KR20080028629A - Apparatus and method for receiving a signal in a mobile communication system using multiple input multiple output scheme - Google Patents

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KR20080028629A
KR20080028629A KR1020060094164A KR20060094164A KR20080028629A KR 20080028629 A KR20080028629 A KR 20080028629A KR 1020060094164 A KR1020060094164 A KR 1020060094164A KR 20060094164 A KR20060094164 A KR 20060094164A KR 20080028629 A KR20080028629 A KR 20080028629A
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Abstract

A signal receiving device in a mobile communication system using an MIMO(Multiple Input Multiple Output) scheme and a method are provided to use a 2-stage ML(Maximum Likelihood) scheme as using a hybrid scheme for an ML scheme according to channel states when an FDFR(Full Diversity Full Rate) scheme is used in the MIMO mobile communication system, thereby minimizing operational complexity as maintaining reception performance. A selector(220) detects a selection parameter for selecting a signal detection scheme to be employed by a signal receiving device among plural signal detection schemes by using a channel matrix, compares the selection parameter with a threshold value, and selects one signal detection scheme of the plural signal detection schemes according to the compared results. A signal detector(240) detects a transmission signal in accordance with the signal detection scheme.

Description

다중 입력 다중 출력 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING A SIGNAL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SCHEME}A signal receiving apparatus and method in a mobile communication system using a multi-input multi-output method {APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING A SIGNAL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SCHEME}

도 1은 일반적인 MIMO 이동 통신 시스템에서 공간 다중화(SM) 방식과 FDFR 방식, 특히 Golden code 방식을 사용할 경우의 BER 성능을 도시한 그래프FIG. 1 is a graph illustrating BER performance in case of using a spatial multiplexing (SM) scheme and an FDFR scheme, particularly a golden code scheme, in a typical MIMO mobile communication system

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치 구조를 도시한 도면2 is a diagram illustrating a signal receiving device structure of a MIMO mobile communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 수신하는 과정을 도시한 순서도3 is a flowchart illustrating a process of receiving a signal in a signal receiving apparatus of a MIMO mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 MIMO 이동 통신 시스템에서 FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능과, FDFR 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능과, SM 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능을 도시한 그래프4 illustrates the BER performance when the FDFR method and the hybrid method are used together in the MIMO mobile communication system, the BER performance when the FDFR method and the ML method are used together, and the BER performance when the SM method and the ML method are used together. A graph

도 5는 MIMO 이동 통신 시스템에서 변조 방식에 따른 FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우의 곱 연산량 감소 비율을 도시한 그래프FIG. 5 is a graph illustrating a multiplication reduction rate when a FDFR scheme and a hybrid scheme according to a modulation scheme are used together in a MIMO mobile communication system.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템(이하, 'MIMO 이동 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 신호를 수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal receiving apparatus and method in a mobile communication system, and more particularly, to a mobile communication system using a multiple input multiple output (MIMO) scheme (hereinafter referred to as 'MIMO'). An apparatus and a method for receiving a signal in a mobile communication system.

차세대 통신 시스템은 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)들에게 고속의 대용량 데이터 송수신이 가능한 서비스를 제공하기 위한 이동 통신 시스템 형태로 발전해나가고 있다. 그런데, 이동 통신 시스템의 무선 채널 환경은 유선 채널 환경과는 달리 다중 경로 간섭(multipath interference)과, 쉐도잉(shadowing)과, 전파 감쇠와, 시변 잡음과, 간섭 및 페이딩(fading) 등과 같은 다양한 요인들로 인해 불가피한 에러가 발생하여 정보의 손실이 발생한다.The next generation communication system is developing into a mobile communication system for providing a service capable of high-speed, high-capacity data transmission and reception to mobile terminals (MSs). However, unlike the wired channel environment, the wireless channel environment of the mobile communication system has various factors such as multipath interference, shadowing, propagation attenuation, time-varying noise, interference, and fading. This causes an unavoidable error resulting in loss of information.

상기 정보 손실은 실제 송신 신호에 심한 왜곡을 발생시켜 상기 이동 통신 시스템 전체 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 따라서, 상기 페이딩 현상으로 인한 통신의 불안정성을 제거하기 위해 다이버시티 방식을 사용하며, 상기 다이버시티 방식은 크게 시간 다이버시티(time diversity) 방식과, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 방식 및 안테나 다이버시티(antenna diversity) 방식, 즉 공간 다이버시티(space diversity) 방식으로 분류된다. The loss of information causes severe distortion in the actual transmission signal, thereby degrading the overall performance of the mobile communication system. Accordingly, a diversity scheme is used to remove communication instability due to the fading phenomenon, and the diversity scheme includes a time diversity scheme, a frequency diversity scheme, and an antenna diversity scheme. It is classified into an antenna diversity scheme, that is, a space diversity scheme.

상기 안테나 다이버시티 방식은 다중 안테나(multiple antenna)를 사용하는 방식으로서, 수신 안테나들을 다수개로 구비하여 적용하는 수신 안테나 다이버시티 방식과 송신 안테나들을 다수개로 구비하여 적용하는 송신 안테나 다이버시티 방식 및 다수개의 수신 안테나들과 다수개의 송신 안테나들을 구비하여 적용하는 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 방식으로 분류된다. 여기서, 상기 MIMO 방식은 일종의 시공간 부호화(STC: Space-Time Coding, 이하 'STC'라 칭하기로 한다) 방식이며, 상기 STC 방식은 미리 설정된 부호화 방식으로 부호화된 신호를 다수개의 송신 안테나들을 사용하여 송신함으로써 시간 영역(time domain)에서의 부호화 방식을 공간 영역(space domain)으로 확장하여 보다 낮은 에러 레이트를 달성하는 방식을 나타낸다. The antenna diversity scheme uses multiple antennas. The antenna diversity scheme includes a reception antenna diversity scheme including a plurality of reception antennas and a transmission antenna diversity scheme and a plurality of transmission antennas. It is classified into a multiple input multiple output (MIMO) method which is applied with receiving antennas and a plurality of transmitting antennas. Here, the MIMO scheme is a kind of space-time coding (STC) scheme, and the STC scheme transmits a signal encoded by a preset encoding scheme using a plurality of transmit antennas. By extending the coding scheme in the time domain to the space domain, a lower error rate is achieved.

또한, 상기 MIMO 이동 통신 시스템에서는 신호 송신 방식으로서 풀 다이버시티 풀 레이트(FDFR: Full Diversity Full Rate, 이하 'FDFR'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용한다. 상기 FDFR 방식은 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다)를 피드백하지 않는 개루프(open-loop) 방식의 신호 송신 방식으로서, 송신 다이버시티와 데이터 레이트를 동시에 최대화시키는 이득을 가진다. 특히, 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하는 MIMO 이동 통신 시스템에서 사용하는 FDFR 방식의 대표적인 예로는 골든 코드(Golden code, 이하 'Golden code'라 칭하기로 한다) 방식이 존재한다. 그러면 여기서 상기 Golden code 방식에 대해서 설명하기로 한다.In addition, the MIMO mobile communication system uses a full diversity full rate (FDFR) method as a signal transmission scheme. The FDFR method is an open-loop signal transmission method that does not feed back channel quality information (CQI) (hereinafter, referred to as 'CQI'), and maximizes transmission diversity and data rate simultaneously. Has the benefit of In particular, a representative example of an FDFR scheme used in a MIMO mobile communication system in which a signal transmitting apparatus uses two transmitting antennas and a signal receiving apparatus using two receiving antennas is called a golden code (Golden code). Method). Now, the Golden code method will be described.

먼저, 상기 Golden code 방식은 4개의 심벌들을 2개의 심벌 구간 동안 2개의 송신 안테나를 통해 시공간 영역(space-time domain)으로 분산시켜 송신하는 방식으로서, 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.First, the Golden code method is a method of distributing four symbols in a space-time domain through two transmission antennas during two symbol periods, and may be represented by Equation 1 below.

Figure 112006070380255-PAT00001
Figure 112006070380255-PAT00001

상기 수학식 1에서, xi(i = 1,2,3,4)는 4개의 송신 심벌들을 나타내며,

Figure 112006070380255-PAT00002
이다. In Equation 1, x i (i = 1,2,3,4) represents four transmission symbols,
Figure 112006070380255-PAT00002
to be.

신호 송신 장치에서 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같은 형태로 심벌들을 송신하고, 신호 수신 장치에서 최대 우도(ML: Maximum Likelihood, 이하 'ML'이라 칭하기로 한다) 검출기를 사용할 경우 송신 안테나와 수신 안테나의 개수의 곱에 해당하는 4의 다이버시티 이득을 획득하게 된다. 상기 신호 수신 장치에서 수신 심벌 벡터는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In the signal transmission apparatus, the symbols are transmitted in the form as shown in Equation 1 above, and when the maximum likelihood (ML) detector is used in the signal reception apparatus, Diversity gain of 4 corresponding to the product of the numbers is obtained. In the signal receiving apparatus, the received symbol vector may be represented by Equation 2 below.

Figure 112006070380255-PAT00003
Figure 112006070380255-PAT00003

상기 수학식 2에서,

Figure 112006070380255-PAT00004
Figure 112006070380255-PAT00005
수신 심벌 벡터를 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00006
Figure 112006070380255-PAT00007
송신 심벌 벡터를 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00008
는 각 엘리먼트(element)가 평균이 0인 가우시안(Gaussian) 잡음 벡터를 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00009
는 유효 채널 행렬로서 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.In Equation 2,
Figure 112006070380255-PAT00004
Is
Figure 112006070380255-PAT00005
Receive symbol vector,
Figure 112006070380255-PAT00006
Is
Figure 112006070380255-PAT00007
Transmit symbol vector,
Figure 112006070380255-PAT00008
Denotes a Gaussian noise vector where each element has an average of 0,
Figure 112006070380255-PAT00009
May be expressed as Equation 3 below as an effective channel matrix.

Figure 112006070380255-PAT00010
Figure 112006070380255-PAT00010

상기 수학식 3에서, hi,j는 j번째 송신 안테나에서 i번째 수신 안테나로의 채널 계수를 나타낸다. 상기 수학식 2에 나타낸 바와 같은 수신 심벌 벡터를 ML 검출기를 사용하여 송신 심벌로 검출하기 위한 방식은 하기 수학식 4에 나타낸 바와 같다.In Equation 3, h i, j represents a channel coefficient from the j th transmit antenna to the i th receive antenna. A method for detecting a received symbol vector as shown in Equation 2 as a transmission symbol using an ML detector is as shown in Equation 4 below.

Figure 112006070380255-PAT00011
Figure 112006070380255-PAT00012
=
Figure 112006070380255-PAT00011
Figure 112006070380255-PAT00012
=

상기 수학식 4에서 Ψ는 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 모든 심벌 벡터들의 집합을 나타내며, 송신 심벌 벡터

Figure 112006070380255-PAT00013
의 길이가 NT이고, 상기 변조 방식의 차수(order)가 M일 경우 집합 Ψ의 엘리먼트들은 총
Figure 112006070380255-PAT00014
개 존재한다. 따라서, 상기 수학식 4에 나타낸 바와 같은 방식을 사용하여 수신 심벌 벡터에서 송신 심벌들을 검출하기 위해서는 동시에
Figure 112006070380255-PAT00015
개의 심벌 벡터들을 비교해야만 한다. In Equation 4, Ψ represents a set of all symbol vectors corresponding to the modulation scheme used in the signal transmission apparatus, and transmit symbol vector
Figure 112006070380255-PAT00013
If the length of is N T and the order of the modulation scheme is M, the elements of the set Ψ are total.
Figure 112006070380255-PAT00014
Dog exists. Therefore, in order to detect the transmission symbols in the received symbol vector using the scheme as shown in Equation 4 above,
Figure 112006070380255-PAT00015
Must compare two symbol vectors.

이렇게, FDFR 방식을 사용할 경우에는 송신 다이버시티와 데이터 레이트 측 면에서 그 성능을 최대화할 수 있지만, 상기 FDFR 방식은 ML 검출기 사용을 전제로 한다. 따라서, 제로 포싱(ZF: Zero-forcing, 이하 'ZF'라 칭하기로 한다) 방식이나 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error, 이하 'MMSE'라 칭하기로 한다) 방식 등과 같이 비교적 간단한 구조의 수신기를 사용할 경우 그 이득이 저하되며, 이를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.Thus, when the FDFR scheme is used, its performance can be maximized in terms of transmit diversity and data rate, but the FDFR scheme is based on the use of an ML detector. Therefore, a relatively simple structure such as zero-forcing (ZF) method or minimum mean square error (MMSE) method may be used. When the receiver is used, its gain is reduced, which will be described with reference to FIG. 1.

상기 도 1은 일반적인 MIMO 이동 통신 시스템에서 공간 다중화(SM: Spatial Multiplexing, 이하 'SM'이라 칭하기로 한다) 방식과 FDFR 방식, 특히 Golden code 방식을 사용할 경우의 비트 에러 레이트(BER: Bit Error Rate, 이하 'BER'이라 칭하기로 한다) 성능을 도시한 그래프이다.FIG. 1 illustrates a bit error rate (BER) when a spatial multiplexing (SM) method and an FDFR method, in particular, a golden code method, are used in a general MIMO mobile communication system. Hereinafter referred to as 'BER') is a graph showing the performance.

상기 도 1을 참조하면, ZF 수신기와 MMSE 수신기와 같은 선형 수신기를 사용할 경우에는 FDFR 방식과 SM 방식의 BER 성능이 유사한 반면, ML 검출기를 사용할 경우에는 FDFR 방식이 SM 방식보다 큰 다이버시티 이득을 획득하여 BER 성능이 우수함을 알 수 있다. 따라서, FDFR 방식을 사용할 경우에는 ML 검출기를 사용하는 것이 사용해야만 함을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, when using a linear receiver such as a ZF receiver and an MMSE receiver, the BER performances of the FDFR scheme and the SM scheme are similar, whereas when the ML detector is used, the FDFR scheme acquires greater diversity gain than the SM scheme. It can be seen that the BER performance is excellent. Therefore, it can be seen that using the ML detector should be used when using the FDFR method.

그러나, 상기에서 설명한 바와 같이 ML 검출기의 경우 수신 심벌 벡터에서 송신 심벌들을 검출하기 위해서는 동시에 수행되는 연산의 수가 많다, 특히, 송신 심벌 검출을 위해 비교 대상이 되는 심벌 벡터들의 개수가 송신 심벌 벡터의 길이와 변조 방식의 차수 증가에 따라 급격하게 증가하기 때문에 ML 검출기의 연산 복잡도 역시 급격하게 증가된다. 따라서, FDFR 방식의 이득을 유지하면서도 비교적 낮은 연산 복잡도를 가지는 수신기에 대한 필요성이 대두되고 있다. However, as described above, in the case of the ML detector, a large number of operations are performed simultaneously to detect transmission symbols in a received symbol vector. In particular, the number of symbol vectors to be compared for the transmission symbol detection is the length of the transmission symbol vector. The computational complexity of the ML detector also increases drastically as it increases rapidly with the order of the modulation scheme. Therefore, there is a need for a receiver having a relatively low computational complexity while maintaining the gain of the FDFR scheme.

따라서, 본 발명의 목적은 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 FDFR 방식을 사용할 경우의 신호 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for receiving a signal when the FDFR scheme is used in a signal transmission apparatus of a MIMO mobile communication system.

본 발명의 다른 목적은 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 FDFR 방식을 사용할 경우 연산 복잡도를 최소화시키는 신호 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a signal receiving apparatus and method for minimizing computational complexity when using the FDFR scheme in a signal transmission apparatus of a MIMO mobile communication system.

본 발명의 다른 목적은 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 FDFR 방식을 사용할 경우 채널 상태에 상응하게 신호 수신 방식을 선택하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for receiving a signal by selecting a signal reception method according to a channel state when the FDFR method is used in a signal transmission apparatus of a MIMO mobile communication system.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 다중 입력 다중 출력 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치에 있어서, 채널 행렬을 사용하여 다수의 신호 검출 방식들중 상기 신호 수신 장치가 사용할 신호 검출 방식을 선택하는데 사용되는 선택 파라미터를 검출하고, 상기 선택 파라미터를 임계값과 비교하고, 그 비교 결과에 상응하게 상기 다수의 신호 검출 방식들중 어느 한 신호 검출 방식을 선택하는 선택기와, 상기 신호 검출 방식에 상응하게 송신 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함한다.The apparatus of the present invention for achieving the above objects; A signal receiving apparatus of a mobile communication system using a multiple input multiple output scheme, comprising: detecting a selection parameter used to select a signal detection scheme to be used by the signal receiving apparatus from among a plurality of signal detection schemes using a channel matrix; A selector for comparing the selection parameter with a threshold value, and selecting one of the plurality of signal detection methods according to the comparison result, and a signal detector for detecting a transmission signal corresponding to the signal detection method; Include.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 다중 입력 다중 출력 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법에 있어서, 채널 행렬을 사용하여 다수의 신호 검출 방식들중 상기 신호 수신 장치가 사용할 신호 검출 방식을 선택하는데 사용되는 선택 파라미터를 검출하는 과정과, 상기 선 택 파라미터를 임계값과 비교하고, 그 비교 결과에 상응하게 상기 다수의 신호 검출 방식들중 어느 한 신호 검출 방식을 선택하는 과정과, 상기 신호 검출 방식에 상응하게 송신 신호를 검출하는 과정을 포함한다.The method of the present invention for achieving the above objects; A signal receiving method in a signal receiving apparatus of a mobile communication system using a multiple input multiple output scheme, comprising: a selection parameter used to select a signal detecting scheme to be used by the signal receiving apparatus from among a plurality of signal detecting schemes using a channel matrix Detecting a signal, comparing the selection parameter with a threshold value, selecting a signal detection method among the plurality of signal detection methods according to the comparison result, and transmitting the signal corresponding to the signal detection method. Detecting a signal.

이하, 본 발명에 따른 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings in accordance with the present invention will be described in detail. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

본 발명은 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템(이하 'MIMO 이동 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 신호 수신 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 풀 다이버시티 풀 레이트(FDFR: Full Diversity Full Rate, 이하 'FDFR'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용할 경우 그 연산 복잡도가 최소화된 신호 수신 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 FDFR 방식을 사용할 경우 채널 상태에 상응하게 신호 수신 방식을 선택하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제안한다.The present invention provides a signal receiving apparatus and method in a mobile communication system (hereinafter referred to as a 'MIMO mobile communication system') using a multiple input multiple output (MIMO) scheme. Suggest. In addition, the present invention provides a signal receiving apparatus that minimizes the computational complexity when using a full diversity full rate (FDFR) method in a signal transmission apparatus of a MIMO mobile communication system; Suggest a method. The present invention also proposes an apparatus and method for receiving a signal by selecting a signal reception method according to a channel state when the FDFR method is used in a signal transmission apparatus of a MIMO mobile communication system.

본 발명에서는 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 FDFR 방식을 사용할 경우, 신호 수신 장치가 채널 상태에 상응하게 그 신호 수신 방식을 선택하여 신호를 수신하도록 한다. 본 발명에서는 신호 수신 장치가 2개의 신호 수신 방식들, 즉 최대 우도(ML: Maximum Likelihood, 이하 'ML'이라 칭하기로 한다) 방식과 2단계 ML 방식을 지원하며, 채널 상태가 비교적 양호할 경우에는 상기 2단계 ML 방식을 사용하여 신호를 수신하고, 채널 상태가 비교적 열악할 경우에는 상기 ML 방식을 사용하여 신호를 수신하도록 한다. In the present invention, when the FDFR method is used in the signal transmission apparatus of the MIMO mobile communication system, the signal reception apparatus selects the signal reception scheme corresponding to the channel state to receive the signal. In the present invention, the signal reception apparatus supports two signal reception methods, that is, a maximum likelihood (ML) method and a two-stage ML method, and when the channel state is relatively good, The signal is received using the two-stage ML method, and when the channel state is relatively poor, the signal is received using the ML method.

먼저, 종래 기술 부분의 수학식 3에 기재한 바와 같은 유효 채널 행렬

Figure 112006070380255-PAT00016
은 치환(permutaion, 이하 'permutaion'이라 칭하기로 한다)과 QR 인수 분해(factorization, 이하 'factorization'라 칭하기로 한다)를 통해 하기 수학식 5와 같이 정리할 수 있다.First, the effective channel matrix as described in Equation 3 of the prior art section.
Figure 112006070380255-PAT00016
Can be summarized as in Equation 5 through permutaion (hereinafter referred to as 'permutaion') and QR factorization (factorization, hereinafter referred to as 'factorization').

Figure 112006070380255-PAT00017
Figure 112006070380255-PAT00017

상기 수학식 5에서,

Figure 112006070380255-PAT00018
는 유니타리(unitary) 행렬을 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00019
이고,
Figure 112006070380255-PAT00020
이다.In Equation 5,
Figure 112006070380255-PAT00018
Represents a unitary matrix,
Figure 112006070380255-PAT00019
ego,
Figure 112006070380255-PAT00020
to be.

또한, 행렬

Figure 112006070380255-PAT00021
의 대각(diagonal) 엘리먼트들 ri,i(i = 1,2,3,4)는 모두 양의 실수이고, 행렬
Figure 112006070380255-PAT00022
역시 유니타리 행렬이다. 상기 수학식 5로부터 종래 기술 부분 에 기재한 수학식 2의 양변에
Figure 112006070380255-PAT00023
를 곱하여 상기 수학식 2와 등가의 신호 모델을 구성할 수 있으며, 이는 하기 수학식 6에 나타낸 바와 같다.Also, the matrix
Figure 112006070380255-PAT00021
Diagonal elements of r i, i (i = 1,2,3,4) are all positive real numbers
Figure 112006070380255-PAT00022
It is also a unitary matrix. On both sides of the equation (2) described in the prior art portion from the equation (5)
Figure 112006070380255-PAT00023
By multiplying to construct a signal model equivalent to the above equation (2), as shown in the following equation (6).

Figure 112006070380255-PAT00024
Figure 112006070380255-PAT00024

=

Figure 112006070380255-PAT00025
=
Figure 112006070380255-PAT00025

상기 수학식 6에서,

Figure 112006070380255-PAT00026
이고,
Figure 112006070380255-PAT00027
Figure 112006070380255-PAT00028
영(zero) 행렬을 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00029
이고,
Figure 112006070380255-PAT00030
이고,
Figure 112006070380255-PAT00031
이다. In Equation 6,
Figure 112006070380255-PAT00026
ego,
Figure 112006070380255-PAT00027
silver
Figure 112006070380255-PAT00028
Represents a zero matrix,
Figure 112006070380255-PAT00029
ego,
Figure 112006070380255-PAT00030
ego,
Figure 112006070380255-PAT00031
to be.

상기 수학식 6으로터 수신기의 연산량을 감소시키기 위한 2단계 ML 방식을 제안하며, 상기 2단계 ML 방식에 따른 송신 심벌 검출 방식은 하기와 같은 3단계로 이루어진다.A two-stage ML scheme is proposed to reduce the amount of computation of the receiver from Equation 6, and the transmission symbol detection scheme according to the two-stage ML scheme includes three steps as follows.

(1) 1단계:

Figure 112006070380255-PAT00032
로부터 수학식 6의
Figure 112006070380255-PAT00033
를 검출한다.(1) Step 1:
Figure 112006070380255-PAT00032
From Equation 6
Figure 112006070380255-PAT00033
Detect.

(2) 2단계: 1단계에서 추정된

Figure 112006070380255-PAT00034
Figure 112006070380255-PAT00035
로부터 제거한다. 이 경우,
Figure 112006070380255-PAT00036
로 정리된다.(2) Step 2: Estimated in Step 1
Figure 112006070380255-PAT00034
To
Figure 112006070380255-PAT00035
Remove from in this case,
Figure 112006070380255-PAT00036
It is cleaned up.

(3) 3단계:

Figure 112006070380255-PAT00037
로부터 수학식 6의
Figure 112006070380255-PAT00038
를 검출한다.(3) Step 3:
Figure 112006070380255-PAT00037
From Equation 6
Figure 112006070380255-PAT00038
Detect.

상기에서 설명한 바와 같이 블록 단위로 3단계를 통해 송신 심벌을 검출하는 방식이 2단계 ML 방식이다. 상기 2단계 ML 방식은 상기에서 설명한 바와 같이 1단계 및 3단계의 심벌 벡터의 길이가 원 심볼 벡터의 길이의 1/2이 되기 때문에 ML 검출기의 연산량이 크게 감소하게 된다. 즉, 심볼 벡터를 검출하기 위한 비교 대상의 수가

Figure 112006070380255-PAT00039
에서
Figure 112006070380255-PAT00040
로 감소하기 때문에 ML 검출기의 연산량이 크게 감소하게 된다. 일 예로, 변조 차수 M이 64이고(M = 64), 송신 심벌 벡터
Figure 112006070380255-PAT00041
의 길이가 NT가 4일 경우(NT = 4), 수신 심벌 벡터에서 송신 심벌들을 검출하기 위해서 동시에 비교해야하는 심벌 벡터들의 수가 644 =16777216에서
Figure 112006070380255-PAT00042
으로 크게 감소하게 된다. As described above, a method of detecting a transmission symbol through three steps in block units is a two-step ML method. In the two-stage ML method, as described above, since the length of the symbol vectors of the first and third stages is 1/2 of the length of the original symbol vector, the amount of calculation of the ML detector is greatly reduced. That is, the number of comparison targets for detecting the symbol vector
Figure 112006070380255-PAT00039
in
Figure 112006070380255-PAT00040
Because of this decrease, the computation amount of ML detector is greatly reduced. As an example, the modulation order M is 64 (M = 64) and the transmission symbol vector
Figure 112006070380255-PAT00041
If the length of N T is 4 (N T = 4), then the number of symbol vectors to be compared at the same time to detect transmit symbols in the received symbol vector is 64 4 = 16777216.
Figure 112006070380255-PAT00042
Greatly reduced.

그런데, 상기 2단계 ML 방식은 특정한 채널 상태에서 그 성능이 열화되는 경우가 발생한다. 즉, 공간 상관도가 높은 채널 상태를 가지거나 적어도 1개의 채널 상태가 매우 열악할 경우 그 성능이 열화되는 경우가 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 상기 2단계 ML 방식의 특정 채널 상태에서의 성능 열화 발생을 극복하기 위해서 일반적인 ML 방식과 상기 2단계 ML 방식을 혼용하는 하이브리드(hybrid) 방식을 제안한다. 상기 하이브리드 방식은 일반적인 ML 방식과 2단계 ML 방식을 채널 상태에 상응하게 선택적으로 사용하는 방식으로서, 상기 하이브리드 방식을 사용하기 위해서는 상기 선택을 위한 선택 파라미터(parameter)기 필요하다. 본 발명에서는 상기 수학식 5에 나타낸 바와 같은 행렬

Figure 112006070380255-PAT00043
의 대각 엘리먼트들 분포를 상기 선택 파라미터로 제안하며, 이는 하기 수학식 7에 나타낸 바와 같다.However, in the two-stage ML method, the performance deteriorates in a specific channel state. That is, when the channel state has a high spatial correlation or at least one channel state is very poor, the performance may deteriorate. Accordingly, the present invention proposes a hybrid method using a common ML method and the two-step ML method in order to overcome the occurrence of performance degradation in a specific channel state of the two-step ML method. The hybrid method is a method of selectively using the general ML method and the two-step ML method corresponding to the channel state, and in order to use the hybrid method, a selection parameter for the selection is required. In the present invention, the matrix as shown in Equation 5
Figure 112006070380255-PAT00043
The diagonal element distribution of is proposed as the selection parameter, as shown in Equation 7 below.

Figure 112006070380255-PAT00044
γ =
Figure 112006070380255-PAT00044
γ =

상기 수학식 7에서 γ는 선택 파라미터이며, 상기 선택 파라미터 γ은 행렬

Figure 112006070380255-PAT00045
의 대각 엘리먼트의 최대값과 최소값의 비를 나타낸다. In Equation 7, γ is a selection parameter, and the selection parameter γ is a matrix
Figure 112006070380255-PAT00045
Represents the ratio of the maximum and minimum values of the diagonal element of.

상기 신호 수신 장치에서 채널 행렬을 추정한 후, 그 추정한 채널 행렬로부터 QR factorization을 수행하여 상기 수학식 7에 나타낸 바와 같은 선택 파라미터 γ을 검출할 수 있다. After estimating a channel matrix in the signal receiving apparatus, QR factorization may be performed from the estimated channel matrix to detect the selection parameter γ as shown in Equation (7).

그러면 여기서 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치 구조에 대해서 설명하기로 한다.Next, a structure of a signal receiving apparatus of a MIMO mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

상기 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a signal receiving device structure of a MIMO mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2를 참조하면, 상기 신호 수신 장치는 2개의 수신 안테나들(210-1,210-2)과, 선택기(220)와, 채널 추정기(230)와, 신호 검출부(240)를 포함한다. 상기 검출부(240)는 2단계 ML 검출기(241)와, ML 검출기(243)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the signal receiving apparatus includes two receiving antennas 210-1 and 210-2, a selector 220, a channel estimator 230, and a signal detector 240. The detector 240 includes a two-stage ML detector 241 and an ML detector 243.

먼저, 2개의 수신 안테나들(210-1,210-2)을 통해 수신된 신호는 상기 선택 기(220)와 채널 추정기(230)로 전달된다. 상기 채널 추정기(230)는 상기 2개의 수신 안테나들(210-1,210-2)을 통해 수신된 신호로부터 채널 행렬을 추정하고, 그 추정한 채널 행렬을 상기 선택기(220)와 신호 검출부(243)로 출력한다. 상기 선택기(220)는 상기 채널 추정기(230)에서 출력한 채널 행렬을 사용하여 선택 파라미터 γ를 계산한다. 그리고, 상기 선택기(220)는 상기 계산한 선택 파라미터 γ와 미리 설정되어 있는 임계값 γ0를 비교하여 상기 수신 신호에 대한 검출 방식으로 2단계 ML 검출 방식을 사용할 것인지 ML 검출 방식을 사용할 것인지를 결정한다. 여기서, 상기 선택 파라미터 γ의 값이 상기 임계값 γ0 미만일 경우 상기 선택기(220)는 상기 2개의 수신 안테나들(210-1,210-2)을 통해 수신된 신호를 상기 2단계 ML 검출기(241)로 입력되도록 제어하고, 상기 선택 파라미터 γ의 값이 상기 임계값 γ0 이상일 경우 상기 선택기(220)는 상기 2개의 수신 안테나들(210-1,210-2)을 통해 수신된 신호를 상기 ML 검출기(243)로 입력되도록 제어한다. First, a signal received through two reception antennas 210-1 and 210-2 is transmitted to the selector 220 and the channel estimator 230. The channel estimator 230 estimates a channel matrix from the signals received through the two reception antennas 210-1 and 210-2, and transmits the estimated channel matrix to the selector 220 and the signal detector 243. Output The selector 220 calculates the selection parameter γ using the channel matrix output from the channel estimator 230. The selector 220 compares the calculated selection parameter γ with a preset threshold γ 0 to determine whether to use a two-step ML detection method or an ML detection method as a detection method for the received signal. do. Here, when the value of the selection parameter γ is less than the threshold γ 0 , the selector 220 sends the signal received through the two reception antennas 210-1 and 210-2 to the second stage ML detector 241. When the value of the selection parameter γ is greater than or equal to the threshold γ 0 , the selector 220 controls the ML detector 243 to receive a signal received through the two reception antennas 210-1 and 210-2. Control to be entered.

상기 2단계 ML 검출기(241)는 상기 선택기(220)에서 출력한 신호와 상기 채널 추정기(230)에서 추정한 채널 행렬을 입력한 후, 2단계 ML 방식을 사용하여 송신 심벌로 검출한다. 상기 2단계 ML 방식은 상기에서 설명하였으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 ML 검출기(243)는 상기 선택기(220)에서 출력한 신호와 상기 채널 추정기(230)에서 추정한 채널 행렬을 입력한 후, ML 방식을 사용하여 송신 심벌로 검출한다. The second stage ML detector 241 inputs the signal output from the selector 220 and the channel matrix estimated by the channel estimator 230, and then detects the transmission symbol using a two stage ML scheme. Since the two-stage ML method has been described above, a detailed description thereof will be omitted. In addition, the ML detector 243 inputs the signal output from the selector 220 and the channel matrix estimated by the channel estimator 230, and then detects the transmission symbol using the ML method.

결과적으로, 상기 도 2에 나타낸 바와 같은 방식으로 수신 신호에서 송신 심 벌을 검출할 경우 채널 상태에 상응하게 2단계 ML 방식 혹은 ML 방식을 사용하므로, 2단계 ML 방식을 사용할 경우에는 연산 복잡도를 최소화시킬 수 있으며, 또한 ML 방식을 사용할 경우에는 그 FDFR 성능을 그대로 획득할 수 있어 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.As a result, when the transmission symbol is detected in the received signal in the manner as shown in FIG. 2, the two-step ML method or the ML method is used according to the channel state. In addition, when using the ML method, the FDFR performance can be obtained as it is, thereby improving system performance.

다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 수신하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.Next, a process of receiving a signal in a signal receiving apparatus of a MIMO mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

상기 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 수신하는 과정을 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process of receiving a signal in a signal receiving apparatus of a MIMO mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 상기 신호 수신 장치는 311단계에서 다수개, 일 예로 2개의 수신 안테나들을 통해 수신한 신호를 사용하여 채널 행렬을 추정한 후 313단계로 진행한다. 상기 313단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 추정한 채널 행렬을 사용하여 선택 파라미터 γ를 계산한 후 315단계로 진행한다. 상기 315단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 계산한 선택 파라미터 γ와 임계값 γ0를 비교하여 신호 검출 방식을 선택하고 317단계로 진행한다. 여기서, 상기 신호 수신 장치는 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 상기 선택 파라미터 γ의 값이 상기 임계값 γ0 미만일 경우 신호 검출 방식을 2단계 ML 방식으로 선택하고, 상기 선택 파라미터 γ의 값이 상기 임계값 γ0 이상일 경우 신호 검출 방식을 ML 방식으로 선택한다. 상기 317단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 선택된 신호 검출 방식에 상응하게 상기 수신 신호에서 송신 심벌을 검출하고 종료한다.Referring to FIG. 3, in step 311, the signal receiving apparatus estimates a channel matrix using a plurality of signals, for example, signals received through two receiving antennas, and then proceeds to step 313. In step 313, the signal receiving apparatus calculates the selection parameter γ using the estimated channel matrix, and then proceeds to step 315. In step 315, the signal receiving apparatus selects a signal detection method by comparing the calculated selection parameter γ with a threshold value γ 0 , and proceeds to step 317. Here, the signal receiving apparatus selects a signal detection method as a two-stage ML method when the value of the selection parameter γ is less than the threshold γ 0 as described in FIG. 2, and the value of the selection parameter γ is the threshold value. If γ 0 or more, the signal detection method is selected as the ML method. In step 317, the signal receiving apparatus detects and terminates a transmission symbol in the received signal according to the selected signal detection scheme.

다음으로 도 4를 참조하여 MIMO 이동 통신 시스템에서 FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우의 비트 에러 레이트(BER: Bit Error Rate, 이하 'BER'이라 칭하기로 한다) 성능과, FDFR 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능과, 공간 다중화(SM: Spatial Multiplexing, 이하 'SM'이라 칭하기로 한다) 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능에 대해서 비교 설명하기로 한다.Next, referring to FIG. 4, the bit error rate (BER) performance when the FDFR scheme and the hybrid scheme are used together in the MIMO mobile communication system, and the FDFR scheme and the ML scheme are described. The BER performance when used together and the BER performance when using the spatial multiplexing (SM) method and the ML method together will be described.

상기 도 4는 MIMO 이동 통신 시스템에서 FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능과, FDFR 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능과, SM 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능을 도시한 그래프이다.4 illustrates BER performance when the FDFR method and the hybrid method are used together in the MIMO mobile communication system, BER performance when the FDFR method and the ML method are used together, and BER performance when the SM method and the ML method are used together. It is a graph shown.

상기 도 4에 도시되어 있는 BER 성능 그래프들은 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 송신 안테나마다 사용하는 송신 전력은 동일하고, 송신 안테나마다 사용하는 변조 방식은 동일하고, 채널은 독립적인 레일레이 페이딩(Rayleigh fading) 채널이라고 가정하였을 경우의 BER 성능 그래프들이다. 여기서, 변조 방식은 4QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식이며, 상기 하이브리드 방식에서 사용하는 임계값 γ0은 2.2라고 가정하였다.The BER performance graphs shown in FIG. 4 are used by the signal transmitter using two transmit antennas, the signal receiver using two receive antennas, and the transmit power used by each transmit antenna is the same, and is used by each transmit antenna. The modulation schemes are the same, and the BER performance graphs are assumed when the channel is an independent Rayleigh fading channel. Here, the modulation scheme is a quadrature amplitude modulation (4QAM) scheme, and it is assumed that the threshold γ 0 used in the hybrid scheme is 2.2.

상기 도 4를 참조하면, BER 성능 자체는 FDFR 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우가 가장 좋고, FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능이 그 다음으로 좋고, SM 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능이 가장 나쁘다. 특히, FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우의 BER 성능은 FDFR 방 식과 ML 방식을 함께 사용할 경우에 비해 10-3 BER에서 약 0.2[dB] 이내의 손실만이 존재하여 거의 유사함을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, the BER performance itself is best when the FDFR method and the ML method are used together, and the BER performance when the FDFR method and the hybrid method are used together is next, and the SM and ML methods are used together. The BER performance of the case is the worst. In particular, the BER performance when using the FDFR method and the hybrid method together is almost similar, since there is only about 0.2 [dB] loss at 10 -3 BER compared with the FDFR method and the ML method. .

그런데, 상기에서 설명한 바와 같이 FDFR 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우는 ML 방식으로 인해 그 연산 복잡도가 굉장히 높지만, FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우는 상기 FDFR 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우에 비해 그 BER 성능 면에서는 약간 저하되지만, 그 연산 복잡도 면에서의 이득이 높다. As described above, when the FDFR method and the ML method are used together, the computational complexity is very high due to the ML method. However, when the FDFR method and the hybrid method are used together, the FDFR method and the ML method are used together. Although slightly degraded in terms of its BER performance, the gain in terms of its computational complexity is high.

다음으로 도 5를 참조하여 MIMO 이동 통신 시스템에서 변조 방식에 따른 FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우의 곱(multiplication) 연산량 감소 비율에 대해서 비교 설명하기로 한다.Next, referring to FIG. 5, a comparison operation will be described for a reduction ratio of multiplication calculations when the FDFR scheme according to the modulation scheme and the hybrid scheme are used together in the MIMO mobile communication system.

상기 도 5는 MIMO 이동 통신 시스템에서 변조 방식에 따른 FDFR 방식과 하이브리드 방식을 함께 사용할 경우의 곱 연산량 감소 비율을 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating a multiplication reduction rate when a FDFR scheme and a hybrid scheme according to a modulation scheme are used together in a MIMO mobile communication system.

상기 도 5에 도시되어 있는 곱 연산량 감소 비율 성능 그래프는 신호 송신 장치가 2개의 송신 안테나들을 사용하고, 신호 수신 장치가 2개의 수신 안테나들을 사용하고, 송신 안테나마다 사용하는 송신 전력은 동일하고, 송신 안테나마다 사용하는 변조 방식은 동일하고, 채널은 독립적인 레일레이 페이딩 채널이라고 가정하였을 경우의 곱 연산량 감소 비율 성능 그래프들이다. 여기서, 변조 방식은 4QAM 방식이며, 상기 하이브리드 방식에서 사용하는 임계값 γ0은 2.2라고 가정하였다.The multiplication reduction ratio performance graph shown in FIG. 5 shows that the signal transmission apparatus uses two transmission antennas, the signal reception apparatus uses two reception antennas, and the transmission power used for each transmission antenna is the same, The modulation schemes used for each antenna are the same, and the multiplication rate reduction ratio performance graphs are assuming that the channels are independent Rayleigh fading channels. Here, the modulation scheme is a 4QAM scheme, and it is assumed that the threshold γ 0 used in the hybrid scheme is 2.2.

상기 도 5를 참조하면, 변조 차수가 증가할수록 그 곱 연산량 감소 비율이 높아짐을 알 수 있다. 상기 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같이 FDFR 방식과 하이 브리드 방식을 함께 사용할 경우 그 BER 성능은 FDFR 방식과 ML 방식을 함께 사용할 경우와 거의 유사하면서도 그 연산량이 크게 감소되어 연산 복잡도를 최소화시킬 수 있다, Referring to FIG. 5, it can be seen that as the modulation order increases, the rate of decrease of the product calculation amount increases. As described above with reference to FIGS. 4 and 5, when the FDFR method and the hybrid method are used together, the BER performance is almost similar to that when the FDFR method and the ML method are used together, but the computation amount is greatly reduced, thereby minimizing the computational complexity. ,

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같은 본 발명은, MIMO 이동 통신 시스템에서 FDFR 방식을 사용할 경우 채널 상태에 상응하게 2단계 ML 방식과 ML 방식을 하이브리드 방식으로 사용함으로써 수신 성능을 유지하면서도 연산 복잡도를 최소화시킬 수 있다는 이점을 가진다.As described above, the present invention provides the advantage that the MID mobile communication system uses the two-step ML method and the ML method in a hybrid method according to the channel state, thereby minimizing the computational complexity while maintaining the reception performance. Have

Claims (10)

다중 입력 다중 출력 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법에 있어서,A signal receiving method in a signal receiving apparatus of a mobile communication system using a multiple input multiple output method, 채널 행렬을 사용하여 다수의 신호 검출 방식들중 상기 신호 수신 장치가 사용할 신호 검출 방식을 선택하는데 사용되는 선택 파라미터를 검출하는 과정과,Detecting a selection parameter used to select a signal detection method to be used by the signal receiving apparatus among a plurality of signal detection methods using a channel matrix; 상기 선택 파라미터를 임계값과 비교하고, 그 비교 결과에 상응하게 상기 다수의 신호 검출 방식들중 어느 한 신호 검출 방식을 선택하는 과정과,Comparing the selection parameter with a threshold value, and selecting one of the plurality of signal detection methods according to the comparison result; 상기 신호 검출 방식에 상응하게 송신 신호를 검출하는 과정을 포함하는 신호 수신 방법.Detecting a transmission signal in accordance with the signal detection method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 신호 검출 방식들은 2단계 최대 우도(ML: Maximum Likelihood) 방식과 ML 방식을 포함하며, The plurality of signal detection methods include a two-step Maximum Likelihood (ML) method and an ML method. 상기 2단계 ML 방식에 상응하게 송신 신호를 검출하는 과정은;Detecting a transmission signal in accordance with the two-step ML method; 수신 신호가 하기 수학식 8과 같을 경우,
Figure 112006070380255-PAT00046
로부터 하기 수학식 8의
Figure 112006070380255-PAT00047
를 추정하는 과정과,
When the received signal is equal to the following Equation 8,
Figure 112006070380255-PAT00046
From Equation 8 below
Figure 112006070380255-PAT00047
Estimating process,
추정된
Figure 112006070380255-PAT00048
Figure 112006070380255-PAT00049
로부터 제거하여
Figure 112006070380255-PAT00050
로 정리하는 과 정과,
Estimated
Figure 112006070380255-PAT00048
To
Figure 112006070380255-PAT00049
Removed from
Figure 112006070380255-PAT00050
The process of organizing with
Figure 112006070380255-PAT00051
로부터 하기 수학식 8의
Figure 112006070380255-PAT00052
를 검출하는 과정을 포함하는 신호 수신 방법.
Figure 112006070380255-PAT00051
From Equation 8 below
Figure 112006070380255-PAT00052
Signal receiving method comprising the step of detecting.
Figure 112006070380255-PAT00053
Figure 112006070380255-PAT00053
=
Figure 112006070380255-PAT00054
=
Figure 112006070380255-PAT00054
상기 수학식 8에서,
Figure 112006070380255-PAT00055
는 송신 신호를 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00056
는 유니타리 행렬을 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00057
이고,
Figure 112006070380255-PAT00058
이며,
Figure 112006070380255-PAT00059
이고,
Figure 112006070380255-PAT00060
Figure 112006070380255-PAT00061
영(zero) 행렬을 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00062
이고,
Figure 112006070380255-PAT00063
이고,
Figure 112006070380255-PAT00064
임.
In Equation 8,
Figure 112006070380255-PAT00055
Indicates a transmission signal,
Figure 112006070380255-PAT00056
Represents a Unitary matrix,
Figure 112006070380255-PAT00057
ego,
Figure 112006070380255-PAT00058
Is,
Figure 112006070380255-PAT00059
ego,
Figure 112006070380255-PAT00060
silver
Figure 112006070380255-PAT00061
Represents a zero matrix,
Figure 112006070380255-PAT00062
ego,
Figure 112006070380255-PAT00063
ego,
Figure 112006070380255-PAT00064
being.
제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 선택 파라미터는 상기 행렬
Figure 112006070380255-PAT00065
의 대각 엘리먼트의 최대값과 최소값의 비임을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
The selection parameter is the matrix
Figure 112006070380255-PAT00065
The signal receiving method, characterized in that the ratio between the maximum value and the minimum value of the diagonal element of.
제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 선택 파라미터는 하기 수학식 9에 나타낸 바와 같음을 특징으로 하는 신호 수신 방법.The selection parameter is a signal receiving method, characterized in that as shown in the following equation (9).
Figure 112006070380255-PAT00066
γ =
Figure 112006070380255-PAT00066
γ =
상기 수학식 9에서, γ는 선택 파라미터이며, ri,i(i = 1,2,3,4)는 상기 행렬
Figure 112006070380255-PAT00067
의 대각 엘리먼트를 나타냄.
In Equation 9, γ is a selection parameter, and r i, i (i = 1,2,3,4) is the matrix
Figure 112006070380255-PAT00067
Represents the diagonal element of.
제3항 혹은 제4항에 있어서, The method according to claim 3 or 4, 상기 비교 결과에 상응하게 신호 검출 방식을 선택하는 과정은;Selecting a signal detection method corresponding to the comparison result; 상기 선택 파라미터의 값이 임계값 미만일 경우 상기 2단계 ML 방식을 선택 하고, 상기 선택 파라미터의 값이 임계값 이상일 경우 상기 ML 방식을 선택하는 것임을 특징으로 하는 신호 수신 방법. And selecting the two-stage ML method when the value of the selection parameter is less than a threshold value, and selecting the ML method when the value of the selection parameter is greater than or equal to a threshold value. 다중 입력 다중 출력 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 신호 수신 장치에 있어서, In the signal receiving apparatus of a mobile communication system using a multiple input multiple output method, 채널 행렬을 사용하여 다수의 신호 검출 방식들중 상기 신호 수신 장치가 사용할 신호 검출 방식을 선택하는데 사용되는 선택 파라미터를 검출하고, 상기 선택 파라미터를 임계값과 비교하고, 그 비교 결과에 상응하게 상기 다수의 신호 검출 방식들중 어느 한 신호 검출 방식을 선택하는 선택기와,Detecting a selection parameter used to select a signal detection method to be used by the signal receiving apparatus among a plurality of signal detection methods using a channel matrix, comparing the selection parameter with a threshold value, and corresponding to the result of the comparison. A selector for selecting one of the signal detection methods of 상기 신호 검출 방식에 상응하게 송신 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함하는 신호 수신 장치. And a signal detector for detecting a transmission signal corresponding to the signal detection method. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 다수의 신호 검출 방식들은 2단계 최대 우도(ML: Maximum Likelihood) 방식과 ML 방식을 포함하며, The plurality of signal detection methods include a two-step Maximum Likelihood (ML) method and an ML method. 상기 신호 검출부가 상기 2단계 ML 방식을 사용할 경우, When the signal detection unit uses the two-step ML method, 수신 신호가 하기 수학식 10과 같을 경우,
Figure 112006070380255-PAT00068
로부터 하기 수학식 10의
Figure 112006070380255-PAT00069
를 추정하고,
When the received signal is equal to the following equation 10,
Figure 112006070380255-PAT00068
From Equation 10 below
Figure 112006070380255-PAT00069
To estimate,
추정된
Figure 112006070380255-PAT00070
Figure 112006070380255-PAT00071
로부터 제거하여
Figure 112006070380255-PAT00072
로 정리하고,
Estimated
Figure 112006070380255-PAT00070
To
Figure 112006070380255-PAT00071
Removed from
Figure 112006070380255-PAT00072
To clean up,
Figure 112006070380255-PAT00073
로부터 하기 수학식 10의
Figure 112006070380255-PAT00074
를 검출함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
Figure 112006070380255-PAT00073
From Equation 10 below
Figure 112006070380255-PAT00074
Signal receiving apparatus, characterized in that for detecting.
Figure 112006070380255-PAT00075
Figure 112006070380255-PAT00075
=
Figure 112006070380255-PAT00076
=
Figure 112006070380255-PAT00076
상기 수학식 10에서,
Figure 112006070380255-PAT00077
는 송신 신호를 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00078
는 유니타리 행렬을 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00079
이고,
Figure 112006070380255-PAT00080
이며,
Figure 112006070380255-PAT00081
이고,
Figure 112006070380255-PAT00082
Figure 112006070380255-PAT00083
영(zero) 행렬을 나타내며,
Figure 112006070380255-PAT00084
이고,
Figure 112006070380255-PAT00085
이고,
Figure 112006070380255-PAT00086
임.
In Equation 10,
Figure 112006070380255-PAT00077
Indicates a transmission signal,
Figure 112006070380255-PAT00078
Represents a Unitary matrix,
Figure 112006070380255-PAT00079
ego,
Figure 112006070380255-PAT00080
Is,
Figure 112006070380255-PAT00081
ego,
Figure 112006070380255-PAT00082
silver
Figure 112006070380255-PAT00083
Represents a zero matrix,
Figure 112006070380255-PAT00084
ego,
Figure 112006070380255-PAT00085
ego,
Figure 112006070380255-PAT00086
being.
제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 선택 파라미터는 상기 행렬
Figure 112006070380255-PAT00087
의 대각 엘리먼트의 최대값과 최소값의 비임을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
The selection parameter is the matrix
Figure 112006070380255-PAT00087
Signal receiving apparatus, characterized in that the ratio between the maximum value and the minimum value of the diagonal element of.
제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 선택 파라미터는 하기 수학식 11에 나타낸 바와 같음을 특징으로 하는 신호 수신 장치.Wherein said selection parameter is as shown in Equation (11).
Figure 112006070380255-PAT00088
γ =
Figure 112006070380255-PAT00088
γ =
상기 수학식 11에서, γ는 선택 파라미터이며, ri,i(i = 1,2,3,4)는 상기 행렬
Figure 112006070380255-PAT00089
의 대각 엘리먼트를 나타냄.
In Equation 11, γ is a selection parameter, and r i, i (i = 1,2,3,4) is the matrix
Figure 112006070380255-PAT00089
Represents the diagonal element of.
제8항 혹은 제9항에 있어서, The method according to claim 8 or 9, 상기 선택기는;The selector; 상기 선택 파라미터의 값이 임계값 미만일 경우 상기 2단계 ML 방식을 선택하고, 상기 선택 파라미터의 값이 임계값 이상일 경우 상기 ML 방식을 선택함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.And selecting the two-stage ML method when the value of the selection parameter is less than a threshold value, and selecting the ML method when the value of the selection parameter is greater than or equal to a threshold value.
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