KR20150132327A

KR20150132327A - 저밀도 서명 변조를 위한 저복잡도 수신기 및 방법

Info

Publication number: KR20150132327A
Application number: KR1020157028815A
Authority: KR
Inventors: 호세인 니코푸르; 알리레자 베이에스테; 모하매드하디 발릭
Original assignee: 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-11-25
Also published as: JP6009717B2; EP2957036A1; WO2014144758A1; CN105518995B; KR101700235B1; BR112015022981A2; BR112015022981B8; BR112015022981B1; EP2957036A4; CN105518995A; EP2957036B1; US9614576B2; JP2016512417A; US20140269663A1

Abstract

표준 메시지 전달 알고리즘(MPA)에 비해 성능 손실이 실질적으로 경미하거나 용인할 수 있을 정도인, 저복잡도 MPA 검출을 위한 방법 및 장치 실시예가 제공된다. 상기 방법은, 검출기에서, 복수의 사용자 장비(user equipment, UE)에 대응하는 복수의 변수 노드(variable node, VN)를 복수의 함수 노드(function node, FN)에 매핑하는 복수의 제1 메시지 전달 알고리즘(message passing algorithm, MPA) 계산을 사용하고 상기 복수의 VN 각각에 대한 확률의 초기 벡터 내의 선험적 정보(priori information)를 사용하여, 하나 또는 복수의 UE를 위한 복수의 수신된 멀티플렉싱 신호에 따라 상기 복수의 FN를 계산하는 단계; 상기 제1 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제1 곱셈항을 제외하는 단계; 최종 계산된 복수의 FN 및 상기 복수의 FN을 상기 복수의 VN에 매핑하는 복수의 제2 MPA 계산을 사용하여 상기 복수의 VN에 대한 확률을 갱신하는 단계; 및 상기 제2 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제2 곱셈항을 제외하는 단계를 포함한다.

Description

저밀도 서명 변조를 위한 저복잡도 수신기 및 방법 {LOW COMPLEXITY RECEIVER AND METHOD FOR LOW DENSITY SIGNATURE MODULATION}

본 출원은 2014년 3월 14일에 "Low Complexity Receiver and Method for Low Density Signature Modulation"이라는 명칭으로 출원된 미국 정규출원(Non-Provisional Application) 제14/212,583호 및 2013년 3월 15일에 "Low Complexity Receiver for Low Density Signature Modulation"이라는 명칭으로 출원된 미국 가특허 출원 제61/788,881호의 의 혜택을 주장하며, 이들 출원은 인용에 의해 본 출원에 포함된다.

본 출원은 무선 기술에 관한 것으로, 구체적인 실시예에서, 저밀도 서명 변조를 위한 저복잡도 수신기 및 방법에 관한 것이다.

저밀도 서명(Low density signature, LDS)은 데이터 심볼(data symbol)을 대한 확산 시퀀스(spreading sequence)가 희소한 코드 분할 다중 액세스(code division multiple access, CDMA) 기술이다. 메시지 전달 알고리즘(Message passing algorithm, MPA)은 LDS 변조를 위한 신뢰도 전파(belief propagation, BP)에 기초한 다중 사용자 검출법(multi-user detection)이다. MPA 복잡도는 높아서 어떤 경우, 예를 들어 고차 또는 다중화된 LDS 서명의 수가 많은 변조에는 실제로 구현 불가능할 수도 있다. 그러나 LDS 수신을 위한 최적에 가까운 해결방안(near optimal solution)이다. MPA 수신(reception)과 함께 LDS는 우수한 성능 및 특성(feature)을 제공할 수 있지만, 예컨대 직교 주파수 분할 다중 액세스(orthogonal frequency-division multiple access, OFDMA)과 같은, 다른 해결방안만큼 실용적이지 않을 수 있다. 실질적으로 성능 변화없이 LDS 변조를 검출하기 위한 MPA 복잡도를 감소시키는 것은 LDS 변조를 검출하기 위한 MPA의 실현 가능성(feasibility) 및 유용성(usability)을 향상시킬 수 있고, 더 높은 변조 차수 또는 멀티플렉싱된 LDS 서명의 수가 많은 경우에 MPA를 더 적합하게 만든다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 저밀도 서명(low density signature, LDS) 송신을 검출하는 방법은, 검출기에서, 복수의 사용자 장비(user equipment, UE)에 대응하는 복수의 변수 노드(variable node, VN)를 복수의 함수 노드(function node, FN)에 매핑하는 복수의 제1 메시지 전달 알고리즘(message passing algorithm, MPA) 계산을 사용하고 상기 VN 각각에 대한 확률의 초기 벡터 내의 선험적 정보(priori information)를 사용하여 하나 또는 복수의 UE를 위한 복수의 수신된 멀티플렉싱 신호에 따라 상기 복수의 FN을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제1 곱셈항을 제외하는 단계; 최종 계산된 복수의 FN 및 상기 복수의 FN을 상기 복수의 VN에 매핑하는 복수의 제2 MPA 계산을 사용하여 상기 복수의 VN에 대한 확률을 갱신하는 단계; 및 상기 제2 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제2 곱셈항을 제외하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, LDS 송신을 검출하기 위한 네트워크 구성요소는, 프로세서; 및 상기 프로세서에 의한 실행을 위해 프로그램을 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체를 포함한다. 상기 프로그램은, 복수의 UE에 대응하는 복수의 VN을 복수의 FN에 매핑하는 복수의 제1 MPA 계산을 사용하고 상기 복수의 VN 각각에 대한 확률의 초기 벡터 내의 선험적 정보를 사용하여 상기 복수의 UE를 위한 복수의 수신된 멀티플렉싱 신호에 따라 상기 복수의 FN를 계산하기 위한 명령어를 포함한다. 상기 프로그램은, 상기 제1 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제1 곱셈항을 제외하기 위한 명령어; 최종 계산된 복수의 FN 및 상기 복수의 FN을 상기 복수의 VN에 매핑하는 복수의 제2 MPA 계산을 사용하여 상기 복수의 VN에 대한 확률을 갱신하기 위한 명령어; 및 상기 제2 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제2 곱셈항을 제외하기 위한 명령어를 더 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, LDS 송신을 검출하기 위한 장치는, 복수의 UE를 위한 복수의 수신된 멀티플렉싱 신호에 따라, 복수의 VN과 복수의 FN 사이를 매핑하는 복수의 MPA 계산의 1회 이상의 반복을 사용하여 복수의 VN 각각에 대한 확률의 벡터 내의 선험적 정보를, 상기 확률이 미리 정해진 임계값 이내로 수렴하거나 MPA 반복의 미리 정해진 최대 횟수에 도달할 때까지 계산하고, 상기 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 곱셈항을 제외하도록 구성된 검출기를 포함한다. 상기 장치는, 상기 검출기에 연결된 상기 복수의 VN를 위한, 상기 복수의 VN에 대한 계산된 확률을 사용하여 상기 복수의 VN 각각에 대한 확률을 디코딩하여 외인성 정보를 취득하도록 구성된 하나 이상의 디코더 더 포함한다.

이상은 이하의 발명의 상세한 설명을 더 잘 이해할 수 있도록, 본 발명의 실시예의 특징을 약간 넓게 요약하고 있다. 본 발명의 실시예의 추가적인 특징 및 이점은 이하에 설명하며, 이는 본 발명의 청구범위의 주제를 형성한다. 당업자라면 개시된 개념 및 구체적인 실시예들이 본 발명의 동일한 목적을 실행하기 위한 다른 구조 또는 프로세스를 수정 또는 설계하기 위한 기초로 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자라면 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같은 등가의 구성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는다는 것을 당업자는 이해해야 한다.

본 발명, 및 그 이점의 더욱 완전한 이해를 위해, 첨부도면과 함께 이하의 설명을 참조한다.
도 1은 저밀도 서명(LDS) 변조를 위한 확산 시퀀스를 결정하기 위한 확산 매트릭스를 나타낸다.
도 2는 LDS 검출을 위한 메시지 전달 알고리즘(MPA)을 나타낸다.
도 3은 MPA 조기 종료를 위해 외부 루프 검출을 구비한 LDS 수신기의 실시예이다.
도 4는 복잡도가 감소된 MPA 검출 방법의 실시예이다.
도 5는 MPA 알고리즘의 복잡도에 대한 임계값 파라미터, P _th _,의 효과를 나타낸다.
도 6은 상이한 P _th _, 값에 대한 MPA 알고리즘의 성능을 나타낸다.
도 7은 알고리즘의 복잡도에 대한 MPA 조기 종료의 효과를 나타낸다.
도 8은 SNR 값이 변화할 때의 LDS 수신의 전체 복잡도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 감소 기술을 사용한 전체 복잡도 감소의 퍼센트를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 LDS 수신기에서의 외부 루프 이득을 나타낸다.
도 11은 다양한 실시예를 구현하는 데 사용될 수 있는 처리 시스템이다.

지금 바람직한 실시예들의 구조 및 동작을 이하에서 상세히 논의한다. 그러나 이해해야 할 것은, 본 발명이 다양한 구체적인 콘텍스트로 구현될 수 있는 응용 가능한 많은 창의적인 개념을 제공한다는 점이다. 논의된 구체적인 실시예는 본 발명을 사용하는 구체적인 방법을 설명하는 것일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.

MPA는 다중 사용자 검출의 복잡도를 감소시키기 위해 심볼 멀티플렉싱(ssymbol multiplexing)에서 희소 시퀀스(sparse sequence)를 이용하지만, MPA의 최적에 가까운 성능(near optimal performance)을 유지하면서(계산 시간의 관점에서) MPA 검출기의 복잡도를 감소시키기 위한 여지는 여전히 존재한다. 시스템 및 방법 실시예는 성능 손실이 실질적으로 경미하거나 용인될 수 있을 정도의 저복잡도 MPA 스킴을 가능하게 하기 위해 제공된다. 저복잡도 MPA 스킴은 LDS 변조형 송신을 위한 수신기("저복잡도 수신기"라고 함)에 의해 구현될 수 있다. 저복잡도 MPA의 구현은 또한 LDS 수신기의 성능을 더욱 향상시키기 위해 소프트 입력 소프트 출력(soft input soft output, SISO) 순방향 에러 정정(forward error correction, FEC) 디코더와 외부 루프 피드백(outer-loop feedback)을 구비한 수신기에 결합될 수 있다. 저복잡도 MPA 스킴은 더 높은 변조 차수(modulation order) 및/또는 많은 수의 멀티플렉싱된 LDS 서명을 위해 사용될 수 있으며, 이는 표준 MPA와는 실용적이지 않을 수 있다.

도 1은 LDS 변조를 위한 확산 시퀀스를 정의하는 데 사용될 수 있는 확산 매트릭스(S)(100)를 나타낸다(예컨대, 송신 시). 확산 매트릭스(100)는 복수의 사용자 장비(UE)를 위해 멀티플렉싱된 데이터의 출력 심볼(예컨대, OFDM을 위한)을 결정하기 위해 송신기에서 구현될 수 있다(예컨대, 협력 송신(joint transmission) 시). 확산 매트릭스(100)는 6개의 UE를 위한 신호 또는 4개의 멀티플렉싱 서명의 확산 계수를 가진다. 확산 매트릭스(100)의 엔트리는 OFDMA 톤(tone)과 같은 4개의 출력 자원 각각에 대한, 6개의 UE 각각을 위한 6개 심볼 각각의 기여도(contribution)를 나타낸다. 6개의 열(column)은 각각, 6개의 서명 또는 6개의 UE 중 하나와 연관되어 있고, 4개의 행(row)은 각각, 4개의 자원 중 하나와 연관되어 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 서명이 UE에 할당될 수 있다. 4x6 매트릭스를 설명하지만, 본 발명은 다른 매트릭스에도 적용할 수 있다.

도 1은 또한 6개의 변수 노드(110)(라벨 x ₁, x ₂, x ₃, x ₄, x ₅, x ₆이 부여됨)를 4개의 함수 노드(120)(라벨 y ₁, y ₂, y ₃, y ₄이 부여)와 연결하는 그래프(101)를 나타낸다. 그래프 표현은 6개의 UE 심볼과 4개의 자원 또는 톤 사이의 관계를 매핑하는 데 사용된다. 하나의 변수 노드(110)와 하나의 함수 노드(120) 사이의 각각의 브랜치(branch)는 그 변수 노드(110)를 위한 4개의 가능한 값(성좌점이라고도 함)에 대한 4개의 확률 값의 벡터를 나타낸다. 4개의 가능한 값은, 그 중 하나가 그 변수 노드(110)에 대응하는 UE를 위한 심볼에 할당되는 값들의 완전한 세트를 나타낸다.

하나의 변수 노드(110)와 하나의 함수 노드(120) 사이의 브랜치에서 4개의 확률의 벡터는 하나의 톤(함수 노드(120)에 대응)에 대한 하나의 심볼(변수 노드(110)에 대응)의 기여도에 대한 (4개의 가능한 값의) 확률 분포를 나타낸다.

각각의 브랜치에서의 확률 값은, BPSK(Binary Phase-Shift Keying)과 같은 더 낮은 변조 차수의 경우에는, 로그 우도비(log-likelihood ratio, LLR)일 수 있다. QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)과 같은, 더 높은 변조의 경우에는, 확률 값은 성좌점 각각에 대한 정규화된 신뢰도 값(normalized reliability value)일 수 있다. 예를 들어, 확산 매트릭스(100) 내의 엔트리들에 따르면, 함수 노드 y ₁은 다음 변수 노드들의 조합이다: x ₁-x ₂+ix ₅. 유사하게, y ₂=x ₁-ix ₃-ix ₆, y ₃=-x ₂+ix ₄+x ₆, 그리고 y ₂=ix ₁-x ₄+x ₅. 4개의 함수 노드(120)에 대응하는 4개의 멀티플렉싱 서명 또는 신호는 6개의 UE를 위해 결합된 수신기에 협력 송신되고, 4개의 수신된 신호는 그 후 6개의 UE를 위한 대응하는 6개의 심볼을 취득하기 위해 MPA를 사용하여 처리된다.

도 2는 저밀도 패리티 확인(Low Density Parity Check, LDPC) 디코딩을 위한 신뢰도 전파(BP)에 기초한 LDS 검출에 사용되는 표준 MPA 스킴(200)을 나타낸다. MPA 스킴(200)은 도 1의 4개의 톤을 수신하는 LDS 검출기에 사용될 수 있다. MPA 스킴(300)은 4개의 함수 노드(FN)(220)에서 6개의 UE를 위한 변수 노드(VN)들를 결정하기 위해 반복 알고리즘을 구현한다. 처음에, FN(220)을 계산하기 위해, 벡터를 포함하는 선험적(ap) 확률이 4개의 수신된 톤 및 확산 매트릭스(S)과 함께 6개의 VN(210) 각각에 사용된다. 6개의 VN(210)을 위한 6개의 초기 벡터는 라벨 ap₁, ap₂, ap₃, ap₄, ap₅, ap₆이 부여된다.

MPA 스킴(200)은 VN(310)의 값에 따라(초기의 선험적인 값에서부터 시작하여) FN(220)의 값을 반복하여 갱신하고 그 후에 FN(220)의 갱신된 값을 사용하여 VN(310)의 값을 갱신한다. VN(210)과 FN(220) 사이의 전후의 벡터 또는 값을 갱신하는 것은 두 노드 세트 사이의 메시지 전달 또는 교환이라고도 한다. 이 VN(210)과 FN(220) 사이의 전후 정보 전달은 VN(210)의 값이 해(solution)에 수렴할 때까지 반복된다. VN(210)의 수렴된 확률 값은 그 후 6개의 UE를 위한 6개의 심볼 각각을 결정하기 위해 처리된다.

QPSK 변조의 일례에서, 도 2에서 VN(210)과 FN(220) 사이의 각 브랜치는 크기 4인 확률의 벡터를 나타낸다. V(n)을 FN n에 연결된 VN의 세트라고 하고, Z(k)를 VN k에 연결된 FN의 세트라고 하자. 따라서 FN n에서 VN k ∈ V(n)로 전달된 정보는 다음과 같이 표현될 수 있는 크기 4인 벡터이다:

, 그리고 VN k에서 FN n ∈ Z(k)로 전달된 정보는 다음과 같이 표현될 수 있는 크기 4인 벡터이다:

. 초기 상태는

일 수 있다.

표 1은 본 명세서에서의 식과 수학적 관계에 사용되는 표기법을 나타낸다.

표 1: 표기법

전술한 MPA는 Hoshyar 등의 논문, "Novel Low-Density Signature for Synchronous CDMA Systems Over AWGN Channel"[IEEE Transactions on Signal Processing, Vol. 56, No. 4, April 2008], 및 Hoshyar 등의 논문, "Efficient Multiple Access Technique"[IEEE 71st VTC 2010, pp. 1-5]에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 여기서 MPA는 MPA의 최적에 가까운 성능을 유지하기 위한 필요하거나 요구되는 계산의 감소 수를 결정하기 위해 분석된다. 이 분석은, 실질적으로 성능을 희생하거나 감소시키지 않고서 필요하거나 요구되는 계산의 수를 감소시킴으로써 MPA의 복잡도가 감소될 수 있음을 보여준다. 예를 들어, MPA의 복잡도는 곱셈의 수를 감소시킴으로써 줄어든다. 곱셈의 수를 감소시키는 것은 또한 MPA에서의 덧셈(summation)의 수를 감소시킬 수 있다.

VN에 대한 계산의 복잡도와 관련하여, MPA에서의 곱셈은 MPA 반복마다, 그리고 확산 블록(또는 브랜치)마다 다음과 같이 수행된다:

. 확산 블록마다, 반복마다의 곱셈의 수는

인 것으로 판명되고, 따라서 전체 반복에 대한 곱셈의 수는

이고,

는 확산 블록 f 에서의 반복 횟수를 나타낸다.

FN에 대한 계산의 복잡도와 관련하여, MPA에서의 곱셈은 MPA 반복마다, 그리고 확산 블록마다 다음과 같이 수행된다:

확산 블록마다의 반복마다 곱셈의 수는

인 것으로 판명되고, 따라서 전체 반복에 대한 곱셈의 수는

이다.

곱셈의 총수의 관점에서 MPA의 전체 복잡도는

로 표현될 수 있다(FN 및 VN 모두에 대해). 또한 LDS 수신에 사용될 수 있는 터보 디코더의 총 반복에 대한 계산의 수는

이고,

는 사용자 j의 데이터를 디코딩하기 위해 필요한 터보 디코더 반복의 횟수를 나타낸다. 또, 이하의 실시예에서 설명하는 바와 같이 성능을 향상시키기 위해 LDS 수신기에 사용될 수도 있는, 터보 MPA의 확률 계산기는 0

이다. 따라서, 상기한 알고리즘 및 터보 스킴을 사용하는 LDS 수신기에서의 전체 복잡도는

가 되며,

은 외부 루프 반복 횟수를 나타낸다.

FN에 대한 계산의 복잡도를 감소시키기 위해, 위의 수학적 관계식에서, 다른 항들에 비해 상대적으로 작은 것으로 생각되는 지수항(예컨대, exp(.) 함수), 및 브랜치의 인커밍 확률(incoming probability)이 다른 항들에 비해 상대적으로 작은 것으로 생각되는 항과 같은, 일부 곱셈항은 무시될 수 있다. 이러한 항들의 값이 주어진 임계값보다 작은 경우 또는 다른 항들에 대한 비에 따라, 항들은 상대적으로 작은 것으로 결정될 수 있다. FN의 브랜치를 위한 효과적인 조합의 결과적인 총수는

이고, 감소된 복잡도에 따라 감소된 곱셈의 수는

이 된다. 따라서, 목표는 항 T _n (k)를 감소시키는 것이다. 지수항들은 또한 1회의 반복(예컨대, 초기 반복)에 한번 계산될 수 있으며, 취득된 값이 MPA 반복을 통해 재사용될 수 있다.

VN에 대한 계산의 복잡도를 감소시키기 위해, 위의 수학적 관계식에서, 예컨대, 주어진 임계값보다 작거나 다른 항들에 비해, 상대적으로 작은 것으로 생각되는 지수항 및 브랜치의 인커밍 확률이 상대적으로 작은 것으로 생각되는 항과 같은, 일부 곱셈항은 무시될 수 있다. 변수 노드 j마다의 곱셈의 결과적인 총수는

이고, 감소된 복잡도와 함께 곱셈의 수는

이 된다.

또, 상기한 항

은 반복 프로세스의 조기 종료를 사용하는 MPA에서 감소된다. MPA 반복은 수렴 파라미터를 설정함으로써 확률이 충분히 수렴하는 경우 조기에 종료될 수 있다. 조기 종료 지시자는 각각의 VN에서 성좌점의 확률에 대해 정의되는 수렴 측정값(convergence measure)일 수 있다. 예를 들어, 갱신된 확률과 그 이전 값의 차이의 표준(norm)이 미리 정해진 임계값보다 작은 경우, MPA 반복은 종료된다. 전술한 바와 같이, MPA 복잡도 감소는 전술한 바와 같이 일부 계산항을 제거하고, 수렴 파라미터에 기초한 MPA 조기 종료를 사용하여 FN 및 VN에 대한 계산의 복잡도를 감소시킴으로써 달성된다.

도 3은 터보 코드 디코더 및 LDS 검출의 외부 루프 조기 종료과 함께 외부 루프 판정을 구현하는 LDS 수신기(300)의 실시예이다. LDS 수신기(300)는 전술한 바와 같이 (지수항 및 브랜치의 인커밍 확률이 상대적으로 작은 것으로 생각되는 항을 무시함으로써, 그리고 수렴 파라미터에 따른 내부 MPA의 조기 종료에 의해) 복잡도가 감소된 MPA를 구현하도록 구성된다. 복잡도가 감소되거나 낮은 MPA는 (상대적으로 작은 지수항 및 브랜치의 인커밍 확률이 상대적으로 작은 항을 무시함으로써) 그리고 (수렴 파라미터에 따른) MPA 반복 프로세스의 조기 종료에 의해 FN 및 VN 모두에 대한 계산의 수를 감소시킴으로써 달성된다.

또, 터보 MPA 검출기(310)의 외부 루프는, 예컨대, 갱신된 확률이 FEC 출력에서 임계값에 따라 수렴하는 경우, 외부 루프 조기 종료 지시자에 기초하여 조기에 종료된다. LDS 수신기(300)는 MPA 디코더(310)의 출력에 연결된 하나 이상의 소프트 입력 소프트 출력(SISO) 순방향 에러 정정(FEC) 디코더(320)를 더 포함한다. 각각의 SISO 디코더(320)는 각각의 UE를 위해 사용될 수 있다. SISO 디코더(들)(320)는 MPA로부터 LLR 또는 확률 값을 수신하고 처리하여 각각의 타겟(target)에 대한 하드 판정 블록(hard decision block)(330)에 대한 확률 값 또는 계산된 LLR을 제공한다. LDS 수신기(300)는 또한 SISO 디코더(들)(320)의 출력에 기초한 LDS 검출을 위한(MPA 검출기(310)을 위한) 갱신된 선험적 정보(priori information)를 결정하도록 구성된 터보 MPA를 위한 외부 루프(325)를 포함한다.

터보 MPA를 위한 외부 루프(325)는 MPA 검출기(310)의 출력 및 SISO 디코더의 출력에서 확률(예컨대, LLR)을 수신하고 LLR들 간의 차이를 계산하여 외인성 정보를 얻는다. 비트들의 외인성 정보가 VN(또는 UE)마다의 성좌점에 관한 선험적 정보를 갱신하는 데 사용된다. 외부 루프 수렴 기준(convergence criterion)은 외부 루프의 반복을 조기 종료하도록 정의될 수 있다. 외부 루프의 종료 후, SISO 디코더(들)(320)의 출력이 추가 처리를 위해 하드 판정 블록(들)(330)에 전송된다. 타겟 UE를 위한 판정 블록들(330)은 타겟 UE에 대한 각각의 비트를 결정하기 위해 대응하는 확률을 처리한다. 터보 MPA를 위한 외부 루프(325)를 사용하여, 외부 루프 조기 종료가 충족되는 경우 또는 반복의 주어진 최대 횟수에 도달하는 경우, LDS 검출을 위한 MPA는 종료될 수 있다. 외부 루프는 외부 루프 구조가 없는 MPA에 비해 성능을 향상시킨다.

추가적인 터보 MPA를 위한 외부 루프(325) 구성요소는 LDS 수신기(300)의 비용을 증가시킬 수 있지만, LDS 변조를 검출하는 MPA의 성능을 더 향상시킨다(예컨대, 속도의 관점에서). 성능의 향상은 비용 증가보다 더 중대할 수 있고 따라서 LDS 검출의 복잡도 및 성능 향상 전체를 위해 정당화될 수 있다. 저복잡도 LDS TNTLSRl(300)에서 터보 MPA를 위한 외부 루프(325)를 사용하는 것은 선택사항이다. 예를 들어, 다른 실시예에서, MPA 검출기(310)는, FN과 VN에 대한 복잡도 감소되고 추가의 터보 MPA를 위한 외부 루프(325)를 추가로 사용하지 않고, 예컨대, 디코더의 출력에 기초한 조기 종결 외부 루프와 선험적 확률과 외인성 정보를 더 계산하지 않고, MPA 반복을 조기 종료하는 저복잡도의 MPA를 구현한다.

도 4는, 저복잡도 LDS 수신기에서, 예를 들어 LDS 수신기(300)에서, 구현될 수 있는 저복잡도 MPA의 실시예이다. 단계 410에서, 복수의 UE에 대한 복수의 멀티플렉싱 서명을 수신한다. 예를 들어, 6개의 대응하는 UE를 위한 6개의 심볼을 멀티플렉싱하는 4개의 신호가 수신된다. 단계 420에서, 상대적으로 작은 곱셈항 및 관련 합산항(summation term)을 제외한 VN를 FN에 매핑하는 MPA 계산을 사용하고, 수신된 멀티플렉싱 서명 및 UE들에 대응하는 복수의 VN 각각에 대한 선험적(ap) 확률의 초기 벡터를 사용하여, 복수의 FN을 계산한다. UE 심볼에의 멀티플렉싱 신호에 관한 확산 매트릭스는 또한 FN을 계산하기 위해 MPA에 사용된다. 제외된 곱셈항 및 관련된 합산항은 상대적으로 작은 지수항 및/또는 브랜치의 인커밍 확률이 상대적으로 작은 항을 포함한다. 복수의 FN과 복수의 VN 사이의 브랜치는 확산 매트릭스에 의해 결정된다. 상대적으로 작은 항의 크기는 미리 정해진 임계값 또는 MPA의 다른 계산 또는 곱셈항에 대한 최소 비율(예컨대, 다른 항들보다 크기가 5% 작은)에 기초하여 결정될 수 있다.

단계 430에서, 상대적으로 작은 곱셈항 및 관련 합산항을 제외한 복수의 FN을 복수의 VN에 매핑하는 MAP 계산을 사용하고 최종 계산된 복수의 FN을 사용하여 복수의 VN에 대한 확률을 갱신한다.

UE 심볼에의 멀티플렉싱 신호에 관한 확산 매트릭스는 또한 복수의 VN를 계산하기 위해 MPA에 사용된다. 생략된 곱셈항 및 관련된 합산항은 상대적으로 작은 지수항 및/또는 브랜치의 인커밍 확률이 상대적으로 작은 항을 포함한다. 복수의 FN과 복수의 VN 사이의 브랜치는 확산 매트릭스에 의해 결정된다. 상대적으로 작은 항의 크기는 미리 정해진 임계값 또는 MPA의 다른 계산 또는 곱셈항에 대한 최소 비율(예컨대, 다른 항들보다 크기가 5% 작은)에 기초하여 결정될 수 있다.

단계 440에서, 방법(400)은 MPA를 종료할지를 판정한다. 갱신된 확률이 미리 정해진 임계값 이내로 수렴하는 경우 또는 MPA 반복의 횟수가 미리 정해진 MPA 반복의 최대 횟수에 도달하는 경우, MPA 반복이 종료될 수 있다. 갱신된 확률이 수렴하거나(예컨대, 갱신된 확률과 대응하는 이전 확률 값의 차이가 임계값보다 작다) MPA 반복의 최대 횟수에 도달하면, 방법(400)은 단계 450으로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법(400)은 새로운 반복에서(예컨대, MPA 검출기(310)에서) 단계 420 및 단계 430을 구현하기 위해 복귀한다. 다른 실시예에서, 지수항은 MPA의 최초 또는 초기 반복에서 복수의 FN 및 복수의 VN을 위한 계산에서 계산되고 고려될 수 있으며, 후속 반복에서는 동일한 항을 다시 계산하지 않고 동일한 값이 재사용될 수 있다.

단계 450에서, 수렴된 확률(예컨대, LLR)들이 하나 이상의 디코더(예컨대, SISO 디코더(320))에서 디코딩된다. UE 중 하나에 대응하는 VN에 대한 확률의 벡터 각각이 대응하는 디코더에 전송될 수 있다. 단계 460에서, 방법(400)은 (예컨대, 터보 MPA를 위한 외부 루프(325)에서) 외부 루프를 종료할 것인지를 결정한다. 외부 루프는, 디코딩된 확률(예컨대, 디코더(320)로부터)과 MPA를 사용하여 수렴된 확률(예컨대, MPA 검출기(310)로부터)의 차이가 미리 정해진 차이 임계값 또는 외부 루프 반복의 횟수가 외부 루프 반복의 미리 정해진 최대 횟수에 도달한 경우, 종료될 수 있다. 디코딩된 확률과 MPA를 사용하여 최종 갱신된 확률의 차이 또는 외부 루프 반복의 최대 횟수에 도달하면, 방법(400)은 단계 470으로 진행한다. 그렇지 않으면 방법(400)은 단계 465로 진행하여, 디코더(예컨대, SISO 디코더)로부터 얻은 외인성 정보에 기초하여 각각의 VN의 성좌점의 선험적 정보를 갱신한다. 방법(400)은 단계 420으로 복귀하여 MPA 검출(예컨대, 디코더에서 MPA 검출기까지를 통하여)를 다시 시작한다. 단계 470에서, 수렴된 디코딩된 확률을 하나 이상의 판정 블록(예컨대, 판정 블록(330))에서 처리하여 복수의 UE를 위한 심볼을 검출하거나 추정한다. 복수의 UE 중 하나에 대응하는 VN에 대한 확률의 벡터 각각은 대응하는 판정 블록에 전송될 수 있다.

예를 들어, 방법(400) 또는 LDS 수신기(300)에서 설명한 바와 같은, 상기한 저복잡도 MPA 알고리즘의 사용에 의거한 이득을 검사하기 위해 복수의 시뮬레이션을 수행하였다. 표 2는 시뮬레이션 파라미터 및 고려된 세부사항 중 일부를 나타낸다.

표 2: 시뮬레이션 세부사항 및 세부사항

두 개의 임계값 파라미터가 MPA 알고리즘을 제어하거나 복잡도를 감소시키기 위해 사용된다. 제1 파라미터, P _th 는 그 아래의 곱셈이 생략되는 인커밍 확률에 대한 임계값이다(함수 노드 및 변수 노드 모두에 대해). 제2 파라미터, N _th 는 그 위의 지수항의 곱셈(예컨대, exp() 함수)이 생략되는 표준항(norm term)

에대한 임계값이다. 이것이 최적화 심플러(optimization simpler)를 만든다(일차원 최적화). 이 경우에, N _th 는

로서 계산될 수 있다.

도 5는 MPA 알고리즘의 복잡도에 대한 P _th 의 효과를 나타낸다. 그래프(500)는 4개의 상이한 P _th 값에 대해 데시벨(dB)로, MPA 대(versus) 신호대잡음비(SNR)마다의 평균 복잡도(곱셈의 수로서)를 그린 점 또는 곡선을 포함하며, P _th =0은 복잡도의 감소가 없는 표준 MPA인 경우에 대응한다. 그래프(500)는, 수신된 신호들이 실제 송신된 브랜치에 더 가까워짐에 따라 복잡도 감소가 더 높은 SNR 값에 대해 더 높고, 더 많은 수의 exp(.)항 및 확률항이 MPA 반복을 통해 제거될 수 있다는 것을 보여준다. 그래프(600)는 상이한 P _th 값에 대한 MPA 알고리즘의 성능을 나타낸다. 그래프(600)는. 블록 에러율(block error rate, BLER) 대 두 개의 P _th 값에 대한 SNR 및 복잡도 감소 없는(예컨대, 계산 또는 곱셈항의 생략이 없는) 표준 MPA 알고리즘의 경우를 그린 점 또는 곡선을 포함한다. 그래프(600)는, BLER 성능 저하는 무시할 수 있을 정도이면서 P _th ~ 1e-4가 실질적으로 복잡도를 감소시킨다는 것을 보여준다.

도 7은 알고리즘의 복잡도에 대한 MPA 조기 종료의 효과를 나타낸다. 그래프(700)는, P _th = 0을 포함하는 세 개의 상이한 P _th 값에 대해, 복잡도 대 SNR를 그린 점 또는 곡선을 포함한다. 그래프(700)는, 추가의(extra) MPA 반복이 도움이되지 않는 낮은 SNR 영역에서 실질적으로 효과적임을 보여준다. 확률 임계값(계산항을 제외하기 위한)과 MPA 조기 종료의 조합은 전체 SNR 영역에 걸쳐 MPA의 복잡도를 향상시킬 수 있다.

도 8은 SNR 값이 변화할 때의 LDS 수신기의 전체적인 복잡도를 나타낸다. 그래프(800)는, P _th 값(P _th = 0 포함)과 복잡도 감축 기법의 상이한 조합에 대해, 복잡도(곱셈의 수로서) 대 SNR를 그린 점 또는 곡선을 포함한다. 그래프(800)는 SNR 대 확률/지수 임계값(계산항을 제외하는 데 사용됨), MPA 조기 종료, 및 외부 루프 조기 종료 대 SNR의 상이한 조합들의 효과를 포함하는 전체 복잡도를 보여준다. 전체 복잡도는 세 가지 기법이 모두 결합되는 경우 높은 SNR에 대해 더 감소하는 것으로 관찰된다.

도 9는 세 가지 복잡도 감소 기술을 모두 사용한 전체 복잡도 감소의 퍼센트를 나타낸다. 그래프(900)는 총 복잡도 절감(퍼센트로서) 대 SNR를 그린 점 또는 곡선을 포함한다. 곡선은, 도 8에서의 세 가지 기법 모드를 가지는 P _th = 1e-4에 대한 곡선과 복잡도 감소가 없는 표준 MPA에 대해 P _th = 0인 경우의 곡선의 비로부터 취득된다.

도 10은, 예를 들어 LDS 수신기(300)에서 터보 MPA를 위한 외부 루프(325)를 사용하는, 외부 루프 이득을 나타낸다. 그래프(1000)는, 외부 루프 반복이 있거나 없는 상이한 수의 멀팅플렉싱된 UE에 대한, BLER 대 SNR를 그린 점 또는 곡선을 포함한다. 외부 루프가 없는 것으로 생각되는 세 가지 경우(6개 중 6개, 6개 중 4개, 그리고 6개 중 2개의 UE를 활성화), 및 7회의 외부 루프 반복이 있는 수신기에 대해 고려되는 추가적인 세 가지 경우가 있다. 결과는, 더 많은 UE들이 서로의 위(top)에서 간섭하고 있을 때 외부 루프가 실질적으로 이득을 제공한다는 것을 보여준다. 스케줄링된 UE의 수가 감소할 때 이득은 줄어든다.

도 11은 다양한 실시예를 구현하는데 사용될 수 있는 처리 시스템(1100)의 블록도이다. 구체적인 디바이스는 도시된 모든 구성요소, 또는 그 구성요소의 서브세트만을 이용할 수 있고, 통합의 레벨은 디바이스에 따라 달라질 수 있다. 또한, 디바이스는, 복수의 처리 유닛, 프로세서, 메모리, 송신기, 수신기 등과 같은, 구성요소의 복수의 인스턴스(instance)를 포함할 수 있다. 처리 시스템(1100)은 스피커, 마이크로폰, 마우스, 터치스크린, 키패드, 키보드, 프린터, 디스플레이 등의 하나 이상의 입력/출력 디바이스를 갖춘 처리 유닛(1101)을 포함할 수 있다.

처리 유닛(1101)은 중앙 처리 유닛(CPU)(1110), 메모리(1120), 대용량 저장 장치(1130), 비디오 어댑터(1140), 및 버스에 연결된 I/O 인터페이스(1160)를 포함할 수 있다. 버스는 하나 이상의 메모리 버스 또는 메모리 제어기, 주변 버스, 비디오 버스 등을 포함한 여러 버스 구조 중 어느 한 타입 이상일 수 있다.

CPU(1110)는 임의의 타입의 전자 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(1120)는 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 동기식 DRAM(SDRAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 이들의 조합 등과 같은, 임의의 타입의 시스템 메모리를 포함할 수 있다. 실시예에서, 메모리(1120)는 부팅 시 사용하기 위한 ROM, 및 프로그램을 실행하는 동안에 사용하기 위한 프로그램 및 데이터 저장을 위한 DRAM을 포함할 수 있다. 실시예에서, 메모리(1120)는 비일시적(non-transitory)이다. 대용량 저장 장치(1130)는 데이터, 프로그램, 및 다른 정보를 저장하고, 버스를 통해 데이터, 프로그램, 및 다른 정보를 액세스할 수 있게 하도록 구성된 임의의 타입의 저장 장치를 포함할 수 있다. 대용량 저장 장치(1130)는, 예를 들어, 하나 이상의 SSD(Solid State Drive), 하드 디스크 드라이브, 자기 디스크 드라이브, 광 디스크 드라이브, 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

비디오 어댑터(1140) 및 I/0 인터페이스(1160)는 처리 유닛에 외부 입력 및 출력 디바이스를 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다. 도시된 바와 같이, 입력 및 출력 디바이스의 예는 비디오 어댑터(1140)에 연결된 디스플레이(1190), 및 I/0 인터페이스(1160)에 연결된 마우스/키보드/프린터(1170)의 임의의 조합을 포함한다. 다른 기기들이 처리 유닛(1101)에 연결될 수 있으며, 추가의 또는 더 적은 수의 인터페이스 카드가 이용될 수 있다. 예를 들어, 직렬 인터페이스 카드(도시되지 않음)가 프린터를 위한 직렬 인터페이스 제공하기 위해 사용될 수 있다.

처리 유닛(1101)은 또한, 이더넷 케이블 등의 유선 링크, 및/또는 액세스 노드 또는 하나 이상의 네트워크(1180)에의 무선 링크를 포함할 수 있는, 하나 이상의 네트워크 인터페이스(1150)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(1150)는, 처리 유닛(1101)이 네트워크(1180)을 통해 원격의 유닛들과 통신할 수 있도록 해준다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(1150)는 하나 이상의 송신기/송신 안테나 및 하나 이상의 수신기/수신 안테나를 통해 무선 통신을 제공할 수 있다. 실시예에서, 처리 유닛(1101)은 데이터 처리 및 다른 처리 유닛, 인터넷, 원격 저장 설비 등과 같은 원격의 디바이스와의 통신을 위해 근거리 통신망(local-area network) 또는 광역 통신망(wide-area network)에 연결된다.

예시적인 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 이 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안된다. 이상의 설명을 참조하면 본 발명의 다른 실시예뿐 아니라, 다양한 수정 및 예시적인 실시예들의 조합이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서 첨부된 청구범위는 그러한 수정 또는 실시예들을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

저밀도 서명(low density signature, LDS) 송신을 검출하는 방법으로서,
검출기에서, 복수의 사용자 장비(user equipment, UE)에 대응하는 복수의 변수 노드(variable node, VN)를 복수의 함수 노드(function node, FN)에 매핑하는 복수의 제1 메시지 전달 알고리즘(message passing algorithm, MPA) 계산을 사용하고 상기 복수의 VN 각각에 대한 확률의 초기 벡터 내의 선험적 정보(priori information)를 사용하여, 하나 또는 복수의 UE를 위한 복수의 수신된 멀티플렉싱 신호에 따라 상기 복수의 FN를 계산하는 단계;
상기 제1 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제1 곱셈항을 제외하는 단계;
최종 계산된 복수의 FN 및 상기 복수의 FN을 상기 복수의 VN에 매핑하는 복수의 제2 MPA 계산을 사용하여 상기 복수의 VN에 대한 확률을 갱신하는 단계; 및
상기 제2 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제2 곱셈항을 제외하는 단계
를 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 갱신된 확률이 미리 정해진 임계값 이내로 수렴하거나 MPA 반복의 미리 정해진 최대 횟수에 도달할 때까지의 1회 이상의 추가적인 반복마다 상기 복수의 VN에 대한 확률의 갱신을 반복하는 단계를 더 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 상대적으로 작은 제1 곱셈항 및 상기 상대적으로 작은 제2 곱셈항은 상대적으로 작은 지수항을 포함하는, 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 상대적으로 작은 제1 곱셈항 및 상기 상대적으로 작은 제2 계산항은 브랜치(branch)의 인커밍 확률이 상대적으로 작은 항을 포함하는, 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 MPA 계산 및 상기 제2 MPA 계산에서 상기 상대적으로 작은 제1 곱셈항 및 상기 상대적으로 작은 제2 계산항을 제외하는 단계를 더 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
상기 제1 MPA 계산 및 상기 제2 MPA 계산에서 상기 상대적으로 작은 제1 곱셈항 및 상기 상대적으로 작은 제2 계산항에 관계된 상대적으로 작은 복수의 합산항(summation term)을 제외하는 단계를 더 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 확률은 이진 위상 편이 키잉(binary phase-shift keying) 변조 송신을 위한 우도비(likely-hood ratio, LLR)인, 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 확률은 상기 복수의 VN 각각에 대한 복수의 성좌점(constellation point)에 대한 정규화된 신뢰도 값(normalized reliability value)인, 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,
확률의 수렴을 검출하는 단계;
수렴된 확률을 디코딩하여 상기 복수의 VN에 대한 외인성 정보(extrinsic information)를 취득하는 단계;
상기 수렴된 확률과 상기 디코딩된 수렴된 확률의 차이가 미리 정해진 제2 임계값에 도달하거나 외부 루프 반복이 미리 정해진 최대 횟수에 도달할 때까지, 상기 외인성 정보에 기초하여 상기 복수의 VN 각각의 성좌점의 선험적 정보를 갱신하는 단계; 및
상기 복수의 VN 각각에 대한 확률의 초기 벡터 내의 상기 갱신된 선험적 정보를 사용하여 1회 이상의 추가 반복마다 상기 복수의 VN에 대한 확률의 갱신을 반복하는 단계
를 더 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 차이가 상기 미리 정해진 제2 임계값 이내로 수렴할 때, 상기 복수의 VN에 대한 상기 디코딩된 수렴된 확률을 처리하여 상기 복수의 UE를 위한 복수의 대응하는 심볼을 취득하는 단계를 더 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 미리 정해진 임계값은 미리 정해진 고정값이거나 현재 갱신된 확률과 연속적인 반복에서 최종 갱신된 확률 사이의 미리 정해진 비인, 저밀도 서명 송신을 검출하는 방법.
저밀도 서명(LDS) 송신을 검출하기 위한 네트워크 구성요소로서,
프로세서; 및
상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체
를 포함하고,
상기 프로그램은,
복수의 사용자 장비(UE)에 대응하는 복수의 변수 노드(VN)를 복수의 함수 노드(FN)에 매핑하는 복수의 제1 메시지 전달 알고리즘(MPA) 계산을 사용하고 상기 복수의 VN 각각에 대한 확률의 초기 벡터 내의 선험적 정보를 사용하여 상기 복수의 UE를 위한 복수의 수신된 멀티플렉싱 신호에 따라 상기 복수의 FN를 계산하기 위한 명령어;
상기 제1 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제1 곱셈항을 제외하기 위한 명령어;
최종 계산된 복수의 FN 및 상기 복수의 FN을 상기 복수의 VN에 매핑하는 복수의 제2 MPA 계산을 사용하여 상기 복수의 VN에 대한 확률을 갱신하기 위한 명령어; 및
상기 제2 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 제2 곱셈항을 제외하기 위한 명령어를 포함하는,
저밀도 서명 송신을 검출하는 네트워크 구성요소.
제11항에 있어서,
상기 프로그램은,
상기 갱신된 확률이 미리 정해진 임계값 이내로 수렴하거나 MPA 반복의 미리 정해진 최대 횟수에 도달할 때까지의 1회 이상의 추가적인 반복마다 상기 복수의 VN에 대한 확률의 갱신을 반복하기 위한 명령어를 더 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 네트워크 구성요소.
제11항에 있어서,
상기 상대적으로 작은 제1 곱셈항 및 상기 상대적으로 작은 제2 곱셈항은 상대적으로 작은 지수항 및 브랜치의 인커밍 확률이 상대적으로 작은 항을 포함하고,
상기 미리 정해진 임계값은, 미리 정해진 고정값이거나, 현재 갱신된 확률과 연속적인 반복에서 최종 갱신된 확률 사이의 미리 정해진 비인, 저밀도 서명 송신을 검출하는 네트워크 구성요소.
제11항에 있어서,
상기 프로그램은,
상기 복수의 VN에 대한 수렴된 확률을 디코딩하여 외인성 정보를 취득하기 위한 명령어;
상기 수렴된 확률과 상기 디코딩된 수렴된 확률의 차이가 미리 정해진 제2 임계값에 도달하거나 외부 루프 반복이 미리 정해진 최대 횟수에 도달할 때까지, 상기 외인성 정보에 기초하여 상기 복수의 VN 각각의 복수의 성좌점의 선험적 정보를 갱신하기 위한 명령어; 및
상기 복수의 VN 각각에 대한 확률의 초기 벡터 내의 상기 갱신된 선험적 정보를 사용하여 1회 이상의 추가 반복마다 상기 복수의 VN에 대한 확률의 갱신을 반복하기 위한 명령어
를 더 포함하는, 저밀도 서명 송신을 검출하는 네트워크 구성요소.
제14항에 있어서,
상기 프로그램은, 상기 차이가 상기 미리 정해진 제2 임계값 이내로 수렴할 때, 상기 복수의 VN에 대한 상기 디코딩된 수렴된 확률을 처리하여 상기 복수의 UE를 위한 복수의 대응하는 심볼을 취득하기 위한 명령어를 더 포함하는, 저밀도 서명 송신을 검출하는 네트워크 구성요소.
저밀도 서명(LDS) 송신을 검출하기 위한 장치로서,
복수의 사용자 장비(UE)를 위한 복수의 수신된 멀티플렉싱 신호에 따라, 상기 복수의 변수 노드(VN)와 복수의 함수 노드(FN) 사이를 매핑하는 복수의 메시지 전달 알고리즘(MPA) 계산을 사용하여 복수의 VN 각각에 대한 확률의 벡터 내의 선험적 정보를, 상기 확률이 미리 정해진 임계값 이내로 수렴하거나 MPA 반복의 미리 정해진 최대 횟수에 도달할 때까지 계산하고, 상기 MPA 계산에서 복수의 상대적으로 작은 곱셈항을 제외하도록 구성된 검출기; 및
상기 검출기에 연결된 상기 복수의 VN을 위한, 상기 복수의 VN에 대한 계산된 확률을 사용하여 상기 복수의 VN 각각에 대한 확률을 디코딩하여 외인성 정보를 취득하도록 구성된 하나 이상의 디코더
를 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 하나 이상의 디코더 및 상기 검출기에 연결되고, 상기 외인성 정보에 기초하여 상기 복수의 VN 각각의 복수의 성좌점의 선험적 정보를 갱신하고 1회 이상의 추가 반복마다 상기 복수의 VN에 대한 확률의 갱신 반복하도록, 갱신된 선험적 정보를 상기 검출기에 전송하고, 외부 루프 반복의 미리 정해진 최대 횟수에 도달하거나 상기 디코딩된 확률이 수렴할 때, 상기 MPA 계산의 반복을 종료하도록 구성된 외부 루프를 더 포함하는 저밀도 서명 송신을 검출하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 상대적으로 작은 곱셈항은 상대적으로 작은 지수항 및 브랜치의 인커밍 확률이 상대적으로 작은 항을 포함하고, 상기 미리 정해진 임계값은 미리 정해진 고정값인, 저밀도 서명 송신을 검출하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 하나 이상의 검출기에 연결되고, 상기 디코딩된 확률이 수렴할 때, 상기 복수의 VN에 대한 상기 디코딩된 수렴된 확률을 사용하여 상기 복수의 UE를 위한 복수의 대응하는 심볼을 제공하도록 구성된 하나 이상의 판정 블록을 더 포함하는, 저밀도 서명 송신을 검출하는 장치.
제19항에 있어서,
상기 하나 이상의 디코더 각각은 상기 복수의 UE 중 하나에 대응하는 상기 복수의 VN 중 하나에 대한 확률을 디코딩하고, 상기 하나 이상의 판정 블록 각각은 상기 복수의 UE 중 하나를 위한 대응하는 심볼들 중 하나를 제공하는, 저밀도 서명 송신을 검출하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 멀티플렉싱 신호의 수는 상기 복수의 UE를 위한 대응하는 심볼의 수보다 작고, 상기 복수의 VN의 수는 상기 대응하는 심볼의 수와 같고, 상기 복수의 FN의 수는 상기 멀티플렉싱 신호의 수와 같은, 저밀도 서명 송신을 검출하는 장치.