KR20090067352A - 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20090067352A
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Abstract

송신 심볼 벡터에 대한 거리 정보를 그룹핑(Grouping)하여 로그 우도 율(Log Likelihood Ratio)과 관련된 연산을 수행할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법은 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터와 수신 심볼 벡터 사이의 제1 거리 정보를 생성하는 단계; 상기 제1 거리 정보를 상기 송신 가능 심볼 벡터의 송신 안테나와 성상 좌표에 따라 그룹핑하여 제2 거리 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제2 거리 정보의 최소값을 통해 상기 송신 심볼 벡터에 대한 로그 우도 율을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
로그 우도 율, 그룹핑, 거리 정보

Description

무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법 및 장치{Method and Apparatus for Generating Log Likelihood Ratio in Wireless Communication System}
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법 및 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 송신 심볼 벡터에 대한 거리 정보를 그룹핑하여 로그 우도 율을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에서 처리량을 증가시키기 위한 방법 중 하나로 다수의 송수신 안테나를 사용하며, 송수신 안테나들 사이에 신호 전파 채널들의 세트를 특히 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output: 이하 'MIMO'라 한다) 시스템이라 한다.
MIMO 시스템에서 처리량의 증가를 위해 널리 알려진 송신 기술은 공간 멀티플렉싱(Spatial Multiplexing)이다. 상기 공간 멀티플렉싱 방식을 사용하여 각 송신기에서 서로 다른 데이터 열을 송신하게 되면, 상기 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 따라서, 수신기에서는 상기 간섭 신호 영향을 고려한 최대 우도 검출(Maximum Likelihood Detection: MLD) 방법을 사용하여 상기 신 호를 검출하거나, 상기 간섭을 제거한 후 검파하게 된다.
일반적인 공간 멀티플렉싱 방식에서 상기 수신기의 성능은 상기 수신기의 계산 복잡도와 트레이드오프(Trade-off) 관계에 있다. 따라서, 상기 수신기의 계산 복잡도는 낮으면서 최대 우도 수신기에 근접하는 성능을 얻을 수 있는 수신 알고리즘에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, 상기 공간 멀티플렉싱 방식의 수신기에서는 채널 부호 복호기 (Decoder)에 부호화된 비트(Bit)의 경판정(Hard Decision) 값을 전달하는 대신 연판정(Soft Decision) 값을 전달하여 복호(Decoding)하는 것이 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다.
여기서, 상기 복호기의 입력 연판정 값은 채널 상으로 전송된 변조 심볼의 추정값으로, 로그 우도 율(log Likelihood Ratio: 이하 'LLR'이라 한다) 값을 사용한다. 따라서, 상기 공간 멀티플렉싱 방식의 수신기는 복잡도가 낮은 수신 알고리즘으로 LLR을 생성하는 방법이 필요하게 된다.
우선 일반적인 알고리즘에 대하여 간략히 살펴보기 위해 MIMO 시스템 모델을 정의하도록 한다. 상기 정의되는 MIMO 시스템은 MIMO 시스템은, Nt개의 송신 안테나와 Nr개의 수신 안테나로 구성된 모델이며 하기 <수학식 1>과 같은 크기가 Nr×Nt인 전송 채널 응답 매트릭스(H)를 갖는다.
Figure 112007091858417-PAT00001
그리고, MIMO 시스템의 수신단에서의 수신 신호를 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007091858417-PAT00002
여기서, 수신 심볼 벡터인 r은 크기가 Nr×1인 수신 심볼 벡터의 열벡터이고, s는 크기가 Nt×1인 상기 송신 가능 심볼 벡터의 열벡터이다. 또한, 상기 n은 주변 가우스 잡음 벡터(Ambient Gaussian Noise Vector)를 나타낸다.
일반적인 공간 멀티플렉싱 방식의 수신 알고리즘으로서 최대 우도 검출(MLD) 방식을 설명하면, 최대 우도 검출 방식은 성상(Constellation) 내의 모든 심볼 벡터에 대해 하기 <수학식 3>과 같이 유클리디안 거리(Euclidean Distance)를 계산하여 직선 최단 거리를 가지는 심볼 벡터를 선택함으로써 성능을 크게 향상시키는 방식이다.
Figure 112007091858417-PAT00003
여기서,
Figure 112007091858417-PAT00004
는 상기 <수학식 3>에서 알 수 있듯이, 유클리디언 거리의 제곱 값이 최소값을 가질 때의 s이며, 결국, 최대 우도 검출 방식을 통해 알고자 하는 송신 심볼 벡터의 정보이다. 그리고,
Figure 112007091858417-PAT00005
는 전송 가능한 모든 송신 심볼 벡터의 열벡터에 대한 집합이다.
그리고, 상기 최대 우도 검출 방식을 수행하기 위해 필요한 특정 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 특정 비트에 관련된 LLR은 하기 <수학식 4>와 같이, 송신 심볼 벡터의 k번째 비트가 0인 경우에 유클리디언 거리의 제곱 값 중 최소값에서, k번째 비트가 1인 경우에 유클리디언 거리의 제곱 값 중 최소값을 감산하여 생성한다.
Figure 112007091858417-PAT00006
여기서,
Figure 112007091858417-PAT00007
는 k번째 비트에 대한 LLR이고, "Sk=0"은 k번째 비트 값이 0인 송신 심볼 벡터의 정보를 나타낸다.
그런데, 상기 <수학식 4>에서 알 수 있듯이, 유클리디언 거리 정보에 대한 최소값을 구하기 위해 수행하는 비교 연산은 연산량이 송수신 심볼 벡터의 변조 레벨 및 송수신 안테나 수의 증가에 따라 기하급수적으로 증가하므로, 많은 연산 시간 및 전력 소모를 발생시키며 복호 과정을 구현함에 있어 시그널 처리에 시간적 제약을 가져오는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연산량 및 전력 소모를 절감하고, 지연 시간을 최소화할 수 있는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 송신 심볼 벡터에 대한 거리 정보를 그룹핑하고, 그 그룹핑한 정보를 이용하여 로그 우도 율과 관련된 연산을 수행하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법은 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터와 수신 심볼 벡터 사이의 제1 거리 정보를 생성하는 단계; 상기 제1 거리 정보를 상기 송신 가능 심볼 벡터의 송신 안테나와 성상 좌표에 따라 그룹핑하여 제2 거리 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제2 거리 정보의 최소값을 통해 상기 송신 심볼 벡터에 대한 로그 우도 율(Log Likelihood Ratio)을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서의 로그 우도율 생성 장치는 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터와 수신 심볼 벡터 사이의 제1 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성부; 상기 제1 거리 정보를 상기 송신 가능 심볼 벡터의 송신 안테나와 성상 좌표에 따라 그룹핑하여 제2 거리 정보를 생성하는 제1 그룹 생성부; 및 상기 제2 거리 정보의 최소값을 통해 상기 송신 심볼 벡터에 대한 로그 우도 율을 생성하는 로그 우도 율 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 개선된 로그 우도 율 생성방법을 사용하여 로그 우도 율 연산시 연산량 및 전력 소모를 줄이고, 복잡한 연산에 의하여 발생하는 지연 시간을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 로그 우도 율과 관련된 연산량을 줄임으로써, 송수신 심볼 벡터의 변조 레벨 및 송수신 안테나 수의 증가에도 적용 가능한 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치를 나타낸 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치는 거리 정보 생성부(102), 제1 그룹 생성부(104), 제2 그룹 생성부(106), 및 로그 우도 율 생성부(108)를 포함한다.
변형된 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 로그 우도 율 생성 장치는 여러 구성요소로 나누어진 것으로 설명하지만, 구성요소들끼리 합쳐진 형태로 실시될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
본 발명에 따른 로그 우도 율 생성 장치는 수신 심볼의 채널 디코딩 과정을 위해 수신 심볼 벡터의 열벡터(r)를 수신하여, 송신 심볼 벡터의 k비트에 대한 LLR(Log Likelihood Ratio, 이하 'LLR'이라 한다)인
Figure 112007091858417-PAT00008
을 생성한다.
이하, 상기 로그 우도 율 생성 장치의 설명을 위해 정의되는 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output: 이하 'MIMO'라 한다) 시스템(미도시)은, 2개의 송신 안테나와 2개의 수신 안테나로 구성된 모델로서 설명한다.
거리 정보 생성부(102)는 하기 <수학식 5>에 나타난 연산을 통해, 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터(H·s)와 수신 심볼 벡터(r) 사이의 유클리디안 거리(Euclidean Distance)의 제곱 값인 제1 거리 정보(d)를 생성한다.
Figure 112007091858417-PAT00009
Figure 112007091858417-PAT00010
여기서, d은 크기가 2×1인 유클리디안 거리의 제곱 값에 대한 매트릭스 정보이고, H는 <수학식 1>에서 크기가 2×2인 전송 채널 응답 매트릭스이고, r은 크기가 2×1인 수신 심볼 벡터의 열벡터이고, r1 및 r2는 각각 1번째 수신 안테나와 2번째 수신 안테나에 해당하는 수신 심볼 벡터이다.
그리고, s는 크기가 2×1인 송신 가능한 송신 심볼 벡터의 열벡터이고, s1 및 s2는 각각 1번째 송신 안테나와 2번째 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터이다. 또한, r 및 s는 QPSK 방식을 사용하여 생성된다.
도 2는 송신 안테나 측에서 전송 가능한 송신 심볼 벡터의 QPSK 성상도(Constellation)를 나타낸다.
도 2의 성상도를 참조하면, 상기 QPSK 변조 심볼 벡터인 s1 및 s2는 각각 인페이즈(In-phase) 성분 및 쿼드러처(Quadrature) 성분을 가지므로, (1,1), (1,-1) (-1,1) 및 (1,-1)의 성상 좌표를 가질 수 있다. 여기서, 1번째 비트를 b0이라 하고, 2번째 비트를 b1이라 한다면, s1 및 s2의 비트 값들인 "b0b1"은 상기 성상 좌표에 맵핑되는 "01", "01", "10", 및 "11"이 된다.
도 3은 상기 제1 거리 정보(d)를 s1 및 s2의 비트 값들에 따라 분류하여 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, s1 및 s2의 비트 값들이 16종류를 가질 수 있으므로, 상기 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터와 수신 심볼 벡터 사이의 유클리디안 거리의 제곱 값인 제1 거리 정보(d)도 역시, d[0][0] 내지 d[3][3]까지 16종류로 분류될 수 있다.
따라서, 다시 도 1을 참조하면, 거리 정보 생성부(102)는 서로 다른 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼들에 대해 각각 16개의 유클리디안 거리 정보를 생성하게 되는 것이다.
제1 그룹 생성부(104)는 상기 제1 거리 정보를 상기 송신 가능 심볼 벡터(s1,s2 )의 송신 안테나와 성상 좌표에 따라 그룹핑하여 제2 거리 정보를 생성한다.
여기서 제2 거리 정보는 특정 송신 안테나에 맵핑되고 특정 성상 좌표에 맵핑되는 송신 심볼 벡터를 사용하여 생성되는 상기 제1 거리 정보의 집합이다.
일 예로, 2개의 송신 안테나 중 1번째 및 2번째 송신 안테나의 인덱스(Index)를 각각 "0" 및 "1"이라 하고, 비트 값들(b0b1)이 "00", "01", "10", 및 "11"에 해당하는 성상 좌표의 인덱스를 각각 "0", "1", "2", 및 "3"이라 가정하고 이하 설명하겠다.
우선, 송신 심볼 벡터가 2번째 송신 안테나의 인덱스인 "1" 및 "01"의 비트 값들(b0b1)을 가지는 성상 좌표의 인덱스인 "1"에 해당 된다면, 상기 송신 심볼 벡터는 "01"의 비트 값들을 가지는 s2이다.
그리고, 상기 s2를 사용하여 생성되는 해당 제1 거리 정보는 도 3을 참조하면 d[0][1], d[1][1], d[2][1], 및 d[3][1]으로 그룹핑 될 수 있고, 결국 제2 거리 정보는 상기 제1 거리 정보를 포함하는 집합 정보가 된다.
다시 도 1을 참조하면, 제2 그룹 생성부(106)는 상기 제2 거리 정보의 최소값을 송신 심볼 벡터의 송신 안테나와 비트 정보에 따라 그룹핑하여 제3 거리 정보를 생성한다. 이하, 하기 <수학식 6>을 참조하여, 제2 거리 정보의 최소값에 대해 설명하겠다.
Figure 112007091858417-PAT00011
상기 <수학식 6>을 참조하면, 제2 거리 정보의 최소값(M[i][j])은 제1 거리 정보를 송신 안테나와 성상 좌표에 따라 그룹핑하여 생성된 상기 제2 거리 정보의 최소값을 나타낸다. 여기서, i의 송신 안테나 인덱스와 j의 성상 좌표 인덱스에 해당하는 제2 거리 정보는 도 3을 참조하여 d로서 표시하였다.
일 예를 들어 제2 거리 정보의 최소값을 설명하면, 전술한 예에서, 송신 안테나 인덱스 "1" 및 성상 좌표 인덱스 "2"에 해당하는 송신 심볼 벡터는 "01"의 비트 값들(b0b1)을 가지는 s2이고, 해당 제2 거리 정보는 상기 s2를 사용하여 생성되는 제1 거리 정보의 집합으로서, d[0][1], d[1][1], d[2][1], 및 d[3][1]을 포함하는 집합 정보라 하였다.
따라서, 해당 제2 거리 정보의 최소값(M[1][2])은 상기 d[0][1], d[1][1], d[2][1], 및 d[3][1] 중에서 최소 거리를 가지는 어느 한 값이 될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제2 그룹 생성부(106)는 상기 <수학식 6>의 연산을 통해 제2 거리 정보의 최소값(M[i][j])을 송신 심볼 벡터의 송신 안테나와 비트 정보에 따라 그룹핑하여 제3 거리 정보를 생성한다. 여기서, 상기 비트 정보는 비트 위치 및 상기 비트 위치에서의 비트 값이다.
일 예를 들어 제3 거리 정보에 대해 구체적으로 설명하면, 2번째 송신 안테나에 해당하고, 2번째 비트 위치(b1)의 비트 값이 "1"인 송신 심볼 벡터에 따라 제2 거리 정보의 최소값을 그룹핑하는 경우를 가정하겠다.
여기서, 2번째 송신 안테나는 인덱스가 "1"이고, 2번째 비트 위치(b1)의 비트 값이 "1"인 성상좌표의 인덱스는, s2가 "01" 또는 "11"의 비트 값들을 가지는 경우이므로, "1" 및 "3"이 된다. 따라서, 상기 <수학식 6>을 참조하면, 상기 송신 안테나 및 성상좌표의 인덱스들과 맵핑되는 제2 거리 정보의 최소값은 M[1][1] 또는 M[1][3]이 되고, 결국 M[1][1] 및 M[1][3]는 하나의 그룹으로 그룹핑되어 해당 제3 거리 정보가 된다.
다른 예로서, 2번째 송신 안테나에 해당하고, 2번째 비트 위치(b1)의 비트 값이 "0"인 송신 심볼 벡터에 따라 제2 거리 정보의 최소값을 그룹핑하는 경우를 설명하겠다.
여기서, 2번째 송신 안테나는 인덱스가 "1"이고, 두번째 비트 위치(b1)의 비트 값이 "0"인 성상좌표의 인덱스는, s2가 "00" 또는 "10"의 비트 값들을 가지는 경 우이므로, "0" 및 "2"가 된다. 따라서, 상기 송신 안테나 및 성상좌표의 인덱스들과 맵핑되는 제2 거리 정보의 최소값은 M[1][0] 또는 M[1][2]이 되고, M[1][0] 및 M[1][2]은 하나의 그룹으로 그룹핑되어 해당 제3 거리 정보가 된다.
결국 제2 거리 정보의 최소값들은 8종류의 제3 거리 정보로 그룹핑될 수 있다.
로그 우도 율 생성부(108)는 상기 제3 거리 정보의 최소값을 통해 특정 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 특정 비트에 대한 LLR을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로그 우도 율 생성부(108)의 LLR 연산 과정을 설명하기 전에, 하기 <수학식 7>을 통해 일반적인 LLR 연산 과정을 설명하겠다.
Figure 112007091858417-PAT00012
여기서, LLR_TX1_BIT1은 1번째 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 1 번째 비트에 대한 LLR을 나타내고, LLR_TX2_BIT2는 2번째 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 2번째 비트에 대한 LLR을 나타낸다.
상기 <수학식 7>을 참조하면, 특정 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 k번째 비트에 대한 LLR(
Figure 112007091858417-PAT00013
)은 상기 송신 심볼 벡터의 k번째 비트가 0인 경우에 유클리디언 거리의 제곱 값 중 최소값에서, k번째 비트가 1인 경우에 유클리디언 거리의 제곱 값 중 최소값을 감산하여 생성한다. 여기서, 유클리디언 거리의 제곱 값은 도 3의 d 값들을 사용하여 표시한 것이다.
그런데, 2×2 크기의 MIMO 시스템에는 상기 <수학식 7>을 참조하면, LLR값을 구하기 위해서는 유클리디언 거리의 제곱 값들의 최소값을 구하는데 필요한 비교 연산이 56(=7×8)번 필요하게 된다. 따라서, 송수신 안테나와 변조 레벨의 증가로 상기 비트 수가 증가하게 되면, 상기 연산량은 급격하게 증가한다.
이하, 전술한 일반적인 LLR 연산 과정과 비교하여 로그 우도 율 생성부(108)의 LLR 연산 과정을 설명하겠다.
로그 우도 율 생성부(108)는 제2 그룹 생성부(106)에서 생성한 제3 거리 정보에서 최소값을 산출함으로써 LLR을 생성하며, 그 연산 과정은 하기 <수학식 8>과 같다.
Figure 112007091858417-PAT00014
여기서, LLR_TX1_BIT1은 1번째 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 1번째 비트에 대한 LLR을 나타내고, 같은 방식으로 LLR_TX2_BIT2는 2번째 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 2번째 비트에 대한 LLR을 나타낸다.
일 예로서, 2번째 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 2번째 비트에 대한 LLR(LLR_TX2_BIT2)을 연산하는 과정을 제3 거리 정보에 대해 전술한 예를 참조하여 설명하겠다.
전술한 예에서, 2번째 송신 안테나에 해당하고, 2번째 비트 위치(b1)의 비트 값이 "1"인 송신 심볼 벡터에 따라 제2 거리 정보의 최소값을 그룹핑하여 생성된 제3 거리정보는 M[1][1] 및 M[1][3]을 포함하는 그룹 정보라 하였고, 2번째 송신 안테나에 해당하고, 2번째 비트 위치(b1)의 비트 값이 "0"인 송신 심볼 벡터에 따라 제2 거리 정보의 최소값을 그룹핑하여 생성된 제3 거리정보는 M[1][0] 및 M[1][2]을 포함하는 그룹 정보라 하였다.
그리고, 로그 우도 율 생성부(108)는 특정 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 특정 비트에 대한 로그 우도 율을 특정 비트가 0인 송신 심볼 벡터를 통해 생성된 제3 거리 정보의 최소값에서, 특정 비트가 1인 송신 심볼 벡터를 통해 생성된 제3 거리 정보의 최소값을 감산하여 생성한다.
따라서, 2번째 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 2번째 비트에 해당하는 LLR(LLR_TX2_BIT2)은 "min(M[1][0],M[1][2])-min(M[1][1],M[1][3])"의 수식에 의해 연산되게 된다. 여기서, LLR_TX2_BIT2은 일반적인 LLR 연산 과정을 거쳐 산출된 값과 동일하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 경우, LLR을 생성하기 위해 유클리디언 거리의 제곱 값들의 최소값을 산출하는데 필요한 비교 연산량을 계산하면, 먼저 제2 거리 정보의 최소값인 M[0][0], M[0][1], M[0][2], M[0][3], M[1][0], M[1][1], M[1][2], 및 M[1][3]을 구해야 하므로, 제2 그룹 생성부(106)에서 비교 연산이 24(=3×8)번 필요하게 된다.
다음으로, 송신 안테나 및 비트 위치별로 4개의 LLR을 생성하기 위해서, 8종류로 분류될 수 있는 제3 거리 정보의 최소값을 구해야 하므로 로그 우도 율 생성부(108)에서 비교 계산은 8(=1×8)번이 수행된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 경우 송수신 안테나 측에서 QPSK 변조 기법을 사용하는 2×2 MIMO 시스템에서 LLR을 생성하기 위해서는 32(=24+8)번의 연산이 필요하게 된다. 여기서, 일반적인 방법으로 LLR을 생성하기 위해 필요한 56번의 비교 연산량과 비교하면, 단지 57.14%의 연산량을 가짐을 알 수 있다.
2개의 송신 안테나와 통신하는 MIMO 시스템에서 일반적인 방법으로 LLR을 구하기 위하여 유클리디언 거리의 제곱 값들의 최소값을 산출하는데 필요한 비교 연산량은 하기 <수학식 9>에 나타나 있다.
Figure 112007091858417-PAT00015
또한, 2개의 송신 안테나를 갖는 송신단을 포함하는 MIMO 시스템에서 본 발명에 따른 방법으로 LLR을 구하기 위하여 유클리디언 거리의 제곱 값들의 최소값을 산출하는데 필요한 비교 연산량은 하기 <수학식 10>에 나타나 있다.
Figure 112007091858417-PAT00016
<수학식 9> 및 <수학식 10>에서, Mm은 송신 가능한 송신 심볼 값의 개수이고, m은 송신 안테나의 인덱스를 나타낸다. 예를 들어, 1번째 및 2번째 송신 안테나 측이 모두 QPSK 변조 기법을 사용하는 경우, 1번째 송신 안테나에 해당하는 송신 가능한 송신 심볼 값의 개수는 4(M1)이고, 2번째 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 값의 개수는 4(M2)이다.
도 4는 2개의 송신 안테나와 통신하는 MIMO 시스템에서 LLR을 구하기 위해 연산되는 유클리디언 거리 정보의 최소값에 대하여, 송신 안테나 측의 변조 기법에 따른 비교 연산량을 본 발명에 따른 방법(그룹핑 방법)을 사용하는 경우와 일반적인 방법을 사용하는 경우로 나누어 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따라 그룹핑 방법을 사용하여 거리 정보의 최소 값에 대한 비교 연산을 수행할 경우 LLR 생성을 위한 비교 연산량이 크게 줄어듦을 알 수 있고, 특히 2개의 송신 안테나(송신안테나#1,송신안테나#2) 측이 모두 64-QAM 변조 기법을 사용하는 경우, 8808번의 비교 연산량 만이 요구되어 일반적인 방법에 의한 비교 연산량의 17.93%로 크게 줄어듦을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, MIMO 시스템에서 수신 심볼이 전송되면, 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터와 수신 심볼 벡터 사이의 제1 거리 정보를 생성한다(S502). 여기서, 상기 제1 거리 정보는 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터와 수신 심볼 벡터 사이의 유클리디언 거리의 제곱 값일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 심볼 벡터 또는 송신 심볼 벡터는 QPSK 또는 QAM 심볼 벡터일 수 있다.
다음으로, 상기 제1 거리 정보를 송신 가능 심볼 벡터의 송신 안테나와 성상 좌표에 따라 그룹핑하여 제2 거리 정보를 생성한다(S504). 여기서, 제2 거리 정보는 특정 송신 안테나에 맵핑되고 특정 성상 좌표를 갖는 상기 송신 심볼 벡터를 사용하여 생성되는 상기 제1 거리 정보의 집합일 수 있다.
다음으로, 제2 거리 정보의 최소값을 상기 송신 심볼 벡터의 송신 안테나와 비트 정보에 따라 그룹핑하여 제3 거리 정보를 생성한다(S506). 여기서, 상기 비트 정보는 비트 위치 및 상기 비트 위치에서의 비트 값일 수 있다.
다음으로, 상기 제3 거리 정보의 최소값을 통해 로그 우도 율을 생성한 다(S508). 여기서, 특정 송신 안테나에 해당하는 송신 심볼 벡터의 특정 비트에 대한 로그 우도 율은 특정 비트가 0인 송신 심볼 벡터를 통해 생성된 제3 거리 정보의 최소값에서, 상기 특정 비트가 1인 송신 심볼 벡터를 통해 생성된 제3 거리 정보의 최소값을 감산하여 생성될 수 있다.
상술한 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 이용하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로도 구현될 수 있는데, 이때 로그 우도 율 생성 방법을 수행하기 위한 프로그램은 하드 디스크, CD-ROM, DVD, 롬(ROM), 램, 또는 플래시 메모리와 같은 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체에 저장된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치를 나타낸 블럭도.
도 2는 송신 안테나 측에서 전송 가능한 송신 심볼 벡터의 QPSK 성상도.
도 3은 제1 거리 정보를 s1 및 s2의 비트 값들에 따라 분류하여 나타낸 도면.
도 4는 2개의 송신 안테나와 통신하는 MIMO 시스템에서 LLR을 구하기 위해 연산되는 비교 연산량을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
102: 거리 정보 생성부 104: 제1 그룹 생성부
106: 제2 그룹 생성부 108: 로그 우도 율 생성부

Claims (14)

  1. 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터와 수신 심볼 벡터 사이의 제1 거리 정보를 생성하는 단계;
    상기 제1 거리 정보를 상기 송신 가능 심볼 벡터의 송신 안테나와 성상 좌표에 따라 그룹핑하여 제2 거리 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 거리 정보의 최소값을 통해 상기 송신 심볼 벡터에 대한 로그 우도 율(Log Likelihood Ratio)을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로그 우도 율을 생성하는 단계는,
    상기 제2 거리 정보의 최소값을 상기 송신 심볼 벡터의 송신 안테나와 비트 정보에 따라 그룹핑하여 제3 거리 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제3 거리 정보의 최소값을 통해 상기 로그 우도 율을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로그 우도 율을 생성하는 단계에서,
    특정 송신 안테나에 해당하는 상기 송신 심볼 벡터의 특정 비트에 대한 상기 로그 우도 율은 상기 특정 비트가 0인 송신 심볼 벡터를 통해 생성된 제3 거리 정보의 최소값에서, 상기 특정 비트가 1인 송신 심볼 벡터를 통해 생성된 제3 거리 정보의 최소값을 감산하여 생성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 비트 정보는 비트 위치 및 상기 비트 위치에서의 비트 값인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 거리 정보는 특정 송신 안테나에 맵핑되고 특정 성상 좌표를 갖는 상기 송신 심볼 벡터를 사용하여 생성되는 상기 제1 거리 정보의 집합인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 거리 정보(d)는
    Figure 112007091858417-PAT00017
    에 의해 산출되되, 여기서 Nt는 송신 안테나의 개수, Nr은 수신 안테나의 개수, H는 크기가 Nr×Nt인 전송 채널 응답 매트릭스, r은 크기가 Nr×1인 수신 심볼 벡터의 열벡터, s는 크기가 Nt×1인 송신 심볼 벡터의 열벡터로 정의되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수신 심볼 벡터 또는 송신 심볼 벡터는 PSK 계열 또는 QAM 계열 심볼 벡터인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
  9. 송신 심볼 벡터의 전송 채널 응답 벡터와 수신 심볼 벡터 사이의 제1 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성부;
    상기 제1 거리 정보를 상기 송신 가능 심볼 벡터의 송신 안테나와 성상 좌표에 따라 그룹핑하여 제2 거리 정보를 생성하는 제1 그룹 생성부; 및
    상기 제2 거리 정보의 최소값을 통해 상기 송신 심볼 벡터에 대한 로그 우도 율을 생성하는 로그 우도 율 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 거리 정보의 최소값을 상기 송신 심볼 벡터의 송신 안테나와 비트 정보에 따라 그룹핑하여 제3 거리 정보를 생성하는 제2 그룹 생성부를 더 포함하고,
    상기 로그 우도 율 생성부는 상기 제3 거리 정보의 최소값을 통해 상기 로그 우도 율을 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로그 우도 율 생성부는 특정 송신 안테나에 해당하는 상기 송신 심볼 벡터의 특정 비트에 대한 상기 로그 우도 율을 상기 특정 비트가 0인 송신 심볼 벡터를 통해 생성된 제3 거리 정보의 최소값에서, 상기 특정 비트가 1인 송신 심볼 벡터를 통해 생성된 제3 거리 정보의 최소값을 감산하여 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 비트 정보는 비트 위치 및 상기 비트 위치에서의 비트 값인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2 거리 정보는 특정 송신 안테나에 맵핑되고 특정 성상 좌표를 갖는 상기 송신 심볼 벡터를 사용하여 생성되는 상기 제1 거리 정보의 집합인 것을 특징 으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 수신 심볼 벡터 또는 송신 심볼 벡터는 PSK 계열 또는 QAM 계열 심볼 벡터인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 로그 우도 율 생성 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011052821A1 (ko) * 2009-10-28 2011-05-05 강릉원주대학교산학협력단 대수우도비를 산출하는 방법 및 복조 장치

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