SD (1) with the best bit error rate performance is selected in the medium SNR range between 10dB and 15dB. And, in the high SNR range (> 15dB), the Chan-Lee SD algorithm satisfying the bit error rate performance such as ML and satisfying the performance of other SD in the complexity and SNR range is selected and decoded. As described above, the present invention adaptively uses a decoding algorithm according to a channel to satisfy the same performance as a conventional SD (Chan-Lee, Original) in terms of bit error as shown in FIG. 11, which shows the complexity of each algorithm, the Adaptive OSIC-SD of the present invention has the lowest complexity following OSIC. Although the complexity is the lowest in the OSIC, considering the trade-off between the bit error rate in FIG. 10 and the complexity in FIG. 11, the adaptive OSIC-SD algorithm of the present invention finds that the system satisfies the most optimal complexity and bit error rate .

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 적응형 OSIC-SD 복호기는 낮은 SNR 범위에서 큰 복잡도를 갖는 종래 SD 대신에 OSIC(ordered successive interference cancellation) 복호기를 사용하고, 복호 알고리즘을 채널에 따라 선택적으로 사용함으로써 복호기의 연산량을 줄여 종래 SD의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있는 장점이 있다.As described above, the adaptive OSIC-SD decoder according to the present invention uses an ordered successive interference cancellation (OSIC) decoder instead of the conventional SD having a large complexity in a low SNR range and selectively uses a decoding algorithm according to a channel The complexity of the conventional SD can be remarkably reduced by reducing the amount of computation of the decoder.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.

210...수신부 220...채널추정부
230...복호부 231...MMSE 복호기
232...OSIC 복호기 233...SD 복호기
240...복조부
210 ... reception unit 220 ... channel estimation unit
230 ... Decoding section 231 ... MMSE decoder
232 ... OSIC decoder 233 ... SD decoder
240 ... demodulator

Claims (12)

외부로부터의 신호를 안테나를 통해 수신하고, 수신된 신호의 감시 간격(guard interval)을 제거하고, 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform)을 수행하는 수신부;
상기 수신부를 통해 변환된 신호를 바탕으로 수신 심볼의 채널을 추정하는 채널추정부; 및
상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 OSIC(ordered successive interference cancellation) 복호 방식 또는 SD(sphere decoder) 복호 방식으로 복호화(decoding)하는 복호부를 포함하는 적응형 OSIC-SD 복호기.
A receiver for receiving a signal from the outside via an antenna, removing a guard interval of the received signal, and performing a fast Fourier transform;
A channel estimator for estimating a channel of the received symbol based on the signal converted by the receiver; And
And a decoder for decoding the received symbols estimated by the channel estimation unit according to an SNR range using an ordered successive interference cancellation (OSIC) decoding scheme or a sphere decoder (SD) decoding scheme.
제1항에 있어서,
상기 복호부는 상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼의 좌표를 계산하는 MMSE 복호기와, 상기 MMSE 복호기를 거친 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 복호화하는 OSIC 복호기 및 Chan-Lee SD 복호기를 포함하는 적응형 OSIC-SD 복호기.
The method according to claim 1,
The decoder includes an MMSE decoder for calculating the coordinates of the received symbol estimated by the channel estimator, an adaptive OSIC decoder including an OSIC decoder and a Chan-Lee SD decoder for decoding the received symbol through the SNR range according to the SNR range, -SD decoder.
제2항에 있어서,
상기 수신부는 4개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고, 10dB 미만의 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나 중 2개의 안테나를 통해 수신된 수신 심볼은 상기 OSIC 복호기에 의해 복호화되고, 나머지 2개의 안테나를 통해 수신된 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화되는, 적응형 OSIC-SD 복호기.
3. The method of claim 2,
The receiver receives a signal through four receive antennas. In the SNR range of less than 10 dB, received symbols received through two of the four receive antennas are decoded by the OSIC decoder, And the received symbol is decoded by the Chan-Lee SD decoder.
제2항에 있어서,
상기 수신부는 4개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고, 10dB∼15dB의 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나 중 한 개의 수신 안테나를 통해 수신된 수신 심볼만 상기 OSIC 복호기에 의해 복호화되고, 나머지 3개의 안테나를 통해 수신된 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화되는, 적응형 OSIC-SD 복호기.
3. The method of claim 2,
The receiver receives a signal through the four receive antennas, and in the SNR range of 10 dB to 15 dB, only received symbols received through one receive antenna of the four receive antennas are decoded by the OSIC decoder, And the received symbols received through the Chan-Lee SD decoder are decoded by the Chan-Lee SD decoder.
제2항에 있어서,
상기 수신부는 4개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고,
15dB 초과의 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나를 통해 수신된 수신 심볼이 모두 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화되는, 적응형 OSIC-SD 복호기.
3. The method of claim 2,
The receiving unit receives a signal through four receiving antennas,
And the received symbols received through the four receive antennas are decoded by the Chan-Lee SD decoder in an SNR range exceeding 15 dB.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복호부에 의해 복호화된 신호를 입력받아 복조(demodulation)하는 복조부를 더 포함하는 적응형 OSIC-SD 복호기.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
And a demodulator for receiving a signal decoded by the decoder and demodulating the signal.
외부로부터의 신호를 수신하는 수신부와, 수신 심볼의 채널을 추정하는 채널추정부 및 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 복호화하는 복호부를 포함하는 적응형 OSIC-SD(ordered successive interference cancellation-sphere decoder) 복호기를 이용한 복호방법으로서,
a) 상기 수신부에 의해 외부로부터의 신호를 안테나를 통해 수신하고, 수신된 신호의 감시 간격(guard interval)을 제거하고, 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform)을 수행하는 단계;
b) 상기 수신부를 통해 변환된 신호를 바탕으로 상기 채널추정부에 의해 수신 심볼의 채널을 추정하는 단계; 및
c) 상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 상기 복호부에 의해 OSIC(ordered successive interference cancellation) 복호 방식 또는 SD(sphere decoder) 복호 방식으로 복호화하는 단계를 포함하는 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법.
An adaptive OSIC-SD (Orthogonal Frequency Division Multiplexer) decoder, which includes a receiver for receiving a signal from the outside, a channel estimator for estimating a channel of the received symbol, and a decoder for decoding the received symbol according to the SNR range, As a decoding method using,
a) receiving an external signal through an antenna by the receiving unit, removing a guard interval of the received signal, and performing a fast Fourier transform;
b) estimating a channel of the received symbol by the channel estimator based on the signal transformed through the receiver; And
c) decoding the received symbol estimated by the channel estimating unit according to an SNR range using an ordered successive interference cancellation (OSIC) decoding scheme or a sphere decoder (SD) decoding scheme by the decoding unit; Decoding method using SD decoder.
제7항에 있어서,
상기 단계 c)의 복호화하는 단계는 상기 채널추정부에 의해 추정된 수신 심볼의 좌표를 MMSE 복호기에 의해 계산하는 단계와, 상기 MMSE 복호기에 의해 계산된 수신 심볼의 좌표를 바탕으로 수신 심볼을 SNR 범위에 따라 OSIC 복호기 및 Chan-Lee SD 복호기에 의해 각각 복호화하는 단계를 포함하는 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법.
8. The method of claim 7,
The decoding of step c) comprises the steps of: calculating the coordinates of the received symbol estimated by the channel estimation unit by an MMSE decoder; calculating a SNR range of the received symbol based on the coordinates of the received symbol calculated by the MMSE decoder And decoded by an OSIC decoder and a Chan-Lee SD decoder, respectively, in accordance with the OSIC-SD decoder.
제8항에 있어서,
상기 수신부는 4개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고, 10dB 미만의 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나 중 2개의 안테나를 통해 수신된 수신 심볼은 상기 OSIC 복호기에 의해 복호화되고, 나머지 2개의 안테나를 통해 수신된 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화되는 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법.
9. The method of claim 8,
The receiver receives a signal through four receive antennas. In the SNR range of less than 10 dB, received symbols received through two of the four receive antennas are decoded by the OSIC decoder, And the received symbol is decoded by the Chan-Lee SD decoder.
제8항에 있어서,
상기 수신부는 4개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고, 10dB∼15dB의 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나 중 한 개의 수신 안테나를 통해 수신된 심볼만 상기 OSIC 복호기에 의해 복호화되고, 나머지 3개의 안테나를 통해 수신된 수신 심볼은 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화되는 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법.
9. The method of claim 8,
The receiver receives a signal through four receive antennas. In the SNR range of 10 dB to 15 dB, only the symbols received through one of the four receive antennas are decoded by the OSIC decoder, and the remaining three antennas Wherein the received symbols are decoded by the Chan-Lee SD decoder.
제8항에 있어서,
상기 수신부는 4개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고, 15dB 초과의 SNR 범위에서는 상기 4개의 수신 안테나를 통해 수신된 수신 심볼이 모두 상기 Chan-Lee SD 복호기에 의해 복호화되는 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법.
9. The method of claim 8,
The receiver receives a signal through four receive antennas, and, in an SNR range of more than 15 dB, the receive symbols received through the four receive antennas are all decoded by the Chan-Lee SD decoder. Decoding method.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 c)의 상기 복호부에 의해 복호화된 신호를 입력받아 복조부에 의해 복조(demodulation)하는 단계를 더 포함하는 적응형 OSIC-SD 복호기를 이용한 복호방법.
12. The method according to any one of claims 7 to 11,
Further comprising receiving a signal decoded by the decoding unit of step c) and demodulating the signal by a demodulation unit, using the adaptive OSIC-SD decoder.
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