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KR101586000B1 - 대수우도비 산출 장치 및 방법 - Google Patents

대수우도비 산출 장치 및 방법 Download PDF

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Publication number
KR101586000B1
KR101586000B1 KR1020140127600A KR20140127600A KR101586000B1 KR 101586000 B1 KR101586000 B1 KR 101586000B1 KR 1020140127600 A KR1020140127600 A KR 1020140127600A KR 20140127600 A KR20140127600 A KR 20140127600A KR 101586000 B1 KR101586000 B1 KR 101586000B1
Authority
KR
South Korea
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value
likelihood ratio
logarithmic likelihood
calculating
axis
Prior art date
Application number
KR1020140127600A
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English (en)
Inventor
박성준
Original Assignee
강릉원주대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 대수우도비 산출장치는 성상도에 배치된 성상점 및 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 성상도 저장부, 무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 변환부 및 수신 심볼의 에너지와 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함한다.

Description

대수우도비 산출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALCULATING LOG-LIKELIHOOD RATIO}
본 발명은 대수우도비를 산출하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 고차 변조(된 신호에서 대수우도비를 산출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
디지털 변조 방식 중 대표적인 방식은 Quadrature Amplitude Modulation(직교진폭변조, QAM)이며, 이는 비트열로 이루어진 디지털 신호를 미리 설정된 비트만큼 분류하여 반송파 신호의 크기와 위상을 변화시키면서 변조시키는 방법이다.
디지털 변조 방식은 디지털 신호에 대해 각 이웃 신호들 간의 거리를 나타내는 성상도를 이용한다. 성상도를 이용한 직교 진폭 변조 방식은 변조심볼오류 확률을 기존과 유지하면서 평균 전력의 소모를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 디지털 변조 방식에서는 대수우도비(log-likelihood ratio)를 산출하여, 검파, 전송 패킷 오류 검증 등에 이용할 수 있다.
하지만, 종래의 대수우도비를 산출하는 과정은 계산 복잡도가 높은 문제가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 고차 변조 신호의 검출에서 간단한 연산을 통해 비트단위 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 성상도 저장부; 무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 변환부; 및 상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출장치가 제공된다.
상기 대수우도비 산출부는 상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 익스포넨셜 연산된 값을 그룹으로 분류하고, 상기 그룹 별 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 산출하고, 상기 그룹 별 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 이용하여 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함하되, 상기 k는 1 이상이고, 상기 변조 심볼의 비트수 이하인 자연수일 수 있다.
상기 대수우도비 산출부는 상기 변조심볼의 k번째 비트가 1인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분자로 하고, 상기 변조심볼의 k번째 비트가 0인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분모로 하는 값에 로그를 취하여 상기 대수우도비를 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 성상도 저장부; 무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 변환부; 및 상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값 중 최소값에 따라 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함하는 대수우도비 산출장치가 제공된다.
상기 대수우도비 산출부는 상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 제곱값을 그룹으로 분류하고, 상기 그룹 별 상기 제곱값 중 최소값들을 합하여 상기 대수우도비를 산출하고, 상기 k는 1 이상이고, 상기 변조 심볼의 비트수 이하인 자연수일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 성상도 저장부; 무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 변환부; 및 상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 제곱값 및 두 번째 제곱값의 차이값을 산출하고, 승수를 상기 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값에 따라 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함하는 대수우도비 산출장치가 제공된다.
상기 대수우도비 산출부는 상기 거듭제곱값과 1을 합산한 값의 자연로그와 상기 첫 번째 값에 -1을 곱한 값을 합산한 값을 상기 대수우도비로 산출할 수 있다.
상기 대수우도비 산출부는 상기 차이값에 상응하는 상기 거듭제곱값을 포함하는 룩업 테이블(look-up table)을 참조하여, 상기 대수우도비를 산출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 대수우도비 산출장치가 대수우도비를 산출하는 방법에 있어서, 무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 단계; 및 상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출방법이 제공된다.
상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 단계는, 상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 익스포넨셜 연산된 값을 그룹으로 분류하고, 상기 그룹 별 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 산출하고, 상기 그룹 별 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 이용하여 대수우도비를 산출하는 단계이고, 상기 k는 1 이상이고, 상기 변조 심볼의 비트수 이하인 자연수일 수 있다.
상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 단계는, 상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분자로 하고, 상기 변조심볼의 k번째 비트가 0인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분모로 하는 값에 로그를 취하여 상기 대수우도비를 산출하는 단계일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 대수우도비 산출장치가 대수우도비를 산출하는 방법에 있어서, 무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 단계; 및 상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값 중 최소값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계를 포함하는 대수우도비 산출장치가 제공된다.
상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값 중 최소값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계는 상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 제곱값을 그룹으로 분류하고, 상기 그룹 별 상기 제곱값 중 최소값들을 합하여 상기 대수우도비를 산출하는 단계이고, 상기 k는 1 이상이고, 상기 변조 심볼의 비트수 이하인 자연수일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 대수우도비 산출장치가 대수우도비를 산출하는 방법에 있어서, 무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 단계; 및 상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 값 및 두 번째 값 합산값의 차이값을 산출하고, 승수를 상기 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계를 포함하는 대수우도비 산출방법이 제공된다.
상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 값 및 두 번째 제곱값의 차이값을 산출하고, 승수를 상기 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계는, 상기 거듭제곱값과 1을 합산한 값의 자연로그와 상기 첫 번째 값에 -1을 곱한 값을 합산한 값을 상기 대수우도비로 산출하는 단계일 수 있다.
상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 값 및 두 번째 값 합산값의 차이값을 산출하고, 승수를 상기 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계는, 상기 차이값에 상응하는 상기 거듭제곱값을 포함하는 룩업 테이블(look-up table)을 참조하여, 상기 대수우도비를 산출하는 단계일 수 있다.
본 발명은 대수우도비를 산출하는 과정에서 익스포넨셜 연산 및 거듭제곱 연산의 횟수를 줄여 고차 변조 신호의 검출을 위한 대수우도비를 낮은 계산량을 통해 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치를 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치가 저장하는 성상도를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치가 대수우도비를 산출하는 방법을 예시한 순서도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치가 대수우도비를 산출하는 방법을 예시한 순서도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치가 대수우도비를 산출하는 방법을 예시한 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치를 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치가 저장하는 성상도를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 대수우도비 산출 장치는 변환부(110), 성상도 저장부(120), 대수우도비 산출부(130)를 포함한다.
변환부(110)는 안테나와 연결되고, 안테나를 통해 수신된 무선 신호에서 변조 심볼을 추출한다. 이 때, 변조 심볼은 미리 설정된 성상도에 따라 생성된 변조 심볼일 수 있다.
성상도 저장부(120)는 변조 심볼을 복조하는 과정에서 참조할 성상도를 저장한다. 이 때, 성상도에는 복수의 성상점이 포함되고, 각 성상점에 상응하는 변조 심볼의 비트열이 포함될 수 있다.
대수우도비 산출부(130)는 변환부(110)로부터 수신한 무선 신호에서 추출한 변조 심볼(이하 수신 심볼이라 지칭)과, 성상도 저장부(120)에 저장된 변조 심볼(이하 저장 심볼이라 지칭)을 이용하여 미리 지정된 수식에 따라 대수우도비를 산출한다.
이 때, 일반적인 복조 장치는 각 변조심볼이 m(m은 1 이상의 자연수) 비트의 정보를 포함하고 있는 M(M은 2*m)진 고차변조에 의해 전송된 신호에 대해 하기의 수학식 1에 따른 계산을 통해 비트단위 대수우도비(bit-level log-likelihood ratio, bit-level LLR) 값을 취득할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014090784276-pat00001
여기서
Figure 112014090784276-pat00002
은 기저대역 수신심볼을,
Figure 112014090784276-pat00003
는 m 비트(
Figure 112014090784276-pat00004
를 포함하고 있는 M 개의 변조심볼 중의 하나를 의미하고,
Figure 112014090784276-pat00005
는 전송 중 발생한 가산성 백색 가우시안 잡음의 분산으로, 미리 지정된 값일 수 있다.
즉, 종래 기술에 따르면 정확한 비트단위 대수우도비, Lk를 획득하기 위해서 높은 복잡도의 연산들을 수행해야 한다는 단점을 지닌다.
예를 들어, 종래의 복조 장치는 64진 QAM에 따른 신호의 대수우도비를 산출하기 위해 하기의 수학식 2와 같은 연산을 수행할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014090784276-pat00006
상술한 수학식 2에 따른 계산 과정은 분자식과 분모식 계산을 위해 각각 수신신호(
Figure 112014090784276-pat00007
)과 변조심볼(
Figure 112014090784276-pat00008
) 간 32회(총 64회)의 제곱거리 연산 및 익스포넨셜(exponential) 연산이 필요하다. 따라서, 종래의 복조 장치는 대수우도비의 산출을 위한 제곱거리 연산 및 익스포넨셜 연산의 횟수가 크기 때문에 계산 복잡도가 높다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치의 대수우도비 산출부(130)는 하기의 수학식 3 내지 수학식 8과 같이 대수우도비를 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112014090784276-pat00009
[수학식 4]
Figure 112014090784276-pat00010
[수학식 5]
[수학식 6]
Figure 112014090784276-pat00012
[수학식 7]
Figure 112014090784276-pat00013
[수학식 8]
Figure 112014090784276-pat00014

여기서, rI , rq는 각각 수신심볼
Figure 112014090784276-pat00015
의 I축, Q축 값을 의미하고, Es는 수신심볼
Figure 112014090784276-pat00016
의 에너지를 의미한다. 수학식 3 내지 수학식 5의
Figure 112014090784276-pat00017
의 비트단위 대수우도비인
Figure 112014090784276-pat00018
를 구하기 위해서는 수신심볼의 I축 값 rI만 필요하며, 분자식의 경우 rI와 해당 비트가 1인 변조심볼의 I축 값과의 제곱거리를 계산하고 분모식의 경우 rI와 해당 비트가 0인 변조심볼의 I축 값과의 제곱거리를 계산함으로써 구할 수 있다. 예를 들어, L5의 분자식을 구하기 위해 b5가 1인 변조 심볼에 상응하는 성상점의 I축 값인
Figure 112014090784276-pat00019
이 활용되고 분모식을 구하기 위해 b5가 0인 변조심볼에 상응하는 성상점의 I축 값을 나타내기 위한
Figure 112014090784276-pat00020
이 활용된다. 이 때,
Figure 112014090784276-pat00021
는 성상도 상 I축 및 Q축의 교점(이하 성상도 중점이라 지칭)과 가장 근접한 성상점 중 하나인 S27의 I축 값 간의 차이이다. 또한, 인접한 성상점간의 I축 값 차이는
Figure 112014090784276-pat00022
의 2배이다. 따라서,
Figure 112014090784276-pat00023
는 성상도 중점과 성상도 상의 1행 내지 4행(성상도 상 최좌측에 위치하는 성상점의 행이 1행이고, 최우측에 위치하는 성상점의 행이 8행임)에 해당하는 성상점의 I 축 값을 각각 의미한다. 따라서, 수학식 3의 분자식은 저장 심볼의 첫번째 비트 b5가 1인 성상점들의 I축 값에 따라
Figure 112014090784276-pat00024
에서
Figure 112014090784276-pat00025
를 차감한 값에 가산성 백색 가우시안 잡음의 분산에 따라 미리 설정된 값을 곱하고 익스포넨셜 연산을 적용하는 연산을 나타낸다.
또한, 수학식 3의 분모식은 저장 심볼의 첫번째 비트 b5가 0인 성상점들의 I축 값에 따라
Figure 112014090784276-pat00026
에서
Figure 112014090784276-pat00027
를 차감한 값에 가산성 백색 가우시안 잡음의 분산에 따라 미리 설정된 값을 곱하고 익스포넨셜 연산을 적용하는 연산을 나타낸다.
이 때, 상술한 대수우도비 L5을 산출하는 과정을 나머지 L4, L3를 산출하는 과정에 적용될 수 있다. 즉, b5, b4, b3의 값은 각 성상점의 I축 값에 의해서만 결정되므로 L5, L4, L3는 각 성상점의 I축 값만을 고려하여 산출될 수 있다.
또한, L2, L1, L0에 상응하는 비트 b2, b1, b0는 값에 의해서만 결정되므로 수학식 6 내지 수학식 8과 같이 Q축 값만을 고려하여 산출될 수 있다. 즉, 수학식 6 내지 수학식 8에서
Figure 112014090784276-pat00028
의 비트단위 대수우도비인
Figure 112014090784276-pat00029
를 구하기 위해서는 수신심볼의 Q축 값
Figure 112014090784276-pat00030
만 필요하기 때문에, 수학식 6 내지 수학식 8의 분자식은
Figure 112014090784276-pat00031
에 해당 비트가 1인 저장심볼의 Q축 값의 합을 계산하는 식이고, 분모식은
Figure 112014090784276-pat00032
와 해당 비트가 0인 저장심볼의 Q축 값의 합을 계산하는 식이다.
따라서, 대수우도비 산출부(130)는 저장 심볼의 k(이 때, k는 1 이상이고, 저장 심볼의 비트수 이하인 자연수)번째 비트가 1인 그룹과 0인 그룹으로 분류하고, 해당 비트가 1인 그룹의 I축 또는 Q축 값에 상응하는 익스포넨셜 연산을 나타내는 분자식과 해당 비트가 0인 그룹의 I축 또는 Q축 값에 상응하는 익스포넨셜 연산을 나타내는 분모식으로 산출된 값에 로그를 취하여 대수우도비를 산출한다.
수학식 3 내지 수학식 8는 익스포넨셜 연산 및 제곱 거리 연산이 총 48회가 수행되기 수학식 2에 비해 계산 복잡도가 낮다.
지금까지 본 발명의 제1 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치의 대수우도비 산출부(130)가 대수우도비를 산출하는 과정을 설명하였다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치의 대수우도비 산출 산출부(130)가 대수우도비를 산출하는 과정을 설명하도록 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 대수우도비 장치의 대수우도비 산출부(130)는 하기의 수학식 9 에 따른 근사식을 이용하여 비트단위 대수우도비를 산출한다.
[수학식 9]
Figure 112014090784276-pat00033
이 때, e는 자연상수이고,
Figure 112014090784276-pat00034
는 저장 심볼의 k번째 비트가 1인 그룹의 I축 또는 Q축 값에 상응하는 익스포넨셜 연산 결과값 또는 해당 비트가 0인 그룹의 I축 또는 Q축 값에 상응하는 익스포넨셜 연산 결과값이고,
Figure 112014090784276-pat00035
은
Figure 112014090784276-pat00036
중에서 최소 값을 출력하는 함수를 의미한다. 따라서 비트단위 대수우도비
Figure 112014090784276-pat00037
는 하기의 수학식 10 내지 수학식 15에 따라 산출되어 결과적으로 익스포넨셜 연산 및 제곱거리 연산 없이 획득될 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112014090784276-pat00038
[수학식 11]
Figure 112014090784276-pat00039
[수학식 12]
Figure 112014090784276-pat00040
[수학식 13]
Figure 112014090784276-pat00041
[수학식 14]
Figure 112014090784276-pat00042
[수학식 15]
Figure 112014090784276-pat00043

지금까지 본 발명의 제2 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치의 대수우도비 산출부(130)가 대수우도비를 산출하는 과정을 설명하였다.
이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치의 대수우도비 산출부(130)가 대수우도비를 산출하는 과정을 설명하도록 한다.
수학식 9에서
Figure 112014090784276-pat00044
을 올림차순으로 재배열한 값들을
Figure 112014090784276-pat00045
이라고 하면, 수학식 9를 수학식 16과 같이 변환할 수 있다.
[수학식 16]
Figure 112014090784276-pat00046
여기서,
Figure 112014090784276-pat00047
는 (b1-b2)에 따라 자연 상수의 (b1-b2)승을 출력하는 함수이고, 대수우도비 산출부는 각 (b1-b2)에 대한
Figure 112014090784276-pat00048
값을 미리 저장한 look-up table을 참조하여
Figure 112014090784276-pat00049
를 출력하는 함수이다. 식 (16)을 활용하면 비트단위 대수우도비
Figure 112014090784276-pat00050
는 식 (17)~(22)에 의해 구해진다.
[수학식 17]
Figure 112014090784276-pat00051
[수학식 18]
Figure 112014090784276-pat00052
[수학식 19]
Figure 112014090784276-pat00053
[수학식 20]
Figure 112014090784276-pat00054
[수학식 21]
Figure 112014090784276-pat00055
[수학식 22]
Figure 112014090784276-pat00056

상기 64진 QAM 신호를 대상으로 설명한 비트단위 대수우도비 획득을 위한 세 가지 방법들은 m이 짝수인 M(=2m)진 QAM(QPSK, 16진 QAM, 64진 QAM, 256진 QAM, 1024진 QAM, … )의 경우에도 유사한 방식으로 적용될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 제3 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치의 대수우도비 산출부(130)의 MinC 함수는 위상천이변조 방식에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 8진 위상천이변조의 경우, 각 변조심볼이 내포하고 있는 세 비트, b2, b1, b0의 비트단위 대수우도비 L1, L2, L0는 MinC 함수를 활용하여 수학식 23 내지 수학식 25에 의해 구해질 수 있다.
[수학식 23]
Figure 112014090784276-pat00057
[수학식 24]
Figure 112014090784276-pat00058
[수학식 25]
Figure 112014090784276-pat00059

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치가 대수우도비를 산출하는 방법을 예시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 단계 310에서 대수우도비 산출 장치는 무선 신호에서 수신 심볼을 추출한다.
단계 320에서 대수우도비 산출 장치는 수신 심볼의 에너지와 성상점의 I축 또는 Q축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 산출한다.
단계 330에서 대수우도비 산출 장치는 제곱값에 미리 지정된 가산성 백색 가우지안 잡음에 따른 상수를 곱한 값에 대해 익스포텐셜 연산을 수행한다.
단계 340에서 대수우도비 산출 장치는 저장 심볼의 k번째 비트가 1인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분자로 하고, 상기 변조심볼의 k번째 비트가 0인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분모로 하는 값에 로그를 취하여 상기 대수우도비를 산출한다. 이 때, k는 1 이상이고, 저장 심볼의 비트수 이하인 자연수이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치가 대수우도비를 산출하는 방법을 예시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 단계 410에서 대수우도비 산출 장치는 무선 신호에서 수신 심볼을 추출한다.
단계 420에서 대수우도비 산출 장치는 수신 심볼의 에너지와 성상점의 I축 또는 Q축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 산출한다.
단계 430에서 대수우도비 산출 장치는 제곱값에 미리 지정된 가산성 백색 가우지안 잡음에 따른 상수를 곱한 값에 대해 익스포텐셜 연산을 수행한다.
단계 440에서 대수우도비 산출 장치는 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 합산값을 그룹으로 분류하고, 그룹 별 상기 합산값 중 최소값들을 합하여 상기 대수우도비를 산출한다. 이 때, k는 1 이상이고, 저장 심볼의 비트수 이하인 자연수이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 대수우도비 산출 장치가 대수우도비를 산출하는 방법을 예시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서 대수우도비 산출 장치는 무선 신호에서 수신 심볼을 추출한다.
단계 520에서 대수우도비 산출 장치는 수신 심볼의 에너지와 성상점의 I축 또는 Q축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 산출한다.
단계 530에서 대수우도비 산출 장치는 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 값 및 두 번째 제곱값의 차이값을 산출한다.
단계 540에서 대수우도비 산출 장치는 승수를 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값 산출한다.
단계 550에서 대수우도비 산출 장치는 거듭제곱값과 1을 합산한 값의 자연로그와 상기 첫 번째 값에 -1을 곱한 값을 합산한 값을 상기 대수우도비로 산출한다.
따라서, 상술한 대수우도비 산출 장치는 고차 변조 신호의 검출을 위한 대수우도비를 산출하는 과정에서 익스포넨셜 연산과 거듭제곱 연산의 횟수를 줄여 낮은 계산량을 통해 대수우도비를 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 업데이트 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 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. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 성상도 저장부;
    무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 변환부; 및
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대수우도비 산출부는
    상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 익스포넨셜 연산된 값을 그룹으로 분류하고, 상기 그룹 별 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 산출하고, 상기 그룹 별 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 이용하여 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함하되,
    상기 k는 1 이상이고, 상기 저장 심볼의 비트수 이하인 자연수인 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 대수우도비 산출부는
    상기 변조심볼의 k번째 비트가 1인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분자로 하고, 상기 변조심볼의 k번째 비트가 0인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분모로 하는 값에 로그를 취하여 상기 대수우도비를 산출하는 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출 장치.
  4. 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 성상도 저장부;
    무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 변환부; 및
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값 중 최소값에 따라 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함하는 대수우도비 산출장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 대수우도비 산출부는
    상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 제곱값을 그룹으로 분류하고, 상기 그룹 별 상기 제곱값 중 최소값들을 합하여 상기 대수우도비를 산출하고,
    상기 k는 1 이상이고, 상기 저장 심볼의 비트수 이하인 자연수인 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출장치.
  6. 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 성상도 저장부;
    무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 변환부; 및
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 제곱값 및 두 번째 제곱값의 차이값을 산출하고, 승수를 상기 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값에 따라 대수우도비를 산출하는 대수우도비 산출부를 포함하는 대수우도비 산출장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 대수우도비 산출부는
    상기 거듭제곱값과 1을 합산한 값의 자연로그와 상기 첫 번째 값에 -1을 곱한 값을 합산한 값을 상기 대수우도비로 산출하는 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 대수우도비 산출부는
    상기 차이값에 상응하는 상기 거듭제곱값을 포함하는 룩업 테이블(look-up table)을 참조하여, 상기 대수우도비를 산출하는 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출장치.
  9. 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 대수우도비 산출장치가 대수우도비를 산출하는 방법에 있어서,
    무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 단계; 및
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 단계는,
    상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 익스포넨셜 연산된 값을 그룹으로 분류하고, 상기 그룹 별 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 산출하고, 상기 그룹 별 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 이용하여 대수우도비를 산출하는 단계이고,
    상기 k는 1 이상이고, 상기 저장 심볼의 비트수 이하인 자연수인 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값에 대한 익스포넨셜 연산을 통해 대수우도비를 산출하는 단계는,
    상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분자로 하고, 상기 변조심볼의 k번째 비트가 0인 상기 저장 심볼에 대한 상기 익스포넨셜 연산된 값의 합을 분모로 하는 값에 로그를 취하여 상기 대수우도비를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출 방법.
  12. 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 대수우도비 산출장치가 대수우도비를 산출하는 방법에 있어서,
    무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 단계; 및
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값 중 최소값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계를 포함하는 대수우도비 산출장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과, 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값 중 최소값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계는
    상기 저장 심볼의 k번째 비트가 1 또는 0인 것에 따라 상기 제곱값을 그룹으로 분류하고, 상기 그룹 별 상기 제곱값 중 최소값들을 합하여 상기 대수우도비를 산출하는 단계이고,
    상기 k는 1 이상이고, 상기 저장 심볼의 비트수 이하인 자연수인 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출방법.
  14. 성상도에 배치된 성상점 및 상기 성상점에 매칭되는 저장 심볼을 저장하는 대수우도비 산출장치가 대수우도비를 산출하는 방법에 있어서,
    무선 신호에서 수신 심볼을 추출하는 단계; 및
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 값 및 두 번째 값 합산값의 차이값을 산출하고, 승수를 상기 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계를 포함하는 대수우도비 산출방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 값 및 두 번째 제곱값의 차이값을 산출하고, 승수를 상기 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계는,
    상기 거듭제곱값과 1을 합산한 값의 자연로그와 상기 첫 번째 값에 -1을 곱한 값을 합산한 값을 상기 대수우도비로 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 수신 심볼의 에너지와 상기 성상점의 I(IN-PHASE)축 또는 Q(QUADRATURE-PHASE)축 위치에 따라 미리 지정된 수치를 곱한 값과 상기 수신 심볼의 I축 성분값 또는 Q축 성분값을 합한 값의 제곱값을 올림차순으로 배열하였을 경우, 첫 번째 값 및 두 번째 값 합산값의 차이값을 산출하고, 승수를 상기 차이값으로 하여 자연 상수를 거듭제곱한 거듭제곱값에 따라 대수우도비를 산출하는 단계는,
    상기 차이값에 상응하는 상기 거듭제곱값을 포함하는 룩업 테이블(look-up table)을 참조하여, 상기 대수우도비를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 대수우도비 산출방법.
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