KR20090118802A - 다중 입출력 통신 시스템을 위한 교란 벡터를 이용한 디코더 및 디코딩 방법 - Google Patents

다중 입출력 통신 시스템을 위한 교란 벡터를 이용한 디코더 및 디코딩 방법 Download PDF

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Abstract

다중 입출력 통신 시스템을 위한 사전 교란 디코더, 사후 교란 디코더 및 사전-사후 교란 디코더를 포함한다. 사전 교란 디코더, 사후 교란 디코더 및 사전-사후 교란 디코더는 수신 벡터 또는 전송 심볼의 추정치를 교란하는 사전 교란 벡터 또는 사후 교란 벡터를 이용하여 디코딩 성능을 향상시킬 수 있다.
교란, 벡터, 필터, 심볼, 성상도, 다중 입출력, MIMO

Description

다중 입출력 통신 시스템을 위한 교란 벡터를 이용한 디코더 및 디코딩 방법{DECODER AND DECODING METHOD OF USING PERTURBATION VECTOR FOR MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 다중 입출력 통신 시스템에서 사용되는 디코더에 관한 것이다.
다중 입출력 통신 시스템은 높은 데이터 전송률을 제공하고, 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 높은 데이터 전송률에서 동작하는 다중 입출력 통신 시스템에서 잘 동작할 수 있는 디코더가 필요하다.
지금까지는 다중 입출력 통신 시스템에서 수신기가 최대의 성능을 내기 위해서는 ML(Maximum Likelihood) 디코딩 기법을 사용해야 하는 것으로 알려져 있다. 그러나, ML 디코더는 좋은 성능을 갖고 있는 반면에 높은 복잡도를 갖는다. 따라서, 성능과 복잡도 사이에서 적절한 타협이 필요하다.
ML 디코딩 기법이 가지고 있는 복잡도를 줄이면서도, 좋은 성능을 달성할 수 있는 디코더 및 디코딩 기법에 대한 연구가 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 사후 교란 디코더는 사후 교란 벡터(post perturbation vector)들을 제공하는 사후 교란 벡터 제공부, 상기 사후 교란 벡터들을 가지고 전송 심볼 벡터의 추정치를 교란하여(perturbing) 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 후보 추출부 및 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 판정을 수행하는 판정기를 포함한다.
이 때, 상기 사후 교란 벡터 제공부는 무작위로(randomly) 생성되는 상기 사후 교란 벡터들을 제공하고, 상기 사후 교란 벡터들은 상기 전송 심볼 벡터의 추정치로부터 미리 결정된 유클라디언 거리 이내에 존재할 수 있다.
이 때, 상기 후보 추출부는 상기 전송 심볼 벡터의 추정치에 상기 사후 교란 벡터들 각각이 더해진 결과들을 성상도(constellation map)에 맵핑하여 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 사전 교란 디코더는 수신 벡터를 검출하는 수신 벡터 검출부, 사전 교란 벡터(pre perturbation vector)들을 제공하는 사전 교란 벡터 제공부, 상기 사전 교란 벡터들을 가지고 상기 수신 벡터를 교란하여 교란된 수신 벡터들을 생성하는 사전 교란기 및 상기 교란된 수신 벡터들을 공간 필터링(spatial filtering)하여 전송 심볼 벡터의 추정치들을 검출하는 공간 필터를 포함한다.
이 때, 상기 사전 교란 벡터 제공부는 무작위로(randomly) 생성되는 상기 사전 교란 벡터들을 제공하고, 상기 사전 교란 벡터들은 상기 수신 벡터의 통계적 성질(statistical nature)에 상응하는 통계적 성질을 가질 수 있다.
이 때, 사전 교란 디코더는 상기 전송 심볼 벡터의 추정치들을 성상도에 맵핑하여 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 후보 추출부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 사전 교란 디코더는 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 경판정 또는 연판정을 수행하는 판정기를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 사전-사후 교란 디코더는 사전 교란 벡터들을 가지고 수신 벡터들을 교란하여 교란된 수신 벡터들을 생성하는 사전 교란기, 상기 교란된 수신 벡터들을 공간 필터링하여 전송 심볼 벡터의 추정치들을 검출하는 공간 필터 및 사후 교란 벡터들을 가지고 상기 전송 심볼 벡터의 추정치들을 교란하여 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 후보 추출부를 포함한다.
이 때, 상기 공간 필터는 MMSE(Minimum Mean Square Error) 공간 필터 또는 제로 포싱(Zero Forcing, ZF) 공간 필터 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 사전 교란 디코더, 사후 교란 디코더 또는 사전-사후 교란 디코더는 복잡도를 줄이면서도 우수한 디코딩 성능을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템은 기지국(110) 및 L명의 사용자들(140)을 포함한다.
다운링크 환경에서 기지국(110)은 송신기로, L명의 사용자들(140)은 수신기들로 동작하며, 업링크 환경에서 기지국(110)은 수신기로, L명의 사용자들(140)은 송신기로 동작한다. 다운링크 환경 또는 업링크 환경에서, 본 발명의 일실시예에 따른 디코더들은 수신기에서 동작한다. 아래에서는 다운링크 환경을 가정하여 기지국(110) 및 L명의 사용자들(140)의 동작을 설명한다.
기지국(110)에는 Nt 개의 전송 안테나들이 설치되며 사용자 l(l=1,..., L)에는 NRl 개의 수신 안테나들이 설치된다. 기지국과 각각의 L 명의 사용자들(140) 사이에는 채널들이 형성되며, 그 채널들은
Figure 112008065143472-PAT00001
의 사이즈를 갖는 채널 매트릭스로 표현될 수 있다.
사용자 l의 수신 신호는 벡터 형태로 나타낼 수 있다. 즉, 사용자 1의 수신 벡터는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00002
여기서,
Figure 112008065143472-PAT00003
이고, 실효 채널 매트릭스는
Figure 112008065143472-PAT00004
이다. 또한, W는 프리코딩 매트릭스로서,
Figure 112008065143472-PAT00005
이며, Hl act는 실제의 채널 매트릭스이다. 상기 수학식 1은 이론적으로(실제로는 여러 이유로 실현 불가능할 수도 있지만) 간섭이 완벽히 제거될 수 있는 경우를 가정한 것이다.
그리고,
Figure 112008065143472-PAT00006
는 기지국(110)으로부터 사용자들(140)로 전송된 NTx1의 심볼 벡터로서,
Figure 112008065143472-PAT00007
이고,
Figure 112008065143472-PAT00008
이다. 여기서,
Figure 112008065143472-PAT00009
에 속하는 각 엘리먼트(element)는 독립적으로 복소 성상도(complex constellation)
Figure 112008065143472-PAT00010
로부터 결정된다. 아래에서 상기 엘리먼트를 전송 심볼 벡터라 고 부르기로 한다.
또한, 사용자들(140)은 수신 벡터를 기초로 사용자들(140) 각각에 대응하는 전송 심볼 벡터를 오류없이 검출할 필요가 있다.
사후 교란 디코더
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사후 교란 디코더를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사후 교란 디코더는 공간 필터(210), 사후 교란 벡터 제공부(220), 후보 추출부(230) 및 판정기(240)를 포함한다.
공간 필터(210)는 수신 벡터를 공간 필터링한다. 이 때, 공간 필터(210)는 MMSE(Minimum Mean Square Error) 공간 필터 또는 제로 포싱(Zero Forcing, ZF) 공간 필터 중 어느 하나일 수 있다.
즉, l 번째 사용자의 수신 벡터를
Figure 112008065143472-PAT00011
라고 한다. 이 때, 공간 필터(210)는 수신 벡터
Figure 112008065143472-PAT00012
와 필터 계수 G를 내적하여 하기 수학식 2와 같이 전송 심볼 벡터의 추정치 Zest를 검출한다.
Figure 112008065143472-PAT00013
여기서,
Figure 112008065143472-PAT00014
이며, GZF는 제로 포싱 기법에 따른 공간 필터 계수이고, GMMSE는 MMSE 기법에 따른 공간 필터 계수이다.
사후 교란 벡터 제공부(220)는 사후 교란 벡터들을 제공한다. 사후 교란 벡터들의 집합이 P이고, P가 K+1 개의 사후 교란 벡터들을 원소들로 갖는 경우, P는
Figure 112008065143472-PAT00015
와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, P0는 제로 벡터이다. 그리고, 나머지 사후 교란 벡터들은 임의의 벡터(random vector)들로 생성될 수 있고, 나머지 사후 교란 벡터들은 통계적으로 전송 심볼 벡터의 추정치로부터 미리 결정된 유클라디언 거리 이내에 존재한다. 예를 들어, 상기 유클라디언 거리가
Figure 112008065143472-PAT00016
일 때, 나머지 사후 교란 벡터들은
Figure 112008065143472-PAT00017
에 따라 생성될 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00018
은 평균이 0이고, 분산이 EPINt인 가우시안 분포이며, INt는 NtxNt 사이즈의 항등 행렬이다.
또한, 후보 추출부(230)는 사후 교란 벡터들을 가지고 전송 심볼 벡터의 추정치를 교란하여 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출한다.
즉, 전송 심볼 벡터의 추정치 Zest에는 하기 수학식 3과 같이 K+1개의 사후 교란 벡터들이 더해질 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00019
Figure 112008065143472-PAT00020
,
이 때, K+1개의 Zk들을 원소로 갖는 집합 Z는
Figure 112008065143472-PAT00021
로 표현될 수 있다.
그리고, 후보 추출부(230)는 전송 심볼 벡터의 추정치에 사후 교란 벡터들 각각이 더해진 결과들을 기초로 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출할 수 있다. 특히, 후보 추출부(230)는 전송 심볼 벡터의 추정치에 사후 교란 벡터들 각각이 더해진 결과들을 성상도(constellation map)
Figure 112008065143472-PAT00022
에 맵핑하여 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출할 수 있다.
즉, 전송 심볼 벡터의 후보들로 구성된 집합
Figure 112008065143472-PAT00023
는
Figure 112008065143472-PAT00024
와 같이 표현될 수 있으며,
Figure 112008065143472-PAT00025
의 한 원소인
Figure 112008065143472-PAT00026
는 하기 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00027
Figure 112008065143472-PAT00028
상기 수학식 4를 참조하면, 하나의 전송 심볼 벡터에 대하여 복수(K+1개)의 전송 심볼 벡터의 후보들이 생성될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 사후 교란 디코더는 하나의 전송 심볼 벡터를 검출하기 위하여 사후 교란 벡터들을 이용하여 복수의 전송 심볼 벡터의 후보들을 생성하고, 생성된 복수의 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 하나의 전송 심볼 벡터를 오류 없이 검출할 수 있다.
또한, 후보 추출부(230)는 몇 개의 Zk를 동일한 전송 심볼 벡터의 후보로 맵핑함으로써 계산량을 감소시킬 수 있다. 이러한 경우,
Figure 112008065143472-PAT00029
는
Figure 112008065143472-PAT00030
와 같이 표현될 수 있으며,
Figure 112008065143472-PAT00031
의 원소들인 전송 심볼 벡터의 후보들의 개수가 감소될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 전송 심볼 벡터의 후보들의 개수를 적절히 조절함으로써 계산량을 줄일 수 있다.
또한, 판정기(240)는 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 판정을 수행한다. 특히, 판정기(240)는 연판정(soft decision) 또는 경판정(hard decision)을 수행할 수 있다.
예를 들어, 판정기(240)는 경판정으로써 최대 우도 판정(maximum likelihood decision)을 수행할 수 있다. 이 때, 판정기(240)의 판정 결과
Figure 112008065143472-PAT00032
는 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00033
송신기 및 수신기가 컨볼루셔널 코드 또는 터보 코드와 같은 outer 채널 코드를 사용하는 경우, 판정기(240)는 하기 수학식 6에 표현된 바와 같은 대수 우도 비(LLR, Log Likelihood Ratio)를 이용하여 연판정을 수행할 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00034
상기 수학식 6에서,
Figure 112008065143472-PAT00035
는 i번째 비트가 1인 전송 심볼 벡터들을 원소들로 포함하며,
Figure 112008065143472-PAT00036
의 부분 집합이다. 또한,
Figure 112008065143472-PAT00037
는 i번째 비트가 0인 전송 심볼 벡터들을 원소들로 포함하며,
Figure 112008065143472-PAT00038
의 부분 집합이다.
본 발명의 일실시예에 따른 사후 교란 디코더의 동작을 간략히 요약하면, 다음과 같다.
전송 심볼 벡터의 추정치 Zest는 공간 필터를 통해 구해질 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00039
Figure 112008065143472-PAT00040
Figure 112008065143472-PAT00041
전송 심볼 벡터의 추정치 Zest는 교란 벡터들의 집합 P를 이용하여 교란된다.
Figure 112008065143472-PAT00042
, P0는 제로 벡터임.
Figure 112008065143472-PAT00043
Zk를 통하여 전송 심볼 벡터의 후보들이 구해진다.
Figure 112008065143472-PAT00044
Figure 112008065143472-PAT00045
Figure 112008065143472-PAT00046
의 리스트로부터 연판정 또는 경판정이 수행된다.
사전 교란 디코더
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사전 교란 디코더를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사전 교란 디코더는 수신 벡 터 검출부(310), 사전 교란 벡터 제공부(320), 사전 교란기(330), 공간 필터(340), 후보 추출부(350) 및 판정기(360)를 포함한다.
수신 벡터 검출부(310)는 적어도 하나의 수신 안테나를 통하여 수신되는 수신 신호에 대한 수신 벡터 Y를 검출한다.
또한, 사전 교란 벡터 제공부(320)는 사전 교란 벡터들의 집합인
Figure 112008065143472-PAT00047
를 제공한다. 여기서, P0는 제로 벡터이다. 그리고, 나머지 사전 교란 벡터들은 무작위로 생성되며, 수신 벡터의 통계적 성질에 상응하는 통계적 성질을 갖는다.
예를 들어, 통계적 성질에는 간섭 플러스 잡음과 같은 인자들이 포함될 수 있다. 단일 사용자를 갖는 MIMO 시스템에서,
Figure 112008065143472-PAT00048
의 분포도는
Figure 112008065143472-PAT00049
(평균이 0이고 분산이 INT)일 수 있다. 그러나, 다중 사용자들을 갖는 MIMO 시스템에서는 사용자들 사이의 간섭이 고려될 수 있다. 따라서, 다중 사용자들을 갖는 MIMO 시스템에서
Figure 112008065143472-PAT00050
의 분포도는
Figure 112008065143472-PAT00051
(평균이 0이고 분산이
Figure 112008065143472-PAT00052
)일 수 있다. 이 때,
Figure 112008065143472-PAT00053
는 간섭 플러스 잡음의 통계적 성질을 기초로 결정될 수 있다.
또한, 사전 교란기(330)는 사전 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00054
을 가지고 수신 벡터 Y를 교란하여 교란된 수신 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00055
을 생성한다. 여기서, k 번째 교란된 수신 벡터는 하기 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00056
또한, 공간 필터(340)는 교란된 수신 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00057
을 공간 필터링하여 전송 심볼 벡터의 추정치들 Zk을 생성한다. 이 때, 공간 필터(340)는 하기 수학식 8과 같이 제로 포싱 기법에 따른 공간 필터 계수 GZF 및 MMSE 기법에 따른 공간 필터 계수 GMMSE를 이용하여 공간 필터링할 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00058
Figure 112008065143472-PAT00059
Figure 112008065143472-PAT00060
또한, 후보 추출부(350)는 전송 심볼 벡터의 추정치들을 성상도에 맵핑하여 전송 심볼 벡터의 후보들
Figure 112008065143472-PAT00061
을 추출한다. k 번째 전송 심볼 벡터의 후보는 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00062
Figure 112008065143472-PAT00063
전송 심볼 벡터의 후보들의 개수는 사전 교란 벡터들의 개수보다 작을 수 있다. 몇 개의 전송 심볼 벡터의 추정치들은 동일한 전송 심볼 벡터의 후보들로 맵핑될 수 있기 때문이다. 따라서, 하기 수학식 10이 표현될 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00064
또한, 판정기(360)는
Figure 112008065143472-PAT00065
를 기초로 연판정 또는 경판정을 수행한다. 경판정 기법의 일종인 최대 우도 검출에 따른 판정기(360)의 출력
Figure 112008065143472-PAT00066
은 하기 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00067
또한, 연판정 기법의 일종인 대수 우도 검출에 따라 판정기(360)의 출력
Figure 112008065143472-PAT00068
을 계산하기 위해 사용되는 LLR은 하기 수학식 12과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00069
상기 수학식 6에서,
Figure 112008065143472-PAT00070
는 i번째 비트가 1인 전송 심볼 벡터들을 원소들로 포함하며,
Figure 112008065143472-PAT00071
의 부분 집합이다. 또한,
Figure 112008065143472-PAT00072
는 i번째 비트가 0인 전송 심볼 벡터들을 원소들로 포함하며,
Figure 112008065143472-PAT00073
의 부분 집합이다.
본 발명의 일실시예에 따른 사전 교란 디코더의 동작을 간략히 요약하면, 다음과 같다.
사전 교란 벡터들(P1,...,PK )이 형성되고, P0를 더 포함하는 사전 교란 벡터들의 집합
Figure 112008065143472-PAT00074
이 구해진다.
수신 벡터 Y를 사전 교란 벡터들 을 가지고 교란함으로써 교란된 수신 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00076
이 생성된다. 여기서,
Figure 112008065143472-PAT00077
이다.
공간 필터(340)는
Figure 112008065143472-PAT00078
를 공간 필터링하여 전송 심볼 벡터의 추정치들 Zk을 생성한다. 여기서,
Figure 112008065143472-PAT00079
이고,
Figure 112008065143472-PAT00080
,
Figure 112008065143472-PAT00081
이다.
또한, 후보 추출부(350)는 전송 심볼 벡터의 추정치들을 기초로 전송 심볼 벡터의 후보들
Figure 112008065143472-PAT00082
을 추출한다. 여기서,
Figure 112008065143472-PAT00083
이다.
또한, 판정기(360)는 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 연판정 또는 경판정을 수행한다.
사전-사후 교란 디코더
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사전-사후 교란 디코더를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사전-사후 교란 디코더는 사 전 교란기(410), 공간 필터(420), 사후 교란기(430), 후보 추출부(440) 및 판정기(450)를 포함한다.
도 2를 통해 설명된 사후 교란 디코더 및 도 3을 통해 설명된 사전 교란 디코더는 서로 결합하여 하나의 사전-사후 교란 디코더로 구현될 수 있다.
사전-사후 교란 디코더에서, 사전 교란기(410)는 사전 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00084
을 가지고 수신 벡터
Figure 112008065143472-PAT00085
들을 교란하여 교란된 수신 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00086
을 생성한다. 여기서, P1 ,0은 제로 벡터이며,
Figure 112008065143472-PAT00087
은 차원이 NRl인 콤플렉스 공간인
Figure 112008065143472-PAT00088
Figure 112008065143472-PAT00089
의 원소이며, 간섭 플러스 잡음과 같은 통계적 성질을 갖는다.
여기서,
Figure 112008065143472-PAT00090
의 k1 번째 원소는 하기 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00091
Figure 112008065143472-PAT00092
,
공간 필터(420)는 하기 수학식 14와 같이 교란된 수신 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00093
을 공간 필터링하여 전송 심볼 벡터의 추정치들
Figure 112008065143472-PAT00094
을 검출한다.
Figure 112008065143472-PAT00095
Figure 112008065143472-PAT00096
Figure 112008065143472-PAT00097
사후 교란기(430)는 전송 심볼 벡터의 추정치들
Figure 112008065143472-PAT00098
에 속하는 각각의 원소들에 사후 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00099
을 더한다. 이 때, 사후 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00100
은 전송 심볼 벡터의 추정치들
Figure 112008065143472-PAT00101
각각으로부터 미리 결정된 유클라디언 거리 이내 만큼 떨어진 벡터들일 수 있다.
예를 들어, 사후 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00102
이 전송 심볼 벡터의 추정치들
Figure 112008065143472-PAT00103
각각으로부터
Figure 112008065143472-PAT00104
이내에 속하는 경우, 분포도는 이다.
사후 교란기(430)의 출력은 하기 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00106
Figure 112008065143472-PAT00107
Figure 112008065143472-PAT00108
후보 추출부(440)는 사후 교란기(430)의 출력을 성상도에 맵핑하여 전송 심볼 벡터의 후보들
Figure 112008065143472-PAT00109
을 추출한다. 이 때, k 번째 전송 심볼 벡터의 후보
Figure 112008065143472-PAT00110
는 하기 수학식 16과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00111
Figure 112008065143472-PAT00112
판정기(450)는 전송 심볼 벡터의 후보들
Figure 112008065143472-PAT00113
을 기초로 연판정 또는 경판정을 수행한다. 판정기(450)가 경판정을 수행하는 경우, 판정기(450)의 출력은 하기 수학식 17과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00114
또한, 판정기(450)가 연판정을 수행하는 경우, 판정기(450)가 사용하는 LLR은 하기 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008065143472-PAT00115
본 발명의 일실시예에 따른 사전-사후 교란 디코더의 동작을 요약하면 다음과 같다.
사전-사후 교란 디코더는 사전 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00116
을 제공한다.
또한, 사전-사후 교란 디코더는 수신 벡터
Figure 112008065143472-PAT00117
를 사전 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00118
을 가지고 교란하여 교란된 수신 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00119
을 생성한다. 여기서, k1번째 교란된 수신 벡터는
Figure 112008065143472-PAT00120
(
Figure 112008065143472-PAT00121
)이다.
또한, 사전-사후 교란 디코더는
Figure 112008065143472-PAT00122
를 기초로 공간 필터링하여 전송 심볼 벡터의 추정치들
Figure 112008065143472-PAT00123
을 생성한다.
또한, 사전-사후 교란 디코더는 사후 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00124
을 제공한다.
또한, 사전-사후 교란 디코더는 사후 교란 벡터들
Figure 112008065143472-PAT00125
을 가지고 전송 심볼 벡터의 추정치들
Figure 112008065143472-PAT00126
을 교란하여,
Figure 112008065143472-PAT00127
를 생성한다. 여기서,
Figure 112008065143472-PAT00128
의 k2번째 원소는
Figure 112008065143472-PAT00129
이다.
또한, 사전-사후 교란 디코더는
Figure 112008065143472-PAT00130
을 가지고 전송 심볼 벡터의 후보들
Figure 112008065143472-PAT00131
을 추출한다. 여기서,
Figure 112008065143472-PAT00132
이다.
또한, 사전-사후 교란 디코더는
Figure 112008065143472-PAT00133
을 기초로 판정을 수행한다.
도 4의 사전-사후 교란 디코더는 사전 교란 디코더 및 사후 교란 디코더의 결합에 의해 구현될 수 있으므로, 사전-사후 교란 디코더에 대한 보다 상세한 설명은 이하 생략한다.
도 1 내지 도 4에 도시되지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 사후 교란 디코딩 방법은 사후 교란 벡터(post perturbation vector)들을 제공하는 단계, 상기 사후 교란 벡터들을 가지고 전송 심볼 벡터의 추정치를 교란하여(perturbing) 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 단계 및 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 판정을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 사전 교란 디코딩 방법은 수신 벡터를 검출하는 단계, 사전 교란 벡터(pre perturbation vector)들을 제공하는 단계, 상기 사전 교란 벡터들을 가지고 상기 수신 벡터를 교란하여 교란된 수신 벡터들을 생성하는 단계 및 상기 교란된 수신 벡터들을 공간 필터링(spatial filtering)하여 전송 심볼 벡터의 추정치들을 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 사전-사후 교란 디코딩 방법은 사전 교란 벡터들을 가지고 수신 벡터들을 교란하여 교란된 수신 벡터들을 생성하는 단계, 상기 교란된 수신 벡터들을 공간 필터링하여 전송 심볼 벡터의 추정치들을 검출하는 단계 및 사후 교란 벡터들을 가지고 상기 전송 심볼 벡터의 추정치들을 교란하여 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 사전, 사후, 사전-사후 교란 디코딩 방법에는 도 1 내지 도 4를 통하여 설명된 사항이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 사전, 사후, 사전-사후 교란 디코딩 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사후 교란 디코더를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사전 교란 디코더를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사전-사후 교란 디코더를 나타낸 블록도이다.

Claims (19)

  1. 사후 교란 벡터(post perturbation vector)들을 제공하는 사후 교란 벡터 제공부; 및
    상기 사후 교란 벡터들을 가지고 전송 심볼 벡터의 추정치를 교란하여(perturbing) 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 후보 추출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사후 교란(post-disturbed) 디코더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 경판정(hard decision)을 수행하는 경판정기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사후 교란 디코더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 연판정(soft decision)을 수행하는 연판정기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사후 교란 디코더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사후 교란 벡터 제공부는
    무작위로(randomly) 생성되는 상기 사후 교란 벡터들을 제공하고, 상기 사후 교란 벡터들은 상기 전송 심볼 벡터의 추정치로부터 미리 결정된 유클라디언 거리 이내에 존재하는 것을 특징으로 하는 사후 교란 디코더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 후보 추출부는
    상기 전송 심볼 벡터의 추정치에 상기 사후 교란 벡터들 각각이 더해진 결과들을 기초로 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 것을 특징으로 하는 사후 교란 디코더.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 후보 추출부는
    상기 전송 심볼 벡터의 추정치에 상기 사후 교란 벡터들 각각이 더해진 결과들을 성상도(constellation map)에 맵핑하여 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 것을 특징으로 하는 사후 교란 디코더.
  7. 제1항에 있어서,
    수신 벡터를 공간 필터링(spatial filtering)하여 상기 전송 심볼 벡터의 추정치를 검출하는 공간 필터
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사후 교란 디코더.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 후보 추출부는
    상기 사후 교란 벡터들의 개수보다 작거나 같은 개수만큼 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하고, 상기 전송 심볼 벡터의 후보들의 개수는 조절 가능한(adjustable) 것을 특징으로 하는 사후 교란 디코더.
  9. 수신 벡터를 검출하는 수신 벡터 검출부;
    사전 교란 벡터(pre perturbation vector)들을 제공하는 사전 교란 벡터 제공부;
    상기 사전 교란 벡터들을 가지고 상기 수신 벡터를 교란하여 교란된 수신 벡터들을 생성하는 사전 교란기; 및
    상기 교란된 수신 벡터들을 공간 필터링(spatial filtering)하여 전송 심볼 벡터의 추정치들을 검출하는 공간 필터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사전 교란 디코더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사전 교란 벡터 제공부는
    무작위로(randomly) 생성되는 상기 사전 교란 벡터들을 제공하고, 상기 사전 교란 벡터들은 상기 수신 벡터의 통계적 성질(statistical nature)에 상응하는 통계적 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 사전 교란 디코더.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 사전 교란기는
    상기 사전 교란 벡터들 각각을 상기 수신 벡터에 더하여 상기 교란된 수신 벡터들을 생성하는 것을 특징으로 하는 사전 교란 디코더.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전송 심볼 벡터의 추정치들을 성상도에 맵핑하여 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 후보 추출부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사전 교란 디코더.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 경판정 또는 연판정을 수행하는 판정기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사전 교란 디코더.
  14. 사전 교란 벡터들을 가지고 수신 벡터들을 교란하여 교란된 수신 벡터들을 생성하는 사전 교란기;
    상기 교란된 수신 벡터들을 공간 필터링하여 전송 심볼 벡터의 추정치들을 검출하는 공간 필터; 및
    사후 교란 벡터들을 가지고 상기 전송 심볼 벡터의 추정치들을 교란하여 상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 추출하는 후보 추출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사전-사후 교란 디코더.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 공간 필터는
    MMSE(Minimum Mean Square Error) 공간 필터 또는 제로 포싱(Zero Forcing, ZF) 공간 필터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 사전-사후 교란 디코더.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 전송 심볼 벡터의 후보들을 기초로 경판정 또는 연판정을 수행하는 판정기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사전-사후 교란 디코더.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 사전 교란 벡터들은 무작위로 생성되고, 상기 수신 벡터의 통계적 성질(statistical nature)에 상응하는 통계적 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 사전-사후 교란 디코더.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 사후 교란 벡터들은 무작위로 생성되고, 상기 전송 심볼 벡터의 추정치로부터 미리 결정된 유클라디언 거리 이내에 존재하는 것을 특징으로 하는 사전-사후 교란 디코더.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 전송 심볼 벡터의 후보들의 개수는 조절 가능한(adjustable) 것을 특징으로 하는 사전-사후 교란 디코더.
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