KR101890998B1 - 반소모적 회귀 블록 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 통신 시스템 내에서 전송 채널을 통해 수신된 신호를 복호화하기 위한 복호화기를 제공하며, 상기 신호는 주어진 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 전달하며 신호 벡터에 연관되고, 상기 전송 채널은 채널 행렬에 의해 표시되고, 상기 복호화기는
상기 채널 행렬에 관련된 행렬의 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하도록 구성된 서브블록 분할 유닛(301), 및
상기 서브벡터에 상응하는 상기 전송 신호의 서브블록의 후보 추정치를 회귀적으로 결정하기 위한 후보 세트 추정 유닛(305)을 포함하고,
주어진 서브블록의 각각의 추정치는 사전에 처리된 서브블록의 적어도 하나의 후보 추정치로부터 결정되며,
상기 후보 세트 추정 유닛은 사전에 처리된 서브블록에 대해 결정된 상기 추정치를 사용하여 복호화 알고리즘의 적어도 하나의 반복을 적용함으로써 상기 전송 신호의 적어도 하나의 서브블록에 대해 후보 추정치의 세트를 결정하도록 구성되고, 상기 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치의 개수는 상기 주어진 값의 세트의 카디날보다 절대적으로 작으며, 상기 복호화기는 상기 서브블록에 대해 결정된 상기 후보 추정치로부터 상기 전송 신호의 추정치를 계산하기 위한 신호 추정 유닛(306)을 추가로 포함한다.

Description

반소모적 회귀 블록 복호화 방법 및 장치{SEMI-EXHAUSTIVE RECURSIVE BLOCK DECODING METHOD AND DEVICE}

본 발명은 일반적으로 디지털 통신에 관한 것으로서, 특히 수신 데이터 신호를 복호화하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

최근, 무선 통신 시스템이 빠른 속도로 성장하고 있으며, 그에 의해 현대 통신 방식의 중심적인 요소가 되고 있다.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템과 같이 단일 또는 다중 안테나를 사용하는 단일 또는 다중 전송기/수신기를 포함하고 있는 셀룰러 및 무선 ad-hoc 네트워크와 같은 상이한 무선 통신 시스템이 오늘날 이용 가능하다. 무선 MIMO 통신 시스템은 전송기 측과 수신기 측에 다중 안테나를 구비하고 있는 무선 링크(radio link)를 지칭한다.

산란이 많은 무선 채널을 극복하는 MIMO 시스템의 중요한 발전은 무선 네트워크 상의 통신 신뢰도 및 통신 속도의 측면에서 증가하고 있는 요구를 만족시키는 이들 시스템의 능력에 기인한다.

많은 복호화기는 통신 속도 및 신뢰도의 측면에서 향상된 성능을 갖는 이러한 무선 통신 시스템을 거쳐 송신된 신호 스트림을 인출하도록 제안되었다. 그러나, 이러한 복호화기의 주요 문제는 복잡도 비용이다. 실시간 및 높은 처리량의 애플리케이션에 대한 배치를 보장하기 위해서, 주어진 장치 및 애플리케이션에 대해 고정된 사전 규정된 계산 복잡도를 부호화 동작 및 복호화 알고리즘이 충족시키는 것이 바람직하다.

예를 들어, 구 복호화기(E. Viterbo 및 E. Biglieri의 격자 코드에 대한 유니버설 복호화 알고리즘(A universal decoding algorithm for lattice codes), Quatorzieme colloque GRETSI, 1993년) 또는 Schnorr Euchner 복호화기(C. P. Schnorr 및 M. Euchner의 격자 기저 감소(Lattice Basis Reduction): Improved Practical Algorithms and Solving Subset Sum Problems, Programming in Mathematica, 181~191 페이지, 1993년)와 같은 ML(Maximum Likelihood) 복호화기는 안테나의 개수에서의 기하급수적 복잡도를 요구하는 최적 복호화기이다(B. Hassibi 및 H. Vikalo의 Expected complexity on the sphere-decoding algorithm, IEEE Transactions on Signal Processing, 53(8), 2806~2818, 2005년 8월).

이들 복호화기는 2개의 상이한 접근 방법에 따라 복잡도와 성능 사이의 트레이드오프(tradeoff) 관점에서 성능 열화의 가능한 비용으로 복잡도를 감소시키도록 적응되어 있다. 제 1 접근 방법에서, 복호화기는 각각의 층 내의 일부 노드가 낮은 가능성 함수에 연관되어 최적한 해결책으로 귀결된다면 각각의 층 내의 일부 노드(및 그들의 자식 노드)를 폐기하도록 구성된 노드 전정 기반 트리 검색 알고리즘(node pruning-based tree search algorithm)에 기반한다. 이러한 제 1 접근 방법에 따라 동작하는 예시적인 복호화기는 예를 들어

- 확률적 트리 전정 구 복호화(Byonghyo Shim 및 Insung Kang의 확률적 트리 전정을 이용한 구 복호화(Sphere decoding with a probabilistic tree pruning), IEEE Transactions on Signal Processing, 56(10), 4867~4878, 2008년 10월; Tao Cui, Shuangshuang Han 및 C. Tellambura의 구 복호화에 대한 확률적 분산 기반 노드 전정(Probability distribution-based node pruning for sphere decoding), IEEE Transactions on Vehicular Technology, 62(4): 1586~1596, 2013년 5월),

- k-best 알고리즘(Qingwei Li 및 Zhongfeng Wang의 Improved k-best sphere decoding algorithms for MIMO systems, 2006 IEEE International Symposium on Circuits and Systems(ISCAS 2006), 4 pp~1162 페이지, 2006년 5월), 및

- 증가형 반경 알고리즘(R. Gowaikar 및 B. Hassibi의 근접 최대 가능성 복호화에 대한 통계적 전정(Statistical pruning for near maximum likelihood decoding), IEEE Transactions on Signal Processing, 55(6):2661~2675, 2007년 6월)을 포함한다.

제 2 접근 방법은 반복 복호화기에 관한 것이다. 반복 복호화기는 반복적으로 복호화되어야 하는 분할된 신호 세트를 결정하도록 코드 구조로부터 유도된 등가 채널 행렬 형태에 기반한다. 이러한 반복 접근 방법은 요구된 오차 성능 및 전체 다이버시티를 유지하지 않으면서 복호화 복잡도를 감소시킨다.

예를 들어, Won-Joon Choi, R. Negi 및 J. M. Cioffi의 논문 Combined ML and DFE decoding for the v-blast system, 2000 IEEE International Conference on Communications(ICC 2000) 3권, 1243~124페이지, 2000에서, 채널 행렬은 2개의 블록으로 분할되며, 제 1 블록의 크기는 q이다. 판단 피드백 등화기(또한 ZF-DFE로도 지칭됨)가 제 1 블록에 대해 수행된 ML 복호화의 출력을 고려하여 나머지 시스템에 적용되는 반면, ML 복호화 방안은 크기 q인 제 1 블록에 대해 수행된다(즉, ML 출력이 수신 신호로부터 감산된다). 이러한 해결책이 성능을 증가시키더라도, 복호화는 목표 다이버시티 차수를 보장하지 않으면서 차선이 된다.

구 복호화기와 양립 가능한 공간-시간 부호화된 시스템을 위해 제안된 또 다른 해결책은 수신 신호를 각각의 주어진 카디널리티 λ인 L(L≥2)개의 서브세트로 분리하는 것으로 구성된다. 또 다른 것을 고려한 신호 지점의 세트 중 하나에 대한 가능성 함수의 조건적인 최대화가 수행된다. 이는

- 수신 신호의 분리에 따라 등가 채널 행렬을 L개의 서브행렬로 분할하는 단계,

- 수신 신호의 L개의 부분집합 중에서 주어진 기준에 따라 하나의 신호 세트를 선택하는 단계,

- 알파벳으로부터 취해진 나머지 L-1개의 부분집합의 모든 가능한 값에 대해, 부분집합들 사이의 간섭을 제거한 후에 선택된 신호 부분집합의 조건적인 ZF(ACZF) 또는 ZF-DFE(ACZF-SIC) 검출(이하에서는 '복호화'로도 또한 지칭됨)을 수행하는 단계,

- 계산된 전체 해 중에서 수신 신호와 추정 신호 사이에 유클리드 거리의 최소화에 상응하는 최적 해를 선택하는 단계를 포함한다.

나머지 신호 부분집합의 값에 대해 좌우되는 검출되어야 하는(이하에서는 '복호화되어야 하는'으로도 또한 지칭됨) 신호 세트의 선택은 알고리즘의 성능에 대해 영향을 미친다. S. D. Howard, S. Sirianunpiboon 및 A. R. Calderbank의 Low Complexity Essentially Maximum Likelihood Decoding of Perfect Space-Time Block Codes, 2009 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing(ICASSP 2009)에 개시된 연구로부터 영감을 받아 완전 코드를 사용하는 n×n 공간-시간 부호화된 시스템에 대한 선택 기준이 특히 골든 코드를 사용하는 2×2 MIMO 시스템, 3×3 및 4×4 구성에 대해 L. P. Natarajan 및 B. S. Rajan의 An Adaptive Conditional Zero-Forcing Decoder with Full-diversity, Least Complexity and Essentially-ML Performance for STBCs, 2012 International Symposium on Information Theory and its Application(ISITA 2012), 235~239페이지, 2012년 10월에 개시되어 있다.

따라서, 전술된 제 2 단계에서 선택된 신호 세트는 전체가 서브행렬로 분할된 공분산(covariance) 행렬의 최대 행렬식의 등가 채널 행렬의 분할된 서브행렬에 상응하는 부분집합이다. 또한, 사용된 공간-시간 블록 코드의 특성을 포함하는 등가 채널 행렬의 서브행렬의 특성에 대한 충분한 조건은 L. P. Natarajan 및 B. S. Rajan의 An Adaptive Conditional Zero-Forcing Decoder with Full-diversity, Least Complexity and Essentially-ML Performance for STBCs, 2012 International Symposium on Information Theory and its Application(ISITA 2012), 235~239페이지, 2012년 10월에 개시되어 있다. 이들 충분 조건 중 하나의 충분 조건은 ACZF 또는 ACZF-SIC 복호화 하에서 최대 다이버시티 차수를 달성하기 위해 L개의 서브행렬 중 적어도 하나의 서브행렬이 완전 랭크(full rank)이어야 한다는 점을 부과한다.

기존 서브검출 방법이 차선 선형 및 비선형 조인트 복호화 방안보다 양호한 성능을 제공하기는 하지만, 기존 서브검출 방법은 감소된 복잡도를 달성하면서 다이버시티 차수를 제어하는 것을 허용하지 않는다.

이들 문제 및 다른 문제를 해결하기 위해, 통신 시스템 내에서 전송 채널을 통해 수신된 신호를 복호화하기 위한 복호화기가 제공되며, 상기 신호는 주어진 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 전달하며 신호 벡터에 연관되고, 상기 전송 채널은 채널 행렬에 의해 표시된다. 상기 복호화기는

상기 채널 행렬에 관련된 행렬의 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하도록 구성된 서브블록 분할 유닛, 및

상기 서브벡터에 상응하는 상기 전송 신호의 서브블록의 후보 추정치를 회귀적으로 결정하기 위한 후보 세트 추정 유닛을 포함하고,

주어진 서브블록의 각각의 추정치는 사전에 처리된 서브블록의 적어도 하나의 후보 추정치로부터 결정되며,

상기 후보 세트 추정 유닛은 사전에 처리된 서브블록에 대해 결정된 상기 추정치를 사용하여 복호화 알고리즘의 적어도 하나의 반복을 적용함으로써 상기 전송 신호의 적어도 하나의 서브블록에 대해 후보 추정치의 세트를 결정하도록 구성되고, 상기 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치의 개수는 상기 주어진 값의 세트의 카디날(cardinal)보다 절대적으로 작으며, 상기 복호화기는 상기 서브블록에 대해 결정된 상기 후보 추정치로부터 상기 전송 신호의 추정치를 계산하기 위한 신호 추정 유닛을 추가로 포함한다.

일 실시예에서, 상기 복호화기는 상기 채널 행렬로부터 QR 분해를 수행함으로써 직교 행렬(Q) 및 상부 삼각 행렬(R)을 사전에 결정하도록 구성될 수 있고, 상기 서브블록 분할 유닛은 상기 상부 삼각 행렬(R)을 복수의 상부 삼각 서브행렬 및 복수의 직사각 행렬로 분할하도록 구성되고, 상기 상부 삼각 서브행렬의 개수는 2보다 크거나 같으며, 상기 서브블록 분할 유닛은 상기 수신 신호 벡터의 각각의 서브벡터가 상기 상부 삼각 서브행렬 중 하나의 상부 삼각 서브행렬에 상응하도록 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하도록 구성된다.

그런 다음, 상기 복호화기는 상기 직교 행렬의 전치 행렬과 상기 수신 신호를 곱함으로써 상기 수신 신호 벡터를 결정하도록 제공된다.

특히, 상기 복호화기는 상기 채널 행렬의 행 또는 열을 치환함으로써 상기 채널 행렬로부터 치환 행렬의 세트를 결정하도록 추가로 배열될 수 있으며 각각의 치환 행렬의 QR 분해를 수행하여 중간 상부 삼각 행렬을 결정하도록 추가로 배열될 수 있다. 상기 복호화기는 각각의 치환 행렬에 대해 획득된 상기 중간 상부 삼각 행렬의 성분에 관련된 기준으로부터 상기 치환 행렬 중 하나의 치환 행렬을 선택하도록 구성되며, 상기 서브블록 분할 유닛은 상기 선택된 치환 행렬에 연관된 상기 중간 상부 삼각 행렬에 상응하는 상기 상부 삼각 행렬 R을 분할하도록 구성된다.

소정 실시예에서, 상기 복호화 알고리즘은 격자 복호화 알고리즘일 수 있다.

특히, 상기 격자 복호화 알고리즘은 임계치에 관하여 각각의 블록의 누적 메트릭에 대한 조건을 풀도록 구성될 수 있다.

상기 복호화 알고리즘은 순차적 복호화 알고리즘일 수 있으며, 상기 임계치는 상기 순차적 복호화 알고리즘의 누적 메트릭 임계치이다.

대안으로, 상기 복호화 알고리즘은 구 구속 복호화 알고리즘(sphere constrained decoding algorithm)일 수 있으며, 상기 임계치는 상기 구 구속 복호화 알고리즘의 구의 초기 반경이다.

일 실시예에서, 상기 임계치는 목표 서비스 품질 지표로부터 결정될 수 있다.

상기 목표 서비스 품질 지표는 목표 다이버시티 차수(target diversity order)일 수 있다.

특히, 상기 복호화기는 각각의 서브블록의 상기 복호화에 대한 임계치를 결정하도록 구성된 임계치 추정 유닛을 추가로 포함할 수 있다.

상기 임계치 추정 유닛은 신호 대 잡음 비의 추정치, 상기 수신 신호의 차원 및 상기 서브블록의 차원으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 매개변수로부터 그리고 상기 목표 다이버시티 차수로부터 상기 임계치를 결정하도록 구성될 수 있다.

상기 임계치 추정 유닛은 상기 적어도 하나의 추가 매개변수와 상기 목표 다이버시티 차수의 값을 포함하는 각각의 값의 튜플에 대해 상기 임계치의 값을 저장하는 조회 테이블을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 서브블록의 개수는 2일 수 있으며, 상기 조회 테이블의 상기 임계치는 상기 제 1 서브블록과 상기 신호 대 잡음비에 대한 상기 후보 추정치를 결정하기 위해 상기 제 1 서브 벡터에 대해 적용된 상기 복호화 알고리즘에 의해 구현된 트리 검색 중에 제 1 서브블록에 상응하는 선택 경로를 방문하지 않을 가능성으로부터 사전 결정될 수 있다.

상기 임계치 추정 유닛은 적어도 하나의 다른 신호의 복호화에 관련된 통계 데이터에 의존하여 상기 조회 테이블을 갱신하도록 구성될 수 있다. 소정 실시예에서, 각각의 후보 추정치 세트는 각각의 추정치에 대해 획득된 상기 누적 메트릭의 값을 증가시킴으로써 배열되는 데이터 구조일 수 있다.

상기 후보 세트 추정 유닛은 상기 서브블록에 연관된 후보 추정치의 목표 개수에 의존하여 상기 적어도 하나의 서브블록에 대해 현재 후보 추정치 세트 내에서 결정된 후보의 개수를 추가로 감소시키도록 구성될 수 있다.

상기 서브블록에 연관된 후보 추정치의 상기 목표 개수는 상기 사전에 처리된 서브블록의 후보 추정치의 개수로부터 결정될 수 있다.

상기 서브블록에 연관된 후보 추정치의 상기 목표 개수는 상기 사전에 처리된 서브블록의 후보 추정치의 개수의 곱셈 함수일 수 있으며, 상기 곱셈 함수는 1보다 작은 기울기 계수를 가질 수 있다.

상기 후보 세트 추정 유닛은 사전 정의된 기준에 따라 선택된 최적 또는 차선 복호화 알고리즘을 적용함으로써 최후 처리된 서브블록에 대해 하나의 추정치를 결정하는 것을 추가로 포함할 수 있다.

상기 복호화 알고리즘은 ML 복호화 알고리즘(최적 복호화 알고리즘), ZF-DFE 복호화 알고리즘 및 MMSE 복호화 알고리즘(ZF-DFE 복호화 알고리즘 및 MMSE 복호화 알고리즘은 차선 복호화 알고리즘임)으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. ML 복호화 알고리즘은 특히 모든 최적 격자 복호화 알고리즘일 수 있다.

소정 실시예에서, 상기 신호 추정 유닛은 상기 전체 메트릭을 최소로 하는 추정치의 튜플을 결정하도록 구성될 수 있으며, 각각의 튜플 추정치는 상기 정보 심볼의 서브블록에 대해 획득된 상기 후보 추정치의 세트 중 각각 하나의 후보 추정치의 세트로부터 하나의 후보 추정치를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 애플리케이션에서, 상기 통신 시스템은 상기 전송 채널을 거쳐 전송된 상기 데이터 신호를 부호화하도록 공간-시간 블록 코드를 사용하는 부호화된 시스템일 수 있고, 상기 복호화기는 등가 채널 행렬을 사용하여 상기 신호 벡터를 벡터화하며 상기 등가 채널 행렬을 복수의 직사각 등가 채널 서브행렬로 분할하도록 구성될 수 있고, 각각의 직사각 서브행렬은 상기 수신 신호에 상응하는 상기 전송 채널을 거쳐 송신된 상기 신호를 나타내는 선형 분산 행렬의 함수일 수 있으며, 상기 서브블록 분할 유닛은 상기 등가 채널 행렬의 상기 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하는 것을 포함할 수 있다.

상기 복호화기는 각각의 등가 채널 서브행렬의 에르미트 치환(Hermitian transposition)과 상기 등가 채널 서브행렬의 곱의 행렬식의 값에 의존하여 상기 직사각 서브행렬을 재배열하도록 추가로 구성될 수 있다.

본 발명은 부호화된 신호를 수신하여 복호화하기 위한 수신기도 또한 제공하며, 상기 수신기는 상기 신호를 복호화하기 위한 선행하는 특허청구범위에 따른 복호화기를 포함한다.

무선 통신 네트워크 내에서 데이터를 전송하고 수신할 수 있는 모바일 장치도 또한 제공되며, 상기 모바일 장치는 신호를 수신하기 위한 상기 수신기를 포함한다.

통신 시스템 내에서 전송 채널을 통해 수신된 신호를 복호화하는 방법도 또한 제공되며, 상기 신호는 주어진 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 전달하며 신호 벡터에 연관되고, 상기 전송 채널은 채널 행렬에 의해 표시되고, 상기 방법은

상기 채널 행렬에 연관된 행렬의 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하는 단계, 및

상기 서브벡터에 상응하는 상기 전송 신호의 서브블록의 후보 추정치를 회귀적으로 결정하며, 주어진 서브블록의 각각의 추정치는 사전에 처리된 서브블록의 적어도 하나의 후보 추정치로부터 결정되는 단계를 를 포함하며,

추정치를 회귀적으로 결정하는 상기 단계는 사전에 처리된 서브블록에 대해 결정된 상기 추정치를 사용하여 복호화 알고리즘의 적어도 하나의 반복을 적용함으로써 적어도 하나의 서브블록에 대해 상기 전송 신호의 상기 서브블록에 대해 후보 추정치의 세트를 결정하는 것을 포함하고, 상기 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치의 개수는 상기 주어진 값의 세트의 카디날보다 절대적으로 작으며, 상기 방법은 상기 서브블록에 대해 결정된 상기 후보 추정치로부터 상기 전송 신호의 추정치를 계산하는 것을 추가로 포함한다.

상기 방법은

상기 채널 행렬로부터 QR 분해를 수행함으로써 직교 행렬(Q) 및 상부 삼각 행렬(R)을 결정하는 단계, 및

상기 상부 삼각 행렬(R)을 복수의 상부 삼각 서브행렬 및 복수의 직사각 행렬로 분할하며, 상기 상부 삼각 서브행렬의 개수는 2보다 크거나 같은 단계를 추가로 포함하며,

상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하는 상기 단계는 상기 상부 삼각 서브행렬 중 하나의 상부 삼각 서브행렬에 상응하여 상기 수신 신호의 각각의 서브벡터를 분할하는 것으로 포함한다.

통신 시스템 내의 전송 채널을 통해 수신된 신호를 복호화하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품도 또한 제공되며, 상기 신호는 주어진 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 전달하며 신호 벡터에 연관되고, 상기 전송 채널은 채널 행렬에 의해 표시되고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은

비일시적인 컴퓨터 읽기 가능한 저장 매체, 및

프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서가

상기 채널 행렬에 관련된 행렬의 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하게 하며,

상기 서브벡터에 상응하는 상기 전송 신호의 서브블록의 후보 추정치를 회귀적으로 결정하게 하는 상기 비일시적인 컴퓨터 읽기 가능한 저장 매체에 저장된 명령어를 포함하고,

주어진 서브블록의 각각의 추정치는 사전에 처리된 서브블록의 적어도 하나의 후보 추정치로부터 결정되며,

상기 프로세서는 사전에 처리된 서브블록에 대해 결정된 상기 추정치를 사용하여 복호화 알고리즘의 적어도 하나의 반복을 적용함으로써 상기 전송 신호의 적어도 하나의 서브블록에 대해 후보 추정치의 세트를 결정하게 되고, 상기 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치의 개수는 상기 주어진 값의 세트의 카디날보다 절대적으로 작으며, 상기 프로세서는 상기 서브블록에 대해 결정된 상기 후보 추정치로부터 상기 전송 신호의 추정치를 추가로 계산하게 된다.

본 발명의 다양한 실시예는 요구되는 다이버시티 차수에 대한 유연성 및 감소된 복잡도를 제공하면서 통상적인 소모적 검색을 회피하게 해준다.

본 발명의 추가적인 장점은 도면 및 상세한 설명에 대한 검토를 통해 당업자에게 명백하게 될 것이다. 모든 부가적인 장점은 본 명세세에 통합되도록 의도된다.

본 상세한 설명의 일부에 통합되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 다양한 실시예를 도시하며, 전술한 본 발명의 일반적인 설명 및 후술한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시예를 설명하도록 제공된다.
도 1은 복호화 방법을 구현하는 예시적인 통신 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 공간-시간 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 서브블록 검출 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 소정 실시예에 따른 복호화 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서브블록 검출 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6은 소정 실시예에 따른 복호화기를 이용하여 획득된 성능을 나타내는 도면이다.
도 7은 2개의 상부 삼각형으로 분할된 예시적인 상부 삼각 행렬을 나타낸다.
도 8 내지 도 10은 부호화 시스템에 대한 본 발명의 예시적인 애플리케이션에서 SNR의 상이한 값에 대해 획득된 예시적인 실험적 분산을 도시하는 도면이다.
도 11은 R 행렬의 2개의 서브블록으로의 분할의 예시적인 트리 표시 및 심볼의 서브벡터의 상응하는 복호화를 도시한다.
도 12는 소정 실시예에 따른 복호화기의 예시적인 하드웨어 아키텍처의 블록도이다.
도 13은 일부 실시예에 따른 8x8 공간 다중 시스템에 대한 본 발명의 예시적인 애플리케이션에서 획득된 신호 대 잡음비의 함수로서 심볼 오차율을 도시하는 도면이다.
도 14는 일부 실시예에 따른 4x4 공간 다중 시스템에 대한 본 발명의 예시적인 애플리케이션에서 획득된 신호 대 잡음비의 함수로서 평균 계산 복잡도를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예는 반소모적(semi-exhaustive) 회귀 접근 방법에 따라 수신 신호를 복호화하기 위한 서브블록 복호화 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 서브블록 복호화 방법 및 장치는 채널 행렬 H에 관련된 행렬의 분할에 따라 수신 신호 y 내에 포함된 정보 심볼을 분할하며, 이는 N 그룹의 정보 심볼 s^(k)(이하 "정보 심볼의 블록"으로도 또한 지칭됨)을 제공하고, k는 N부터 1까지이다. 신호는 주어진 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 전달한다. 값의 세트는 알파벳과 같이 유한하고 이산적인 값의 세트이거나 또는 대안으로 차원 n인 무한 격자 Zⁿ와 같이 무한한 값의 세트일 수 있다.

일 실시예에서, 수신 신호 y 내에 포함된 정보 심볼의 분할은 채널 행렬 H의

개의 서브블록으로의 QR 분해로부터 획득된 상부 삼각 행렬의 분할에 상응하여 수행되며, N은 적어도 2와 같다. 소정 실시예의 다음 설명은 상부 삼각 행렬 R의 분할로부터 정보 심볼의 서브블록을 생성하는 것을 예시적 목적으로 참조하여 수행된다.

서브블록 복호화 방법은 정보 심볼의 각각의 서브블록 s^(k)을 회귀적으로 복호화하고, 정보 심볼의 적어도 하나의 서브블록 s^(k)의 복호화는 정보 심볼의 현재 서브블록 s^(k)에 대해 후보 추정치의 세트 Γ_k를 결정하도록 사전에 처리된 서브블록 s^(k+1), ..., s^(N)에 대해 결정된 후보 추정치의 세트들 Γ_k+1, ..., Γ_N을 사용하여 복호화 알고리즘 D_k의 적어도 하나의 반복을 적용하는 것을 포함하며, 현재 후보 세트 Γ_k의 후보 추정치의 개수

는 정보 심볼이 선택되게 되는 값의 세트의 카디날(cardinal)(예를 들어, 알파벳의 카디날)보다 절대적으로 작다. 후보 세트 Γ_k내에 저장된 각각의 후보 추정치는 정보 심볼의 벡터를 나타낸다. 소정 실시예의 다음 설명은 알파벳과 같이 유한하고 정수인 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 참조하여 수행된다.

특히, 복호화 알고리즘 D_k은 격자 복호화 알고리즘일 수 있다. 일 실시예에서, 격자 복호화 알고리즘은 서브블록 s^(k)에 상응하는 누적 메트릭 m(s^(k))에 대한 임계치 조건을 풀도록 적용될 수 있고, 격자 복호화 알고리즘의 각각의 반복은 후보 추정치에 상응한다.

일 실시예에서, 임계치 조건은 목표 다이버시티 차수 d_target과 같이 목표 QoS 지표 Q_target로부터 도출된 임계치

에 관련될 수 있다. 이는 감소된 복잡도를 보장하면서 목표 서비스 품질 지표의 보다 나은 제어를 보장한다.

그런 다음, 신호의 추정치

는 예를 들어 전체 메트릭

을 최소로 하는 값의 튜플을 선택함으로써 후보 세트 Γ₁, ..., Γ_N 내에 저장된 추정치로부터 구성될 수 있으며, 튜플의 각각의 값은 하나의 후보 세트 Γ_i의 하나의 값에 상응한다.

규칙에 의해, 본 발명의 소정 실시예의 다음 설명에서, 처음 처리된 서브블록의 인덱스는 k=N으로 지칭될 것이고, 마지막 처리된 서브블록의 인덱스는 k=1로 지칭될 것이다. 따라서, 본 규칙에 따라, 정보 심볼의 서브블록 s^(k)은 k=N으로부터 k=1까지 회귀적으로 처리되며, k는 정보 심볼의 다음 서브블록 s^(k-1)의 처리를 위해 감소된다.

본 발명의 일 실시예에서, 정보 심볼의 마지막 서브블록 s⁽¹⁾의 복호화는 예를 들어 ZF-DFE 복호화 알고리즘과 같이 사전 정의된 기준(예를 들어 ML 복호화 알고리즘)에 의존하여 차선 복호화 알고리즘 D₁을 적용함으로써 후보 세트 Γ₁에 대해 오직 하나의 추정치를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

이는 무선 또는 광 통신 시스템, 신호 처리 시스템, 암호 시스템, 위치설정 시스템 등과 같은 상이한 유형의 시스템 내에서 구현 가능한 수신 신호의 반소모적 회귀 블록 복호화를 제공한다.

본 발명의 무선 통신 시스템 대한 하나의 애플리케이션에서, 통신 시스템은 통신 채널을 통해 복수의 정보 심볼을 동시에 전송하기 위한 적어도 하나의 전송기와 전송기에 의해 전송된 심볼 중 하나 이상의 심볼을 독립적인 신호 형태로 수신하기 위한 수신기를 포함할 수 있다. 통신 채널은 OFDM(직교 주파수 분할 다중)과 같은 단일 캐리어 또는 다중 캐리어 변조 유형을 사용하는 다중경로 채널 또는 모든 선형 AWGN(부가 백색 가우스 잡음) 채널일 수 있다.

MIMO 시스템은 전송 안테나들이 동일한 사용자에 함께 위치된 중앙집중식 구성을 제시할 수 있다. 대안으로, MIMO 시스템은 전송 안테나들이 통신 네트워크 내에 분산되어 상이한 사용자에 위치된 분산식 MIMO 시스템(또는 다중 사용자 MIMO)일 수 있다. 이러한 다중 사용자 MIMO 구성은 예를 들어 셀룰러 3G, 4G 및 LTE 표준에 적용된 업링크 통신 내에서 또는 예를 들어 ad-hoc 네트워크(무선 센서 네트워크, 기계-대-기계 통신, 사물 인터넷)에 적용된 협동 통신(cooperative communications), 예를 들어 모바일 네트워크 내에서 사용될 수 있다. 이러한 다중 사용자 구성에서, 통신 시스템은 시분할 다중 접속(TDMA), 주파수 분할 다중 접속(FDMA), 코드 분할 다중 접속(CDMA) 및 공간 분할 다중 접속(SDMA)과 같은 모든 다중 접속 기법을 단독으로 또는 조합하여 추가로 사용할 수 있다.

대안으로, 통신 시스템은 IEEE 802.11(WiFi)과 같은 무선 표준 내에 이용된 OFDM 변조 및 필터 뱅크 다중 캐리어(Filter Bank Multi-Carrier(FBMC)) 변조와 같이 주파수 선택 채널을 방지하고 간섭 및 지연을 관리하는 다중 캐리어 통신 기법을 사용하는 단일 안테나 다중 캐리어 통신 시스템일 수 있다.

본 발명의 다른 애플리케이션에서, 통신 시스템은 선형(격자) 표시를 허용하는 광 통신 채널 출력을 생성하도록 예를 들어 접속 네트워크, 대도시 네트워크 또는 컴퓨터 네트워크 내에서의 통신 매체로서 사용된 편광 분할 다중-OFDM(Polarization Division Multiplexing-OFDM(PDM-OFDM)) 시스템과 같은 광섬유 기반 통신 시스템일 수 있다. 이러한 실시예에서, 광 전송기 장치에 의해 이송된 정보 심볼은 광섬유의 상이한 편광 상태에 따라 편광된 광 신호에 의해 전달될 수 있다. 광 신호는 광 수신기 장치에 도착할 때까지 하나 이상의 전파 모드에 따라 광섬유 기반 전송 채널을 따라 전파될 수 있다.

광 통신에 상응하는 일부 실시예에서, 정보 심볼을 전달하는 광 신호는 단일 파장 레이저를 사용하여 생성될 수 있다.

다른 실시예에서, 복수의 독립적인 파장을 사용하여 광 신호를 생성하는 것을 가능하게 하는 광 전송기 장치에서 파장 분할 다중(WDM) 기법이 사용될 수 있다.

특히 다중 모드 섬유를 사용하는 광 통신에 대한 본 발명의 또 다른 애플리케이션에서, 다양한 전파 모드에 따라 정보 심볼을 다중화하기 위해 공간 분할 다중 기법이 추가로 사용될 수 있다.

또한, 광 통신 시스템에 대한 애플리케이션에서 WDMA(주파수 분할 다중 접속)와 같은 다중 접속 기법이 사용될 수 있다.

무선 네트워크 환경은 예를 들어 기지국, 사용자 설비, 단말기, 하나 이상의 안테나를 포함하는 전송기 및/또는 수신기를 포함하는 각각의 무선 또는 광 장치, 무선 또는 광 접속을 통해 다른 무선 또는 광 장치와 통신하는 각각의 무선 또는 광 장치와 같이 무선 또는 광 환경에서 동작할 수 있는 복수의 무선 또는 광 장치를 포함할 수 있다.

MIMO 복호화에 적용될 때, 단일 사용자 또는 다중 사용자 검출에 대해, 수신 신호 또는 채널 출력의 차원은 전송기에서 신호 공간의 차원, 전송기(Tx) 안테나의 개수(n_t) 및/또는 수신기(Rx) 안테나의 개수(n_r)에 의존한다.

도 1을 참조하면, 채널의 다양한 자유도를 거쳐 변조된 심볼을 분산시키도록 전송에서의 STBC(공간 시간 블록 코드)를 구현하면서 MIMO 전송이 사용되는 전송기와 수신기 사이의 예시적인 무선 통신 시스템(100)이 도시되어 있다. 당업자라면 다른 유형의 무선 장치가 사용될 수 있다는 것을 용이하게 이해하겠지만 도 1은 단지 예시 목적으로 통신 기지국을 참조하여 설명될 것이다. 기지국의 각각의 전송기(2)는 무선 통신 시스템에 따라 또 다른 기지국의 수신기(3)와 데이터를 교환할 수 있다. 무선 네트워크(100)는 중앙집중식 아키텍처(기지국들의 운영을 제어하기 위해 하나의 제어기가 제공됨) 또는 비중앙집중식 아키텍처(기지국들이 서로 직접 통신할 수 있음)를 필요로 할 수 있다. (무선 장치, 셀룰러 전화기, 개인 휴대용 단말기(personal digital assistant), 랩탑, 로봇, 사물인터넷 장치 등과 같은) 사용자 단말기는 순방향 링크 또는 역방향 링크 상에서 하나 이상의 기지국과 통신할 수 있다. 사용자 단말기는 고정되거나 모바일일 수 있다.

MIMO 구성은 대칭일 수 있고, 이 경우에 MIMO 구성은 수신 안테나의 개수(n_r)과 동일한 개수(n_t)의 전송 안테나를 포함한다. 대안으로, MIMO 구성은 비대칭일 수 있으며, 이 경우에 전송 안테나의 개수(n_r)는 수신 안테나의 개수(n_t)와 상이하다(특히, 랭크 결핍(rank deficiency)을 방지하기 위해 수신측의 안테나 개수 n_r는 전송측의 안테나 개수 n_t보다 크다).

전송기(2)는 잡음이 있는 MIMO 채널을 매개로 수신기(3)로 신호를 전송할 수 있다. 데이터 전송기(2)는 특히 기지국에 통합될 수 있다. 전송기(2)는 예를 들어

길쌈 코드(convolutional code)를 제공하기 위한 채널 부호화기(101),

심볼을 전달하기 위한 QAM 변조기와 같은 변조기(102),

코드 워드를 전달하기 위한 공간-시간 부호화기(103), 및

n_t 전송 안테나(106)를 포함할 수 있고, 각각의 전송 안테나는 OFDM 변조기에 연관될 수 있다.

전송기(2)는 채널 부호화기(101)에 의해 제공된 길쌈 코드를 사용하여 입력으로 수신된 이진 신호를 부호화한다. 신호는 변조 방안(예를 들어, 직교 진폭 변조 nQAM)에 따라 변조기(102)에 의해 변조될 수 있다. 또한, 변조기(102)는 복소수 심볼 s_c을 생성하는 변조 방안도 구현할 수 있으며, 각각의 복소수 심볼은 심볼 s_i의 그룹에 속한다. 그런 다음, 그렇게 획득된 변조된 심볼은 골든 코드(J. C. Belfiore, G. Rekaya, E. Viterbo의 "골든 코드: 0이 되지 않는 행렬식을 갖는 2x2 풀-레이트 공간-시간 코드(The Golden Code: A 2x2 Full-Rate Space-Time Code with Non-Vanishing Determinants)", IEEE Transactions on Information Theory, 제 51 권, 제 4 호, 1432~1436 페이지, 2005년 4월)와 같은 코드 워드 STBC를 형성하도록 공간-시간 부호화기(104)에 의해 부호화될 수 있다. STBC 코드는 차원

인 복소수 행렬에 기반할 수 있으며, n_t는 전송 안테나의 개수를 지칭하고 T는 STBC 코드의 또는 공간 다중(변조된 심볼은 전송 안테나로 직접 송신됨)에 대한 시간 길이이다.

이렇게 생성된 코드 워드는 시간 도메인으로부터 (도 1에서 X로 표시된) 주파수 도메인으로 전환되고 n_t 전송 안테나를 거쳐 분산된다. 그런 다음, 각각의 전용 신호는 각각의 OFDM 변조기에 의해 변조되며, 선택적인 필터링, 주파수 치환(frequency transposition) 및 증폭 이후에 상응하는 전송 안테나(109)를 거쳐 전송된다.

수신기(3)도 또한 기지국에 통합될 수 있다. 수신기(3)는 무선 채널에서 전송기(2)에 의해 전송 신호 Yc를 수신하도록 구성될 수 있다. 채널은 잡음 상태(예를 들어, 페이딩 상태에 있는 부가 백색 가우스 잡음(AWGN)을 갖는 채널)일 수 있다. 전송기(2)에 의해 전송된 신호는 다중 경로로 인한 반향 및/또는 0이 아닌 상대 속도를 갖는 전송기와 수신기로 인한 도플러 효과에 의해 추가로 영향을 받을 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 수신기(3)는

- 신호 y를 수신하기 위한 n_r 수신 안테나(108)와,

- 본 발명의 실시예에 따른 서버블록 접근 방법에 따라 복호화된 신호

를 전달하도록 구성된 공간-시간 복호화기(110)와,

- 복호화에 연관된 복조를 수행하도록 구성된 복조기(112)

를 포함할 수 있으며, 각각의 수신 안테나는 각각의 OFDM 복조기에 연관되고, OFDM 복조기(n_r 복조기)는 각각의 수신 안테나에서 관측된 수신 신호를 복조하며 복조된 신호를 전달하도록 구성된다. 전송에서 구현된 시간/주파수 변환의 역방향 동작을 수행하기 위해 그리고 주파수 도메인에서 신호를 전달하기 위해 주파수/시간 변환기가 사용될 수 있다.

수신기(3)는 전송에서 구현된 처리의 역방향 처리를 구현하는 점을 주목해야 한다. 따라서, 전송에서 다중 캐리어 변조 대신에 단일 캐리어 변조가 구현되면, n_r개의 OFDM 복조기는 상응하는 단일 캐리어 복조기로 대체된다.

당업자라면 본 발명의 다양한 실시예가 특정 애플리케이션으로 제한되지 않는다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 이러한 신규 복호화기의 예시적인 애플리케이션은 WiFi(IEEE 802.11n), 셀룰러 WiMax(IEEE 802.16e), 협동 WiMax(IEEE 802.16j), 롱 텀 에볼루션(LTE), LTE 어드밴스드, 계속 진행 중인 5G 표준화, 및 광 통신과 같은 무선 표준으로 구현 가능한 구성에서는 MIMO 복호화와 같은 다중 사용자 통신 시스템을 포함하지만 그에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반소모적 복호화 방법 및 장치는 부호화된 시스템 및 부호화되지 않은 시스템에 모두 적용될 수 있다. 부호화된 통신 시스템은 전송기측에서 디지털 데이터 시퀀스를 부호화하기 위해 공간-시간 블록 코드(STBC)를 사용하고, 전송 채널을 거쳐 송신된 신호는 한 세트의 독립적인 심볼을 포함하고, 공간-시간 블록 코드는 생성기 행렬 G에 의해 표시된다. 부호화되지 않은 통신 시스템에서, 생성기 행렬은 아이덴티티 행렬과 같다.

공간 다중을 사용하는 n_t개의 전송 안테나 및 n_r개의 수신 안테나를 갖는 다중 안테나 시스템(MIMO)에 의해 수신된 신호를 복호화하기 위한 레일라히(Rayleigh) 페이딩 무선 다중 안테나 시스템에 대한 본 발명의 하나의 애플리케이션에서, 채널 출력의 복소수 값 표시에 따라 복소수 값 벡터로서 수신된 데이터 신호 y_c는 수학식 1로 주어진다.

(1)

수학식 1에서,

는 분산

에 따라 도시된 엘리먼트의 채널 행렬 H의 복소수 값을 나타내고, s _c 는 전송 데이터 신호 벡터를 나타내는 벡터 s의 복소수 값을 나타내고,

는 부가 백색 가우스 잡음 벡터 w의 복소수 값을 나타낸다. 그런 다음, 수신 신호

는 예를 들어 수학식 2에 따라 실수 값 표시로 변환될 수 있다.

(2)

수학식 2에서

및

는 복소수 값 입력(벡터 또는 행렬)의 실수부 및 허수부를 각각 나타낸다.

그런 다음, 등가 채널 출력은 수학식 3과 같이 기재될 수 있다.

(3)

길이-T 공간-시간 코드가 사용되는지 실시예에서, 채널 출력은 수학식 4에 의해 주어진 등가 채널 행렬 H_eq를 이용하여 수학식 3의 동일한 형태로 기재될 수 있다.

(4)

수학식 4에서,

는 기저 코드(underlying code)의 부호화 행렬에 상응한다. 용이하게 제시하기 위해 그리고 부호화되지 않은 방안과 부호화된 방안이 동일한 실수 값 격자 표시를 야기한다면, 다음 설명은 n_t=n_r 및 n=2n_t인 공간 다중 및 대칭 경우를 참조하여 수행된다.

수학식 3에서 획득된 등가 시스템에 따라, 수신 신호는 H에 의해 생성되고 잡음 벡터 w에 의해 섭동된 격자의 지점으로서 관측될 수 있다.

최적 검출이 요구될 때, 수신기는 채널 출력 및 채널 행렬을 고려할 때 수학식 5가 성립하도록 오차 확률의 최소화에 따라 H 및 y에서의 주어진 데이터로부터 본래 전송된 심볼 벡터의 추정치

를 결정하고자 하는 ML 복호화기를 구현한다.

(5)

수학식 5에서, 유한 부분집합

는 정보 심볼의 실수부 및 허수부가 속하는 알파벳을 나타낸다. 예를 들어, 복소수 정보 심볼을 구성하는 2^M항 QAM 콘스텔레이션(constellation)을 사용하여, 알파벳은

에 의해 주어진 정수 부분집합이다(

는 복소수 정보 심볼이 속하는 예를 들어 M항 QAM 콘스텔레이션을 표시할 수 있다). ML 검출에서 오차 확률의 최소화는 수학식 6에 의해 주어진 최소화 문제와 동등하다.

(6)

최소 자승 추정량(least square estimator)과 같은 추정 기법을 사용하여 H가 수신기에서 완전히 공지되거나 추정되는 코히런트 시스템(coherent system)을 가정하면, 수학식 6의 최소화 문제에 따라 등가 수신 신호 y에 대한 최근접 격자점을 구하기 위해 H에 의해 생성된 n차원 격자 내에서 최근접 벡터 문제를 해결하도록 최적 ML 검출이 감소한다.

따라서, ML 검출기(동등하게는 ML 복호화기)는 수신 벡터 y와 가설 메시지 Hs 사이에 최소 유클리드 거리를 산출하는 심볼 벡터 s를 선택한다. ML 검출기는 선택된 알파벳 내의 후보 벡터 s를 거쳐 이산 최적화 문제를 나타낸다. 큰 콘스텔레이션 크기와 고차원 시스템(복수의 안테나)의 경우에, ML 해결에 대한 소모적인 방식의 검색은 일반적으로 매우 높은 복잡도를 요구한다.

트리 검색 전략을 구현하는 순차적 복호화기는 복호화 트리 구조를 사용하여 수신 벡터에 대한 최근접 격자점을 검색한다. 신호의 이러한 순차적 복호화기로의 전송 전에, H = QR이 성립하도록 채널 행렬의 QR 분해를 사용하여 사전 복호화가 수행될 수 있으며, 여기서 Q는 직교 행렬을 나타내며, R은 상부 삼각 행렬을 나타낸다. Q의 직교성을 고려하면, 수학식 3은 다음 형태로 다시 기재될 수 있다.

(7)

을 표기함으로써, 수학식 7은 수학식 8로 다기 기재될 수 있다.

(8)

그런 다음, ML 복호화 문제는 수학식 9에 의해 주어진 등가 시스템을 푸는 것에 해당하게 된다.

(9)

따라서, R의 삼각 구조는 최근접점의 순차적 트리 검색으로의 검색을 감소시킨다. 트리 내의 노드는 심볼 s_i의 상이한 가능한 값을 나타낸다.

도 2는 소정 실시예에 따라 공간-시간 복호화기(110)를 나타내는 블록도이다.

복호화기(110)는 수신 신호

를 실수 값 표시로 변형시키는 복소수-실수 변환기(201)와 H=QR이 성립하도록 채널 행렬의 QR 분해를 수행하기 위한 QR 분해 유닛(206)을 포함할 수 있으며, 여기서 Q는 직교 행렬을 나타내며, R은 상부 삼각 행렬을 나타낸다. 복호화기(110)는 수신 신호 벡터 y를 등가 수신 신호 벡터

로 다시 기재하는 변조기 유닛(209)과 상부 삼각 행렬 R의 상응하는 분할로부터 수행된 등가 수신 신호 벡터

의 분할로부터 수신 신호를 블록으로 회귀적으로 검출하도록 구성된 서브블록 검출기(서브블록 복호화기로도 또한 지칭됨)(210)를 추가로 포함할 수 있다. 소정 실시예에서, 복호화기(110)는 QR 분해 전에 채널 행렬 H의 열 또는 라인을 치환하는 행렬 치환 유닛(204)도 또한 포함할 수 있다.

공간-시간 복호화기(110)는 실수 값 벡터

를 복소수 값 벡터

로 변환함으로써 복소수 값 전송 신호의 추정치를 전달하도록 구성된 실수-복소수 변환기(211)를 추가로 포함할 수 있다. 변환 동작은 복소수-실수 변환기(201)에서 수행된 처리의 역이다.

도 3을 참조하면, 소정 실시예에 따른 서브블록 검출기(210)의 개략적인 표시가 도시되어 있다.

서브블록 검출기(210)는

- 등가 수신 벡터

를 N개의 서브 벡터

로 분해하며

- 수신 신호 벡터의 분할에 상응하여 상부 삼각 행렬 R을 서브행렬로 분할하도록 구성된 서브블록 분해 유닛(301)("서브블록 분할 유닛"으로도 또한 지칭됨)을 포함할 수 있다.

특히, 상부 삼각 행렬 R은 N개의 상부 삼각 서브행렬

과

개의 직사각 서브행렬

로 분할될 수 있다.

따라서, 벡터

는

및

이 성립하도록 길이

인 N개의 서브벡터

로 분할된다. 동일한 벡터 분할은

이 성립하도록 심볼 s 의 벡터에 적용되어 길이

인 N개의 서브벡터

를 획득한다.

따라서, 상부 삼각 행렬 R은 수학식 10이 성립하도록 N개의 상부 삼각 서브행렬

및

개의 직사각 서브행렬

로 구성된

개의 행렬로 분할된다.

(10)

각각의 상부 삼각 서브행렬

는 차원

인 정방 행렬을 표시하며, 서브벡터

에 상응한다. 또한 각각의 서브벡터

는 차원

인 직사각 행렬을 표시하며, 블록 j부터 블록 k까지의 피드백 행렬에 상응한다.

따라서, 수학식 8은 수학식 11로 다시 기재될 수 있다.

(11)

따라서, 수학식 9의 ML 복호화 문제는 수학식 12로 다시 기재될 수 있다.

(12)

예를 들어, 복수(N=2)의 블록을 고려하면, R 행렬은 수학식 13과 같이 분할될 수 있다.

(13)

상부 삼각 행렬 R의 2개의 블록 분할인 상기 예에서,

- R⁽¹⁾은 실수 성분 (

)을 갖는 크기

인 상부 삼각 서브행렬이며, n은 등가 수신 신호의 차원을 나타낸다.

- R⁽²⁾는 실수 성분 (

)을 갖는 크기

인 상부 삼각 서브행렬이다.

- B는 실수 성분 (

)을 갖는 크기

인 직사각 서브행렬이다.

따라서, 상응하는 심볼 벡터는 크기가 각각 p및 n-p인 s ⁽²⁾ 및 s ⁽¹⁾이다.

(14)

이러한 예시적인 2-블록 서브복호화에 적용된 수학식 12는 아래와 같이 기재될 수 있다.

이러한 문제는 다음 근사법을 사용하여 풀 수 있다.

(15)

수학식 15의 해가 ML 전체 해에 상응하지 않을 수 있도록 수학식 15에 상응하는 분할이 복호화 결과에서의 차선을 생성할 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

서브블록 검출기(210)는 각각의 블록 s ^(k) 에 대한 후보 추정치의 세트 Γ_k를 결정하기 위한 적어도 하나의 후보 세트 추정 유닛(305)과 데이터 세트 Γ₁, ..., Γ_N로부터 등가 전송 신호의 추정치

를 결정하기 위한 심볼 추정 유닛(306)을 추가로 포함할 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 소정 실시예에 따라 수신 신호 y 를 복호화하도록 수신기(3)에 의해 실행될 수 있는 서브블록 복호화 방법을 도시하는 흐름도가 제시된다.

단계 401에서, 채널 행렬

및 수신 신호

는 실수 값 행렬

및 실수 값 수신 신호

로 변환될 수 있다.

단계 402에서, 직교 행렬 Q 및 상부 삼각 행렬

을 결정하기 위해 채널 행렬의 QR 분해가 수행된다. 소정 실시예에서, 채널 행렬

는 채널 행렬

와 치환 행렬(permutation matrix)의 곱을 포함하는 모든 치환 기법을 사용하여 QR 분해를 수행하기 전에 치환될 수 있다. 대안으로, QR 분해로부터 획득된 상부 삼각 행렬

은 다른 배열 방법에 따라 분류(sorting)될 수 있다.

단계 403에서, 등가 수신 신호

는 수신 실수 값 신호

와 전치 행렬(transpose matrix)

를 곱함으로써 결정된다.

단계 404에서, 행렬

은 N개의 상부 삼각 행렬

및

개의 직사각 행렬

로 분할되며, 등가 신호 벡터

는 N개의 서브벡터

로 분할된다. 동일한 벡터 분할이

이 성립하도록 심볼의 벡터 s 에 적용되어 길이

인 N개의 서브벡터

가 획득된다.

복호화 방법은 k=N으로부터 시작하여 서브블록 s ^{( k )}의 개수에 의존하는 단계 407 내지 408의 복수의 반복으로 진행되며, N은 각각의 서브블록 s ^{( k )}에 연관된 각각의 후보 세트 Γ_k를 결정하기 위한 서브블록의 개수(단계 405)에 상응한다.

보다 구체적으로, 단계 407에서,

이면, 사전에 추정된 후보 세트 Γ_N, ..., Γ_k+1가 메모리로부터 인출된다.

그런 다음, 단계 408에서, Γ_k에 대한 후보 추정치는 k번째 블록 s ^{( k )}에 대한 누적 메트릭 m(s ^{( k )})에 연관된 조건을 푸는 주어진 복호화 알고리즘 D _k 의 복수의 반복을 사용하여 결정되며, k≠N이면 조건은 사전에 추정된 후보 세트 Γ_N, ..., Γ_k+1에 추가로 의존한다. 따라서, 후보 세트 Γ_k는

개의 값

을 포함하며, 각각의 추정치는 격자 복호화 알고리즘의 반복에 상응한다. 후보 세트 Γ_k 내에 저장된 각각의 추정치는 심볼의 벡터를 나타낸다. 후보 세트 Γ_k 내에서 후보 추정치의 개수가 (알파벳과 같이) 정보 심볼이 생성되게 되는 값 세트의 카디날보다 절대적으로 작아지도록 후보 세트 Γ_k 내에서의 후보 추정치가 생성된다.

예를 들어, 후보 추정치는 (누적 메트릭 m(s ^{( k )})을 최소로 하는 지점에 상응하는) ML 해를 열거하는 격자 복호화 알고리즘 D_k의 반복 세트 및 선택 기준 C_k를 만족시키는 인접치 세트를 사용하여 결정될 수 있으며, 이는 나머지 후보 추정치를 제공한다. 각각의 후보 세트 Γ_k는 누적 메트릭의 값을 증가시킴으로써 배열되는 리스트일 수 있고, ML 해은

에 상응하며, 인접치는

에 상응한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, k번째 블록

에 대한 누적 메트릭

은 수학식 16과 같이 정의된다.

(16)

항

은 정수-심볼 간섭에 상응하며,

이면, j=k+1 내지 N에 대한 항

은

의 사전 추정으로부터 공지된다.

을 설정함으로써, 누적 메트릭은 수학식 17과 같이 다시 기재될 수 있다.

(17)

소정 실시예에서, 격자 복호화 알고리즘은 각각의 반복에서 누적 메트릭에 관련된 다음 조건에 대한 해를 제공하도록 구성된다.

(18)

조건 (18)에서,

는 각각의 블록 s ^{( k )}에 대해 정의된 임계치를 나타낸다.

k≠1인 경우에 k=k-1에 대해 단계 407 및 408의 신규 반복이 수행될 수 있어서 Γ _{k -1}에 대한 후보 추정치를 마찬가지로 결정할 수 있다.

k=1이면, 사전에 추정된 후보 세트Γ _N , ..., Γ₂를 사용하는 선택된 복호화 알고리즘 D₁을 사용하여 마지막 후보 세트 Γ₁에 대한 하나 이상의 후보 추정치가 결정될 수 있다. 일 실시예에서, ML 또는 ZF-DFE 또는 MMSE와 같은 선택된 복호화 알고리즘 D₁와 선택 기준 C₁을 사용하여 마지막 후보 세트 Γ₁에 대한 오직 하나의 후보 추정치가 결정될 수 있다. 따라서, 후보 세트 Γ₁는 하나의 값

을 포함한다. 선택 기준 C₁은 메트릭 최소화에 관련될 수 있고, 복호화 알고리즘 D₁을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 선택 기준 C₁이 메트릭을 최소로 하는 지점을 선택하는 것으로 구성되면, ML 복호화 알고리즘이 적용될 수 있다. 그렇지 않고 선택 기준 C₁이 ML 지점의 인접 지점을 선택하는 것으로 구성되면, ZF-DFE 또는 MMSE와 같은 차선 복호화가 이러한 늦은 반복에서 적용될 수 있다.

소정 실시예에서, 선택 기준 C₁은 상부 삼각 행렬 R의 0 구조 또는 상부 삼각 행렬 R의 직교성에 의존할 수 있다. 예를 들어, 상부 삼각 행렬 R 이 직교하면, ZF(제로 포싱(Zero-Forcing)) 복호화는 ML 해를 생성하기에 충분하다.

단계 410에서, 등가 전송 신호의 추정

이 후보 세트

로부터 구성된다. 일 실시예에서, 추정

은 전체 메트릭

을 최소로 하는 튜플

을 결정함으로써 구성된다.

단계 411에서, 실수 값 벡터

는 복소수 값 전송 신호의 추정치를 전달하기 위해 복소수 값 벡터

로 변환될 수 있다.

단계 408에서 각각의 후보 세트 Γ_k를 추정하기 위해 사용된 격자 복호화 알고리즘 D_k은 다음과 3개의 복호화 알고리즘과 같이 조건(10)을 풀 수 있는 모든 유형의 격자 복호화 알고리즘일 수 있다.

- 콘스텔레이션 알파벳 내의 모든 가능한 값에 대한 소모적 검색에 기반하는 ML 복호화 방법과 같이 유클리드 거리 기준(Euclidean distance criterion)의 최소화에 따라 관측된 수신 신호에 대한 가장 가까운 벡터를 추정하도록 "최대 가능성(Maximum Likelihood)" 복호화 문제("ML" 복호화로도 또한 지칭됨)에 기반하는 ML 알고리즘

- ML 최적 문제의 트리 표시(복호화 트리)를 사용하며 오직 순차적, 스택 또는 SB-스택 복호화 알고리즘과 같이 사전 정의된 가중치 제약보다 작은 가중치를 갖는 경로만을 탐색하는 최상 우선 트리 검색(Best-First tree search)에 기반하는 복호화 방법(SB-스택은 G.R. Ben-Othman, R. Ouertani, 및 A. Salah에 의해 작성된 "The Spherical Bound Stack Decoder"라는 명칭의 논문, Proceedings of International Conference on Wireless and Mobile Computing, 322~327 페이지, 2008년 10월에 소개된 Spherical-Bound Stack decoder를 지칭함). 복호화 알고리즘은 루트 노드에서 시작해서 모든 자식 노드를 탐색하며 오직 제약을 만족시키는 가중치를 갖는 노드만을 스택 내에 저장함으로써 유지한다. 그런 다음, 스택 내에서의 최상위 노드의 자식 노드들이 생성되며, 그들의 누적 가중치가 계산된다. 탐색된 노드는 그들의 가중치에 따라 검색되며, 오직 최소 누적 가중치를 갖는 노드만이 유지된다. 검색은 리프 노드(leaf node)를 발견하고 최적 경로 s가 반환될 때까지 계속된다.

- ML 최적화 문제(복호화 트리)의 트리 표시를 사용하며 복호화 트리의 루트 노드로부터 시작해서 리프 노드 s₁에 도착할 때까지 제 1 자식 노드 s _n 를 탐색하고 그런 다음 최근접 자식 노드 s _{n -1}를 탐색하는 구 구속 복호화기(Sphere constrained Decoder) 및 Schnorr-Euchner decoder와 같은 깊이 우선 트리 검색(depth-first tree search)에 기반하는 복호화 방법. 이러한 제 1 경로가 발견되면, 검색은 트리 내의 레벨 2로 복귀함으로써 진행되며 이미 탐색된 노드 s ₂의 인접치를 탐색한다. 모든 가능한 경로들을 발견하고 그들의 상대적 누적 가중치를 계산한 다음에 최단 경로가 출력된다.

특히, 복호화 알고리즘이 구 구속 복호화 알고리즘에 기반하면, 임계치

는 구의 초기 반경에 상응한다. 복호화 알고리즘이 스택 알고리즘이면, 임계치

는 스택 내에 저장된 노드에 연관된 누적 가중치의 한계 임계치에 상응할 수 있거나 스택 복호화기가 제 2 스택을 사용하는 경우에 후보 지점의 개수를 저장하기 위해 사용된 제 2 스택의 크기에 상응할 수 있다. 격자 복호화 알고리즘이 SB-스택 복호화기이면, 임계치

는 대안으로 구 반경에 상응할 수 있다.

예를 들어, N=2인 경우에, 복호화 방법은 구 구속 복호화 알고리즘의 하나 이상의 반복을 사용하는 단계 408의 오직 하나의 반복만을 포함할 수 있으며, 임계치

는 최소 검색 구 반경일 수 있다. 따라서, 후보 세트 Γ₂는 결정된 구 반경 내에 놓여있는 격자 지점만을 포함한다. 구 반경

내에 놓여있는 인접-ML 해는 후보 세트 Γ₂에 대한 복호화 단계의 다음 반복에서 확대되도록 생성되고 저장될 수 있으며, 이는 ML 복호화와 같은 모든 유형의 복호화 알고리즘을 사용하여 사전에 생성된 브랜치 중 하나의 브랜치의 나머지 부분을 발견하는 것으로 구성된다.

수신 신호의 길이가 각각 p 및 n-p인 2개의 블록 s ⁽²⁾ 및 s ⁽¹⁾으로의 분할에 대한 본 발명의 하나의 예시적인 애플리케이션에서, 단계 408은 후보 세트 Γ₂를 결정하도록 스택 복호화 알고리즘 D₂을 적용하는 것을 포함할 수 있다. 스택 복호화기는 본래는 시스템

를 고려하여 ML 복호화의 ML 해를 생성하며, 후보 격자 지점을 저장하도록 제 2 스택 내에 제 1 지점을 저장한다. 스택 복호화 알고리즘은 (A₂-1)개의 메트릭-방향의 인접치에 대한 검색을 이용하여 회귀적으로 진행되며 이들 인접치들을 제 2 트랙 내에 저장한다. 따라서, 제 2 트랙은 후보 세트 Γ₂에 대한 잠재적인 후보를 제공한다. 스택 복호화 알고리즘은 예를 들어 A. Salah, G. Othman, R. Ouertani 및 S. Guillouard의 MIMO 채널을 위한 신규 소프트 스택 복호화기(New soft stack decoder for MIMO channel), 42회 2008 Asilomar Conference on Signals Systems and Computers, 1754~1758 페이지, 2008년 10월에 설명되어 있다.

수신 신호의 길이가 각각 p 및 n-p인 2개의 블록 s ⁽²⁾ 및 s ⁽¹⁾으로의 분할에 대한 본 발명의 또 다른 예시적인 애플리케이션에서, 단계 408은 후보 세트 Γ₂를 결정하도록 SB-스택 복호화 알고리즘 D₂을 적용하는 것을 포함할 수 있다. SB-스택 복호화기는 스택 복호화기의 복잡도 감소 버전이다. 임계치

는 ML 해를 포함하는 적어도 하나의 격자 지점에서 높은 확률로 발견되기 위해 사용된 수신 벡터 상에 중심을 둔 초기 반경 r에 상응한다. 이러한 반경은 ML 해 및 그의 (A₂-1)개의 메트릭-방향의 인접치인 A₂개의 격자 지점의 세트를 높은 확률로 발견하도록 결정될 수 있다. 반경(R₂는 ∧의 생성자 행렬임)의 구 내에 포함된 격자 지점의 개수를 N_p(N_p=A₂)로 나타냄으로써, 초기 반경

은 수학식 19를 만족시킨다.

(19)

수학식 19에서,

및

는 실수 공간

내에 저장된 단위 반경의 부피 및

를 나타낸다.

이러한 반경은

의 오직 큰 값에 대해서만

개의 격자 지점을 발견하는 것을 보장한다.

대안으로, 사용된 콘스텔레이션의 형상 및 곱셈형 콘스텔레이션 의존 계수

(예를 들어

,

및

)에 기반하여 도출된 구 내의 유효 개수 N_e의 지점을 사용함으로써, 리스트 내의 격자 지점의 유효 개수는 수학식 20과 같이 구의 반경에 관련된다.

(20)

수학식 20에서, β는 우리가 구 내부의 요구되는

개의 격자 지점을 발견하는 것을 보장하는 추가 계수를 나타낸다.

수신 신호의 길이가 각각 p 및 n-p인 2개의 블록 s ⁽²⁾ 및 s ⁽¹⁾으로의 분할에 대한 본 발명의 또 다른 예시적인 애플리케이션에서, 단계 408은 후보 세트 Γ₂를 결정하도록 구 구속 복호화 알고리즘 D₂을 적용하는 것을 포함할 수 있다. A₂개의 격자 지점을 얻기 위해, 수신 벡터 상에 중심을 둔 알고리즘은 처음에는 구 반경 r 내의 ML 벡터를 발견하기 위해 운영된다. 그런 다음, 알고리즘은 이러한 해에 중심을 두고 그의

개의 인접치를 발견하기 위해 재시작한다.

대안으로, 단계 408은 실험 데이터 및/또는 통계 데이터에 기반하여 각각의 후보 세트 Γ₂ 내에 유지되어야 하는 후보의 개수를 감소시키는 것으로 추가로 포함할 수 있다. 각각의 누적 메트릭의 값을 증가시킴으로써 각각의 후보 세트 Γ₂ 가 배열되는 실시예에서, 이러한 통계 데이터는 데이터 스트림의 사전 복호화에 걸쳐 각각의 후보값 랭크의 출현으로부터 결정될 수 있다.

대안으로, 블록 당 임계치

는 각각의 후보 세트 Γ_k 내에 생성된 후보의 개수를 제한하도록 이러한 통계 데이터에 기반하여 갱신될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 각각의 서브블록 s ^{( k )}에 대해 단계 408은

- 후보 세트 Γ_k 내에 유지되는 후보 추정치의 목표 개수 A_k를 사전 후보 세트 Γ_k+1의 후보의 개수 A_k+1의 함수로서 사전 결정하는 것(예를 들어, 유형 A_k=αA_k+1인 선형 또는 곱셈 함수로서, 기울기 계수 α는 1보다 작음), 및

- 복호화 알고리즘 D_k을 적용함으로써 획득된 후보 추정치의 개수를 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

소정 실시예에서, 후보 세트 Γ_k 의 후보 지점을 열거하기 위해 단계 408에서 사용된 임계치

는 목표 서비스 품질 지표 Q_target(이하 "QoS 지표"로도 또한 지칭됨)의 함수일 수 있다. 특히, 목표 서비스 품질 지표 Q_target는 도달되어야 하는 목표 다이버시티 차수 d_target일 수 있다. 목표 서비스 품질 지표 Q_target에 의존하는 임계치

에 의해 단계 408의 각각의 반복에서 열거되는 후보 지점의 개수를 제한함으로써, 이러한 것은 목표 서비스 품질 지표가 효과적으로 도달되거나 접근되는 것을 보장한다. 임계치

는 블록 k당 정의된 임계치 또는 블록의 세트 또는 모든 블록 s ^{( k )}에 대해 정의된 임계치일 수 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 어구 "목표 서비스 품질 지표"는 목표 다이버시티 차수, 복호화기의 목표 복잡도, 목표 오차 확률 등과 같이 달성되어야 하는 목표 QoS에 관련된 매개변수를 지칭한다. 본 발명의 소정 실시예의 다음 설명은 오직 예시적 목적을 위해 목표 다이버시티 차수에 의해 표시되는 목표 QoS 지표를 주로 언급할 것이다.

도 5를 참조하면, 복호화기(110)는

- QoS 지표 Q_target,

- 수신 신호의 차원 n(부호화되지 않은 시스템인 경우에 2n_r와 같거나 부호화된 시스템인 경우에 2n_rT와 같으며, T는 공간 시간 코드의 시간 차원에 상응함), 및

- 신호 대 잡음 비(SNR)로부터 각각의 데이터 세트 Γ _k 의 추정에 대한 임계치

의 값을 제공하도록 구성된 조회 테이블(501)을 포함하는 임계치 추정 유닛(500)을 포함할 수 있다.

SNR은 후보 세트 추정 유닛(305) 내에 또는 보다 일반적으로 복호화기(110) 내에 제공된 SNR 추정 유닛(504)에 의해 추정될 수 있다. 임계치 추정 유닛(500)은 사전 데이터 스트림의 복호화 중에 수집된 통계 데이터에 기반하여 조회 테이블을 갱신하기 위한 조회 테이블(501)을 추가로 포함할 수 있다.

복호화기(110)가 목표 다이버시티 차수 d _target 에 상응하는 목표 QoS 지표 Q_target를 수신하며 수신 신호의 복수(N=2)의 서브블록으로의 서브블록 복호화를 적용하는 실시예에서, 조회 테이블의 임계치가 제 1 서브블록에 대한 후보 추정치 및 신호 대 잡음 비를 결정하도록 제 1 서브벡터에 대해 적용된 복호화 알고리즘에 의해 구현된 트리 검색 중에 제 1 서브블록에 상응하는 선택된 경로가 방문되지 않을 확률로부터 그리고 특히 다음 수학식 21을 풀어냄으로써 사전 결정될 수 있다는 것이 발견되었다.

(21)

수학식 21에서, σ²은 잡음 분산(noise variance)을 표시하고, p는 제 2 블록의 크기를 표시하고, ρ은 SNR이고, r은 결정되어야 하는 임계치

에 상응하는 미지의 변수이며, Γ(x,y)는 감마 함수를 나타낸다(

이며, f는

(카이 제곱 분산(chi-square distribution))의 확률 밀도 함수이며,

는 정규화된 상부 감마 함수임)

제 1 항

은 제 1 서브블록에 대한 후보 추정치를 결정하기 위해 제 1 서브벡터에 대해 적용된 복호화 알고리즘에 의해 구현된 트리 검색 중에 제 1 서브블록에 상응하는 선택된 경로를 방문하지 않을 확률에 상응한다. 수학식 21은 제 1 서브블록에 관련된 정규화된 잡음

의 확률이 정규화된 임계치

보다 크도록 임계치를 결정하는 것과 등가이며, 정규화된 잡음

은

에 따라 분산된다.

예를 들어, 2개의 블록의 길이가 각각 p 및 n-p(N=2)이며 블록 s ⁽¹⁾의 처리를 위한 ML 복호화 알고리즘이 적용되면, 조회 테이블의 각각의

값은 다음 수학식 22을 풀어냄으로써 이론적으로 사전 결정될 수 있다.

(22)

수학식 22에서, c₁ 및 c₂는 양의 값 상수를 표시하고, σ²은 잡음 분산을 표시하고, p는 블록의 크기를 표시하고, ρ은 SNR이고, r은 결정되어야 하는 임계치

에 상응하는 미지의 변수이며, Γ(x,y)는 감마 함수를 나타낸다.

수학식 22의 제 1 항

은 블록 s ⁽¹⁾의 처리를 위한 ML 복호화 알고리즘을 적용할 때 계산된 프레임 오차 확률(전송 프레임 당 오차를 가질 확률)에 상응하는 반면, 수학식 22의 제 2 항

은 목표 프레임 오차 확률에 상응한다.

ML 복호화를 사용하여 반경 r인 구의 외부에 있는 경로를 방문하는 확률로부터 수학식 22의 제 1 항은

이며,

은 블록

에 상응하는 잡음을 나타낸다.

수학식 22의 제 1 항에서, 적용된 복호화 방안을 이용하여 도달 가능한 다이버시티 차수 d _target 를 제어하는 항은

인 반면, 항

은 전체 다이버시티를 나타낸다. 따라서, 조회 테이블의 각각의

값은 다음 수학식 23을 풀어냄으로써 사전 결정될 수 있다.

(23)

또 다른 예에서, 복호화기(110)가 블록 s ⁽¹⁾의 처리를 위한 ZF-DFE 복호화 알고리즘 D₁을 사용하여 수신 신호의 길이가 각각 p 및 n-p인 2개의 블록 s ⁽²⁾ 및 s ⁽¹⁾으로의 차선 복호화를 적용하면, 조회 테이블의 각각의

값은 다음 수학식 24를 풀어냄으로써 이론적으로 사전 결정될 수 있다.

(24)

수학식 24에서, N _e 는 최근접 인접치 유니온 바운드(nearest neighbor union bound)를 사용하여 콘스텔레이션 내에서 최근접 인접치의 평균 개수를 표시하고, σ²은 잡음 분산을 표시하고, p는 블록 s ⁽²⁾의 크기를 표시하고, ρ은 SNR이고, r은 결정되어야 하는 임계치

에 상응하는 미지의 변수이며, Γ(x,y)는 감마 함수를 나타낸다. 또한, ε는 다음 식

에 의해 주어지며, d _min 은 콘스텔레이션의 최소 거리를 나타낸다. 수학식 24의 제 1 항

은 오류 심볼

를 복호화하는 확률

이

를 만족시키는 사실로부터 얻어졌다.

수학식 24의 제 1 항에서, 적용된 복호화 방안을 이용하여 도달 가능한 다이버시티 차수 d _target 를 제어하는 항은

인 반면, 부가 항

은 블록 s ⁽²⁾의 처리에 상응하는 제 2 복호화 단계 내에서 ZF-DFE의 사용에 의해 야기된 성능의 열화를 나타낸다. 따라서, 조회 테이블의 각각의

값은 다음 수학식 25를 풀어냄으로써 사전 결정될 수 있다.

(25)

일부 실시예에서, 복호화기(110)는 목표 다이버시티 차수 d _target 에 상응하는 목표 QoS 지표 Q_target을 수신할 수 있으며, 크기가

인 복수

개의 서브블록으로의 수신 신호의 서브블록 복호화를 적용할 수 있다. 일부 실시예에서, 조회 테이블의 임계치는 오차 확률의 분석으로부터 사전 결정될 수 있으며, 이러한 분석은 길이

인 각각의 서브블록

에 상응하여 임계치

의 도출를 가능하게 한다.

오차 확률의 분석은 동일한 또는 상이한 서브블록 크기를 고려하여 도출될 수 있다. 더군다나, 오차 확률은 마지막 단계에서 사용된 복호화 알고리즘에 의존할 수 있다. 예를 들어, ML 복호화기가 블록

의 처리를 위해 구현될 때, 프레임 오차 확률은 수학식 26에 따라 상한을 형성할 수 있다.

(26)

수학식 26에서,

- I는 트리 검색 중에 벡터 s의 모든 서브블록에 상응하는 벡터에 의해 방문된 선택 경로의 세트를 나타내며,

-

인 경우에

는 결정되어야 할 임계치

에 상응하는 미지의 변수를 나타낸다.

따라서, 조회 테이블의 각각의 값

(

)은 다음 부등식 27의 충족에 따라 사전 결정될 수 있다.

(27)

부등식 27에서, δ는 신호 대 잡음 비를 제어하는 것을 가능하게 하는 양의 상수를 나타낸다. 부등식 27은 가능한 한 작은 오차의 마진을 이용하여 시뮬레이션에서 계수적으로 풀 수 있다.

결정된 임계치가 주어지면, 복호화기(110)는 다음 단계에 따라 크기

인

개의 서브블록의 서브블록 복호화를 수행하도록 구성될 수 있다.

1) 각각의 서브블록에 상응하는 복호화 알고리즘

을 적용함으로써 세트

(

)를 추정하는 단계

2) 누적 메트릭의 증가하는 차수에 따라 세트

내의 후보를 분류하는 단계

3) 세트

내의 각각의 후보에 대해 ML 복호화기

을 사용하여 세트

내의 후보를 발견하고, 현재 조사된 후보의 누적 메트릭이 세트

내에 저장된 다음 후보의 누적 메트릭보다 작거나 같을 때 정지시키는 단계

도 6은 4-QAM 콘스텔레이션을 사용하고 완전 코드(perfect code)를 갖는 4x4 MIMO 부호화된 시스템에 대해 소정 실시예에 따라(곡선 C1) 복호화기(110)를 이용하여 획득된 성능을 나타내는 도면이다. 복잡도는 모든 곱의 개수로써 계산되었다. 완전 코드는 16개의 복소수 심볼(32개의 실수 심볼)을 부호화한다. 이러한 코드에 대해 R 행렬의 블록 분할의 상이한 예가 존재한다. 도 6의 도면을 획득하기 위해 도 7의 분할 표시가 사용되었다. 도 7에 표시된 상부 삼각 행렬 R은 2개의 상부 삼각 행렬

(차원 18x8인 행렬) 및

(차원 28x8인 행렬)과 하나의 직사각 행렬 B로 분할되었다. 실수 심볼을 고려하면,

및

이다. 4-QAM 콘스텔레이션을 사용하여,

(A₂=50)에 대해 2¹⁶=65356개의 가능한 해에 걸쳐 오직 50개의 후보만이 고려되었다. 시뮬레이션을 위해 고려된 예에서

에 상응하는 복호화 단계에서 고려된 잠재적인 후보의 개수가 최적이 아니라는 점이 주목되어야 한다. 도 6에서, 곡선 C2는 통상적인 구 부호화기에 상응한다. 도 6은 본 발명의 회귀적 복호화기(110)를 이용하여 획득된 복잡도가 실질적으로 상수로 유지되고 통상적인 구 복호화기를 이용하여 달성된 복잡도에 비해 감소된다는 것을 도시한다. 후보 세트 Γ₂ 내에서 선택된 후보의 개수를 최적화함으로써 SNR=10^-3에서 3dB의 손실이 보상될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

도 13 및 도 14는 4-QAM 변조를 사용하여 8×8 공간 다중 MIMO 시스템에 대해 일부 실시예에 따라 복호화기(110)를 이용하여 획득된 심볼 오차율 성능 및 평균 계산 복잡도를 각각 도시하는 도면이다. 도 13 및 도 14는 상부 삼각 행렬 R의 4개의 상부 삼각 행렬로의 분할에 상응한다. 도 13 및 도 14에 도시된 다양한 곡선은 각각의 서브블록의 동일하거나 상이한 길이가 사용된 상이한 시나리오에 상응한다. 두 도면에서 범례 d/SNR 이득/

는 다음과 같으며, d는 목표 다이버시티 차수를 나타내고, SNR 이득은 신호 대 잡음 비에서의 이득을 나타내며,

는 상부 삼각 행렬의 4개의 상부 삼각 행렬로의 분할을 위해 고려된 서브블록의 길이를 나타낸다. 또한 도 13 및 도 14에서, 참조 "SD88"은 정보 심볼을 복호화하기 위한 전통적인 구 복호화 알고리즘을 사용하여 획득된 곡선에 상응한다. 도 13 및 도 14는 본 발명의 다양한 실시예가 감소된 계산 복잡도를 이용하여 목표 다이버시티 차수를 달성하는 것에 대한 유연성을 제공하는 것을 도시한다. 특히, 모든 목표 다이버시티 차수가 항상 달성 가능하다는 것과 서브블록의 길이의 다양한 값을 사용하여 부가적인 신호 대 잡음 비 이득이 획득된다는 것이 도시된다. 오차 성능 및 계산 복잡도가 서브블록의 길이에 민감하다는 점이 주목되어야 한다. 보다 구체적으로, 최상의 오차 성능은 제 1 서브블록의 최고의 길이

를 이용하여 달성되고, 최고 평균 복잡도는 길이

가 증가함에 따라 증가한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 회귀적 서브블록 복호화 방법 및 장치는 감소된 복잡도를 보장하면서 목표 다이버시티 차수를 효율적으로 제어하도록 허용한다. 복잡도 감소는 각각의 서브블록

에 연관된 후보 세트

내에서 선택된 후보 추정치의 개수, 각각의 서브블록

의 복호화를 위해 선택된 격자 복호화 알고리즘

의 유형 및/또는 서브블록

이 처리되어야 하는 차수에 의존하여 최적화될 수 있다.

도 8 내지 도 10의 도면은 복수 N=2개의 블록을 갖는 4-QAM 콘스텔레이션을 갖는 골든 코드를 사용하는 부호화된 시스템에 대한 본 발명의 예시적인 애플리케이션에서 SNR의 상이한 값에 대해 획득된 상이한 실험적 분산을 도시한다. 보다 구체적으로, 각각의 후보 세트

가 누적 메트릭의 값을 증가시킴으로써 배열되는 경우에 이러한 통계 데이터가 데이터 스트림의 사전 복호화에 걸쳐 각각의 후보 값 랭크의 출현으로부터 결정될 수 있는 실시예에서, N=2 블록으로의 서브복호화에 대한 본 발명의 애플리케이션에서, 이들 도면은 데이터 스트림의 사전 복호화에 걸쳐 각각의 후보 값 랭크의 출현을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 우리 리스트 내에서 제 1 랭크

에 상응하는 국부적인 ML 해는 후보 세트 Γ₂ 내에서 가장 자주 선택된 후보이다. 이러한 통계적 분산은 (단계 408에서 이러한 통계 데이터로부터 도출된 목표 개수에 정합하는 후보의 세트를 추가로 선택함으로써) 각각의 후보 세트 Γ_k 내에 유지된 후보의 수를 제한하도록 사용될 수 있거나 또는 대안으로 통계 데이터에 기반하여 임계치

를 갱신함으로써 각각의 후보 세트 Γ_k 내의 후보 추정치의 개수를 제한하도록 사용될 수 있다(이러한 갱신은 예를 들어 블록(501)에 의해 구현될 수 있다).

도 11은 R 행렬의 2개의 서브블록(N=2)으로의 분할의 트리 표시 및 (길이가 p인 s ⁽²⁾ 및 크기가 n-p인 s ⁽¹⁾을 갖는) 심볼의 서브벡터의 상응하는 복호화를 도시한다.

도 11은 검색 공간의 범위를 정하는 구의 반경 r에 상응하는 임계치

를 도시한다. 또한, 도 11에서,

- 경로

는 후보 세트 Γ₂ 내에서 선택된 후보 서브벡터를 나타내며, R은 루트 노드에 상응하고,

은 트리 내의 레벨 p에서의 노드에 상응하고,

- 경로

는 후보 세트 Γ₂ 내에서 선택된 후보 및 후보 세트 Γ₁ 내에서 선택된 후보에 상응하는 완전한 경로를 나타내며,

는 트리 내의 레벨 p에서 i번째 노드에 상응하고,

는 트리 내의 레벨 p에서 j번째 노드에 상응하고,

- 경로

는 전송 신호의 추정치를 나타내며,

- 나머지 브랜치는 정보 심볼의 선택되지 않은 서브벡터의 부분이다.

비록 본 발명이 실수 채널 행렬로부터 도출된 상부 삼각 행렬 R의 분할로부터 도출된 수신 신호의 분할과 관련하여 설명되었지만, 서브블록 반소모적 복호화 방법은 대안으로 복소수 벡터화된 채널 출력으로부터 수행될 수 있다. 따라서, 서브블록으로의 분할은 실수 채널 행렬을 사용하는 대신에 복소수 채널 행렬로부터 수행될 수 있다.

또한, 비록 본 발명이 2개의 블록으로의 분할의 소정 예 및 상부 삼각 행렬 R의 소정 예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 특정 개수의 블록이나 상부 삼각 행렬의 특정 구성으로 제한되지 않는다.

보다 일반적으로, 수신 신호의 분할이 상부 삼각 행렬 R의 분할로부터 유도될 때 본 발명의 반소모적 서브복호화 방법 및 장치가 특별한 장점을 갖더라도, 반소모적 서브복호화 방법 및 장치는 그로부터 수신 신호의 분할을 도출하도록 채널 행렬 H에 연관된 또 다른 행렬을 대안으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 전송기 측에서 디지털 데이터 시퀀스를 부호화하도록 공간-시간 블록 코드(space-time block code(STBC))를 사용하는 부호화된 시스템에 대한 본 발명의 애플리케이션에서, 부호화된 신호는 전송 채널을 거쳐 송신되고 q 세트의 독립 심볼을 포함한다. 전송 채널을 거쳐 송신된 신호는 코드워드 행렬 X에 의해 표기되며,

이고, X는 코드북 C에 속한다. 선형 공간-시간 블록 코드인 경우에, 코드워드 행렬 X는 수학식 28 형태로 선형 확산 표시(linear dispersion representation)를 허용한다.

(28)

수학식 28에서,

및

는 각각 s _i 복소수 정보 심볼의 실수부 및 허수부에 상응하고, 행렬 A _l 은 선형 확산 행렬(LD 행렬로도 또한 지칭됨)을 나타낸다.

수신기 측에서의 수신 신호는 수학식 29와 같이 기재될 수 있다.

(29)

수신 신호는 다음과 같이 벡터화될 수 있다.

(30)

연산자 vec(.)는 n×m 복소수 행렬의 m 열을 mn 복소수 열 벡터 내로 스택하는 연산자로서 정의된다.

수학식 30에서, H _eq 는 수학식 31에 의해 주어진 차원 n _r ×q인 등가 채널 행렬을 나타낸다.

(31)

벡터 s는 vec(X)=Gs에 따라 코드워드 행렬 X를 벡터화함으로써 획득되며, G는 사용된 선형 STBC의 생성기 행렬을 나타낸다.

H _eq 는 다음과 같이 LD 행렬의 함수로서 다시 기재될 수 있다.

(31)

벡터화된 복소수 시스템은 다음과 같이 다시 기재될 수 있다.

(321)

본 발명의 이러한 부호화된 실시예에서, 서브블록 분해 유닛(301)은 등가 수신 벡터 y 를 N개의 서브 벡터 y ^{( k )}로 분할하도록 구성되고 수신 벡터의 분할에 상응하여 등가 채널 행렬 H _eq 을 분해하도록 구성된다. 등가 채널 행렬 H _eq 는 N개의 직사각 서브행렬

(k=1, .., N)로 분할되며, 각각의 서브행렬

는 차원 n _r ×l _k 인 직사각 행렬을 표시하고 등가 채널 행렬 H _eq

의 l _k 열 벡터로 구성된다.

수신 신호 벡터 y 는

및

이 성립하도록 길이 l _k 인 N개의 서브벡터

로 분할된다. 동일한 벡터 분할이

이 성립하도록 심볼의 벡터 s 의 길이 l _k 인 N개의 서브벡터

로의 분할에 적용된다.

일부 실시예에서, 등가 채널 서브행렬은 곱

의 최대 행렬식의 서브행렬에 상응하는 서브벡터

가 제 1 위치(k=N)에 위치되도록 곱

(위첨자 ^"H"는 에르미트 치환(Hermitian transposition)을 나타냄)의 행렬식 det(

)에 의존하면서 재배열될 수 있다. 재배열된 등가 채널 서브행렬은 로 표기된다. 동일한 재배열은 등가 시스템을 획득하기 위해 심볼의 벡터 s 에 적용된다.

따라서, 수학식 32는 다음과 같이 다시 기재된다.

(33)

수학식 33에서, s ^{( N )} 및 그에 따른

는 곱

의 최대 행렬식을 갖는 서브행렬에 상응한다.

그런 다음, 후보 세트 추정 유닛(305)은 전술된 바와 같이 각각의 블록 s ^{( k )}에 대한 후보 추정치 Γ_k의 세트를 결정할 수 있으며, 후보 세트 Γ₁, ..., Γ_N는 도 4의 단계 405 내지 410에 따라 전송 신호의 추정치

를 결정하도록 사용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 SB-스택 실시예에서 수신기(3)의 공간-시간 복호화기(110)의 예시적인 아키텍처를 도시한다. 도시된 바와 같이, 공간-시간 복호화기(110)는 데이터 및 어드레스 버스(64)에 의해 함께 링크된 다음 요소

- 예를 들어 디지털 신호 프로세서(DSP)인 마이크로프로세서(61)(또는 CPU)

- 비휘발성 메모리(62)(또는 ROM(read-only memory))

- RAM(random access memory, 63)

- 시간/주파수 변화기로부터 수신되는 입력 신호를 수신하기 위한 인터페이스(65)

- 복호화된 데이터를 복조기(31)로 전송하기 위한 인터페이스(66)를 포함할 수 있다.

비휘발성 ROM 메모리(62)는 예를 들어

- 레지스터 "프로그(Prog)"(620)

- 임계치

또는 대안으로 조회 테이블(621)

- 목표 서비스 품질 지표 Q_target(622)

- 블록의 개수 N(623)

- 데이터 구조의 형태로 저장될 수 있는 후보 세트 Γ_k(624)를 포함할 수 있다.

본 발명의 이러한 실시예에 따른 방법을 구현하기 위한 알고리즘은 프로그램(620) 내에 저장될 수 있다. CPU 프로세서(41)는 프로그램(620)을 RAM 메모리로 다운로드하며 상응하는 명령어를 실행하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, CPU는 CPU에 의해 실행될 때 CPU가 아래와 같은 명령어, 즉

- (QR 분해로부터 도출된 행렬 R과 같이) 상기 채널 행렬에 관련된 행렬의 분할에 상응하여 서브벡터

의 세트로 수신 신호 벡터를 분할하게 하는 명령어, 및

- 주어진 서브블록의 각각의 추정치가 사전에 처리된 서브블록의 적어도 하나의 추정치로부터 결정되도록 상기 서브벡터

에 상응하는 전송 신호의 서브블록 s ^{(k )}의 후보 추정치를 회귀적으로 결정하게 하는 명령어를 포함한다.

CPU는 사전에 처리된 서브블록에 대해 결정된 추정치 Γ _k+1 , ..., Γ _N 를 사용하는 복호화 알고리즘 D _k 의 적어도 하나의 반복을 적용함으로써 전송 신호의 적어도 하나의 서브블록 s ^{(k )}에 대해 후보 추정치의 세트 Γ _k 를 결정하게 되며, 상기 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치의 개수는 정보 심볼이 선택되게 되는 값의 세트의 카디날보다 절대적으로 작다. CPU는 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치 Γ ₁ , ..., Γ _N 로부터 전송 신호의 추정치를 추가로 계산하게 된다.

RAM 메모리(63)는

- 레지스터 Prog(630) 내의, 마이크로프로세서(61)에 의해 실행되고 공간-시간 복호화기(30)의 활성 모드에서 다운로드된 프로그램

- 레지스터(631) 내의 입력 데이터를 포함할 수 있다.

보다 일반적으로, 본 명세서에서 설명된 복호화 기법은 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이들 기법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현인 경우에, 복호화기의 처리 요소는 예를 들어 오직 하드웨어만의 구성(예를 들어, 상응하는 메모리를 갖는 하나 이상의 FPGA, ASIC 또는 VLSI 집적 회로)에 따라 구현될 수 있거나 VLSI 및 DSP를 모두 사용하는 구성에 따라 구현될 수 있다.

본 발명이 무선 통신 시스템에 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 이러한 애플리케이션으로 제한되지 않는다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 복호화 장치 및 방법은 주어진 입력 시퀀스로부터 출력 시퀀스를 복호화하도록 오디오 크로스오버 및 오디오 마스터링과 같은 오디오 애플리케이션에 사용된 예를 들어 유한 임펄스 응답(finite impulse response(FIR))의 전자 필터와 같은 신호 처리 장치 내에 집적될 수 있다. 데이터의 입력 시퀀스가 주어지면, 차수 M인 FIR 필터의 출력 시퀀스는 크기 M인 슬라이딩 윈도우 내에서 관측된 최근 입력 값의 가중치 부여된 합이다. 출력 시퀀스의 모델 내에 격자 표시가 주어지면, 본 발명의 소정 실시예는 입력 시퀀스의 추정치를 생성하도록 그에 따라 집적될 수 있다.

또 다른 애플리케이션에서, 본 발명의 일부 실시예에 따른 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품은 IRNSS, Beidou, GLONASS, Galileo와 같은 Global Navigation Satellite System(GNSS) 내에 구현될 수 있으며, GPS는 예를 들어 캐리어 위상 측정(carrier phase measurement)를 사용하여 위치설정 매개변수를 추정하기 위한 예를 들어 적어도 하나의 GPS 수신기를 포함한다.

또한, 본 발명의 일부 실시예에 따른 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품은 이들 저장, 처리 또는 통신 중에 데이터 또는 메시지를 암호화/해독화하기 위한 암호 알고리즘 내에 사용된 개인 비밀 값(private secret value)에 대한 추정을 결정하기 위한 암호 시스템 내에 구현될 수 있다. 격자 기반 암호 애플리케이션에서, 데이터/메시지는 격자 지점의 형태로 암호화된다. 이러한 암호화된 데이터의 해독은 본 발명의 일부 실시예에 따라 비밀 값의 높은 확률의 성공적인 복원을 감소된 복잡도로 가능하게 하면서 유리하게 수행될 수 있다.

보다 일반적으로, 본 발명의 실시예가 다양한 예에 대한 설명에 의해 예시되고 이들 실시예가 상당히 상세하게 설명되었지만, 첨부된 특허 청구항의 범위를 이러한 상세한 사항으로 어떤 방식으로든 한정하거나 제한하고자 하는 출원인의 의도는 없다. 특히, 본 발명은 특정한 유형의 격자 복호화기로 제한되지 않는다. 보다 일반적으로, 단계 408에서 스택(Stack) 복호화기, 파노(Fano) 복호화기, M 알고리즘을 구현하는 복호화기, EP 특허출원 제14306517.5호에 설명된 바와 같은 SB-스택 및 지그재그 스택 복호화기와 같이 후보 격자 벡터에 대한 검색에 대해 최상 우선 트리 검색을 사용하는 모든 순차적인 복호화기와 같은 모든 유형의 격자 복호화기가 사용될 수 있다.

Claims (29)

1. 통신 시스템에서 전송 채널을 통해 수신된 신호를 복호화하기 위한 복호화기로서, 상기 신호는 주어진 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 전달하며 신호 벡터에 연관되고, 상기 전송 채널은 채널 행렬에 의해 표시되고, 상기 복호화기는
   상기 채널 행렬에 관련된 행렬의 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하도록 구성된 서브블록 분할 유닛(301), 및
   상기 서브벡터에 상응하는 전송 신호의 서브블록의 후보 추정치를 회귀적으로 결정하기 위한 후보 세트 추정 유닛(305)을 포함하고,
   상기 후보 세트 추정 유닛(305)은 하나 이상의 서브블록에 대해 상기 후보 세트 추정 유닛(305)에 의해 결정된 적어도 하나의 후보 추정치를 사용하여 복호화 알고리즘의 적어도 하나의 반복을 적용함으로써 상기 전송 신호의 서브블록에 대해 후보 추정치의 세트를 결정하도록 구성되고, 상기 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치의 개수는 상기 주어진 값의 세트의 카디날(cardinal)보다 절대적으로 작으며, 상기 복호화기는 상기 서브블록에 대해 결정된 상기 후보 추정치로부터 상기 전송 신호의 추정치를 계산하기 위한 신호 추정 유닛(306)을 추가로 포함하는 복호화기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복호화기는 상기 채널 행렬로부터 QR 분해를 수행함으로써 직교 행렬(Q) 및 상부 삼각 행렬(R)을 사전에 결정하도록 구성되고, 상기 서브블록 분할 유닛(301)은 상기 상부 삼각 행렬(R)을 복수의 상부 삼각 서브행렬 및 복수의 직사각 행렬로 분할하도록 구성되고, 상기 상부 삼각 서브행렬의 개수는 2보다 크거나 같으며, 상기 서브블록 분할 유닛(301)은 상기 수신 신호 벡터의 각각의 서브벡터가 상기 상부 삼각 서브행렬 중 하나의 상부 삼각 서브행렬에 상응하도록 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하도록 구성되는 복호화기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복호화기는 상기 직교 행렬의 전치 행렬과 상기 수신 신호를 곱함으로써 상기 수신 신호 벡터를 결정하도록 제공되는 복호화기.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 복호화기는 상기 채널 행렬의 행 또는 열을 치환함으로써 상기 채널 행렬로부터 치환 행렬의 세트를 결정하도록 추가로 배열되며 각각의 치환 행렬의 QR 분해를 수행하여 중간 상부 삼각 행렬을 결정하도록 추가로 배열되고, 상기 복호화기는 각각의 치환 행렬에 대해 획득된 상기 중간 상부 삼각 행렬의 성분에 관련된 기준으로부터 상기 치환 행렬 중 하나의 치환 행렬을 선택하도록 구성되며, 상기 서브블록 분할 유닛(301)은 상기 선택된 치환 행렬에 연관된 상기 중간 상부 삼각 행렬에 상응하는 상기 상부 삼각 행렬 R을 분할하도록 구성되는 복호화기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복호화 알고리즘은 격자 복호화 알고리즘인 복호화기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 격자 복호화 알고리즘은 임계치에 관해 각각의 블록의 누적 메트릭에 대한 조건을 풀도록 구성되는 복호화기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 격자 복호화 알고리즘은 순차적 복호화 알고리즘이며, 상기 임계치는 상기 순차적 복호화 알고리즘의 누적 메트릭 임계치인 복호화기.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 격자 복호화 알고리즘은 구 구속 복호화 알고리즘(sphere constrained decoding algorithm)이며, 상기 임계치는 상기 구 구속 복호화 알고리즘의 구의 초기 반경인 복호화기.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 임계치는 목표 서비스 품질 지표로부터 결정되는 복호화기.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 목표 서비스 품질 지표는 목표 다이버시티 차수(target diversity order)인 복호화기.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 복호화기는 각각의 서브블록의 상기 복호화에 대한 임계치를 결정하도록 구성된 임계치 추정 유닛(500)을 추가로 포함하는 복호화기.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 임계치 추정 유닛(500)은 신호 대 잡음 비의 추정치, 상기 수신 신호의 차원 및 상기 서브블록의 차원으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 매개변수로부터 그리고 목표 다이버시티 차수로부터 상기 임계치를 결정하도록 구성되는 복호화기.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 임계치 추정 유닛(500)은 상기 적어도 하나의 추가 매개변수와 상기 목표 다이버시티 차수의 값을 포함하는 각각의 값의 튜플에 대해 상기 임계치의 값을 저장하는 조회 테이블을 포함하는 복호화기.
14. 제 13 항에 있어서,
    서브블록의 개수는 2이며, 상기 조회 테이블의 상기 임계치는 상기 제 1 서브블록과 상기 신호 대 잡음비에 대한 상기 후보 추정치를 결정하기 위해 상기 제 1 서브 벡터에 대해 적용된 상기 복호화 알고리즘에 의해 구현된 트리 검색 중에 제 1 서브블록에 상응하는 선택 경로를 방문하지 않을 가능성으로부터 사전 결정되는 복호화기.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 임계치 추정 유닛(500)은 적어도 하나의 다른 신호의 복호화에 관련된 통계 데이터에 의존하여 상기 조회 테이블을 갱신하도록 구성되는 복호화기.
16. 제 6 항에 있어서,
    각각의 후보 추정치 세트는 각각의 추정치에 대해 획득된 상기 누적 메트릭의 값을 증가시킴으로써 배열되는 데이터 구조인 복호화기.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 후보 세트 추정 유닛(305)은 상기 서브블록에 연관된 후보 추정치의 목표 개수에 따라 상기 적어도 하나의 서브블록에 대해 현재 후보 추정치 세트 내에서 결정된 후보의 개수를 감소시키도록 추가로 구성되는 복호화기.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 서브블록에 연관된 후보 추정치의 상기 목표 개수는 사전에 처리된 서브블록의 후보 추정치의 개수로부터 결정되는 복호화기.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 서브블록에 연관된 후보 추정치의 상기 목표 개수는 상기 사전에 처리된 서브블록의 후보 추정치의 개수의 곱셈 함수이며, 상기 곱셈 함수는 1보다 작은 기울기 계수를 갖는 복호화기.
20. 제 1 항에 있어서,
    상기 후보 세트 추정 유닛(305)은 사전 정의된 기준에 따라 선택된 복호화 알고리즘을 적용함으로써 최후 처리된 서브블록에 대해 하나의 추정치를 결정하는 것을 추가로 포함하는 복호화기.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 복호화 알고리즘은 ML 복호화 알고리즘, ZF-DFE 복호화 알고리즘 및 MMSE 복호화 알고리즘으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 복호화기.
22. 제 6 항에 있어서,
    상기 신호 추정 유닛(306)은 상기 블록의 누적 메트릭으로부터 기인한 전체 메트릭을 최소로 하는 추정치의 튜플을 결정하도록 구성되며, 각각의 튜플 추정치는 상기 정보 심볼의 서브블록에 대해 획득된 상기 후보 추정치의 세트 중 각각 하나의 후보 추정치의 세트로부터의 하나의 후보 추정치를 포함하는 복호화기.
23. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 상기 전송 채널을 거쳐 전송된 데이터 신호를 부호화하도록 공간-시간 블록 코드를 사용하는 부호화된 시스템이고, 상기 복호화기는 등가 채널 행렬을 사용하여 상기 신호 벡터를 벡터화하며 상기 등가 채널 행렬을 복수의 직사각 등가 채널 서브행렬로 분할하도록 구성되고, 각각의 직사각 서브행렬은 상기 수신 신호에 상응하는 상기 전송 채널을 거쳐 송신된 상기 신호를 나타내는 선형 분산 행렬의 함수이며, 상기 서브블록 분할 유닛(301)은 상기 등가 채널 행렬의 상기 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하도록 구성되는 복호화기.
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 복호화기는 각각의 등가 채널 서브행렬의 에르미트 치환(Hermitian transposition)과 상기 등가 채널 서브행렬의 곱의 행렬식의 값에 의존하여 상기 직사각 서브행렬을 재배열하도록 추가로 구성되는 복호화기.
25. 부호화된 신호를 수신하여 복호화하기 위한 수신기로서, 상기 수신기는 상기 신호를 복호화하기 위한 제 1 항에 따른 복호화기를 포함하는 수신기.
26. 무선 통신 네트워크에서 데이터를 전송하고 수신할 수 있는 모바일 장치로서, 상기 모바일 장치는 신호를 수신하기 위한 제 25 항에 따른 수신기를 포함하는 모바일 장치.
27. 통신 시스템 내에서 전송 채널을 통해 수신된 신호를 복호화하는 방법으로서, 상기 신호는 주어진 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 전달하며 신호 벡터에 연관되고, 상기 전송 채널은 채널 행렬에 의해 표시되고, 상기 방법은
    상기 채널 행렬에 연관된 행렬의 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하는 단계, 및
    상기 서브벡터에 상응하는 전송 신호의 서브블록의 후보 추정치를 회귀적으로 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 추정치를 회귀적으로 결정하는 단계는 하나 이상의 서브블록에 대해 결정된 적어도 하나의 후보 추정치를 사용하여 복호화 알고리즘의 적어도 하나의 반복을 적용함으로써 적어도 하나의 서브블록에 대해 상기 전송 신호의 상기 서브블록에 대해 후보 추정치의 세트를 결정하는 것을 포함하고, 상기 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치의 개수는 상기 주어진 값의 세트의 카디날보다 절대적으로 작으며, 상기 방법은 상기 서브블록에 대해 결정된 상기 후보 추정치로부터 상기 전송 신호의 추정치를 계산하는 것을 추가로 포함하는 방법.
28. 제 27 항에 있어서,
    상기 채널 행렬로부터 QR 분해를 수행함으로써 직교 행렬(Q) 및 상부 삼각 행렬(R)을 결정하는 단계, 및
    상기 상부 삼각 행렬(R)을 복수의 상부 삼각 서브행렬 및 복수의 직사각 행렬로 분할하며 상기 상부 삼각 서브행렬의 개수는 2보다 크거나 같은 단계를 추가로 포함하며,
    상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하는 상기 단계는 상기 상부 삼각 서브행렬 중 하나의 상부 삼각 서브행렬에 상응하여 상기 수신 신호의 각각의 서브벡터를 분할하는 것을 포함하는 방법.
29. 통신 시스템 내의 전송 채널을 통해 수신된 신호를 복호화하기 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 프로그램으로서, 상기 신호는 주어진 값의 세트로부터 선택된 정보 심볼을 전달하며 신호 벡터에 연관되고, 상기 전송 채널은 채널 행렬에 의해 표시되고, 상기 프로그램은,
    컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적 기록매체 상에 저장되는 명령어를 포함하며,
    상기 명령어는 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서가,
    상기 채널 행렬에 관련된 행렬의 분할에 상응하여 상기 수신 신호 벡터를 서브벡터의 세트로 분할하게 하며,
    상기 서브벡터에 상응하는 전송 신호의 서브블록의 후보 추정치를 회귀적으로 결정하게 하고,
    상기 프로세서는 사전에 처리된 서브블록에 대해 결정된 상기 추정치를 사용하여
    하나 이상의 서브블록에 대해 결정된 적어도 하나의 후보 추정치를 사용하여 복호화 알고리즘의 적어도 하나의 반복을 적용함으로써 적어도 하나의 서브블록에 대해 상기 전송 신호의 상기 서브블록에 대해 후보 추정치의 세트를 결정하게 되고, 상기 서브블록에 대해 결정된 후보 추정치의 개수는 상기 주어진 값의 세트의 카디날보다 절대적으로 작으며, 상기 프로세서는 추가적으로 상기 서브블록에 대해 결정된 상기 후보 추정치로부터 상기 전송 신호의 추정치를 계산하게 되는 컴퓨터 프로그램.

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