KR101528454B1 - Apparatus and method for detecting maximum likelihood, receiver and communication system employing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 최대 우도 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 수신기 및 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a maximum likelihood detection apparatus and method, a receiver using the same, and a communication system.
본 발명은 과제번호 1415107372, "고해상도 영상정보 수집용 Gbps급 초고속 초저전력 무선통신 SoC연구"에 관한 연구과제의 결과물이다.The present invention is the result of a research project on the task number 1415107372, "Gbps high speed ultra low power wireless communication SoC research for high resolution image information collection ".
수신기에서 수신 신호를 복조하기 위해, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중 최대 우도(maximum likelihood)에 해당하는 심볼을 검출하는 기법이 사용되고 있다. 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하는 기법으로 스피어 디코딩(sphere decoding)이 있으나, 이 기법은 안테나의 개수가 늘어남에 따라 연산 복잡도가 기하급수적으로 증가하는 단점을 갖는다.In order to demodulate a received signal at a receiver, a technique of detecting a symbol corresponding to a maximum likelihood among symbols estimated as a transmission symbol is used. Sphere decoding is a technique for detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood. However, this technique has disadvantages that the computational complexity increases exponentially as the number of antennas increases.
최근에는 준정부호 이완법(semidefinite relaxation)이라는 기법이 소개되어 최대 우도 검출 시 선형적인 알고리즘을 통해 해를 구하는 방법이 제시된 바 있다. 그러나, 이 방법은 노이즈가 없는 이상적인 환경에서는 최대 우도를 가질 것으로 예상되는 심볼들을 판별할 수 있으나, 노이즈가 존재하는 실제 통신 환경에서는 이 방법에 의해 판별된 심볼들 중에 최대 우도를 갖는 심볼이 포함되어 있지 않을 가능성이 존재한다.In recent years, a technique called semidefinite relaxation has been introduced, and a method has been proposed for finding the solution through a linear algorithm in detecting maximum likelihood. However, this method can discriminate symbols that are expected to have maximum likelihood in an ideal environment without noise, but in a real communication environment in which noise exists, symbols having maximum likelihood are included among the symbols determined by this method There is a possibility that it is not.
본 발명의 실시예는 노이즈가 존재하는 실제 환경에서도 정확하게 최대 우도를 검출할 수 있는 최대 우도 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 수신기 및 통신 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a maximum likelihood detection apparatus and method that can accurately detect a maximum likelihood even in an actual environment in which noise exists, and a receiver and a communication system using the same.
본 발명의 실시예는 종래에 비해 최대 우도를 검출하기 위한 연산 복잡도가 낮은 최대 우도 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 수신기 및 통신 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Embodiments of the present invention aim to provide a maximum likelihood detection apparatus and method with low computational complexity for detecting a maximum likelihood, and a receiver and a communication system using the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 최대 우도 검출 장치는, 수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 기 설정된 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 최대 우도 후보 심볼 판별부; 및 상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 최대 우도 검출부;를 포함할 수 있다.A maximum likelihood detection apparatus according to an embodiment of the present invention detects a maximum likelihood value by using information on a received symbol and a channel to determine a maximum likelihood value for discriminating symbols in which all diagonal elements in a predetermined discriminant- Candidate symbol discrimination unit; And a maximum likelihood detector for detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood among the determined symbols to determine the symbol as the transmission symbol.
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는: 상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
상기 판별식 행렬의
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는: 상기 성분들을 전개하여 c11 내지 cMM 을 소거한
상기 최대 우도 검출부는: 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서, 상기 채널 행렬에 상기 최대 우도 후보 심볼의 벡터를 곱하여 얻은 벡터와 상기 수신 심볼의 벡터 간 유클리디안 거리가 가장 짧은 최대 우도 후보 심볼을 상기 송신 심볼로 결정할 수 있다.The maximum likelihood candidate symbol having a shortest Euclidean distance between a vector obtained by multiplying the channel matrix by a vector of the maximum likelihood candidate symbol and a vector of the received symbol among at least one maximum likelihood candidate symbol, It can be determined as a transmission symbol.
상기 최대 우도 검출부는: 상기 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼
본 발명의 일 실시예에 따른 최대 우도 검출 방법은, 수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 기 설정된 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 단계; 및 상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.The maximum likelihood detection method according to an embodiment of the present invention includes the steps of discriminating symbols in which all diagonal elements in a predetermined discriminant matrix are positive among symbols estimated as transmission symbols using information on received symbols and channels; And determining a symbol corresponding to the maximum likelihood among the determined symbols as the transmission symbol.
상기 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 단계는: 상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
상기 판별식 행렬의
상기 송신 심볼로 추정되는 각각의 심볼을 대입하는 단계는: 상기 성분들을 전개하여 c11 내지 cMM를 소거한
상기 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 송신 심볼로 결정하는 단계는: 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서, 상기 채널 행렬에 상기 최대 우도 후보 심볼의 벡터를 곱하여 얻은 벡터와 상기 수신 심볼의 벡터 간 유클리디안 거리가 가장 짧은 최대 우도 후보 심볼을 상기 송신 심볼로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood and determining the symbol as a transmission symbol includes: a step of calculating, from at least one maximum likelihood candidate symbol, a vector obtained by multiplying the channel matrix by a vector of the maximum likelihood candidate symbol, And determining the maximum likelihood candidate symbol having the shortest clidian distance as the transmission symbol.
상기 유클리디안 거리가 가장 짧은 최대 우도 후보 심볼을 송신 심볼로 결정하는 단계는: 상기 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼
본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는, 송신기로부터 송신된 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나; 및 상기 안테나를 통해 수신된 신호를 복조하는 복조기를 포함하되, 상기 복조기는: 수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 기 설정된 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 최대 우도 후보 심볼 판별부; 및 상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 최대 우도 검출부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a receiver including: at least one antenna for receiving a signal transmitted from a transmitter; And a demodulator for demodulating a signal received through the antenna, wherein the demodulator comprises: a demodulator for demodulating the received symbol and the channel, the demodulator including: A maximum likelihood candidate symbol discriminator for discriminating symbols; And a maximum likelihood detector for detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood among the determined symbols to determine the symbol as the transmission symbol.
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는: 상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
상기 최대 우도 검출부는: 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서, 상기 채널 행렬에 상기 최대 우도 후보 심볼의 벡터를 곱하여 얻은 벡터와 상기 수신 심볼의 벡터 간 유클리디안 거리가 가장 짧은 최대 우도 후보 심볼을 상기 송신 심볼로 결정할 수 있다.The maximum likelihood candidate symbol having a shortest Euclidean distance between a vector obtained by multiplying the channel matrix by a vector of the maximum likelihood candidate symbol and a vector of the received symbol among at least one maximum likelihood candidate symbol, It can be determined as a transmission symbol.
상기 최대 우도 검출부는: 상기 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼
본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템은, 송신할 신호를 변조하는 변조기, 및 상기 변조된 신호를 송신하는 적어도 하나의 안테나를 포함하는 송신기; 및A communication system according to an embodiment of the present invention includes a transmitter including a modulator for modulating a signal to be transmitted, and at least one antenna for transmitting the modulated signal; And
상기 송신기로부터 송신된 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나, 및 수신된 신호를 복조하는 복조기를 포함하는 수신기를 포함하되, 상기 수신기는: 수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 기 설정된 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 최대 우도 후보 심볼 판별부; 및 상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 최대 우도 검출부;를 포함할 수 있다.A receiver including at least one antenna for receiving a signal transmitted from the transmitter, and a demodulator for demodulating a received signal, the receiver comprising: means for estimating a transmission symbol A maximum likelihood candidate symbol discriminator for discriminating symbols whose diagonal elements in all of the predetermined discriminant matrices are all positive; And a maximum likelihood detector for detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood among the determined symbols to determine the symbol as the transmission symbol.
본 발명의 실시예에 따른 최대 우도 검출 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.The maximum likelihood detection method according to the embodiment of the present invention may be implemented as a program that can be executed by a computer, and may be recorded in a computer-readable recording medium.
본 발명의 실시예에 따른 최대 우도 검출 방법은 컴퓨터와 결합되어 실행하기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.A maximum likelihood detection method according to an embodiment of the present invention may be implemented by a computer program stored in a medium for execution in combination with the computer.
본 발명의 실시예에 따르면, 노이즈가 존재하는 실제 환경에서도 정확하게 최대 우도를 검출할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the maximum likelihood can be accurately detected even in a real environment in which noise exists.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래에 비해 최대 우도를 검출하기 위한 연산 복잡도가 줄어들 수 있다. 특히, 다수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하기 위해 요구되는 리소스 및 처리 시간을 대폭 경감시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the computational complexity for detecting the maximum likelihood can be reduced compared to the conventional art. In particular, in a multi-input multi-output (MIMO) system in which data is transmitted and received using a plurality of antennas, resources and processing time required for detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood can be greatly reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 우도 검출 기술이 적용되는 통신 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복조기의 예시적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 우도 검출 방법의 예시적인 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a communication system to which a maximum likelihood detection technique according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is an exemplary block diagram of a demodulator according to one embodiment of the present invention.
3 is an exemplary flowchart of a maximum likelihood detection method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms' comprise 'and / or various forms of use of the verb include, for example,' including, '' including, '' including, '' including, Steps, operations, and / or elements do not preclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations, and / or components. The term 'and / or' as used herein refers to each of the listed configurations or various combinations thereof.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.It should be noted that the terms such as '~', '~ period', '~ block', 'module', etc. used in the entire specification may mean a unit for processing at least one function or operation. For example, a hardware component, such as a software, FPGA, or ASIC. However, '~ part', '~ period', '~ block', '~ module' are not meant to be limited to software or hardware. Modules may be configured to be addressable storage media and may be configured to play one or more processors. ≪ RTI ID = 0.0 >
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다. Thus, by way of example, the terms 'to', 'to', 'to block', 'to module' refer to components such as software components, object oriented software components, class components and task components Microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and the like, as well as components, Variables. The functions provided in the components and in the sections ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ' , '~', '~', '~', '~', And '~' modules with additional components.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 우도 검출 기술이 적용되는 통신 시스템(10)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a
본 발명의 일 실시예에 따른 최대 우도 검출 기술은 통신 시스템(10)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 최대 우도 검출 기술은 송신기(100)와 수신기(200)에 각각 다수의 안테나가 구비되어 데이터를 주고 받는 MIMO 시스템에 적용될 수 있다.The maximum likelihood detection technique according to an embodiment of the present invention can be applied to the
이하에서는 송신기(100)에 M 개의 안테나가 구비되고 수신기(200)에 N 개의 안테나가 구비되는 MIMO 시스템을 기초로 본 발명의 실시예에 따른 최대 우도 검출 기술을 설명하나, 상기 송신기(100)의 안테나 개수는 하나가 될 수도 있으며, 상기 수신기(200)의 안테나 개수는 하나가 될 수도 있다.Hereinafter, a maximum likelihood detection technique according to an embodiment of the present invention will be described based on a MIMO system in which M antennas are provided in a
상기 통신 시스템(10)에서 상기 송신기(100) 및 상기 수신기(200)는 각각 소정의 방식으로 신호를 변조 및 복조할 수 있다. 신호의 변복조를 위해, 상기 송신기(100)는 송신할 신호를 변조하는 변조기(1101 내지 110M)를 포함할 수 있으며, 상기 수신기(200)는 수신된 신호를 복조하는 복조기(2201 내지 220N)를 포함할 수 있다.In the
이하에서는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식을 통해 신호를 변조 및 복조하는 통신 시스템(10)을 기초로 본 발명의 실시예를 설명하나, 상기 변복조 방식은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on a
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복조기(220)의 예시적인 블록도이다.2 is an exemplary block diagram of a
상기 복조기(220)는 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서, 수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 최대 우도를 갖는 심볼을 검출함으로써 송신 심볼을 복조할 수 있다.The
상기 복조기(220)는 최대 우도를 검출하기 위한 알고리즘을 실행할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 최대 우도를 검출하여 송신 심볼을 복조하는 소정의 하드웨어로 구성될 수도 있다.The
도 2를 참조하면, 상기 복조기(220)는 최대 우도 후보 심볼 판별부(221) 및 최대 우도 검출부(222)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 최대 우도 후보 심볼 판별부(221)는 수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 기 설정된 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별할 수 있다. 그러고 나서, 상기 최대 우도 검출부(222)는 상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 송신 심볼로 결정할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the maximum likelihood
도 1과 같이 송신기(100)가 M 개의 안테나를 구비하고 수신기(200)가 N 개의 안테나를 구비하는 MIMO 시스템에서 송신 심볼과 수신 심볼 간의 관계는 아래의 수학식과 같이 정의될 수 있다.1, a relation between a transmission symbol and a reception symbol in a MIMO system in which a
여기서,
복소 행렬을 이용하지 않기 위해, 위 수학식 1은 아래의 수학식과 같이 실수로 구성된 행렬로 변환될 수 있다.In order not to use a complex matrix, Equation (1) can be converted into a matrix composed of real numbers as shown in the following equation.
여기서,
전술한 바와 같이, 상기 통신 시스템(10)이 QPSK 방식으로 신호를 변조하는 경우, 송신 심볼로 추정되는 심볼들은 QPSK의 성상점(constellation points)에 대응하여
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 최대 우도 후보 심볼 판별부(221)는 송신 심볼로 추정되는 심볼
다시 말해, 송신 심볼로 추정되는 다수의 심볼들 중에서 최대 우도를 가질 것으로 예상되는 최대 우도 후보 심볼을 판별하기 위해, 본 발명의 실시예는 위 수학식 3에 해당하는 판별식 행렬을 사용할 수 있다.In other words, in order to determine the maximum likelihood candidate symbol that is expected to have the maximum likelihood among a plurality of symbols estimated as the transmission symbol, the embodiment of the present invention can use the discriminant equation matrix corresponding to the above equation (3).
그러고 나서, 상기 최대 우도 후보 심볼 판별부(221)는 상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 최대 우도 후보 심볼 판별부(221)는 상기 심볼
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 판별식 행렬의
여기서,
일 실시예에 따르면, 상기 최대 우도 후보 심볼 판별부(221)는 상기 M 개의 대각선 원소들로 구성된 수학식 5와 같은 벡터의 성분들에 상기 송신 심볼로 추정되는 i 번째 심볼
다른 실시예에 따르면, 수학식 5에 정의된 벡터의 성분들을 아래의 수학식과 같이 전개하여 c11 내지 cMM 을 소거할 수 있다.According to another embodiment, the components of the vector defined in Equation (5) can be expanded as shown in the following equation to cancel c 11 to c MM .
이 실시예에 따르면, 상기 최대 우도 후보 심볼 판별부(221)는 수학식 6과 같은 M 개의 성분들에 상기 송신 심볼로 추정되는 i 번째 심볼
즉, 상기 송신 심볼로 추정되는 심볼들
본 발명의 발명자는 수학식 7과 같은 조건을 만족하는 최대 우도 후보 심볼 중에 반드시 최대 우도에 해당하는 해가 존재함을 발견하였다. 다시 말해, 노이즈의 존재 여부와 관계없이, 전술한 본 발명의 실시예에 따라 상기 송신 심볼로 추정되는 심볼들로부터 결정된 최대 우도 후보 심볼 중에는 반드시 최대 우도에 해당하는 해가 존재한다.The inventor of the present invention has found that there is always a solution corresponding to the maximum likelihood among the maximum likelihood candidate symbols satisfying the condition of Equation (7). In other words, irrespective of the presence or absence of noise, there exists a solution corresponding to the maximum likelihood in the maximum likelihood candidate symbols determined from the symbols estimated with the transmission symbol according to the above-described embodiment of the present invention.
그 결과, 종래의 준정부호 이완법과 달리, 본 발명의 실시예는 노이즈가 존재하는 실제 통신 환경에서도 최대 우도를 갖는 심볼을 정확하게 판별할 수 있다.As a result, unlike the conventional quasi-symmetric key relaxation method, the embodiment of the present invention can accurately discriminate symbols having maximum likelihood even in an actual communication environment in which noise exists.
나아가, 본 발명의 실시예에 따르면, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 최대 우도 후보 심볼을 판별할 시, 수학식 3과 같은 판별식 행렬로부터 고유값(eigen value)을 계산할 필요 없이, 단지 대각선 원소들의 부호만을 판별함으로써 상기 최대 우도 후보 심볼을 판별할 수 있어 연산 복잡도가 감소하는 장점을 갖는다.Further, according to the embodiment of the present invention, when determining the maximum likelihood candidate symbol among the symbols estimated by the transmission symbol, it is not necessary to calculate an eigenvalue from the discriminant equation matrix as shown in equation (3) The maximum likelihood candidate symbol can be discriminated and the computational complexity can be reduced.
상기 최대 우도 후보 심볼이 결정되면, 상기 최대 우도 검출부(222)는 상기 최대 우도 후보 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 송신 심볼로 결정할 수 있다.When the maximum likelihood candidate symbol is determined, the
일 실시예에 따르면, 상기 최대 우도 검출부(222)는 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서, 상기 채널 행렬에 상기 최대 우도 후보 심볼의 벡터를 곱하여 얻은 벡터와 상기 수신 심볼의 벡터 간 유클리디안 거리가 가장 짧은 심볼을 상기 송신 심볼로 결정할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 상기 최대 우도 검출부(222)는 상기 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서 아래의 수학식에 해당하는 심볼
여기서, ∥∥는 유클리디안 놈(Euclidean norm)이다.Where ∥∥ is the Euclidean norm.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 우도 검출 방법(20)의 예시적인 흐름도이다.3 is an exemplary flowchart of a maximum
상기 최대 우도 검출 방법(20)은 전술한 본 발명의 실시예에 따른 복조기(220)에 의해 수행될 수 있다. 상기 최대 우도 검출 방법(20)을 상기 복조기(220)에서 실행하기 위해, 상기 최대 우도 검출 방법(20)은 컴퓨터 프로그램으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.The maximum
도 3을 참조하면, 상기 최대 우도 검출 방법(20)은, 수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 기 설정된 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 단계(S21), 및 상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 단계(S22)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the maximum
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 단계(S21)는, 상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
일 실시예에 따르면, 상기 최대 우도 검출 방법(20)은 상기 판별식 행렬의
예를 들어, 상기 송신 심볼로 추정되는 심볼을 판별식 행렬에 적용하는 단계는, 상기 M 개의 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들에 상기 송신 심볼로 추정되는 각각의 심볼
또한, 상기 대각선 원소들의 부호를 판별하는 단계는, 상기 심볼
그리고, 상기 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 단계는, 상기 M 개의 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들이 모두 양수인 경우, 해당 심볼을 상기 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of determining the symbols, which are all positive diagonal elements, as the maximum likelihood candidate symbol includes determining the symbol as the maximum likelihood candidate symbol when all the components of the vector composed of the M diagonal elements are positive numbers can do.
다른 실시예에 따르면, 상기 송신 심볼로 추정되는 각각의 심볼을 대입하는 단계는, 상기 M 개의 성분들을 전개하여 c11 내지 cMM를 소거한
그 결과, 본 발명의 실시예는 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 송신 심볼로 결정하는 단계(S22)는, 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서, 상기 채널 행렬에 상기 최대 우도 후보 심볼의 벡터를 곱하여 얻은 벡터와 상기 수신 심볼의 벡터 간 유클리디안 거리가 가장 짧은 심볼을 상기 송신 심볼로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a step S22 of detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood and determining the symbol as a transmission symbol may include calculating a vector of the maximum likelihood candidate symbol in the channel matrix from among at least one maximum likelihood candidate symbol And determining a symbol having the shortest Euclidean distance between the vector obtained by multiplying the received symbol and the vector of the received symbol as the transmission symbol.
예를 들어, 상기 유클리디안 거리가 가장 짧은 심볼을 송신 심볼로 결정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼
전술한 본 발명의 실시예에 따른 최대 우도 검출 방법(20)은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 최대 우도 검출 방법(20)은 컴퓨터와 결합되어 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.The maximum
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made to the embodiments described above. The scope of the present invention is defined only by the interpretation of the appended claims.
10: 통신 시스템
100: 송신기
200: 수신기
220: 복조기
221: 최대 우도 후보 심볼 판별부
222: 최대 우도 검출부10: Communication system
100: Transmitter
200: receiver
220: Demodulator
221: maximum likelihood candidate symbol discrimination unit
222: maximum likelihood detector
Claims (19)
상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도(maximum likelihood)에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 최대 우도 검출부를 포함하며,
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는:
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
상기 심볼
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 상기 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 최대 우도 후보 심볼로 결정하며,
상기 판별식 행렬의
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는:
상기 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들에 상기 송신 심볼로 추정되는 각각의 심볼
상기 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들이 모두 양수인 경우, 해당 심볼을 상기 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 최대 우도 검출 장치.A maximum likelihood candidate symbol discriminator for discriminating symbols in which all diagonal elements in a predetermined discriminant matrix are positive among symbols estimated as transmission symbols using information on received symbols and channels; And
And a maximum likelihood detector for detecting a symbol corresponding to a maximum likelihood among the determined symbols to determine the symbol as the transmission symbol,
Wherein the maximum likelihood candidate symbol discriminator comprises:
The symbol estimated by the transmission symbol
The symbol
A symbol having a positive sign is used as a maximum likelihood candidate symbol among the symbols estimated by the transmission symbol,
The discriminant-
Wherein the maximum likelihood candidate symbol discriminator comprises:
Each of the symbols estimated as the transmission symbol to the components of the vector composed of the diagonal elements
And determines the corresponding symbol as the maximum likelihood candidate symbol when all the components of the vector composed of the diagonal elements are positive numbers.
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는:
상기 성분들을 전개하여 c11 내지 cMM 을 소거한
상기 전개한 성분들이 모두 양수인 경우, 해당 심볼을 상기 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 최대 우도 검출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the maximum likelihood candidate symbol discriminator comprises:
The components were expanded to erase c 11 to c MM
And determines the symbol as the maximum likelihood candidate symbol when all of the expanded components are positive numbers.
상기 최대 우도 검출부는:
적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서, 상기 채널 행렬에 상기 최대 우도 후보 심볼의 벡터를 곱하여 얻은 벡터와 상기 수신 심볼의 벡터 간 유클리디안 거리가 가장 짧은 최대 우도 후보 심볼을 상기 송신 심볼로 결정하는 최대 우도 검출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the maximum likelihood detector comprises:
A maximum likelihood candidate symbol having the shortest Euclidean distance between the vector of the received symbol and the vector obtained by multiplying the channel matrix by the vector of the maximum likelihood candidate symbol among the at least one maximum likelihood candidate symbol is determined as the transmission symbol Likelihood detection device.
상기 최대 우도 검출부는:
상기 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼
Wherein the maximum likelihood detector comprises:
The at least one maximum likelihood candidate symbol
상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 단계를 포함하며,
상기 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 단계는:
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
상기 심볼
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 상기 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 단계를 포함하며,
상기 판별식 행렬의
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼을 판별식 행렬에 적용하는 단계는:
상기 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들에 상기 송신 심볼로 추정되는 각각의 심볼
상기 대각선 원소들의 부호를 판별하는 단계는:
상기 심볼
상기 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 단계는:
상기 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들이 모두 양수인 경우, 해당 심볼을 상기 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 단계를 포함하는 최대 우도 검출 방법.A step of discriminating symbols in which all diagonal elements in a predetermined discriminant equation matrix are positive among symbols estimated as transmission symbols using information on received symbols and channels; And
Detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood among the determined symbols and determining the symbol as the transmission symbol,
Wherein the step of determining symbols in which all diagonal elements in the discriminant matrix are positive is characterized by:
The symbol estimated by the transmission symbol
The symbol
And determining a symbol whose diagonal elements are all positive numbers among the symbols estimated by the transmission symbol to be a maximum likelihood candidate symbol,
The discriminant-
Wherein applying the symbol estimated as the transmit symbol to the discriminant matrix comprises:
Each of the symbols estimated as the transmission symbol to the components of the vector composed of the diagonal elements
The step of determining the sign of the diagonal elements comprises:
The symbol
The step of determining a symbol with all of the diagonal elements as a positive likelihood candidate symbol comprises:
And if the components of the vector composed of the diagonal elements are all positive, determining the symbol as the maximum likelihood candidate symbol.
상기 송신 심볼로 추정되는 각각의 심볼을 대입하는 단계는:
상기 성분들을 전개하여 c11 내지 cMM를 소거한
Wherein the step of assigning each symbol estimated as the transmission symbol comprises:
The components were expanded to erase c 11 to c MM
상기 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 송신 심볼로 결정하는 단계는:
적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서, 상기 채널 행렬에 상기 최대 우도 후보 심볼의 벡터를 곱하여 얻은 벡터와 상기 수신 심볼의 벡터 간 유클리디안 거리가 가장 짧은 최대 우도 후보 심볼을 상기 송신 심볼로 결정하는 단계를 포함하는 최대 우도 검출 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood to be a transmission symbol comprises:
Determining a maximum likelihood candidate symbol having a shortest Euclidean distance between a vector obtained by multiplying the channel matrix by a vector of the maximum likelihood candidate symbol and a vector of the received symbol among the at least one maximum likelihood candidate symbol as the transmission symbol The maximum likelihood detection method comprising:
상기 유클리디안 거리가 가장 짧은 최대 우도 후보 심볼을 송신 심볼로 결정하는 단계는:
상기 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼
Determining the maximum likelihood candidate symbol having the shortest Euclidean distance as a transmission symbol includes:
The at least one maximum likelihood candidate symbol
상기 안테나를 통해 수신된 신호를 복조하는 복조기를 포함하되, 상기 복조기는:
수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 기 설정된 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 최대 우도 후보 심볼 판별부; 및
상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 최대 우도 검출부를 포함하며,
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는:
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
상기 심볼
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 상기 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 최대 우도 후보 심볼로 결정하며,
상기 판별식 행렬의
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는:
상기 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들에 상기 송신 심볼로 추정되는 각각의 심볼
상기 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들이 모두 양수인 경우, 해당 심볼을 상기 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 수신기.At least one antenna for receiving a signal transmitted from a transmitter; And
And a demodulator for demodulating a signal received through the antenna, the demodulator comprising:
A maximum likelihood candidate symbol discriminator for discriminating symbols in which all diagonal elements in a predetermined discriminant matrix are positive among symbols estimated as transmission symbols using information on received symbols and channels; And
And a maximum likelihood detector for detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood among the determined symbols to determine the symbol as the transmission symbol,
Wherein the maximum likelihood candidate symbol discriminator comprises:
The symbol estimated by the transmission symbol
The symbol
A symbol having a positive sign is used as a maximum likelihood candidate symbol among the symbols estimated by the transmission symbol,
The discriminant-
Wherein the maximum likelihood candidate symbol discriminator comprises:
Each of the symbols estimated as the transmission symbol to the components of the vector composed of the diagonal elements
And determines the symbol as the maximum likelihood candidate symbol when all the components of the vector composed of the diagonal elements are positive.
상기 최대 우도 검출부는:
적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼 중에서, 상기 채널 행렬에 상기 최대 우도 후보 심볼의 벡터를 곱하여 얻은 벡터와 상기 수신 심볼의 벡터 간 유클리디안 거리가 가장 짧은 최대 우도 후보 심볼을 상기 송신 심볼로 결정하는 수신기.14. The method of claim 13,
Wherein the maximum likelihood detector comprises:
Determining a maximum likelihood candidate symbol having a shortest Euclidean distance between a vector obtained by multiplying the channel matrix by a vector of the maximum likelihood candidate symbol and a vector of the received symbol among the at least one maximum likelihood candidate symbol as the transmission symbol, .
상기 최대 우도 검출부는:
상기 적어도 하나의 최대 우도 후보 심볼
Wherein the maximum likelihood detector comprises:
The at least one maximum likelihood candidate symbol
상기 송신기로부터 송신된 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나, 및 수신된 신호를 복조하는 복조기를 포함하는 수신기를 포함하되, 상기 수신기는:
수신 심볼 및 채널에 관한 정보를 이용하여, 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 기 설정된 판별식 행렬 내 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 판별하는 최대 우도 후보 심볼 판별부; 및
상기 판별된 심볼 중에서 최대 우도에 해당하는 심볼을 검출하여 상기 송신 심볼로 결정하는 최대 우도 검출부를 포함하며,
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는:
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼
상기 심볼
상기 송신 심볼로 추정되는 심볼들 중에서 상기 대각선 원소들이 모두 양수인 심볼을 최대 우도 후보 심볼로 결정하며,
상기 판별식 행렬의
상기 최대 우도 후보 심볼 판별부는:
상기 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들에 상기 송신 심볼로 추정되는 각각의 심볼
상기 대각선 원소들로 구성된 벡터의 성분들이 모두 양수인 경우, 해당 심볼을 상기 최대 우도 후보 심볼로 결정하는 통신 시스템.A transmitter including a modulator for modulating a signal to be transmitted, and at least one antenna for transmitting the modulated signal; And
A receiver including at least one antenna for receiving a signal transmitted from the transmitter, and a demodulator for demodulating the received signal, the receiver comprising:
A maximum likelihood candidate symbol discriminator for discriminating symbols in which all diagonal elements in a predetermined discriminant matrix are positive among symbols estimated as transmission symbols using information on received symbols and channels; And
And a maximum likelihood detector for detecting a symbol corresponding to the maximum likelihood among the determined symbols to determine the symbol as the transmission symbol,
Wherein the maximum likelihood candidate symbol discriminator comprises:
The symbol estimated by the transmission symbol
The symbol
A symbol having a positive sign is used as a maximum likelihood candidate symbol among the symbols estimated by the transmission symbol,
The discriminant-
Wherein the maximum likelihood candidate symbol discriminator comprises:
Each of the symbols estimated as the transmission symbol to the components of the vector composed of the diagonal elements
And if the components of the vector composed of the diagonal elements are all positive, the symbol is determined as the maximum likelihood candidate symbol.
제 7 항, 및 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 최대 우도 검출 방법을 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체.A computer-readable recording medium,
13. A recording medium on which a program for executing a maximum likelihood detection method according to any one of claims 7 to 12 is recorded.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140120142A KR101528454B1 (en) | 2014-09-11 | 2014-09-11 | Apparatus and method for detecting maximum likelihood, receiver and communication system employing the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070019345A (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for receiving transmitted signal in multiple antenna telecommunication system |
-
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- 2014-09-11 KR KR1020140120142A patent/KR101528454B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070019345A (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for receiving transmitted signal in multiple antenna telecommunication system |
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