KR20110137282A - 소프트 비트 발생 시스템 및 방법 - Google Patents

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카이 씨에
사타르 엘리야시
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에이디씨 텔레커뮤니케이션스 인코포레이티드
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Abstract

수신기는 통신 링크로부터 수신된 신호를 수신하며, 수신된 신호는 캐리어에 변조된 심볼 스트림을 포함하고, 심볼들의 성상으로부터 선택된 심볼 스트림 각각은 복수의 암호화된 데이터 비트를 나타낸다. 수신기는 수신된 신호로부터 파생된 수신된 심볼의 스트림을 생성하는 복조기; 수신된 심볼의 스트림으로부터 파생된 수신된 데이터 비트의 스트림을 생성하는 채널 디코더; 및 성상 내 복수의 심볼들에 관련된 정보를 저장하는 메모리 장치를 포함한다. 수신된 심볼의 스트림 내에서 심볼 각각에 대하여, 복조기는 성상 내 복수의 심볼들 중 어떤 심볼이 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 심볼인지를 결정하고; 메모리 장치에 저장된 정보에 근거하여 수신된 심볼에 가장 가까운 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대하여 각각 가장 근접한 이웃 심볼을 식별하고; 그리고 수신된 심볼에 대한 각각의 소프트 비트를 생성하기 위하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대해 수신된 심볼과 각각의 가장 근접한 이웃 심볼간 거리로부터 수신된 심볼과 각각의 가장 가까운 심볼간 거리를 감산한다.

Description

소프트 비트 발생 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF GENERATING SOFT BITS}
본 발명은 디지털 변조 스킴에서 계산적으로 덜 집약된 방법으로 소프트 비트 또는 신뢰성 정보를 알 수 있는 소프트 비트 발생 시스템 및 방법에 관한 것이다.
많은 디지털 변조 스킴(modulation schemes)에서, 이진 데이터는 변조 심볼(modulation symbol)에 매핑된다. 그러한 많은 스킴에서, 두 개의 가능한 서로 다른 변조 심볼보다 더 많은 변조 심볼이 있으며, 여기서 각각의 변조 심볼은 1비트 이상의 정보를 포함한다. 수신기에서 수신된 심볼은 노이즈에 의해 오류가 발생될 수 있다. 그러므로, 노이즈의 무작위적인 특성에 기인하여 수신 심볼로부터의 회복된 비트 시퀀스는 에러를 내포할 수 있다. 즉, 각각의 회복된 비트는 원래의 전송된 비트임이 보장되지 않는다. 회복된 비트들 일부는 대개 다른 비트들보다 잘못된 비트들이다. 소프트 비트(신뢰성 정보로서 언급할 수 있는)가 각각의 회복된 비트 내에 에러가 내포되었는지에 대한 개연성을 지시하는데 이용된다. 이러한 "소프트 정보(soft information)"는 특히 에러 제어 디코더에 대하여 유용하다.
전형적인 디지털 변조 스킴은 계산적으로 집약된 일련의 등식을 통해 소프트 비트를 연산한다. 예를 들어, 8-PSK(Phase-Shift Keying) 변조 스킴에서 등과 같이 8개의 심볼을 갖는 성상(constellation)에서, 각 심볼은 3비트 데이터를 나타낸다. 소프트 비트를 연산하기 위하여, 수신 심볼과 성상 내 각 심볼간의 거리는 물론 거리값의 6개 그룹의 최소값이 연산된다. 특히, 거리값의 6개 그룹은 첫 번째 비트에 0 또는 1, 두 번째 비트에 0 또는 1, 세 번째 비트에 0 또는 1을 갖는 그룹들이다. 예를 들어, 도 1의 모범적인 성상(100)에서, 소프트 비트는 아래의 3개 등식을 이용하여 연산된다.
Figure pct00001
;
Figure pct00002
;
Figure pct00003
위 등식에서, 수량 Mij는 수신된 심볼과 성상 내 심볼들 중 하나간 거리를 나타낸다. 아래첨자 i는 수신된 심볼 인덱스이고, 아래첨자 j는 성상 심볼 인덱스이다. 각각의 수신된 심볼에 대하여 이러한 연산을 수행하는 것은 연산이 복소수들과 제곱근들을 수반하기 때문에 계산적으로 집약될 수 있다. 또한, 각 심볼에 대하여 3비트 이상을 매핑한 다른 성상들은 각 소프트 비트에 대한 하나를 풀기 위하여 추가의 등식을 가질 것이다.
본 발명은 디지털 변조 스킴에서 계산적으로 덜 집약된 방법으로 소프트 비트 또는 신뢰성 정보를 알 수 있는 소프트 비트 발생 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 수신기는, 통신 링크로부터 수신된 신호를 수신하며, 수신된 신호는 캐리어에 변조된 심볼 스트림을 포함하고, 심볼들의 성상으로부터 선택된 심볼 스트림 각각은 복수의 암호화된 데이터 비트를 나타내는 수신기에 있어서, 수신된 신호로부터 파생된 수신된 심볼의 스트림을 생성하는 복조기; 수신된 심볼의 스트림으로부터 파생된 수신된 데이터 비트의 스트림을 생성하는 채널 디코더; 및 성상 내 복수의 심볼들에 관련된 정보를 저장하는 메모리 장치를 포함하며, 상기 복조기는 수신된 심볼의 스트림 내에서 심볼 각각에 대하여, 성상 내 복수의 심볼들 중 어떤 심볼이 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼인지를 결정하고; 메모리 장치에 저장된 정보에 근거하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대하여 각각 가장 근접한 이웃 심볼을 식별하고; 그리고 수신된 심볼에 대한 각각의 소프트 비트를 생성하기 위하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대해 수신된 심볼과 각각의 가장 근접한 이웃 심볼간 거리로부터 수신된 심볼과 각각의 최근접 심볼간 거리를 감산한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수신기는, 상기 복조기는 PSK(Phase-Shift Keying) 변조 스킴 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 스킴 중 하나를 이용하여 수신된 심볼의 스트림을 생성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수신기는, 상기 PSK 변조 스킴은 GSM(Global System for Mobile communications) 8-PSK 변조 스킴이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수신기는, 상기 QAM 변조 스킴은 IEEE 802.16e 표준에 근거한 변조 스킴이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수신기는, 상기 복조기는 주어진 수신된 심볼에 대한 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여 메모리 장치로부터 수신된 심볼에 대한 소프트 비트에 관련된 극성 데이터를 검색한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수신기는, 상기 수신된 신호는 라디오 주파수(RF) 신호를 더 포함하고, 상기 수신기는 수신된 신호를 다운 컨버전하는 RF 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템은, 변조된 신호를 전송하며, 데이터 비트의 스트림을 암호화하는 채널 엔코더와, 암호화된 데이터 비트의 스트림을 심볼의 성상으로부터의 복수의 데이터 심볼에 매핑하여 변조된 신호 내 각 심볼이 복수의 암호화된 데이터 비트를 나타내도록 하는 변조기를 포함하는 송신기; 및 변조된 신호를 수신하며, 수신된 신호로부터 파생된 수신된 심볼의 스트림을 생성하는 복조기와, 수신된 심볼의 스트림으로부터 파생된 수신된 데이터 비트의 스트림을 생성하는 채널 디코더와, 성상 내 복수의 심볼들에 관련된 정보를 저장하는 메모리 장치를 포함하는 수신기를 포함하며, 상기 복조기는 수신된 심볼의 스트림 내에서 심볼 각각에 대하여, 성상 내 복수의 심볼들 중 어떤 심볼이 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼인지를 결정하고; 메모리장치에 저장된 정보에 근거하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대하여 각각 가장 근접한 이웃 심볼을 식별하고; 그리고 수신된 심볼에 대한 각각의 소프트 비트를 생성하기 위하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대해 수신된 심볼과 각각의 가장 근접한 이웃 심볼간 거리로부터 수신된 심볼과 각각의 최근접 심볼간 거리를 감산한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템은, 상기 복조기는 PSK(Phase-Shift Keying) 변조 스킴 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 스킴 중 하나를 이용하여 수신된 심볼의 스트림을 생성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 시스템은, 상기 PSK 변조 스킴은 GSM(Global System for Mobile communications) 8-PSK 변조 스킴이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 시스템은, 상기 QAM 변조 스킴은 IEEE 802.16e 표준에 근거한 변조 스킴이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 시스템은, 상기 복조기는 주어진 수신된 심볼에 대한 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여 메모리 장치로부터 수신된 심볼에 대한 소프트 비트에 관련된 극성 데이터를 검색한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 시스템은, 상기 송신기는 변조된 신호를 업 컨버전하는 RF 모듈을 더 포함하고, 상기 수신기는 수신된 신호를 다운 컨버전하는 RF 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 변조 방법은, 심볼 스트림을 구성하는 수신된 신호를 변조하는 변조 방법에 있어서, 심볼 스트림으로 구성되는 신호를 수신하되, 각각의 심볼 스트림은 심볼의 성상으로부터 선택되며 복수의 암호화된 데이터 비트를 나타내는 신호를 수신하는 단계; 수신된 심볼 각각에 대하여, 성상 내 어떤 심볼이 수신된 심볼에 대하여 최소 거리를 갖는지를 결정하는 단계; 수신된 심볼에 최소 거리에 있는 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 메모리 장치 내에 저장된 정보에 근거하여 각각의 비트 값을 반전시키는 가장 가까운 이웃 심볼을 식별하는 단계; 및 수신된 심볼에 최소 거리에 있는 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 수신된 심볼에 대한 소프트 비트를 획득하기 위하여 각 비트의 가장 가까운 이웃 심볼과 수신된 심볼간 거리로부터 상기 최소 거리를 감산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 변조 방법은, 상기 성상은 PSK(Phase-Shift Keying) 변조 스킴 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 스킴 중 하나의 성상이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변조 방법은, 상기 PSK 변조 스킴은 GSM(Global System for Mobile communications) 8-PSK 변조 스킴이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변조 방법은, 상기 QAM 변조 스킴은 IEEE 802.16e 표준에 근거한 변조 스킴이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변조 방법은, 상기 최소 거리에 있는 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여 메모리 장치로부터 수신된 심볼에 대한 신뢰성 정보에 관련된 극성 데이터를 검색하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변조 방법은, 상기 수신된 신호를 라디오 주파수(RF) 신호이며, 상기 신호를 수신하는 단계는 수신된 신호를 기저대 신호로 다운 컨버전하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 프로그램 제품은, 프로그램 명령을 포함하는 프로세서 읽기 가능한 매체를 포함하며, 상기 프로그램 명령은 수신된 통신 신호를 변조하는 장치 내에 포함된 적어도 하나의 프로그램 가능한 프로세서에서 실행되어 상기 변조하는 장치가 복수의 비트를 나타내는 수신된 심볼과 수신된 심볼에 가장 가까운 성상 내 최근접 심볼간 거리를 연산하고; 상기 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 메모리 장치로부터 검색된 정보에 근거하여 각 비트의 값을 반전시키는 가장 가까운 이웃 심볼을 식별하고; 상기 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 수신된 심볼에 대한 소프트 비트를 획득하기 위하여 각 비트의 가장 가까운 이웃 심볼과 수신된 심볼간 거리로부터 상기 최근접 심볼과 수신된 심볼간 거리를 감산하고; 그리고 상기 최근접 심볼에 의해 나타나는 비트를 복호화하는데 사용되도록 소프트 비트를 출력하게 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 프로그램 제품은, 상기 프로그램 명령은 상기 변조하는 장치가 상기 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여 메모리 장치로부터 소프트 비트에 관련된 극성 정보를 검색하고; 그리고 소프트 비트를 출력하기 전에 상기 극성 정보를 대응하는 소프트 비트에 적용하게 한다.
본 발명에 따르면, 가장 가까운 이웃 심볼과 수신된 심볼간 거리로부터 최근접 심볼과 수신된 심볼간 거리를 감산하여 비교적 간단한 등식으로 소프트 비트 정보를 알 수 있으므로, 소프트 비트 정보를 연산하는 것이 효율적이며 계산적으로는 덜 집약적이다.
도 1은 성상의 일실시예 도면,
도 2는 통신 시스템의 일실시예의 블록도,
도 3은 성상의 또 다른 실시예 도면, 및
도 4는 수신된 심볼에 대한 신뢰성 정보를 연산하는 방법의 일실시예를 묘사한 흐름도이다.
다음의 상세한 설명에서 상세하게 묘사된 실시예들 도시한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 기술사상은 다른 실시예들로 이용될 수 있으며, 논리적, 기계적, 전기적 변경이 발생될 수 있다는 것은 자명하다. 나아가서, 도면 또는 상세한 설명에서 제시되는 방법은 개별적인 단계들이 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니다. 즉, 다음의 상세한 설명은 본 발명의 기술사항을 제한하기 위한 것은 아니다.
도 2는 통신 시스템의 일실시예의 블록도이다. 통신 시스템(200)은 송신기(202)와 수신기(204)를 포함한다. 송신기(202)는 통신 링크(206)를 통해 수신기(204)로 변조된 통신 신호를 전송한다. 수신기(204)는 통신 신호를 복조하고, 수신된 변조 신호에서 노이즈 효과를 감소시키기 위하여 에러 정정 루틴을 수행한다.
비록 도 2에서는 통신 링크(206)의 각 단부에 단지 송신기(202)와 수신기(204)가 각각 구비된 것을 도시하였지만, 전형적으로 통신 링크(206)의 각 단부에는 송신기와 수신기가 함께 구비될 수 있다는(양방향 통신을 지원하기 위하여) 것이 자명하다. 또한, 비록 도 2에서는 송신기(202)와 수신기(204)가 각각 분리된 장치로 도시되었지만, 일부 실시예에서는 통신 링크(206)의 각 단부에 송신기와 수신기가 단일 장치로 통합된다(때때로 "송수신기"로 언급되는 것과 같이). 그러므로, 그러한 실시예에서 송신기(202)와 수신기(204) 각각은 단일 장치로 통합된 송신기와 수신기를 모두 포함한다.
송신기(202)는 채널 엔코더(208)와 변조기(210)로 구성된다. 채널 엔코더(208)는 이진 시퀀스 d=[d0,d1...dN]를 생성하기 위하여 데이터 소스(201)로부터 수신된 데이터 비트를 암호화한다. 이진 시퀀스 d는 채널 엔코더(208)로부터 변조기(210)로 향하는 출력이다. 변조기(210)는 이진 시퀀스 d 내의 비트 각각을 성상 내 복수의 심볼들 중 하나에 매핑하여, 각각의 심볼이 복수의 비트를 나타낸다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 변조기(210)는 도 1에 도시된 모범적인 성상과 같은 성상을 이용하는 PSK(Phase-Shift Keying) 변조 스킴을 이용하여 이진 시퀀스 d를 매핑한다. 특히, 도 1에서 도시하고 있는 PSK 성상은 GSM(Global System for Mobile communications) 8-PSK 변조 스킴에서 사용되는 성상이다. 그러나, 다른 실시예에서, 16비트 또는 64비트 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등과 같은 변조 스킴이 사용된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, IEEE 802.16e 표준에 근거한 QAM 변조 스킴이 사용된다(도 3에 도시된 모범적인 성상(300) 등과 같은). 비록 여기에서 특정한 모범적인 변조 스킴이 언급되었지만, 다른 변조 스킴이 이진 비트 시퀀스를 각각 복수의 비트를 나타내는 복수의 심볼에 매핑하는데 이용될 수 있다는 것은 자명하다.
변조기(210)는 변조된 심볼 시퀀스 x=[x0,x1...xM]를 출력한다. 변조된 시퀀스 x는 통신 링크(206)를 통해 수신기(204)로 전송된다. 통신 링크(206)는 광섬유 케이블, 동축 케이블, 트위스트 페어 케이블, 및 무선 라디오 주파수(RF) 통신 신호 등과 같은(하지만 이에 제한되지는 않는) 통신 신호를 위한 적절한 유선 또는 무선 매체로 구성된다. 여기서, 변조기(210)는 통신 링크(206)를 통한 전송을 위하여 심볼 시퀀스 x를 변조한다. 예를 들어, 이러한 바람직한 실시예에서, 송신기(202)는 RF 모듈(224)를 더 포함한다. RF 모듈(224)은 변조기(210)에 의해 생산된 변조된 시퀀스 x를 수신하고, 통신 링크(206) 상으로 전송될 적절한 RF 신호를 생성한다. 예를 들어, 변조기(210)가 동위상(I, in-phase) 및 직각위상(Q, quadrature) 구성요소를 갖는 디지털 기저대(baseband) 변조 신호를 출력하는 경우, RF 모듈(224)는 기저대 신호를 적절한 RF 주파수로 상향 전환하는 업 컨버전(up-conversion) 동작을 수행하고 전송에 적절한 아날로그 신호를 생성하는 D/A(digital-to-analog) 동작을 수행한다.
통신 링크(206)를 통한 전송 동안에, 다양한 노이즈 소스가 심볼 시퀀스 x를 변질시키거나 변경시킬 수 있다. 그러므로, 수신기(204)는 시퀀스 x와 다를 수 있는 심볼 시퀀스 y=[y0,y1...yM]를 수신한다. 특히, 수신기(204)는 RF 모듈(226), 복조기(112) 및 채널 디코더(114)로 구성된다. RF 모듈(226)은 통신 링크(206)를 통해 전송된 RF 신호를 수신하고, 수신된 심볼 시퀀스 y를 포함하며 복조기(212)에 의해 사용되기에 적절한 디지털 기저대 신호를 생성한다. 예를 들어, 복조기(212)가 I 및 Q 구성요소를 갖는 수신된 디지털 기저대 변조 신호에 설정된 경우, RF 모듈(226)은 RF 신호를 기저대로 하향 전환하는 다운 컨버전(down-conversion) 동작을 수행하고 I 및 Q 구성요소를 분리한다. 그러한 실시예에서, RF 모듈(226)은 또한 복조기(212)에 의해 사용되기에 적합한 디지털화 된 기저대 신호를 생성하기 위하여 A/D(analog-to-digital) 동작을 수행한다.
복조기(212)는 수신된 시퀀스 y에 따라서 시퀀스 d를 추정한다. 복조기(212)는 또한 시퀀스 y 내의 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대하여 소프트 비트를 연산한다. 추정된 시퀀스와 소프트 비트는 채널 디코더(214)로 제공되며, 채널 디코더(214)는 에러 정정 루틴에서 소프트 비트 정보를 이용한다. 그러나, 통상적인 시스템과 달리, 복조기(212)는 소프트 비트 또는 신뢰성 정보를 결정하기 위하여 계산적으로 집약된 일련의 등식을 연산하지는 않는다. 대신에, 복조기(212)는 소프트 비트를 보다 효과적으로 연산하기 위하여 수신기(214) 내에 포함된 메모리(218)에 저장된 가장 근접한 이웃 심볼 테이블(220)을 이용한다. 특히, 비록 도 2에 도시된 바람직한 실시예에서 복조기(212)가 메모리(218)를 포함하고 있지만, 다른 실시예에서는 메모리(218)가 복조기(212)로부터 분리될 수 있다는 것은 자명하다.
메모리(218)는 일반적인 목적이나 특정한 목적의 컴퓨터 또는 프로세서, 또는, 어떤 프로그램 가능한 논리 장치에 의해 액세스할 수 있는 활용 가능한 매체로서 실시될 수 있다. 적절한 프로세서 읽기 가능한 매체는 마그네틱이나 광학 매체 등과 같은 저장 또는 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장 또는 기억 매체는 통상적인 하드 디스크, CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등과 같은 휘발성 또는 비휘발성 매체(SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory), DDR(Double Data Rate) RAM, RDRAM(RAMBUS Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static RAM) 등을 포함하는, 하지만 이에 제한되지는 않는), ROM(Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 및 플래시 메모리 등을 포함할 수 있다. 적절한 프로세서 읽기 가능한 매체는 또한 네크워크 및/또는 무선 링크 등과 같은 통신 매체를 통해 전달되는 전기신호, 전자기신호, 또는 디지털 신호 등과 같은 전송 매체를 포함할 수 있다.
주어진 수신된 심볼 ym에 대하여, 프로세싱 기능부(216)는 성상 내의 어떤 심볼이 수신된 심불에 가장 가까운지를 결정한다. 프로세싱 기능부(216)는 당업계에서 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들의 적절한 조합을 이용하여 실시될 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 기능부(216)는 수신된 심볼 시퀀스 y의 복조를 지원하는 하드웨어 구성품 및 회로를 포함하거나 그들과 인터페이스 할 수 있다. 실시예에 따라(제한적이지 않은), 이러한 하드웨어 구성품은 하나 이상의 마이크로프로세서, 메모리 요소, 디지털 신호 처리(DSP) 요소, 인터페이스 카드, 및 당업계에서 알려진 다른 표준 구성품을 포함할 수 있다. 나아가서 특별하게 설계된 ASIC(Application-Specific Intergrated Circuits) 및 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)에 의해 보충되거나 그들에 통합될 수 있다. 여기에서 사용된 테이블은 키 관련 데이터베이스, 링크 리스트, 플랫 파일 레코드 등과 같은(그러나 이에 제한되는 것은 아닌) 데이터를 저장하는 데이터 구조이다.
도 2에 도시된 실시예의 한 예에서, 수신기(204) 내의 RF 모듈(226), 복조기(212), 및/또는 채널 디코더(214)의 적어도 일부는 적절한 프로그램 가능한 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어 내에서 실행된다. 예를 들어, 그러한 프로그램 가능한 프로세서는 DSP(Digital Signal Processor)를 이용하여 실행되며, DSP는 여기에서 RF 모듈(226), 복조기(212), 및/또는 채널 디코더(214)에 의해 수행되는 것으로 묘사된 적어도 일부 기능을 실행하는 소프트웨어를 처리한다. 그러한 소프트웨어는 프로세서 읽기 가능한 매체 상에서 명백하게 구현되는 복수의 프로그램 명령을 포함한다. 다른 예에서, 프로그램 가능한 프로세서는 ASIC 또는 FPGA 등과 같은 프로그램 가능한 장치의 또 다른 형태의 일부이다. 유사하게, 도 2에 도시된 송신기(202)의 일예에서, RF 모듈(224), 변조기(210), 및/또는 채널 엔코더(208)의 적어도 일부는 적절한 프로그램 가능한 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어 내에서 실행된다.
프로세싱 기능부(216)는 수신된 심볼로부터 최소 거리의 성상 내 심볼을 찾는다. 수신된 심볼과 성상 심볼간의 거리는 여기에서 Mij로 표시되어 있으며, 아래첨자 i는 수신된 심볼 인덱스이고 아래첨자 j는 성상 심볼 인덱스이다. 예를 들어, 아래의 표 1은 성상 심볼 인덱스 j와 도 1에 도시된 성상에 대하여 변조된 비트간 관계를 보여준다.
Figure pct00004
유사하게, 아래의 표 2는 성상 심볼 인덱스 j와 도 3에 도시된 성상에 대하여 변조된 비트간 관계를 보여준다.
Figure pct00005
최소 거리의 성상 심볼은 여기에서 "최근접 심볼"로 언급되며, 최근접 심볼과 수신된 심볼간의 거리는 또한 여기에서 Mmin으로 표시된다.
성상 심볼이 최근접 심볼로 결정된 후에, 프로세싱 기능부(216)는 메모리(218)에 저장된 테이블(220) 내에서 최근접 심볼 내의 각 비트에 대하여 가장 가까운 이웃 심볼을 검색한다. 여기서 가장 가까운 이웃 심볼은 최근접 심볼 내의 각각의 비트 값을 반전시키는 성상 심볼이고, 최근접 심볼에 최소 거리로 위치한다. 예를 들어, 아래의 표 3은 도 2에서 성상을 실행하는 실시예에 대하여 메모리(218)에 저장된 모범적인 테이블이다.
Figure pct00006
표 3의 가장 왼쪽 행에서 성상 심볼 인덱스 숫자가 리스트 되어 있다. 다른 3개의 행에서 각 성상 심볼 내 각 비트에 대한 가장 가까운 이웃 심볼 인덱스 숫자가 리스트 되어 있다. 예를 들어, 성상 심볼 2에 의해 나타나는 세 개의 비트 값은 표 1에서 0, 1, 0이다. 만약 최근접 심볼이 성상 심볼 2(즉, Jmin=2)라면, 이때 첫 번째 비트 값을 반전시키는 가장 가까운 이웃 심볼은 성상 심볼 0(비트 1, 1, 1로 나타나는)이고, 두 번째 비트에 대한 가장 가까운 이웃 심볼은 성상 심볼 3(비트 0, 0, 0으로 나타나는)이고, 세 번째 비트에 대한 가장 가까운 이웃 심볼은 성상 심볼 1(비트 0, 1, 1로 나타나는)이다.
각 소프트 비트에 대하여, 프로세싱 기능부(216)는 가장 가까운 이웃 심볼과 수신된 심볼간 거리(거리 Mij)로부터 최근접 심볼과 수신된 심볼간 거리(거리 Mmin)를 감산한다. 그러므로, 최근접 심볼 2에 대한 세 개의 소프트 비트의 절대값이 비교적 간단한 등식인 Mi0 - Mmin, Mi3 - Mmin, Mi1 - Mmin에 의하여 주어진다. 이 등식들은 종래 시스템에서와 같은 모든 성상 심볼과 수신된 심볼간 거리의 연산, 또는, 복수개의 그룹 값에 대한 최소 거리의 결정을 필요로 하지 않기 때문에 비교적 간단하다. 그러므로, 여기에서 언급된 실시예들은 소프트 비트 정보를 연산하는데 보다 효율적이며 계산적으로는 덜 집약적이다.
본 예시에서, 위의 프로세스는 소프트 비트 또는 신뢰성 정보의 절대값을 획득한다. 각 소프트 비트의 극성 또는 의미를 결정하기 위하여, 프로세싱 기능부(216)는 본 실시예에서 또한 메모리(218)에 저장된 극성 테이블(222)로부터 극성 데이터를 검색한다. 예를 들어, 도 1의 성상에 대응하는 극성 테이블이 아래의 표 4에 도시되어 있다.
Figure pct00007
그러므로, 위에서 최근접 심볼이 성상 심볼 2로 언급된 것에 대하여, 각각의 소프트 비트에 적용되는 극성은 -1, 1, -1이다. 각각의 소프트 비트에 극성을 적용한 후에, 복조기(212)는 에러 정정 루틴에서 사용되도록 채널 디코더(214)에 소프트 비트를 제공한다. 위에서 언급된 소프트 비트를 결정하는 프로세스가 각각의 수신된 심볼에 대하여 반복된다. 채널 디코더(214)는 모바일 폰, 텔레비전 시스템 등과 같은(그러나 이에 제한되지는 않는) 데이터 싱크(228)에 복호화된 데이터를 제공한다.
위에서 언급된 프로세스는 다른 성상을 사용하는 다른 변조 스킴에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 아래의 표 5는 도 3에 도시된 성상에 대응하는 가장 가까운 이웃 심볼의 모범적인 테이블이다.
Figure pct00008
표 5에 대응하는 모범적인 극성 테이블과 도 3의 성상이 아래의 표 6에 도시되어 있다.
Figure pct00009
도 4는 소프트 비트 정보를 연산하는 방법(400)의 일실시예를 묘사한 흐름도이다. 다른 실시예가 다른 방법으로 실시될 수도 있지만, 도 4에 도시된 방법(400)의 실시예는 도 2와 함께 위에서 언급한 복조기(212)에 의해 실행된다. 이 실시예에서, 방법(400)의 전부 또는 일부는 프로그램 읽기 가능한 매체 상에 명백하게 구현되는 프로그램 명령으로 실행되며, 프로세싱 기능부(216)에 의해 실행된다.
블록 402에서, 복조기는 복수의 비트를 나타내는 변조된 심볼을 수신한다. 심볼은 위에서 언급된 PSK 또는 QAM 등과 같은 성상에 따라서 변조된다. 블록 404에서, 복조기는 수신된 심볼에 대해 최소의 거리를 갖는 성상 내 심볼(여기에서 "최근접 심볼"로 언급된)을 결정한다. 블록 406에서, 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 복조기(212)는 메모리 장치(218)에 저장된 정보에 근거하여 각각의 비트 값을 반전시키는 가장 가까운 이웃 심볼을 식별한다. 예를 들어, 이 실시예에서, 복조기(212)는 테이블(220)에서 가장 가까운 이웃 심볼을 검색한다. 블록 408에서, 복조기(212)는 각 소프트 비트의 절대값을 획득하기 위하여 각 비트의 가장 가까운 이웃 심볼과 수신된 심볼간 거리로부터 최근접 심볼과 수신된 심볼간 거리를 감산한다. 블록 410에서, 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 복조기(212) 극성 테이블 내의 각 소프트 비트에 관련된 극성 데이터를 검색하고 각 소프트 비트에 극성을 적용한다. 블록 412에서, 복조기(212)는 회복된 이진 시퀀스의 에러 정정에 사용되도록 하기 위하여 디코더에 소프트 비트를 제공한다.
비록 여기에서 특정한 실시예가 묘사되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하기 위하여 도시된 특정한 실시예를 대체하여 어떠한 변경, 수정 등이 발생될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그러므로, 본 발명은 단지 청구항 및 이의 등가물에 의해서만 한정된다.
100 : 성상 200 : 통신 시스템
201 : 데이터 소스 202 : 송신기
204 : 수신기 206 : 통신 링크
208 : 채널 엔코더 210 : 변조기
212 : 복조기 214 : 채널 디코더
216 : 프로세싱 기능부 218 : 메모리 장치
220 : 가장 근접한 이웃 심볼 테이블
222 : 극성 테이블 224 : RF 모듈
226 : RF 모듈 228 : 데이터 싱크
300 : 성상

Claims (20)

  1. 통신 링크로부터 수신된 신호를 수신하며, 수신된 신호는 캐리어에 변조된 심볼 스트림을 포함하고, 심볼들의 성상으로부터 선택된 심볼 스트림 각각은 복수의 암호화된 데이터 비트를 나타내는 수신기에 있어서,
    수신된 신호로부터 파생된 수신된 심볼의 스트림을 생성하는 복조기;
    수신된 심볼의 스트림으로부터 파생된 수신된 데이터 비트의 스트림을 생성하는 채널 디코더; 및
    성상 내 복수의 심볼들에 관련된 정보를 저장하는 메모리 장치를 포함하며,
    상기 복조기는 수신된 심볼의 스트림 내에서 심볼 각각에 대하여, 성상 내 복수의 심볼들 중 어떤 심볼이 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼인지를 결정하고; 메모리 장치에 저장된 정보에 근거하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대하여 각각 가장 근접한 이웃 심볼을 식별하고; 그리고 수신된 심볼에 대한 각각의 소프트 비트를 생성하기 위하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대해 수신된 심볼과 각각의 가장 근접한 이웃 심볼간 거리로부터 수신된 심볼과 각각의 최근접 심볼간 거리를 감산하는 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복조기는 PSK(Phase-Shift Keying) 변조 스킴 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 스킴 중 하나를 이용하여 수신된 심볼의 스트림을 생성하는 수신기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PSK 변조 스킴은 GSM(Global System for Mobile communications) 8-PSK 변조 스킴인 수신기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 QAM 변조 스킴은 IEEE 802.16e 표준에 근거한 변조 스킴인 수신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복조기는 주어진 수신된 심볼에 대한 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여 메모리 장치로부터 수신된 심볼에 대한 소프트 비트에 관련된 극성 데이터를 검색하는 수신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 신호는 라디오 주파수(RF) 신호를 더 포함하고, 상기 수신기는 수신된 신호를 다운 컨버전하는 RF 모듈을 더 포함하는 수신기.
  7. 변조된 신호를 전송하며, 데이터 비트의 스트림을 암호화하는 채널 엔코더와, 암호화된 데이터 비트의 스트림을 심볼의 성상으로부터의 복수의 데이터 심볼에 매핑하여 변조된 신호 내 각 심볼이 복수의 암호화된 데이터 비트를 나타내도록 하는 변조기를 포함하는 송신기; 및
    변조된 신호를 수신하며, 수신된 신호로부터 파생된 수신된 심볼의 스트림을 생성하는 복조기와, 수신된 심볼의 스트림으로부터 파생된 수신된 데이터 비트의 스트림을 생성하는 채널 디코더와, 성상 내 복수의 심볼들에 관련된 정보를 저장하는 메모리 장치를 포함하는 수신기를 포함하며,
    상기 복조기는 수신된 심볼의 스트림 내에서 심볼 각각에 대하여, 성상 내 복수의 심볼들 중 어떤 심볼이 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼인지를 결정하고; 메모리장치에 저장된 정보에 근거하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대하여 각각 가장 근접한 이웃 심볼을 식별하고; 그리고 수신된 심볼에 대한 각각의 소프트 비트를 생성하기 위하여 수신된 심볼에 각각 가장 가까운 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 데이터 비트에 대해 수신된 심볼과 각각의 가장 근접한 이웃 심볼간 거리로부터 수신된 심볼과 각각의 최근접 심볼간 거리를 감산하는 통신 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복조기는 PSK(Phase-Shift Keying) 변조 스킴 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 스킴 중 하나를 이용하여 수신된 심볼의 스트림을 생성하는 통신 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 PSK 변조 스킴은 GSM(Global System for Mobile communications) 8-PSK 변조 스킴인 통신 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 QAM 변조 스킴은 IEEE 802.16e 표준에 근거한 변조 스킴인 통신 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 복조기는 주어진 수신된 심볼에 대한 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여 메모리 장치로부터 수신된 심볼에 대한 소프트 비트에 관련된 극성 데이터를 검색하는 통신 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 송신기는 변조된 신호를 업 컨버전하는 RF 모듈을 더 포함하고, 상기 수신기는 수신된 신호를 다운 컨버전하는 RF 모듈을 더 포함하는 통신 시스템.
  13. 심볼 스트림을 구성하는 수신된 신호를 변조하는 변조 방법에 있어서,
    심볼 스트림으로 구성되는 신호를 수신하되, 각각의 심볼 스트림은 심볼의 성상으로부터 선택되며 복수의 암호화된 데이터 비트를 나타내는 신호를 수신하는 단계;
    수신된 심볼 각각에 대하여, 성상 내 어떤 심볼이 수신된 심볼에 대하여 최소 거리를 갖는지를 결정하는 단계;
    수신된 심볼에 최소 거리에 있는 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 메모리 장치 내에 저장된 정보에 근거하여 각각의 비트 값을 반전시키는 가장 가까운 이웃 심볼을 식별하는 단계; 및
    수신된 심볼에 최소 거리에 있는 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 수신된 심볼에 대한 소프트 비트를 획득하기 위하여 각 비트의 가장 가까운 이웃 심볼과 수신된 심볼간 거리로부터 상기 최소 거리를 감산하는 단계를 포함하는 변조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 성상은 PSK(Phase-Shift Keying) 변조 스킴 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 스킴 중 하나의 성상인 변조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 PSK 변조 스킴은 GSM(Global System for Mobile communications) 8-PSK 변조 스킴인 변조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 QAM 변조 스킴은 IEEE 802.16e 표준에 근거한 변조 스킴인 변조 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 최소 거리에 있는 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여 메모리 장치로부터 수신된 심볼에 대한 신뢰성 정보에 관련된 극성 데이터를 검색하는 단계를 더 포함하는 변조 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 수신된 신호를 라디오 주파수(RF) 신호이며, 상기 신호를 수신하는 단계는 수신된 신호를 기저대 신호로 다운 컨버전하는 단계를 포함하는 변조 방법.
  19. 프로그램 명령을 포함하는 프로세서 읽기 가능한 매체를 포함하며, 상기 프로그램 명령은 수신된 통신 신호를 변조하는 장치 내에 포함된 적어도 하나의 프로그램 가능한 프로세서에서 실행되어 상기 변조하는 장치가
    복수의 비트를 나타내는 수신된 심볼과 수신된 심볼에 가장 가까운 성상 내 최근접 심볼간 거리를 연산하고;
    상기 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 메모리 장치로부터 검색된 정보에 근거하여 각 비트의 값을 반전시키는 가장 가까운 이웃 심볼을 식별하고;
    상기 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여, 수신된 심볼에 대한 소프트 비트를 획득하기 위하여 각 비트의 가장 가까운 이웃 심볼과 수신된 심볼간 거리로부터 상기 최근접 심볼과 수신된 심볼간 거리를 감산하고; 그리고
    상기 최근접 심볼에 의해 나타나는 비트를 복호화하는데 사용되도록 소프트 비트를 출력하게 하는 프로그램 제품.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 프로그램 명령은 상기 변조하는 장치가
    상기 최근접 심볼에 의해 나타나는 각각의 비트에 대하여 메모리 장치로부터 소프트 비트에 관련된 극성 정보를 검색하고; 그리고
    소프트 비트를 출력하기 전에 상기 극성 정보를 대응하는 소프트 비트에 적용하게 하는 프로그램 제품.
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