KR20170037307A - 수신 장치 및 그의 복호 방법 - Google Patents

수신 장치 및 그의 복호 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170037307A
KR20170037307A KR1020150136726A KR20150136726A KR20170037307A KR 20170037307 A KR20170037307 A KR 20170037307A KR 1020150136726 A KR1020150136726 A KR 1020150136726A KR 20150136726 A KR20150136726 A KR 20150136726A KR 20170037307 A KR20170037307 A KR 20170037307A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
layer
decoding
layer signal
signals
Prior art date
Application number
KR1020150136726A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102444871B1 (ko
Inventor
정홍실
김상효
김종환
이현재
Original Assignee
삼성전자주식회사
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 성균관대학교산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150136726A priority Critical patent/KR102444871B1/ko
Priority to US15/083,546 priority patent/US9755784B2/en
Priority to PCT/KR2016/003374 priority patent/WO2017052016A1/en
Publication of KR20170037307A publication Critical patent/KR20170037307A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102444871B1 publication Critical patent/KR102444871B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
    • H04L1/0047—Decoding adapted to other signal detection operation
    • H04L1/0048—Decoding adapted to other signal detection operation in conjunction with detection of multiuser or interfering signals, e.g. iteration between CDMA or MIMO detector and FEC decoder
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
    • H04L1/0047—Decoding adapted to other signal detection operation
    • H04L1/005—Iterative decoding, including iteration between signal detection and decoding operation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0023—Interference mitigation or co-ordination
    • H04J11/0026—Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference
    • H04J11/0036—Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference at the receiver
    • H04J11/004—Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference at the receiver using regenerative subtractive interference cancellation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
    • H04L1/0054—Maximum-likelihood or sequential decoding, e.g. Viterbi, Fano, ZJ algorithms
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0071—Use of interleaving
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/3488—Multiresolution systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Abstract

수신 장치가 개시된다. 본 수신 장치는 복수의 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신하는 안테나 및 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호 각각을 구성하는 복수의 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 신호 처리부를 포함하며, 신호 처리부는 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 경우, 최상위 레이어 신호 다음의 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호에만 가우시안(Gaussian) 근사화를 적용하여 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행한다.

Description

수신 장치 및 그의 복호 방법 { RECEIVER AND DECODING METHOD THEREOF }
본 발명은 수신 장치 및 그의 복호 방법으로, 더욱 상세하게는 중첩 코딩에 의해 생성된 신호를 수신하여 복호하는 수신 장치 및 그의 복호 방법에 관한 것이다.
종래 수신기들은 중첩 코딩(Superposition coding) 기술에 의해 생성된 신호(이하, 중첩 코딩 신호)를 수신하여 복호할 때, 연속 제거(Successive cancellation, SC) 방식을 통해 복호를 수행하게 된다.
SC 방식은 중첩된 신호 중 복호 성공률이 높은 신호부터 순차적으로 복호 및 제거하는 방식으로, 일반적으로 신호 전력이 큰 상위 레이어 신호부터 복호 및 제거를 수행하게 된다. 예를 들어, 도 1과 같이, Layer 1 신호를 먼저 복호하고 이를 중첩 코딩 신호에서 제거한 후, Layer 2 신호에 대해 동일한 과정을 반복하게 된다.
한편, SC 방식으로 복호를 수행할 때, 복호하려는 신호를 제외한 나머지 잔여 신호들은 간섭 신호로서 작용하게 된다. 이에 따라, 간섭 신호에 대한 계산 복잡도를 줄이기 위해 가우시안(Gaussian) 근사화를 적용하여 간섭 신호를 가우시안 잡음으로 근사화하여 복호 과정을 수행하게 된다.
예를 들어, 도 2와 같이, 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행할 때, 나머지 레이어 신호들(즉, Layer 3(상위 신호), Layer 2, 4(하위 신호))은 가우시안 잡음으로 근사화하여, 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행한다.
하지만, 가우시안 근사화를 적용할 경우, 실제 신호와 차이가 발생하게 되고 이로 인해 복호 성능의 열화를 초래할 수 있다.
특히, QPSK(quadrature phase shift keying) 변조 방식이 적용된 신호에 가우시안 근사화를 적용할 경우, 실제 신호와의 차이가 다른 고차 변조 방식이 적용된 신호들에 비해 크게 발생하게 된다. 이때, 중첩 코딩 신호에서 상위 레이어 신호는 QPSK 방식으로 변조된다는 점에서, 첫 번째 신호 복호 시 성능 열화가 크게 발생하게 된다.
이에 따라, 첫 번째 신호 복호 시, 가우시안 근사화로 인해 복호 성능 열화 문제를 해결하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 다중 기지국 환경에서 최상위 레이어 신호에 대한 복호 시, 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호에만 가우시안 근사화를 적용하여 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치는 복수의 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신하는 안테나 및 상기 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호 각각을 구성하는 복수의 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 신호 처리부를 포함하며, 상기 신호 처리부는 상기 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 경우, 상기 최상위 레이어 신호 다음의 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호에만 가우시안(Gaussian) 근사화를 적용하여 상기 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행한다.
이 경우, 상기 최상위 레이어 신호 및 상기 상위 레이어 신호는 QPSK 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부는 수학식 4에 기초하여 상기 최상위 레이어 신호의 복호를 위한 LLR(Log Likelihood Ratio)을 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 복호 방법은 복수의 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신하는 단계 및 상기 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호 각각을 구성하는 복수의 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 복호를 수행하는 단계는 상기 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 경우, 상기 최상위 레이어 신호 다음의 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호에만 가우시안(Gaussian) 근사화를 적용하여 상기 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행한다.
이 경우, 상기 최상위 레이어 신호 및 상기 상위 레이어 신호는 QPSK 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다.
또한, 상기 복호를 수행하는 단계는 수학식 4에 기초하여 상기 최상위 레이어 신호의 복호를 위한 LLR(Log Likelihood Ratio)을 산출할 수 있다.
이러한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 기지국 환경 하에서 중첩 코딩 신호에 대해 우수한 복호 성공률을 달성할 수 있게 된다.
도 1 및 도 2는 SC 방식으로 중첩 코딩 신호를 복호하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중첩 코딩 신호의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 기지국 환경을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호 방법을 사용한 경우의 성능 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면들, 그리고
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치는 중첩 코딩 신호를 수신하여, 중첩되기 이전의 신호 각각을 생성할 수 있다.
여기에서, 중첩 코딩은 서로 동일하거나 다른 데이터로 구성된 신호 각각을서로 다른 전력을 갖도록 중첩(superimpose 또는 overlap)하는 코딩 방식을 의미한다. 이 경우, 중첩 코딩 신호에서 상대적으로 큰 전력을 갖는 신호는 상부 레이어(Upper Layer)를 구성할 수 있으며, 상대적으로 작은 전력을 갖는 신호는 하위 레이어(Base Layer)를 구성할 수 있다.
한편, 송신 장치(미도시)는 중첩 코딩 신호를 생성하고, 이를 기지국을 통해 수신 장치로 전송할 수 있다.
예를 들어, 송신 장치(미도시)는 비트들(즉, 페이로드(patload) 또는 메시지(message))을 부호화 및 변조하여 상부 레이어 신호 및 베이스 레이어 신호를 생성하고, 이들의 전력을 조절한 후 중첩하여 중첩 코딩 신호를 생성할 수 있다.
이 경우, 생성된 중첩 코딩 신호는 도 3과 같이 나타낼 수 있다.
도 3을 참조하면, 같은 대역을 사용하는 Layer 1(즉, 상부 레이어) 신호가 Layer 2(즉, 베이스 레이어) 신호보다 큰 전력으로 송신됨을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치는 다중 기지국 환경에 존재할 수 있다. 즉, 수신 장치는 다중 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, 도 4와 같이, 수신 장치(Rx)는 기지국 1(BS1) 및 기지국 2(BS2)의 커버리지 내에 존재하여, 기지국 1(BS1)로부터 Layer 1 신호 및 Layer 2 신호로 구성된 중첩 코딩 신호를 수신하고, 기지국 2(BS2)로부터 Layer 3 신호 및 Layer 4 신호로 구성된 중첩 코딩 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 수신 장치(Rx)는 총 4 개의 Layer 신호를 수신할 수 있다.
이하에서는 수신 장치가 다중 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신하는 경우, 수신된 중첩 코딩 신호를 효율적으로 복호하기 위한 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 수신 장치(500)는 안테나(510) 및 신호 처리부(520)를 포함할 수 있다.
안테나(510)는 복수의 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신한다. 즉, 수신 장치(500)가 복수의 기지국의 커버리지 내에 존재하는 경우, 안테나(510)는 복수의 기지국 각각에서 송신되는 중첩 코딩 신호를 수신할 수 있다.
신호 처리부(520)는 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호를 구성하는 복수의 레이어 신호에 대한 복호를 수행한다.
이때, 신호 처리부(520)는 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 경우, 최상위 레이어 신호 다음의 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 신호에만 가우시안 근사화를 적용하여 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행할 수 있다.
즉, 신호 처리부(520)는 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행할 때, 상위 레이어 신호는 가우시안 잡음으로 근사화하여 처리하지 않고 즉, 비-가우시안 신호인 것으로 처리하고, 나머지 레이어 신호에 대해서는 가운시안 근사화를 적용하여 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행할 수 있다. 여기에서, 비-가우시안 신호는 가우시안 근사화되지 않은 신호를 의미한다.
이하에서는 도 6을 참조하여 최상위 레이어 신호에 대해 복호를 수행하는 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6을 참조하면, 수신 장치(500)는 기지국 1(미도시)로부터 Layer 1 신호(x1) 및 Layer 2 신호(z1)로 구성된 중첩 코딩 신호를 수신하고, 기지국 2(미도시)로부터 Layer 3 신호(x2) 및 Layer 4 신호(z2)로 구성된 중첩 코딩 신호를 수신한다.
이 경우, 수신 장치(500)가 수신하는 신호 y는
Figure pat00001
과 같이 나타낼 수 있다.
여기에서, h1은 기지국 1과 수신 장치(500) 사이의 페이딩(fading) 채널, h2는 기지국 2와 수신 장치(500) 사이의 페이딩 채널, n은 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 잡음이다.
한편, 신호 처리부(520)는 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호를 구성하는 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호를 판단한다.
구체적으로, 신호 처리부(520)는 중첩 코딩 신호를 구성하는 복수의 레이어 신호 각각의 수신 전력을 판단하고, 수신 전력이 가장 큰 레이어 신호를 최상위 레이어 신호로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 경우, 신호 처리부(520)는 기지국 1(미도시)로부터 수신된 Layer 1 신호(x1) 및 Layer 2 신호(z1) 및 기지국 2(미도시)로부터 수신된 Layer 3 신호(x2) 및 Layer 4 신호(z2) 중 수신 전력이 가장 큰 Layer 1 신호(x1)를 최상위 레이어 신호로 판단할 수 있다.
이후, 신호 처리부(520)는 복수의 레이어 신호에서 최상위 레이어 신호를 제외하고, 나머지 레이어 신호를 상위 레이어 신호와 하위 레이어 신호로 구분한다.
구체적으로, 신호 처리부(520)는 최상위 레이어 신호 다음으로 수신 전력이 높은 레이어 신호를 상위 레이어 신호로 구분하고, 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호를 하위 레이어 신호로 구분할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 경우, 신호 처리부(520)는 Layer 1 신호(x1) 다음으로 수신 전력이 큰 Layer 3 신호(x2)를 상위 레이어 신호로 구분하고, Layer 2 신호(z1) 및 Layer 4 신호(z2)를 하위 레이어 신호로 구분할 수 있다.
한편, 중첩 코딩 신호는 상부 레이어 신호 및 베이스 레이어 신호로 구성되는데, 일반적으로 상부 레이어 신호는 QPSK 변조 방식에 따라 변조되고 베이스 레이어 신호는 16-QAM 이상의 변조 방식에 따라 변조된다.
이에 따라, 도 6과 같은 경우, 최상위 레이어 신호 및 상위 레이어 신호는 QPSK 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다.
한편, 신호 처리부(520)는 최상위 레이어 신호의 복호를 위해, 최상위 레이어 신호에 대한 LLR(Log Likelihood Ratio)을 산출한다.
이때, 신호 처리부(520)는 최상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호를 간섭 신호로 처리하여 최상위 레이어 신호에 대한 LLR을 산출하는데, 하위 레이어 신호에 대해서는 가우시안 근사화를 통해 가우시안 잡음으로 처리하는 간섭 신호로 반영하고, 상위 레이어 신호에 대해서는 가우시안 근사화 대신 수신된 신호 그대로 간섭 신호로 반영하여 처리하게 된다.
구체적으로, 하위 레이어 신호는 가우시안 근사화를 통해 가우시안 잡음으로 표현된다는 점에서, 하위 레이어 신호에 기초한 간섭 신호 Ilow는 하기의 수학식 1 및 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
여기에서,
Figure pat00004
는 AWGN 잡음의 variance이다.
한편, 상위 레이어 신호의 경우, 가우시안 근사화 없이 수신된 신호 그대로 간섭 신호로 반영되므로, 상위 레이어 신호에 기초한 간섭 신호 Iup(=I1)는 하기의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
상기와 같이, 상위 레이어 신호는 수신된 신호 그대로 간섭 신호로 반영된다는 점에서, 신호 처리부(520)는 하기의 수학식 4와 같이 2 차원 가우시안 분포를 이용하여 최상위 레이어 신호의 복호를 위한 LLR을 산출할 수 있다. 여기에서, u1,j는 최상위 레이어 신호 x1의 j 번째 부호어를 의미한다.
Figure pat00006
여기에서,
Figure pat00007
이다.
결국, 신호 처리부(520)는 수학식 4에 기초하여 산출된 LLR에 기초하여 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하게 된다.
예를 들어, 송신 장치(미도시)에서 LDPC 부호화가 수행된 경우, 신호 처리부(520)는 LLR을 이용하여 합곱 알고리즘(sum-product algorithm)에 기반한 반복 복호 방식(iterative decoding)을 통해 LDPC 복호를 수행하여, 연판정(soft decision)을 통해 비트 값을 결정하여 송신 장치(미도시)에서 전송한 비트들을 복원할 수 있다.
이후, 신호 처리부(520)는 나머지 레이어 신호들에 대한 복호를 수행할 수 있다. 이 경우, 신호 처리부(520)는 복호를 수행할 레이어 신호를 제외한 레이어 신호를 가우시안 잡음으로 처리하여 복호를 수행할 수 있다.
먼저, 신호 처리부(520)는 수신 신호 y에서 복호된 최상위 레이어 신호를 제거한 수신 신호 y'에 기초하여 상위 레이어 신호의 LLR을 산출할 수 있다. 그리고, 신호 처리부(520)는 산출된 LLR에 기초하여 상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하게 된다.
여기에서, 수신 신호 y'은 하기의 수학식 5와 같고, 신호 처리부(520)는 하기의 수학식 6에 기초하여 상위 레이어 신호에 대한 LLR을 산출할 수 있다. 여기에서, u2,j는 상위 레이어 신호 x2의 j 번째 부호어를 의미한다.
Figure pat00008
Figure pat00009
상술한 방법에 의해, 최상위 레이어 신호 및 상위 레이어 신호의 복호가 완료되면, 신호 처리부(520)는 하위 레이어 신호 및 최하위 레이어 신호에 대한 복호를 수행할 수 있다.
여기에서, 하위 레이어 신호는 중첩 코딩 신호를 구성하는 복수의 레이어 신호에서 최상위 레이어 신호 및 상위 레이어 신호를 제외한 2 개의 레이어 신호 중 상대적으로 수신 전력이 큰 신호이고, 최하위 레이어 신호는 2 개의 레이어 신호 중 상대적으로 수신 전력이 작은 신호일 수 있다.
구체적으로, 신호 처리부(520)는 최하위 레이어 신호를 간섭 신호로 처리하여 하위 레이어 신호에 대한 LLR을 산출할 수 있다. 이 경우, 최하위 레이어 신호에 대해서 가우시안 근사화를 통해 가우시안 잡음으로 처리할 수 있으며, 간섭 신호 Ilow는 하기의 수학식 7 및 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00010
Figure pat00011
그리고, 신호 처리부(520)는 수신 신호 y'에서 복호된 상위 레이어 신호를 제거한 수신 신호 y''에 기초하여 하위 레이어 신호의 LLR을 산출할 수 있다. 그리고, 신호 처리부(520)는 산출된 LLR에 기초하여 하위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하게 된다.
여기에서, 수신 신호 y''은 하기의 수학식 9와 같고, 신호 처리부(520)는 하기의 수학식 10에 기초하여 하위 레이어 신호에 대한 LLR을 산출할 수 있다. 여기에서, v1,j는 하위 레이어 신호 z1의 j 번째 부호어를 의미한다
Figure pat00012
Figure pat00013
그리고, 신호 처리부(520)는 수신 신호 y''에서 복호된 하위 레이어 신호를 제거한 수신 신호 y'''에 기초하여 하위 레이어 신호의 LLR을 산출할 수 있다. 그리고, 신호 처리부(520)는 산출된 LLR에 기초하여 최하위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하게 된다.
여기에서, 수신 신호 y'''은 하기의 수학식 11과 같고, 신호 처리부(520)는 하기의 수학식 12에 기초하여 최하위 레이어 신호에 대한 LLR을 산출할 수 있다. 여기에서, v2,j는 최하위 레이어 신호 z2의 j 번째 부호어를 의미한다.
Figure pat00014
Figure pat00015
여기에서,
Figure pat00016
이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 최상위 레이이 신호에 대한 복호를 수행할 때, 상위 레이어 신호만을 비-가우시안 신호로 반영하여 최상위 레이이 신호의 복호를 위한 LLR를 산출하게 된다는 점에서, 복잡도가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 비-가우시안 신호로 반영되는 상위 레이어 신호는 QPSK 방식에 따라 변조된 신호라는 점에서, QPSK 방식에 따라 변조된 신호를 가우시안 근사화할 때 실제 신호와의 큰 차이로 인해 발생할 수 있는 복호 성능 열화를 방지할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호 방법을 사용한 경우의 성능 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면들이다.
시뮬레이션 시, 수신 장치는 2 개의 기지국 각각으로부터 2 개의 레이어 신호로 구성된 중첩 코딩 신호를 수신하고, 중첩 코딩 신호는 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 시스템을 통해 전송되는 것으로 설정하였다. 또한, 송신 장치에서 부호율이 서로 다른 2 개의 LDPC 부호를 사용한 경우로 설정하였다.
구체적인 파라미터는 하기의 표 1과 같다.
FFT 크기 변조 부호율 LDPC 부호 길이 Injection level
실험 1
 Layer 1 2048
 QPSK 1/4 4096 -3dB
Layer 2 16-QAM 2/3 8192
실험 2
 Layer 1 2048
 QPSK 1/4 3240 -3dB
Layer 2 16-QAM 2/3 12960
여기에서, Injection level은 중첩 코딩 신호를 구성하는 레이어 신호 간의 전력 차이를 의미한다.
도 7 및 도 8은 상술한 조건에서 시뮬레이션을 수행한 결과 그래프이다. 도 7 및 도 8에서, y 축은 BLER(block error rate, 블록 오류 성능)을 의미하고, x 축은 기지국 1, 2로부터 수신된 중첩 코딩 신호에 대한 수신 전력의 비를 의미한다. P1은 수신 장치가 기지국 1로부터 수신받는 중첩 코딩 신호의 전력이고, P2는 수신 장치가 기지국 2로부터 수신받는 중첩 코딩 신호의 전력이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호 방법을 이용할 경우, 종래 기술에 비교하여 최상위 레이어 신호의 복호 성능이 BLER=10-4에서 0.8~0.9dB의 성능 이득이 발생한 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 복수의 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신한다(S910).
그리고, 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호 각각을 구성하는 복수의 레이어 신호에 대한 복호를 수행한다(S920).
구체적으로, 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 경우, 최상위 레이어 신호 다음의 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호에만 가우시안 근사화를 적용하여 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행할 수 있다.
여기에서, 최상위 레이어 신호 및 상위 레이어 신호는, QPSK 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다
한편, S920 단계는 수학식 4에 기초하여 최상위 레이어 신호의 복호를 위한 LLR을 산출할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 복호 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 송신 장치 및 수신 장치에 대해 도시한 상술한 블록도에서는 버스(bus)를 미도시하였으나, 각 장치에서 각 구성요소 간의 통신은 버스를 통해 이루어질 수도 있다. 또한, 각 장치에는 상술한 다양한 단계를 수행하는 CPU, 마이크로 프로세서 등과 같은 프로세서가 더 포함될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
500 : 수신 장치 510 : 안테나
520 : 신호 처리부

Claims (6)

  1. 수신 장치에 있어서,
    복수의 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신하는 안테나; 및
    상기 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호 각각을 구성하는 복수의 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 신호 처리부;를 포함하며,
    상기 신호 처리부는,
    상기 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 경우, 상기 최상위 레이어 신호 다음의 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호에만 가우시안(Gaussian) 근사화를 적용하여 상기 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최상위 레이어 신호 및 상기 상위 레이어 신호는, QPSK 방식에 따라 변조된 신호임을 특징으로 하는 수신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    하기의 수학식에 기초하여 상기 최상위 레이어 신호의 복호를 위한 LLR(Log Likelihood Ratio)을 산출하는 것을 특징으로 하는 수신 장치:
    Figure pat00017

    여기에서, y는 상기 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호, x1은 상기 최상위 레이어 신호, x2는 상기 상위 레이어 신호이다.
  4. 수신 장치의 복호 방법에 있어서,
    복수의 기지국으로부터 중첩 코딩 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호 각각을 구성하는 복수의 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 단계;를 포함하며,
    상기 복호를 수행하는 단계는,
    상기 복수의 레이어 신호 중 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 경우, 상기 최상위 레이어 신호 다음의 상위 레이어 신호를 제외한 나머지 레이어 신호에만 가우시안(Gaussian) 근사화를 적용하여 상기 최상위 레이어 신호에 대한 복호를 수행하는 것을 특징으로 하는 복호 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 최상위 레이어 신호 및 상기 상위 레이어 신호는, QPSK 방식에 따라 변조된 신호임을 특징으로 하는 복호 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복호를 수행하는 단계는,
    하기의 수학식에 기초하여 상기 최상위 레이어 신호의 복호를 위한 LLR(Log Likelihood Ratio)을 산출하는 것을 특징으로 하는 복호 방법:
    Figure pat00018

    여기에서, y는 상기 복수의 기지국으로부터 수신된 중첩 코딩 신호, x1은 상기 최상위 레이어 신호, x2는 상기 상위 레이어 신호이다.
KR1020150136726A 2015-09-25 2015-09-25 수신 장치 및 그의 복호 방법 KR102444871B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150136726A KR102444871B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 수신 장치 및 그의 복호 방법
US15/083,546 US9755784B2 (en) 2015-09-25 2016-03-29 Receiver and decoding method thereof
PCT/KR2016/003374 WO2017052016A1 (en) 2015-09-25 2016-04-01 Receiver and decoding method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150136726A KR102444871B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 수신 장치 및 그의 복호 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170037307A true KR20170037307A (ko) 2017-04-04
KR102444871B1 KR102444871B1 (ko) 2022-09-21

Family

ID=58386208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150136726A KR102444871B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 수신 장치 및 그의 복호 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9755784B2 (ko)
KR (1) KR102444871B1 (ko)
WO (1) WO2017052016A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102616481B1 (ko) 2016-04-04 2023-12-21 삼성전자주식회사 수신 장치 및 그의 신호 처리 방법
KR20210099388A (ko) 2020-02-04 2021-08-12 한국전자통신연구원 Ldpc 복호 방법 및 ldpc 복호 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328508A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Sony Corp 画像符号化装置及び方法、画像復号装置及び方法、誤り訂正符号化装置及び方法、並びに誤り訂正復号装置及び方法
FI20055239A (fi) * 2005-05-13 2006-11-14 Nethawk Oy Menetelmä sanomien käsittelemiseksi tietojenkäsittelylaite ja tietokoneohjelmatuote
US7876784B1 (en) 2007-09-27 2011-01-25 Marvell International Ltd. Methods and apparatus for providing receivers for use in superposition coded multi-user systems
KR101375663B1 (ko) * 2007-12-06 2014-04-03 삼성전자주식회사 영상을 계층적으로 부호화/복호화하는 방법 및 장치
CN102820938B (zh) 2012-08-22 2014-06-18 电子科技大学 用于多天线叠加编码调制系统的检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jun Tong et al., "Performance analysis of superposition coded modulation", Physical Communication 3 p.147-155.(2009.08.28.)* *

Also Published As

Publication number Publication date
US20170093527A1 (en) 2017-03-30
WO2017052016A1 (en) 2017-03-30
US9755784B2 (en) 2017-09-05
KR102444871B1 (ko) 2022-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10320522B2 (en) Packet encoding and decoding method and apparatus
CN109314600B (zh) 用于在使用通用极化码时进行速率匹配的系统和方法
WO2017215494A1 (en) Systems and methods for piece-wise rate matching when using polar codes
WO2017215491A1 (en) Systems and methods for rate matching via a heterogeneous kernel when using general polar codes
US7555071B2 (en) Method and apparatus for non-linear scaling of log likelihood ratio (LLR) values in a decoder
US9246510B2 (en) Apparatus and method for multilevel coding in communication systems
CN111669343B (zh) 概率性幅度整形
US9960889B2 (en) Method and apparatus for performing interleaving in communication system
JP5280384B2 (ja) 無線基地局装置及び無線通信方法
US10098117B2 (en) Transmission and receiving method in a wireless communication system
US10608783B2 (en) Reception device and reception method
US9819364B2 (en) Apparatus and method for transmitting/receiving signal in communication system supporting bit-interleaved coded modulation with iterative decoding scheme
CN105306166A (zh) 码块的接收处理方法及装置
US9503215B2 (en) Interference signal control information acquisition method and apparatus for use in wireless communication system
KR102444871B1 (ko) 수신 장치 및 그의 복호 방법
KR102189637B1 (ko) 수신 장치 및 그의 복호 방법
US9319083B2 (en) Apparatus and method for reception using iterative detection and decoding
JP6889468B2 (ja) 通信資源の同時共用が可能なセンサデバイス用通信システム
US20200374027A1 (en) Transmission device, reception device, transmission method, and reception method
JP2008141312A (ja) 符号化装置、復号装置、送信機及び受信機
JP7137922B2 (ja) 伝送システム、受信装置及び伝送方法
KR20150049775A (ko) Ldpc-rs 이차원 부호의 적응적 복호 방법 및 장치
WO2018218621A1 (en) Method and apparatus for bits number calculation and scrambling for cyclic redundancy check/parity distributed polar codes
KR20220158641A (ko) 무선 통신 시스템에서 신호 부호화 및 복호화 방법 및 장치와 이를 제공하기 위한 시스템
CN106921598A (zh) 均衡器装置及其软决策方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right