KR20010031665A

KR20010031665A - 다중 사용자 신호의 검출 및 접합 등화 방법

Info

Publication number: KR20010031665A
Application number: KR1020007004721A
Authority: KR
Inventors: 몰너칼
Original assignee: 도날드 디. 먼둘; 에릭슨 인크.
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2001-04-16
Also published as: JP4329974B2; DE69839967D1; TW406505B; WO1999023795A1; JP2001522197A; AU747161B2; EP1029409A1; CN1278382A; US5887035A; CA2308173A1; EP1029409B1; AU1115099A

Abstract

반복 방법은 송신 기호 시퀀스의 최대 가능도 시퀀스 추정값을 찾는데 사용된다. 각각의 가능한 송신 신호는 기호 라이브러리 벡터로부터 송신 기호를 선택하는 표시 벡터에 의해 표시된다. 각 송신 기호에 대한 통신 채널의 추정 임펄스 응답을 나타내는 채널 추정값이 발생된다. 채널 추정값은 정합 중간 응답 벡터 및 상호 작용 매트릭스를 형성하는데 사용된다. 정합 중간 응답 벡터는 송신기 및 각 송신 기호용 채널 모두로의 수신기의 정합 중간 응답을 나타낸다. 상호 작용 매트릭스는 기호들 사이의 ISI를 나타낸다. 정합 중간 응답 벡터 및 상호 작용 매트릭스는 추정 기호 확률 벡터 발생기로 공급되어, 각 송신 기호에 대응하는 추정 기호 확률 벡터를 반복 방법으로 계산한다. 추정 기호 확률 벡터는 송신 기호에 대하여 하드 결정을 하는 하드 결정 발생기에 출력될 수 있다. 다른 방법으로는, 추정 기호 확률 벡터는 소프트 결정 디코더에 출력될 수 있다.

Description

다중 사용자 신호의 검출 및 접합 등화 방법{METHOD FOR JOINT EQUALIZATION AND DETECTION OF MULTIPLE USER SIGNALS}

통신 시스템의 기본 기능은 정보를 발생시키는 소스로부터 하나 이상의 수신지에 정보를 전송하는 것이다. 무선 통신 시스템에서, 다수의 장애물이 예컨대, 기호간 간섭(ISI) 및 부가의 노이즈를 야기할 수 있는 채널 왜곡을 포함하는 정보를 성공적으로 송신 및 수신하기 위해 극복되어야 한다. 수신기는 채널 왜곡의 영향 및 그 결과로 생성된 기호간 간섭을 보상해야 한다. 이것은 일반적으로 수신기에서의 등화기/검출기에 의해 달성된다.

다수의 상이한 등화 계획이 기호간 간섭을 소거 또는 최소화하기 위해 종래에 사용되어 왔다. 가장 통상적으로 사용되는 방법은 결정 피드백 등화(DFE) 및 최대 가능도 시퀀스 추정(MLSE)을 포함한다. 최대 가능도 시퀀스 추정 등화 계획에서, 검출기는 소정의 수신된 샘플 시퀀스에 대해 가장 가능성 있는 기호 시퀀스를 생성한다. 최대 가능도 시퀀스 검출을 수행하는 알고리즘은 돌림형 부호를 디코딩하기 위해 고안된 비터비 알고리즘이다. ISI에 직면하여 시퀀스 검출의 문제점으로의 비터비 알고리즘의 적용은 Gottfried Ungerboeck에 의한 1974년 5월의 문헌 (「Adaptive Maximum Likelihood Receiver for Carrier Modulated Data Transmission Systems」, IEEE Transactions on Communications, Volume COM-22, #5)에 개시되어 있다. 이러한 MLSE 방법은 MLSE 알고리즘 및 보조 채널 추정 계획이 후속하는 정합 필터를 이용한다.

기호간 간섭을 경험할 수 있는 통신 채널에 대해 최대 가능도 시퀀스 검출을 사용하는 최대 결점은 계산의 복잡성이 기호간 간섭의 스팬(span) 및 간섭하는 사용자의 수의 함수로서 지수적으로 증가하는 것이다. 결국, 최대 가능도 시퀀스 검출은 기호간 간섭이 단지 몇 개의 기호만을 스팬하는 단일 사용자 신호용으로만 실용적이다. 따라서, 최대 가능도 시퀀스 검출에 관련된 계산의 복잡성을 감소시키는 시퀀스 추정의 새로운 방법을 찾는 것이 큰 관심사이다.

본 발명은 전기 통신 시스템에서의 신호 처리에 관한 것으로, 특히 기호 시퀀스의 검출 및 접합 등화 방법에 관한 것이다.

도 1은 디지털 통신 시스템의 블록도.

도 2는 본 발명에 따르는 검출기의 블록도.

도 3은 추정 표시 벡터 발생기의 블록도.

도 4는 본 발명의 검출 방법을 나타내는 흐름도.

본 발명은 송신된 기호 시퀀스의 추정값을 발생하는 반복적인 방법을 제공한다. 송신된 기호 시퀀스는 파형의 왜곡을 야기할 수 있는 통신 채널을 통해 수신된다. 각각의 가능한 송신 기호는 기호 라이브러리 벡터로부터 가능한 송신 기호를 선택하는데 사용되는 표시 벡터로 나타낸다. 추정 기호 확률 벡터라고 칭해지는 표시 벡터의 추정은 송신된 기호의 추정을 선택하기 위해 계산 및 사용된다.

추정 기호 확률 벡터의 t번째 구성 요소는 시스템 라이브러리 벡터의 t번째 기호가 송신될 확률의 추정값이다. 추정 기호 확률 벡터를 형성하기 위해, 각 송신 기호용 채널의 추정 임펄스 응답을 표시하는 채널 추정값이 발생된다. 채널 추정값은 정합 중간 응답 벡터 및 상호 작용 매트릭스를 형성하는데 사용된다.

정합 중간 응답 벡터는 수신된 신호, 채널 추정값 및 기호 라이브러리 벡터의 조합에 의해 형성되고, 기호 라이브러리 벡터의 가능한 송신 기호에 대한 정합 중간 응답 성분을 나타낸다. 상호 작용 매트릭스는 채널 추정값 및 기호 라이브러리 벡터에 기초하고, 간섭하는 기호간의 상호 작용을 포함한다. 정합 중간 응답 벡터 및 상호 작용 매트릭스는 송신된 기호 시퀀스내의 각 기호에 대한 추정 기호 확률 벡터를 도출하는데 사용된다. 추정 기호 확률 벡터는 기호 라이브러리 벡터로부터 상기 기호 시퀀스내의 각 송신 기호의 추정값을 선택하는데 사용된다.

추정 기호 확률 벡터는 정합 중간 응답 벡터, 상호 작용 매트릭스 및 추정 기호 확률 벡터의 이전 추정값에 기초하여 각 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소를 반복적으로 추정함으로써 형성된다. 각 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소의 반복적인 추정은 임의의 미리 정해진 수렴 기준이 충족될 때까지 또는 소정 횟수의 반복 중에 실행된다. 추정 프로세스의 반복 특성은 기호 라이브러리 벡터로부터 송신된 기호의 추정값을 선택하는데 사용될 수 있는 표시 벡터의 사후(posteriori) 추정값을 최대로 되게 한다.

본 발명의 주요 장점은 전체적인 복잡성의 감소이다. 본 발명의 반복적인 방법을 사용하면, 상태 공간이 돌림형 비터비 알고리즘의 N_b ^Nu와 대비하여 차수(order)(N_U×N_b)로 된다. 이러한 전체적인 복잡성의 감소는 돌림형 비터비 알고리즘에서 다중 반복을 사용하는 비용이다. 계산 복잡성의 감소는 다중 사용자 신호의 접합 복조를 동시에 허용한다.

도 1은 디지털 신호 송신용 무선 송신 시스템을 도시한다. 이러한 시스템은 임펄스 응답 F(t)를 갖는 송신기(12), 부가의 백색 Gaussian 노이즈(AWGN)를 갖는 통신 채널(14), 임펄스 응답 F(t)를 갖는 수신기(16), 수신기(16)의 출력을 주기적으로 샘플링하는 샘플러(18) 및 기호 검출기(20)으로 이루어진다. 일반적으로, 송신기(12)는 송신될 정보를 나타내는 입력 데이터 시퀀스를 수신한다. 입력 데이터 시퀀스는 디지털 형태인 것으로 가정된다. 송신기(16)는 펄스 진폭 변조(PAM) 또는 직교 진폭 변조(QAM)과 같은 M-ary 변조 방식을 사용하여 입력 시퀀스에 따라 캐리어 신호를 변조한다. 입력 데이터 시퀀스는 k 비트 기호로 부분 분할되고, 각 기호는 본 명세서에서 송신 신호라고 칭해지는 특이 신호 파형으로 나타낸다. 송신 신호는 위상 및/또는 진폭 왜곡을 야기할 수 있는 통신 채널(14)의 외란(disturbance)을 받기 쉽다. 송신 신호는 또한 부가되는 노이즈에 의해 저하된다. 채널 중단 신호가 수신기(16)에서 수신된다. 수신기에서 수신된 신호는 본 명세서에서는 수신 신호(y_i)라고 칭한다.

수신기(16)는 송신기(12)의 임펄스 응답 F(t)에 이상적으로 정합되는 임펄스 응답 F(t)를 갖는다. 실제로, 이상적인 수신기(16)는 실현 불가능하게 될 수 있으므로, 이상적인 수신기(16)의 유사한 것이 사용될 수 있다. 수신기(16)의 출력은 샘플링 회로(18)에 의해 주기적으로 샘플링된다. 수신 신호(y_i)로부터 추출된 타이밍 신호는 수신 신호(y_i)를 샘플링하는 클록으로서 사용된다. 샘플링 및 필터링된 수신 신호(yi)는 검출기(20)에 전달된다. 검출기(20)의 용도는 수신 신호(y_i)에 포함되는 송신 시퀀스(s_m)를 추정하는 것이다.

ISI를 초래하는 채널을 통해 정보를 송신하는 디지털 통신 시스템에서, 최적의 검출기는 주어진 수신 기호 시퀀스에 대해 가장 유망한 기호 시퀀스를 생성하는 최대 가능도 기호 시퀀스 검출기(MLSD)이다. 결정 법칙이 아래의 수학식 1로서 정의된 사후 확률의 계산에 기초하여 이용되며,

여기에서, s_m은 송신 시퀀스이고, y_i는 수신 신호이다. 결정 기준은 사후 확률의 세트{P(s_m)}의 최대치에 대응하는 시퀀스를 선택하는 것에 기초한다. 이러한 기준은 정확한 결정의 확률을 최대화시키고, 에러의 확률을 최소화시킨다. 이러한 결정 기준은 최대 사후 확률(MAP) 기준이라 칭한다.

Bayes 법칙을 사용하면, 사후 확률은 아래의 수학식 2로 표시될 수 있으며,

여기에서,f(y_i｜s_m)은 주어진 송신 시퀀스(s_m)에 대한 관측 벡터(y)의 조건부 확률 밀도 함수(p.d.f.)이고, P(s_m)은 송신되는 m번째 신호의 사전 확률(priori probability)이다. 사후 확률 P(s_m｜y_i)의 계산은 사전 확률 P(s_m)의 지식 및 조건부 p.d.f. f(y_i｜s_m)를 필요로 하며, 여기에서 m=1,2,...,M이다. 조건부 p.d.f.는 가능도 함수라고 칭한다.

M 신호가 동일한 사전 확률일 때, 즉, 모든 M에 대해 P(s_m)=1/M일 때 MAP 기준에서 다소의 간략화가 발생한다. 더욱이, 수학식 2의 분모는 M 신호의 신호가 송신되는지에 무관하다는 사실에 유의해야 한다. 결국, 사후 확률 P(s_m｜y_i)를 최대화시키는 신호를 찾는 것에 기초하는 결정 법칙은 가능도 함수 f(y_i｜s_m)을 최대화시키는 신호를 찾는 것과 등가이다.

부가의 백색 Gaussian 노이즈(AWGN)를 갖는 페이딩되고 분산된 채널의 경우에, 수신 신호는 아래 수학식 3의 형태로 가정되며:

여기에서, y_i는 시간 i에서의 수신 신호이고, s_l은 l번째 송신 기호이며, g_i-l,l은 기호 s_l이 시간 i에서 수신 신호에 기여하는 채널 임펄스 응답이고, w_i는 시간 i에서의 노이즈이다. 이러한 모델은 기호 공간 반향(symbol-spaced echoes) 및 나이퀴스트(Nyquist) 정합 필터링을 갖는 수신 신호 y_i에 대응한다.

수신기에 사용되는 돌림형 로그 가능도 함수는 아래의 수학식 4로서 표시되며;

여기에서

및

용어 r_l은 송신기 및 기호 l에 대한 채널 모두에 대한 수신기의 정합 중간 응답을 나타낸다. 용어 h_l,m은 다중 경로 성분에 의해 발생되는 인접 기호 및 펄스형 파형 사이의 복잡한 ISI를 나타낸다. 기호는 채널 임펄스 응답의 공액 전치이다.

본 발명의 방법은 아래의 수학식 7과 같이 수학적으로 설명될 수 있는 2개의 벡터의 함수로서 주어진 샘플링 기간 동안 수신되는 l번째 기호 s_l을 나타내며:

여기에서, Z_l은 표시 벡터이고, B_l은 기호 라이브러리 벡터이다. 기호 라이브러리 벡터(B_l)는 l의 모든 값에 대해 고정될 수 있고, 이 경우에 변조는 시간에 따라 변하지 않는다(예컨대, QPSK). 기호 라이브러리 벡터(B_i)는 부호화 변조 시퀀스를 나타내도록 시간에 따라 변화될 수 있다. 기호 라이브러리 벡터(B_i)는 모든 가능한 송신 기호를 구성 요소로서 포함한다. 표시 벡터(Z_i)는 「1」과 같은 단일 구성 요소 및 「0」과 같은 모든 나머지 구성 요소로 이루어지는 복수의 구성 요소를 포함한다. 표시 벡터(Z_i)의 구성 요소의 수는 기호 라이브러리 벡터(B_i)의 구성 요소(또는 기호)의 수와 동일하다. 결국, 표시 벡터내의 「1」 구성 요소의 위치는 기호 라이브러리 벡터(B_i)내의 동일한 위치에 위치되는 기호를 식별한다. 예를 들어, 3번째 위치에 「1」 구성 요소를 갖는 표시 벡터는 기호 라이브러리 벡터(B_i)의 3번째 구성 요소가 송신되었음을 나타낸다.

표시 벡터 표기법을 사용하여 변수 U 및 V를 치환하면, 수학식 4의 로그 가능도 함수는 아래의 수학식으로 되고:

여기에서,

수학식 9는 가능한 송신 기호(b_l)에 대한 정합 중간 응답 벡터이고;

수학식 10은 수신 기호 및 그 인접 기호 사이의 ISI를 나타내는 상호 작용 매트릭스이다. 용어 인접 기호는 본 명세서에서는 주어진 수신 기호에 ISI를 유발하는 주어진 수신 기호의 인접 위치의 기호를 의미하는데 사용된다. 후술되는 바와 같이, 수학식 8의 로그 가능도 함수는 주어진 수신 기호(s_l)에 대한 추정 기호 확률 벡터()의 반복 계산시의 수렴 기준으로서 사용된다.

본 발명에 따르면, 반복 방법은 각 송신 기호에 대한 표시 벡터(Z_l)의 추정값()을 찾는데 사용된다. 이러한 추정값은 본 명세서에서는 추정 기호 확률 벡터()라 칭하고, 아래 수학식 11에 의해 주어지는 t번째 구성 요소를 가지며:

여기에서, e_t은 t번째 구성 요소의 값으로서 「1」을 갖는 표시 벡터를 나타내는 반면에, 다른 모든 구성 요소는 「0」의 값을 갖는다. 용어는 인접(즉, 간섭하는) 기호의 사전의 반복을 위한 추정 기호 확률 벡터를 나타낸다. N_b는 기호 라이브러리 벡터(B_l)내의 가능한 기호의 수이고, n_l은 s_l의 인접 위치의 추정 표시 벡터()를 정의한다. 수학식 11의 분자는 부분 거리 파라미터라 칭하고, 분모는 정규화 파라미터라 칭한다.

추정 기호 확률 벡터()와 수신 기호(s_l)를 계산하는 방법은 또한 ISI로 공지된 인접 샘플링 기간으로부터의 간섭을 고려하여 본질적으로 반복된다. 정의에 의하면, ISI는 샘플링 기간과 직접 관련되는 기호에 관한 정보를 포함할 뿐만 아니라 인접 샘플링 기간에 수신되는 기호에 관한 정보를 포함하는 주어진 샘플링 기간을 의미한다. 결국, 주어진 샘플링 기간에 기호의 값을 정확하게 추정하기 위해, 인접 샘플링 기간의 추정된 내용 또는 내용의 지식이 또한 필요하다. 수학식 11은 p번째 반복에서의 특정 기호에 대한 기호 확률 벡터의 추정값 및 이전의 (p-1)번째 반복에서의 기호의 간섭하는 인접 기호에 대응하는 추정 기호 확률 벡터 사이의 반복 관계를 정의한다.

수학식 11의 최초의 반복(p=1)에서, 각 추정 기호 확률 벡터()의 각 구성 요소에 대해 가정된 값이 사용된다. 첫번째 반복 후에(p〉1), (p-1)번째 반복으로부터 추정 기호 확률 벡터()가 계산에 사용되고으로서 수학식 11에 표시되어 있다. 각 반복은 갱신된 세트의 추정 기호 확률 벡터()를 야기학, 각 기호에 대한 하나가 추정된다. 이러한 프로세스는 소정의 수의 반복 중에 또는 임의의 미리 정해진 수렴 기준이 충족될 때까지 반복된다.

추정 기호 확률 벡터()의 반복 계산시에, 수학식 11의 추정 기호 확률 벡터()의 사전 반복의 임의의 함수 f()가 추정 기호 확률 벡터()의 적소에 사용될 수 있다. 이러한 함수 f()는 추정 기호 확률 벡터()의 각 구성 요소가 0 또는 1의 값을 취하는 하드 결정을 출력할 수 있다. 다른 방법으로는, 상기 함수 f()가 0에서 1까지의 범위의 추정 기호 확률 벡터()의 각 구성 요소에 대한 출력을 생성하는 연속적인 비선형 함수일 수 있고, 여기에서 모든 구성 요소의 전체적인 합은 정확하게 1이다.

전술한 바와 같이, 각 반복 중에 완전한 세트의 추정 기호 확률 벡터()가 계산되어야 한다. 결국, 수학식 11의 적용은 추정 기호 확률 벡터()의 각각의 L 구성 요소에 대해 N_b회 필요하다. 즉, 고려 중에 L 샘플링 기간이 존재하기 때문에, 결과적으로 각 벡터가 기호 라이브러리에 기호가 존재하는 만큼 많은 구성 요소, 즉 N_b를 포함하는 상태로, L 특이 추정 기호 확률 벡터내지가 존재한다. 각 반복의 결과에서, 각각의 송신 기호에 대응하는 추정 기호 확률 벡터의 세트가 존재한다. 추가의 반복이 필요한지의 결정이 이루어진다. 필요한 경우, 추정 기호 확률 벡터의 계산이 반복되어 갱신된 추정값이 발생한다. 이러한 프로세스는 소정수의 반복 중에 또는 임의의 미리 정해진 수렴 기준이 충족될 때까지 반복된다.

로그 가능도 수학식 8은 예컨대, 수렴을 판정하는데 사용될 수 있다. 각 반복 후에, 추정 기호 확률 벡터의 전체 세트{}가 로그 가능도 수학식 8에 적용되어 가능도를 추정 기호 확률 벡터의 세트{}에 반영하는 수치와, 특히 송신기에 의해 전송된 실제 기호를 정확하게 반영하는 상기 벡터의 세트가 나타내는 기호를 발생한다. 추가의 반복이 불필요하다고 생각될 때, 추정 기호 확률 벡터의 세트{}가 그들의 내용에 관하여 질의될 수 있다. 추정 기호 확률 벡터()의 개별 구성 요소는 0에서 1까지의 범위의 실수를 취할 수 있고, 관련 기호 라이브러리 벡터(B_l)내의 대응하는 기호가 송신되는 확률을 반영할 수 있다. 이들 확률은 당해의 기호 또는 기호 시퀀스에 관하여 소프트 결정 또는 하드 결정 중 하나를 실행하는데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다.

당업자는 단일 사용자 신호의 경우에 대해 전술된 본 발명의 검출 방법이 다중 사용자 신호의 경우를 포함하도록 쉽게 확장될 수 있음을 이해할 것이다. 예측되는 다중 사용자 구성의 수행은 단일 사용자 구성에 대해 상기 설명된 수학적 표현에 최소의 반복을 반드시 필요로 할 것이다. 그러나, 이들 표현의 기본적인 기능적 의도는 불변인 상태로 유지한다.

특히, 다중 사용자 예에서는, 수학식 3은 아래의 수학식 12와 같이 나타내고:

여기에서, 전체 사용자 집단에 대한 부가적인 합산, N_u가 가산된다. 유사하게, 수학식 4는 다중 사용자 시나리오에서 아래의 수학식 13의 형태를 취하며:

여기에서,

및

이 경우에, s_l,u는 사용자(u)의 l번째 기호이고, g_k-l,l(u)는 사용자(u)에 대한 지연 k-l 및 시간 l에서의 수신 신호에 기여하는 채널 임펄스 응답이다. 용어 h_l,m(u,r)은 사용자(u 및 v) 사이의 상호 작용을 나타낸다. 다시 한번, 사용자 집단(N_u)에 대한 부가적인 합산만이 가산되어 있다.

표시 벡터 형태로 변환될 때, 로그 가능도식은 아래의 수학식 16으로 되며;

여기에서,

추정 기호 확률식은 아래의 수학식 19로 된다.

도 2는 다중 사용자로부터의 수신 신호(y_i)를 검출하는 검출기(20)를 도시한다. 검출기(20)는 채널 추정기(22), 정합 중간 응답 벡터 발생기(240 및 기호 상호 작용 매트릭스 발생기(30)를 포함한다. 채널 추정기(22)는 수신 신호(y_i)에 기초하여 채널 임펄스 응답(g_i-l,l)의 추정값을 발생한다. 용어 g_i-l,l은 i-l의 지연 인자를 갖는 i번째 기호에 대응하는 채널 임펄스 응답을 나타낸다. 채널 임펄스 응답(g_i-l,l)의 추정값은 공지된 방식으로 계산된다. 공지된 트레이닝(training) 기호는 채널 추정값을 발생하는데 사용될 수 있다. 다른 방법으로는, 하드 또는 소프트 검출 기호가 채널 추정값을 발생하는데 또한 사용될 수 있다. 채널 임펄스 응답(g_i-l,l)의 추정값은 정합 중간 응답 벡터 발생기(24) 및 기호 상호 작용 매트릭스 발생기(30)로 전달된다.

정합 중간 응답 벡터 발생기(24)는 정합 중간 응답 필터(26) 및 벡터 발생기(28)를 포함한다. 정합 중간 응답 필터(26)는 정합 중간 응답(r_l,u)을 송신기 및 수신 신호(y_i)를 제공한 사용자(u)에 대한 기호(l)의 중간 채널 모두에 대해 그리고 채널 임펄스 응답(g_i-l,l(u))의 추정값을 계산한다. 정합 중간 응답(r_l,u)는 이어서 기호 라이브러리(36)의 지식에 관련하여 정합 중간 응답 벡터, 즉 U_l,u를 계산하는 벡터 발생기(28)에 전달된다.

기호 상호 작용 매트릭스 발생기(30)는 상호 작용 계수 발생기(32) 및 매트릭스 발생기(34)를 포함한다. 상호 작용 계수 발생기(32)는 각 사용자쌍(u,v)에 대한 기호(l 및 m)에 대한 채널 응답을 나타내는 기호 상호 작용 계수(h_l,m(u,v))를 계산한다. 기호 상호 작용 계수(h_l,m(u,v))는 매트릭스 발생기(34)로 전달되어 기호 라이브러리(36)내의 정보로 조정되어 기호 상호 작용 매트릭스(V_l,m)를 발생한다. 정합 중간 응답 벡터(U_l,u) 및 기호 상호 작용 매트릭스(V_l,m(u,v))는 최종적으로 추정 기호 확률 벡터 발생기(40)로 전달되어 수학식 16에 따라서 추정 기호 확률 벡터()를 계산한다.

추정 기호 확률 벡터 발생기(40)의 더욱 상세한 개략도가 도 3에 도시되어 있다. 추정 기호 확률 벡터 발생기(40)는 반복 프로세서(42), 반복 및 출력 제어기(46) 및 사전 반복 버퍼(44)로 구성된다. 반복 프로세서(42)는 다중 사용자 실시예에서 주어진 기호(l) 및 사용자(u)에 대한 추정 기호 확률 벡터()를 설명 및 정의하는 수학적 표현을 수행 및 해를 구한다. 반복 프로세서(42)의 출력은 반복 및 출력 제어기(46)에 의해 수신 및 분석되는 추정 표시 벡터()이다.

상기 제어기(46)는 부가적인 반복이 필요한지를 결정하는 특정 전략을 수행한다. 잠재 반복 제어 전략은 고정된 수의 반복을 정의하는 것 또는 전술한 로그 가능도 함수와 같은 Z 의존 함수를 관측 및 감시하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 부가적인 반복의 필요성에 관한 결정은 성공적으로 계산된벡터 사이의 평균 제곱 오차를 관측함으로써 결정될 수 있다. 제어기(46)가 부가적인 반복이 필요하다고 결정하면, 새롭게 계산된 추정 기호 확률 벡터의 세트{}가 일시적으로 반복 버퍼(44)에 저장된다. 반복 버퍼(44)에 저장된 추정 기호 확률 벡터의 세트{}는 후속 반복 중의 추정 기호 확률 벡터의 계산에 사용된다.

수행된 반복 제어 전략에 무관하게, 제어기(46)의 기능은 수행된 반복 종료 기준을 관리하고, 궁극적으로 반복적으로 최적의 추정 기호 확률 벡터()를 출력하는 것이다. 추정 기호 확률 벡터()는 하드 결정 발생기(48)에 의해 추정 기호()로의 추정 기호 확률 벡터()에 대한 하드 결정을 생성하는데 사용될 수 있다. 추정 기호()는 하드 결정 발생기(48)로부터 디코더로 출력된다. 다른 방법으로는, 추정 기호 확률 벡터()는 소프트 결정 디코더로 직접 전달될 수 있다.

도 4는 본 발명의 검출기(20)의 동작을 나타내는 흐름도이다. 수신 신호(y_i)를 수신한 후에, 검출기(20)는 송신 기호에 대한 통신 채널의 추정 임펄스 응답을 나타내는 채널 추정값(g_i-l,l)을 계산한다(블록 100). 검출기(20)는 정합 중간 응답 벡터(U_l,u)를 계산하고(블록 102), 기호 반복 계수 매트릭스(V_l,u)를 계산한다(블록 104). 정합 중간 응답 벡터(U_l,u)는 채널 추정값(g_i-l,l) 및 수신 신호(y_i)에 기초하여 계산된다. 기호 반복 계수 매트릭스(V_l,u)는 채널 추정값(g_i-l,l)에 기초하여 계산되고, 인접 기호 사이의 상호 작용을 나타낸다. 정합 중간 응답 벡터(U_l,u) 및 기호 상호 작용 계수 매트릭스(V_l,u)는 각 수신 기호에 대한 추정 기호 확률 벡터{}를 계산하는데 사용된다. 추정 기호 확률 벡터의 세트에 대한 로그 가능도는 로그 가능도식을 사용하여 계산된다(블록 108). 로그 가능도는 추정 기호 확률 벡터의 세트{}가 송신 기호의 세트를 정확하게 나타내는 가능도를 반영하는 수치를 발생한다. 검출기(20)는 예컨대, 임의의 미리 정해진 수렴 기준을 사용하여 다른 반복이 필요한지를 결정한다(블록 110). 필요한 경우, 각 수신 기호에 대한 새로운 세트의 추정 기호 확률 벡터가 계산된다(블록 106). 이어서, 이러한 새로운 세트의 추정 기호 확률 벡터에 기초한 로그 가능도가 계산된다(블록 108). 이러한 프로세스는 검출기(20)가 더 이상 반복이 필요하지 않다고 결정할 때까지 반복된다(블록 110). 최종 세트의 추정 기호 확률 추정값이 송신 기호의 하드 결정 추정값을 발생하는데 사용되거나, 다른 방법으로는 소프트 결정 디코더에 출력하는데 사용된다(블록 112).

이상에 기초하여, 본 발명은 상태 공간이 돌림형 비터비 검출기에 대해 매우 클 때 고려될 수 있는 최대 가능도 시퀀스 추정값을 찾기 위한 대체 방법을 제공하는 것을 알 수 있다. 본 발명은 물론 발명의 사상 및 본질적인 특성을 벗어남 없이 본 명세서에 나타낸 것과 다른 특정 방법으로 실행될 수도 있다. 본 발명의 실시예들은 따라서 제한하지는 않지만 설명한 바와 같은 모든 점에서 고려되고, 첨부된 청구의 범위의 의미 및 등가의 범위내에 이루어지는 모든 변경이 본 발명에 포함되도록 의도된다.

Claims

복수의 기호를 갖는 송신 기호 시퀀스에 대응하는 수신 신호를 복조하는 방법에 있어서:

a) 상기 신호를 통신 채널을 통해 수신하는 단계와;

b) 송신 기호 시퀀스의 가능한 송신 기호를 나타내는 기호 라이브러리 벡터를 형성하는 단계와;

c) 각 송신 기호에 대해 통신 채널의 추정 임펄스 응답을 나타내는 채널 추정값을 발생하는 단계와;

d) 상기 수신 신호, 채널 추정값 및 기호 라이브러리 벡터에 기초하여 정합 중간 응답 벡터를 형성하는 단계와;

e) 채널 추정값 및 기호 라이브러리 벡터에 기초하여 상호 작용 매트릭스를 형성하는 단계와;

f) 송신 기호 시퀀스의 각 송신 기호의 추정값을 선택하기 위해 복수의 구성 요소를 갖는 추정 기호 확률 벡터를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 추정 기호 확률 벡터는 정합 중간 응답 벡터, 상호 작용 매트릭스 및 간섭 기호에 대한 추정 기호 확률 벡터의 사전 추정값에 기초하여 각 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소를 반복적으로 추정함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제1항에 있어서, 각 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소의 반복적인 추정은 미리 정해진 수렴 기준이 충족될 때까지 실행되는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제1항에 있어서, 각 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소의 반복적인 추정은 소정수의 반복 중에 실행되는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제1항에 있어서, 상기 추정 기호 확률 벡터는 소프트 결정 벡터로서 출력되는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제1항에 있어서, 상기 추정 기호 확률 벡터에 기초하여 기호 라이브러리 벡터로부터 기호를 선택하고, 선택된 기호를 하드 결정으로서 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제1항에 있어서, 상기 추정 기호 확률 벡터의 반복적인 계산 중에 채널 추정값을 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제1항에 있어서, 사전 추정 기호 확률 벡터의 기능은 후속 반복시의 기호 확률 벡터에 대한 추정값을 계산하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
복수의 기호를 갖는 송신 기호 시퀀스에 각각 대응하는 다중 사용자 신호를 복조하는 방법에 있어서:

a) 상기 다중 사용자 신호를 통신 채널을 통해 수신하는 단계와;

b) 송신 기호 시퀀스의 가능한 송신 기호를 나타내는 각 사용자 신호에 대한 기호 라이브러리 벡터를 형성하는 단계와;

c) 각각의 사용자 신호내의 각 송신 기호에 대해 통신 채널의 추정 임펄스 응답을 나타내는 채널 추정값을 발생하는 단계와;

d) 상기 사용자 신호, 대응하는 채널 추정값 및 대응하는 기호 라이브러리 벡터에 기초하여 사용자 신호의 정합 중간 응답 벡터를 형성하는 단계와;

e) 대응하는 채널 추정값 및 기호 라이브러리 벡터에 기초하여 각각의 사용자 신호에 대한 상호 작용 매트릭스를 형성하는 단계와;

f) 각각의 사용자 신호의 각 송신 기호의 추정값을 선택하기 위해 복수의 구성 요소를 갖는 추정 기호 확률 벡터를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 추정 기호 확률 벡터는 정합 중간 응답 벡터, 상호 작용 매트릭스 및 간섭 기호에 대한 추정 기호 확률 벡터의 사전 추정값에 기초하여 각각의 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소를 반복적으로 추정함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 신호 복조 방법.
제8항에 있어서, 상기 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소는 추정 기호 확률 벡터의 사전 추정치에 기초하여 반복적으로 계산되는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 신호 복조 방법.
제8항에 있어서, 각각의 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소의 반복적인 추정은 미리 정해진 수렴 기준이 충족될 때까지 실행되는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 신호 복조 방법.
제8항에 있어서, 각각의 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소의 반복적인 추정은 소정수의 반복 중에 실행되는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 신호 복조 방법.
제8항에 있어서, 상기 추정 기호 확률 벡터는 소프트 결정 벡터로서 출력되는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 신호 복조 방법.
제8항에 있어서, 표시 벡터에 기초하여 상기 기호 라이브러리 벡터로부터 기호를 선택하고, 선택된 기호를 하드 결정으로서 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 신호 복조 방법.
제8항에 있어서, 상기 추정 기호 확률 벡터의 반복 계산 중에 채널 추정값을 재생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 신호 복조 방법.
제8항에 있어서, 상기 사전 추정 기호 확률 벡터의 기능은 후속 반복시에 기호 확률 벡터에 대한 추정값을 계산하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 신호 복조 방법.
복수의 기호를 갖는 송신 기호 시퀀스에 대응하는 수신 신호를 복조하는 방법에 있어서:

a) 신호를 통신 채널을 통해 수신하는 단계와;

b) 송신 기호 시퀀스의 가능한 송신 기호를 나타내는 기호 라이브러리 벡터를 형성하는 단계와;

c) 각 송신 기호에 대해 통신 채널의 추정 임펄스 응답을 나타내는 채널 추정값을 발생하는 단계와;

d) 상기 수신 신호, 채널 추정값 및 기호 라이브러리 벡터에 기초하여 정합 중간 응답 벡터를 형성하는 단계와;

e) 채널 추정값 및 기호 라이브러리 벡터에 기초하여 상호 작용 매트릭스를 형성하는 단계와;

f) 각 송신 기호의 추정값을 선택하기 위해 상기 정합 중간 응답 벡터 및 상기 상호 작용 매트릭스에 기초하여 추정 기호 확률 벡터를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 추정 기호 확률 벡터는 기호 라이브러리 벡터의 구성 요소에 대응하는 복수의 구성 요소를 포함하며, 상기 추정 기호 확률 벡터의 각 구성 요소는 송신 기호인 기호 라이브러리 벡터내의 대응하는 구성 요소의 확률을 나타내는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제16항에 있어서, 상기 추정 기호 확률 벡터는 소프트 결정 벡터로서 출력되는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제16항에 있어서, 상기 표시 벡터에 기초하여 상기 기호 라이브러리 벡터로부터 기호를 선택하고, 상기 선택된 기호를 하드 결정으로서 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.
제16항에 있어서, 추정 기호 확률 벡터의 반복 계산 중에 채널 추정값을 재생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 복조 방법.