KR20050010965A - 다중-입력, 다중-출력 통신 시스템에서 결합 등화를수행하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

다중-입력, 다중-출력 통신 시스템에서 결합 등화를수행하는 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050010965A
KR20050010965A KR10-2004-7020917A KR20047020917A KR20050010965A KR 20050010965 A KR20050010965 A KR 20050010965A KR 20047020917 A KR20047020917 A KR 20047020917A KR 20050010965 A KR20050010965 A KR 20050010965A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
equalized
slicing
communication system
received data
group
Prior art date
Application number
KR10-2004-7020917A
Other languages
English (en)
Inventor
장지안종
쿠치키란
베르그헤이키
Original Assignee
노키아 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노키아 코포레이션 filed Critical 노키아 코포레이션
Publication of KR20050010965A publication Critical patent/KR20050010965A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03012—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
    • H04L25/03019—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception
    • H04L25/03057—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception with a recursive structure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618—Space-time coding
    • H04L1/0631—Receiver arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03203—Trellis search techniques
    • H04L25/03229—Trellis search techniques with state-reduction using grouping of states
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03305—Joint sequence estimation and interference removal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/0335—Arrangements for removing intersymbol interference characterised by the type of transmission
    • H04L2025/03375—Passband transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/03433—Arrangements for removing intersymbol interference characterised by equaliser structure
    • H04L2025/03439—Fixed structures
    • H04L2025/03445—Time domain
    • H04L2025/03471—Tapped delay lines
    • H04L2025/03484—Tapped delay lines time-recursive
    • H04L2025/0349—Tapped delay lines time-recursive as a feedback filter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

다중 입력, 다중 출력 통신 시스템의 동작 동안에 수신되는, 수신 데이터 벡터들의 결합 등화를 수행하는 장치 및 그 방법이 개시된다. 대안적으로(alternately) 그룹 슬라이싱 동작, 분리 슬라이싱 동작, 및 연속 슬라이싱 동작으로 구현되는 슬라이싱 동작들은, 다중 입력, 다중 출력 통신 시스템의 수신 스테이션의 결합 등화기에서 구현된다. 일단 결합 등화되면, 등화된 데이터 벡터들은 결합 디코더(joint decorder)로 제공된다.

Description

다중-입력, 다중-출력 통신 시스템에서 결합 등화를 수행하는 장치 및 그 방법{Apparatus, and associated method, for performing joint equalization in a multiple-input, multiple-output communication system}
통신 시스템은 송신 스테이션과 수신 스테이션 사이에서 데이터 통신을 위해 제공된다. 데이터는 상기 송신 및 수신 스테이션 사이에서 상기 스테이션들을 상호 연결하는 통신 채널을 통해 통신된다.
송신 스테이션을 공급원으로 하는 데이터는 통신 채널상에서 통신이 가능한 형태로 변환된다. 그리고, 일단 수신 스테이션으로 전달되면, 정보를 제공하는 컨텐츠를 재생하기 위하여 통신된 데이터에 대한 재생(recovery) 동작이 수행된다. 무선 통신 시스템은 통신 시스템의 예시적인 종류이다. 무선 통신 시스템에서 정의되는 통신 채널은, 송신 및 수신 스테이션 사이에 동작가능하게 확장된 무선 링크로 정의된다.
무선 채널은 송신 스테이션과 수신 스테이션 사이에서 데이터를 통신하기 위해 이용되기 때문에, 만약 그렇지 않다면 상기 송신 및 수신 스테이션 사이를 연결하기 위하여 고정된 유선 연결을 설치하고, 상기 유선상에 통신 채널을 정의해야 되는 필요를 없애준다. 따라서, 무선 통신 시스템의 설치와 관련된 기본 시설(infrastructure) 비용은, 대응되는 유선 통신 시스템의 기본 시설을 설치하는데 요구되는 기본 시설 비용에 비하여 일반적으로 더 적다. 그리고, 무선 통신 시스템에서 동작가능한 통신 스테이션에게 이동성(mobility)를 제공해 줌으로써, 이동 통신이 실현 가능하다.
셀룰러(cellular) 통신 시스템은 무선 통신 시스템의 한 종류이다. 셀룰러 통신 시스템은 세계의 인구 밀집 지역의 중요한 부분에 걸쳐서 설치되어져 왔다. 셀룰러 통신 시스템은 다양한 동작 사항(specification) 중 소정의 동작 사항에 따라서 동작할 수 있도록 구축된다.
셀룰러 통신 시스템은, 통신 시스템에 의하여 포함되는 지리적 지역에 걸쳐서 설치되는 네트워트 시설(network infrastructure)을 포함한다. 네트워크 시설은 전형적으로, 베이스 트랜시버 스테이션으로 언급되기도 하고, 지리적 지역에 소정 간격으로 떨어져 위치한 다수의 고정지역(fixed-site) 무선 트랜시버들을 포함한다. 상기 베이스 트랜시버 스테이션 각각은, 셀룰러 통신 시스템의 이름이 유래된 셀(cell)이라 불려지는 소정 지역을 정의한다.
보통 이동 스테이션으로 언급되며, 상기 베이스 트랜시버 스테이션들 중 개별적인 어느 하나의 근접거리에 위치하는 가입자 스테이션들(subscriber stations)은, 베이스 트랜시버 스테이션과 통신을 할 수 있고, 이로 인해 이동 스테이션과 베이스 트랜시버 스테이션 사이에 데이터 통신을 가능하게 한다. 일반적으로, 이동 스테이션의 사용자는 통신을 위해, 통신 시스템에서 제공되는 서비스 가입의 구매함으로서 상기 통신 시스템으로의 접근이 허락된다.
이동 스테이션과 베이스 트랜시버 스테이션 사이에 걸친 무선 링크(link)에 의하여 정의되는 무선 통신 채널은, 보통 비이상적(non-ideal)인 통신 조건을 보여준다. 다른 유형의 통신 시스템에서 정의되는 통신 채널들 뿐만 아니라, 다른 유형의 무선 통신 시스템에서 정의되는 무선 통신 채널들은, 보통 비이상적인 통신 조건을 보여준다. 그러한 통신 채널에서 통신되는 데이터는 비이상적인 채널 조건에 의하여 왜곡된다. 만약 왜곡이 의미심장한 경우, 통신된 데이터의 정보제공 컨텐츠는 수신 스테이션에서 정확하게 재생될 수 없다.
통신되는 데이터에 가해지는 왜곡의 중요한 요인은 데이터의 다중 경로 전송에 의해 야기되는 페이딩(fading) 조건 때문이다. 상기 페이딩은 무선 또는 다른 통신 채널상에서의 데이터 통신동안 그 데이터의 정보를 저장한(information-bearing) 비트들의 값을 변경할 지도 모른다. 통신동안 데이터에 미치는 왜곡을 보상하여, 그로 인해 통신되는 데이터의 정보 컨텐츠의 회복을 용이하게 하기 위한다양한 기술들이 이용된다.
일반적으로, 통신 채널 상에서 통신되는 데이터의 중복성(redundancy)의 증가는, 통신 채널 상에서 보여지는 페이딩에도 불구하고, 데이터의 정보 컨텐츠가 재생될 수 있는 가능성(likelyhood)을 증가시킨다.
예를 들면, 인코딩 기술들은 때때로 데이터에 시간 중복성(time redundancy)을 주기 위하여 이용된다. 시간 중복성의 도입은 때때로 시간 다이버시티(time diversity)의 생성이라고도 언급된다.
공간 중복성(spatial redundancy)이 또한 때때로 이용된다. 공간 중복성은 , 때때로 공간 다이버시티(spatial diversity)로 언급되며, 일반적으로 별개의 물리적 경로상에서, 수신 스테이션으로 데이터를 전송하는 송신 스테이션의 하나 이상의 전송 안테나 변환기(transducer)를 이용하는 것을 말한다. 한 경로상에서 나타나는 페이딩은 다른 경로상에 나타나지 않는 것은 당연한다. 그리고, 수신 스테이션은 통신 데이터가 검출되고, 전기적 형태로 변환되는 하나 이상의 안테나 변환기를 때때로 이용한다.
다중 송신 안테나 및 다중 수신 안테나들이 이용되는 통신 시스템은 때때로 MIMO(Multiple-Input, Multiple-Output) 통신 시스템으로 불려진다. MIMO 통신 시스템에서, 독립적인 데이터 스트림들이 다중 송신 안테나 중 어느 하나에 의하여 전송될 수 있다. MIMO 시스템에서의 통신은 비이상적인 채널상에서 개선된 통신을 제공해 줄 뿐 아니라, 또한 그러한 통신 시스템 상에서, 일반적으로 송신 안테나의 수에 증가에 대응하여, 데이터 처리율(data throughput rate)의 증가를 가능케 한다. 즉, 잠재적인 데이터 처리율의 증가는, 이용되는 송신 안테나 수와 선형적으로 관계된다. 그리고, MIMO 시스템의 사용을 통해 허용되는 잠재적인 데이터 처리율의 증가를 실현하기 위하여, 수신 스테이션은 또한 부호간 간섭(inter-symbol interference:IFI) 및 다른 데이터 스트림에 의해 야기되는 간섭 등 데이터를 왜곡하는 간섭의 존재하에서, 송신 스테이션에 의하여 통신되는 각 개별적인 데이터 스트림들을 신뢰성있게 검출할 수 있어야 한다.
최선으로는, 상기 수신 스테이션은 다중 데이터 스트림에 대한 결합 검출(joint detection)을 수행한다. 그러나, 상기 결합 검출에 따라서 수행되는데 요구되는 등화(equalization) 동작의 복잡도는, 송신 안테나의 수 및 채널 메모리의 길이 양자와 함께 지수적으로 증가한다. 상기 등화 동작의 복잡도는 일반적으로 많은 응용분야에서 결합 검출의 실용적인 이용을 제한할 만큼 중요하다.
다중 입력, 다중 출력 통신 시스템의 수신 스테이션에서, 통신 데이터의 정보 컨텐츠의 재생은 결합 등화를 이용하는 결합 검출의 사용에 의하여 용이하게 될 수 있기 때문에, 수신 스테이션에서 결합 등화를 용이하게 하는 어떠한 방법이든 유익할 것이다. 그리고, 특히, 감소된 계산 복잡도 정도에 의하여 수행되는 결합 등화 동작을 가능하게 하는 어떠한 방법이든 유익할 것이다.
본 발명에서 개시하는 중요한 기술적 진보사항은 MIMO 통신 시스템에서의 통신과 관련된 전술한 기술적 배경에 근거한다.
본 발명은 일반적으로 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 통신 시스템의 동작 동안, 통신되는 데이터의 정보 컨텐츠를 재생하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세히는, 본 발명은 MIMO 시스템의 수신 스테이션에서 수신된 데이터 벡터들에 대한 결합 등화(joint equalization)를 수행하는 장치 및 그 방법에 관련된다. 슬라이싱 동작은, 결합 등화가 수행되는 수신 데이터 벡터들의 부호들(symbols) 사이의 병렬 천이(parallel transition) 상에서 수행된다. 결합 등화를 수행하는데 요구되는 계산의 복잡도는 종래의 결합 등화 절차들에 비하여 감소되고, 계산에 요구되는 복잡도의 정도는 종래 처리 장치의 상태를 이용하여서도 달성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 동작가능한, 예시적인 MIMO(multiple-input,multiple-output) 통신 시스템의 기능 블록도를 도시한 것이다.
도 2는 예시적인 구현에 따른 상기 도 1에 도시된 통신 시스템에서 이용되는 변조 스킴의 집합 분할 트리(a set partitioning tree)의 표시를 도시한 것이다.
도 3은 상기 도 2에 도시된 변조 스킴(scheme)이 이용되는, 도 1에 도시된 통신 시스템의 동작 동안에 생성되는 부호들 사이에서 가능한 병렬 천이의 트렐리스 구조를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 트렐리스에 나타낸 한 쌍의 노드를 도시한 것으로, 여기서는 그들 사이에 가능한 병렬 천이를 보여준다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동작에 따라 정의되는 한 부호 집합의 부호들의 콘스틸레이션(constellation)의 표시를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 방법에 의한 동작 방법을 나열한 방법 플로우 차트를 도시한 것이다.
따라서, 본 발명은 MIMO(multiple-input, multiple-output) 통신 시스템의동작 동안에 통신되는 데이터의 정보 컨텐츠를 편리하게(advantageously) 재생하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 실시예의 동작에 의하여, MIMO 시스템의 수신 스테이션에서 수신된 데이터 벡터들에 대한 결합 등화를 수행하는 방법이 제공된다.
슬라이싱 동작은, 결합 등화가 수행되는 수신 데이터 벡터들의 부호들(symbols) 사이의 병렬 천이상에서 수행된다. 결합 등화를 수행하는데 요구되는 계산의 복잡도는 종래의 결합 등화 절차에 비하여 감소되고, 결합 등화를 수행하는데 요구되는 계산의 복잡도 정도가 감소된다.
본 발명의 일 측면에서, 수신 데이터 스트림에 대한 결합 등화를 수행하는 수신 스테이션에서 수행되는데 요구되는 계산 복잡도 정도의 감소는, 보다 종래의 SISO(single-input, single-output) 수신 스테이션에서 이용된 감소 상태 등화기 구조의 분할-기반 프리필터/세트(prefilter/set patitioning-based reduced state equalizer structure)를 MIMO 결합 수신 스테이션으로 확장함으로써 실현된다.
본 발명의 다른 측면에서, MIMO 시스템을 위한 결합 등화가 제공된다. 결합 등화는 세트-분할-기반(set-partitioning-based), 감소-상태 등화 절차(reduced-state equalization procedure)로 구성된다. 상기 결합 등화는 감소된 복잡도 정도로 제공되고, 결합 등화는 종래의 처리 장치의 상태(conventional, state of the art processing devices)에 의하여 구현가능하다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 결합 등화 동작에 따라 수행되는 슬라이싱 동작은 수신된 데이터 벡터들의 부호들 사이의 병렬 천이상에서 수행된다. 차선(sub-optimal) 뿐만 아니라 최선(optimal)의 슬라이싱 동작 유형은, 데이터의 결합 등화를 수행하는 낮은 복잡도 방식을 달성하기 위하여, 병렬 천이상에서 수행된다. 본 발명의 실시예에 의한 동작에 따라 이용되는 최선의 슬라이싱 절차는, 간단하고 강제적인(brute-force) 검색 절차에 따라 요구되는 복잡도의 정도보다 낮은 복잡도 정도에서 수행되는 결합 등화를 가능하게 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 동안에, 그러한 동작을 수행하는데 훨씬 감소된 수의 계산만을 요구하는 차선의 슬라이싱 절차를 이용하여 결합 등화가 수행된다. 하나의 구현예에서, 분리된 슬라이싱 절차가 수신 스테이션에서 검출된 데이터 스트림의 부호들 상에서 수행된다. 그리고, 다른 구현예로서, 연속적인 슬라이싱 절차가 수행된다. 상기한 두 가지 절차들은 검출된 데이터 스트림의 결합 등화를 수행하는데 요구되는 계산 복잡도의 상당한 감소를 가능케 한다.
하나의 구현예에서, 결합 등화는 이동 스테이션과 같은, 셀룰러 이동 통신 시스템에서 동작하는 수신 스테이션에 제공된다. 셀룰러 무선 통신 시스템은 베이스 트랜시버 스테이션에 M 개의 송신 안테나와, 수신 스테이션에 N 개의 수신 안테나를 갖는 MIMO(multiple-input, multiple-output) 통신 시스템을 형성한다. 상기 개별적인 수신 안테나들은, 상기 수신 안테나들 각각에서 검출된 수신 데이터 스트림의 전기적 표현을, 전기적 형태로 변환한다. 전기적 표현은 먼저 결합(joint) MIMO 피드포워드(feed-forward) 필터에 제공된다. 그리고, 각각의 피드포워드 필터된 데이터 스트림은 결합 등화기(joint equalizer)에 제공된다. 결합 등화 동작은 상기 접화 등화기에서 수행된다. 결합 등화 절차 동안에, 데이터 스트림의 등화가 공동으로(jointly) 수행되지만 종래 계산에 요구되는 것에 비하여 현저하게 낮은 수준의 복잡도로 수행되는 최선의 방식 또는 차선의 방식에 의하여, 슬라이싱 동작이 수행된다.
그러므로, 이와 같은 측면들에서, 다중 입력 및 다중 출력 통신 시스템을 위한 장치 및 그 방법이 제공된다. 통신 시스템은 통신 채널 상에서 첫 번째 수신 데이터 벡터 및 수신 스테이션에 전송되는 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터를 수신하기 위한 수신 스테이션을 포함한다. 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터 값들의 결합 검출(joint detection)이 용이하게 된다. 결합 등화기는 일단 상기 수신 스테이션에서 수신된, 상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들의 수신 표시(receive indications)에 결합된다. 상기 결합 등화기는 첫 번째 등화된(equalized) 데이터 벡터 및 적어도 두 번째 등화된 데이터 벡터를 형성한다. 첫 번째 및 적어도 두 번째의 등화된 데이터 벡터는, 각각 등화된 부호들을 형성한다. 상기 등화된 부호들은, 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터를 표시하는 연속적인 부호들의 병렬 천이상에서 수행되는 슬라이싱 동작에 따라 생성된다.
아래에 간단하게 요약된 첨부된 도면으로부터, 본 발명의 보다 완벽한 이해와 범위가 얻어질 수 있다. 다음의 설명은 본 발명의 현재 바람직한 실시예에 대한 설명과 그에 따른 청구항들이다.
먼저 도 1을 참조하면, 일반적으로 10으로 나타낸 MIMO(multiple-input, multiple-output) 통신 시스템은 개별적으로 위치한(seperately-positioned) 통신 스테이션 사이에 데이터 통신을 제공한다. 여기서, 상기 MIMO 통신 시스템은 차세대 셀룰러 통신 시스템을 형성한다. 예를 들면, 상기 통신 시스템은, GSM/GPRS/EGPRS(global system for mobile communications/general package radio service/enhanced general packet radio service) 통신 표준안에 따라 구성된 셀룰러 통신 시스템의 표본이다.
상기 통신 시스템(10)은 또한, 다른 통신 표준안에 따라 구성된 셀룰러 통신 시스템을 포함하여 다른 유형의 MIMO 통신 시스템의 표본이다. 예를 들면, 상기 통신 시스템은 또한, WCDMA(wide-band, code-division, multiple-access) 통신 표준안에 따라 구성된 셀룰러 통신 시스템의 표본이다.
상기 통신 시스템(10)은, 이동 스테이션(12)으로 대표된 이동 스테이션들과 데이터의 송수신(transceiving)을 할 수 있는 네트워크부를 포함하는 것이 여기에 도시되었다. 상기 네트워크부는 베이스 트랜시버 스테이션(base transceiver station:BTS)(14)으로 대표되는, 위치가 고정된 다수의 베이트 트랜시버 스테이션을 포함한다. 데이터의 통신은 상기 베이트 트랜시버 스테이션과 상기 이동 스테이션 사이에서 무선 링크(16)를 이용하여 실행된다. 순방향링크(forward-link) 채널은 상기 베이스 트랜시버 스테이션으로부터 상기 이동 스테이션으로 데이터를 통신하는 무선 링크로 정의된다. 그리고, 역방향링크(reverse-link) 채널은 상기 이동 스테이션으로부터 상기 베이스 트랜시버 스테이션으로 데이터를 통신하는, 상기 이동 스테이션으로부터 상기 베이스 트랜시버 스테이션으로 확장된 무선 링크로 정의된다. 다음의 설명은 상기 순방향링크 채널 상에서 통신 시스템의 동작, 즉, 상기 베이트 트랜시버 스테이션에 의한 상기 이동 스테이션으로의 데이터 통신에 대하여 설명하지만, 본 발명의 실시예는 또한 상기 이동 스테이션으로부터 상기 베이스 트랜시버 스테이션으로의 역방향 링크 상에서의 통신에 관하여 구현되거나 설명되어질 수 있다.
여기서, 상기 베이스 트랜시버 스테이션(14)는 다수의 M개의 송신 안테나(18)를 포함한다. 그리고, 상기 이동 스테이션(12)은 다수의 N개의 수신 안테나(22)를 포함한다. 상기 베이스 트랜시버 스테이션의 송신 회로부는, 상기 무선 링크(16)의 순방향 링크 채널상에서 동시에 통신을 하기 위하여, 상기 송신 안테나(18)의 각각에 적용되는 순방향 링크 신호를 생성한다. 예를 들면, 데이터의 개별 블록들은 상기 송신 안테나들의 개별적인 하나에서 송신된다.
비교적 높은 데이터 처리율에서의 데이터 통신은, 데이터의 개별 블록들이 상기 별개의 송신 안테나에서 동시에 통신될 수 있음에 따라서 용이하게 된다. 그러나, 상기 이동 스테이션의 수신 안테나들은, 잠재적으로 상기 송신 안테나들 모두에 의하여 전송된 데이터 표시(indications of the data)를 검출한다. 그리고, 상기 이동 스테이션은 상기 송신 안테나들 각각에 의하여 상기 순방향 링크 상에서 통신된 데이터의 정보 컨텐츠를 재생하기 위하여 상당한 양의 처리를 수행할 것이 요구된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동작은 상기 정보 컨텐츠를 재생하기 위하여 감소된 복잡도 정도의 계산을 요구하면서, 통신되는 데이터의 정보 컨텐츠의 재생을 용이하게 한다. 여기서, 수신 스테이션을 구성하는 상기 이동 스테이션은, 상기 N개의 수신 안테나들(22)에 의하여 검출되는 데이터 상에서 동작하는 기능적 요소들을 포함한다. 여기서, 상기 수신 안테나들에 의하여 검출된 신호의 표시(indication)는, 상기 수신 안테나들(22)로부터 확장된 라인(26)에 형성되며, 그 후에는 혼합 요소(mixing element)(28)에 의하여 전송 주파수로부터 다운 믹스(down-mixed)된다. 상기 혼합 요소(28)는 기능적으로 나타내어졌으며, 예를 들어, 다단계 다운 믹싱 요소들을 대표한다. 일단 다운 믹스(down-mixed)된 수신 데이터는, 수신 필터인 r(t)(32)에 의하여 필터링된다. 그리고, 상기 수신 안테나(22) 각각에 의하여 수신된 데이터의 필터링된 표시(representations)는 결합(joint) 채널 추정기(CE, Channel Estimators)(34)에 제공된다.
상기 채널 추정기 각각에 의하여 추정된 수신 데이터의 추정값은, 라인(36)을 경유하여, 하나의 결합 MIMO 피드포워드(feed-forward) 필터(38)에 제공된다. 그리고, 수신 데이터의 결합 필터링된 표시(representation)는 라인들(42)에 생성된다.
상기 라인들(42)은, 본 발명의 일 실시예에 따라 동작하는 결합 등화기 요소(46)를 포함하는, 결합(joint) 차분 피드백 시퀀스 추정기(DFSE, differential feedback sequence estimator)(44)에 결합된다. 등화기(44)는 또한 가산요소(54)를 경유하여 피드백 배열로, 출력 라인들(52) 및 상기 라인들(42) 사이에 연결된 피드백 필터(48)를 포함한다. 그리고, 라인들(52)은 상기 등화기(46)에 의하여 생성된 등화값을 디코드하기 위한 동작을 하는 결합 디코더 기능부(54)로 확장된다.
상기 등화기(46)에 의하여 구현된, MIMO 시스템의 최적의 검출기는 송신된 모든 데이터 스트림의 결합 검출이다. Q를 콘스틸레이션(constellation) 크기, M을 송신 안테나들의 갯수, L을 채널 길이라고 하면, 이 방식에서의 상기 등화기의 복잡도는에 비례한다.으로 구성된 에지(edge) 시스템에서 Q=8, L=7 인 경우, 심지어 M=2일 때 복잡도는 실용적으로 고려될 수 있는 범위를 초과한다. 도 1에 도시된 감소된 복잡도의 수신기 구조에서, 상기 결합 등화기에 비하여MIMO MMSE-DFE 프리필터(38) 또는 MIMO 채널 단축 필터(38)가 선행된다. 이 필터는 효과적인 트렐리스 메모리 길이를 L에서, 보통 1 또는 2의 값을 갖는 Ls로 줄임으로써 복잡도를 크게 감소시킨다. 그럼에도 불구하고, 추가적인 감소없이는 실시간 응용에 여전히 적합하지 않다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 추가적인 복잡도의 감소를 위한 감소 상태 결합 등화 기반 집합 분할(set partitioning based reduced state joint equalization)이 이용된다.
감소 상태 등화(reduced state equalization)에 기반한 집합 분할(set partitioning)은 SISO(single-input, single-output) 시스템에서 등화기 복잡도를 감소시키는 것으로 알려졌다. SISO 등화기를 위하여 제안된 상기 집합 분할 원칙과 트렐리스 구조는 MIMO 결합 등화기로 확장될 수 있다. 그러나, 복잡도 감소의 한 가지 키요소, 즉 트렐리스에서 병렬 천이의 슬라이싱은 MIMO 트렐리스를 위해 구현되기 어렵다. 본 발명의 일 실시예에서, MIMO 트렐리스를 위한, 최선(그룹 슬라이싱) 및 차선(분리된 슬라이싱과 연속적인 슬라이싱)의 슬라이싱 방법이 제공된다. 그룹 슬라이싱은 가장 바람직하지만 보다 높은 복잡도를 요구한다. 분리된 슬라이싱과 연속적인 슬라이싱은 유사하게 더 낮은 복잡도를 갖으나, 일반적인 차선책이다. 분리된 슬라이싱(decoupled slicing)이 최선이 되도록 하는 충분 조건 또한 제공된다. 그리고, 이 조건이 충족되지 않은 경우, 연속적인 슬라이싱은, 복잡도와 성능 사이에서 더욱 좋은 트레이드오프(trade off)를 전달(deliver)한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통신 시스템, M 개의 송신 안테나, N 개의 수신 안테나는, 에지 MIMO 시스템(10)을 구현한다. 상기 수신기(12)는 공동으로(jointly) M개의 독립적인 송신 데이터 스트림을 검출한다. 여기서 사용되는 결합 프리필터(joint prefilter)는, 예를 들어, FIR MIMO 결합 프리필터이다. 상기 프리필터(38)는 유익하게, 결과적인 매트릭스 채널 임펄스 반응이 최소 위상인, IIR MIMO 프리필터로 점근적 수렴(asymptotic convergence)을 하는 FIR MIMO 프리필터를 보여준다. 실제적인 시스템에서, 상기 FIR MIMO 프리필터는 채널 에너지 프로파일(profile)을 개선, 즉 채널 에너지의 대부분을 초반 몇 개의 탭(tap)으로 이동시킬 수 있다. 이러한 개선된 채널 프로파일로 인해, 더 적은 파국적(catastrophic) 에러 전달의 위험에서, 트렐리스 메모리 크기 및 전체 등화기 복잡도를 감소시키는 결정 피드백이 트렐리스 기반 등화기에 병합될 수 있다.
시간 k에서, 프리필터링 후에 수신 신호 벡터는 다음 수학식 1과 같다.
yk는 N×1 수신 신호 벡터, B0..., B1은 N×M 크기의 채널 매트리스들, 및 ak...ak-L은 M×l 크기의 송신 부호 벡터들임을 유의한다.
채택된 하나의 중요한 가정은 MIMO 트렐리스를 위한 "균일한(uniform)" MIMO 집합 분할, 즉 각 데이터 스트림에 대한 집합 분할 규칙이 동일하다는 것이다. mth데이터 스트림에 대한 집합 분할 규칙은 Jm={J1;...;Jk-1;1;...l}로 표현된다. 여기서 K≤L 이고 Jk-1≤...≤J1≤8 이다. 전체 집합 분할 규칙은 J=J1...JM={J1;...;Jk-1;1;...1}M이다. 각 부호에 있어서, Jk=8;4 또는 2에서, 대칭 8 PSK 집합 분할 트리와 유사한 것이 이용된다.
이 집합 분할 트리는 도 2에서 도면부호 62로 일반적으로 나타냈다. 콘스틸레이션 부호들(64)은 도 2와 같이, 콘스틸레이션 점들을 표시하기 위한 e0;...;e7, 및 집합 지수들(set indices)을 표시하기 위하여 단순한 숫자들(plain numbers) 0;1 또는 0;1;2;3 이 사용되었다.
MIMO 시스템의 트렐리스를 도시하기 위한 예시의 목적을 위하여, 2개의 송신 안테나(18)를 갖고, 각 데이터 스트림은 2 상태 집합 분할 규칙을 채용하는 구현예에 관련하여 상기 시스템(10)이 설명된다. 다시 말해서, M=2 이고 J=f{2;1;...1}2이다. 이 특별한 시스템의 트렐리스는 일반적으로 도면 부호 72로 도 3에 보여진다. 시간 k에서, 특정 경로의 유클리디언 메트릭(Euclidean metric)은, 다음의 수학식 2와 같이, 주어진 부호 벡터 ak;ak-1;...;ak-L: 에 대한 조건부 확률값으로서 주어진다.
일단 트렐리스가 정해지면, MLSE 및 MAPSE 알고리즘이 부호 시퀀스를 검출하기 위하여 적용된다. MLSE 및 MAPSE 알고리즘은 SISO 시스템의 시퀀스 검출을 위해서도 이용할 수 있다. 그리고, 이러한 알고리즘들의 동작은 MIMO 시스템에 확장될 수 있다. 일반적으로, 만약 송신된 버스트에 대한 어느 쪽의 정보도 미리 알려지지 않으면, MLSE 및 MAPSE는 유사한 경성 결정 수행(hard decision perfomance)을 전달한다. 그러나, 부호화(coded) 시스템에서, 상기 등화기(44)로부터 디코더(54)로 연성(soft) 비트 결정을 전달하는 것이 일반적으로 바람직하다. MLSE의 변형인 연성 출력 비터비 알고리즘(SOVA, Soft Output Viterbi Algorithm)은 연성 비트 결정을 제공하는 데에 이용할 수 있다. 감소 상태 등화기에서, MAP 및 SOVA의 양자는 모든 비트에 대한 완벽한 연성 비트 정보를 생성하는 데에 유사한 문제점을 가지고 있음에 또한 주의해야 한다.
MIMO 감소 상태 등화에 있어서 두 가지 문제점이 유일하다. 첫 번째 문제점은, MIMO 트렐리스에서 병렬 천이의 슬라이싱이 복잡도 감소의 키라는 것이다. SISO 트렐리스에서는 슬라이싱이 쉬운 반면에, MIMO 트렐리스에서는 간단한 문제가 아니다. 본 발명의 실시예들은 MIMO 시스템에, 최선(그룹 슬라이싱) 및 차선의 슬라이싱(분리된 슬라이싱과 연속적인 슬라이싱) 알고리즘 모두를 이용한다. 연속적인 슬라이싱 방법은, 복잡도와 성능의 관점에서 최적의 트레이드오프를 제공한다. 두 번째 문제는, 감소 상태 MIMO 결합 등화기를 위한 연성 비트 계산이 SISO를 위하여 제안된 임베디드(embeddd) DFE 방법을 확장하고, MAPSE와 같은 트렐리스 기반 알고리즘이 실패한 경우 연성 비트 계산을 마친다(complete)는 것이다.
감소 상태 트렐리스에서, 다중 천이는 동일 노드로부터 시작하여 두 연속적인 단계에 있는 동일한 노드로 병합된다. 이러한 천이는 병렬 천이로 언급된다. 병렬 천이가 한 쌍의 노드들 사이에서 한 라인으로 나타내어진, 도 3에 도시된 트렐리스(72)에서는 이것이 분명하지 않다. 도 4에서는, 도 3에 도시된 트렐리스(72)의 한 쌍의 노드들 Sk-1=[0;0];Sk=[0;0] 사이에서, 일반적으로 도면부호 82로 나타낸 예시적인 병렬 천이를 도시하고 있다. 도시된 것은 도 4의 두 노드들 사이에서 가능한 병렬 천이(84)이다.
트렐리스의 임의의 한 쌍의 노드에 대하여, 모든 병렬 천이 중 최적의 경로가 결정되어져야 하고, 상기 경로와 연관된 유클리디언 메트릭이 이 한 쌍의 노드들 사이에서 경로 메트릭(metric of travelling)으로 된다. 복잡도 감소에 한가지 중요한 요소는, 병렬 천이들 중에서 최적 경로의 강제(brute force) 검색을 피하는 것이다. SISO 트렐리스에서, 슬라이싱이라 불리는 방법에 의하여 트릭이 행하여진다. 그러나, MIMO 시스템에 상기 슬라이싱을 확장하는 것은 간단하지가 않다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 복잡도와 성능 사이에서 다양한 트레이드 오프를 제공하는 최선 및 차선의 슬라이싱 알고리즘이 제공된다.
SISO 시스템에서, 슬라이싱 동작은 병렬 천이들 중에서 가장 적당한(likely) 경로를 결정하기 위하여 수행된다. 슬라이싱은 대부분의 경로 메트릭 계산을 제거함으로써 전체 알고리즘의 복잡도를 크게 감소시킨다. 예로써, 집합 분할이 J={2;1;...;1} 인 SISO 시스템을 예로 든다. 즉, 상태수는 2이고, 병렬 천이의 수는 4이다.
시간 k에서, (프리필터 후에) 수신된 신호는 다음 수학식 3과 같이 주어진다.
상기 b0;...;bL은 유효 채널 계수(effective channel coefficients)이고, ak;...ak-L은 송신된 부호들이다. 병렬 천이 환경(context)에서, 모든 ISI 부호들 ak;...ak-L은 알려지고, 천이 부호 ak는 알려진 집합 S에 속한다. 보편성의 손실 없이, ak∈S={e1;e3;e5;e7}인 콘스틸레이션 집합(92)의 예가 도 5에 도시되었다(만약, 상기 집합이 다른 4개의 콘스틸레이션 점들을 포함한다면 순환(rotation) 동작이 필요하다). 가장 적당한 ak∈S를 결정하기 위해서, 다음 수학식 4의 최적화 문제(optimization problem)가 풀린다.
여기서는 간섭이 없는(ISI-free) 수신 신호이다. 여기서, 최소 거리 메트릭을 선택함으로써, nk는 가우시안(Gaussian) 잡음으로 가정된다는 것에 유의해야 한다. 상기 수학식 4의 강제(brute force) 솔루션은 모든 4개의 거리들에 대하여 계산하는 것이다. 그러나, 소정의 콘스틸레이션의 기하학적 구조의 단순화가, 슬라이싱 솔루션을 추출하기 위하여 이용될 수 있다. 먼저, 상기 수학식 4는 다음의 수학식 5와 동일한 것이 쉽게 보여진다.
여기서, *은 공액 복소수를 나타내고, 첨자 r 및 i는 복소수의 실수부 및 허수부를 나타낸다. 또한,이다. 이제, 도 5에 주어진 바와 같은 집합의 4개의 콘스틸레이션 점들로, 상기 슬라이싱 규칙은 다음의 수학식 6과 같다는 것은 분명하다.
이고, 상기 예에서의 모든 병렬 천이들의 최소 메트릭은를 계산함으로써 얻어짐은 틀림없다. 슬라이싱 방법으로 인해, 유클리디언 거리 계산은 4개에서 1개로 감소되었음에 주목하자.
상기 설명들은 MIMO 트렐리스에서 병렬 천이의 슬라이싱에도 확장된다. M개의 동시에 송신되는 데이터 스트림에 대하여, 시간 k에서 상기 등화기에서 샘플된수신 신호 벡터는 상기 수학식 1로 주어진다. 다시, 병렬 천이 환경에서, ak-1;...;ak-l과 ak∈SM이며, 또한 SM은 M개의 튜플(tuple) 집합들이며, ak=[ak;...ak;M]TT 이라는 정보가 가정된다. MIMO 시스템에서 간섭이 없는(ISI free) 수신 신호는 다음의 수학식 7과 같다.
SISO 예에 관하여 상기 표시된 가정은 각 집합을 S={e1;e3;e5;e7}인 것으로 예시 및 가정한다. 병렬 천이의 수는 이제 MIMO의 경우 4M임에 주목한다. SISO 경우와 유사하게,로 나타낸 최적 경로는 다음의 수학식 8을 풀음으로써 얻어진다.
상기 수학식 8을 풀기 위한, 강제(brute force) 해답은 모든 4M경로를 거쳐서(go through) 가장 작은 메트릭을 갖는 하나를 발견하는 것이다. 상기 수학식 8에서 다른 부호들 ak;1;...ak;M사이의 교차항(cross term) 때문에, MIMO 트렐리스를위한 상기 수학식 6과 같은 간단한 슬라이싱 동작은 존재하지 않는다. 여기서, 직접 해결 방법에 비하여 4배로 메트릭 계산수를 감소시키는 그룹 슬라이싱 방법이 제안된다. 상기 방법은 모든 경로를, M-1개 심볼들의 모든 확률에 대응되는 4M-1 개의 그룹으로 분해하는 것이다. 예를 들면, 하나의 가능한 그룹화(grouping)는 ak;2;...ak;M의 고정된 집합에 의하여 파라미터로 나타낸, Ω(ak,2,...ak,M)으로 표현된다. 각 그룹에는 4개의 경로가 있고, 각 경로는 다른ak;1을 갖으나, 동일한 ak;2;...;ak;M을 갖는다. 이제 상기 수학식 8은 두 단계의 최적화 과정으로 변형된다: 첫째, 주어진 그룹 Ω(ak,2,...ak,M)( 고정된 ak;2;...ak;M의 집합에 대한)의 최적의 ak;1을 찾는 것; 둘째, 그룹의 모든 확률들을 조사하여 전체적으로 가장 작은 것을 찾는 것이다. 수학적으로, 상기 수학식 8은 다음의 수학식 9와 같이 다시 표현된다.
괄호 내부에서 최소화는 단지 ak;1에 관련되므로, 더욱 감소될 수 있다. 이를 위해,는 대각(diagonal) 행렬이라고 가정한다. L은 더 낮은 삼각형이고, D=diag[d1...dM]은 대각(diagonal) 행렬이라 하였을 때, 상기와 같지 않다면,로 간단(factored out)해 질 수 있어서, L은 Zk및 B0에 흡수될 수 있어서, 비용 함수(cost function)가이 된다. 여기서,이고,이다. 이제, 이러한 가정으로, 상기 수학식 9의 괄호 내부의 최소화 문제는 소정의 간단화 과정 후에, 다음 수학식 10과 같은 하나의 변수 최적화(single variable optimization) 문제로 감소된다.
여기서,이다. 그리고,( 여기서, (B0)mn은 B0의 mth행과 nth열의 성분을 나타낸다 )는 다음의 수학식 11과 같이 더욱 감소될 수 있다.
여기서,이다. 상기 수학식 11은 상기 수학식 5와 정확하게 동일하고, 그러므로 상기 수학식 6에서 유도된 슬라이싱 규칙은 최적의 ak;1을 얻는 데에 적용될 수 있음에 주목하자.
일단 각 그룹 Ω(ak,2,...ak,M)에 대한 최적의 ak;1이 결정되면, 그것은 상기 그룹의 거리 메트릭(distance metric)을 계산하는데 사용될 수 있다. 그 후에, 상기 수학식 9에서 바깥쪽 레벨(outer level)의 최소화가 4M-1그룹 메트릭에 대한 최소값을 검색함으로써 수행된다. 결론적으로, 그룹 슬라이싱 방법은, 직접 해법(direct solution)에서 필요로 하는 4M개에 대비하여, 4M-1개의 유클리디언 메트릭 계산이 필요하다.
분리 슬라이싱 방법(decoupled slicing method)이 대안책으로, 상기 수학식 8을 풀기 위해 사용된다. 분리 슬라이싱 방법에서, ak의 M 개의 부호 각각은 별개로 최적화되고, 유클리디언 메트릭 계산의 수는 4M에서 1로 감소된다. 이 방법이 최적화되기 위한 충분 조건이 존재한다. 이것을 확인하기 위해서, 수학식 8은 다음의 수학식 12와 같이 다시 쓰여진다.
여기서,이다. 다음 수학식 13의 충분 조건은 분리 슬라이싱이 최적화되기 위하여 요구된다.
여기서, D=diag[d1;...dM]은 소정의 대각 행렬이다. 만약 이 조건이 충족된다면, 상기 수학식 12는 다음의 수학식 14가 된다.
상기 수학식 14에서 상기 심볼들과 관련된 메트릭들은 분리되고, 교차항이 없음이 관찰된다. 그러므로, 상기 수학식 14는 M 개의 개별적인 최적화 문제로 분리된다.
이제, SISO 슬라이싱 규칙인 상기 수학식 6은 각 부호를 검출하는데 적용될 수 있다. 전에 지적한 바와 같이, 충분 조건인 수학식 13이 만족될 때, 분리 슬라이싱 방법은 최적이다. 그러나, 이러한 조건을 만족하는 프리필터를 설계하는 것은 어려울 지도 모른다. 만약, 상기 조건인 수학식 13이 만족되지 않는다면, 분리슬라이싱은 차선의 방법으로서 여전히 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 행렬의 비대각선(off-diagonal) 성분을 무시하고,를 얻기 위하여 다음 수학식 16을 푼다.
여기서,는, 대각(diagonal) 성분들이 행렬과 동일한 대각 행렬이다. 이제 분리 슬라이싱 방법이 상기 수학식 16을 해결하는데 이용될 수 있다.
분리 슬라이싱 방법은 병렬 천이의 검출 복잡도를 크게 감소시킨다. 그러나, 만약 최적화를 위한 충분 조건이 만족되지 않는다면, 성능 손실은 그룹 슬라이싱 방법과 비교하여 중요하다(시뮬레이션 결과에 도시된 바와 같이 약 0.5㏈ 차이). 다른 차선책의 슬라이싱 방법, 즉, 충분 조건을 요구하지 않고 복잡도와 성능의 관점에서 더 좋은 트레이드오프를 제공하는, 연속적인 슬라이싱 방법이 대안적으로 사용된다. 한편으로, 연속 슬라이싱 알고리즘의 복잡도는 대략 분리 슬라이싱 알고리즘과 동일한다; 다른 한편으로, 그룹 슬라이싱 알고리즘에 대한 성능 손실이 무의미해진다.
출발점은 상기 수학식 12이다.는 양의 한정된 허미티언(hermitian) 행렬인 것으로 가정한다. 시스템적(systemetric) LU 분해(decomposition)는 다음 식과 같은 행렬에 대하여 항상 존재한다:
여기서, U는 성분들이 Uij로 표시되는 윗부분의 삼각 행렬이고, Uij=0;i>j이다. 상기 수학식 17을 상기 수학식 12로 대체하면 다음의 수학식이 얻어진다:
상기 수학식 18의 비용 함수(cost function)는 유일한 구조를 가지고 있다. 첫째, i=1;...M 으로 인덱스되는(indexed) M 개의 정사각 메트릭 항들의 합계임에 유의한다. 게다가, Mth항은 오직 ak;M의 함수이지만, 반면에 M-1th항은 ak;M;ak;M-1, 등의 함수이다. 이것은, ak;M;ak;M-1;...ak;1의 순서로 부호들을 검출하는 연속 슬라이싱 알고리즘을 제안한다. 상기 알고리즘은 다음과 같이 개관될 수 있다.
1. i=M으로부터 시작해서, 다음의 식으로부터 ak;M을 검출하기 위하여 기본적인SISO 슬라이싱을 이용한다.
2. 검출(detection)이로 구성된다고 가정하면,는 다음과 같이 주어진다:
여기서,이다.
3. I=1이라 하고, 만약 I>0 이면 상기 2 단계를 반복하고; 그렇지 않으면 빠져나온다.
오직 M 개의 슬라이싱 동작과 1 개의 유클리디언 메트릭 계산이 연속 슬라이싱에 필요한 것이 보여진다. 이것은 분리 슬라이싱에서도 마찬가지다. 유일한 오버헤드(overhead)는, 상수 C 값이 계산되는, 각 슬라이싱 동작의 준비로부터 기인한다.
일반적으로 도면부호 102에 도시된 바와 같이, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동작 방법을 도시하고 있다. 상기 방법은 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신데이터 벡터들 값의 결합 검출(joint detection)을 용이하게 한다.
첫 번째로, 블록(104)에 표시된 바와 같이, 슬라이싱 동작이 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들의 연속적인 부호의 병렬 천이상에서 수행된다. 그 다음, 블록(106)에 표시된 바와 같이, 첫 번째 등화된(equalized) 데이터 벡터 및 적어도 두 번째 등화된 데이터 벡터가 형성된다. 상기 데이터 벡터들은 상기 단계 104에서 수행되는 슬라이싱 동작에 응답하여 형성된다. 결합 등화는 MIMO 시스템의 수신 스테이션에서 수신된, 수신 데이터 벡터들 상에서 수행된다. 결합 등화는 종래의 결합 등화 기술에 비하여 감소된 복잡도 정도의 계산을 필요로 하며 수행된다. 감소된 복잡도 정도로 인하여, 결합 등화는 종래의 처리 장치 상태에서도 구현 가능하다.
전술한 것은 본 발명을 구현하기 위한 바람직한 예들이고, 본 발명의 범위는 전술한 설명에 의하여 반드시 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 다음의 청구항에 의하여 정의된다.

Claims (20)

  1. 통신 채널상에서 전송되는 첫 번째 수신 데이터 벡터 및 적어도 두 번째 데이터 벡터를 수신하는 수신 스테이션을 구비하는 다중 입력, 다중 출력 통신 시스템에서, 상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들 값의 결합 검출(joint detection)이 용이하도록 수신 스테이션을 위한 장치의 개선으로, 상기 장치는,
    상기 수신 스테이션에서 수신된 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 벡터들의 표시(indication)를 수신하기 위해 결합 등화기를 포함하고, 상기 결합 등화기는 첫 번째 등화된 데이터 벡터 및 적어도 두 번째 등화된 데이터 벡터를 형성하고, 상기 첫 번째 등화된 데이터 벡터 및 적어도 두 번째 등화된 데이터 벡터들은 각각 등화된 부호들로 구성되며, 상기 등화된 부호들은 상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들의 연속적인 부호 표시들의 병렬 천이들에 대하여 수행되는 슬라이싱 동작에 따라서 생성되는 등화된 부호들인 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 등화된 벡터들은 최소 메트릭으로 구성된 최적 경로를 정의하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 결합 등화기에 의하여 수행되어, 상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 등화된 데이터 벡터들의 등화된 부호들을 생성하는 슬라이싱 동작들은, 각각,
    상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들이, 첫 번째 수신 데이터 벡터 그룹 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터 그룹으로 분리되는 그룹 슬라이싱 동작을 포함하고, 상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터 그룹 각각에 대한 최적 경로가 정의되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 결합 등화기에 의하여 수행되어 상기 등화된 부호를 생성하는 그룹 슬라이싱 동작은,
    상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터 그룹에 대하여 정의된 최적 경로들 중 하나를 그룹-최적 경로로 선택하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 결합 등화기에 의하여 최적 경로들 중에 선택된 그룹-최적 경로는 전체 최소 경로 길이를 나타내는 최적 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 결합 등화기에 의하여 수행되어, 상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 등화된 데이터 벡터들의 등화된 부호를 생성하는 상기 슬라이싱 동작들 각각은,
    상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들의 표시 부호들의 연속적인 집합들 각각이 연속적으로 최적화되는 분리 슬라이싱 동작을 포함하고, 상기 연속적인 집합들의 부호들은 서로 분리된 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    부호들의 연속적인 집합은,
    다중 입력, 다중 출력 통신 시스템의 M개의 다중 입력의 수에 대응되는 숫자인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 부호들의 연속적인 집합들 사이에서의 병렬 천이의 최적화는, 상기 결합 등화기에서 최소 메트릭 경로의 선택에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 결합 등화기에 의하여 수행되어, 상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 등화된 데이터 벡터들의 등화된 부호들을 생성하는 슬라이싱 동작들 각각은,
    상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들의 표시 부호의 연속적인 집합들이 연속적으로 최적화되는 연속 슬라이싱 동작을 포함하는 것을 특징으로하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    부호들의 연속적인 집합들은 다중 입력, 다중 출력 통신 시스템으로의 다중 입력의 M 개의 다중 입력 갯수에 대응되는 수인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 부호들의 연속적인 집합들 사이에서의 병렬 천이의 최적화는, 최소 경로 메트릭의 선택에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 다중 입력, 다중 출력 통신 시스템은, 셀룰러 이동 스테이션의 수신 포스트를 구비한 수신 스테이션과, 상기 결합 등화기가 상기 셀룰러 이동 스테이션에 구현된 셀룰러 무선 통신 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 다중 입력, 다중 출력 통신 시스템은, 위치가 고정된 트랜시버의 수신부를 구비한 수신 스테이션과, 상기 결합 등화기가 첫 번째 위치의 트랜시버에 구현된 셀룰러 무선 통신 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 수신 스테이션은 결정 피드백 시퀀스 추정기를 구비하고, 상기 결합 등화기는 상기 결정 피드백 시퀀스 추정기의 일 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 통신 채널상에서 전송되는 첫 번째 수신 데이터 벡터 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터를 수신하는 수신 스테이션을 구비하는 다중 입력, 다중 출력 통신 시스템에서의 통신 방법에 있어서, 상기 수신 스테이션이 상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들 값의 결합 검출이 용이하도록 하는 방법의 개선에 관한 것으로, 상기 방법은,
    상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터들의 연속적인 부호들의 병렬 천이들에 대하여 슬라이싱 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 동작 동안에 수행되는 슬라이싱 동작에 응답하여, 첫 번째 등화된 데이터 벡터 및 적어도 두 번째 등화된 데이터 벡터를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 병렬 천이들에 대하여 슬라이싱을 수행하는 동작은,
    상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 획득된(secured) 데이터 벡터들을 첫 번째 수신 데이터 벡터 그룹으로 분리하는 그룹 슬라이싱 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 첫 번째 및 적어도 두 번째 수신 데이터 벡터 그룹 각각에 대한 최적경로를 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 정의 동작 동안 정의된 상기 최적 경로들 중에서 하나를 그룹-최적 경로로 선택하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 선택 동작 동안에 선택된 그룹-최적 경로는 전체 최소 경로 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 병렬 천이들에 대하여 슬라이싱 동작을 수행하는 동작은, 상기 병렬 천이들에 대한 분리 슬라이싱 동작의 수행을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 병렬 천이들 상에서 슬라이싱 동작을 수행하는 동작은, 상기 병렬 천이들에 대한 연속적인 슬라이싱 동작의 수행을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR10-2004-7020917A 2002-06-26 2003-06-25 다중-입력, 다중-출력 통신 시스템에서 결합 등화를수행하는 장치 및 그 방법 KR20050010965A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/180,237 US7212566B2 (en) 2002-06-26 2002-06-26 Apparatus, and associated method, for performing joint equalization in a multiple-input, multiple-output communication system
US10/180,237 2002-06-26
PCT/US2003/020108 WO2004004137A2 (en) 2002-06-26 2003-06-25 Apparatus, and associated method, for performing joint equalization in a multiple-input, multiple-output communication system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050010965A true KR20050010965A (ko) 2005-01-28

Family

ID=29778887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2004-7020917A KR20050010965A (ko) 2002-06-26 2003-06-25 다중-입력, 다중-출력 통신 시스템에서 결합 등화를수행하는 장치 및 그 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7212566B2 (ko)
EP (1) EP1573928A4 (ko)
KR (1) KR20050010965A (ko)
CN (1) CN100576732C (ko)
AU (1) AU2003247657A1 (ko)
WO (1) WO2004004137A2 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7340016B2 (en) 2001-05-11 2008-03-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Equalizers for multi-branch receiver
US7715508B2 (en) 2005-11-15 2010-05-11 Tensorcomm, Incorporated Iterative interference cancellation using mixed feedback weights and stabilizing step sizes
US7822150B2 (en) * 2003-03-15 2010-10-26 Alcatel-Lucent Usa Inc. Spherical decoder for wireless communications
SE0400370D0 (sv) * 2004-02-13 2004-02-13 Ericsson Telefon Ab L M Adaptive MIMO architecture
US7830975B2 (en) * 2004-04-12 2010-11-09 Nokia Corporation I/Q MIMO detection for single antenna interference cancellation
EP1810469A4 (en) * 2004-11-12 2010-06-02 Intel Corp METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING EQUALIZATION AND DECODING OF A COMMUNICATION SYSTEM
US7826516B2 (en) * 2005-11-15 2010-11-02 Rambus Inc. Iterative interference canceller for wireless multiple-access systems with multiple receive antennas
US7991088B2 (en) * 2005-11-15 2011-08-02 Tommy Guess Iterative interference cancellation using mixed feedback weights and stabilizing step sizes
US7561633B2 (en) * 2005-07-13 2009-07-14 Leanics Corporation System and method for MIMO equalization for DSP transceivers
US7733941B2 (en) * 2005-11-15 2010-06-08 Rambus, Inc. Inter-symbol interference cancellation for wireless multiple access
US7623602B2 (en) * 2005-11-15 2009-11-24 Tensorcomm, Inc. Iterative interference canceller for wireless multiple-access systems employing closed loop transmit diversity
US20070110135A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-17 Tommy Guess Iterative interference cancellation for MIMO-OFDM receivers
DE102006029464A1 (de) * 2005-12-23 2007-06-28 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren und Entzerrer zur Detektion von über einen zeitveränderlichen Übertragungskanal übertragenen Datensymbol-Sequenzen aus einem diese enthaltenden Empfangssignal
US7916841B2 (en) * 2006-09-29 2011-03-29 Mediatek Inc. Method and apparatus for joint detection
US8059745B2 (en) 2008-08-06 2011-11-15 Texas Instruments Incorporated Sharing logic circuitry for a maximum likelihood MIMO decoder and a viterbi decoder
CN101867970B (zh) * 2009-04-15 2013-07-31 摩托罗拉移动公司 用于确定无线通信系统中的移动站的移动性的方法和装置
EP2745427B1 (en) * 2012-06-18 2017-12-27 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Prefiltering in mimo receiver

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6870882B1 (en) * 1999-10-08 2005-03-22 At&T Corp. Finite-length equalization over multi-input multi-output channels
WO2001028174A1 (en) * 1999-10-14 2001-04-19 Schatz, Yaakov Reduced state sequence estimation signal detection method
US7042938B2 (en) * 2001-08-13 2006-05-09 Nokia Corporation Soft bit computation for a reduced state equalizer
US7359466B2 (en) * 2001-08-24 2008-04-15 Lucent Technologies Inc. Signal detection by a receiver in a multiple antenna time-dispersive system

Also Published As

Publication number Publication date
CN1914798A (zh) 2007-02-14
EP1573928A2 (en) 2005-09-14
AU2003247657A8 (en) 2004-01-19
US7212566B2 (en) 2007-05-01
WO2004004137A2 (en) 2004-01-08
US20040001537A1 (en) 2004-01-01
AU2003247657A1 (en) 2004-01-19
CN100576732C (zh) 2009-12-30
EP1573928A4 (en) 2010-09-08
WO2004004137A3 (en) 2006-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20050010965A (ko) 다중-입력, 다중-출력 통신 시스템에서 결합 등화를수행하는 장치 및 그 방법
US20060008018A1 (en) VOFDM receiver correlation matrix processing using factorization
KR101085708B1 (ko) 다중-브랜치 수신기용 등화기
EP1829308B1 (en) Adaptive signal set partitioning for reduced sate equalization and joint demodulation of multiple user signals
Fragouli et al. Prefiltered space-time M-BCJR equalizer for frequency-selective channels
US7480340B2 (en) Signal estimation methods and apparatus
US8155177B2 (en) Equalization of transmit diversity space-time coded signals
US8054909B2 (en) Method of selecting candidate vector and method of detecting transmission symbol
Schober et al. Performance analysis and design of STBCs for frequency-selective fading channels
US7269226B2 (en) Data processing method
US6693568B2 (en) Apparatus, and an associated method, for detecting digital data using MLSE detection with a dynamically-sized trellis
Viswanathan et al. Space-time signaling for high data rates in EDGE
Kuhn et al. A new scalable decoder for linear space-time block codes with intersymbol interference
Xue et al. Per-survivor processing-based decoding for space-time trellis code
Chen et al. Iterative receiver for mobile MIMO-OFDM systems using ICI-aware list-update MIMO detection
EP1753192B1 (en) Sequence estimation for space-time coded signals
Shubhi et al. Pseudo distance for trellis coded modulation in overloaded MIMO OFDM with sphere decoding
Zhang et al. Space-time MIMO receiver with constrained optimization
Souza et al. Semiblind EM-Based Iterative Receivers for Space–Time-Coded Modulation and Quasi-Static Frequency-Selective Fading Channels
Dong et al. A new family of soft equalizers in broadband wireless MIMO systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application