KR100768512B1 - Method detecting multidimensional symbol and soft decision thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다차원 심볼 검출 방법 및 이를 적용한 연판정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-dimensional symbol detection method and a soft decision method using the same.
이러한 본 발명에 따르면, 다차원 심볼 검출 방법은 다차원 복소 공간 상의 전송 가능한 송신 심볼로부터 수신 심볼 사이의 거리를 복소 심볼의 실수부 및 허수부로 편미분하여 얻은 변화율과 반대방향으로 제1 다차원 심볼의 갱신을 수행하여 검출 결과의 우도를 점진적으로 증가시킴으로써 수신 심볼에 대한 최대 우도(likelihood)의 제2 다차원 심볼을 검출한다. According to the present invention, the multi-dimensional symbol detection method updates the first multi-dimensional symbol in a direction opposite to the change rate obtained by partial division of the distance between the transmit symbol from the transmittable symbol in the multi-dimensional complex space into the real part and the imaginary part of the complex symbol. The second likelihood of the maximum likelihood for the received symbol is detected by gradually increasing the likelihood of the detection result.
또한, 연판정 방법은 전송 가능한 제1 다차원 심볼을 구성하는 각 심볼을 비트단위로 표현하여 각 비트에 대한 초평면(hyperplane) 상의 송신 심볼과 수신 심볼 사이의 거리함수의 변화율을 다차원 심볼 검출 방법을 적용하여 계산하고, 제1 다차원 심볼의 갱신 과정에서 특정 비트의 갱신을 제어함으로써 비트별 연판정을 수행한다.In addition, the soft decision method applies the multi-dimensional symbol detection method to represent the rate of change of the distance function between the transmission symbol and the reception symbol on the hyperplane for each bit by expressing each symbol constituting the first multidimensional symbol that can be transmitted. The bit rate soft decision is performed by controlling the update of a specific bit in the process of updating the first multi-dimensional symbol.
다차원 심볼, 심볼 검출, 연판정, 다중 입출력, MIMO Multidimensional Symbol, Symbol Detection, Soft Decision, Multiple I / O, MIMO
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 입출력 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a multiple input / output system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 다차원 심볼 검출 방법을 보인 도면이다.2 illustrates a schematic multi-dimensional symbol detection method according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세부적인 다차원 심볼 검출 방법을 보인 도면이다.3 is a diagram illustrating a detailed multi-dimensional symbol detection method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다차원 심볼 검출 방법을 적용한 연판정 방법을 보인 도면이다.4 is a view showing a soft decision method applying the multi-dimensional symbol detection method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다차원 심볼 검출 방법 및 이를 적용한 연판정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-dimensional symbol detection method and a soft decision method using the same.
다중 입출력(Multi-Input Multi-Out, MIMO) 시스템은 송ㆍ수신단에 다수의 안테나를 설치하고, 각각의 송신 안테나에서 서로 다른 송신 신호를 전송하는 시스템이다. 즉, 복수의 안테나를 이용해 다차원 심볼을 전송함으로써 한정된 주파수 대역으로 전송할 수 있는 데이터의 속도를 높일 수 있다.Multi-Input Multi-Out (MIMO) system is a system for installing a plurality of antennas at the transmitting and receiving end, and transmits different transmission signals from each transmitting antenna. That is, by transmitting a multi-dimensional symbol using a plurality of antennas, it is possible to increase the speed of data that can be transmitted in a limited frequency band.
하지만, 종래의 다중 입출력 시스템은 복수의 안테나 간에 크로스토크(cross-talk)로 인해 최대 우도(likelihood)의 관점에서 최적인 수신기의 복잡도가 안테나의 개수에 비례하여 기하ㆍ급수적으로 증가하는 문제점이 있다.However, the conventional multi-input / output system has a problem in that the complexity of the receiver which is optimal in terms of maximum likelihood due to crosstalk between a plurality of antennas increases geometrically and exponentially in proportion to the number of antennas. .
종래에 이러한 문제점을 완화하기 위하여 잡음의 영향은 무시하고 크로스토크만 제거한 후 판정을 내리는 간단한 방법이 제시되어 있다. 하지만 이러한 방법은 연산 과정에서 잡음이 강화되는 현상 때문에 최대 우도 수신기에 비해 성능 열화가 심한 문제점을 유발한다.In order to alleviate this problem, a simple method of ignoring the influence of noise and removing only crosstalk has been proposed. However, this method causes severe performance degradation compared to the maximum likelihood receiver due to noise enhancement in the calculation process.
이에 잡음 강화 현상을 완화하면서 심볼 간 간섭의 영향을 제거하는 기술이 제안되어 있지만, 이 역시 연산이 복잡한 단점이 있다.In order to alleviate the noise enhancement, a technique for removing the effects of intersymbol interference has been proposed, but this also has a disadvantage in that the operation is complicated.
또한, 다차원 복소 공간상에서 수신 심볼 벡터와 거리가 충분히 먼 심볼 벡터를 비교 대상에서 미리 제외함으로써 연산량을 다소 줄이는 방안이 제시되어 있다. 하지만 이 또한 안테나 간 크로스토크로 인해 주어진 반경 내에 있는 심볼 벡터를 식별하기 위한 연산이 복잡하다.In addition, a method of slightly reducing the amount of computation is proposed by excluding a symbol vector far enough from a reception symbol vector in a multi-dimensional complex space as a comparison target. However, this is also complicated to identify symbol vectors within a given radius due to crosstalk between antennas.
게다가 안테나의 개수에 따라 비교 대상이 되는 심볼 벡터의 개수가 기하ㆍ급수적으로 증가하는 문제점은 여전하다.In addition, there is still a problem that the number of symbol vectors to be compared increases geometrically and exponentially according to the number of antennas.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다차원 복소 공간 상에서 수신한 심볼에 대한 우도를 점진적으로 높여가는 다차원 심볼 검출 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-dimensional symbol detection method for gradually increasing the likelihood for a symbol received in a multi-dimensional complex space.
또한, 다차원 심볼 검출 방법을 이용하여 심볼을 구성하는 각 비트에 대한 연판정 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a soft decision method for each bit constituting a symbol using a multidimensional symbol detection method.
상기 기술한 바와 같은 과제를 이루기 위하여 본 발명의 특징에 따르면,According to a feature of the present invention in order to achieve the above problems,
다차원 심볼 검출 방법은,
다중 입출력(Multi-In Multi-Out, MIMO) 시스템의 수신단이 다차원 심볼을 검출하는 방법에 있어서, 송신단과 상기 수신단간에 협의된 전송 가능한 제1 다차원 심볼의 각 심볼에 대해 거리 함수의 변화율을 계산하는 변화율 계산단계; 상기 각 심볼 중에서 변화율이 음수인 소정의 심볼을 선택하여 수신 심볼로부터의 거리가 현재보다 가까워지도록 상기 제1 다차원 심볼을 갱신하는 갱신단계; 및 갱신된 제1 다차원 심볼을 적용하여 상기 변화율 계산단계 및 상기 갱신단계를 반복하여 상기 수신 심볼로부터의 거리가 특정 임계치 이내에 속하는 제2 다차원 심볼을 검출하는 검출단계를 포함한다.Multi-dimensional symbol detection method,
A method of detecting a multi-dimensional symbol by a receiving end of a multi-in multi-out (MIMO) system, comprising: calculating a rate of change of a distance function for each symbol of a first transmittable multidimensional symbol negotiated between a transmitting end and the receiving end; Change rate calculation step; An update step of selecting a predetermined symbol having a negative rate of change from each of the symbols to update the first multi-dimensional symbol so that a distance from a received symbol is closer than the current one; And detecting the second multi-dimensional symbol in which the distance from the received symbol falls within a specific threshold by repeating the change rate calculating step and the updating step by applying the updated first multi-dimensional symbol.
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본 발명의 다른 특징에 따르면,According to another feature of the invention,
연판정 방법은,The soft decision method is
다중 입출력 수신단이 연판정하는 방법에 있어서, 송신단과 상기 수신단간에 협의된 전송 가능한 제1 다차원 심볼 중에서 수신 심볼에 대한 최대 우도의 제2 다차원 심볼을 검출하여 거리를 구하는 제1 연판정단계; 상기 제2 다차원 심볼의 제1 비트의 값을 토글(toggle)하는 제1 갱신단계; 상기 제1 비트를 제외한 상기 제2 다차원 심볼의 비트 중에서 거리 함수의 변화율이 음수인 비트를 선택하여 상기 수신 심볼로부터의 거리가 현재보다 가까워지도록 상기 비트를 토글하여 상기 제2 다차 원 심볼을 갱신하는 제2 갱신단계; 및 상기 갱신한 제2 다차원 심볼의 거리를 구하여 상기 제1 연판정단계에서 구한 거리와의 차로 상기 제1 비트에 대한 신뢰도(reliability)를 결정하는 제2 연판정단계를 포함한다.A soft decision method of a multiple input / output receiver, comprising: a first soft decision step of detecting a distance by detecting a second multidimensional symbol having a maximum likelihood for a received symbol among first transmittable multidimensional symbols negotiated between a transmitter and the receiver; A first updating step of toggling a value of a first bit of the second multidimensional symbol; Selecting a bit having a negative rate of change of a distance function among bits of the second multidimensional symbol except the first bit to toggle the bit so that the distance from the received symbol is closer than the current to update the second multidimensional symbol A second update step; And a second soft decision step of determining a reliability of the first bit by obtaining a distance of the updated second multidimensional symbol and a difference from the distance obtained in the first soft decision step.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
이제 본 발명의 실시예에 따른 다차원 심볼 검출 방법 및 이를 적용한 연판정 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a multidimensional symbol detection method and a soft decision method employing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 입출력 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a multiple input / output system according to an embodiment of the present invention.
즉, 상기 도 1에 보인 바에 따르면, 다중 입출력 시스템은 개의 송신 안테나(120)를 사용하는 송신단(100)과 개의 수신 안테나(210)를 사용하는 수신단(200)으로 구성되어 있다.That is, as shown in FIG. 1, the multiple input / output system Transmitting
송신단(100)의 다차원 심볼을 구성하는 각 심볼(심볼 1, 심볼 2 ㆍㆍㆍ심볼 N)은 변조기(변조기 1, 변조기 2 ㆍㆍㆍ변조기 N, 110)를 거쳐 송신 심벌 벡터로 송신 안테나(120)를 통해 수신단(200)으로 송신된다.Each symbol (
그리고 수신단(200)에 송신 안테나(120)를 통해 송신 심벌 벡터가 전송되어 수신 안테나(210)에서 수신 심벌 벡터로 수신하면, 이 수신 심벌 벡터는 복조기(복조기 1, 복조기 2 ㆍㆍㆍ복조기 N, 220)를 거쳐 송신 심볼 벡터에 잡음이 섞여 왜곡된 다차원 수신 심볼(수신 심볼 1, 수신 심볼 2 ㆍㆍㆍ수신 심볼 N)로 추출된다. 그리고 추출된 다차원 수신 심볼은 다차원 심볼 검출기(240)를 거쳐 송신단(100)에서 전송한 다차원 송신 심볼로 복원된다.When the transmitting symbol vector is transmitted to the receiving terminal via the transmitting
이때, 채널추정기(230)는 파일럿 심볼 등을 이용해 송신단(100)과 수신단(200) 사이의 채널특성을 추정하여 채널모델을 구해 다차원 심볼 검출기(240)에게 전달한다.At this time, the
다차원 심볼 검출기(240)는 수신 심볼 벡터에 대한 최대 우도를 가지는 송신 심볼 벡터를 검출하는 수단으로서, 송신 심볼 벡터, 수신 심볼 벡터 및 채널모델 간의 관계식으로 이루어지는 거리 함수 f(X)를 최소화하여 송신 심볼 벡터를 검출한다. 즉, 다차원 복소 공간 상의 전송 가능한 송신 심볼로부터 수신 심볼 사이의 거리를 다변수 2차 다항식으로 표현하고, 다차원 심볼의 각 성분에 대한 편미분 계수를 이용한 최적화 기법으로 수신 심볼과 가장 가까운 다차원 심볼을 검출한다. The
또한, 각 심볼을 비트에 대한 1차 함수로 표현하고 각 비트에 대한 초평면(hyperplane) 상의 송신 심볼과 수신 심볼 사이의 거리를 상기 다차원 심볼의 경우와 마찬가지 방법을 사용하여 계산함으로써 각 비트에 대한 연판정을 내릴 수 있다.In addition, each symbol is represented as a first-order function of bits, and the distance between the transmit and receive symbols on the hyperplane for each bit is calculated using the same method as that of the multi-dimensional symbol. Decisions can be made.
이러한 다차원 심볼 검출 및 이를 적용한 연판정에 대해서는 이하 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Such multi-dimensional symbol detection and soft decision using the same will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 다차원 심볼 검출 과정을 보인 도면이다.First, FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic multidimensional symbol detection process according to an embodiment of the present invention.
즉, 상기 도 2에 보인 바에 따르면, 다차원 심볼 검출 과정은 입력단계(S110), 제1 다차원 심볼 설정단계(S120), 변화율 계산단계(S130), 갱신단계(S140), 반복 갱신 여부 판단단계(S150) 및 제2 다차원 심볼 검출 단계(S160)를 포함하고, 각 단계별로 설명하면 다음과 같다.That is, as shown in FIG. 2, the multi-dimensional symbol detection process includes an input step (S110), a first multi-dimensional symbol setting step (S120), a change rate calculation step (S130), an update step (S140), and an iterative update determination step ( S150) and the second multi-dimensional symbol detection step S160, which will be described for each step as follows.
입력단계(S110)는 복조기(220) 및 채널추정기(230)로부터 각각 수신 심볼 벡터(Y) 및 추정된 채널모델(H)을 입력받는 단계이다.The input step S110 is a step of receiving the received symbol vector Y and the estimated channel model H from the
제1 다차원 심볼 결정단계(S120)는 전송 가능한 임의의 제1 다차원 심볼로 초기화하는 단계이다. 여기서, 전송 가능한 제1 다차원 심볼은 송신단(100)과 수신단(200) 사이에 합의되어 수신단이 이미 알고 있는 심볼 집합에 속하는 다차원 심볼이다. 또한, 상기 단계(S120)에서 초기화가 가능한 제1 다차원 심볼은 다른 검출기로부터 출력된 다차원 심볼을 포함할 수 있다. 즉, 선형 검출 방법(linear detection)등을 이용해 수신 신호 Y 와 채널모델 H로부터 추정한 송신 다차원 심볼일 수 있다. 예를 들어, H의 역행렬과 Y의 곱으로 추정한 송신 다차원 심볼을 이용할 수 있다. 이로써, 비교적 작은 거리를 가지는 다차원 심볼을 이미 검출했다면 이를 활용할 수 있도록 한다.The first multidimensional symbol determination step (S120) is a step of initializing an arbitrary first multidimensional symbol that can be transmitted. Here, the first multidimensional symbol that can be transmitted is a multidimensional symbol that is agreed between the transmitting
변화율 계산단계(S130)는 상기 단계(S120)에서 설정한 제1 다차원 심볼을 구 성하는 각 심볼에 대한 거리 함수의 변화율을 계산한다.The change rate calculation step S130 calculates a change rate of a distance function for each symbol constituting the first multidimensional symbol set in the step S120.
갱신단계(S140)는 상기 제1 다차원 심볼 중에서 변화율이 음수인 소정의 심볼을 선택하여 상기 심볼에 대한 변화율 즉 상기 변화율 계산단계(S130)에서 계산한 변화율과 반대방향으로 갱신을 수행한다. 이로써, 상기 제1 다차원 심볼 즉 다차원 송신 심볼과 수신 심볼 사이의 거리를 점진적으로 줄여 나간다. 여기서, 구체적인 갱신과정은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.In the update step S140, a predetermined symbol having a negative change rate is selected from the first multi-dimensional symbols to update in a direction opposite to the change rate calculated in the change rate calculation step S130. As a result, the distance between the first multidimensional symbol, that is, the multidimensional transmission symbol and the received symbol is gradually reduced. Here, a specific update process will be described with reference to FIG. 3.
반복 갱신 여부 판단단계(S150)는 상기 단계 즉, 제1 다차원 심볼 설정단계(S120), 변화율 계산단계(S130) 및 갱신단계(S140)의 반복 수행 여부를 판단하는 단계이다. 즉, 상기 반복 갱신 여부 판단 결과, 반복 갱신을 수행하기로 한 경우 상기 갱신된 심볼을 상기 제1 다차원 심볼에 적용하여 상기 단계(S130, S140)를 반복한다. 또한, 상기 반복 갱신 여부 판단 결과, 반복 갱신을 수행하지 않기로 한 경우 다음 단계(S160)를 수행한다.The iterative update determination step (S150) is a step of determining whether the above steps, that is, the first multidimensional symbol setting step (S120), the change rate calculation step (S130), and the updating step (S140) are repeatedly performed. That is, as a result of determining whether to repeat the update, if the repeated update is to be performed, the steps S130 and S140 are repeated by applying the updated symbol to the first multi-dimensional symbol. In addition, if it is determined that the repeated update is not to be performed as a result of the repeated update, the next step (S160) is performed.
제2 다차원 심볼 검출 단계(S160)는 상기 반복 갱신 여부 판단단계(S150)에서 반복 갱신을 수행하지 않기로 한 경우, 상기 갱신된 심볼로 구성된 제2 다차원 심볼을 출력한다. 즉 여기서, 제2 다차원 심볼은 상기 반복 갱신을 통하여 검출된 최대 우도의 제1 다차원 심볼을 의미한다.The second multi-dimensional symbol detection step S160 outputs a second multi-dimensional symbol composed of the updated symbols when the repeated update is not to be performed in the iterative update determination step S150. That is, the second multidimensional symbol means the first multidimensional symbol having the maximum likelihood detected through the iterative update.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세부적인 다차원 심볼 검출 과정을 보인 도면으로서, 도 2와 중복되는 단계에 대한 설명은 생략하기로 한다.3 is a diagram illustrating a detailed multi-dimensional symbol detection process according to an exemplary embodiment of the present invention, and a description of the steps overlapping with FIG. 2 will be omitted.
즉, 상기 도 3에 보인 바에 따르면, 먼저 채널모델(H) 및 수신심볼(Y)이 입력된다(S210).That is, as shown in FIG. 3, the channel model H and the reception symbol Y are first input (S210).
다음, 전송 가능한 제1 다차원 심볼로 초기화한다(S220). 이때, 제1 다차원 심볼 벡터는 아래 수학식 1과 같다.Next, it initializes to a first multidimensional symbol that can be transmitted (S220). In this case, the first multidimensional symbol vector is represented by
여기서, 는 제1 다차원 심볼 벡터이고, 는 제1 다차원 심볼 벡터를 구성하는 각각 인덱스 (k=1, 2, nT)에 해당하는 심볼 벡터이다.here, Is the first multidimensional symbol vector, Is a symbol vector corresponding to an index (k = 1, 2, n T ) constituting the first multidimensional symbol vector.
다음, 제1 다차원 심볼 벡터 를 구성하는 각 심볼 벡터()에 대한 변화율을 계산한다(S230).Next, the first multidimensional symbol vector Each symbol vector ( Calculate the rate of change for (S230).
이때, 변화율은 거리 함수를 복소 심볼의 실수부 및 허수부로 편미분하여 획득한다. 여기서 거리 함수 f(X)는 다차원 복소 공간 상에서 수신한 다차원 심볼과 전송 가능한 송신 심볼 사이의 거리를 나타내며 아래 수학식 2와 같다.In this case, the rate of change is obtained by partial-dividing the distance function into the real part and the imaginary part of the complex symbol. Here, the distance function f (X) represents a distance between the multi-dimensional symbol received in the multi-dimensional complex space and the transmittable symbol and is expressed by Equation 2 below.
여기서, Y는 차원 수신 심볼 벡터이고 H는 안테나 간 크로스토크를 표현하는 채널 모델로서 행렬이다. 이러한 수신 심볼 벡터(Y)에 대한 우도를 높이는 문제는 거리 함수f(X)를 최소화하는 문제로 귀착한다. Where Y is Is a dimensional received symbol vector and H is a channel model representing crosstalk between antennas It is a matrix. The problem of increasing the likelihood for the received symbol vector Y results in a problem of minimizing the distance function f (X).
다음, 거리 함수의 변화율은 거리 함수를 복소 심볼의 실수부 및 허수부로 편미분하여 획득하며, 아래 수학식 2, 3을 이용한다.Next, the rate of change of the distance function is obtained by partial derivative of the distance function into the real part and the imaginary part of the complex symbol. Equations 2 and 3 are used.
여기서, 는 k번째 심볼 벡터()의 실수부의 변화율이고 는 k번째 심볼 벡터()의 허수부의 변화율이고, k는 1, 2 ㆍㆍㆍ 를 포함하고 는 송신 심볼 벡터의 차원이다. 또한, 및 는 각각 거리 함수를 다차원 심볼의 근방에서 평면으로 근사할 때의 기울기 중에서 실/허수부에 비례하는 정도 및 허수부/실수부에 비례하는 정도이며, 과 는 다차원 심볼의 실수부/허수부 값에 영향을 받지 않는 상수이다. 이때, , , 및 는 상기 제1 다차원 심볼 설정단계(S120)에서 미리 계산해두어, 반복계산을 피할 수 있다.here, Is the kth symbol vector ( Is the rate of change of the real part of Is the kth symbol vector ( ) Is the rate of change of the imaginary part of k, k is 1, 2 Including Is the dimension of the transmit symbol vector. Also, And Are proportional to the real / imaginary part and proportional to the imaginary part / real part of the inclinations when the distance function is approximated to the plane in the vicinity of the multidimensional symbol. and Is a constant that is not affected by the real / imaginary part value of a multidimensional symbol. At this time, , , And Calculate in advance in the first multi-dimensional symbol setting step (S120), it is possible to avoid iterative calculation.
다음, 변화율이 음수인 소정의 심볼을 선택하여 전송 가능한 범위 내에서 변 화율의 반대방향으로 갱신을 수행한다(S240).Next, a predetermined symbol having a negative change rate is selected and updated in the opposite direction to the change rate within a transmittable range (S240).
이때, 먼저 상기 단계(S230)에서 계산한 변화율의 실수부 및 허수부의 절대값이 최대값을 가지는 심볼을 선택한다(S241). 여기서, 심볼의 선택은 아래 수학식 5를 이용한다.At this time, first, a symbol in which the absolute values of the real part and the imaginary part of the change rate calculated in the step S230 has the maximum value is selected (S241). Here, the symbol is selected using Equation 5 below.
즉, r은 실수부의 변화율의 절대값이 최대가 되는 인덱스이다. 또한, i는 허수부의 변화율의 절대값이 최대가 되는 인덱스이다.In other words, r is an index at which the absolute value of the rate of change of the real part becomes maximum. I is an index in which the absolute value of the rate of change of the imaginary part becomes maximum.
다음, 상기 단계(S241)에서 선택한 심볼의 실수부의 절대값과 허수부의 절대값의 크기를 비교한다(S242). 이때, 비교 식은 아래 수학식 6과 같다.Next, the absolute value of the real part of the symbol selected in the step S241 and the magnitude of the absolute value of the imaginary part are compared (S242). At this time, the comparison expression is as shown in Equation 6 below.
여기서, 은 상기 단계(S241)에서 선택한 인덱스 r에 해당하는 심볼 벡터의 실수부의 변화율이고, 는 상기 단계(S241)에서 선택한 인덱스 i 에 해당하는 심볼 벡터의 허수부의 변화율이다.here, Is the rate of change of the real part of the symbol vector corresponding to the index r selected in step S241, Is the rate of change of the imaginary part of the symbol vector corresponding to the index i selected in step S241.
상기 단계(S242)에서의 비교 결과, 상기 실수부의 절대값()이 상기 허수부의 절대값()보다 큰 경우 상기 실수부의 변화율()에 반대 방향으로 상기 심볼의 실수부()를 갱신한다.As a result of the comparison in step S242, the absolute value of the real part ( Is the absolute value of the imaginary part ( If greater than the rate of change of the real part ( The real part of the symbol in the opposite direction to ).
또는, 상기 단계(S242)에서의 비교 결과, 상기 허수부의 절대값()이 상기 실수부의 절대값()보다 큰 경우 상기 허수부의 변화율()에 반대 방향으로 상기 심볼의 허수부()를 갱신한다.Or, as a result of the comparison in step S242, the absolute value of the imaginary part ( Is the absolute value of the real part ( If greater than the rate of change of the imaginary part ( The imaginary part of the symbol in the opposite direction to ).
이때, 상기 심볼의 실수부 ()또는 허수부()의 갱신은 각각 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.At this time, the real part of the symbol ( ) Or imaginary part ( ) Is updated through the following process.
먼저, 상기 심볼의 실수부()를 갱신하는 경우 상기 실수부의 변화율()의 부호를 확인한다(S243). 즉 이 양(+)인지 음(-)인지 여부를 확인한다.First, the real part of the symbol ( ), The rate of change of the real part ( Check sign (S243). In other words Check whether this is positive or negative.
상기 단계(S243)에서의 확인 결과, 상기 실수부의 변화율()의 부호가 양(+)인 경우 상기 실수부()를 감소한다(S244).As a result of checking in the step S243, the rate of change of the real part ( Is a positive sign, the real part ( Decrease (S244).
상기 확인 결과, 상기 실수부의 변화율()의 부호가 음(-)인 경우 상기 실수부()를 증가한다(S245).As a result of the confirmation, the rate of change of the real part ( ) Sign is negative, the real part ( Increase (S245).
한편, 상기 심볼의 허수부()를 갱신하는 경우 상기 허수부의 변화율()의 부호를 확인한다(S246). 즉 가 양(+)인지 음(-)인지 여부를 확인한다.Meanwhile, the imaginary part of the symbol ( ), The rate of change of the imaginary part ( Check sign (S246). In other words Checks whether is positive or negative.
상기 단계(S246)에서의 확인 결과, 상기 허수부의 변화율()의 부호가 양(+)인 경우 상기 허수부()를 감소한다(S247).As a result of checking in the step S246, the rate of change of the imaginary part ( The sign of the imaginary part ( ) (S247).
상기 단계(S246)에서의 확인 결과, 상기 허수부의 변화율()의 부호가 음(-)인 경우 상기 허수부()를 증가한다(S248).As a result of checking in the step S246, the rate of change of the imaginary part ( If the sign of the negative sign (-) the imaginary part ( Increase (S248).
다음, 상기 단계(S241)를 통해 갱신이 이루어진 심볼을 적용한 다차원 심볼의 거리 함수()가 특정 임계치()를 초과하는지를 판단함으로써 반복 갱신 여부를 판단한다(S249).Next, the distance function of the multi-dimensional symbol applying the updated symbol through the step (S241) ( ) Has a certain threshold ( It is determined whether or not to repeat the update by determining whether or not (S249).
상기 단계(S249)에서의 판단 결과, 상기 다차원 심볼의 거리함수()가 특정 임계치()를 초과하는 경우 상기 단계(S230, S240)를 반복한다.As a result of the determination in step S249, the distance function of the multi-dimensional symbol ( ) Has a certain threshold ( If is exceeded) repeat the steps (S230, S240).
그러나, 상기 단계(S249)의 판단 결과, 상기 다차원 심볼의 거리함수()가 특정 임계치() 미만인 경우 해당하는 다차원 심볼 벡터()출력한다(S250). 즉 이때의 다차원 심볼 벡터()가 최대 우도의 제2 다차원 심볼 벡터이다.However, as a result of the determination in step S249, the distance function of the multi-dimensional symbol ( ) Has a certain threshold ( Less than), the corresponding multidimensional symbol vector ( The output (S250). That is, the multidimensional symbol vector ( ) Is the second multidimensional symbol vector of maximum likelihood.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다차원 심볼 과정을 적용한 비트별 연판정 과정을 보인 도면이다. 4 is a diagram illustrating a bit-by-bit soft decision process applying a multi-dimensional symbol process according to an embodiment of the present invention.
즉, 상기 도 4에 보인 바에 따르면, 연판정 과정은 먼저 상기 도 3에 보인 방법 등을 이용해 수신 심볼과 가장 가까운 제2 다차원 심볼을 검출하고 수신 심볼 과의 거리를 저장한다(S310, S320). 즉 상기 단계(S310, S320)를 통하여 제1 연판정을 수행한다.That is, as shown in FIG. 4, the soft decision process first detects the second multi-dimensional symbol closest to the received symbol by using the method shown in FIG. 3 and the like and stores distances from the received symbol (S310 and S320). That is, the first soft decision is performed through the steps S310 and S320.
그러면, 임의의 특정 제1 비트를 선택하여 상기 제2 다차원 심볼의 제1 비트를 토글한다(S330). 이때, 토글은 제1 비트의 값이 '0'이라면 '1로' 변경한다.Then, the first bit of the second multidimensional symbol is toggled by selecting a specific first bit (S330). At this time, the toggle changes to '1' if the value of the first bit is '0'.
그러면, 제2 다차원 심볼을 구성하는 각 심볼에 대해 비트 별로 거리 함수의 변화율을 계산한다(S340). 즉 상기 제1 다차원 심볼을 구성하는 각 심볼을 비트에 대한 1차 함수로 표현하여 각 비트에 대한 초평면 상의 심볼과 수신 심볼 사이의 거리함수에 대한 변화율을 계산한다. 이때, 각 비트별 거리함수의 변화율은 복소 심볼의 실수부 및 허수부를 이진변수의 선형 결합으로 표현한다. Then, the rate of change of the distance function for each bit is calculated for each symbol constituting the second multidimensional symbol (S340). That is, the rate of change of the distance function between the symbol on the hyperplane and the received symbol is calculated by expressing each symbol constituting the first multidimensional symbol as a linear function of bits. In this case, the rate of change of the distance function for each bit is expressed by linear combination of binary variables of the real part and the imaginary part of the complex symbol.
그리고, 상기 단계(S330)에서 선택한 제1 비트를 제외한 제2 다차원 심볼의 비트 중에서 변화율이 음수인 비트를 선택하여 토글함으로써 제2 다차원 심볼을 갱신한다(S350). 이때, 갱신은 보다 구체적으로, 먼저 변화율의 실수부 및 허수부의 절대값이 최대인 비트를 선택한다. 그리고 선택한 비트의 실수부 및 허수부를 그 변화율의 부호와 반대방향으로 증가 또는 감소시킨다. 즉 부호가 양(+, positive)이면 감소시키고, 음(-, negative)이면 감소시킨다.The second multi-dimensional symbol is updated by selecting and toggling a bit having a negative rate of change among the bits of the second multi-dimensional symbol except for the first bit selected in the step S330 (S350). At this time, more specifically, the update first selects the bit with the largest absolute value of the real part and the imaginary part of the change rate. The real part and the imaginary part of the selected bit are increased or decreased in the opposite direction to the sign of the rate of change. In other words, if the sign is positive, it decreases. If it is negative, it decreases.
여기서, 상기 단계(S340, S350)는 도 2 내지 도 3을 참조로 하여 설명한 다차원 심볼 방법을 심볼 대신 비트 단위로 적용하여 이루어지는 것으로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the steps S340 and S350 are performed by applying the multi-dimensional symbol method described with reference to FIGS. 2 to 3 in units of bits instead of symbols, and a detailed description thereof will be omitted.
그러면, 갱신 반복 여부를 판단(S360)하여 갱신을 반복하기로 한 경우, 상기 단계(S340, S350)를 반복한다. Then, if it is determined whether to repeat the update (S360) to repeat the update, the steps (S340, S350) are repeated.
또한, 갱신을 반복하지 않기로 한 경우, 갱신된 제2 다차원 심볼과 수신 심볼과의 거리를 구하고, 상기 단계(S320)에서 저장한 거리와의 비로 상기 제1 비트에 대한 신뢰도를 결정하는 제2 연판정을 수행한다(S370). In addition, if the update is not to be repeated, a second sequence for determining the distance between the updated second multi-dimensional symbol and the received symbol and determining the reliability of the first bit based on the ratio of the distance stored in the step S320. The determination is performed (S370).
이로써, 상기 갱신할 비트를 선택하는 단계(S350)에서 특정 비트 즉 제1 비트를 갱신 후보에서 제외함으로써 특정 비트의 갱신을 제어하여 각 비트에 대한 연판정을 내리는데 활용할 수 있다. 또한, 각 비트에 대한 연판정을 독립적으로 수행하므로 병렬 처리가 가능하다.Accordingly, by selecting a bit to be updated (S350), the specific bit, that is, the first bit, is excluded from the update candidate, thereby controlling the update of the specific bit and making a soft decision on each bit. In addition, since the soft decision for each bit is performed independently, parallel processing is possible.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Implementation may be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.
그리고 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also within the scope of the present invention.
전술한 구성에 의하여, 최소 거리의 심볼을 점진적으로 구해 나가기 때문에 연산 시간으로 연산의 복잡도와 성능을 제어할 수 있다. 또한, 다른 검출기의 후처리 도구로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.By the above-described configuration, since the symbol of the minimum distance is gradually obtained, the complexity and performance of the operation can be controlled by the calculation time. It also provides an effect that can be used as a post-processing tool for other detectors.
또한, 심볼을 구성하는 각 비트에 대한 연판정을 독립적으로 수행하여 병렬 처리가 가능한 효과를 제공한다.In addition, the soft decision on each bit constituting the symbol is independently performed to provide the effect of parallel processing.
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