KR20010068772A

KR20010068772A - 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기

Info

Publication number: KR20010068772A
Application number: KR1020000000876A
Authority: KR
Inventors: 김용호; 윤원식; 김영훈; 신영희
Original assignee: 이계철; 한국전기통신공사
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2001-07-23
Also published as: KR100684423B1

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 간섭제거기 내부에서 역확산/판정/확산/제거하는 과정에서 신호 판정 과정을 MAP(Maximum a Posteriori Probability) 복호기로 구현함으로써, 간섭 제거 장치의 성능과 심볼 복호성능을 증가시키기 위한 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기를 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 역확산, 판정, 재확산, 간섭제거 기능을 수행하는 간섭제거장치에서의 판정기능 수행시에, 상기 역확산 기능 수행 결과값으로부터 확률을 추정하기 위한 확률추정수단; 상기 확률추정수단에서 추정된 확률로부터 사용자별 복호 심볼값에 따라 메트릭을 발생하기 위한 메트릭 발생수단; 상기 메트릭 발생수단에서 발생된 메트릭으로부터 심볼의 확률값(APP)을 계산하고, 계산된 APP로부터 최대 확률을 갖는 상기 사용자별 복호 심볼값을 판정하여 상기 재확산 기능 수행시 입력값으로 제공하는 사용자별 복호 심볼값 판정수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 간섭제거장치의 판정기능 등에 이용됨.

Description

간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기{MAP DECODER FOR DECISION FUNCTION CANCELLATION DEVICE}

본 발명은 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 셀룰라 이동통신시스템, 개인휴대통신시스템(PCS : Personal Communication System), 주파수공용통신시스템(TRS : Trunk Radio System), 외국에서 사용중인 타 이동통신시스템, 현재 북미방식과 유럽방식으로 추진되고 있는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 등과 같은 차세대 이동통신시스템 등과 같은 무선통신시스템의 기지국 수신기에 시스템의 용량을 증대시키기 위해 다른 사용자의 신호를 추정하여 제거함으로써, 간섭을 줄여 신호 대 잡음비를 높일 수 있는 간섭 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA 시스템은 무선채널 혹은 사용자의 코드에 의해 구별된다. 종래의 수신기는 수신된 신호에서 코드간의 직교성을 이용하여 목적하는 사용자의 신호만을 추출하여 사용하였으나, 차세대이동통신(IMT-2000)시스템의 무선 서비스에 적용될 광대역 CDMA의 기지국 수신기에는 다른 사용자에 의한 간섭을 제거하기 위한 간섭제거기가 필요하다. 즉, 간섭 제거기는 수신된 신호에서 타 사용자들의 신호를 추정하여 제거함으로써, 목적하는 사용자의 신호 대 잡음비를 높이고, 이를 통해 통화품질과 시스템의 용량을 증대시킨다. 간섭제거기는 안테나에서 수신된 신호를 역확산/판정/재확산/간섭제거의 과정을 수행한 후에 역확산/재판정의 과정을 거쳐 1차 간섭제거 결과를 출력한다. 이때, 역확산과 재확산 사이의 판정부에서는 일반적으로 가장 간단한 바이너리 경판정 방식을 많이 사용하였다.

그러나, 역확산과 재확산부 사이의 임시 판정부에서 바이너리 경판정 방식을 사용할 경우 정합 필터의 적분 결과를 단순한 0-1로 나눌뿐이므로 구현이 간단하고 속도가 빠르지만 간단한 만큼 심볼을 오판할 가능성이 높다. 따라서, 오판한 결과는 제거되지 않아야 할 신호를 제거함으로써, 간섭제거 결과에 치명적인 영향을 미치는 문제점이 있었다. 또한, 간섭제거 과정의 반복을 통해 오판단이 정정될 수는있으나 반드시 정정되는 것은 아니며 정정되는 경우에도 초기 임시 판정의 정확도가 높은 경우에 비해 반복 회수가 많은 불편한 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 간섭제거기 내부에서 역확산/판정/확산/제거하는 과정에서 신호 판정 과정을 MAP(Maximum a Posteriori Probability) 복호기로 구현함으로써, 간섭 제거 장치의 성능과 심볼 복호성능을 증가시키기 위한 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 간섭제거장치의 구성예시도.

도 2 는 본 발명에 따른 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기에 대한 일실시예 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 확률계산기 22 : 메트릭 발생기

23 : 사용자 복호기1 ~ 사용자 복호기K

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 역확산, 판정, 재확산, 간섭제거 기능을 수행하는 간섭제거장치에서의 판정기능 수행시에, 상기 역확산 기능 수행 결과값으로부터 확률을 추정하기 위한 확률추정수단; 상기 확률추정수단에서 추정된 확률로부터 사용자별 복호 심볼값에 따라 메트릭을 발생하기 위한 메트릭 발생수단; 상기 메트릭 발생수단에서 발생된 메트릭으로부터 심볼의 확률값(APP)을 계산하고, 계산된 APP로부터 최대 확률을 갖는 상기 사용자별 복호 심볼값을 판정하여 상기 재확산 기능 수행시 입력값으로 제공하는 사용자별 복호 심볼값 판정수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 간섭제거장치의 구성예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 간섭제거기는 간섭제거부(11)와, 역확산부(12), 재확산부(13)와, 판정부(14)를 구비한다.

간섭제거부(11)는 재확산부(13)에서 출력된 K개의 재확산된 신호를 전달받아 자신을 제외한 K-1개의 다른 사용자의 신호를 더하고, 원래의 자신의 신호로부터 합산된 다른 사용자들의 신호를 뺀다.

역확산부(12)는 필터 뱅크로 이루어져 있으며 여러명의 사용자 신호가 혼합된 신호를 받아들여 각각을 사용자별로 역확산시킨 K개의 신호를 출력한다.

재확산부(13)는 판정된 신호를 받아들여, 사용자별로 부여된 확산 코드와 채널의 페이딩값을 곱하여 원래 신호로 재생시킨다.

판정부(14)는 역확산된 K개의 신호를 받아들여 바이너리 판정을 수행하는 것으로, 판정된 K개의 신호는 재확산부(13)를 통해 입력된다. 여기서, 판정부에 대한 자세한 설명은 후술되는 바와 같다.

즉, 간섭제거기는 원하는 신호품질에 도달할때까지 역환산/판정/재확산/간섭제거 기능을 반복 수행한 후, K개의 사용자 신호를 출력한다.

도 2 는 본 발명에 따른 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기에 대한 일실시예 구성도로서, 상기 역확산 기능 수행 결과값으로부터 확률을 추정하기 위한 확률계산기(21)와, 상기 확률계산기(21)에서 추정된 확률로부터 사용자별복호 심볼값에 따라 메트릭을 발생하기 위한 메트릭 발생기(22)와, 상기 메트릭 발생기(22)에서 발생된 메트릭으로부터 심볼의 확률값(APP)을 계산하고, 계산된 APP로부터 최대 확률을 갖는 상기 사용자별 복호 심볼값을 판정하여 상기 재확산 기능 수행시 입력값으로 제공하는 사용자별 복호기(23)을 구비한다.

여기서, 다중 사용자용으로 구현된 맵 복호기는 단일 사용자용인 맵 복호기의 파라미터를 확장시켜 사용자간 간섭을 고려한 파라미터를 갖는다.

즉, 맵 복호기는 확률을 계산하는 기능, 메트릭을 계산하는 기능, 사용자별 복호 기능으로 구성되며, 복호기로 입력된 K명의 사용자 신호가 처리되는 흐름은 확률계산기(21)/메트릭 발생기(22)/사용자 복호기(23)의 순서이며, 도 2와 같이 복호된 K개의 신호는 메트릭 발생기(22)로 재입력된다.

일반적으로, 맵 복호기는 입력받은 채널 심볼의 APP(A Posteriori Probabaility)를 산출함으로써 복호한다. 즉, 메트릭를 입력받아 APP를 계산한다. 그러나, 다중 사용자 환경에서는 확률가 다중 사용자 간섭때문에 전체 벡터 y에 상관하게 된다. 따라서, 입력 메트릭은, 출력 확률은이 된다.

확률계산기(21)는 정합 필터(Matched Filter) 뱅크에서 나온 K명의 사용자 심볼을 받아들여 다중 사용자 환경에서의 k 번째 사용자 심볼의 확률을 다음의 [수학식1]과 같이 계산한다.

여기서, 메트릭 발생기(22)는 확률계산기(21)에서 계산된 확률를 받아들여 메트릭를 다음의 [수학식 2]와 같이 계산한다.

여기서,는 복호된 K개의 심볼 확률의 곱이다.

맵 복호기의 사용자복호기(23)는 메트릭 발생기(22)로부터 메트릭을 입력받아 심볼의 APP(a Posteriori probabaility)를 추산하여 최대 확률을 갖는 데이터비트를 결정한다.

APP는 순방향과 역방향으로 트렐리스 다이아그램을 추적함으로써 추산되며, 다음의 [수학식3]과 같이 표현한다.

여기서, 순방향 메트릭과 역방향 메트릭은 재귀적으로 구해지며, 양방향 매트릭스를 구하여 APP를 추산하는 과정은 다음과 같다.

첫째, 초기값을 설정하는 것으로 다음의 [수학식4]와 같다.

둘째, y_t를 입력받아 하기의 [수학식5]과 같이 나타낸다.

상기와 같이 계산하고 저장한다.

셋째, 모든 y시퀀스를 입력받은 후 β를 계산하며, 다음의 [수학식6]과 같이 나타낸다.

마지막으로, 상기 [수학식4]에서 정의된 대로 APP를 계산하고, 최대 확률을 갖는 심볼을 판정한다.

간섭제거기는 원하는 신호품질에 도달할때까지 역환산/판정/재확산/간섭제거 기능을 반복 수행할 때, 맵 복호기의 메트릭 발생기(22)는 확률계산기(21)의 출력와 맵 복호기의 판정모듈의 결과인를 이용하여 갱신된 확률를 계산한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 다중 사용자 환경을 고려한 맵 복호기를 구현하여 간섭제거기와 결합시킴으로써, MAP 디코더에서의 심볼의 판정 정확도를 높였고, 심볼의 판정 정확도가 높아짐에 따라 간섭제거기의 간섭제거 효과를 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

역확산, 판정, 재확산, 간섭제거 기능을 수행하는 간섭제거장치에서의 판정기능 수행시에,

상기 역확산 기능 수행 결과값으로부터 확률을 추정하기 위한 확률추정수단;

상기 확률추정수단에서 추정된 확률로부터 사용자별 복호 심볼값에 따라 메트릭을 발생하기 위한 메트릭 발생수단;

상기 메트릭 발생수단에서 발생된 메트릭으로부터 심볼의 확률값(APP)을 계산하고, 계산된 APP로부터 최대 확률을 갖는 상기 사용자별 복호 심볼값을 판정하여 상기 재확산 기능 수행시 입력값으로 제공하는 사용자별 복호 심볼값 판정수단

을 포함하는 간섭제거장치에서의 판정기능을 위한 맵 복호기.