KR20060105416A - Method for soft-demodulation and soft-modulation of multi-antenna system - Google Patents

Method for soft-demodulation and soft-modulation of multi-antenna system Download PDF

Info

Publication number
KR20060105416A
KR20060105416A KR1020050123521A KR20050123521A KR20060105416A KR 20060105416 A KR20060105416 A KR 20060105416A KR 1020050123521 A KR1020050123521 A KR 1020050123521A KR 20050123521 A KR20050123521 A KR 20050123521A KR 20060105416 A KR20060105416 A KR 20060105416A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lookup table
soft
modulation
variance
interpolation
Prior art date
Application number
KR1020050123521A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100771996B1 (en
Inventor
시치 가오
시야오후 요우
원진 왕
Original Assignee
사우스이스트 유니버시티
한국전자통신연구원
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 사우스이스트 유니버시티, 한국전자통신연구원 filed Critical 사우스이스트 유니버시티
Publication of KR20060105416A publication Critical patent/KR20060105416A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100771996B1 publication Critical patent/KR100771996B1/en

Links

Images

Abstract

본 발명은 다중안테나 시스템의 소프트 복조 및 소프트 변조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고레벨 직교진폭변조 중 소프트 복조와 소프트 변조의 빠른 구현 방법은 고레벨의 QAM(직교진폭변조)를 이용하여 변조하는 고속 데이터 전송 이동통신 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for soft demodulation and soft modulation of a multi-antenna system. More specifically, a method for quickly implementing soft demodulation and soft modulation among high-level quadrature amplitude modulation is a high-speed modulation using high-level QAM (orthogonal amplitude modulation). The present invention relates to a data transmission mobile communication method.

본 발명은 상기 소프트 복조의 구현 방법은 빠른 룩업테이블 방법을 이용하며, 이는 먼저 소프트 복조에 사용되는 룩업테이블을 생성하여 저장하고, 채널계수를 근거로 수신된 신호와 노이즈의 분산(variance)에 대하여 정상화(normalization) 처리를 진행하고, 정상화처리된 수신 신호를 양자화(quantization)하여, 양자화된 후의 신호에 대해 룩업테이블 또는 룩업테이블에 인터폴레이션(interpolation)을 결합한 방법을 진행하여 룩업테이블 후 얻어진 값에 정상화시킨 노이즈 분산을 곱하여 필요한 비트의 우도비(LR)를 얻는 단계를 포함하며, 고레벨 직교진폭변조 중의 소프트변조방법은 비트 우도비를 전환하여 계산하되, 자연 QAM 맵핑되는 부호와 비트의 리니어 관계에 따라, 비트의 평균치와 분산을 근거로 부호의 평균치와 분산을 계산하는 단계를 포함한다.According to the present invention, the method for implementing soft demodulation uses a fast lookup table method, which first generates and stores a lookup table used for soft demodulation, and compares a received signal and noise variance based on a channel coefficient. A normalization process is performed, the normalized processed signal is quantized, and a method of combining interpolation with a lookup table or a lookup table for the signal after quantization is performed to normalize values obtained after the lookup table. Multiplying the noise variance to obtain the likelihood ratio (LR) of the required bits, wherein the soft modulation method of the high-level quadrature amplitude modulation is calculated by switching the bit likelihood ratio according to the linear relationship between the code and the bit being mapped to the natural QAM. Calculating the mean and variance of the sign based on the mean and variance of the bits.

직교주파수다중분할(OFDM), 동기화 방법, 블록 전송시스템 Orthogonal Frequency Multiplexing (OFDM), Synchronization Method, Block Transmission System

Description

다중안테나 시스템의 소프트 복조 및 소프트 변조 방법 {Method for Soft-Demodulation and Soft-Modulation of Multi-Antenna System}Soft demodulation and soft modulation method for multi-antenna systems {Method for Soft-Demodulation and Soft-Modulation of Multi-Antenna System}

도 1은 룩업테이블로 소프트 복조를 구현하는 기본 블록도이다.1 is a basic block diagram for implementing soft demodulation with a lookup table.

도 2는 룩업테이블에 리니어 인터폴레이션을 결합하여 소프트 복조를 구현하는 기본 블록도이다.2 is a basic block diagram for implementing soft demodulation by combining linear interpolation with a lookup table.

도 3은 그레이 맵핑 소프트 변조 블록도이다.3 is a gray mapping soft modulation block diagram.

본 발명은 다중안테나 시스템의 소프트 복조 및 소프트 변조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고레벨 직교진폭변조 중 소프트 복조와 소프트 변조의 빠른 구현 방법은 고레벨의 QAM(직교진폭변조)를 이용하여 변조하는 고속 데이터 전송 이동통신 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for soft demodulation and soft modulation of a multi-antenna system. More specifically, a method for quickly implementing soft demodulation and soft modulation among high-level quadrature amplitude modulation is a high-speed modulation using high-level QAM (orthogonal amplitude modulation). The present invention relates to a data transmission mobile communication method.

미래의 무선통신시스템은 고속의 데이터 전송을 요구할 뿐만 아니라, 높은 주파수 스펙트럼 이용효율을 요구한다. 고레벨 변조는 무선통신 시스템이 높은 주파수 스펙트럼 이용율을 실현하는 일종의 유효한 수단이다. 그리고 Turbo 부호, LDPC 부호 등 강력한 에러컨트롤코드는 또한 통신 시스템의 항간섭 능력을 대폭 강화시켜준다. 따라서 비트 인터리브 코드 변조는 무선통신 시스템의 중요한 기본대역 처리방법이 되었다. 이러한 시스템 중, 디코더는 검출기(복조기)로부터의 비트 우도비가 필요하며, 특히 고레벨로 변조된 상황에서, 복조는 여전히 상대적으로 복잡한 과정이다.Future wireless communication systems not only require high speed data transmission, but also require high frequency spectrum utilization. High level modulation is a kind of effective means for wireless communication systems to realize high frequency spectrum utilization. Powerful error control codes, such as Turbo codes and LDPC codes, also greatly enhance the anti-interference capabilities of communication systems. Bit interleaved code modulation has therefore become an important baseband processing method in wireless communication systems. Of these systems, decoders require bit likelihood ratios from detectors (demodulators), and demodulation is still a relatively complex process, especially in high level modulated situations.

이러한 통신 시스템은, 유선통신 시스템과 무선통신 시스템을 포함하며, 어댑티브 코드변조는 시스템의 작업 효율을 향상시키는 중요한 기술이다. 어댑티브 코드 변조의 작업 원리는 채널(channel) 조건에 따라 변조 및 코드 방식을 적응되도록 조정함으로써 시스템의 공률 효율과 주파수 스펙트럼 효율을 향상시키는 것이다. 그러나 수신단에서 각종 변조의 복조 방법이 완전히 같지 않고, 복잡도에도 역시 차이가 있으므로 전통적인 복조 방법으로는 원활한 어댑티브 복조를 구현하기가 불리하다. 본 발명은 룩업테이블 또는 룩업테이블과 다위상식(multi phase) 인터폴레이션을 결합한 방법을 사용하여 소프트 복조를 신속히 구현하고 복잡도를 효과적으로 낮추고자 한 것이다.Such communication systems include wired communication systems and wireless communication systems, and adaptive code modulation is an important technique for improving the working efficiency of the system. The principle of adaptive code modulation is to improve the power efficiency and frequency spectrum efficiency of the system by adjusting the modulation and code schemes to adapt to channel conditions. However, since the demodulation methods of the various modulations are not exactly the same and the complexity is also different, it is disadvantageous to implement smooth adaptive demodulation with the conventional demodulation method. The present invention aims to quickly implement soft demodulation and effectively reduce complexity by using a lookup table or a method that combines a lookup table with multi-phase interpolation.

수많은 디코딩을 반복 검측하는 시스템에서는 디코더가 피드백하는 소프트 정보를 근거로 신호의 평균치 분산을 재구축할 필요가 있는데, 이로써 사전정보를 지닌 MMSE 검측 또는 간섭 상쇄(interference cancellation) 의 검측을 진행할 수 있다. 그러나 변조 레벨 수가 너무 높을 때에는 비트 우도비로부터 신호의 평균치 분산을 재구축하는 복잡도가 여전히 높은 편이다.In systems that repeatedly detect a large number of decoding, it is necessary to reconstruct an average variance of a signal based on soft information fed back by a decoder, so that MMSE detection or interference cancellation with advance information can be detected. However, when the number of modulation levels is too high, the complexity of reconstructing the mean variance of the signal from the bit likelihood ratio is still high.

이에 본 발명자들은 상술한 문제점을 극복하기 위하여 예의 노력한 결과, 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have completed the present invention as a result of diligent efforts to overcome the above problems.

결국, 본 발명의 목적은 일종의 고레벨 직교진폭변조 중 소프트 복조(즉 신호 검측값과 노이즈 분산을 근거로 비트 우도비를 계산하는 것)와 소프트 변조(즉 비트 우도비를 근거로 부호 통계량을 계산하는 것)의 낮은 복잡도를 구현하는 방법을 제공하여, 동위상(In phase)/직교의 QAM 변조방식에 적용시키고자 하는 데 있다.After all, an object of the present invention is to calculate soft demodulation (i.e., calculate the bit likelihood ratio based on signal detection and noise variance) and soft modulation (i.e., calculate the code statistic based on bit likelihood ratio). It is to provide a method of realizing a low complexity of the, to be applied to the in-phase / quadrature QAM modulation scheme.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일종의 다중 안테나 시스템의 소프트 복조 및 소프트 변조 방법에 있어서, 상기 소프트 복조의 구현 방법은 빠른 룩업테이블 구현 방법을 채택하여, (a) 소프트 복조에 사용되는 룩업테이블을 생성 및 저장하는 단계; (b) 채널계수를 근거로 수신된 신호와 노이즈 분산에 대하여 정상화 처리를 진행하는 단계; (c) 정상화 처리된 수신 신호에 대해 양자화를 진행하는 단계; 및 (d) 양자화 후의 신호에 대하여 룩업테이블 또는 룩업테이블과 인터폴레이션의 결합을 진행하고, 룩업테이블 후 얻은 값에 정상화된 노이즈 분산을 곱하여 필요한 비트의 우도비를 얻는 단계를 포함하며; 상기 소프트 변조 방법은 (e) 상기 비트 우도비를 전환하여 계산하는 단계; 및 (f) 자연 QAM 맵핑된 부호와 비트의 리니어 관계에 따라, 비트의 평균치와 분산을 근거로 부호의 평균치와 분산을 계산하는 단계를 포함하되, 만약 QAM 맵핑 방식이 자연맵핑일 경우 (d)는 생략 가능한 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for soft demodulation and soft modulation of a multi-antenna system, wherein the method for implementing soft demodulation adopts a fast lookup table implementation method, and (a) a lookup table used for soft demodulation. Generating and storing; (b) normalizing the received signal and the noise variance based on the channel coefficients; (c) quantizing the normalized received signal; And (d) combining the lookup table or the lookup table with the interpolation with respect to the signal after quantization, and multiplying the value obtained after the lookup table by the normalized noise variance to obtain the likelihood ratio of the required bits; The soft modulation method comprises the steps of: (e) calculating by switching the bit likelihood ratio; And (f) calculating, based on the linear relationship between the natural QAM mapped code and the bit, the mean and variance of the code based on the mean and variance of the bits, if the QAM mapping scheme is natural mapping (d) Provides a method which can be omitted.

본 발명에 있어서, 상기 정상화 처리는 (a) 신호의 정상화: 수신된 신호 값을 채널 증가 계수로 나누는 단계; 및 (b) 분산의 정상화: 노이즈 분산 값을 채널 증가 계수로 나누는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the normalization process comprises: (a) normalizing a signal: dividing a received signal value by a channel increase coefficient; And (b) normalizing variance: dividing the noise variance value by the channel increase coefficient.

본 발명에 있어서, 상기 소프트 복조의 룩업테이블에 인터폴레이션을 결합하는 빠른 구현방법은 (a) 채널계수를 근거로 수신된 신호와 노이즈 분산에 대하여 정상화 처리를 진행하는 단계; (b) 정상화된 수신 신호에 대해 양자화를 진행하는 동시에 양자화 오차를 추정하는 단계; (c) 양자화 후의 신호에 대해 룩업테이블을 진행하는 동시에 오차항 계수를 얻은 후, 인터폴레이션 방법을 이용하여 이를 교정하는 단계; 및 (d) 교정 후의 값에 정상화된 노이즈 분산을 곱하여 필요한 비트 우도비를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, a fast implementation method for combining interpolation with the soft demodulation lookup table includes the steps of: (a) normalizing a received signal and noise variance based on a channel coefficient; (b) quantizing the normalized received signal and simultaneously estimating a quantization error; (c) performing a lookup table on the signal after quantization and obtaining error term coefficients and then correcting it using an interpolation method; And (d) multiplying the normalized noise variance by the value after calibration to obtain the required bit likelihood ratio.

본 발명에 있어서, 양자화 후의 신호에 대하여 룩업테이블을 진행할 때, 이와 동시에 오차항 계수를 얻으며, 인터폴레이션 방법을 이용하여 이를 교정하는 과정 중 인터폴레이션 방법은 리니어 인터폴레이션, 또는 2차 인터폴레이션 및 더욱 높은 레벨의 인터폴레이션을 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, when the lookup table is performed on the signal after quantization, an error term coefficient is obtained at the same time, and the interpolation method during the correction process using the interpolation method includes linear interpolation, or secondary interpolation, and higher level interpolation. It may be characterized by using.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 고레벨 직교진폭변조 중 소프트 복조와 소프트 변조의 빠른 구현방법에서, 소프트 복조의 구현 방법은 빠른 룩업테이블 구현 방법을 채택하며, 이는 다음과 같은 단계를 포함한다.In the fast implementation method of soft demodulation and soft modulation in the high level quadrature amplitude modulation of the present invention, the implementation method of the soft demodulation adopts a fast lookup table implementation method, which includes the following steps.

(a) 먼저 소프트 복조에 사용되는 룩업테이블을 생성하고 저장한다.(a) First, a lookup table used for soft demodulation is created and stored.

(b) 수신 신호와 노이즈 분산에 대한 채널 계수를 근거로 정상화 처리를 진행한다.(b) The normalization process is performed based on the channel coefficients for the received signal and the noise variance.

(c) 정상화 처리된 수신 신호에 대해 양자화를 진행한다.(c) Quantize the normalized received signal.

(d) 양자화 후의 신호에 대하여 룩업테이블을 진행하거나 또는 룩업테이블에 인터폴레이션을 결합하고, 룩업테이블 후 얻은 값에 정상화된 노이즈 분산을 곱하여 필요한 비트의 우도비를 얻는다.(d) A lookup table is performed on the signal after quantization or interpolation is combined with the lookup table, and the value obtained after the lookup table is multiplied by a normalized noise variance to obtain the likelihood ratio of the required bits.

고레벨 직교진폭변조 중의 소프트 변조 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.The soft modulation method during high level quadrature amplitude modulation includes the following steps.

(d) 비트 우도비를 전환하여 계산한다.(d) Calculate by switching the bit likelihood ratio.

(e) 자연 QAM 맵핑된 부호와 비트의 리니어 관계를 근거로, 비트의 평균치와 분산을 근거로 부호의 평균치와 분산을 계산하되, 만약 상기 QAM 맵핑 방식이 자연 맵핑일 경우, 상기 (d) 단계는 생략 가능하다.(e) calculating an average value and a variance of the code based on the average value and the variance of the bit based on the linear relationship between the natural QAM mapped code and the bit, and if the QAM mapping method is natural mapping, step (d) Can be omitted.

정상화 처리는 다음 단계를 포함한다.The normalization process includes the following steps.

(a) 신호의 정상화: 수신된 신호값을 채널 증가 계수로 나눈다.(a) Normalization of the signal: Divides the received signal value by the channel increase coefficient.

(b) 분산의 정상화: 노이즈 분산치를 채널 증가 계수로 나눈다.(b) Normalization of variance: The noise variance is divided by the channel increase coefficient.

소프트 복조의 룩업테이블에 인터폴레이션을 결합하는 빠른 구현 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.A fast implementation method for combining interpolation with a soft demodulation lookup table includes the following steps.

(1) 수신신호와 노이즈 분산에 대한 채널계수를 근거로 정상화 처리를 진행한다.(1) The normalization process is performed based on the channel coefficients for the received signal and noise variance.

(2) 정상화된 수신신호에 대하여 양자화를 진행하고, 동시에 양자화 오차를 추정한다.(2) Quantize the normalized received signal and at the same time estimate the quantization error.

(3)양자화 후의 신호에 대해 룩업테이블을 진행하는 동시에 오차항계수를 얻고, 인터폴레이션 방법을 이용하여 이를 교정한다.(3) While the lookup table is performed on the quantized signal, the error term coefficient is obtained and corrected using the interpolation method.

(4) 교정 후의 값에 다시 정상화된 노이즈 분산을 곱하여 필요한 비트 우도비를 얻는다.(4) Multiply the normalized noise variance by the value after calibration to obtain the required bit likelihood ratio.

양자화 후의 신호에 대해 룩업테이블을 진행하는 동시에 오차항 계수를 얻으며, 인터폴레이션 방법을 이용하여 이를 교정하는 과정 중의 인터폴레이션 방법은 리니어 인터페이스 또는 2차 인터폴레이션 및 더욱 높은 단계의 인터폴레이션을 이용한다.An error term coefficient is obtained while the lookup table is processed for the signal after quantization, and the interpolation method during the correction process using the interpolation method uses a linear interface or a secondary interpolation and a higher level interpolation.

1. 고레벨 QAM 변조 소프트 복조 1. High Level QAM Modulation Soft Demodulation

변조는 한 그룹의 비트 데이터

Figure 112005073240386-PAT00001
를 복부호 s로 맵핑하는데, 통상적으로 우리가 사용하는 동위상/직교 QAM 변조는 즉 s의 실부 s R 와 허부 s I 를 각각 비트 a 0 a 1 L a n -1 a n L a 2n -1 로 맵핑하여 이루어진 것이다. 신호가 통신 시스템의 전송 과 채널(각종 전송방식과 각종 채널 포함)을 지나, 수신단에서 채널 균형 또는 간섭 상쇄 신호 검측 등을 거치게 되는데, 신호의 동치(equivalant) 전송 채널은 다음과 같이 표시할 수 있다.Modulation is a group of bit data
Figure 112005073240386-PAT00001
The mapping to a bokbuho s, typically in-phase / quadrature modulation QAM we use that is the real part s of s R And huh Map s I to bits a 0 a 1 L a n -1 and a n L a 2n -1 , respectively. The signal passes through the transmission system and communication channel (including various transmission methods and various channels) of the communication system, and the receiving end undergoes channel balance or interference cancellation signal detection. The equivalent transmission channel of the signal can be expressed as follows. .

Figure 112005073240386-PAT00002
[1]
Figure 112005073240386-PAT00002
[One]

그 중,

Figure 112005073240386-PAT00003
는 실 부호항의 증가 계수를 나타내고,
Figure 112005073240386-PAT00004
은 잉여의 간섭과 노이즈를 나타낸다. 통상적으로 에러컨트롤코딩 디코더는 복조기의 비트 우도비를 입력으로 한다. 우리는 신호의 실부와 허부를 분리할 수 있는데, 이럴 경우 공식[1]은 다음과 같이 변한다.among them,
Figure 112005073240386-PAT00003
Represents the coefficient of increase of the real code term
Figure 112005073240386-PAT00004
Denotes surplus interference and noise. Typically, the error control coding decoder takes as input the bit likelihood ratio of the demodulator. We can separate the real and the false of the signal, in which case the formula [1] changes as follows.

Figure 112005073240386-PAT00005
[2]
Figure 112005073240386-PAT00005
[2]

상기 공식에 따르면 우리는 두 경로의 신호에 대하여 독립적으로 우도비를 복조 계산할 수 있다. 우리는 동위상 컴포넌트(In phase component)를 예로 하여 복조의 과정을 도출할 수 있다. 비트

Figure 112005073240386-PAT00006
을 실부호
Figure 112005073240386-PAT00007
에 맵핑하고, 상응하는 실 수신 신호를
Figure 112005073240386-PAT00008
로, 증가계수는
Figure 112005073240386-PAT00009
로, 제곱 노이즈 분산은
Figure 112005073240386-PAT00010
으로 설정한다. 복조기가 출력하는 우도비는 다음과 같이 정의된다.According to the above formula, we can demodulate the likelihood ratios for the signals of both paths independently. We can derive the process of demodulation by taking an in-phase component as an example. beat
Figure 112005073240386-PAT00006
The symbol
Figure 112005073240386-PAT00007
To the corresponding real received signal
Figure 112005073240386-PAT00008
, The increase factor is
Figure 112005073240386-PAT00009
Squared noise variance
Figure 112005073240386-PAT00010
Set to. The likelihood ratio output by the demodulator is defined as

Figure 112005073240386-PAT00011
[3]
Figure 112005073240386-PAT00011
[3]

상기 공식 중

Figure 112005073240386-PAT00012
Figure 112005073240386-PAT00013
는 각각 비트
Figure 112005073240386-PAT00014
의 사전정보와 사전 확률을 나타낸다. 일반성을 잃지 않고, 비트를 0과 1 등 확률로 가설하면, 노이즈의 가우스 가설로부터 다음을 얻을 수 있다:Of the above formula
Figure 112005073240386-PAT00012
and
Figure 112005073240386-PAT00013
Each bit
Figure 112005073240386-PAT00014
It shows the dictionary information and the probability of the dictionary. Without losing generality, hypothesizing bits with 0 and 1 probabilities gives the following from the Gaussian hypothesis of noise:

Figure 112005073240386-PAT00015
[4]
Figure 112005073240386-PAT00015
[4]

Figure 112005073240386-PAT00016
를 근거로
Figure 112005073240386-PAT00016
Based on

Figure 112005073240386-PAT00017
[5]
Figure 112005073240386-PAT00017
[5]

를 얻으며, 통상적으로 우리는 공식 [5]로 매 비트의 우도비를 계산하여 복조의 기능을 완성한다.In general, we complete the function of demodulation by calculating the likelihood ratio of every bit by the formula [5].

2. 고레벨 QAM 변조 소프트 복조의 룩업테이블의 빠른 구현2. Fast Implementation of Lookup Table of High Level QAM Modulation Soft Demodulation

우리는 공식 [5]를 이용하여 비트 우도비를 계산하면 복잡도가 변조 레벨수에 따라 지수의 증가를 나타내보이고, 연산량이 매우 크다는 것을 알 수 있다. 우리는

Figure 112005073240386-PAT00018
를 이용하여 공식[5]를 단축시켜 다음을 얻을 수 있다.We can calculate that the bit likelihood ratio using Equation [5] shows that the complexity increases with the exponent according to the number of modulation levels, and the amount of computation is very large. We are
Figure 112005073240386-PAT00018
By shortening Formula [5], we can get

Figure 112005073240386-PAT00019
[6]
Figure 112005073240386-PAT00019
[6]

그 중,

Figure 112005073240386-PAT00020
는 룩업테이블 방법으로 구현할 수 있으며, 각기 다른 변조방 식의 소프트 복조를 다른 테이블로 만들 수 있다. 만약 우리가 정상화된 수신 신호
Figure 112005073240386-PAT00021
Figure 112005073240386-PAT00022
비트에 따라 양자화하면,
Figure 112005073240386-PAT00023
는 룩업테이블로
Figure 112005073240386-PAT00024
길이를 만들어야 하는 테이블을 구현할 수 있다. 다른 변조방식은 사전에 다른 테이블을 만들어 메모리에 저장하기만 하면 되는데, 발송신호의 각기 다른 변조양식에 따라 상응하는 테이블에서 상응하는 값을 얻으면 다른 변조방식의 소프트 복조를 구현할 수 있다. 도 1은 고레벨 변조 소프트복조의 기본 과정을 설명해주고 있는데, 우선 수신신호를 정상화하고 이를 양자화한 후 룩업테이블을 진행한 후, 다시 상응하는 계수를 곱하면 비트 우도비를 얻을 수 있다.among them,
Figure 112005073240386-PAT00020
Can be implemented using the lookup table method, and soft modulation of different modulations can be made into different tables. If we normalize the received signal
Figure 112005073240386-PAT00021
To
Figure 112005073240386-PAT00022
If you quantize according to bits,
Figure 112005073240386-PAT00023
Is a lookup table
Figure 112005073240386-PAT00024
You can implement a table whose length needs to be created. Different modulation schemes only need to create different tables in advance and store them in memory. Soft modulation of different modulation schemes can be implemented by obtaining corresponding values from the corresponding tables according to different modulation patterns of the outgoing signal. 1 illustrates the basic process of high level modulation soft demodulation. First, normalize a received signal, quantize it, proceed with a lookup table, and then multiply corresponding coefficients to obtain a bit likelihood ratio.

우리는 여기서 테이블의 크기와 양자화 레벨 수가 지수 증가를 나타내는 것을 볼 수 있다. 만약

Figure 112005073240386-PAT00025
의 양자화 레벨 수가 비교적 높을 경우, 테이블의 크기는 대폭으로 증가하게 되어 복잡도가 높아진다. 만약 비교적 정확한
Figure 112005073240386-PAT00026
에 대하여 저레벨 양자화 룩업테이블을 진행할 경우에는 성능의 손실을 초래하게 된다. 낮은 복잡도로 우수한 성능을 얻으려면, 우리는 룩업테이블에 다항식 인터폴레이션을 결합하는 방법으로 소프트 복조 방법을 개선할 수 있는데, 그것의 기본 원리는
Figure 112005073240386-PAT00027
에 대하여 룩업테이블의 정밀도에 따라 양자화를 진행하고, 룩업테이블을 진행한 후 다항식 인터폴레이션을 이용하여 갱신 후의 값을 얻는 것이다.We can see here that the size of the table and the number of quantization levels represent an exponential increase. if
Figure 112005073240386-PAT00025
If the number of quantization levels is relatively high, the size of the table is greatly increased, which increases the complexity. If relatively accurate
Figure 112005073240386-PAT00026
Performing a low level quantization lookup table with respect to the WB causes a loss of performance. To achieve good performance with low complexity, we can improve the soft demodulation method by combining polynomial interpolation with a lookup table.
Figure 112005073240386-PAT00027
The quantization is performed according to the precision of the lookup table, the lookup table is performed, and the updated value is obtained using polynomial interpolation.

도 2는 룩업테이블에 리니어 인터폴레이션을 결합하여 소프트 복조를 구현하는 기본 블록도로서, 주요 원리는 다음과 같다. 만약

Figure 112005073240386-PAT00028
의 정밀도가 양자화 레벨수보다 높고 서로 이웃한 두 개의 양자화 지점 사이에 놓일 경우, 리니어 인터폴레이 션
Figure 112005073240386-PAT00029
으로 더욱 정확한 값을 얻을 수 있다. 이와 유사하게, 2 레벨 또는 더욱 높은 레벨의 인터폴레이션을 진행할 수도 있다. 양자화기는 논리니어(non-linear) 양자화의 방법을 이용하여 테이블 크기를 더욱 축소할 수 있다.2 is a basic block diagram for implementing soft demodulation by combining linear interpolation with a lookup table. The main principle is as follows. if
Figure 112005073240386-PAT00028
Linear interpolation when the precision of is higher than the number of quantization levels and lies between two neighboring quantization points
Figure 112005073240386-PAT00029
You can get more accurate values with Similarly, two or higher levels of interpolation may proceed. The quantizer can further reduce the table size by using a method of non-linear quantization.

3. 고레벨 QAM 변조 소프트 복조3. High Level QAM Modulation Soft Demodulation

디코딩을 반복 검출하는 몇몇 방법에서는 보통 디코더가 피드백하는 비트 우도비에 따라 평균치와 분산을 재구축할 것이 요구된다. 다시 말해 각 비트가 +1이거나 -1인 확률을 근거로 발송신호를 부호 집합 중 각 부호의 확률로 계산하고, 이로써 신호의 평균치와 분산을 계산하는 것이다. 비트 우도비로 신호의 평균치 분산을 계산하는 방식은 다음과 같다.Some methods of iteratively detecting decoding typically require reconstruction of the mean and variance according to the bit likelihood ratios that the decoder feeds back to. In other words, based on the probability that each bit is +1 or -1, the transmission signal is calculated as the probability of each code in the code set, thereby calculating the average value and the variance of the signal. The average variance of the signal is calculated using the bit likelihood ratio as follows.

Figure 112005073240386-PAT00030
[7]
Figure 112005073240386-PAT00030
[7]

Figure 112005073240386-PAT00031
[8]
Figure 112005073240386-PAT00031
[8]

부호

Figure 112005073240386-PAT00032
를 비트 d 0 , d 1 로 설정하고, L d MC -1 을 맵핑하여 구성하면, 즉:sign
Figure 112005073240386-PAT00032
Bit d 0 , If you set d 1 , and you configure L d MC -1 by mapping:

Figure 112005073240386-PAT00033
[9]
Figure 112005073240386-PAT00033
[9]

가 된다. 그 중

Figure 112005073240386-PAT00034
Figure 112005073240386-PAT00035
를 부호
Figure 112005073240386-PAT00036
로 표시할 때 상기 비트가 상응되는 값 이다.Becomes among them
Figure 112005073240386-PAT00034
Is
Figure 112005073240386-PAT00035
Sign
Figure 112005073240386-PAT00036
The bit is the corresponding value when denoted by.

고레벨로 변조된 상황에서, 각 부호의 확률을 계산해야만 신호의 평균치와 분산을 재구축할 수 있으며, 복잡도가 각 부호의 비트수에 따라 지수 증가를 보인다는 것을 알 수 있다. 변조 레벨수가 높을 때 복잡도가 대폭 상승하여 하드웨어를 구축하는 데 있어서 난이도가 대폭 증가하게 된다.In the high-level modulation situation, it is possible to reconstruct the mean and variance of the signal only by calculating the probability of each code, and it can be seen that the complexity increases exponentially with the number of bits of each code. When the number of modulation levels is high, the complexity increases significantly, and the difficulty in constructing hardware greatly increases.

본 발명은 자연 맵핑 또는 그레이 맵핑의 QAM 변조에 대하여, 낮은 복잡도의 평균치 분산 알고리즘을 제공코자 하는 것이다. 상기 방법은 일반 QAM 변조를 두 단계로 간주하여, 첫 번째 단계는 비트 서열의 리니어 또는 논리니어 그룹을 나누어 인코딩하는 과정으로서, 예를 들어 항등변환, 그레이코드 등이 있으며, 두 번째 단계는 리니어 맵핑기로서, 즉 변조부호는 첫 번째 단계에서 얻은 비트 서열에 의해 리니어적으로 표시할 수 있다. 이와 대응하여, 소프트 변조 과정도 두 단계로 구분할 수 있는데, 첫 번째 단계에서 비트의 대수 우도비를 변환된 규칙에 따라 비트 우도비 전환을 실시하고, 두 번째 단계에서는 전환 후의 비트 대수 우도비에 의해 리니어 맵핑된 관계를 근거로 구축된 신호의 평균치와 분산을 얻는다. 이러한 방법은 비트 대수 우도비를 근거로 모든 부호의 확률을 계산하는 단계를 생략함으로써, 평균치 분산을 계산하는 복잡도를 효과적으로 낮출 수 있다.The present invention seeks to provide a low complexity mean variance algorithm for QAM modulation of natural mapping or gray mapping. The method regards general QAM modulation as two stages, and the first stage is a process of dividing linear or nonlinear groups of bit sequences by encoding, for example, identity transform, gray code, etc., and the second stage is linear mapping. In other words, the modulation code can be represented linearly by the bit sequence obtained in the first step. Correspondingly, the soft modulation process can also be divided into two stages: in the first stage, the bit likelihood ratio conversion is performed according to the transformed rule, and in the second stage, the bit likelihood ratio after switching is performed. Obtain the mean and variance of the constructed signal based on the linear mapped relationship. This method can effectively reduce the complexity of calculating the mean variance by omitting the step of calculating the probability of all codes based on the bit log likelihood ratio.

소프트 복조의 구현방법은 빠른 룩업테이블 구현 방법을 채택하며, 이는 다음과 같은 단계를 포함한다;The implementation of soft demodulation adopts a fast lookup table implementation, which includes the following steps;

(a) 공식[6]을 근거로 먼저 계산하고, 일정한 양자화 비트에 따라 소프트 복 조에 사용되는 룩업테이블을 생성하고 저장한다.(a) Calculate first based on Equation [6], and create and store a lookup table for soft demodulation according to certain quantization bits.

(b) 채널 계수를 근거로 수신 신호와 노이즈 분산에 대하여 정상화 처리를 진행한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수신신호

Figure 112005073240386-PAT00037
이 우선적으로 채널증가계수
Figure 112005073240386-PAT00038
에 의해 정상화되면 정상화된 수신신호
Figure 112005073240386-PAT00039
과 정상화된 노이즈 분산의 역수
Figure 112005073240386-PAT00040
를 얻는다.(b) Normalize the received signal and the noise variance based on the channel coefficients. As shown in Figure 1, the received signal
Figure 112005073240386-PAT00037
Preferentially the channel growth factor
Figure 112005073240386-PAT00038
Normalized received signal by
Figure 112005073240386-PAT00039
And the inverse of normalized noise variance
Figure 112005073240386-PAT00040
Get

(c) 정상화 처리된 수신신호를 양자화하되, 양자화는 균일 양자화와 비균일 양자화를 사용할 수 있다.(c) Quantize the normalized received signal, and quantization may use uniform quantization and non-uniform quantization.

(d) 양자화 후의 신호

Figure 112005073240386-PAT00041
에 대하여 룩업테이블을 진행하고, 룩업테이블 후 얻은 값에 정상화된 노이즈 분산의 역수를 곱하면 소프트 복조와 상응하는 비트의 대수 우도비를 얻을 수 있으며, 디코더로 판별 또는 전송하여 디코딩한다.(d) signal after quantization
Figure 112005073240386-PAT00041
Proceeding the lookup table for, multiplying the value obtained after the lookup table by the inverse of the normalized noise variance to obtain the soft likelihood ratio and the logarithm likelihood ratio of the corresponding bits.

소프트 복조의 룩업테이블에 인터폴레이션을 결합하는 빠른 구현 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.A fast implementation method for combining interpolation with a soft demodulation lookup table includes the following steps.

(1) 채널계수를 근거로 수신신호와 노이즈 분산에 대하여 정상화 처리를 진행한다.(1) The normalization process is performed on the received signal and noise variance based on the channel coefficient.

(2) 정상화된 수신신호에 대하여 양자화를 진행하는 동시에 양자화 오차를 추정한다.(2) Quantize the normalized received signal and estimate the quantization error.

(3) 양자화 후의 신호에 대하여 룩업테이블을 진행하고, 이와 동시에 오차항 계수를 얻으며, 인터폴레이션 방법을 이용하여 이를 교정한다.(3) A lookup table is performed on the signal after quantization, and at the same time, an error term coefficient is obtained and corrected by using an interpolation method.

(4) 교정 후의 값이 정상화된 노이즈 분산을 곱하면 필요한 비트 우도비를 얻을 수 있다.(4) The required bit likelihood ratio can be obtained by multiplying the normalized noise variance by the value after calibration.

양자화 후의 신호에 대하여 룩업테이블을 진행할 때, 오차항 계수를 동시에 획득하며, 인터폴레이션 방법을 이용하여 이를 교정하는 과정 중의 인터폴레이션 방법은 리니어 인터폴레이션이거나 또는 2차 인터폴레이션 및 더욱 높은 레벨의 인터폴레이션을 이용한다.When the lookup table is performed on the signal after quantization, the error term coefficients are simultaneously acquired, and the interpolation method in the process of correcting the interpolation method is linear interpolation or second order interpolation and higher level interpolation.

고레벨 QAM 소프트 복조 룩업테이블/인터폴레이션의 신속한 구현 장치는 도 2에 도시된 바와 같으며, 수신 신호

Figure 112005073240386-PAT00042
은 먼저 채널 증가계수
Figure 112005073240386-PAT00043
에 의해 정상화되어 정상화된 수신 계수
Figure 112005073240386-PAT00044
를 얻은 다음, 이에 대한 양자화를 진행한다. 양자화는 균일 양자화와 비균일 양자화를 사용할 수 있다. 양자화 후의 값
Figure 112005073240386-PAT00045
은 룩업테이블에서 상응하는 값을 찾은 후, 양자화 오차
Figure 112005073240386-PAT00046
를 계산하고, 아울러 별도의 룩업테이블에서 상응계수
Figure 112005073240386-PAT00047
를 찾아, 상기 계수
Figure 112005073240386-PAT00048
와 양자화 오차를 이용하여
Figure 112005073240386-PAT00049
값을 교정한다.An apparatus for quickly implementing a high level QAM soft demodulation lookup table / interpolation is illustrated in FIG.
Figure 112005073240386-PAT00042
Is the channel growth factor
Figure 112005073240386-PAT00043
Receive coefficient normalized by and normalized by
Figure 112005073240386-PAT00044
Then, the quantization is performed. Quantization can use uniform quantization and non-uniform quantization. Value after quantization
Figure 112005073240386-PAT00045
Finds the corresponding value in the lookup table, and then
Figure 112005073240386-PAT00046
, And the corresponding coefficients in a separate lookup table
Figure 112005073240386-PAT00047
Find the coefficient
Figure 112005073240386-PAT00048
And quantization error
Figure 112005073240386-PAT00049
Correct the value.

실제 하드웨어에 구현할 때, 일반적으로 데이터는 하드웨어에서 모두 양자화 데이터의 형식으로 존재한다. 만약 수신 신호와 상응계수 자체의 유효 비트가 비교적 낮을 경우(룩업테이블 양자화 비트와 서로 근접할 경우), 룩업테이블은 결코 크지 않다. 따라서 첫 번째 방식이 비교적 적합하며, 만약 수신 신호와 상응 계수 자체의 유효 비트가 비교적 높을 경우(룩업테이블 양자화 비트보다 훨씬 클 경우), 양자화를 강행하게 되면 데이터의 정밀도가 손실될 수 있다. 이러한 상황에서는 룩업테이블/인터폴레이션 방법을 사용하여 상기 결점을 극복하여 비교적 낮은 복잡도 로 고정밀도의 성능을 얻을 수 있다.When implemented in real hardware, data generally exists in hardware in the form of quantized data. If the valid bits of the received signal and the corresponding coefficient itself are relatively low (close to each other with the lookup table quantization bits), the lookup table is never large. Therefore, the first scheme is relatively suitable, and if the valid bits of the received signal and the corresponding coefficients themselves are relatively high (much larger than the lookup table quantization bits), forcing quantization may cause loss of data precision. In such a situation, a lookup table / interpolation method can be used to overcome the above-described drawbacks and achieve high precision performance with relatively low complexity.

고레벨 직교진폭변조 중의 소프트복조 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:The soft demodulation method during high level quadrature amplitude modulation includes the following steps:

(d) 비트 우도비를 전환하여 계산한다.(d) Calculate by switching the bit likelihood ratio.

(e) 자연 QAM 맵핑된 부호와 비트의 리니어 관계를 근거로 하고, 비트의 평균치와 분산을 근거로 부호의 평균치와 분산을 계산하며, 만약 QAM 맵핑 방식이 자연 맵핑일 경우, 상기 (d)단계는 생략 가능하다.(e) calculating the mean and variance of the code based on the linear relationship between the natural QAM mapped code and the bit, and calculating the mean and variance of the code based on the mean and variance of the bits. Can be omitted.

이하 자연 맵핑과 그레이 맵핑을 실시예로 하여 소프트 복조(즉 비트 우도비로 부호 통계량을 계산하는 것)장치의 작업 단계를 구체적으로 설명하고자 한다.The working steps of the soft demodulation (i.e., calculating the code statistic with bit likelihood ratio) apparatus will now be described in detail using natural mapping and gray mapping as examples.

1. 자연 맵핑1. Nature Mapping

통상적으로 자연 맵핑 비트

Figure 112005073240386-PAT00050
(±1을 취함)와 부호
Figure 112005073240386-PAT00051
사이의 관계는 하나의 리니어 표현식으로 다음과 같이 설명할 수 있다. Normally natural mapping bit
Figure 112005073240386-PAT00050
(Takes ± 1) and sign
Figure 112005073240386-PAT00051
The relationship between can be described as a linear expression as follows.

Figure 112005073240386-PAT00052
[10]
Figure 112005073240386-PAT00052
[10]

즉 비트 사이의 독립성에 의해 부호의 평균치와 분산은 다음과 같이 표시된다.In other words, by the independence between bits, the mean value and the variance of the sign are expressed as

Figure 112005073240386-PAT00053
[11]
Figure 112005073240386-PAT00053
[11]

Figure 112005073240386-PAT00054
[12]
Figure 112005073240386-PAT00054
[12]

그 중

Figure 112005073240386-PAT00055
이고,
Figure 112005073240386-PAT00056
이다.among them
Figure 112005073240386-PAT00055
ego,
Figure 112005073240386-PAT00056
to be.

2. 그레이 맵핑2. Gray Mapping

그레이 맵핑은 비트와 부호 사이의 관계를 하나의 리니어 관계로 설명할 수 없으나, 이를 하나의 그레이 인코더와 하나의 자연 맵핑기로 분리할 수 있으므로, 우리는 우도비를 그레이 인코더를 통해 전환하고, 다시 자연 맵핑을 통하여 부호의 평균치와 분산을 계산할 수 있다.Gray mapping cannot describe the relationship between bits and signs as a linear relationship, but since we can separate it into one gray encoder and one natural mapper, we switch the likelihood ratio through the gray encoder and again natural The mapping allows the average and variance of the sign to be calculated.

도 3은 그레이 맵핑의 평균치 분산을 계산하는 과정을 설명한 것으로서, 주로 두 부분으로 나뉘며, 먼저 그레이 코드를 근거로 그것의 비트 우도비를 전환한 후, 공식[10], [11],[12]로 자연 맵핑된 평균치와 분산을 계산한다.3 illustrates a process of calculating the average variance of gray mapping, which is mainly divided into two parts. First, it converts its bit likelihood ratio based on gray code, and then formulas [10], [11], and [12]. Compute the natural mapped mean and variance.

통상적으로 비트 서열 그레이코드는 다음과 같은 공식으로 표현될 수 있다:Typically, bit sequence gray codes can be represented by the following formula:

Figure 112005073240386-PAT00057
[13]
Figure 112005073240386-PAT00057
[13]

식 중

Figure 112005073240386-PAT00058
는 그레이 코드 전의 비트를 나타내고,
Figure 112005073240386-PAT00059
는 그레이 코드 후의 비트를 나타낸다. 이러한 관계를 근거로, 우리는 우도비 사이의 관계를 계산할 수 있다.During a meal
Figure 112005073240386-PAT00058
Represents the bits before the gray code,
Figure 112005073240386-PAT00059
Denotes the bit after the gray code. Based on this relationship, we can calculate the relationship between the likelihood ratios.

Figure 112005073240386-PAT00060
[14]
Figure 112005073240386-PAT00060
[14]

식 중

Figure 112005073240386-PAT00061
Figure 112005073240386-PAT00062
이며,
Figure 112005073240386-PAT00063
를 이용하여 근접할 수 있다. 수학함수
Figure 112005073240386-PAT00064
는 프로그램에서 통상 룩업테이블의 방식으로 구현된다.During a meal
Figure 112005073240386-PAT00061
Figure 112005073240386-PAT00062
Is,
Figure 112005073240386-PAT00063
It can be approached using. Math Function
Figure 112005073240386-PAT00064
Is usually implemented in the manner of a lookup table in a program.

본 발명 중의 고레벨 QAM 소프트 변조의 신속한 구현은 비트 우도비를 근거로 부호의 평균치와 분산을 재구축하는 복잡도를 대폭 낮춰줄 수 있으며, 특히 변조 레벨수가 높거나 리니어 맵핑을 사용할 경우 그러하다. 그 성능은 가장 우수한 계산 방법에 근접하거나 또는 같다.The rapid implementation of high level QAM soft modulation in the present invention can significantly reduce the complexity of reconstructing the mean and variance of the code based on the bit likelihood ratio, especially when the number of modulation levels is high or linear mapping is used. The performance is close to or equal to the best calculation method.

본 발명 중의 고레벨 QAM 소프트 복조의 빠른 룩업테이블 구현은 고레벨 QAM 변조를 사용하는 각종 시스템에 응용 가능하며, 유선통신시스템과 무선통신시스템을 포함한 각종 고레벨 QAM 맵핑 통신 시스템에 활용하기 적합하고, 단일안테나, 다중안테나, 단일 반송파, 다중 반송파 등 전송 시스템을 포함한 각종 전송방식의 통신시스템에 적합하며, 규칙적인 맵에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 비규칙적인 맵에도 사용 가능하다.The fast lookup table implementation of high level QAM soft demodulation in the present invention is applicable to various systems using high level QAM modulation, and is suitable for use in various high level QAM mapping communication systems including wired communication systems and wireless communication systems. It is suitable for communication systems of various transmission methods including transmission systems such as multi-antennas, single carriers, and multiple carriers, and can be used not only for regular maps but also for irregular maps.

본 발명 중의 고레벨 QAM 소프트 변조의 신속한 구현은 사전 정보를 지닌 MMSE Turbo 균형, CDMA 시스템 중 MMSE 또는 여파(filtering)의 간섭 상쇄와 정합하는 멀티유저 검출기, 다중 안테나 시스템 중 리니어 검측기를 사용하는 반복 검 측 디코딩 등, 고레벨 QAM으로 변조되고 부호의 평균치와 분산을 계산할 필요가 있는 시스템에 응용될 수 있다.The rapid implementation of high level QAM soft modulation in the present invention is based on MMSE Turbo balance with pre-information, multi-user detectors that match the interference cancellation of MMSE or filtering in CDMA systems, and iterative detection using linear detectors in multi-antenna systems. It can be applied to systems that are modulated with high level QAM and need to calculate the mean and variance of the sign, such as decoding.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 양자화/룩업테이블의 빠른 구현을 이용하여 성능을 감소시키지 않으면서도 복잡도를 대폭 줄여줄 수 있으며, 이는 특히 고레벨 변조의 상황에서도 마찬가지이다. 또한 각기 다른 변조방식에 대해 테이블 중 상응하는 값을 바꿔주기만 하면 되므로, 활용성이 크게 증가된다. 그리고 소프트 복조를 비트 우도비 전환과 통계량 계산이라는 두 개의 과정으로 분리하여 부호 통계량을 계산하는 복잡도를 효과적으로 낮출 수 있다.As described above, according to the present invention, the rapid implementation of the quantization / lookup table can greatly reduce the complexity without reducing the performance, especially in the situation of high level modulation. In addition, since the corresponding values in the table need to be changed for different modulation schemes, the usability is greatly increased. Soft demodulation can be split into two processes, bit likelihood ratio conversion and statistics calculation, to effectively reduce the complexity of computing sign statistics.

또한, 본 발명의 고레벨 QAM 소프트 복조의 빠른 룩업테이블을 구현하는 경우, 고레벨 QAM 변조의 상황에서 QAM 변조 소프트복조의 복잡도를 대폭 절감시킬 수 있고, 성능이 거의 손상을 입지 않으며, 발신단에 각기 다른 변조방식을 사용하는 상황에서, 수신단의 소프트복조가 동일한 프레임에서 진행되며 또한 동일한 복잡도를 지니므로 어댑티브 변조의 수신을 구현하기에 유리하고, 매우 복잡한 비규칙 QAM 맴핑이 동일한 규칙의 QAM 맵핑과 동일한 복잡도를 지니도록 함으로써, 맴핑방식의 선택이 더욱 다양화할 수 있다.In addition, when implementing the fast lookup table of the high level QAM soft demodulation of the present invention, the complexity of the QAM modulation soft demodulation can be greatly reduced in the situation of high level QAM modulation, and the performance is hardly damaged, and it is different from the calling party. In the case of using the modulation scheme, since the soft demodulation of the receiver is performed in the same frame and has the same complexity, it is advantageous to implement the reception of the adaptive modulation, and the very complicated irregular QAM mapping is the same complexity as the QAM mapping of the same rule. By having, the selection of the mapping method can be further diversified.

또한, 본 발명의 고레벨 QAM 등호 평균치 분산을 계산하는 낮은 복잡도 구현하는 경우, 평균치 분산 계산과정의 복잡도를 대폭 낮출 수 있고, 자연맵핑 QAM 중 복잡도는 비트수에 따라 지수 증가로부터 리니어 증가로 낮출 수 있다. In addition, when implementing the low complexity of calculating the average variance of the high level QAM equal sign of the present invention, the complexity of the average variance calculation process can be greatly reduced, and the complexity of the natural mapping QAM can be lowered from the exponential increase to the linear increase according to the number of bits. .

본 발명의 소프트 복조는 양자화/룩업테이블 방법으로 신속하게 구현함으로써, 복잡도를 효과적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라 다른 변조방식은 맵핑 테이블을 바꿔주기만 하면 되므로 어댑티브 변조를 융통성있게 구현할 수 있다. 상기 방법은 어떠한 QAM 변조 방식을 이용하는 통신 시스템에도 적합하며, 특히 동위상/직교 QAM 시스템에 적합하다. 본 발명의 소프트 변조는 즉 부호 통계량(통상적으로 부호의 평균치와 분산을 포함함)의 계산을 비트 우도비 전환과 평균치 분산 계산의 두 단계로 구분하며, 이러한 방법은 복잡도를 효과적으로 낮추어주어 동위상/직교 QAM 변조방식에 사용하기 적합하다. Soft demodulation of the present invention can be implemented quickly by the quantization / lookup table method, thereby effectively lowering the complexity and flexibly implementing adaptive modulation since other modulation schemes only need to change the mapping table. The method is suitable for communication systems using any QAM modulation scheme, in particular for in-phase / quadrature QAM systems. The soft modulation of the present invention divides the calculation of the sign statistic (which typically includes the mean and variance of the sign) into two stages: bit likelihood ratio conversion and mean variance calculation, and this method effectively reduces the complexity and reduces in-phase / It is suitable for use in quadrature QAM modulation.

Claims (4)

일종의 다중 안테나 시스템의 소프트 복조 및 소프트 변조 방법에 있어서,In a soft demodulation and soft modulation method of a multiple antenna system, 상기 소프트 복조의 구현 방법은 빠른 룩업테이블 구현 방법을 채택하여,The soft demodulation method adopts a fast lookup table implementation method. (a) 소프트 복조에 사용되는 룩업테이블을 생성 및 저장하는 단계;(a) generating and storing a lookup table for soft demodulation; (b) 채널계수를 근거로 수신된 신호와 노이즈 분산에 대하여 정상화 처리를 진행하는 단계;(b) normalizing the received signal and the noise variance based on the channel coefficients; (c) 정상화 처리된 수신 신호에 대해 양자화를 진행하는 단계; 및(c) quantizing the normalized received signal; And (d) 양자화 후의 신호에 대하여 룩업테이블 또는 룩업테이블과 인터폴레이션의 결합을 진행하고, 룩업테이블 후 얻은 값에 정상화된 노이즈 분산을 곱하여 필요한 비트의 우도비를 얻는 단계를 포함하며;(d) performing interpolation of the lookup table or the lookup table with respect to the signal after quantization, and multiplying the value obtained after the lookup table by the normalized noise variance to obtain the likelihood ratio of the required bits; 상기 소프트 변조 방법은 The soft modulation method (e) 상기 비트 우도비를 전환하여 계산하는 단계; 및(e) converting and calculating the bit likelihood ratios; And (f) 자연 QAM 맵핑된 부호와 비트의 리니어 관계에 따라, 비트의 평균치와 분산을 근거로 부호의 평균치와 분산을 계산하는 단계를 포함하되, 만약 QAM 맵핑 방식이 자연맵핑일 경우 (d)는 생략 가능한 것을 특징으로 하는 방법.(f) calculating, based on the linear relationship between the natural QAM mapped code and the bit, the average and variance of the code based on the mean and variance of the bits, if the QAM mapping scheme is natural mapping. Method which can be omitted. 제1항에 있어서, 상기 정상화 처리는 The method of claim 1, wherein the normalization treatment (a) 신호의 정상화: 수신된 신호 값을 채널 증가 계수로 나누는 단계; 및(a) normalizing the signal: dividing the received signal value by the channel increase coefficient; And (b) 분산의 정상화: 노이즈 분산 값을 채널 증가 계수로 나누는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.(b) normalizing variance: dividing the noise variance value by the channel increase coefficient. 제1항에 있어서, 상기 소프트 복조의 룩업테이블에 인터폴레이션을 결합하는 빠른 구현방법은 다음의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법; 2. The method of claim 1, wherein the fast implementation method for combining interpolation with the soft demodulation lookup table comprises the following steps; (a) 채널계수를 근거로 수신된 신호와 노이즈 분산에 대하여 정상화 처리를 진행하는 단계;(a) normalizing the received signal and the noise variance based on the channel coefficients; (b) 정상화된 수신 신호에 대해 양자화를 진행하는 동시에 양자화 오차를 추정하는 단계;(b) quantizing the normalized received signal and simultaneously estimating a quantization error; (c) 양자화 후의 신호에 대해 룩업테이블을 진행하는 동시에 오차항 계수를 얻은 후, 인터폴레이션 방법을 이용하여 이를 교정하는 단계; 및(c) performing a lookup table on the signal after quantization and obtaining error term coefficients and then correcting it using an interpolation method; And (d) 교정 후의 값에 정상화된 노이즈 분산을 곱하여 필요한 비트 우도비를 얻는 단계. (d) multiplying the value after calibration by the normalized noise variance to obtain the required bit likelihood ratio. 제3항에 있어서, 양자화 후의 신호에 대하여 룩업테이블을 진행할 때, 이와 동시에 오차항 계수를 얻으며, 인터폴레이션 방법을 이용하여 이를 교정하는 과정 중 인터폴레이션 방법은 리니어 인터폴레이션, 또는 2차 인터폴레이션 및 더욱 높은 레벨의 인터폴레이션을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.4. The method of claim 3, wherein when the lookup table is performed on the signal after quantization, an error term coefficient is obtained at the same time, and the interpolation method during the correction process using the interpolation method is linear interpolation, or second-order interpolation, and higher level interpolation. Method for using the.
KR20050123521A 2005-04-01 2005-12-14 Method for Soft-Demodulation and Soft-Modulation of Multi-Antenna System KR100771996B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200510038647.4 2005-04-01
CNB2005100386474A CN100518163C (en) 2005-04-01 2005-04-01 Method for fast realization of soft-demodulation and soft-modulation in high-order quadrature amplitude modulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060105416A true KR20060105416A (en) 2006-10-11
KR100771996B1 KR100771996B1 (en) 2007-10-31

Family

ID=35036119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20050123521A KR100771996B1 (en) 2005-04-01 2005-12-14 Method for Soft-Demodulation and Soft-Modulation of Multi-Antenna System

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100771996B1 (en)
CN (1) CN100518163C (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113495562A (en) * 2021-06-07 2021-10-12 深圳市道通智能汽车有限公司 Simulation path generation method, device, equipment and computer storage medium
CN114448766A (en) * 2022-02-15 2022-05-06 成都中科微信息技术研究院有限公司 Low-complexity channel equalization and soft demodulation method suitable for double-current transmission
CN114448767A (en) * 2022-02-15 2022-05-06 成都中科微信息技术研究院有限公司 Low-complexity channel equalization and soft demodulation method suitable for single-stream transmission
CN114448766B (en) * 2022-02-15 2024-04-23 成都中科微信息技术研究院有限公司 Low-complexity channel equalization and soft demodulation method suitable for double-stream transmission

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2625111C (en) * 2005-10-18 2011-10-04 Zte Corporation A soft demodulating method for 16qam in communication system
US8396142B2 (en) * 2007-05-04 2013-03-12 Qualcomm Incorporated System, method, and computer-readable medium for multilevel shaping for wireless communication systems
CN101286973B (en) * 2008-05-07 2012-05-09 重庆重邮信科通信技术有限公司 Signal-noise ratio estimation method for high-order orthogonal amplitude modulation technique
US8340202B2 (en) * 2010-03-11 2012-12-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for efficient soft modulation for gray-mapped QAM symbols
CN102594768B (en) * 2011-01-11 2015-05-13 中兴通讯股份有限公司 Soft demodulation method and device applicable to multi-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) system
CN103326988B (en) * 2012-03-22 2017-04-19 国民技术股份有限公司 Flexible demodulation method for orthogonal amplitude modulation
CN105871766B (en) * 2015-01-23 2021-02-23 北京三星通信技术研究有限公司 Interference cancellation method, interference cancellation assistance method, and interference cancellation device
US10270625B2 (en) * 2016-12-19 2019-04-23 Futurewei Technologies, Inc. Hardware virtualization for mean and variance estimations of QAM symbols
CN109302265B (en) * 2017-07-24 2021-11-12 展讯通信(上海)有限公司 Method, apparatus and computer readable storage medium for soft modulation
CN108829927B (en) * 2018-05-08 2022-02-11 东南大学 Sine wave and pulse width modulation design method based on chemical reaction network
CN109639618B (en) * 2019-01-23 2021-03-02 重庆邮电大学 Low-complexity soft output demodulation method suitable for high-order quadrature amplitude modulation signal

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040054206A (en) * 2002-12-18 2004-06-25 삼성전자주식회사 Apparatus and method for demodulating using a code table decreased a complexity

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113495562A (en) * 2021-06-07 2021-10-12 深圳市道通智能汽车有限公司 Simulation path generation method, device, equipment and computer storage medium
CN113495562B (en) * 2021-06-07 2024-03-29 深圳市塞防科技有限公司 Simulation path generation method, device, equipment and computer storage medium
CN114448766A (en) * 2022-02-15 2022-05-06 成都中科微信息技术研究院有限公司 Low-complexity channel equalization and soft demodulation method suitable for double-current transmission
CN114448767A (en) * 2022-02-15 2022-05-06 成都中科微信息技术研究院有限公司 Low-complexity channel equalization and soft demodulation method suitable for single-stream transmission
CN114448766B (en) * 2022-02-15 2024-04-23 成都中科微信息技术研究院有限公司 Low-complexity channel equalization and soft demodulation method suitable for double-stream transmission
CN114448767B (en) * 2022-02-15 2024-04-23 成都中科微信息技术研究院有限公司 Low-complexity channel equalization and soft demodulation method suitable for single stream transmission

Also Published As

Publication number Publication date
CN100518163C (en) 2009-07-22
CN1665232A (en) 2005-09-07
KR100771996B1 (en) 2007-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100771996B1 (en) Method for Soft-Demodulation and Soft-Modulation of Multi-Antenna System
KR100770189B1 (en) Method and apparatus for computing soft decision input metrics to a turbo decoder
RU2322762C1 (en) Method for iterative estimation and decoding of channels and interferences
KR100667821B1 (en) A method of soft bit metric calculation with direct matrix inversion MIMO detection
EP1946509B1 (en) Method and apparatus for normalizing input metric to a channel decoder in a wireless communication system
US7106813B1 (en) Method and apparatus for combined soft-decision based interference cancellation and decoding
US10211952B2 (en) Scheme for communication using integer-forcing scheme in wireless communication system
US10608783B2 (en) Reception device and reception method
GB2395097A (en) A decoder apparatus and method of decoding therefor
WO2006126326A1 (en) Reception device
CN111262656A (en) High-spectrum-efficiency sparse code multiple access multi-user iterative detection decoding method under low-orbit satellite-to-ground link
CN108476195B (en) FTN-based communication method, related device and system
WO2017001014A1 (en) Apparatus and method for non-orthogonal transmissions
JP4763057B2 (en) Method and apparatus for normalizing metrics input to channel decoder in wireless communication system
KR100800882B1 (en) Demodulation apparatus and method in a communication system employing 8-ary psk modulation
KR20090128061A (en) Apparatus and method for signal detecton in mimo system
KR101208517B1 (en) Method and apparatus for power de-rating in OFDM or OFDMA communications system
JP2010045422A (en) Radio receiver, and radio reception method
US9917723B2 (en) Efficient methods and recursive/scalable circuit architectures for QAM symbol mean and variance estimations
CA2201460C (en) Joint detector for multiple coded digital signals
JP5581967B2 (en) Variance estimation method, variance estimation device, modulation signal generation method, modulation signal generation device, and computer program
KR100866982B1 (en) Method and apparatus for calculating a log likelihood ratio in the communication system
KR20010062175A (en) Block detection method for a channel subjected to fading
Taware et al. BER Performance Analysis of SSB-QPSK over AWGN and Rayleigh Channel
CN117178525A (en) Apparatus and method for a dirty paper codec scheme

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121011

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130923

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140926

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150925

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee