KR102562314B1 - 후보 벡터 셋을 선택하는 mimo 수신기 및 이의 동작방법 - Google Patents

후보 벡터 셋을 선택하는 mimo 수신기 및 이의 동작방법 Download PDF

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Abstract

수신기 및 이의 동작방법이 개시된다. 본 개시의 실시 예에 따라 MIMO 채널을 통해 복수의 심볼들을 포함하는 신호를 수신하는 수신기는, 물리 채널 별로, 수신된 심볼들 중 적어도 일부에 대해, 상기 심볼과 후보 벡터 셋에 포함된 전체 후보 벡터에 대한 유클리디언 거리(Euclidean distance)들을 계산하고, 상기 유클리디언 거리들에 관한 정보를 출력하는 복조기(demodulator); 및 상기 정보에 기반하여, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 후보 벡터 셋(candidate vector set)들 중 하나를, 상기 심볼들 중 나머지 또는 상기 심볼들 다음 수신된 신호에 대한 로그 우도 비(log likelihood ratio, LLR) 생성의 기반이 되는 후보 벡터 셋으로 선택하는 벡터 셋 탐색기(vector set detector)를 포함할 수 있다.

Description

후보 벡터 셋을 선택하는 MIMO 수신기 및 이의 동작방법{MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT RECEIVER FOR SELECTING CANDIDATE VECTOR SET AND METHOD OF OPERATION THEREOF}
본 개시의 기술적 사상은 MIMO 수신기 및 이의 동작방법에 관한 것으로서, 상세하게는 후보 벡터 셋을 선택하는 MIMO 수신기 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
무선 통신 네트워크는 음성 데이터, 비디오 데이터, 패킷 데이터, 메시지 데이터 등 다양한 유형의 통신 콘텐츠를 제공하기 위해 널리 제공될 수 있다. 최근 무선 통신 네트워크를 통한 모바일 서비스의 발전에 따라 처리가 요구되는 데이터의 양이 급격히 증가하였고, 이에 따라 고속 신호처리가 지원되는 모뎀에 대한 요구 또한 증가하고 있다.
모뎀이 고속으로 데이터를 처리하는 과정에서, 광대역 신호처리 및 다중 안테나 신호처리 등 높은 복잡도의 신호처리 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라, 고속 신호처리를 수행하는 모뎀은 전력 소모 및 발열 정도가 증가하고, 결과적으로 오작동의 위험을 내포할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상은 MIMO 수신기 및 이의 동작방법에 관한 것으로서, 로그 우도 비(Log Likelihood ratio, LLR) 생성 시 도출되는 정보에 기반하여 후보 벡터 셋을 선택하는 MIMO 수신기 및 이의 동작방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일 측면에 따라 MIMO 채널을 통해 복수의 심볼들을 포함하는 신호를 수신하는 수신기는, 물리 채널 별로, 수신 심볼들 중 적어도 일부에 대해, 상기 심볼과 후보 벡터 셋에 포함된 전체 후보 벡터에 대한 유클리디언 거리(Euclidean distance)들을 계산하고, 상기 유클리디언 거리들에 관한 정보를 출력하는 복조기(demodulator); 및 상기 정보에 기반하여, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 후보 벡터 셋(candidate vector set)들 중 하나를, 상기 심볼들 중 나머지 또는 상기 심볼들 다음 수신된 신호에 대한 로그 우도 비(log likelihood ratio, LLR) 생성의 기반이 되는 후보 벡터 셋으로 선택하는 벡터 셋 탐색기(vector set detector)를 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 기술적 사상의 다른 일 측면에 따라 복수의 수신 안테나들을 통해 신호를 수신하는 수신기의 동작 방법은, 수신한 신호 중 일부에 대해 기 설정된 후보 벡터 셋의 모든 후보 벡터들에 대한 유클리디언 거리들을 계산하는 단계; 상기 유클리디언 거리들에 관한 정보를 출력하는 단계; 상기 정보에 기반하여, 기 마련된 복수의 후보 벡터 셋들 중 제1 후보 벡터 셋을 선택하는 단계; 및 상기 제1 후보 벡터 셋에 기반하여 상기 수신한 신호의 나머지에 대한 로그 우도 비를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 기술적 사상의 또 다른 일 측면에 따라 MIMO 기술을 사용하는 무선 통신 시스템에서 수신기의 신호 검출 방법은, 물리 채널 별로, 수신한 신호 중 일부 및 기 설정된 후보 벡터들에 기반하여 정보를 산출하고, 상기 정보에 기반하여 상기 수신한 신호 중 일부에 대한 로그 우도 비를 생성하는 단계; 상기 정보에 기반하여, 로그 우도 비 생성을 위해 마련된 복수의 후보 벡터 셋들 중 제1 후보 벡터 셋을 선택 하는 단계; 및 상기 제1 후보 벡터 셋에 기반하여 상기 수신한 신호의 나머지에 대한 로그 우도 비를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 MIMO 수신기 및 이의 동작방법에 따르면, 채널 상황에 기반하여 최적의 후보 벡터 셋을 선택하고, 이에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다. 이로써, 로그 우도 비 생성을 위한 전력 소모량이 최소화되고, 높은 변조 차수(modulation order)에서도 개선된 복잡도에 기반한 로그 우도 비 생성이 가능할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 송신기의 구체적인 블록도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따라 송신기로부터 출력된 송신 신호의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 수신기의 구체적인 블록도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 송신 신호의 변조를 위한 신호 성좌점을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따라 변조된 신호의 송/수신을 설명하는 도면이다.
도 7a는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 수신기의 동작을 나타내는 순서도를, 도 7b는 후보 벡터들이 표시된 복소 평면을 각각 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 후보 벡터 셋들의 일 예를 각각 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 후보 벡터 셋 선택을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 수신기의 구체적인 블록도를 도시한다.
도 14는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 기기의 블록도를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 통신 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 통신 시스템(10)는 MIMO 채널(300)을 통해서 무선 통신하는 송신기(100) 및 수신기(200)를 포함할 수 있다.
시스템(10)은 MIMO 채널(300)을 포함하는 임의의 시스템일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 시스템(10)은, 비제한적인 예시로서 5G(5th generation wireless) 시스템, LTE(Long Term Evolution) 시스템, WiFi 등과 같은 무선 통신 시스템일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 시스템(10)은, 스토리지 시스템, 네트워크 시스템 등과 같은 유선 통신 시스템일 수 있다. 이하에서, 시스템(10)은 무선 통신 시스템을 주로 참조하여 설명될 것이나, 본 개시의 예시적 실시 예들이 이에 제한되지 아니하는 점이 유의된다.
예를 들어, 송신기(100)는 기지국(base station) 또는 기지국에 포함된 구성일 수 있다. 기지국은 단말 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 지칭할 수 있고, 단말 및/또는 다른 기지국과 통신하여 데이터 및/또는 제어정보를 송/수신할 수 있다. 기지국은 Node B, eNB(evolved-Node B), BTS(Base Transceiver System) 및 AP(Access Pint) 등으로 지칭될 수도 있다.
예를 들어, 수신기(200)는 단말(terminal) 또는 단말에 구비된 구성일 수 있다. 단말은 무선 통신 장치로서, 송신기(100)와 통신하여 데이터 및/또는 제어정보를 송/수신할 수 있는 다양한 장치들을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 단말은 사용자 기기(User Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선 장치, 휴대 장치 등으로 지칭될 수 있다.
송신기(100) 및 수신기(200) 간의 무선 통신 네트워크는 가용 네트워크 자원들을 공유함으로써 다수의 사용자들이 통신하는 것을 지원할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 네트워크에서 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 방식으로 정보가 전달될 수 있다.
송신기(100)는 다수의 송신 안테나들(102-1~102-M)(이하, M은 양의 정수)을 구비하고, 송신 안테나들(102-1~102-M) 각각을 통해 복수의 심볼들(x1~xM)을 송신할 수 있다. 또한, 수신기(200)는 다수의 수신 안테나들(202-1~202-N)(이하, N은 양의 정수)을 구비하고, 수신 안테나들(202-1~202-N) 각각을 통해 복수의 심볼들(y1~yM)을 수신할 수 있다.
예를 들어, 송신기(100)에서 송신되는 심볼 벡터가 로 표현될 때, 수신기(200)에서 수신되는 심볼 벡터 y는 다음의 [수학식 1]로 표현될 수 있다.
상기 [수학식 1]에서, hi,j는 j번째(j는 1~M) 송신 안테나(또는, 송신 레이어(layer))와 i번째(i는 1~N) 수신 안테나 사이의 실효 채널이득(effective channel gain)을 나타내고, xj는 j번째 송신 안테나(또는, 송신 레이어)로부터의 송신 심볼을 나타낼 수 있다. 송신 심볼 xj는 신호 성좌점(constellation) 중 한 값일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
또한, 상기 [수학식 1]에서 ni는 i번째 수신 안테나로부터의 부가성 백색 가우시안 잡음(AWGN, Additive White Gaussian noise)을 나타내며, ni는 의 전력(또는 분산)을 가질 수 있다. 부가성 백색 가우시안 잡음에는 간섭 신호도 포함될 수 있다. 일 예로, 통신 시스템(10)에서 수신 안테나의 잡음은 간섭 신호의 영향과 함께 고려될 수 있다. 이 경우, 수신 안테나들(202-1~202-N) 각각에 대한 부가성 백색 가우시안 잡음의 분산은 상이하고 공간적으로 상관될 수 있는데, 이하에선 수신 안테나별로 부가성 백색 가우시안 잡음의 전력이 동일하고 공간적으로 상관되지 않음(spatially uncorrelated)을 가정하기로 한다. 이 경우, 부가성 백색 가우시안 잡음은 화이트닝 필터가 적용된 잡음과 동일할 수 있다.
수신기(200)는 MIMO 복조기 (250) 및 벡터 셋 탐색기(260)를 포함할 수 있다. MIMO 복조기(250)는 채널 별로, 수신 심볼들 중 적어도 일부에 대해, 수신 심볼과 후보 벡터 셋에 포함된 전체 후보 벡터에 대한 유클리디언 거리(Euclidean distance)를 계산하고, 이에 따른 유클리디언 거리들에 관한 정보를 출력할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 수신 심볼과 후보 벡터 슈퍼 셋(candidate vector super set)에 포함된 후보 벡터들에 대한 유클리디언 거리를 계산하고, 이에 따른 유클리디언 거리들에 관한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 후보 벡터 슈퍼 셋은 후보 벡터 셋들의 합집합으로 구성될 수 있다.
또한, MIMO 복조기(250)는 계산한 유클리디언 거리에 기반하여 로그 우도 비(log likelyhood ratio, LLR)들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 로그 우도 비는 연판정 비트 확률(soft output bit probability) 추정의 기반이 될 수 있다.
벡터 셋 탐색기(260)는 기 설정된 다수의 후보 벡터 셋들 중에서, 로그 우도 비 생성을 위한 후보 벡터 셋을 선택할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 벡터 셋 탐색기(260)는 MIMO 복조기(250)로부터 출력된 유클리디언 거리들에 관한 정보에 기반하여, 다수의 후보 벡터 셋들 중 하나를 선택할 수 있다.
일 예로 벡터 셋 탐색기(260)는, 수신 심볼에 대응하는 전송 심볼을 구성하는 각 정보 비트가 '+1'과 '-1'인 후보 벡터들 각각에 대해 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터가 후보 벡터 셋들 각각에 포함되는지를 카운트할 수 있다. 벡터 셋 탐색기(260)는 카운트 값을 기 설정된 임계값과 비교함으로써 후보 벡터 셋을 선택할 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, 벡터 셋 탐색기(260)는 카운트 값이 기 설정된 임계값 이상인 후보 벡터 셋들 중, 최소 크기를 갖는 후보 벡터 셋을 선택할 수 있다. 일 예로, 벡터 셋 탐색기(260)는 소정의 고정값을 갖는 임계값과 카운트 값을 비교할 수 있다. 다른 예로, 벡터 셋 탐색기(260)는 동적으로 가변 가능한 값을 갖는 임계값과 카운트 값을 비교할 수도 있다. 예를 들어, 임계값은 채널 파라미터에 기반하여 동적으로 변경 가능한 값을 가질 수도 있다.
예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 물리 채널 별로, 벡터 셋 탐색기(260)에서 선택된 후보 벡터 셋에 기반하여 수신한 신호에 구비된 심볼들에 대한 로그 우도 비 생성을 수행할 수 있다. 다시 말해서, MIMO 복조기(250)는 최초 후보 벡터들에 기반하여 도출된 유클리디언 거리에 관한 정보를 벡터 셋 탐색기(260)에 전달하고, 벡터 셋 탐색기(260)는 이에 기반하여 후보 벡터 셋을 선택하고, MIMO 복조기(250)는 선택된 후보 벡터 셋에 기반하여 나머지 심볼들에 대한 로그 우도 비 생성을 수행할 수 있다.
일 예로, MIMO 복조기(250)는 물리 채널 별로 유클리디언 거리에 관한 정보의 생성을 일 회 수행하고, 이에 기반하여 벡터 셋 탐색기(260)에서 선택된 후보 벡터 셋을 나머지 심볼들에 대응하는 로그 우도 비 계산을 위해 고정할 수 있다. 다른 예로, MIMO 복조기(250)는 물리 채널 별로 소정의 주기에 따라 유클리디언 거리에 관한 정보의 생성을 수행하고, 벡터 셋 탐색기(260)는 각 주기 별로 생성된 정보에 기반하여 후보 벡터 셋을 선택할 수 있다. 다시 말해서, MIMO 복조기(250)는 소정의 주기로 달리 선택된 후보 벡터 셋에 기반하여 심볼들에 대한 로그 우도 비를 계산할 수도 있다.
이에 따라 본 개시의 기술적 사상에 따른 수신기(200)는, 채널 상황에 기반하여 최적의 후보 벡터 셋을 선택하고, 이에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다. 이로써 로그 우도 비 생성을 위한 전력 소모량이 최소화되고, 높은 변조 차수(modulation order)에서도 개선된 복잡도에 기반한 로그 우도 비 생성이 가능할 수 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 송신기의 구체적인 블록도를 도시한다. 도 2는, 예를 들어 도 1의 송신기(100)에 포함된 구성들에 대한 블록도일 수 있다.
도 2를 참조하면, 송신기(100)는 직렬/병렬 변환기(serial to parallel(S/P) convertor)(110), 복수의 사이클릭 리던던시 검사(cyclic redundancy check, CRC, 이하 CRC로 명명) 유닛들(120_1~120_M), 복수의 FEC(forward error correction) 부호화기들(130_1~130_M), 복수의 레이트 매칭(rate matching) 유닛들(140_1~140_M), 복수의 변조기(modulator)들(150_1~150_M), 복수의 레이어 매핑(layer mapping) 유닛들(160_1~160_M), 프리코딩(precoding) 유닛(170), 복수의 역 고속 푸리에 변환(inverse fast fourier transform, IFFT, 이하 IFFT로 명명) 유닛들(180_1~180_M) 및 복수의 안테나들(102-1~102-M)을 포함할 수 있다.
먼저, 송신 대상인 정보 비트 스트림(information bit stream)(BS)이 직렬/병렬 변환기(110)로 입력될 수 있다. 직렬/병렬 변환기(110)는 입력된 정보 비트 스트림(BS)을 병렬 변환함으로써 복수의 정보 비트 스트림들을 생성하고, 이들 각각을 CRC 유닛들(120_1~120_M)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 직렬/병렬 변환기(110)는 정보 비트 스트림(BS)을 채널 복호화 입력단위인 코드워드(codeword)(또는, transport block)로 병렬 변환하여 출력할 수 있다.
CRC 유닛들(120_1~120_M)은 병렬 변환된 비트 스트림들에 대해서 CRC 검사 동작을 수행하고, CRC 검사가 수행된 신호를 FEC 부호화기들(130_1~130_M) 각각으로 출력할 수 있다. 예를 들어, CRC 유닛들(120_1~120_M)은 전송 과정에서 발생하는 오류 검출을 위한 CRC를 수행할 수 있다.
FEC 부호화기들(130_1~130_M)은 CRC 유닛들(120_1~120_M)로부터 수신한 신호에 대해, 잡음에 의해 발생하는 오류를 정정하기 위한 오류 정정부호인 FEC를 사용할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템에서는 FEC로 컨볼루션 코드(convolution code), 터보 코드(turbo code), LDPC 코드 및 폴라 코드(polar code) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 일 예로, LTE 통신의 경우 제어채널은 컨볼루션 코드가, 트래픽 채널은 터보 코드가 각각 사용될 수 있다. 또한, 5G 통신의 경우 제어 채널은 폴라 코드가, 트래픽 채널은 LDPC 코드가 각각 사용될 수 있다.
레이트 매칭 유닛들(140_1~140_M)은 FEC 부후화기들(130_1~130_M)로부터 출력된 신호들에 대해 기 설정된 레이트 매칭 방식을 기반으로 레이트 매칭 동작을 수행하고, 레이트 매칭 동작이 수행된 신호를 변조기들(150_1~150_M)로 출력할 수 있다. 레이트 매칭 동작을 통해, 레이트 매칭 유닛들(140_1~140_M)은 부호화된 비트들을 각 사용자에 할당된 변조 심볼의 수와 매칭할 수 있다.
변조기들(150_1~150_M)은 레이트 매칭된 신호들에 대해 기 설정된 변조 방식에 기반하여 변조 동작을 수행하고, 변조 동작 수행된 신호를 레이어 매핑 유닛들(160_1~160_M)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 변조기들(150_1~150_M)은 레이트 매칭된 신호들을 신호 성좌점으로 매핑할 수 있다. 레이어 매핑 유닛들(160_1~160_M)은, 변조된 신호들을, 프리코딩 유닛(170)의 입력 레이어 수와 일치하도록 분배할 수 있다.
프리코딩 유닛(170)은 레이어 매핑 유닛들(160_1~160_M) 각각으로부터 출력된 신호들에 대해서, 기 설정된 프리코딩 방식을 기반으로 프리코딩 동작을 수행하고, 이를 IFFT 유닛들(180_1~180_M)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 프리코딩 방식은 송신기(100)로 수신된 피드백 정보에 기반하여 생성될 수 있다. IFFT 유닛들(180_1~180_M)은 프리코딩 유닛(170)으로부터 출력된 주파수 도메인의 송신 안테나별 송신 신호를 IFFT를 통해 시간 도메인으로 전환하고, 전환된 송신 신호들(s1~sM)을 안테나들(102-1~102-M)로 전달할 수 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따라 송신기로부터 출력된 송신 신호의 구성을 도시한다.
도 3을 참조하면, 제1 송신 신호(s1)는 복수의 심볼들(x1_1~x1_4)을 포함할 수 있다. 또한, 제M 송신 신호(sM)는 복수의 심볼들(xM_2~xM_4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제M 송신 신호(s1, sM)는 상호 동일한 주파수를 사용하여 안테나(102-1, 102-M)로부터 송신될 수 있고, 이에 따라 동일한 타이밍을 가질 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, 제1 심볼(x1_1)은 수신기(200)에 송신 방식을 통지하기 위한 심볼일 수 있다. 예를 들어, 제1 심볼(x1_1)은 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용된 에러 정정 방법, 이에 대한 인코딩 레이트 및 데이터 심볼 전송을 위해 사용된 변조 방법 등의 정보를 포함할 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, 제2 심볼(x1_2, xM_2)은 송신기(100)로부터 출력된 송신 신호(s1, sM)의 채널 변동(channel fluctuation)을 추정하기 위한 심볼일 수 있다. 또한, 제3 심볼(x1_3, xM_3) 및 제4 심볼(x1_4, xM_4)은 데이터 정보를 포함하는 심볼일 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 수신기의 구체적인 블록도를 도시한다. 도 4는, 예를 들어 도 1의 수신기(200)에 포함된 구성들에 대한 블록도일 수 있다.
도 4를 참조하면, 수신기(200)는 복수의 안테나들(202-1~202-N), 복수의 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT, 이하 FFT로 명명) 유닛들(280_1~280_N), 유효 채널 생성(effective channel generating) 유닛(270), MIMO 복조기(250), 벡터 셋 탐색기(260), 복수의 레이트 디매칭(rate dematching) 유닛들(240_1~240_N), 복수의 FEC 복호화기들(230_1~230_N), 복수의 CRC 유닛들(220_1~220_N) 및 병렬/직렬 변환기(parallel to serial(P/S) convertor)(210)를 포함할 수 있다.
먼저, 안테나들(202-1~202-N)을 통해 수신된 신호들(rs1~rsN)은 FFT 유닛들(280_1~280_N)로 입력되고, FFT 유닛들(280_1~280_N)은 신호들(rs1~rsN)에 대해 FFT 동작을 수행할 수 있다. 즉, FFT 유닛들(280_1~280_N)은 시간 도메인의 안테나별 수신 신호를 FFT를 통해 주파수 도메인으로 전환하고, 전환된 수신 신호를 유효 채널 생성 유닛(270)으로 전달할 수 있다.
유효 채널 생성 유닛(270)은 주파수 도메인으로 전환된 수신 신호들(rs1~rsM)에, 송신기(100)에서 적용한 프리코딩 방식에 의한 영향을 반영하고, 이를 MIMO 복조기(250)로 출력할 수 있다. 일 예로, 통신 시스템에서는 2가지 타입의 기준 신호들, 즉, 셀-특정 기준 신호(cell-specific reference signal) 및 UE-특정 기준 신호(UE- specific reference signal)를 채널 생성(또는 채널 추정)에 사용할 수 있다. 셀-특정 기준 신호는 모든 UE들에 대해 공통으로 사용되는 기준 신호이고, UE-특정 기준 신호는 특정 UE에 대해서만 사용되는 기준신호일 수 있다. 본 실시 예에서는 송신기(100)에서 적용한 프리코딩 방식의 영향을 반영하기 위해 수신기(200)에 유효 채널 생성 유닛(270)이 구비되나, 다른 실시 예에서, 수신기(200)는 유효 채널 생성 유닛(270)을 구비하지 않을 수 있다. 예를 들어, 기준 신호에도 프리코딩이 적용되는 경우, 수신기(200)는 유효 채널 생성 유닛(270)을 구비하지 않을 수 있다.
MIMO 복조기(250)는 유효 채널 생성 유닛(270)으로부터 출력된 신호에 대해, 송신기(100)에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식을 기반으로 복조 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, MIMO 복조기(250)는 유효 채널 생성 유닛(270)으로부터 생성된 유효 채널 및 수신 신호(202-1~202-N)를 사용하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다. 예를 들어, 복호기(250)는 다음 [수학식 2]의 로그-맵(log-MAP) 방식을 통해 로그 우도 비를 구할 수 있다.
[수학식 2]에서, 는 m번째 송신 안테나(또는 m번째 송신 레이어)(m은 1이상 M이하의 양의 정수)에서 전송된 심볼의 k번째 비트(k는 양의 정수)를 의미할 수 있다. 또한, 는 송신기(100)에서 송신된 신호 벡터 전체 집합인 에서 가 '+1'인 송신 신호 벡터들의 집합을 나타내고, 는 송신기(100)에서 송신된 신호 벡터 전체 집합인 에서 가 '-1'인 송신 신호 벡터들의 집합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 가 '+1'인 경우 는 비트 0일 수 있고, 가 '-1'인 경우 는 비트 1일 수 있다.
[수학식 2]에 비해 낮은 복잡도로 로그 우도 비를 계산하기 위해, 다음 [수학식 3]의 근사식이 로그 우도 비 계산에 이용될 수 있다.
다만 [수학식 3]에 따르면, 모든 송신 신호 벡터에 대해 유클리디언 거리를 계산하고 이에 따라 최소값을 구해야 하므로, 송신 안테나(또는 송신 레이어) 수가 많아지거나 변조 차수가 높아질수록 구현 복잡도 또한 높아지게 될 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 예시적 실시 예에서 수신기(200)는 로그 우도 비 계산을 위한 후보 신호 벡터 셋(Candidate Signal Vector Set)(CSVS)을 탐색 및 MIMO 복조기(250)로 제공하는 벡터 셋 탐색기(260)를 더 포함할 수 있다.
먼저, MIMO 복조기(250)는 유효 채널 별로, 수신한 심볼들 전체 또는 일부에 대해, 수신 심볼과 후보 벡터 셋에 포함된 전체 후보 벡터에 대한 유클리디언 거리들을 계산하고, 이에 따른 유클리디언 거리들에 관한 정보(I_ED)를 출력할 수 있다. 일 예로, MIMO 복조기(250)는 제1 안테나(202-1)에 대응하여 형성된 물리 채널에서, 수신 신호(rs1)에 포함된 심볼들 중 적어도 일부와 소정의 최초 후보들 사이의 유클리디언 거리를 계산하고, 이를 정보(I_ED)로서 출력할 수 있다. MIMO 복조기(250)는 계산된 유클리디언 거리에 기반하여, 상기 심볼들 중 일부에 대한 로그 우도 비를 계산할 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 정보(I_ED)의 출력을 위한 유클리디언 거리 계산을 위해, 후보 벡터 슈퍼 셋(candidate vector super set)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 수신기(200)에는 로그 우도 비 계산을 위한 다수의 후보 벡터 셋(candidate vector set)들이 마련되어 있고, 후보 벡터 슈퍼 셋은 후보 벡터 셋들의 합집합으로 구성될 수 있다. 후보 벡터 슈퍼 셋은 모든 후보 벡터들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, MIMO 복조기(250)로부터 정보(I_ED)를 수신한 벡터 셋 탐색기(260)는, 정보(I_ED)에 기반하여 다수의 후보 벡터 셋들 중 로그 우도 비 생성을 위한 후보 벡터 셋을 선택할 수 있다. 즉, 벡터 셋 탐색기(260)는 정보(I_ED)에 포함된 유클리디언 거리들에 기반하여, 다수의 후보 벡터 셋들 중 하나를 선택할 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, 벡터 셋 탐색기(260)는 각 채널(또는 각 레이어)의 각 비트(즉, [수학식 2]에서 모든 m 및 모든 k에 대한 )에 대한 '+1' 및 '-1'에서의 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터들이 각 후보 벡터 셋에 포함되는지를 판단할 수 있다. 벡터 셋 탐색기(260)는 상기 판단에 기반하여, 후보 벡터 셋들 각각에 대해, 각 후보 벡터 셋에 포함된 상기 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터들의 개수를 카운트 할 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, 벡터 셋 탐색기(260)는 상기 카운트 값을 기 설정된 임계값과 비교함으로써, 복수의 후보 벡터 셋들 중 로그 우도 비 계산을 위한 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 벡터 셋 탐색기(260)는 카운트 값이 기 설정된 임계값 이상인 후보 벡터 셋들 중, 최소 크기를 갖는 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다. 벡터 셋 탐색기(260)는 선택한 후보 벡터 셋(CSVS)을 MIMO 복조기(250)로 제공할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 벡터 셋 탐색기(260)는 소정의 고정값을 갖는 임계값과 카운트 값을 비교할 수 있다. 다른 예시적 실시 예에 있어서, 벡터 셋 탐색기(260)는 동적으로 가변 가능한 값을 갖는 임계값과 카운트 값을 비교할 수도 있다. 예를 들어, 임계값은 채널 파라미터(channel parameter)에 기반하여 동적으로 가변 가능한 값을 가질 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 물리 채널 별로, 벡터 셋 탐색기(260)에서 선택된 후보 벡터 셋에 기반하여 수신한 신호에 구비된 심볼들에 대한 로그 우도 비 생성을 수행할 수 있다. 다시 말해서, MIMO 복조기(250)는 채널 별로 일부 심볼들과 최초 후보 벡터들에 기반하여 도출된 유클리디언 거리에 관한 정보를 벡터 셋 탐색기(260)에 전달하고, 벡터 셋 탐색기(260)는 이에 기반하여 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택한 다음, MIMO 복조기(250)는 벡터 셋 탐색기(260)에서 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)에 기반하여 나머지 심볼들에 대한 로그 우도 비 생성을 수행할 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 채널 별로 정보(I_ED)의 생성을 일 회 수행하고, 이에 기반하여 벡터 셋 탐색기(260)에서 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)을 나머지 심볼들에 대응하는 로그 우도 비 계산을 위해 고정할 수 있다. 다른 예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 채널 별로 소정의 주기에 따라 정보(I_ED)의 생성을 수행하고, 벡터 셋 탐색기(260)는 각 주기 별로 생성된 정보(I_ED)에 기반하여 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다. 다시 말해서, MIMO 복조기(250)는 소정의 주기로 달리 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)에 기반하여 심볼들에 대한 로그 우도 비를 계산할 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 기술적 사상에 따른 수신기(200)는, 채널 상황에 기반하여 최적의 후보 벡터 셋을 선택하고, 이에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다. 이로써 로그 우도 비 생성을 위한 전력 소모량이 최소화되고, 높은 변조 차수에서도 개선된 복잡도에 기반한 로그 우도 비 생성이 가능할 수 있다.
다음, 레이트 디매칭 유닛들(240_1~240_N)은 MIMO 복조기(250)로부터 출력된 신호에 대해, 송신기(100)에서 사용한 레이트 매칭 방식에 대응하는 레이트 디매칭 방식에 기반하여 레이트 디매칭 동작을 수행할 수 있다. FEC 복호화기들(230_1~230_N)은 레이트 디매칭 유닛들(240_1~240_N)에서 출력된 신호에 대해, 송신기(100)에서 사용한 FEC 부호화 방식에 대응하는 FEC 복호 방식에 기반하여 복호 동작을 수행할 수 있다.
CRC 유닛들(220_1~220_N)은 FEC 복호화기들(230_1~230_N)로부터 출력된 신호에 대해 CRC 검사 동작을 수행하고, CRC 검사가 수행된 신호를 병렬/직렬 변환기(210)로 출력할 수 있다. 병렬/직렬 변환기(210)는 CRC 유닛들(220_1~220_N)로부터 출력된 신호를 직렬 변환하여 출력할 수 있다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 송신 신호의 변조를 위한 신호 성좌점을 설명하는 도면이다. 도 5는, 예를 들어 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식의 신호 성좌점이 도시된다. 이하, 본 개시는 설명의 편의를 위해 QPSK 방식에 기반하여 상술되나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 기술적 사상은 16QAM, 64QAM, 256QAM, 1024QAM 방식에도 적용될 수 있음이 당업자에게 충분히 이해될 것이다.
도 5를 참조하면, x축은 실수 축(I)이고 y축은 허수 축(Q)인 복소 평면이 도시되고, x축과 y축에 따라 구획된 사분면 각각에 신호 성좌점들(CS0~CS3)이 각각 표시될 수 있다. 예를 들어, 송신기(100)에서 송신되는 심볼들(x1~xM) 각각은 신호 성좌점들(CS0~CS3) 중 하나로 매핑됨으로써 변조될 수 있다. QPSK 방식에서, 신호 성좌점들(CS0~CS3) 각각은 2비트 정보를 가질 수 있다. 예를 들어, 신호 성좌점(CS0)은 '00', 신호 성좌점(CS1)은 '01', 신호 성좌점(CS2)은 '10', 신호 성좌점(CS3)은 '11'의 정보를 가질 수 있다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따라 변조된 신호의 송/수신을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 안테나(102-1)를 통해 송신되는 제1 심볼(x1)은 신호 성좌점(CS0)에 매핑됨으로써 변조되고, 제M 안테나(102-M)를 통해 송신되는 제M 심볼(xM)은 신호 성좌점(CS1)으로 매핑됨으로써 변조될 수 있다. 제1 심볼(x1) 및 제M 심볼(xM)은 제1 안테나(202-1)로 송신될 수 있다.
제1 심볼(x1)은 두 안테나들(102-1, 202-1) 사이에 형성된 채널을 통해 송신되고, 이에 따라 실효 채널이득(h1,1)이 곱해질 수 있다. 실효 채널이득(h1,1)이 곱해진 제1 심볼(x1)은 제1 벡터(v1)로서 표현될 수 있다.
제M 심볼(xM)은 두 안테나들(102-M, 202-1) 사이에 형성된 채널을 통해 송신되고, 이에 따라 실효 채널이득(h1,M)이 곱해질 수 있다. 실효 채널이득(h1,M)이 곱해진 제M 심볼(xM)은 제2 벡터(v2)로서 표현될 수 있다.
제1 안테나(202-1)를 통해 수신된 심볼(y1)은, 실효 채널이득(h1,1)이 곱해진 제1 심볼(x1) 및 실효 채널이득(h1,M)이 곱해진 제M 심볼(xM) 간 벡터합으로 표현될 수 있다. 다시 말해서, 심볼(y1)은 제1 벡터(v1) 및 제2 벡터(v2)의 합에 따른 벡터값을 가질 수 있다.
예를 들어, 수신기(200)는 채널별로 상기와 같이 심볼을 수신할 수 있고, 이를 복조하기 위해 복소 평면 상의 후보 벡터들을 이용할 수 있다. QPSK 방식을 사용하고 송신 안테나가 2개인 경우, 각 송신 안테나로부터 독립적으로 4개의 신호 성좌점 중 하나에 기반한 심볼이 송신될 수 있다. 이에 따라, 상기의 경우 4X4=16 개의 후보 벡터들이 마련될 수 있다.
도 7a는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 수신기의 동작을 나타내는 순서도를, 도 7b는 후보 벡터들이 표시된 복소 평면을 각각 도시한다. 이하, 도 7a 및 도 7b는 도 4를 참조하여 설명된다.
도 7a를 참조하면, 수신기(200)는 채널 별로, 일부 심볼과 후보 벡터 슈퍼 셋에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다(S10). 예를 들어, MIMO 복조기(250)는 채널 별로, 수신한 심볼과 후보 벡터들 간의 유클리디언 거리를 도출하고, 이에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다.
도 7b를 더 참조하면, 복소 평면에는 복수의 후보 벡터들(C0~C15)이 표시될 수 있다. 예를 들어, MIMO 복조기(250)는 채널 별로 유효 채널이득을 추정하고, 이에 기반하여 채널 별로 도출된 복수의 후보 벡터들을 제공할 수 있다. 다시 말해서, 복소 평면에서 후보 벡터들(C0~C15) 각각의 위치는 채널 별로 상이할 수 있으며, 추정된 유효 채널이득에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 하나의 채널을 통해 수신된 심볼이 복소 평면상의 포인트(RP)로 표현될 수 있고, MIMO 복조기(250)는 포인트(RP)와 각 후보 벡터들(C0~C15)간 유클리디언 거리(ED)를 도출할 수 있다. MIMO 복조기(250)는 도출된 유클리디언 거리(ED)들에 기반하여 로그 우도 비를 출력하고, 유클리디언 거리(ED)에 대한 정보(I_ED)를 벡터 셋 탐색기(260)로 출력할 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, 후보 벡터 슈퍼 셋(SP_SET)은 로그 우도 비 계산을 위해 마련된 다수의 후보 벡터 셋들 중 최대 크기를 갖는 셋일 수 있다. 또는, 후보 벡터 슈퍼 셋(SP_SET)은 로그 우도 비 계산을 위해 마련된 다수의 후보 벡터 셋들의 합집합으로서 구성될 수 있다. 일 예로, 후보 벡터 슈퍼 셋(SP_SET)은 가능한 후보 벡터들(C0~C15)이 모두 포함된 셋일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, 수신기(200)는 각 채널(또는 각 레이어)의 각 비트에 대해 최소 유클리디언 거리에 있는 후보 벡터의, '후보 벡터 셋'각각에 대한 포함 여부를 카운트 할 수 있다(S20). 예를 들어, 벡터 셋 탐색기(260)는 수신한 정보(I_ED)에 기반하여, 각 채널(또는 각 레이어)의 각 비트에 대한 '+1' 및 '-1'에서의 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터들이 각 후보 벡터 셋이 포함되는지를 판단할 수 있다. S20 단계는, 다음의 [수학식 4]로 표현될 수 있다.
[수학식 4]에서, K는 신호 성좌점에 사용되는 비트 수일 수 있다. 또한, Ind(state) 함수는 state가 참이면 1이고, 거짓이면 0인 함수일 수 있다. 또한, argmin는 최소값을 도출하라는 의미를 내포할 수 있다.
다음, 수신기(200)는 카운트 결과에 기반하여 로그 우도 비 산출을 위한 후보 벡터 셋을 선택할 수 있다(S30). 예시적 실시 예에 있어서, 벡터 셋 탐색기(260)는 S20에서 도출된 카운트 값을 기 설정된 임계값과 비교함으로써, 복수의 후보 벡터 셋들 중 로그 우도 비 계산을 위한 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다. 일 예로, 벡터 셋 탐색기(260)는 대응되는 카운트 값이 기 설정된 임계값 이상인 후보 벡터 셋들 중, 최소 크기를 갖는 후보 벡터 셋을 로그 우도 비 계산을 위한 후보 벡터 셋(CSVS)으로 선택할 수 있다. 상기 예시에 따른 후보 벡터 셋 선택 규칙은 다음의 [수학식 5]로 표현될 수 있다.
[수학식 5]에서 는 셋에 포함된 원소(element)의 수를 나타낼 수 있다. 또한, 는 카운트 값과의 비교를 위한 임계값일 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 후보 벡터 셋들의 일 예를 각각 도시한다.
도 8a를 참조하면, 복수의 후보 벡터들(C0~C15)이 표현된 복소 평면상에 복수의 후보 벡터 셋들(CSVS1~CSVS4)이 표현될 수 있다. 예를 들어, 후보 벡터 셋들(CSVS1~CSVS4)은 복소 평면 상에 개념적으로 사각형 형태로서 표현될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 도 8b를 더 참조하면, 후보 벡터 셋들(CSVS1a~CSVS4a)은 개념적으로 원 형태로서 표현될 수도 있다.
예를 들어, 제1 후보 벡터 셋(CSVS1)은 2개의 후보 벡터들(C9, C13)을 포함하고, 제2 후보 벡터 셋(CSVS2)은 6개의 후보 벡터들(C8, C9, C11, C12, C13, C15)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 후보 벡터 셋(CSVS3)은 12개의 후보 벡터들(C4~C15)을 포함하고, 제4 후보 벡터 셋(CSVS4)은 16개 후보 벡터들(C0~C15)을 포함할 수 있다. 본 예시에서, 제4 후보 벡터 셋(CSVS4)은 후보 벡터 슈퍼 셋일 수 있다.
후보 벡터 셋의 크기가 커질수록 로그 우도 비 도출의 정확도는 증가하나, 이를 위한 계산 횟수 및 소비 전력이 증가할 수 있다. 또는, 후보 벡터 셋의 크기가 작아질수록 로그 우도 비 도출을 위한 계산 횟수 및 소비 전력이 경감되나, 정확도가 감소될 수 있다. 본 개시에 따른 수신기는, 채널 상태에 기반하여 최적의 후보 벡터 셋을 선정함으로써, 로그 우도 비 도출의 정확도를 만족하면서도 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 후보 벡터 셋 선택을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 9a는 도 7a의 S30단계의 예시를 나타내는 순서도를 도시하고, 도 9b는 임계값에 기반한 후보 벡터 셋의 선택을 나타내는 개념도를 도시한다. 이하, 도 9a 및 도 9b는 도 4를 참조하여 설명된다.
도 9a를 참조하면, 수신기(200)는 카운트 값과 기 설정된 임계값에 기반하여, 다수의 후보 벡터 셋들 중 일부의 후보 벡터 셋들을 선정할 수 있다(S32). 도 9b를 더 참조하면, 후보 벡터 셋들(CSVS1~CSVS4) 각각에 대해 포함된, 각 채널의 각 비트에 대해 최소 유클리디언 거리에 있는 후보 벡터들의 개수가 도시된다. 예를 들어, 제1 후보 벡터 셋(CSVS1)에는 각 채널의 각 비트에 대해 최소 유클리디언 거리에 있는 후보 벡터들이 Q개, 제2 후보 벡터 셋(CSVS2)에는 R개, 제3 후보 벡터 셋(CSVS3)에는 S개, 제4 후보 벡터 셋(CSVS4)에는 T개가 각각 포함될 수 있다. (Q, R, S, T는 모두 양의 정수, Q<R<S<T)
예를 들어, 임계값(THR_J)이 Q보다 크고 R보다 작거나 같은 값으로 설정된 경우, 카운트 값이 임계값(THR_J)보다 작은 제1 후보 벡터 셋(CSVS1~CSVS4)은 선정에서 제외될 수 있다. 다시 말해서, S32단계에선 임계값(THR_J)에 따라 제2 내지 제4 후보 벡터 셋(CSVS2~CSVS4)이 선정될 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 임계값(THR_J)은 고정된 값일 수도 있고, 채널 파라미터 등에 기반하여 동적으로 가변 가능한 값일 수도 있다.
다음, 수신기(200)는 선정된 후보 벡터 셋들 중 최소 크기의 후보 벡터 셋을 로그 우도 비 계산을 위한 후보 벡터 셋(CSVS)으로 선택할 수 있다(S34). 이에 따라, S32단계에서 선정된 제2 내지 제4 후보 벡터 셋들(CSVS2~CSVS4) 중, 최소 크기를 갖는 제2 후보 벡터 셋(CSVS2)이 로그 우도 비 계산을 위한 후보 벡터 셋(CSVS)으로 선택되어 MIMO 복조기(250)로 제공될 수 있다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하는 도면이다. 이하, 도 10은 도 4를 참조하여 설명된다.
도 10을 참조하면, 제1 안테나(202-1)를 통해 수신된 신호(rs1)는 복수의 심볼들(y1_1~y1_3)을 포함할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 제1 심볼(y1_1)의 일부(p_sl)에 기반하여 유클리디언 거리에 관한 정보(I_ED)를 벡터 셋 탐색기(260)로 출력하고, 벡터 셋 탐색기(260)는 정보(I_ED)에 기반하여 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다.
구체적으로, MIMO 복조기(250)는 제1 심볼(y1_1)의 일부(p_sl)와 후보 벡터들 간의 유클리디언 거리를 도출하고, 이에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다(S100). 예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 제1 심볼(y1_1)의 일부(p_sl)와, 후보 벡터 슈퍼 셋에 포함된 후보 벡터들 간의 유클리디언 거리 도출에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다. MIMO 복조기(250)는 도출한 유클리디언 거리에 관한 정보(I_ED)를 벡터 셋 탐색기(260)에 전달할 수 있다.
다음, 벡터 셋 탐색기(260)는 정보(I_ED)에 기반하여 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다(S110). 이로써, 제1 심볼(y1_1)의 일부(p_sl)만을 기반하여, 나머지 심볼들의 로그 우도 비 계산을 위한 후보 벡터 셋이 최적화 되어 선택될 수 있다.
다음, MIMO 복조기(250)는 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)에 기반하여 제1 심볼(y1_1)의 나머지 및 다른 심볼들(y1_2~1_3)에 대한 복조를 수행할 수 있다(S120). 예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 S110에서 선택된 후보 벡터 셋을 고정하고, 이에 기반하여 차후 수행되는 복조를 수행할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하는 도면이다. 이하, 도 11은 도 4를 참조하여 설명된다.
도 11을 참조하면, 제1 안테나(202-1)를 통해 수신된 신호(rs1a)는 복수의 심볼들(y1_1~y1_3,??,y1_i, y1_i+1)을 포함할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 제1 심볼(y1_1)의 일부(p_sl1)와 후보 벡터들 간의 유클리디언 거리를 도출하고, 이에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다(S200-1). 벡터 셋 탐색기(260)는 S200-1 단계에서 도출된 정보(I_ED)에 기반하여 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다(S210-1).
예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 소정의 주기 동안, S210-1 단계에서 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)에 기반하여 복조를 수행할 수 있다(S220-1). 예를 들어 제1 주기(p1)가 기 설정되고, MIMO 복조기(250)는 제1 주기(p1) 동안, 제1 심볼(y1_1)의 일부(p_sl1)에 기반하여 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)에 기반하여 복조를 수행할 수 있다.
제1 주기(p1) 종료 후, MIMO 복조기(250)는 제i 심볼(y1_i)의 일부(p_sl2)와 후보 벡터들 간의 유클리디언 거리를 도출하고, 이에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다(S200-2). 벡터 셋 탐색기(260)는 S200-2 단계에서 도출된 정보(I_ED)에 기반하여 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다(S210-2).
예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 소정의 주기 동안, S210-2 단계에서 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)에 기반하여 복조를 수행할 수 있다(S220-2). 예를 들어 제2 주기(p2)가 기 설정되고, MIMO 복조기(250)는 제2 주기(p2) 동안, 제i 심볼(y1_i)의 일부(p_sl2)에 기반하여 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)에 기반하여 복조를 수행할 수 있다.
도 12는 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하는 도면이다. 도 12에 도시된 내용 중, 도 10과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, MIMO 복조기(250)는 제1 심볼(y1_1) 전체와 후보 벡터들 간의 유클리디언 거리를 도출하고, 이에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다(S300). 예시적 실시 예에 있어서, MIMO 복조기(250)는 제1 심볼(y1_1) 전체와 후보 벡터 슈퍼 셋에 포함된 후보 벡터들 간의 유클리디언 거리 도출에 기반하여 로그 우도 비를 생성할 수 있다. MIMO 복조기(250)는 도출한 유클리디언 거리에 관한 정보(I_ED)를 벡터 셋 탐색기(260)에 전달할 수 있다.
다음, 벡터 셋 탐색기(260)는 정보(I_ED)에 기반하여 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다(S310). 이로써, 제1 심볼(y1_1)에 기반하여, 나머지 심볼들의 로그 우도 비 계산을 위한 후보 벡터 셋이 최적화 되어 선택될 수 있다. 다음, MIMO 복조기(250)는 선택된 후보 벡터 셋(CSVS)에 기반하여 다른 심볼들(y1_2~y1_3)에 대한 복조를 수행할 수 있다(S320).
도 13은 본 개시의 다른 예시적 실시 예에 따른 수신기의 구체적인 블록도를 도시한다. 도 13의 구성 중, 도 4와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 수신기(200a)는 채널 파라미터 수집기(290a)를 더 포함할 수 있다. 채널 파라미터 수집기(290a)는 유효 채널 생성기(270a)로부터 채널 파라미터 정보(CPR)를 수신할 수 있다. 채널 파라미터 정보(CPR)는 무선 통신 채널에 대한 다양한 파라미터 관련 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널 파라미터 정보(CPR)는, 송신기(100)와 수신기(200a) 간 주파수/시간/공간 상 상관도(correlation), 신호 대 잡음 비(signal-to-noise ratio, SNR), 신호 대 간섭/잡음 비(signal-to-interference-plus-noise ratio, SINR), 도플러 확산(Doppler spread) 또는 도플러 천이(Doppler shift) 등 도플러 특성, 최대/최소 지연 경로(Max/Min delay path), 지연 확산(delay spread) 등 지연 특성, 시간 상 지배 경로(dominant path), 공간 상 지배 경로 및 확산각도(angular spread) 등 각도 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적 실시 예에 있어서, 채널 파라미터 수집기(290a)는 벡터 셋 탐색기(260a)로 채널 파라미터 정보(CPR)를 출력할 수 있다. 벡터 셋 탐색기(260a)는 채널 파라미터 정보(CPR)에 기반하여 임계값을 설정하고, 설정한 임계값에 기반하여 후보 벡터 셋(CSVSa)을 선택할 수 있다.
예를 들어, 벡터 셋 탐색기(260a)는 후보 벡터 셋들 각각에, 각 채널(또는 각 레이어)의 각 비트에 대한 '+1' 및 '-1'에서의 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터들 각각이 포함되는 지를 판단하고, 포함될 경우 이를 카운트 할 수 있다. 벡터 셋 탐색기(260a)는 카운트 값을, 채널 파라미터 정보(CPR)에 기반하여 설정된 임계값과 비교함으로써 후보 벡터 셋(CSVS)을 선택할 수 있다.
도 14는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 기기(1000)의 블록도를 나타낸다. 도 14에 도시된 바와 같이, 무선 통신 기기(1000)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)(1010), ASIP(Application Speific Instruction set Processor)(1030), 메모리(1050), 메인 프로세서(1070) 및 메인 메모리(1090)를 포함할 수 있다. ASIC(1010), ASIP(1030) 및 메인 프로세서(1070) 중 2개 이상은 상호 통신할 수 있다. 또한, ASIC(1010), ASIP(1030), 메모리(1050), 메인 프로세서(1070) 및 메인 메모리(1090) 중 적어도 2개 이상은 하나의 칩에 내장될 수 있다.
ASIP(1030)은 특정한 용도를 위하여 커스텀화된 집적회로로서, 특정 어플리케이션을 위한 전용의 명령어 세트(instruction set)를 지원할 수 있고, 명령어 세트에 포함된 명령어를 실행할 수 있다. 메모리(1050)는 ASIP(1030)과 통신할 수 있고, 비 일시적인 저장장치로서 ASIP(1030)에 의해서 실행되는 복수의 명령어들을 저장할 수도 있다. 예를 들면, 메모리(1050)는, 비제한적인 예시로서 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 테이프, 자기디스크, 광학디스크, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 이들의 조합과 같이, ASIP(1030)에 의해서 접근가능한 임의의 유형의 메모리를 포함할 수 있다.
메인 프로세서(1070)는 복수의 명령어들을 실행함으로써 통신 기기(1000)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 메인 프로세서(1070)는 ASIC(1010) 및 ASIP(1030)를 제어할 수도 있고, MIMO 채널을 통해서 수신된 데이터를 처리하거나 통신 기기(1000)에 대한 사용자의 입력을 처리할 수도 있다. 메인 메모리(1090)는 메인 프로세서(1070)와 통신할 수 있고, 비일시적인 저장장치로서 메인 프로세서(1070)에 의해서 실행되는 복수의 명령어들을 저장할 수도 있다.
전술된 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 수신기(예를 들어, 도 4의 200)의 구성요소, 또는 후보 벡터 셋 선택 방법은, 통신 기기(1000)에 포함된 구성요소들 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 예를 들면, 도 4의 MIMO 복조기(250) 및 벡터 셋 탐색기(260) 중 적어도 하나는 메모리(1050)에 저장된 복수의 명령어들로서 구현될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시 예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시 예들을 설명하였으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 채널을 통해 복수의 심볼들을 포함하는 신호를 수신하는 수신기(receiver)로서,
    물리 채널 별로, 수신 심볼들 중 적어도 일부에 대해, 상기 심볼과 후보 벡터 셋에 포함된 전체 후보 벡터에 대한 유클리디언 거리(Euclidean distance)들을 계산하고, 상기 유클리디언 거리들에 관한 정보를 출력하는 복조기(demodulator); 및

    상기 정보에 기반하여, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 후보 벡터 셋(candidate vector set)들 중 하나를, 상기 심볼들 중 나머지 또는 상기 심볼들 다음 수신된 신호에 대한 로그 우도 비(log likelihood ratio, LLR) 생성의 기반이 되는 후보 벡터 셋으로 선택하는 벡터 셋 탐색기(vector set detector)를 포함하는 수신기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복조기는,
    상기 복수의 후보 벡터 셋들의 합집합인 후보 벡터 슈퍼 셋(candidate vector super set)에 기반하여, 상기 유클리디언 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 벡터 셋 탐색기는,
    상기 수신 심볼에 대응하는 전송 심볼을 구성하는 각 정보 비트가 '+1'과 '-1'인 후보 벡터들 각각에 대해 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터가 상기 복수의 후보 벡터 셋에 포함되는지를 카운트하고, 상기 카운트에 따른 카운트 값에 기반하여 상기 로그 우도 비 생성의 기반이 되는 후보 벡터 셋을 선택하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 벡터 셋 탐색기는,
    기 설정된 임계값 및 상기 카운트 값을 비교하고, 상기 비교에 기반하여 상기 복수의 후보 벡터 셋들 중 대응하는 카운트 값이 상기 임계값보다 크거나 같은 후보 벡터 셋들 중 하나를 상기 로그 우도 비 생성의 기반이 되는 후보 벡터 셋으로 선택하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 벡터 셋 탐색기는,
    상기 대응하는 카운트 값이 상기 임계값보다 크거나 같은 후보 벡터 셋들 중, 최소 크기를 갖는 후보 벡터 셋을 상기 로그 우도 비 생성의 기반이 되는 후보 벡터 셋으로 선택하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  6. 제4 항에 있어서,
    채널 별 채널 파라미터 정보를 수집 및 출력하는 채널 파라미터 수집기를 더 포함하고,
    상기 벡터 셋 탐색기는,
    상기 채널 파라미터 정보에 기반하여 상기 임계값을 동적으로 가변 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수신기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복조기는,
    상기 벡터 셋 탐색기에서 선택된 후보 벡터 셋에 기반하여, 상기 수신한 신호에 구비된 나머지 심볼들에 대한 로그 우도 비들을 생성하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복조기는,
    물리 채널 별로, 상기 나머지 심볼들에 대해 수신 심볼과 상기 선택된 후보 벡터 셋에 포함된 후보 벡터들에 대한 유클리디언 거리들을 계산함으로써 상기 나머지 심볼들에 대한 로그 우도 비들을 생성하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  9. 복수의 안테나들을 통해 신호를 수신하는 수신기의 동작 방법에 있어서,
    수신한 신호 중 일부에 대해 기 설정된 후보 벡터 셋의 모든 후보 벡터들에 대한 유클리디언 거리들을 계산하는 단계;
    상기 유클리디언 거리들에 관한 정보에 기반하여, 기 마련된 복수의 후보 벡터 셋들 중 제1 후보 벡터 셋을 선택하는 단계; 및
    상기 제1 후보 벡터 셋에 기반하여 상기 수신한 신호의 나머지에 대한 로그 우도 비를 생성하는 단계를 포함하는 수신기의 동작 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 유클리디언 거리들을 계산하는 단계는,
    상기 수신한 신호 중 나머지에 대해, 수신 심볼들과 상기 제1 후보 벡터 셋에 포함된 모든 후보 벡터들 사이의 유클리디언 거리들을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기의 동작 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 유클리디언 거리들을 계산하는 단계는,
    수신 심볼들 중 적어도 일부에 대해, 상기 수신 심볼과 상기 기 마련된 복수의 후보 벡터 셋들의 합집합인 후보 벡터 슈퍼 셋(candidate vector super set)의 모든 후보 벡터에 대한 유클리디언 거리들을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기의 동작 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 후보 벡터 셋을 선택하는 단계는,
    상기 복수의 후보 벡터 셋들 각각에 대해, 수신 심볼에 대응하는 전송 심볼을 구성하는 각 정보 비트가 '+1'과 '-1'인 후보 벡터들 각각에 대해 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터가 포함되는지를 카운트하는 단계; 및
    상기 카운트에 기반하여 상기 제1 후보 벡터 셋을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기의 동작 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 카운트에 기반하여 상기 제1 후보 벡터 셋을 선택하는 단계는,
    상기 카운트에 기반하여 도출된 카운트 값과 기 설정된 임계값을 비교하는 단계;
    상기 복수의 후보 벡터 셋들 중, 대응하는 카운트 값이 상기 임계값보다 크거나 같은 후보 벡터 셋들을 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 후보 벡터 셋들 중 하나를 상기 제1 후보 벡터 셋으로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기의 동작 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 선정된 후보 벡터 셋들 중 하나를 상기 제1 후보 벡터 셋으로 선택하는 단계는,
    상기 선정된 후보 벡터 셋들 중 후보 벡터 수가 가장 작은 후보 벡터 셋을 상기 제1 후보 벡터 셋으로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기의 동작 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 안테나들 별 채널 파라미터 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 채널 파라미터 정보에 기반하여 상기 임계값의 변경 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 수신기의 동작 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 채널 파라미터 정보는,
    신호 대 잡음 비(signal-to-noise ratio, SNR), 도플러 특성, 지연(delay) 특성 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기의 동작 방법.
  17. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 채널을 포함하는 무선 통신 시스템에서 수신기의 신호 검출 방법에 있어서,
    물리 채널 별로, 수신한 신호 중 일부 및 기 설정된 후보 벡터들에 기반하여 정보를 산출하고, 상기 정보에 기반하여 상기 수신한 신호 중 일부에 대한 로그 우도 비를 생성하는 단계;
    상기 정보에 기반하여, 로그 우도 비 생성을 위해 마련된 복수의 후보 벡터 셋들 중 제1 후보 벡터 셋을 선택 하는 단계; 및
    상기 제1 후보 벡터 셋에 기반하여 상기 수신한 신호의 나머지에 대한 로그 우도 비를 생성하는 단계를 포함하는 신호 검출 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 수신한 신호 중 일부에 대한 로그 우도 비를 생성하는 단계는,
    물리 채널 별로, 상기 수신한 신호 중 일부와 상기 기 설정된 후보 벡터들에 대한 유클리디언 거리들을 계산하는 단계; 및
    상기 정보는 상기 유클리디언 거리들에 관한 정보를 포함하고, 상기 유클리디언 거리들에 기반하여 상기 수신한 신호 중 일부에 대한 로그 우도 비를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 검출 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 후보 벡터 셋을 선택하는 단계는,
    상기 정보에 기반하여, 상기 수신한 신호 중 일부의 수신 심볼에 대응하는 전송 심볼을 구성하는 각 정보 비트가 '+1'과 '-1'인 후보 벡터들 각각에 대해 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터들을 탐색하는 단계;
    상기 복수의 후보 벡터 셋들 각각에 포함되는 상기 최소 유클리디언 거리를 갖는 후보 벡터들의 개수를 카운트 하는 단계; 및
    상기 카운트에 따른 카운트 값에 기반하여 상기 제1 후보 벡터 셋을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 검출 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 수신한 신호는 복수의 심볼들을 포함하고,
    상기 수신한 신호 중 일부는 상기 복수의 심볼들 중 제1 심볼의 적어도 일부에 대응하는 것을 특징으로 하는 신호 검출 방법.
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