KR20090003636A - 무선통신 시스템의 심볼 디맵핑 장치 및 방법 및 이를 위한수신기 - Google Patents

무선통신 시스템의 심볼 디맵핑 장치 및 방법 및 이를 위한수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 장치 및 방법 및 이를 위한 수신기에 관한 것이다. 상기 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 다중 비트 심볼 변조를 위한 수신기는 입력된 수신 심볼에 대해 채널 추정을 수행하여 상기 수신 심볼에 대한 채널 추정 값을 출력하는 채널추정기와, 채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 상기 채널 추정 값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산한 후, 상기 수신 심볼에 포함된 실수 성분 및 허수 성분 중 적어도 하나의 신호 성분과, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수 및 제2 상수 중 제1 상수를 곱한 후, 상기 곱한 값에 상기 제2 상수를 더한 값에 상기 새로운 스케일링 계수를 곱하여, 복호하고자 하는 비트에 대한 대수근사비(LLR)을 출력하는 심볼 디맵퍼를 포함한다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명은 심볼 디맵퍼의 복잡도를 감소시켜 DMB폰 등과 같은 저전력 모바일 사용자 장치에 있어서 중요한 칩사이즈 및 전력소비를 감소 시킬 수 있다.
Figure P1020070066461
심볼 디맵퍼, 디맵핑, LLR.

Description

무선통신 시스템의 심볼 디맵핑 장치 및 방법 및 이를 위한 수신기{APPARATUS AND METHOD FOR SYMBOL DEMAPPING IN WIRELESS TELECOMMUNICATION SYSTEM THEREOF RECEIVER}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 장치 및 방법 및 이를 위한 수신기에 관한 것이다.
CDMA 2000(Code Division Multiple Access 2000), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers).802.16, STiMi(Satellite Terrestrial Interactive Mutli-Service Infrastructure) 등과 같은 무선 통신/디지털 멀티미디어 방송 시스템 및 표준에서는 BPSK(Binary Phase Shift Key), QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등의 변조 방식과 채널부호화의 조합으로 적응 변조 및 부호화(AMC : Adaptive Modulation and Coding)를 수행하여, 채널 상황에 맞는 최적의 전송률을 얻어낸다. 수신단에서는 이러한 다양한 변조에 대응하여 심볼 디맵핑 장치(이하, 심볼 디맵퍼(Demapper))로 비트당 대수근사비(Log Likelihood Ratid : 이하, LLR)의 메트릭 값들을 계산하여, 상기 메트릭 값들을 채널 복호기에 출력한다. 상기 채널복호기는 상기 메트릭 값들을 복호하여 이진 데이터를 출력한다.
도 1은 일반적인 무선 통신 시스템에서의 송수신기를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전송되고자 하는 이진 데이터는 송신기(100)내의 채널 부호화기(110)에 의해 인코딩되고, 상기 채널 부호화기(110)는 터보 부호화, 저밀도 패리티 검사 부호화(Low-Density Parity Check : 이하, LDPC) 등의 채널 부호화 방식을 이용하여 코드 심볼이라 하는 일련의 이진 코드심볼들(즉 부호화된 비트들)을 생성한다. 상기 생성된 이진 코드 심볼들 중 각 몇 개의 코드 심볼들(즉 부호어(codeword))은, 심볼 맵퍼(120)에 의해 블록화된 후 성상도(Signal Constellation)상의 한 신호점으로 매핑되어, 복소수 값의 변조 심볼로 변환된다. 상기 변조 심볼은 변조기(130)에 입력되고, 상기 변조기(130)는 상기 변조심볼에 따라 CDMA 방식 혹은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplex : 이하, OFDM) 방식으로 연속-시간 파동 신호를 생성하여 채널(140)상으로 수신기(150)에 전송한다.
상기 수신기(150)에서 복조기/채널추정기(160)는 채널(140)을 통한 수신 신호에 대해 기저 대역 복조와 채널 추정을 수행하여, BPSK, QAM 등으로 변조된 수신 심볼(이하, 수신 심볼) 및 상기 수신 심볼에 대한 채널 추정 값(Channel Response Estimate From Channel Estimation : 이하, rChan)을 출력한다. 이때 복조기/채널추정기(160)에서 수신 신호의 채널 변동 보상여부에 따라 심볼 디맵퍼(170)에 입력되는 수신 심볼을 도 2a 또는 도 2b와 같이 나타날 수 있다. 도 2a는 채널 변동이 보상되지 않은 경우의 수신 심볼들을 나타낸 도면이고, 도 2b는 채널 변동이 보상된 경우의 수신 심볼들을 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이 채널 변동이 보상된 수신 심볼들은 원래의 신호점에 가깝게 복구된다.
심볼 디맵퍼(170)에서는 상기 수신 심볼 및 rChan을 이용하여, 채널부호의 부호어를 이루는 비트들에 대한 LLR의 메트릭 값들을 계산하여 상기 메트릭 값들을 출력한다.
상기 메트릭 값들을 정확하게 계산하는 방법으로 유클리드 메트릭 계산 방법을 사용할 수 있다. 상기 유클리드 메트릭 계산 방법은 BPSK, QAM 등의 변조에 있어서, 허수(Im) 또는 실수(Re) 방향 중 하나에서의 수신 심볼과 성상도의 신호점 사이의 거리의 제곱을 계산하는 방법이다. 상기 심볼 디맵퍼(170)에서 계산된 메트릭 값은 채널 복호기(180)에 입력되어 전송된 이전 데이터로서 복호된다. 상기 채널 복호기(180)로는 터보 부호에 대응하는 로그 맵(Log-MAP(Maximum A Posteriori)) 알고리즘 반복 복호기와, LCPC 부호에 대응하는 로그 최소 합곱(Log-Min Sum-Product) 알고리즘을 사용하는 소프트 입력 하드 출력(Soft Input Hard Output) 복호화기를 사용할 수 있다. 상기 로그 최소 합곱 알고리즘은 높은 BER(Bit Error Rate)을 가지며, 상기 로그 합곱 알고리즘을 사용하는 소프트 입력 하드 출력(Soft Input Hard Output) 복호화기의 구현의 복잡도는 복호화기들이 저전력 소비 무선 전화 분야와 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 폰 등과 같은 휴대 장치에 대한 디지털 미디어 방송 분야에서 구현될 수 있을 정도로 유지된다.
한편, 다중 비트 심볼 디맵핑을 위해 채널 변동의 보상 없이, 채널 추정기로 부터의 rChan을 이용하여, 신호점에 대한 수신 심볼의 스케일을 조정하여 디맵핑하는 심볼 디맵퍼(170)는 높은 BER을 갖지만 구현의 복잡도는 상대적으로 높다. 이에 따라 심볼 디맵퍼의 복잡도를 감소시켜 DMB 폰 등과 같은 저전력 모바일 사용자 장치에 있어서 중요한 칩사이즈 및 전력소비를 감소 시키는 방안이 요구된다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 모바일 사용자 장치의 칩사이즈 및 전력소비를 감소시키기 위해 복잡도가 감소된 심볼 디맵핑 장치 및 방법 및 이를 위한 수신기를 제공한다.
상기 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 다중 비트 심볼 변조를 위한 수신기는 입력된 수신 심볼에 대해 채널 추정을 수행하여 상기 수신 심볼에 대한 채널 추정 값을 출력하는 채널추정기와, 채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 상기 채널 추정 값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산한 후, 상기 수신 심볼에 포함된 실수 성분 및 허수 성분 중 적어도 하나의 신호 성분과, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수 및 제2 상수 중 제1 상수를 곱한 후, 상기 곱한 값에 상기 제2 상수를 더한 값에 상기 새로운 스케일링 계수를 곱하여, 복호하고자 하는 비트에 대한 대수근사비(LLR)을 출력하는 심볼 디맵퍼를 포함한다.
또한 상기 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 다중 비트 심볼 변조를 위 한 심볼 디맵핑 방법은, 채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 상기 채널 추정 값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산하는 과정과, 수신 심볼에 포함된 실수 성분 및 허수 성분 중 적어도 하나의 신호 성분과, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수 및 제2 상수 중 제1 상수를 곱하는 과정과, 상기 곱하는 과정에서 출력된 곱한 값에 상기 제2 상수를 더한 후, 상기 새로운 스케일링 계수를 곱하여, 복호하고자 하는 비트에 대한 대수근사비(LLR)을 출력하는 과정을 포함한다.
또한 상기 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 BPSK(Binary Phase Shift Key) 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 장치는, 상기 BPSK로 변조된 수신 심볼에 포함된 실수 성분과 허수 성분을 더하는 가감기와, 채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 채널 추정값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산하는 제1 곱셈기와, 상기 가감기에서 출력된 값과, 상기 새로운 스케일링 계수와, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수를 곱하는 제2 곱셈기를 포함한다.
또한 상기 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 QPSK(Quadrature Phase Shift Key) 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 장치는, 채널 부호율에 따른 스케일링 계수와 채널 추정값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산하는 제1 곱셈기와, 상기 QPSK로 변조된 수신 심볼에 포함된 허수 성분과, 상기 새로운 스케일링 계수와, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수를 곱하는 제2 곱셈기와, 상기 QPSK로 변조된 수 신 심볼에 포함된 실수 성분과, 상기 새로운 스케일링 계수와, 상기 제1 상수를 곱하는 제3 곱셈기를 포함한다.
또한 상기 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)16 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 장치는, 상기 QAM16으로 변조된 수신 심볼에 포함된 허수 성분 및 실수 성분 중 해당 신호 성분과, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수 및 제2 상수 중 제1 상수를 곱하는 제1 곱셈기와, 상기 해당 신호 성분의 부호에 따라 상기 제1 곱셈기에서 출력된 값과 상기 제2 상수를 가산 또는 감산하는 제1 가감기와, 채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 채널 추정값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 출력하는 제2 곱셈기와, 상기 제1 가감기에서 출력된 값과 상기 제2 곱셈기에서 출력된 값을 곱하여 부호하고자하는 제1비트의 LLR 값을 출력하는 제3 곱셈기와, 상기 해당 신호 성분과 상기 신호점들의 실수측 또는 허수측 크기의 벡터 거리를 계산하고 절대값으로 변환한 후, 상기 절대값으로 변환된 값들을 상호 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 제3 상수 및 상기 제4 상수를 선택하는 선택부와, 상기 해당 신호 성분과 상기 제3 상수를 곱하는 제4 곱셈기와, 상기 제4 곱셈기에서 출력된 값과 상기 제4 상수를 더하는 제6 가감기와, 상기 새로운 스케일링 계수와, 상기 제6 가감기에서 출력된 값을 곱하여 부호하고자하는 제2비트의 LLR 값을 출력하는 제5 곱셈기를 포함한다.
본 발명은 심볼 디맵퍼의 복잡도를 감소시켜 DMB폰 등과 같은 저전력 모바일 사용자 장치에 있어서 중요한 칩사이즈 및 전력소비를 감소 시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 심볼 디맵퍼의 입출력을 나타낸 도면이다.
도 3에서 심볼 디맵퍼는 아래 <표 1>과 같이 클럭(Clock), 리셋(Reset), 심볼 디맵핑 실행여부를 나타내는 디매핑 입력 이네이블 신호(Demap_InEn), 수신 심볼의 실수 성분(input[x].re), 수신 심볼의 허수 성분(input[x].im), 채널 추정 값(rChan), 변조방식 지시 신호(ModeScheme)를 입력받아, 수신 심볼에 대응하는 각 비트의 LLR을 계산한 후, LLR(Demap_IIrOutput) 및 디매핑 출력 이네이블 신호(Demap_OutEn)를 출력한다. 상기 입출력들에 대한 설명을 하기 <표 1>에 나타내었다.
Figure 112007048519479-PAT00001
무선 통신/디지털 멀티미디어 방송 시스템 및 표준에서는 BPSK, QPSK, QAM16등의 변조를 사용한다. 일 예로서 STiMi에서 사용되는 BPSK, QPSK(Quadrature Phase Shift Key), QAM16의 성상도를 도 4a 내지 도 4c에 나타내었다.
이진채널 부호화기(Binary Channel Encoder)의 출력 비트 시퀀스 중, 하나의 수신 심볼을 표현하는 비트들의 수를 n개라 할 때, 성상도의 신호점 수(N)는 2n이다. 여기서 n은 1, 2, 4, 6 등의 값으로서, 상기 n개의 비트는 상기 신호점들 가운데 해당되는 특정 신호점으로 사상된다. 그리고 상기 사상된 신호점은 실수(Re) 성분 및 허수(Im) 성분을 갖는 변조 심볼이 된다.
이에 따라 도 4a에서 BPSK의 경우 n=1이고, 도 4b에서 QPSK의 경우 n=2, 도 4c에서 16QAM의 경우 n=4이다. 그리고 상기 도 4a 내지 도 4c에서 나타낸 바와 같이, 변조 심볼은 복소수 값을 갖게 되며, 채널을 통과하여 기저대역 복조기를 거친 후, 심볼 디맵퍼로 수신 심볼로서 입력된다.
상기 심볼 디맵퍼는 채널 추정기로부터 출력된 rChan과 수신 심볼의 실수 성분 및 허수 성분을 이용하여 BPSK, QPSK, 16QAM 심볼을 이루는 요소인 각 비트의 LLR에 대한 메트릭 값을 계산하여, 상기 메트릭 값을 채널 복호기에 출력한다. 여기서 상기 LLR 값이란 각 비트가 0일 확률에 대한 1일 확률을 나타내는 것으로 하기 <수학식 1>과 같이 정의된다.
Figure 112007048519479-PAT00002
Figure 112007048519479-PAT00003
여기서 s는 구하고자 하는 비트를 의미하며, z는 수신 심볼을 의미한다.
AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널을 위한 확률 밀도 함수를 아래 <수학식 2>와 같이 정의한 후, <수학식 2>를 <수학식 1>에 대입하여 LLR을 간략화하면 아래 <수학식 3>과 같다.
Figure 112007048519479-PAT00004
여기서
Figure 112007048519479-PAT00005
는 AWGN의 잡음 분산을 나타내며, mz는 변수 z에 대한 예측 확률을 나타낸다.
Figure 112007048519479-PAT00006
mz(s)는 비트 값(s)에 대응하는 신호점에 따른 변수 z에 대한 예측 확률을 나타낸다. 상기 s는 0 또는 1이다.
이하, 심볼 디맵퍼에서 <수학식 3>의 지수 함수를 이용하여 BPSK, QPSK, 16QAM 변조에 대한 LLR을 계산하기 위한 수학식들을 상세히 설명하기로 한다.
1. BPSK 변조에 대한 LLR 계산 방법.
심볼 디맵퍼에서 BPSK 변조에 대해, <수학식 3>의 지수 함수를 아래 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00007
상기 <수학식 4>에서 zRe는 수신 심볼의 실수(In-Phase: I 혹은 re(real)) 성분이고, zIm은 수신 심볼의 허수(Quadrature: Q 혹은 im(imaginary)) 성분이다. 그리고 mRez(x)는 x(0 또는 1)에 해당하는 비트를 위한 실수 성분의 크기이고, mImz(x)는 x에 해당하는 비트를 위한 허수 성분의 크기이다.
BPSK 변조의 경우, 도 4a의 성상도와 같이 실수 성분 및 허수 성분의 방향에서 신호점들이 서로 대칭되므로, <수학식 4>에서 mRez(0) 및 mImz(0)을 상수 C0로 치환하고, mRez(1) 및 mImz(1)을 상수 C1로 치환하여 간략히 나타내면 아래 <수학식 5>와 같다.
Figure 112007048519479-PAT00008
그리고 상기 <수학식 5>의 제곱들을 계산하면, 아래 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00009
상기 <수학식 6>에서 2(C1-C0)를 A로 치환하고, 2(C0 2-C1 2)를 B로 치환하여 간략히 하면, 아래 <수학식 7>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00010
이때 A와 B는 BPSK 성상도에 따라 정해지는 상수이므로, A 및 B를 미리 계산하여 룩업테이블(Look-Up Table : 이하, LUT)에 저장하거나, 액세스하기 용이하도록 한 쌍({A,B})으로 저장할 수 있다. 그러면 C0 및 C1에 따라 A 및 B를 선택할 수 있다.
도 4a의 성상도의 경우, BPSK 변조에 대한 C0와 C1은 아래 <표 2>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00011
<수학식 7>에서 A 및 B에 <표 2>의 C0 및 C1을 대입하면, A 및 B를 아래 <수학식 8>과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00012
상기 <수학식 8>에서 얻은 A 및 B를 상기 <수학식 7>에 대입하면 아래 <수학식 9>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00013
이에 따라 BPSK 변조에 대한 심볼 디맵퍼는 <수학식 4>를 이용하여 LLR을 계산하는 경우, 곱셈기 4개와 가감기(adder/subtractor) 7개로 구현되었으나, 본 발 명의 실시 예에 따른 <수학식 9>를 이용하여 LLR을 계산하는 경우, 곱셈기 1개와 가감기 1개로 간단히 구현될 수 있다.
또한, 심볼 디맵퍼는 채널 변동의 보상을 위해, 디맵핑 중 채널 추정 값(rChan)에 따른 스케일링 계수들을 사용하여 LLR을 계산한다. 상기 설명한 바와 같이, A 및 B는 LUT를 이용하여 선택될 수 있으므로 아래 <수학식 10>과 같이 상기 <수학식 7>에 스케일링 계수를 곱하여 LLR을 계산하는 경우, 심볼 디맵퍼에 구현되는 각 장치에 대하여 설명하기로 한다.
Figure 112007048519479-PAT00014
상기 <수학식 10>에서 b0은 구하고자 하는 비트이며, rScale'은 아래 <수학식 11>과 같다.
Figure 112007048519479-PAT00015
상기 <수학식 11>에서 rScale은 LUT에 미리 저장된 BPSK 변조에 대한 채널 부호율에 따른 스케일링 계수이다. 그리고 rScale'의 초기식은 아래 <수학식 12>이고, <수학식 12>는 <수학식 13>으로 변환할 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00016
Figure 112007048519479-PAT00017
상기 <수학식 12> 및 <수학식 13>에서 C는 로컬 신호점이다.
즉, 채널 추정기에서 채널 변동이 보상되고, rChan 또는 rChan2이 심볼 디맵퍼에 제공되는 경우, 심볼 디맵퍼에서 LLR 계산 시, 상기 <수학식 13>을 이용하여 계산할 수 있다. 이에 따라, BPSK 변조에 대한 LLR을 계산하기 위해 심볼 디맵퍼는 상기 <수학식 10>을 이용하여 도 5와 같이 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 BPSK 변조에 대한 LLR을 계산하기 위한 심볼 디맵퍼를 나타낸 블록도이다.
도 5에서, 제1 클리퍼(501)는 복조기/채널 추정기로부터 입력되는 1번째 수신 심볼의 허수 성분(input[0].im)을 원하는 범위(range)에 따라 클리핑하고, 제2 클리퍼(503)는 복조기/채널 추정기로부터 입력되는 1번째 수신 심볼의 실수 성분(input[0].re)을 원하는 범위에 따라 클리핑한다. 가감기(505)는 상기 클리핑된 허수 성분(rY)과 클리핑된 실수 성분(rX)을 더한다(rX+rX). 제1 곱셈기(507)는 LUT(509)에 미리 저장된 rScale과 채널 추정기로부터 입력된 rChan2를 곱하여 새로 운 스케일링 계수(rScale')을 출력한다. <수학식 8>에 따르면 B의 값이 0이므로, 제2 곱셈기는(511)는 LUT(509)에서 선택된 A의 값과 상기 가감기(505)에서 출력된 값(rY+rX)과 상기 rScale'를 곱한다((rY+rX)*A*rScale'). 그리고 제3 클립퍼(513)는 계산된 ((rY'+rX)*A*rScale')을 클리핑하여 원하는 비트에 대한 LLR 값(output[0])을 출력한다.
2. QPSK 변조에 대한 LLR 계산 방법.
QPSK 변조에 대해, 도 4b의 성상도에서 각 신호점의 2번째 비트(b1)는 실수 성분의 부호에 따라 1,4분면 또는 2,3분면에 위치하고, 1번째 비트(b0)는 허수 성분의 부호에 따라 1,2분면 또는 3,4분면에 위치한다. 따라서 상기 <수학식 3>의 지수 함수를 아래 <수학식 14>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00018
상기 <수학식 14>는 QPSK의 경우 1번째 비트(b0)에 대한 LLR과 2번째 비트(b1)에 대한 LLR을 나타낸 것이다.
그리고 도 4b의 성상도와 같이 실수 성분 및 허수 성분의 방향에서 신호점들이 서로 대칭되므로, <수학식 14>에서 mRez(b1 =0) 및 mImz(b0 =0)을 상수 C0로 치환하 고, mRez(b1 =1) 및 mImz(b0 =1)을 상수 C1로 치환할 수 있다. 이에 따라 <수학식 14>를 간략히 나타내면 아래 <수학식 15>와 같다.
Figure 112007048519479-PAT00019
그리고 상기 <수학식 15>의 제곱들을 계산하면, 아래 <수학식 16>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00020
상기 <수학식 16>에서 2(C1-C0)를 A로 치환하고, (C0 2-C1 2)를 B로 치환하여 간략히 하면, 아래 <수학식 17>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00021
도 4b의 성상도의 경우, QPSK 변조에 대한 C0와 C1은 아래 <표 3>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00022
<수학식 17>에서 A 및 B에 <표 3>의 C0 및 C1을 대입하면, A 및 B를 아래 <수학식 18>와 같이 계산할 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00023
상기 <수학식 18>에서 얻은 A 및 B를 상기 <수학식 17>에 대입하면 아래 <수학식 19>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00024
이에 따라 QPSK 변조에 대한 심볼 디맵퍼는 <수학식 14>을 이용하여 LLR을 계산하는 경우, 곱셈기 4개와 가감기 6개로 구현되었으나, 본 발명의 실시 예에 따른 <수학식 15>를 이용하여 LLR을 계산하는 경우, 곱셈기 2개와 가감기 0개로 간단히 구현될 수 있다.
또한, 심볼 디맵퍼는 디맵핑 중 채널 추정 값(rChan)에 따른 스케일링 계수들을 사용하여 LLR을 계산한다. 상기 설명한 바와 같이, A 및 B는 LUT를 이용하여 선택될 수 있으므로, 아래 <수학식 20>과 같이 상기 <수학식 17>에 스케일링 계수를 곱하여 LLR을 계산하는 경우, 심볼 디맵퍼에 구현되는 각 장치에 대하여 설명하기로 한다.
Figure 112007048519479-PAT00025
상기 <수학식 20>에서 rScale'은 상기 <수학식 11>을 적용하며, 상기 <수학식 12> 및 <수학식 13>과 유사하다. 즉, 상기 <수학식 12> 및 <수학식 13>에서 BPSK 변조의 경우, 수신 심볼의 실수 및 허수 성분(zRe+zIm)이 적용되었으나, QPSK 변조의 경우, 1번째 비트(b0)의 LLR을 계산 시 허수 성분(zIm)만을 적용하고, 2번째 비트(b1)의 LLR을 계산 시 실수 성분(zRe)만을 적용한다. 이에 따라, QPSK 변조에 대한 LLR을 계산하기 위해 심볼 디맵퍼는 상기 <수학식 20>을 이용하여 도 6과 같이 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 QPSK 변조에 대한 LLR을 계산하기 위한 심볼 디맵퍼를 나타낸 블록도이다.
먼저, 심볼 디맵퍼에서 허수 성분을 근거로 LLR을 계산하여 1번째 비트의 LLR 값(output[0])을 출력하는 방법을 설명한 후, 실수 성분을 근거로 LLR을 계산한 후, 2번째 비트의 LLR 값(output[1])을 출력하는 방법을 설명하기로 한다.
도 6에서, 제1 클리퍼(601)는 복조기/채널 추정기로부터 입력되는 1번째 수신된 수신 심볼의 허수 성분(input[0].im)을 원하는 범위(range)에 따라 클리핑한다. 그리고 제1 곱셈기(605)는 LUT(603)에 미리 저장된 rScal과 채널 추정기로부터 입력된 rChan2를 곱하여 새로운 스케일링 계수(rScale')을 출력한다. <수학식 18>에 따르면 B의 값이 0이므로, 제2 곱셈기(607)는 A의 값을 LUT에서 선택하여 선택된 A의 값과, 상기 클리핑된 허수 성분(rY)과, 상기 rScale'를 곱한다(rY*A*rScale'). 그리고 제2 클립퍼(609)는 계산된 (rY*A*rScale')을 클리핑하여 원하는 1번째 비트에 대한 LLR 값(output[0])을 출력한다.
또한, 제3 클리퍼(611)는 복조기/채널 추정기로부터 입력되는 1번째 수신된 수신 심볼의 실수 성분(input[0].re)을 원하는 범위(range)에 따라 클리핑한다. 그 리고 제3 곱셈기(613)는 A의 값을 LUT에서 선택하여 선택된 A의 값과 상기 클리핑된 실수 성분(rX)과, 상기 rScale'를 곱한다(rX*A*rScale'). 그리고 제4 클립퍼(609)는 계산된 (rX*A*rScale')을 클리핑하여 원하는 2번째 비트에 대한 LLR 값(output[1])을 출력한다.
3. QAM -N 변조에 대한 LLR 계산 방법.
이하, QAM-N 변조 중 예를 들어 QAM16 변조를 설명하기로 한다.
먼저, QAM16 변조의 경우, 도 4c의 성상도에서 각 신호점의 4번째 비트(b3)는 실수 성분의 부호에 따라 2,3분면 또는 1,4분면에 위치하고, 3번째 비트(b2)는 허수 성분의 부호에 따라 1,2분면 또는 3,4분면에 위치한다. 그리고 2번째 비트(b1)는 각 분면에서 실수 성분에 따라 위치가 결정되고, 1번째 비트(b0)는 각 분면에서 허수 성분에 따라 위치가 결정된다. 따라서 심볼 디맵퍼에서 QAM16 변조에 대해, 상기 <수학식 3>의 지수 함수를 아래 <수학식 21>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00026
상기 <수학식 21>는 QAM16의 경우 각 비트(b0, b1, b2, b3)에 대한 LLR들을 나타낸 것이다.
그리고 QAM16 변조에 대한 LLR을 계산하기 위한 수신 심볼과 가장 가까운 위치에 있는 신호점의 선택시, 아래 <표 4>를 참고하여 최소 메트릭을 갖는 상수들이 선택된다.
Figure 112007048519479-PAT00027
상기 <표 4>에서 bn은 복호하고자 하는 비트이다. 그리고 C0,C1,C2,C3는 QAM16에 따른 성상도(도 4c)에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들로, 도 4c의 성상도의 경우 아래 <표 5>와 같은 값을 가질 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00028
QAM-N 변조의 경우, 도 4c의 성상도와 같이 2번째 및 4번째 비트(b1, b3)에 대한 실수 성분 방향과, 1번째 및 3번째 비트(b0, b2)에 대한 허수 성분 방향에서 신호점들이 서로 대칭되므로, bn에 대한 LLR은 아래 <수학식 22>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00029
상기 <수학식 22>에서 z(bn)은 수신 심볼에 대한 (n+1)번째 비트(bn)의 실수 또는 허수 성분이며, Cbn =0 및 Cbn =1은 상기 <표 4> 및 <표 5>에 정의된 값을 의미한다.
상기 <수학식 22>의 제곱들을 계산하면 아래 <수학식 23>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00030
상기 <수학식 23>에서 본 발명의 실시 예에 따라 2(Cbn=1-Cbn=0)을 A로 치환하고, (Cbn =0 2-Cbn =1 2)을 B로 치환하여 간략히 하면, 아래 <수학식 24>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00031
상기 <수학식 24>는 QPSK 변조에 대한 상기 <수학식 17>과 유사하므로, 본 발명의 실시 예에 따른 QAM-N 변조에 대한 심볼 디맵퍼도 간단히 구현될 수 있다.
또한 심볼 디매퍼는 채널 변동을 보상하기 위해, 아래 <수학식 25>와 같이 상기 <수학식 24>에 스케일링 계수를 곱하여 LLR을 계산할 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00032
상기 <수학식 25>에서 rScale'은 상기 <수학식 11>을 적용하며, 상기 <수학식 12> 및 <수학식 13>에서 QAM-N 변조의 경우, (n+1)번째 비트의 LLR 값을 계산 시 (n+1)번째 비트에 해당하는 실수 성분 또는 허수 성분(zbn)을 적용한다. 또한 상기 A 및 B는 미리 계산되어 있을 수 있다.
이하, 예를들어 STiMi 시스템의 심볼 디맵퍼에서 상기 <표 4> 및 <표 5>를 참고하여, <수학식 25>에 따른 LLR 계산 시, 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기에 따라 결정되는 A 및 B를 계산하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 수신 심볼의 실수 성분 또는 허수 성분과, QAM16에 따른 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기(C0 내지 C3)의 차이값에 절대값을 계산한 (imDist[i], reDist[i])는 수신 심볼 및 rChan을 이용하여 아래 <수학식 26>과 같이 계산한다.
imDist[i] = abs(demapQAM16[Ci] - rY)
reDist[i] = abs(demapQAM16[Ci] - rX)
상기 <수학식 26>에서 demapQAM16[Ci]는 QAM16의 경우, 상기 <표 5>에서 C0 내지 C3 중 하나의 값으로 선택된다. 그리고 rY는 클리핑된 허수 성분이고, rX는 클리핑된 실수 성분이다.
상기 <수학식 26>을 참고하여, 심볼 디맵퍼는 아래 제1 또는 제2 조건을 이용하여 1번째 비트(b0)의 LLR 값을 계산하기 위한 A 및 B를 계산한다.
제1 조건 : (imDist[0] > imDist[3]) & (imDist[1] > imDist[2])
제2 조건 : (imDist[0] < imDist[3]) & (imDist[1] < imDist[2])
심볼 디맵퍼는 imDist[i]가 제1 조건을 만족하는 경우 아래 <수학식 27>과 같이 A 및 B를 계산하고, 제2 조건을 만족하는 경우 아래 <수학식 28>과 같이 A 및 B를 계산한다.
A= 2*(-demap16QAM[0]+demap16QAM[1]) = +4.0/sqrt(10)= +1.264911
B = pow(demap16QAM[0],2.0)-pow(demap16QAM[1],2.0) = +8/10 = +0.8
A= 2*(-demap16QAM[3]+demap16QAM[2]) = -4.0/sqrt(10) = -1.264911
B= pow(demap16QAM[3],2.0)-pow(demap16QAM[2],2.0) = +8/10 = +0.8
상기 <수학식 27>과 <수학식 28>에서 계산된 B는 동일하고, A는 부호만 다르므로, 심볼 디맵퍼는 비교과정을 수행하지 않고, 입력되는 수신 심볼의 실수 또는 허수 성분에 대한 부호비트만을 확인하여 LLR을 계산 할 수 있다. 상기 수신 심볼의 부호비트만을 확인하는 이유는 상기 <수학식 26>에의해 상기 제1 및 제2 조건의 imDist[i]가 결정되기 때문이다.
그리고 심볼 디맵퍼는 2번째 비트(b1)의 LLR을 계산하기 위한 A 및 B를 계산하는 경우에는, 상기 제1 및 제2 조건에서 imDist[i] 대신에 reDist[i]를 사용하여 상기 <수학식 27> 또는 <수학식 28>과 같이 A 및 B를 계산 할 수 있다.
또한 심볼 디맵퍼는 아래 제3 내지 제5 조건 중 하나의 조건을 이용하여 3번째 비트(b2)의 LLR을 계산하기 위한 A 및 B를 계산한다.
제3 조건 : (imDist[2] > imDist[3]) & (imDist[0] > imDist[1])
제4 조건 : (imDist[2] > imDist[3]) & (imDist[0] < imDist[1])
제5 조건 : (imDist[2] < imDist[3]) & (imDist[0] < imDist[1])
심볼 디맵퍼는 imDist[i]가 제3 조건을 만족하는 경우 아래 <수학식 29>와 같이 A 및 B를 계산하고, 제4 조건을 만족하는 경우 아래 <수학식 30>과 같이 A 및 B를 계산하고, 제5 조건을 만족하는 경우 아래 <수학식 31>과 같이 A 및 B를 계산 한다.
A= 2*(-demap16QAM[2]+demap16QAM[0]) = -8.0/sqrt(10) = -2.529822
B = pow(demap16QAM[2],2.0)-pow(demap16QAM[0],2.0) = -8.0/10 = -0.8
A= 2*(-demap16QAM[2]+demap16QAM[1]) = -4.0/sqrt(10) = -1.264911
B= pow(demap16QAM[2],2.0)-pow(demap16QAM[1],2.0) = 0
A= 2*(-demap16QAM[3]+demap16QAM[1]) = -8.0/sqrt(10)= -2.529822
B= pow(demap16QAM[3],2.0)-pow(demap16QAM[1],2.0) = +8/10 = +0.8
그리고 심볼 디맵퍼는 4번째 비트(b3)의 LLR을 계산하기 위한 A 및 B를 계산하는 경우에는, 상기 제3 내지 제5 조건에서 imDist[i] 대신에 reDist[i]를 사용하여 상기 <수학식 29> 또는 <수학식 30> 또는 <수학식 31>과 같이 A 및 B를 계산 할 수 있다.
따라서 상기 <수학식 27> 내지 <수학식 31>의 결과에 의해, A는 {-2*1.264911, -1.264911, +1.264911} 중 하나의 값을 갖고, B는 {-0.8, 0, 0.8} 중 하나의 값을 갖는다. 여기서 A 및 B는 각각 또는 5개의 쌍으로 LUT에 저장된다.
이하, 상기 <수학식 25>를 근거로, LUT에 상기 계산된 A 및 B가 저장되어 있는 경우, LLR의 메트릭을 계산하여 출력하는 심볼 디맵퍼에 대하여 설명하기로 한 다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 QAM16 변조에 대한 LLR을 계산하기 위한 심볼 디맵퍼를 나타낸 블록도이다.
먼저, 상기 설명한 바와 같이, 도 4c의 성상도에서 각 신호점의 1번째 비트(b0)와 3번째 비트(b2)는 수신 심볼의 허수 성분에 따라 결정되고, 2번째 비트(b1)와 4번째 비트(b3)는 수신 심볼의 실수 성분에 따라 결정된다. 따라서 심볼 디맵퍼에서 허수 성분을 근거로 LLR을 계산하여 1번째 비트의 LLR 값(output[0])과 3번째 비트의 LLR 값(output[2])을 출력하는 방법을 설명한 후, 실수 성분을 근거로 LLR을 계산하여 2번째 비트의 LLR 값(output[1])과 4번째 비트의 LLR 값(output[3])을 출력하는 방법을 설명하기로 한다.
도 7에서, 제1 클리퍼(701)는 복조기/채널 추정기로부터 입력되는 수신 심볼의 허수 성분(input[0])을 원하는 범위(range)에 따라 클리핑한다. 그리고 심볼 디맵퍼에서 <수학식 25>를 이용하여 1번째 비트의 LLR 값(output[0])을 출력하기 위해 제1 곱셈기(703)는 LUT에 저장된 A 값 중 1.26491를 선택하여 1.26491과 클리핑된 허수 성분(rY)을 곱한다(rY*A).
제1 가감기(705)는 클리핑된 허수 성분(rY)의 부호(+ 또는 -)에 따라 LUT(700)에 저장된 B 중 0.8을 선택하여 상기 제1 곱셈기(703)에서 출력된 값을 가산하거나 감산한다. 예를들어, 제1 가감기(705)에 클리핑된 허수 성분(rY)의 부호가 (+)인 경우 (1)이 입력되고 클리핑된 허수 성분(rY)의 부호가 (-)인 경우 (0)이 입력되도록 설정된 경우, 상기 제1 가감기(705)는 (1)을 입력받은 경우 상기 B와, 상기 제1 곱셈기(703)에서 출력된 값을 가산한 결과 값을 출력하고 (0)을 입력받은 경우 상기 B와, 상기 제1 곱셈기(703)에서 출력된 값을 감산한 결과 값을 출력한다.
제2 곱셈기(707)는 LUT(700)에 미리 저장된 rScal과 채널 추정기로부터 입력된 rChan2를 곱하여 새로운 스케일링 계수(rScale')을 출력한다. 제3 곱셈기(709)는 상기 새로운 스케일링 계수(rScale')와 상기 제1 가감기(705)에서 출력된 값(rY*A+B)을 곱한다((rY*A+B)*Scale'). 그리고 제2 클리퍼(711)는 상기 제3 곱셈기(709)에서 출력된 값((rY*A+B)*Scale')을 클리핑하여 1번째 비트의 LLR 값(output[0])을 출력한다.
그리고 선택부(750)은 심볼 디맵퍼에서 2번째 비트의 LLR 값(output[2])을 위해 A 및 B를 선택한다. 상기 선택부(750)에 포함된 제2 내지 제5 가감기(713 내지 719)와 제1 내지 제4 절대값 계산기(721 내지 727)는 상기 <수학식 26>에 의해 해당 demapQAM16[Ci]에서 상기 클리핑된 허수 성분(rY)를 감산한 후, 절대값을 출력한다(imDist[i]). 여기서 제1 내지 제4 절대값 계산기(721 내지 727)은 상기 제2 내지 제5 가감기(713 내지 719) 중 해당 가감기에 포함될 수 있다. 즉, 상기 제2 가감기(713)와 제1 절대값 계산기(721)는 demapQAM16[0]에서 상기 클리핑된 허수 성분(rY)를 감산한 후, 절대값을 출력한다(imDist[0]). 상기 제3 가감기(715)와 제1 절대값 계산기(723)는 demapQAM16[3]에서 클리핑된 허수 성분(rY)를 감산한 후, 절대값을 출력한다(imDist[3]).상기 제4 가감기(717)와 제3 절대값 계산기(725)는 demapQAM16[1]에서 상기 클리핑된 허수 성분(rY)를 감산한 후, 절대값을 출력한다(imDist[1]).상기 제5 가감기(719)와 제4 절대값 계산기(727)는 demapQAM16[2]에서 상기 클리핑된 허수 성분(rY)을 감산한 후, 절대값을 출력한다(imDist[2]).
그리고 제1 및 제2 비교기(729, 731)와 선택기(733)는 A 및 B를 선택하기 위해 상기 출력된 imDist[i]를 상기 제3 내지 제5 조건식과 같이 비교한 후, 상기 <수학식 29> 내지 <수학식 31>과 같이 A 및 B를 선택한다. 즉, 제1 비교기(729)는 imDist[2]와 imDist[3]을 비교하여 비교결과를 선택기(733)에 전달하고, 제2 비교기(731)는 imDist[1]와 imDist[0]을 비교하여 비교결과를 선택기(733)에 전달한다. 상기 선택기(733)는 비교결과에 따라 LUT(700)에 저장된 A 및 B를 선택한다.
제4 곱셈기(735)는 선택된 A 및 B 중 A를 전달받아, 클리핑된 허수 성분(rY)와 곱한다(rY*A). 제6 가감기(737)는 제4 곱셈기(735)에서 출력된 값(rY*A)과 선택된 B를 가감한다(rY*A+B). 제5 곱셈기(739)는 상기 제2 곱셈기(707)에서 출력된 새로운 스케일링 계수(rScale')과 상기 제6 가감기(737)에서 출력된 값(rY*A+B)를 곱한다((rY*A+B)*rScale'). 그리고 제3 클리퍼(741)는 상기 제5 곱셈기(739)에서 출력된 값((rY*A+B)*Scale')을 클리핑하여 원하는 2번째 비트의 LLR 값(output[1])을 출력한다.
또한 심볼 디맵퍼에서 실수 성분을 근거로 LLR을 계산하여 2번째 비트의 LLR 값(output[1])과 4번째 비트의 LLR 값(output[3])을 출력하는 경우, 상기 <수학식 25>에 의해 도 7에서 설명한 각 장치와 동일하게 구성될 수 있다. 2번째 비트 의 LLR 값(output[1]) 및 4번째 비트의 LLR 값(output[3])을 출력하는 경우, 심볼 디맵퍼의 제1 클리퍼(701)는 input[0].re를 입력받아, 클리핑된 실수 성분(rX)를 출력하며, 제1 및 제4 곱셈기(703)와, 제2 내지 제5 가감기(713 내지 719)에 클리핑된 실수 성분(rX)가 입력된다. 그리고 제1 가감기(705)는 클리핑된 실수 성분(rY)의 부호(+ 또는 -)에 따라 LUT(700)에 저장된 B 중 0.8을 선택하여 상기 제1 곱셈기(703)에서 출력된 값을 가산하거나 감산한다. 제1 내지 제4 절대값 계산기(721 내지 727)에서는 해당 reDist[i]를 출력하고 상기 출력된 reDist[i]는 제1 또는 제2 비교기(729, 731)에 입력된다.
이에 따라 QAM16의 경우, 종래 심볼 디맵퍼에 구성된 유닛의 수와 본 발명의 실시 예에 따른 심볼 디맵퍼에 구성되는 유닛의 비교하면 아래 <표 6>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007048519479-PAT00033
따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 심볼 디맵퍼를 구성하는 경우, 심볼 디맵퍼에 구성되는 유닛의 수를 최소화하여 복잡도를 감소 시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일반적인 무선 통신 시스템에서의 송수신기를 나타낸 블록도,
도 2a는 채널 변동이 보상되지 않은 경우, 수신 심볼들을 나타낸 도면,
도 2b는 채널 변동이 보상된 경우, 수신 심볼들을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 심볼 디맵퍼의 입출력을 나타낸 도면,
도 4a 내지 도 4c는 BPSK, QPSK, QAM16의 성상도를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 BPSK 변조에 대한 LLR을 계산하기 위한 심볼 디맵퍼를 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 QPSK 변조에 대한 LLR을 계산하기 위한 심볼 디맵퍼를 나타낸 블록도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 QAM16 변조에 대한 LLR을 계산하기 위한 심볼 디맵퍼를 나타낸 블록도.

Claims (21)

  1. 무선 통신 시스템에서 다중 비트 심볼 변조를 위한 수신기에 있어서,
    입력된 수신 심볼에 대해 채널 추정을 수행하여 상기 수신 심볼에 대한 채널 추정 값을 출력하는 채널추정기와,
    채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 상기 채널 추정 값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산한 후, 상기 수신 심볼에 포함된 실수 성분 및 허수 성분 중 적어도 하나의 신호 성분과, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수 및 제2 상수 중 제1 상수를 곱한 후, 상기 곱한 값에 상기 제2 상수를 더한 값에 상기 새로운 스케일링 계수를 곱하여, 복호하고자 하는 비트에 대한 대수근사비(LLR)을 출력하는 심볼 디맵퍼를 포함하는 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    변조 방식이 BPSK(Binary Phase Shift Key)인 경우,
    상기 제1 상수는 2(C1-C0)이고, 상기 제2 상수는 2(C0 2-C1 2)이며, 상기 C0는 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 0에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기이고, 상기 C1은 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 1에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기인 수신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    변조 방식이 BPSK(Binary Phase Shift Key)인 경우, 아래 수학식을 이용하여 상기 LLR을 출력하는 수신기.
    Figure 112007048519479-PAT00034
    여기서, b0는 상기 BPSK인 경우 구하고자 하는 비트이며, zRe는 상기 실수 성분이고, zIm은 상기 허수 성분이다. 그리고 A는 상기 제1 상수이고, B는 상기 제2 상수 이며, rScale'은 상기 새로운 스케일링 계수이다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Key)인 경우,
    상기 제1 상수는 2(C1- C0)이고, 상기 제2 상수는 (C0 2- C1 2)이며, 상기 C0는 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 0에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기이고, 상기 C1은 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 1에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기인 수신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Key)인 경우, 아래 수학식을 이용 하여 상기 LLR을 출력하는 수신기.
    Figure 112007048519479-PAT00035
    여기서, b0 및 b1은 상기 BPSK인 경우 구하고자 하는 비트이며, zRe는 상기 실수 성분이고, zIm은 상기 허수 성분이다. 그리고 A는 상기 제1 상수이고, B는 상기 제2 상수 이며, rScale'은 상기 새로운 스케일링 계수이다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    변조 방식이 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)16인 경우,
    상기 제1 상수는 2(Cbn =1-Cbn =0)이고, 상기 제2 상수는 (Cbn =0 2-Cbn =1 2)이며, bn은 복호하고자 하는 비트를 나타내고, 상기 Cbn =1 및 상기 Cbn =0 은 아래 표와 같이 결정된다. 아래 표에서 에서 C0 내지 C3은 상기 QAM16에 따른 상기 성상도에서 상기 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들이고, zIm은 상기 허수 성분이고, zRe는 상기 실수 성분인 수신기.
    Figure 112007048519479-PAT00036
  7. 제 1 항에 있어서,
    변조 방식이 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)16인 경우, 아래 수학식을 이용하여 상기 LLR을 출력하는 수신기.
    Figure 112007048519479-PAT00037
    여기서, N은 16이고, bn는 구하고자 하는 비트이며, z(bn)는 상기 적어도 하나의 신호 성분이다. 그리고 A는 상기 제1 상수이고, B는 상기 제2 상수 이며, rScale'은 상기 새로운 스케일링 계수이다.
  8. 무선 통신 시스템에서 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 방법에 있어서,
    채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 상기 채널 추정 값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산하는 과정과,
    수신 심볼에 포함된 실수 성분 및 허수 성분 중 적어도 하나의 신호 성분과, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수 및 제2 상수 중 제1 상수를 곱하는 과정과,
    상기 곱하는 과정에서 출력된 곱한 값에 상기 제2 상수를 더한 후, 상기 새로운 스케일링 계수를 곱하여, 복호하고자 하는 비트에 대한 대수근사비(LLR)을 출력하는 과정을 포함하는 심볼 디맵핑 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    변조 방식이 BPSK(Binary Phase Shift Key)인 경우,
    상기 제1 상수는 2(C1- C0)이고, 상기 제2 상수는 2(C0 2- C1 2)이며, 상기 C0는 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 0에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기이고, 상기 C1은 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 1에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기인 심볼 디맵핑 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    변조 방식이 BPSK(Binary Phase Shift Key)인 경우, 아래 수학식을 이용하여 상기 LLR을 출력하는 심볼 디맵핑 방법.
    Figure 112007048519479-PAT00038
    여기서, b0는 상기 BPSK인 경우 구하고자 하는 비트이며, zRe는 상기 실수 성분이고, zIm은 상기 허수 성분이다. 그리고 A는 상기 제1 상수이고, B는 상기 제2 상수 이며, rScale'은 상기 새로운 스케일링 계수이다.
  11. 제 8 항에 있어서,
    변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Key)인 경우,
    상기 제1 상수는 2(C1- C0)이고, 상기 제2 상수는 (C0 2- C1 2)이며, 상기 C0는 상기 QPSK에 따른 성상도에서 비트 0에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기이고, 상기 C1은 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 1에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기인 심볼 디맵핑 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Key)인 경우, 아래 수학식을 이용하여 상기 LLR을 출력하는 심볼 디맵핑 방법.
    Figure 112007048519479-PAT00039
    여기서, b0 및 b1은 상기 BPSK인 경우 구하고자 하는 비트이며, zRe는 상기 실수 성분이고, zIm은 상기 허수 성분이다. 그리고 A는 상기 제1 상수이고, B는 상기 제2 상수 이며, rScale'은 상기 새로운 스케일링 계수이다.
  13. 제 8 항에 있어서,
    변조 방식이 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)16인 경우,
    상기 제1 상수는 2(Cbn =1-Cbn =0)이고, 상기 제2 상수는 (Cbn =0 2-Cbn =1 2)이며, bn은 복호하고자 하는 비트를 나타내고, 상기 Cbn =1 및 상기 Cbn =0 은 아래 표와 같이 결정된다. 아래 표에서 에서 C0 내지 C3은 상기 QAM16에 따른 상기 성상도에서 상기 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들이고, zIm은 상기 허수 성분이고, zRe는 상기 실수 성분인 심볼 디맵핑 방법.
    Figure 112007048519479-PAT00040
  14. 제 8 항에 있어서,
    변조 방식이 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)16인 경우, 아래 수학식을 이용하여 상기 LLR을 출력하는 심볼 디맵핑 방법.
    Figure 112007048519479-PAT00041
    여기서, N은 16이고, bn는 구하고자 하는 비트이며, z(bn)는 상기 적어도 하나의 신호 성분이다. 그리고 A는 상기 제1 상수이고, B는 상기 제2 상수 이며, rScale'은 상기 새로운 스케일링 계수이다.
  15. 무선 통신 시스템에서 BPSK(Binary Phase Shift Key) 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 장치에 있어서,
    상기 BPSK로 변조된 수신 심볼에 포함된 실수 성분과 허수 성분을 더하는 가감기와,
    채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 채널 추정값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산하는 제1 곱셈기와,
    상기 가감기에서 출력된 값과, 상기 새로운 스케일링 계수와, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수를 곱하는 제2 곱셈기를 포함하는 심볼 디맵핑 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 상수는, 상기 제1 상수는 2(C1-C0)이며, 상기 C0는 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 0에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기이고, 상기 C1은 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 1에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기인 심볼 디맵핑 장치.
  17. 무선 통신 시스템에서 QPSK(Quadrature Phase Shift Key) 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 장치에 있어서,
    채널 부호율에 따른 스케일링 계수와 채널 추정값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 계산하는 제1 곱셈기와,
    상기 QPSK로 변조된 수신 심볼에 포함된 허수 성분과, 상기 새로운 스케일링 계수와, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수를 곱하는 제2 곱셈기와,
    상기 QPSK로 변조된 수신 심볼에 포함된 실수 성분과, 상기 새로운 스케일링 계수와, 상기 제1 상수를 곱하는 제3 곱셈기를 포함하는 심볼 디맵핑 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 변조 방식이 QPSK인 경우,
    상기 제1 상수는 2(C1- C0)이며, 상기 C0는 상기 QPSK에 따른 성상도에서 비트 0에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기이고, 상기 C1은 상기 BPSK에 따른 성상도에서 비트 1에 해당하는 신호점들의 실수측 및 허수측 크기인 심볼 디맵핑 장치.
  19. 무선 통신 시스템에서 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)16 다중 비트 심볼 변조를 위한 심볼 디맵핑 장치에 있어서,
    상기 QAM16으로 변조된 수신 심볼에 포함된 허수 성분 및 실수 성분 중 해당 신호 성분과, 상기 수신 심볼의 변조에 적용된 성상도에서 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들에 따라 결정되는 제1 상수 및 제2 상수 중 제1 상수를 곱하는 제1 곱셈기와,
    상기 해당 신호 성분의 부호에 따라 상기 제1 곱셈기에서 출력된 값과 상기 제2 상수를 가산 또는 감산하는 제1 가감기와,
    채널 부호율에 따른 미리 주어진 스케일링 계수와 채널 추정값을 곱하여 새로운 스케일링 계수를 출력하는 제2 곱셈기와,
    상기 제1 가감기에서 출력된 값과 상기 제2 곱셈기에서 출력된 값을 곱하여 부호하고자하는 제1비트의 LLR 값을 출력하는 제3 곱셈기와,
    상기 해당 신호 성분과 상기 신호점들의 실수측 또는 허수측 크기의 벡터 거리를 계산하고 절대값으로 변환한 후, 상기 절대값으로 변환된 값들을 상호 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 제3 상수 및 상기 제4 상수를 선택하는 선택부와,
    상기 해당 신호 성분과 상기 제3 상수를 곱하는 제4 곱셈기와,
    상기 제4 곱셈기에서 출력된 값과 상기 제4 상수를 더하는 제6 가감기와,
    상기 새로운 스케일링 계수와, 상기 제6 가감기에서 출력된 값을 곱하여 부호하고자하는 제2비트의 LLR 값을 출력하는 제5 곱셈기를 포함하는 심볼 디맵핑 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 해당 신호 성분과 상기 신호점들의 실수측 또는 허수측 크기의 벡터 거리를 계산하여 상기 벡터거리의 절대값들을 출력하는 복수의 가감기와,
    상기 복수의 가감기에서 출력된 벡터거리의 절대값들을 상호 비교하는 복수의 비교기와,
    상기 복수의 비교기에서의 비교 결과에 따라 상기 제1 상수 및 상기 제2 상수를 선택하는 선택기를 포함하는 심볼 디맵핑 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 상수는 2(Cbn =1-Cbn =0)이고, 상기 제2 및 제4 상수는 (Cbn =0 2-Cbn=1 2)이고, 상기 bn은 복호하고자 하는 비트를 나타내고, 상기 Cbn =1 및 상기 Cbn =0 은 아래 표와 같이 결정된다. 아래 표에서 C0 내지 C3은 상기 QAM16에 따른 상기 성상도에서 상기 신호점들의 실수측 및 허수측 크기들이고, zIm은 상기 허수 성분이고, zRe는 상기 실수 성분인 심볼 디맵핑 장치.
    Figure 112007048519479-PAT00042
KR1020070066461A 2007-07-03 2007-07-03 무선통신 시스템의 심볼 디맵핑 장치 및 방법 및 이를 위한수신기 KR20090003636A (ko)

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