KR20210092443A - Iterative interference cancellation receiver with MMSE filter for QAM-FBMC system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 QAM-FBMC 시스템에서 MMSE 필터를 이용한 단계적 간섭 제어 수신 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and system for receiving phased interference control using an MMSE filter in a QAM-FBMC system.
무선 통신 시스템 표준으로 오랜 기간 활용된 CP-OFDM은 단순한 변복조 방식과, 신호 처리에 적합한 구조를 가지고 있다. 그러나 CP-OFDM은 사각 파형의 펄스 형성을 가져 주파수 대역 외 방출 특성이 높아 시스템 주파수 효율을 감소시키는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 차세대 무선 통신에서는 CP-OFDM을 대체할 새 파형(New waveform)의 후보를 오랜 기간 논의하고 있다. CP-OFDM, which has been used for a long time as a wireless communication system standard, has a simple modulation/demodulation method and a structure suitable for signal processing. However, CP-OFDM has the disadvantage of reducing the system frequency efficiency due to the high emission characteristics outside the frequency band due to the rectangular waveform pulse formation. In order to overcome these shortcomings, candidates for a new waveform to replace CP-OFDM have been discussed for a long time in next-generation wireless communication.
새 파형이 가져야 하는 가장 큰 특징은, 시간 및 주파수 축에서 잘 지역화 되어야 하고, 비동기 환경과 같은 복잡한 채널 환경에서 유연한 설계를 통해 대응할 수 있도록 높은 자유도를 가져야 한다. 이러한 점을 만족시키기 위해 최근 QAM-FBMC가 제안되어 다루어지고 있다. The biggest characteristic that a new waveform should have is that it should be well localized in the time and frequency axes, and it should have a high degree of freedom to respond through a flexible design in a complex channel environment such as an asynchronous environment. In order to satisfy this point, QAM-FBMC has been recently proposed and dealt with.
QAM-FBMC는 기존의 OQAM-FBMC가 가진 단점을 극복하여 제안된 기술이다. 기본적으로, FBMC의 구조를 따르고 있으므로, 서브캐리어 당 필터를 각각 적용하여 주파수 제한 특성을 좋게 하고, 유연한 파형 설계를 가능하게 하여 다양한 시나리오를 만족할 수 있다. 기존 기술인 OQAM-FBMC은 실수 축에서의 직교성 만을 달성함으로 인해 복소 채널 환경에서 간섭의 영향을 크게 받는 OQAM 변조를 사용한다. 반면, QAM-FBMC는 필터 계수의 전역 최적화를 통해 펄스 형성 필터를 특별히 설계한다. QAM-FBMC is a proposed technology that overcomes the shortcomings of the existing OQAM-FBMC. Basically, since it follows the structure of the FBMC, it is possible to satisfy various scenarios by applying filters per subcarrier to each of the subcarriers to improve frequency limiting characteristics and to enable flexible waveform design. The existing technology, OQAM-FBMC, uses OQAM modulation, which is greatly affected by interference in a complex channel environment because it achieves only orthogonality on the real axis. On the other hand, QAM-FBMC specifically designs the pulse shaping filter through global optimization of filter coefficients.
Balian-Low theorem에 따라, 시스템 펄스 형성 필터의 시간 및 주파수 지역화와 직교성을 동시에 만족하는 것은 불가능하므로, 필터 설계 시 직교성 조건을 일부 완화하여 지역화와 완화된 직교성을 최대한 동시에 달성하는 형태로 QAM 변조를 사용하게 되었다. 이러한 필터 설계를 통한 QAM-FBMC 시스템은 어느 정도의 직교성과 높은 주파수 제한 특성을 보장하지만, 필터가 완벽한 직교성을 가지지는 못하므로, 남은 간섭 성분에 의해 성능의 한계가 존재하게 된다. According to the Balian-Low theorem, since it is impossible to simultaneously satisfy the time and frequency localization and orthogonality of the system pulse shaping filter, QAM modulation is implemented in a form that achieves localization and relaxed orthogonality as much as possible by relaxing some orthogonality conditions when designing the filter. came to use The QAM-FBMC system through such a filter design guarantees a certain degree of orthogonality and high frequency limiting characteristics, but since the filter does not have perfect orthogonality, a performance limit exists due to the remaining interference components.
이렇게 비직교 필터 설계를 통해 시스템에는 기본적으로 잔여 간섭이 존재하게 되는데, 이는 비트 에러율에서 약간의 성능 저하가 발생하게 되며, 이를 수신단에서의 처리를 통해 개선하고자 하는 연구가 존재하였다. In this way, residual interference is basically present in the system through the non-orthogonal filter design, which causes a slight performance degradation in the bit error rate, and there have been studies to improve it through processing at the receiving end.
선행문헌[1]: QAM-FBMC 시스템에서 간섭을 제어하는 방법 및 장치(US10,164,803 (2018.12.25)).Prior literature [1]: Method and apparatus for controlling interference in QAM-FBMC system (US10,164,803 (2018.12.25)).
기존의 기술은 QAM-FBMC의 송수신 전체에 대한 등가 전달 함수를 구성하여, 주파수 분해(Spectral factorization)를 수행하고, 이를 통해 프리코딩(Precoding) 및 판정 궤환 등화기(Decision feedback equalizer)를 통해 간섭을 제거하는 방식을 제안하고 있다. 이는 등가 전달 함수를 정확하게 구성할 수 있다면 송신 수신 필터의 종류와 관계없이 적용하여 잔여 간섭을 제거해 성능 감소를 크게 완화할 수 있다. 그러나, 시스템 등가 함수를 구성하여 주파수 분해하는 과정의 복잡도가 높고, 추가로 필요한 다중 탭 필터를 적용할 때 필요한 계산 복잡도 및 시스템 딜레이가 단점으로 지적될 수 있다. The existing technology constructs an equivalent transfer function for the entire transmission and reception of QAM-FBMC, performs spectral factorization, and through this, interference is reduced through precoding and decision feedback equalizer. A way to remove it is suggested. If the equivalent transfer function can be accurately configured, it can be applied regardless of the type of transmit/receive filter to remove residual interference and greatly alleviate performance degradation. However, the complexity of a process of frequency decomposing by constructing a system equivalent function is high, and computational complexity and system delay required when additionally necessary multi-tap filters are applied may be pointed out as disadvantages.
다른 방면으로는, 기존의 모든 QAM-FBMC 시스템이 사용하는 정합 필터(Matched filter) 수신기를 대체하여, 간섭이 존재하는 비직교 시스템인 QAM-FBMC에서 그 간섭을 최소화하도록 하는 MMSE(minimum mean-squared-error) 방식으로 수신 필터를 사용하는 기술이 제안되었다.On the other hand, MMSE (minimum mean-squared) replaces the matched filter receiver used by all existing QAM-FBMC systems to minimize the interference in QAM-FBMC, a non-orthogonal system in which interference exists. -error) method using the receive filter has been proposed.
선행문헌[2]: 필터 뱅크 다중 반송파 시스템의 내재 간섭을 최소화하는 송수신 필터 설계 방법 및 장치(10-2019-0010724(2019.01.28)Prior literature [2]: A method and apparatus for designing a transmission/reception filter to minimize the inherent interference of a filter bank multi-carrier system (10-2019-0010724 (2019.01.28))
선행문헌[3]: H. Han, N. Kim and H. Park, "Design of QAM-FBMC Waveforms Considering MMSE Receiver," will be appeared in IEEE Communications Letters.(https://doi.org/10.1109/LCOMM.2019.2952375)Prior literature [3]: H. Han, N. Kim and H. Park, "Design of QAM-FBMC Waveforms Considering MMSE Receiver," will be appeared in IEEE Communications Letters.(https://doi.org/10.1109/LCOMM .2019.2952375)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 MMSE 필터를 이용해 수신 신호의 잔여 간섭을 단계적으로 제거(Interference cancellation)함으로써, 복잡한 다중 탭 행렬 다항식에 대한 연산 없이, 잔여 간섭을 제어 가능한 수신기를 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a receiver capable of controlling residual interference without calculating a complex multi-tap matrix polynomial by stepwise canceling residual interference of a received signal using an MMSE filter.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 QAM-FBMC 시스템에서 MMSE 필터를 이용한 단계적 간섭 제어 수신 방법은 간섭을 제거하기 위해 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들을 검출하는 단계 및 검출된 심볼 성분을 이용하여 다시 해당 심볼을 재검출하는 단계를 포함한다. In one aspect, the step-by-step interference control reception method using the MMSE filter in the QAM-FBMC system proposed by the present invention includes the steps of detecting transmission symbols adjacent to the corresponding symbol in order to remove the interference, and using the detected symbol component again. and re-detecting the symbol.
간섭을 제거하기 위해 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들을 검출하는 단계는 사전-제거(Pre-cancellation)를 선택적으로 수행하는 단계, 해당 심볼에 대한 검출을 수행하는 단계, 해당 심볼의 경판정 심볼(hard decision symbol)을 계산하는 단계, 해당 심볼에 대한 제거를 수행하는 단계를 포함한다. The step of detecting the transmission symbols adjacent to the corresponding symbol in order to remove the interference includes selectively performing pre-cancellation, performing the detection of the corresponding symbol, and a hard decision symbol of the corresponding symbol. symbol), and performing removal of the corresponding symbol.
간섭을 제거하기 위해 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들을 검출하는 단계는 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들에 대하여, 각 심볼에 대한 검출을 수행하고, 각 심볼의 경판정 심볼을 계산하고, 각 심볼에 대한 제거를 수행하는 단계를 반복한다.The step of detecting the transmission symbols adjacent to the corresponding symbol in order to remove the interference includes performing detection for each symbol on the transmission symbols adjacent to the corresponding symbol, calculating a hard decision symbol of each symbol, and removing each symbol. Repeat the steps to perform
간섭을 제거하기 위해 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들을 검출하는 단계는 선행 심볼에 대한 사전 검출 정보에 기초하여 선행 심볼로부터의 간섭 신호를 제거한다. 다시 말해, 사전에 판정 완료된 선행 심볼 정보에 기초하여 선행 심볼로부터의 간섭 신호를 제거한다.In the step of detecting the transmission symbols adjacent to the corresponding symbol in order to cancel the interference, the interference signal from the preceding symbol is removed based on the prior detection information on the preceding symbol. In other words, the interference signal from the preceding symbol is removed based on the previously determined preceding symbol information.
검출된 심볼 성분을 이용하여 다시 해당 심볼을 재검출하는 단계는 해당 심볼을 제외한 나머지 간섭 성분을 모두 제거하는 단계, 해당 심볼에 대해 재검출하는 단계를 포함한다. Re-detecting the corresponding symbol using the detected symbol component includes removing all interference components other than the corresponding symbol and re-detecting the corresponding symbol.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 QAM-FBMC 시스템에서 MMSE 필터를 이용한 단계적 간섭 제어 수신 장치는 MMSE 필터를 이용하여 간섭을 제거하기 위해 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들을 검출하고, 검출된 심볼 성분을 이용하여 다시 해당 심볼을 재검출하는 검출부를 포함한다.In another aspect, in the QAM-FBMC system proposed in the present invention, the staged interference control receiving apparatus using the MMSE filter detects the transmission symbols adjacent to the corresponding symbol in order to remove the interference using the MMSE filter, and the detected symbol and a detector for re-detecting the corresponding symbol again using the component.
본 발명의 실시예들에 따르면 MMSE 조건에 따라 설계된 수신 필터를 이용해, QAM-FBMC의 주요 간섭 성분들을 제한적으로 제거할 수 있도록 구성하여 불필요한 복잡도를 최소화할 수 있다. 또한, 인접 심볼로부터의 간섭(Inter-symbol interference, ISI)을 제거할 때, 인접 심볼에 대한 수신 신호를 사용하지 않고 목표 시간 구간에서 블록 신호 처리를 통해 제거하므로, 추가적인 계산 복잡도와 시스템 딜레이 없이 간섭을 제거할 수 있다. According to embodiments of the present invention, unnecessary complexity can be minimized by configuring to restrictively remove major interference components of QAM-FBMC using a reception filter designed according to the MMSE condition. In addition, since inter-symbol interference (ISI) from an adjacent symbol is removed through block signal processing in a target time period without using a received signal for an adjacent symbol, interference without additional computational complexity and system delay can be removed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장 FFT 기반의 QAM-FBMC 송신 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM-FBMC 시스템에서 MMSE 필터를 이용한 단계적 간섭 제어 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 결과이다. 1 is a diagram illustrating a QAM-FBMC transmission structure based on extended FFT according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for receiving step-by-step interference control using an MMSE filter in a QAM-FBMC system according to an embodiment of the present invention.
3 is a simulation result according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서는 MMSE 필터를 이용해 수신 신호의 잔여 간섭을 단계적으로 제거(Interference cancellation)함으로써, 복잡한 다중 탭 행렬 다항식에 대한 연산 없이, 잔여 간섭을 제어 가능한 수신기를 제안한다. 제안된 기술은 MMSE 조건에 따라 설계된 수신 필터를 이용해, QAM-FBMC의 주요 간섭 성분들을 제한적으로 제거할 수 있도록 구성하여 불필요한 복잡도를 최소화 하였다. 또한, 인접 심볼로부터의 간섭(Inter-symbol interference; ISI)을 제거할 때, 인접 심볼에 대한 수신 신호를 사용하지 않고 목표 시간 구간에서 블록 신호 처리를 통해 제거하므로, 추가적인 계산 복잡도와 시스템 딜레이 없이 간섭을 제거할 수 있도록 하였다.The present invention proposes a receiver capable of controlling residual interference without calculating a complex multi-tap matrix polynomial by stepwise canceling residual interference of a received signal using an MMSE filter. The proposed technique minimizes unnecessary complexity by using a receive filter designed according to the MMSE condition to restrictively remove major interference components of QAM-FBMC. In addition, since inter-symbol interference (ISI) is removed through block signal processing in a target time interval without using a received signal for an adjacent symbol, interference without additional computational complexity and system delay was allowed to be removed.
컴퓨터 시뮬레이션 결과에 의해, 제안된 간섭 제거 방식이 사용된 수신기를 통하여, 잔여 간섭이 크게 감소하며, 그 결과 개선된 비트 에러율 성능을 보임을 확인할 수 있다.From the computer simulation results, it can be confirmed that the residual interference is greatly reduced through the receiver using the proposed interference cancellation method, and as a result, the bit error rate performance is improved.
본 발명의 실시예에 따르면, QAM-FBMC의 잔여 간섭을 제거하기 위해 MMSE 필터를 반복적으로 갱신하여 연산하는 방식을 이용한다. 또한, 간섭 제거를 위해, 주요 간섭 성분을 단계적으로 제거하기 위한 순서 결정 및 블록 처리 방식을 이용한다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.According to an embodiment of the present invention, a method of repeatedly updating and calculating the MMSE filter is used to remove residual interference of QAM-FBMC. In addition, for interference cancellation, an order determination and block processing method for removing major interference components in stages are used. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장 FFT 기반의 QAM-FBMC 송신 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a QAM-FBMC transmission structure based on extended FFT according to an embodiment of the present invention.
먼저, 본 발명을 설명하기 위해서는 QAM-FBMC의 간섭 시스템을 행렬 표현하여 모델링 할 필요가 있다. 아래 QAM-FBMC 시스템의 쌓인 벡터 표현은 선행문헌[3]의 것을 차용하였다. First, in order to explain the present invention, it is necessary to model the interference system of QAM-FBMC by a matrix expression. The stacked vector expression of the QAM-FBMC system below was borrowed from the previous literature [3].
송신 신호의 쌓인 벡터 표현(stacked matrix representation)을 위해 다음과 같이 파라미터를 정의한다. For the stacked matrix representation of the transmitted signal, the parameters are defined as follows.
: 부반송파 수 : number of subcarriers
: 오버샘플링 계수(Oversampling factor) : Oversampling factor
오버랩-섬(Overlap-and-sum) 구조를 고려한 송신 신호의 쌓인 벡터 표현을 위해 다음과 같이 파라미터를 정의한다. For the stacked vector expression of the transmission signal considering the overlap-and-sum structure, the parameters are defined as follows.
: 길이를 갖는 전송된 신호 : transmitted signal with length
이것은 송신 신호 의 을 벡터로 만든 것이다. this is the transmit signal of is made into a vector.
: 쌓인 데이터 벡터() : Stacked data vector ( )
: 번째 시간 구간의 번째 부반송파에 해당하는 데이터 심볼 을 원소로 가지는 벡터 : of the second time interval data symbol corresponding to the second subcarrier having as an element vector
: 쌓인 필터링 행렬 : stacked filtering matrix
한 심볼에 해당하는 길이 구간에서 앞 샘플만큼을 더 고려한다. corresponding to a symbol front in length section Consider more samples.
: 을 번째 칼럼 벡터(column vector)로 가진 행렬 : second with the second column vector procession
: ()을 번째 엘리먼트(element)로 가진 벡터 : ( )second with the second element vector
타임-도메인 컨볼루션 채널 행렬(Time-Domain Convolutional Channel Matrix)에 대하여 다음과 같이 파라미터를 정의한다. For a time-domain convolutional channel matrix, parameters are defined as follows.
: 사이즈 : size
의 번째 칼럼(column) of the second column
타임-도메인 슬라이서(Time-domain slicer)Time-domain slicer
수신 신호의 쌓인 벡터 표현을 위해 다음과 같이 파라미터를 정의한다. For the stacked vector representation of the received signal, the parameters are defined as follows.
채널을 통과한 번째 수신 신호 는 다음과 같이 나타낼 수 있다.passed through the channel second received signal can be expressed as
: AWGN 벡터 : AWGN Vector
수신 결합 필터 를 거친 번째 수신 심볼 는 다음과 같이 나타낼 수 있다. Receive Combine Filter went through second received symbol can be expressed as
, ,
: 심볼들에 대한 수신 결합 필터 : Receive Combine Filter for Symbols
MMSE 조건을 고려한 수신 결합 필터 설계에 있어서, 선행문헌[3]의 경우 번째 수신 신호로부터, 번째 송신 심볼에 대해서만 MMSE 조건을 고려하고 있다. 본 발명을 위해서는 번째 수신 신호로부터 인접한 다른 송신 심볼을 검출하여 단계적 간섭 제어에 활용해야 하므로, 해당 조건을 번째 심볼에 대하여 수정하여 적용한다. In the case of the prior literature [3] in the design of the receive combining filter considering the MMSE condition From the second received signal, The MMSE condition is considered only for the th transmission symbol. For the present invention Since it is necessary to detect other adjacent transmission symbols from the first received signal and use them for step-by-step interference control, the corresponding condition Modify and apply the second symbol.
번째 수신 신호로부터, 번째 송신 심볼을 검출하기 위한 MMSE 수신 결합 필터 조건은 다음과 같다. From the second received signal, The MMSE receive combining filter condition for detecting the th transmit symbol is as follows.
: 번째 심볼을 추출할 수 있도록 하는 샘플링 행렬 : Sampling matrix that allows the th symbol to be extracted
즉, 의 번째 심볼에 대한 칼럼들을 추출하도록 하는 것이다. in other words, of It is to extract the columns for the th symbol.
해당 조건에 따른 MMSE 수신 결합 필터는 다음과 같이 나타낼 수 있다. The MMSE receive combining filter according to the corresponding condition can be expressed as follows.
본 발명의 실시예에 따른 QAM-FBMC의 MMSE수신 필터를 통한 단계적 간섭 제거 알고리즘에 있어서, 기본적으로는 MMSE-SIC의 단계적 간섭 제거 과정과 유사한 과정을 거친다. 그러나, 일반적인 SIC의 과정과는 다르게, QAM-FBMC의 경우 신호의 파워가 가장 큰 번째 심볼만이 유효한 전송 심볼이며, 인접한 () 번째 심볼들은 번째 심볼을 검출하는데 온전한 간섭으로 작용하며 이는 번째 심볼보다 더 작은 간섭 파워를 가진다. 따라서, SIC의 순서를 고려하여 신호의 크기 순서대로 단계적 간섭 제거를 수행할 경우, 정작 원하는 번째 심볼은 간섭 제거에 의한 이득을 받을 수 없다.In the stepwise interference cancellation algorithm through the MMSE reception filter of QAM-FBMC according to an embodiment of the present invention, a process similar to the stepwise interference cancellation process of MMSE-SIC is basically performed. However, unlike the general SIC process, in the case of QAM-FBMC, the signal power is the largest. Only the th symbol is a valid transmit symbol, and ( )th symbols are It acts as a complete interference in detecting the second symbol, which is It has a smaller interference power than the th symbol. Therefore, when performing step-by-step interference cancellation in the order of the signal magnitudes considering the order of SIC The th symbol cannot receive a gain due to interference cancellation.
따라서, 본 발명에서는 SIC 를 통해 인접한 () 번째 심볼들을 검출한 후, 해당 검출된 심볼 성분을 이용하여 마지막으로 다시 목표 번째 심볼을 재검출 하는 방식을 사용한다. Therefore, in the present invention, adjacent through SIC ( ) th symbols, and finally re-target using the detected symbol component The method of re-detecting the second symbol is used.
필요에 따라서, 부반송파 간 단계적 간섭 제거를 사용하여 추가적인 이득을 고려할 수 있으나, 통상적으로 너무 복잡도가 높고 효과가 미미하므로, 본 발명에서는 각 심볼 내 부반송파 내에서는 SIC 없이 한번에 블록 연산하여, 연산 속도 및 복잡도를 크게 감소시켰다. If necessary, an additional gain can be considered by using inter-subcarrier step interference cancellation. However, since the complexity is usually too high and the effect is insignificant, in the present invention, a block operation is performed without SIC within the subcarriers within each symbol, and the operation speed and complexity was greatly reduced.
먼저, 각 파라미터들은 다음과 같다. First, each parameter is as follows.
: 번째 수신 신호 : second received signal
: 번째 검파 신호 : second detection signal
: 의 경판정 심볼(hard decision symbol) 계산 : Calculation of the hard decision symbol of
: QAM-변조 및 복원(demodulator and regeneration) : QAM-modulator and regeneration
: 에서 번째 심볼에 해당하는 칼럼만을 추출한 것으로, 의 번째 칼럼 : at By extracting only the column corresponding to the th symbol, of second column
: 에서 번째 심볼에 대한 칼럼을 모두 제거하거나 0으로 채워 널링(Nulling)한 행렬. 여기서, 널링은 칼럼을 모두 제거하거나 0으로 채우는 것을 의미한다. : at A matrix in which all columns for the th symbol are removed or filled with zeros. Here, nulling means removing all columns or filling them with zeros.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 QAM-FBMC 시스템에서 MMSE 필터를 이용한 단계적 간섭 제어 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method for receiving step-by-step interference control using an MMSE filter in a QAM-FBMC system according to an embodiment of the present invention.
구체적인 과정을 피슈도-알고리즘(pseudo-algorithm)으로 아래에 설명한다. The specific process will be described below as a pseudo-algorithm.
제안하는 시스템에서 MMSE 필터를 이용한 단계적 간섭 제어 수신 방법은 간섭을 제거하기 위해 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들을 검출하는 단계(210) 및 검출된 심볼 성분을 이용하여 다시 해당 심볼을 재검출하는 단계(220)를 포함한다. The step-by-step interference control reception method using the MMSE filter in the proposed system includes the steps of detecting transmission symbols adjacent to the corresponding symbol in order to remove interference (210) and re-detecting the corresponding symbol using the detected symbol component (220). ) is included.
구체적인 과정을 피슈도-알고리즘(pseudo-algorithm)으로 아래에 설명한다. The specific process will be described below as a pseudo-algorithm.
단계(210)에서 간섭을 제거하기 위해 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들을 검출한다. 더욱 상세하게는 단계(211)에서 사전-제거(Pre-cancellation)를 선택적으로 수행한다. In
의 선행 심볼에 대한 검출 정보를 바탕으로 사전 심볼로부터의 간섭 신호를 제거한다. 다시 말해, 사전에 판정 완료된 선행 심볼 정보에 기초하여 선행 심볼로부터의 간섭 신호를 제거한다. The interference signal from the preceding symbol is removed based on the detection information on the preceding symbol of . In other words, the interference signal from the preceding symbol is removed based on the previously determined preceding symbol information.
만약 이전 심볼에 대한 검출 결과가 신뢰성이 없을 경우, 이 과정을 생략할 수 있다. If the detection result for the previous symbol is unreliable, this process may be omitted.
단계(212)에서 에 대해 검출을 수행한다. in
단계(213)에서 의 경판정 심볼(hard decision symbol)을 계산한다. in
단계(214)에서 에 대해 제거를 수행한다. In
단계(215)에서 에 대해서 단계(212) 내지 단계(214)을 반복한다. in
이때, 다음을 순서대로 계산한다. At this time, the following are calculated in order.
만약, 단계(211)의 사전-제거 작업을 수행하지 않았을 경우, 에 대해서도 신호 파워가 큰 순서대로 해당 과정을 반복한다.If the pre-removal operation of
펄스 형성 필터가 잘 설계된 QAM-FBMC의 경우 의 인접 심볼을 제외하면 간섭의 파워의 크기가 크지 않으므로, 에 대해서만 SIC 를 수행할 수 있다. For QAM-FBMC with well designed pulse shaping filter Since the magnitude of the power of interference is not large, excluding the adjacent symbols of SIC can be performed only for
단계(220)에서 검출된 심볼 성분을 이용하여 다시 해당 심볼을 재검출한다. A corresponding symbol is re-detected again using the symbol component detected in
단계(221)에서 을 제외한 나머지 간섭 성분을 모두 제거한다. in
단계(222)에서 에 대해 다시 검출을 수행한다. in
: 행렬 연산 시, 에서 번째 심볼에 해당하는 칼럼을 널링하여 계산한 것이다. : In matrix operation, at It is calculated by nulling the column corresponding to the th symbol.
단계(223)에서 를 통해 QAM 복조를 수행한다. in step 223 QAM demodulation is performed through
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 결과이다. 3 is a simulation result according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션의 파라미터는 다음과 같다:The parameters of the simulation according to an embodiment of the present invention are as follows:
= 64, 64-QAM이고, = 64, 64-QAM,
Extended Pedestrian AExtended Pedestrian A
적용 필터 G30/G50 [3]Applied filter G30/G50 [3]
앞서 설명된 바와 같이, 단계(210)에서의 사전-제거(Pre-cancellation)를 적용하고, 단계(250)에서 에 대해 단계적 간섭 제거를 시행하였다. As previously described, the pre-cancellation in
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 BER 성능 결과이다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과에 의해, 제안된 간섭 제거 방식이 사용된 수신기를 통하여, 잔여 간섭이 크게 감소하며, 그 결과 개선된 비트 에러율 성능을 보임을 확인할 수 있었다.3 is a BER performance result according to an embodiment of the present invention. As a result of computer simulation, it was confirmed that residual interference was greatly reduced through the receiver using the proposed interference cancellation method, and as a result, improved bit error rate performance was exhibited.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. may be embodied in The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 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 실시예를 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. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and carry out program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
검출된 심볼 성분을 이용하여 다시 해당 심볼을 재검출하는 단계
를 포함하는 단계적 간섭 제어 수신 방법. detecting transmission symbols adjacent to the corresponding symbol to cancel the interference; and
Re-detecting the corresponding symbol again using the detected symbol component
A stepwise interference control reception method comprising a.
간섭을 제거하기 위해 해당 심볼에 인접한 송신 심볼들을 검출하는 단계는,
사전-제거(Pre-cancellation)를 선택적으로 수행하는 단계;
해당 심볼에 대한 검출을 수행하는 단계;
해당 심볼의 경판정 심볼(hard decision symbol)을 계산하는 단계; 및
해당 심볼에 대한 제거를 수행하는 단계
를 포함하는 단계적 간섭 제어 수신 방법. According to claim 1,
The step of detecting transmission symbols adjacent to the corresponding symbol in order to remove the interference comprises:
selectively performing pre-cancellation;
performing detection on the corresponding symbol;
calculating a hard decision symbol of the corresponding symbol; and
Steps to perform removal on that symbol
A stepwise interference control reception method comprising a.
해당 심볼에 인접한 송신 심볼들에 대하여, 각 심볼에 대한 검출을 수행하고, 각 심볼의 경판정 심볼을 계산하고, 각 심볼에 대한 제거를 수행하는 단계를 반복하는
단계적 간섭 제어 수신 방법. 3. The method of claim 2,
Repeating the steps of performing detection for each symbol, calculating a hard decision symbol of each symbol, and removing each symbol for transmission symbols adjacent to the corresponding symbol
Stepped interference control reception method.
선행 심볼에 대한 사전 검출 정보에 기초하여 선행 심볼로부터의 간섭 신호를 제거하는
단계적 간섭 제어 수신 방법. 3. The method of claim 2,
A method of removing an interference signal from a preceding symbol based on prior detection information on the preceding symbol.
Stepped interference control reception method.
검출된 심볼 성분을 이용하여 다시 해당 심볼을 재검출하는 단계는,
해당 심볼을 제외한 나머지 간섭 성분을 모두 제거하는 단계; 및
해당 심볼에 대해 재검출하는 단계
를 포함하는 단계적 간섭 제어 수신 방법. According to claim 1,
The step of re-detecting the corresponding symbol again using the detected symbol component,
removing all remaining interference components except for the corresponding symbol; and
Step of re-detecting for the corresponding symbol
A stepwise interference control reception method comprising a.
를 포함하는 단계적 간섭 제어 수신 장치. A detection unit that detects transmission symbols adjacent to a corresponding symbol in order to remove interference using the MMSE filter, and re-detects the corresponding symbol using the detected symbol component
A staged interference control receiving device comprising a.
검출부는,
사전-제거(Pre-cancellation)를 선택적으로 수행하고, 해당 심볼에 대한 검출을 수행하며, 해당 심볼의 경판정 심볼(hard decision symbol)을 계산하고, 해당 심볼에 대한 제거를 수행하는
단계적 간섭 제어 수신 장치. 7. The method of claim 6,
the detection unit,
It selectively performs pre-cancellation, detects the corresponding symbol, calculates a hard decision symbol of the corresponding symbol, and performs cancellation on the corresponding symbol.
Staged interference control receiver.
해당 심볼에 인접한 송신 심볼들에 대하여, 각 심볼에 대한 검출을 수행하고, 각 심볼의 경판정 심볼을 계산하고, 각 심볼에 대한 제거를 수행하는 단계를 반복하는
단계적 간섭 제어 수신 장치. 8. The method of claim 7,
Repeating the steps of performing detection for each symbol, calculating a hard decision symbol of each symbol, and removing each symbol for transmission symbols adjacent to the corresponding symbol
Staged interference control receiver.
선행 심볼에 대한 사전 검출 정보에 기초하여 선행 심볼로부터의 간섭 신호를 제거하는
단계적 간섭 제어 수신 장치. 8. The method of claim 7,
A method of removing an interference signal from a preceding symbol based on prior detection information on the preceding symbol.
Staged interference control receiver.
검출부는,
검출된 심볼 성분을 이용하여 다시 해당 심볼을 재검출하고, 해당 심볼을 제외한 나머지 간섭 성분을 모두 제거하며, 해당 심볼에 대해 재검출하는
단계적 간섭 제어 수신 장치.7. The method of claim 6,
the detection unit,
It re-detects the corresponding symbol using the detected symbol component, removes all interference components except for the corresponding symbol, and re-detects the corresponding symbol.
Staged interference control receiver.
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KR20110050743A (en) * | 2007-03-02 | 2011-05-16 | 퀄컴 인코포레이티드 | Use of a filterbank in an adaptive on-channel repeater utilizing adaptive antenna arrays |
US20160241316A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | Wi-Lan Labs, Inc. | Enhanced pre-ordered pre-weighted transmission |
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US20160241316A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | Wi-Lan Labs, Inc. | Enhanced pre-ordered pre-weighted transmission |
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