KR102304930B1 - Method of lattice reduction of multiple-input multiple-output communication system - Google Patents
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Abstract
다중 입출력 무선 통신 시스템의 격자 감소 방법이 개시된다. 본 개시에 따른 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output;MIMO) 무선 통신 시스템에서 다수의 수신 안테나들을 구비한 수신단의 격자 감소 방법은, 트리-검색(tree-search) 기반으로 배열된 제1 내지 제N 열 벡터(N은 2 이상의 정수)를 순차적으로 포함하는 채널 행렬에 에 대한 QR 분해를 수행하는 단계, 상기 채널 행렬에 포함되는 제k 열 벡터(k는 2 이상 N 이하의 정수)에 대한 스왑(Swap) 또는 유지를 판단하는 단계 및 상기 판단하는 단계에서 상기 제k 열 벡터의 스왑이 판단된 경우 상기 제k 열 벡터와 제k-1 열 벡터를 스왑하는 단계를 포함하고, 상기 판단하는 단계는 상기 제2 내지 제N 열 벡터 중 SE(Single Expansion) 스테이지의 열 벡터에 대해서만 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.A grid reduction method of a multiple input/output wireless communication system is disclosed. In a multiple input multiple output (MIMO) wireless communication system according to the present disclosure, a grid reduction method of a receiving end having a plurality of receiving antennas is a tree-search-based arrangement of first to N-th columns performing QR decomposition on a channel matrix sequentially including a vector (N is an integer greater than or equal to 2), swapping a k-th column vector (k is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to N) included in the channel matrix ) or determining to maintain, and swapping the k-th column vector and the k-1th column vector when it is determined that the k-th column vector is to be swapped in the determining step, wherein the determining comprises: Among the second to N-th column vectors, it may be characterized in that it is performed only on a column vector of a single expansion (SE) stage.
Description
본 개시의 기술적 사상은 격자 감소 방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 다중 입출력(Multiple-Input Multiple-Output;MIMO) 통신 시스템에서 신호 검출을 위한 격자 감소 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to a lattice reduction method, and more particularly, to a lattice reduction method for signal detection in a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) communication system.
다중 입출력 통신 시스템은 제한된 송신전력 및 주파수 자원 내에서 높은 전송률을 지원하기 위해 송수신 단에서 여러 개의 안테나를 사용하는 방식으로서, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선 통신 시스템 상에서 널리 사용되고 있다. 다중 입출력 통신 시스템은 송신단과 수신단 양쪽에서 다수의 안테나를 사용하여 신호를 송수신함으로써 고속 데이터 전송을 할 수 있다. 다중 입출력 통신 시스템의 송신단의 각 안테나를 통해 독립된 신호들이 동시에 송신되기 때문에, 상기 수신단에서 상기 독립된 신호들을 효과적으로 복호(decoding)하는 기술이 시스템 성능에 큰 영향을 미친다. The multiple input/output communication system is a method of using multiple antennas in a transmission/reception end to support a high transmission rate within a limited transmission power and frequency resource, and is widely used in an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-based wireless communication system. A multiple input/output communication system can perform high-speed data transmission by transmitting and receiving signals using a plurality of antennas at both the transmitting end and the receiving end. Since independent signals are simultaneously transmitted through each antenna of the transmitting end of the multiple input/output communication system, a technique for effectively decoding the independent signals at the receiving end has a great influence on system performance.
복호 기술 중 하나로 최대 우도(maximum likelihood) 복호기술에 따르면, 송신 신호들 간의 상호 영향을 고려하면서 수신신호를 각 부호화 비트에 대한 LLR(log-likelihood ratio)로 변환한다. 여기서, 가능한 신호의 모든 조합들을 모두 고려하면 정확한 LLR을 구할 수 있으나 동시에 전송되는 신호의 수가 많은 경우 신호 조합의 수가 지수적으로 증가하여 모든 조합을 고려하여 복호하는 것이 실질적으로 어려워질 수 있다. According to a maximum likelihood decoding technique as one of the decoding techniques, a received signal is converted into a log-likelihood ratio (LLR) for each coded bit while considering the mutual influence between transmission signals. Here, an accurate LLR can be obtained when all possible combinations of signals are considered, but when the number of simultaneously transmitted signals is large, the number of signal combinations increases exponentially, making it substantially difficult to decode in consideration of all combinations.
이런 복호 알고리즘의 복잡도를 줄이기 위한 준최적 알고리즘중 하나로서, 낮은 계산량으로 복호를 하는 방법으로 연속간섭제거(successive interference cancellation; SIC)기법이 있다. 상기 SIC는 동시에 송신된 여러 신호를 순차적으로 복호하고, 복호된 신호 성분을 수신신호에서 제거한다. 이를 통해 동시에 송신된 신호들을 분리하여 복호함으로써 신호 조합을 고려하는 과정을 생략할 수 있다. As one of the semi-optimal algorithms for reducing the complexity of such a decoding algorithm, there is a successive interference cancellation (SIC) technique as a decoding method with a low computational amount. The SIC sequentially decodes several simultaneously transmitted signals, and removes the decoded signal component from the received signal. Through this, the process of considering a signal combination can be omitted by separating and decoding simultaneously transmitted signals.
상기 연속간섭제거(SIC)와 같은 준최적 알고리즘의 성능을 높이는 방법으로 격자 감소(lattice-reduction; LR)와 상기 연속 간섭 제거(SIC)가 결합된 복호기술을 고려할 수 있다. 격자 감소 방법은 채널 행렬이 최대한 호의도(Favorablity)을 가지도록 채널행렬을 변환한 후에 연속간섭제거(SIC)와 같은 준최적 알고리즘을 적용하는 것으로 낮은 복잡도와 높은 성능을 동시에 얻는 방법이다. 특정 채널 행렬의 호의도는 해당 채널 행렬의 직교성(Orthogonality) 및 격자 감소 방법의 복잡도(Complexity)에 의해 결정될 수 있다.A decoding technique in which lattice-reduction (LR) and continuous interference cancellation (SIC) are combined may be considered as a method of increasing the performance of a sub-optimal algorithm such as the continuous interference cancellation (SIC). The lattice reduction method is a method to obtain low complexity and high performance at the same time by applying a suboptimal algorithm such as continuous interference cancellation (SIC) after transforming the channel matrix so that the channel matrix has maximum favorability. The degree of favorability of a specific channel matrix may be determined by orthogonality of the corresponding channel matrix and complexity of a lattice reduction method.
전술된 격자 감소 방법을 이용한 다중 입출력 통신 시스템을 통한 신호의 송수신은 높은 전송률을 제공하는 한편, 다중의 송수신 안테나를 통해 전달되는 데이터는 잡음에 노출되어 수신 신호의 변형이 이루어지게 된다. 또한, 안테나 수가 많아질수록 신호 검출에서 고려해야 하는 신호 후보군이 지수함수로 증가함에 따라 복잡도가 매우 높아지며, 이에 따라 호의도가 감소하여 실제 시스템에서 고차원 및 고성능 다중 입출력 통신 시스템을 구현하는데 가장 큰 장애물로 작용한다. 후술되는 바와 같이 본 개시의 예시적 실시예들은, 변형된 다중 입출력 수신신호를 효율적으로 복원하여 송신신호를 검출하기 위한 알고리즘을 제공한다.Signal transmission/reception through the multiple input/output communication system using the above-described grid reduction method provides a high data rate, while data transmitted through multiple transmission/reception antennas is exposed to noise and the reception signal is deformed. In addition, as the number of antennas increases, the complexity increases as the number of signal candidates to be considered in signal detection increases exponentially, and accordingly, the degree of favorability decreases, acting as the biggest obstacle to realizing a high-dimensional and high-performance multiple input/output communication system in an actual system. do. As will be described later, exemplary embodiments of the present disclosure provide an algorithm for detecting a transmission signal by efficiently restoring a modified multiple input/output reception signal.
본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 다중 입출력 통신 시스템에서 다수의 신호 검출 방법들의 전처리 기술로 사용되는 격자 감소(Lattice Reduction, LR) 알고리즘의 복잡도 감소를 통해 다중 입출력 신호 검출 알고리즘의 복잡도 및 소모전력을 감소시키는 격자 감소 방법을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the technical idea of the present disclosure is the complexity and consumption of the multiple input/output signal detection algorithm through the reduction of the complexity of the lattice reduction (LR) algorithm used as a preprocessing technique of a plurality of signal detection methods in a multiple input/output communication system An object of the present invention is to provide a grid reduction method for reducing power.
본 개시의 예시적 실시예에 따른, 다중 입출력 통신 시스템에서 다수의 수신 안테나들을 구비한 수신단의 격자 감소 방법은, 트리-검색(tree-search) 기반으로 배열된 제1 내지 제N 열 벡터(N은 2 이상의 정수)를 순차적으로 포함하는 채널 행렬에 에 대한 QR 분해를 수행하는 단계, 상기 채널 행렬에 포함되는 제k 열 벡터(k는 2 이상 N 이하의 정수)에 대한 스왑(Swap) 또는 유지를 판단하는 단계 및 상기 판단하는 단계에서 상기 제k 열 벡터의 스왑이 판단된 경우 상기 제k 열 벡터와 제k-1 열 벡터를 스왑하는 단계를 포함하고, 상기 판단하는 단계는 상기 제2 내지 제N 열 벡터 중 SE(Single Expansion) 스테이지의 열 벡터에 대해서만 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, a method for reducing a grid of a receiving end having a plurality of receiving antennas in a multiple input/output communication system is a tree-search-based first to N-th column vector (N). performing a QR decomposition on a channel matrix sequentially including an integer greater than or equal to 2), swapping or maintaining a k-th column vector (k is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to N) included in the channel matrix and determining the k-th column vector and swapping the k-1th column vector when it is determined that the k-th column vector is to be swapped in the determining step, wherein the determining comprises the steps of: Among the N-th column vectors, it may be characterized in that it is performed only on a column vector of a single expansion (SE) stage.
본 개시의 예시적 실시예에 따른, 격자 감소 방법은 다중 입출력 무선 통신 시스템에서 다수의 수신 안테나들을 구비한 수신단의 고정 복잡도 LLL(fixed-complexity Lenstra-Lenstra-Lovasz; fcLLL) 알고리즘 기반 격자 감소 방법은, 제1 내지 제N 열 벡터(N은 2 이상의 정수)를 순차적으로 포함하는 채널 행렬에서 제2 내지 제N 열 벡터에 대한 스왑(Swap) 또는 유지를 판단하는 단계 및 상기 판단하는 단계가 종료되면, 상기 채널 행렬에 대한 호의도(favorability) 및 기준 호의도를 비교하여 격자 감소 종료 또는 반복을 판단하는 단계를 포함하고, 상기 스왑 또는 유지를 판단하는 단계는 상기 제2 내지 제N 열 벡터 중 서로 인접하지 아니한 열 벡터들에 대하여 순차적으로 스왑 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.The lattice reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure is a lattice reduction method based on a fixed-complexity Lenstra-Lenstra-Lovasz (fcLLL) algorithm of a receiving end having a plurality of receiving antennas in a multiple input/output wireless communication system. , determining swap or maintaining the second to Nth column vectors in a channel matrix sequentially including the first to Nth column vectors (N is an integer of 2 or more), and when the determining step is finished , determining lattice reduction termination or repetition by comparing favorability and reference favorability with respect to the channel matrix, and determining the swap or maintenance is adjacent to each other among the second to N-th column vectors. It may be characterized in that it is sequentially determined whether to swap with respect to the column vectors that have not been performed.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 기법 에 따르면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단에서 다수의 신호 검출 방법들의 전처리 기술로 사용되는 격자 감소(Lattice Reduction, LR) 알고리즘의 복잡도 감소를 통해 다중 입출력 신호 검출 알고리즘의 복잡도 및 소모전력을 감소시킬 수 있다.According to the lattice reduction technique according to an exemplary embodiment of the present disclosure, a multiple input/output signal through reduction in complexity of a lattice reduction (LR) algorithm used as a preprocessing technique for a plurality of signal detection methods at the receiving end of a multiple input/output communication system It is possible to reduce the complexity and power consumption of the detection algorithm.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 트리-검색 배열 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 열 탐색을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 열 탐색을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법의 성능을 평가한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a grating reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
2 is a diagram illustrating a tree-search arrangement structure according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
3 is a flowchart illustrating a column search according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
4 is a flowchart illustrating a column search according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
5 is a flowchart illustrating a grid reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
6 is a flowchart illustrating a grid reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
7 is a flowchart illustrating a grating reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
8 is a diagram illustrating a grating reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
9 is a graph showing a result of evaluating the performance of a lattice reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
10 is a block diagram illustrating a multiple input/output communication system according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a grating reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
다중 입출력 통신 시스템의 복호 기술 중 하나로 최대 우도(maximum likelihood) 복호기술에 따르면, 송신 신호들 간의 상호 영향을 고려하면서 수신신호를 각 부호화 비트에 대한 LLR(log-likelihood ratio)로 변환한다. 여기서, 가능한 신호의 모든 조합들을 모두 고려하면 정확한 LLR을 구할 수 있으나 동시에 전송되는 신호의 수가 많은 경우 신호 조합의 수가 지수적으로 증가하여 모든 조합을 고려하여 복호하는 것이 실질적으로 어려워질 수 있다. According to a maximum likelihood decoding technique as one of the decoding techniques of a multiple input/output communication system, a received signal is converted into a log-likelihood ratio (LLR) for each coded bit while considering the mutual influence between transmission signals. Here, an accurate LLR can be obtained when all possible combinations of signals are considered, but when the number of simultaneously transmitted signals is large, the number of signal combinations increases exponentially, making it substantially difficult to decode in consideration of all combinations.
이런 복호 알고리즘의 복잡도를 줄이기 위한 준최적 알고리즘중 하나로서, 낮은 계산량으로 복호를 하는 방법으로 연속간섭제거(successive interference cancellation; SIC)기법이 있다. 상기 SIC는 동시에 송신된 여러 신호를 순차적으로 복호하고, 복호된 신호 성분을 수신신호에서 제거한다. 이를 통해 동시에 송신된 신호들을 분리하여 복호함으로써 신호 조합을 고려하는 과정이 생략될 수 있다. As one of the semi-optimal algorithms for reducing the complexity of such a decoding algorithm, there is a successive interference cancellation (SIC) technique as a decoding method with a low computational amount. The SIC sequentially decodes several simultaneously transmitted signals, and removes the decoded signal component from the received signal. Through this, the process of considering the signal combination by separating and decoding the simultaneously transmitted signals can be omitted.
상기 연속간섭제거(SIC)와 같은 준최적 알고리즘의 성능을 높이는 방법으로 격자 감소(lattice-reduction; LR)와 상기 연속 간섭 제거(SIC)가 결합된 복호기술을 고려할 수 있다. 격자 감소 방법은 채널 행렬이 최대한 호의도(Favorablity)을 가지도록 채널행렬을 변환한 후에 연속간섭제거(SIC)와 같은 준최적 알고리즘을 적용하는 것으로 낮은 복잡도와 높은 성능을 동시에 얻는 방법이다. 특정 채널 행렬의 호의도는 해당 채널 행렬의 직교성(Orthogonality) 및 격자 감소 방법의 복잡도(Complexity)에 의해 결정될 수 있다.A decoding technique in which lattice-reduction (LR) and continuous interference cancellation (SIC) are combined may be considered as a method of increasing the performance of a sub-optimal algorithm such as the continuous interference cancellation (SIC). The lattice reduction method is a method to obtain low complexity and high performance at the same time by applying a suboptimal algorithm such as continuous interference cancellation (SIC) after transforming the channel matrix so that the channel matrix has maximum favorability. The degree of favorability of a specific channel matrix may be determined by orthogonality of the corresponding channel matrix and complexity of a lattice reduction method.
전술된 격자 감소 방법을 이용한 다중 입출력 통신 시스템을 통한 신호의 송수신은 높은 전송률을 제공하는 한편, 다중의 송수신 안테나를 통해 전달되는 데이터는 잡음에 노출되어 수신 신호의 변형이 이루어지게 된다. 또한, 안테나 수가 많아질수록 신호 검출에서 고려해야 하는 신호 후보군이 지수함수로 증가함에 따라 복잡도가 매우 높아지며, 이에 따라 호의도가 감소하여 실제 시스템에서 고차원 및 고성능 다중 입출력 통신 시스템을 구현하는데 가장 큰 장애물로 작용한다. 후술되는 바와 같이 본 개시의 예시적 실시예들은, 변형된 다중 입출력 수신신호를 효율적으로 복원하여 송신신호를 검출하기 위한 알고리즘을 제공한다.Signal transmission/reception through the multiple input/output communication system using the above-described grid reduction method provides a high data rate, while data transmitted through multiple transmission/reception antennas is exposed to noise and the reception signal is deformed. In addition, as the number of antennas increases, the complexity increases as the number of signal candidates to be considered in signal detection increases exponentially, and accordingly, the degree of favorability decreases, acting as the biggest obstacle to realizing a high-dimensional and high-performance multiple input/output communication system in an actual system. do. As will be described later, exemplary embodiments of the present disclosure provide an algorithm for detecting a transmission signal by efficiently restoring a modified multiple input/output reception signal.
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 수신 신호 행렬을 송신 신호 행렬로 복호화하는 과정에서 격자 감소 방법을 수행할 수 있다. 다중 입출력 통신 시스템의 입출력 신호간의 벡터 행렬은 다음 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.The receiving end of the multiple input/output communication system may perform the lattice reduction method in the process of decoding the received signal matrix into the transmit signal matrix. A vector matrix between input/output signals of a multiple input/output communication system may be expressed as follows [Equation 1].
수신 신호 행렬(Y)은 R X D(R은 수신 안테나 개수, D은 데이터 심볼수)의 데이터 행렬이고, 송신 신호 행렬(S)은 T X D(T은 송신 안테나 개수, D은 데이터 심볼수)의 데이터 행렬이고, 채널 행렬(H)은 R X T의 데이터 행렬일 수 있다. 채널 행렬(H)은 아래와 같은 [수학식 2]로 표현될 수 있다.The reception signal matrix Y is a data matrix of RXD (R is the number of reception antennas, D is the number of data symbols), and the transmission signal matrix S is a data matrix of TXD (T is the number of transmission antennas, D is the number of data symbols) , and the channel matrix H may be a data matrix of RXT. The channel matrix H may be expressed by [Equation 2] as follows.
h1 내지 hT 는 채널 행렬(H)을 R X 1의 크기를 갖는 T개의 행렬로 나눈 열 벡터로서, 본 명세서에서는 h1 내지 hT를 각각 제1 내지 제T 열 벡터로 칭한다. 제1 내지 제T 열 벡터는 트리-써치 기준에 따라서 FE(Full Expansion) 스테이지의 제1 내지 제P 열 벡터(h1 내지 hP)와 SE(Single Expansion) 스테이지의 제P+1 내지 제T 열 벡터(hP+1 내지 hT)로 나눌 수 있다. 이에 관해서는 도 2에서 자세하게 후술한다.h 1 to h T are column vectors obtained by dividing the channel matrix H into T matrices having a size of
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 채널 행렬(H)에 대해 본 개시의 격자 감소 방법을 수행할 수 있다. 본 개시의 격자 감소 방법은 채널 행렬(H)의 FE 스테이지와 SE 스테이지를 스왑하는 단계(S100), 채널 행렬 H에 대한 QR 분해를 수행하는 단계(S200) 및 SE 스테이지에 대해 열 탐색을 수행하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.The receiving end of the multiple input/output communication system may perform the lattice reduction method of the present disclosure on the channel matrix (H). The lattice reduction method of the present disclosure includes the steps of swapping the FE stage and the SE stage of the channel matrix H (S100), performing QR decomposition on the channel matrix H (S200), and performing column search for the SE stage It may include a step (S300).
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 채널 행렬(H)에 대해 FE 스테이지와 SE 스테이지를 스왑할 수 있다(S100). 또 다른 실시예로서, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 FE 스테이지와 SE 스테이지가 스왑된 채널 행렬을 입력 받을 수 있다(미도시). FE 스테이지와 SE 스테이지가 스왑된 채널 행렬(H’)은 [수학식 3]으로 표현될 수 있다.The receiving end of the multiple input/output communication system may swap the FE stage and the SE stage for the channel matrix H (S100). As another embodiment, the receiving end of the multiple input/output communication system may receive a channel matrix in which the FE stage and the SE stage are swapped (not shown). The channel matrix (H') in which the FE stage and the SE stage are swapped can be expressed by [Equation 3].
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 FE 스테이지와 SE 스테이지가 스왑된 채널 행렬(H’)에 대해 QR 분해를 수행할 수 있다(S200). QR 분해는 채널 행렬(H 또는 H’)을 직교 행렬(이하, Q 벡터) 및 상삼각 행렬(이하, R 벡터)의 곱으로 분해하는 것을 의미하고, 그람-슈미트 방법(Gram-Schmidt Process 또는 하우스 홀더 방법(House Holder Process)이 사용될 수 있다.The receiving end of the multiple input/output communication system may perform QR decomposition on the channel matrix (H') in which the FE stage and the SE stage are swapped (S200). QR decomposition means decomposing a channel matrix (H or H') into a product of an orthogonal matrix (hereinafter, Q vector) and an upper triangular matrix (hereinafter, R vector), and the Gram-Schmidt process (Gram-Schmidt Process or House The House Holder Process may be used.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 SE 스테이지에 포함되는 제P+1 내지 제T 열 벡터(hP+1 내지 hT) 만을 이용하여 QR 분해를 수행할 수 있다. 채널 행렬(H)의 열 벡터 중 일부만을 사용하여 QR 분해를 수행하기 때문에, 채널 행렬(H)의 모든 열 벡터를 사용하여 QR 분해를 수행하는 경우에 비해 저복잡도의 QR 분해가 수행될 수 있고, 격자 감소 방법의 호의도가 높아질 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the receiving end of the multiple input/output communication system may perform QR decomposition using only the P+1th to Tth column vectors (h P+1 to h T ) included in the SE stage. Since QR decomposition is performed using only some of the column vectors of the channel matrix (H), QR decomposition with lower complexity can be performed compared to the case of performing QR decomposition using all column vectors of the channel matrix (H). , the lattice reduction method may be more favorable.
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 QR 분해에서 획득한 R 벡터를 이용하여 SE 스테이지에 대해 열 탐색을 수행할 수 있다(S300). 본 개시의 일 실시예에 따르면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 SE 스테이지에 포함되는 제P+1 내지 제T 열 벡터(hP+1 내지 hT) 및 이에 대응하는 R 벡터 만을 이용하여 열 탐색을 수행할 수 있다. FE 스테이지를 제외하고 SE 스테이지 포함되는 제P+1 내지 제T 열 벡터(hP+1 내지 hT) 만을 이용하기 때문에, 격자 감소 방법의 복잡도가 감소되고, 호의도가 높아질 수 있다. 열 탐색의 자세한 내용은 도 3 및 도 4에서 후술한다.The receiving end of the multiple input/output communication system may perform a column search for the SE stage using the R vector obtained in the QR decomposition (S300). According to an embodiment of the present disclosure, the receiving end of the multiple input/output communication system searches for a column using only the P+1th to Tth column vectors (h P+1 to h T) and the corresponding R vectors included in the SE stage. can be performed. Since only the P+1th to Tth column vectors (h P+1 to h T ) included in the SE stage are used except for the FE stage, the complexity of the lattice reduction method may be reduced and favorability may be increased. Details of column search will be described later with reference to FIGS. 3 and 4 .
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 트리-검색 배열 구조를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a tree-search arrangement structure according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 2를 참조하면, 다중 입출력 통신 시스템이 수신하는 데이터에 포함되는 심볼은 후보 심볼간의 유클리디안 거리(Euclidean Distance)에 따라서 결정될 수 있다. 도 2의 각 점들은 후보 심볼들을 나타낼 수 있고, 각 점 간에는 유클리디안 거리에 따라 수치화될 수 있다. 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 모든 후보 심볼을 고려하여 유클리디안 거리가 가장 작은 신호를 검출할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a symbol included in data received by the multiple input/output communication system may be determined according to a Euclidean distance between candidate symbols. Each point in FIG. 2 may represent candidate symbols, and between each point may be quantified according to a Euclidean distance. The receiving end of the multiple input/output communication system may detect a signal having the smallest Euclidean distance in consideration of all candidate symbols.
유클리디안 거리가 가장 작은 신호를 검출하기 위한 방법으로, 트리-검색 배열 구조가 사용될 수 있다. FE 스테이지의 수가 송신 안테나 개수(T)에 기초하여 결정되고, FE 스테이지에는 채널 환경이 좋지 않은 심볼이 배치되고, SE 스테이지에는 채널 환경이 좋은 심볼이 배치될 수 있다. 일 예시로서, FE 스테이지의 수는 T1/2-1(T는 송신 안테나 수)개 이상으로 결정될 수 있다. FE 스테이지에는 채널 환경이 좋지 않은 심볼을 배치함으로써 모든 후보 심볼의 유클리디안 거리가 고려되어 채널 왜곡으로 인한 에러가 없어질 수 있다. 반면, 채널 환경이 좋은 심볼이 배치된 SE 스테이지에서는 유클리디안 거리가 가까운 한 개의 심볼만이 고려될 수 있다. As a method for detecting a signal having the smallest Euclidean distance, a tree-search arrangement structure may be used. The number of FE stages may be determined based on the number of transmit antennas T, a symbol having a poor channel environment may be disposed on the FE stage, and a symbol with a good channel environment may be disposed on the SE stage. As an example, the number of FE stages may be determined to be T 1/2 −1 (T is the number of transmit antennas) or more. By disposing a symbol having a poor channel environment in the FE stage, Euclidean distances of all candidate symbols are considered, so that an error due to channel distortion can be eliminated. On the other hand, in the SE stage in which a symbol having a good channel environment is disposed, only one symbol having a close Euclidean distance may be considered.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 열 탐색을 나타내는 순서도이다. 자세하게는 도 3은 도 1의 열 탐색을 수행하는 단계(S300)의 예시를 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a column search according to an exemplary embodiment of the present disclosure. In detail, FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the step ( S300 ) of performing the column search of FIG. 1 .
도 1 및 도 3을 참조하면, 열 탐색을 수행하는 단계(S300)는 열 벡터에 대해 스왑 또는 유지 여부를 판단하는 단계(S310), 스왑 판단이 있는 경우 열 벡터의 스왑을 수행하는 단계(S320), 스왑 또는 유지 판단에 대응하여 판단 대상 열 벡터를 변경하는 단계(S330) 및 열 탐색 종료 여부를 판단하는 단계(S340)를 포함할 수 있다.1 and 3 , the step of performing column search ( S300 ) includes determining whether to swap or maintain a column vector ( S310 ), and if there is a swap determination, performing a column vector swap ( S320 ) ), changing the determination target column vector in response to the swap or maintenance determination ( S330 ) and determining whether to end the column search ( S340 ).
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 벡터에 대해 스왑 또는 유지를 판단할 수 있다(S310). 스왑 또는 유지를 판단할 때에 QR 분해를 통해 획득한 R 벡터가 사용될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 R 벡터가 기저 감소 조건식 및 로바츠 조건식을 만족시키는지 여부를 판단하고, 기저 감소 조건식 및 로바츠 조건식 모두를 만족시키는 경우에만 해당 열 벡터에 대한 유지를 판단할 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 도 4에서 후술한다.The receiving end of the multiple input/output communication system may determine to swap or maintain the column vector (S310). The R vector obtained through QR decomposition may be used when determining swap or hold. According to an embodiment of the present disclosure, the receiving end of the multiple input/output communication system determines whether the R vector satisfies the basis reduction conditional expression and the Lobartz conditional expression, and only when both the basis reduction conditional expression and the Lobartz conditional expression are satisfied, the corresponding column It is possible to judge the maintenance of the vector. Details on this will be described later with reference to FIG. 4 .
본 개시의 일 실시예에 따르면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 SE 스테이지에 포함되는 제P+1 내지 제T 열 벡터(hP+1 내지 hT)에 대해서만 스왑 또는 유지를 판단할 수 있다. FE 스테이지에 포함되는 제1 내지 제P 열 벡터(h1 내지 hP)는 FE 스테이지의 인근 심볼을 모두 고려해야 하기 때문에, SE 스테이지에 포함되는 제P+1 내지 제T 열 벡터(hP+1 내지 hT)에 비해 열 탐색에 대한 오버헤드(overhead)가 클 수 있다. 또한, FE 스테이지는 모든 후보 심볼들을 모두 고려하기 때문에 호의도 측면에서 열 탐색의 필요성이 SE 스테이지에 비해 적을 수 있다. 따라서, 본 개시의 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 SE 스테이지에 포함되는 제P+1 내지 제T 열 벡터(hP+1 내지 hT)에 대해서만 스왑 또는 유지를 판단하여 복잡도를 낮춤으로써 전체 격자 감소 방법의 호의도를 높힐 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the receiving end of the multiple input/output communication system may determine swap or maintain only for the P+1th to Tth column vectors (h P+1 to h T ) included in the SE stage. The first to Pth column vectors (h 1 to h P ) included in the FE stage have to consider all the nearby symbols of the FE stage, so the P+1th to Tth column vectors (h P+1) included in the SE stage to h T ), the overhead for column search may be large. In addition, since the FE stage considers all candidate symbols, the need for column search may be less than that of the SE stage in terms of affinity. Therefore, the receiving end of the multiple input/output communication system of the present disclosure determines swap or maintain only for the P+1th to Tth column vectors (h P+1 to h T ) included in the SE stage, thereby reducing the overall grid by lowering the complexity. It can increase the level of favorability of the method.
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 스왑으로 판단한 열 벡터에 대해 스왑을 수행할 수 있다(S320). 자세하게는, 다중 입력 통신 시스템의 수신단은 스왑으로 판단한 열 벡터와 그 전 열벡터의 순서를 변경할 수 있다. 스왑을 통해 열 벡터를 재배열함으로써 열 벡터의 직교성(orthogonality)이 높아지고 열 벡터를 포함하는 채널 행렬이 간결하게 정렬될 수 있다. 이에 따라 채널 행렬(H)이 호의도 특성에 따라 정렬될 수 있다.The receiving end of the multiple input/output communication system may perform swap on the column vector determined to be swap ( S320 ). In detail, the receiving end of the multi-input communication system may change the order of the column vector determined to be swap and the column vector before it. By rearranging the column vector through swap, orthogonality of the column vector is increased, and a channel matrix including the column vector can be arranged concisely. Accordingly, the channel matrix H may be arranged according to the affinity characteristic.
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 스왑 또는 유지 판단에 대응하여 판단 대상 열 벡터를 변경할 수 있다(S330). 자세하게는, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 해당 열 벡터에 대한 스왑 판단이 있는 경우 스왑 또는 유지 판단 대상 열 벡터를 그 다음 행의 열 벡터로 변경할 수 있고, 해당 열 벡터에 대한 유지 판단이 있는 경우 스왑 또는 유지 판단 대상 열 벡터를 그 전 행의 열 벡터로 변경할 수 있다.The receiving end of the multiple input/output communication system may change the determination target column vector in response to the swap or maintenance determination (S330). In detail, the receiving end of the multiple input/output communication system may change the column vector to be swapped or maintained when there is a swap decision for the corresponding column vector to the column vector of the next row, and swap when there is a retain decision for the column vector Alternatively, the column vector to be maintained may be changed to the column vector of the previous row.
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 탐색의 종료 여부를 판단할 수 있다(S340). S310 단계에서 스왑 또는 유지를 판단한 열 벡터가 제T 열 벡터인 경우나 SE 스테이지에 대해서만 부분 연속간섭제거(Partial SIC)를 수행하여 획득한 종료 판단 값이 기준 값을 넘어서는 경우에는, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 탐색을 종료할 수 있다. 이에 관해서는 도 5에서 후술한다.The receiving end of the multiple input/output communication system may determine whether the column search is terminated (S340). When the column vector determined to be swapped or maintained in step S310 is the T-th column vector, or when the end determination value obtained by performing partial SIC only for the SE stage exceeds the reference value, the multiple input/output communication system The receiving end of may terminate the column search. This will be described later with reference to FIG. 5 .
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 열 탐색을 나타내는 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a column search according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도 4의 S311 단계 및 S312 단계는 도 3의 S310 단계의 세부 단계일 수 있고, 도 4의 S321 단계는 도 3의 S320 단계의 세부 단계일 수 있고, 도 4의 S331 단계 및 S332 단계는 도 3의 S330 단계의 세부 단계일 수 있고, 도 4의 S341 단계 및 S342 단계는 도 3의 S340 단계의 세부 단계일 수 있다.3 and 4 , steps S311 and S312 of FIG. 4 may be detailed steps of step S310 of FIG. 3 , and step S321 of FIG. 4 may be a detailed step of step S320 of FIG. 3 , FIG. Steps S331 and S332 of FIG. 3 may be detailed steps of step S330 of FIG. 3 , and steps S341 and S342 of FIG. 4 may be detailed steps of step S340 of FIG. 3 .
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 탐색의 판단값(k)의 초기값으로서 P+2를 입력할 수 있다(S301). 본 개시의 일 실시예에 따르면, SE 스테이지에 대해서만 스왑 또는 유지가 판단될 수 있고, 이를 위해 판단값(k)의 초기값이 SE 스테이지의 두번째 열 벡터인 제P+2 열 벡터(hP+2)에 대응되는 P+2로 설정될 수 있다. 판단값(k)의 초기값이 P+2에 설정됨에 따라서, 제P+2 열 벡터(hP+2)에 대한 제P+1 열 벡터(hP+1)와의 스왑 또는 유지 여부가 판단될 수 있다.The receiving end of the multiple input/output communication system may input P+2 as an initial value of the determination value k of the column search (S301). According to an embodiment of the present disclosure, swap or maintenance can be determined only for the SE stage, and for this purpose, the initial value of the determination value k is the second column vector of the SE stage, the P+2th column vector (hP+2). ) may be set to P+2. As the initial value of the determination value k is set to P+2, it may be determined whether to swap or maintain the P+2th column vector (hP+2) with the P+1th column vector (hP+1). have.
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단값(k)에 대응하는 제k 열 벡터(hK)에 대한 스왑 또는 유지를 판단할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제k 열 벡터(hK)가 기저 감소(Size Reduction) 조건식을 만족시키는지 여부를 판단하고(S311), 제k 열 벡터(hK)가 로바츠(Lovasz) 조건식을 만족시키는지 여부를 판단할 수 있다(S312). 제k 열벡터(hK)가 포함되는 채널 행렬(H)에 대한 R 행렬에 대하여 기저 감소 조건식은 아래 [수학식 4]와 같을 수 있다. 또한, 로바츠 조건식은 아래 [수학식 5]와 같을 수 있다. The receiving end of the multiple input/output communication system may determine swapping or maintaining the k-th column vector hK corresponding to the determination value k. In an embodiment of the present disclosure, the receiving end of the multiple input/output communication system determines whether the k-th column vector (h K ) satisfies the basis reduction (Size Reduction) conditional expression (S311), and the k-th column vector (h K) ) may determine whether or not the Lovasz conditional expression is satisfied (S312). With respect to the R matrix for the channel matrix (H) including the kth column vector (h K ), the basis reduction condition may be as follows [Equation 4]. In addition, the Lobartz conditional expression may be as shown in [Equation 5] below.
(R(m,n)은 R 행렬의 m행 n열 성분, k는 판단 값, l은 k보다 작은 자연수, δ는 로바츠 변수로서 0.5 이상 1 이하의 실수)(R(m,n) is the component of m rows and n columns of the R matrix, k is a judgment value, l is a natural number less than k, and δ is a real number between 0.5 and 1 as a Lobartz variable)
제k 열 벡터(hK)가 기저 감소 조건식 및 로바츠 조건식 중 적어도 하나를 만족시키지 않는 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제k 열 벡터(hK)와 제 k-1 열 벡터(hK-1)를 스왑할 수 있다(S321). 즉, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제k 열 벡터(hK)와 제k-1 열 벡터(hK-1)의 순서를 뒤바꿀 수 있다. 또한, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단 대상이 되는 열 벡터를 그 전 열에 해당하는 열 벡터로 변경하기 위해 판단값(k)에 k-1을 입력할 수 있다(S331). 즉, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단값(k)을 조정하여 제k-1 열 벡터(hK-1)에 대한 스왑 또는 유지를 판단하기 위한 S311 및 S312 단계를 반복할 수 있다.When the kth column vector (h K ) does not satisfy at least one of the basis reduction conditional expression and the Lobartz conditional expression, the receiving end of the multiple input/output communication system performs the kth column vector (h K ) and the k-1th column vector (h K ) -1 ) can be swapped (S321). That is, the receiving end of the multiple input/output communication system may reverse the order of the k-th column vector (h K ) and the k- 1th column vector (h K-1). Also, the receiving end of the multiple input/output communication system may input k-1 as the determination value k to change the column vector to be determined into the column vector corresponding to the previous column ( S331 ). That is, the receiving end of the multiple input/output communication system may repeat steps S311 and S312 for determining swap or maintenance for the k-1th column vector h K-1 by adjusting the determination value k.
제k 열 벡터(hK)가 기저 감소 조건식 및 로바츠 조건식을 만족시키는 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제k 열 벡터(hK)와 제 k-1 열 벡터(hK-1)를 유지하고, 판단값(k)이 수신 안테나의 개수(T)와 같은지 판단할 수 있다(S341). 판단값(k)이 수신 안테나의 개수(T)와 같은 경우 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 탐색을 종료할 수 있다. When the kth column vector (h K ) satisfies the basis reduction conditional expression and the Lobartz conditional expression, the receiving end of the multiple input/output communication system calculates the kth column vector (h K ) and the k-1th column vector (h K-1 ) maintained, and it may be determined whether the determination value k is equal to the number of reception antennas T (S341). When the determination value k is equal to the number of receiving antennas T, the receiving end of the multiple input/output communication system may end the column search.
판단값(k)이 수신 안테나의 개수(T)와 같지 않은 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 SE 스테이지에 대한 부분 연속간섭제거(Partial SIC)를 통해 얻은 종료 판단 값(Sy)과 기준 값(SRef)을 비교할 수 있다(S342). 본 개시의 일 실시예에 따르면, SE 스테이지에 대해서만 열 탐색을 수행하기 때문에 연속간섭제거(SIC)의 열 벡터를 SE 스테이지에 한정하는 부분 연속간섭제거(Partial SIC)를 수행할 수 있다. 일 예시로서, 종료 판단 값(Sy)은 부분 연속 간섭 제거(Partial SIC)를 통한 유클리디안 거리일 수 있고, 기준 값(SRef)은 미리 결정된 유클리디안 거리일 수 있다.If the determination value (k) is not equal to the number of reception antennas (T), the receiving end of the multiple input/output communication system receives the end determination value (S y ) and the reference value obtained through partial SIC for the SE stage. (S Ref ) can be compared (S342). According to an embodiment of the present disclosure, since the thermal search is performed only for the SE stage, partial SIC for limiting the column vector of the SIC to the SE stage may be performed. As an example, the end determination value S y may be a Euclidean distance through partial successive interference cancellation (Partial SIC), and the reference value S Ref may be a predetermined Euclidean distance.
종료 판단 값(Sy)이 기준 값(SRef)보다 작지 않은 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단 대상이 되는 열 벡터를 그 다음 열에 해당하는 열 벡터로 변경하기 위해 판단값(k)에 k+1을 입력할 수 있다(S332). 즉, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단값(k)을 조정하여 제k+1 열 벡터(hK+1)에 대한 스왑 또는 유지를 판단하기 위한 S311 및 S312 단계를 반복할 수 있다. 종료 판단 값(Sy)이 기준 값(SRef)보다 작은 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 탐색을 종료할 수 있다.When the end determination value (S y ) is not smaller than the reference value (S Ref ), the receiving end of the multiple input/output communication system changes the determination target column vector to a column vector corresponding to the next column. k+1 may be input (S332). That is, the receiving end of the multiple input/output communication system may repeat steps S311 and S312 for determining swap or maintenance for the k+1th column vector h K+1 by adjusting the determination value k. When the end determination value S y is smaller than the reference value S Ref , the receiving end of the multiple input/output communication system may end the column search.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a grid reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 5를 참조하면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 고정 복잡도 LLL(fcLLL)이 사용되는 격자 감소 방법에 있어서, 리프값(L)을 간격으로 제2 내지 제T 열 벡터에 대해 순차적으로 열 탐색을 수행할 수 있다(S400). 본 개시의 일 실시예에 따르면 리프값(L)은 2 이상의 정수일 수 있다. 본 개시의 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 리프값을 2 이상의 정수로 설정함에 따라 도약하며 스왑 또는 유지 판단을 수행할 수 있고, 격자 감소 방법의 속도 및 호의도가 향상될 수 있다. S400의 열 탐색에 대해서는 도 6에서 자세하게 설명된다.Referring to FIG. 5, the receiving end of the multiple input/output communication system sequentially searches columns for second to T-th column vectors at intervals of leaf values (L) in a lattice reduction method using a fixed complexity LLL (fcLLL). can be performed (S400). According to an embodiment of the present disclosure, the leaf value L may be an integer of 2 or more. The receiving end of the multiple input/output communication system of the present disclosure may jump and perform swap or maintenance determination by setting the leaf value to an integer of 2 or more, and the speed and favorability of the lattice reduction method may be improved. The column search of S400 will be described in detail with reference to FIG. 6 .
제2 내지 제N 열벡터에 대한 열 탐색이 완료되면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 격자 감소 방법에 대한 종료 여부를 판단할 수 있다(S500). 본 개시의 일 실시예를 따르면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 탐색을 수행한 횟수, 즉, S400 단계를 수행한 횟수를 기초로 격자 감소 방법에 대한 종료 여부를 판단할 수 있다. 열 탐색이 미리 결정된 횟수만큼 수행된 경우 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 격자 감소 방법을 종료할 수 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 채널 행렬의 호의도를 기초로 격자 감소 방법에 대한 종료 여부를 판단할 수 있다. 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 채널 행렬의 호의도가 기준 호의도 이상인 경우 격자 감소 방법을 종료할 수 있다. 일 예시로서, 호의도를 나타내는 지표로 유클리디안 거리가 사용될 수 있다.When the column search for the second to Nth column vectors is completed, the receiving end of the multiple input/output communication system may determine whether the grid reduction method is terminated (S500). According to an embodiment of the present disclosure, the receiving end of the multiple input/output communication system may determine whether to terminate the grid reduction method based on the number of times column search is performed, that is, the number of times step S400 is performed. When the column search is performed a predetermined number of times, the receiving end of the multiple input/output communication system may end the grid reduction method. According to another embodiment of the present disclosure, the receiving end of the multiple input/output communication system may determine whether to terminate the lattice reduction method based on the degree of favorability of the channel matrix. The receiving end of the multiple input/output communication system may terminate the grid reduction method when the degree of favorability of the channel matrix is equal to or greater than the reference degree of favorability. As an example, the Euclidean distance may be used as an index indicating the degree of favorability.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 순서도이다. 자세하게는, 도 6은 도 5의 S400 단계의 예시적인 열 탐색을 나타내는 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a grid reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure. In detail, FIG. 6 is a flowchart illustrating an exemplary column search in step S400 of FIG. 5 .
도 5 및 도 6을 참조하면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 탐색의 판단값(k)의 초기값으로서 2를 입력할 수 있다(S401). 판단값(k)의 초기값이 2로 설정됨에 따라서, 제2 열 벡터(h2)에 대한 제1 열 벡터(h1)와의 스왑 또는 유지 여부가 판단될 수 있다.5 and 6 , the receiving end of the multiple input/output communication system may input 2 as an initial value of the determination value k of the column search ( S401 ). As the initial value of the determination value k is set to 2 , it may be determined whether the second
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단값(k)에 대응하는 제k 열 벡터(hK)에 대한 스왑 또는 유지를 판단할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제k 열 벡터(hK)가 기저 감소(Size Reduction) 조건식을 만족시키는지 여부를 판단하고(S411), 제k 열 벡터(hK)가 로바츠(Lovasz) 조건식을 만족시키는지 여부를 판단할 수 있다(S412). The receiving end of the multiple input/output communication system may determine swapping or maintaining the k-th column vector hK corresponding to the determination value k. In an embodiment of the present disclosure, the receiving end of the multiple input/output communication system determines whether the k-th column vector (h K ) satisfies the basis reduction (Size Reduction) conditional expression (S411), and the k-th column vector (h K) ) may determine whether or not the Lovasz conditional expression is satisfied (S412).
제k 열 벡터(hK)가 기저 감소 조건식 및 로바츠 조건식 중 적어도 하나를 만족시키지 않는 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제k 열 벡터(hK)와 제 k-1 열 벡터(hK-1)를 스왑할 수 있다(S421). 즉, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제k 열 벡터(hK)와 제k-1 열 벡터(hK-1)의 순서를 뒤바꿀 수 있다. When the kth column vector (h K ) does not satisfy at least one of the basis reduction conditional expression and the Lobartz conditional expression, the receiving end of the multiple input/output communication system performs the kth column vector (h K ) and the k-1th column vector (h K ) -1 ) can be swapped (S421). That is, the receiving end of the multiple input/output communication system may reverse the order of the k-th column vector (h K ) and the k- 1th column vector (h K-1).
또한, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단 대상이 되는 열 벡터를 변경하기 위해 판단값(k)에 k+L을 입력할 수 있다(S431). 즉, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단값(k)을 조정하여 제k+L 열 벡터(hk+L)에 대한 스왑 또는 유지를 판단하기 위한 S411 및 S412 단계를 반복할 수 있다. 리프값(L)은 2 이상의 정수일 수 있다. Also, the receiving end of the multiple input/output communication system may input k+L to the determination value k in order to change the column vector to be determined (S431). That is, the receiving end of the multiple input/output communication system may repeat steps S411 and S412 for determining swap or maintenance for the k+L-th column vector (h k+L) by adjusting the determination value k. The leaf value L may be an integer of 2 or more.
제k 열 벡터(hK)가 기저 감소 조건식 및 로바츠 조건식을 만족시키는 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제k 열 벡터(hK)와 제 k-1 열 벡터(hK-1)를 유지하고, 판단값(k)이 수신 안테나의 개수(T)와 같은지 판단할 수 있다(S441). 판단값(k)이 수신 안테나의 개수(T)와 같은 경우 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 탐색을 종료할 수 있다. When the kth column vector (h K ) satisfies the basis reduction conditional expression and the Lobartz conditional expression, the receiving end of the multiple input/output communication system calculates the kth column vector (h K ) and the k-1th column vector (h K-1 ) maintained, and it may be determined whether the determination value k is equal to the number T of the reception antennas (S441). When the determination value k is equal to the number of receiving antennas T, the receiving end of the multiple input/output communication system may end the column search.
판단값(k)이 수신 안테나의 개수(T)와 같지 않은 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단 대상이 되는 열 벡터를 변경하기 위해 판단값(k)에 k+L을 입력할 수 있다(S432). 즉, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 판단값(k)을 조정하여 제k+L 열 벡터(hK+L)에 대한 스왑 또는 유지를 판단하기 위한 S411 및 S412 단계를 반복할 수 있다. When the determination value k is not equal to the number of reception antennas T, the receiving end of the multiple input/output communication system may input k+L to the determination value k to change the column vector to be determined ( S432). That is, the receiving end of the multiple input/output communication system may repeat steps S411 and S412 for determining swap or maintenance for the k+L-th column vector (h K+L) by adjusting the determination value k.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a grating reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 6 및 도 7을 참조하면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 리프값(L)을 간격으로 제2 내지 제T 열 벡터에 대해 순차적으로 열 탐색을 수행할 수 있다(S400a). 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 격자 감소 방법의 종료 여부를 판단할 수 있고(S500a), 격자 감소 방법의 종료가 판단된 경우 격자 감소 방법을 종료할 수 있다. S400a 및 S500a 단계는 도 6의 S400 및 S500 단계와 서로 동일하거나 유사할 수 있으므로 설명을 생략한다.Referring to FIGS. 6 and 7 , the receiving end of the multiple input/output communication system may sequentially perform a column search on the second to T-th column vectors at intervals of the leaf value L ( S400a ). The receiving end of the multiple input/output communication system may determine whether the grid reduction method ends (S500a), and when it is determined that the grid reduction method ends, the grid reduction method may end. Steps S400a and S500a may be the same as or similar to steps S400 and S500 of FIG. 6 , so a description thereof will be omitted.
격자 감소 방법을 종료하지 않는 경우(S500a), 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 리프값(L)을 조정할 수 있다. 그 후 S400a 단계의 열 탐색은 조정된 리프값(L)을 이용하여 수행될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 리프값(L)은 미리 결정된 리프값(L)으로 조정될 수 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 리프값(L)은 격자 감소 방법에 대한 호의도 평가에 의해 서로 다른 리프값(L)으로 조정될 수 있다. 일 실시예로서, 격자 감소 방법의 호의도가 제1 기준 호의도보다 낮은 경우 리프값(L)은 제1 리프값으로 설정될 수 있고, 격자 갑소 방법의 호의도가 제1 기준 호의도보다 높은 경우 리프값(L)은 제2 리프값으로 설정될 수 있다. When the grid reduction method is not terminated (S500a), the receiving end of the multiple input/output communication system may adjust the leaf value L. Thereafter, the column search in step S400a may be performed using the adjusted leaf value (L). According to an embodiment of the present disclosure, the leaf value L may be adjusted to a predetermined leaf value L. According to another exemplary embodiment of the present disclosure, the leaf value L may be adjusted to a different leaf value L by evaluating the degree of favorability for the lattice reduction method. As an embodiment, the leaf value L may be set as the first leaf value when the favorability of the lattice reduction method is lower than the first reference affinity, and when the favorability of the grid reduction method is higher than the first reference affinity, the leaf value ( L) may be set as the second leaf value.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a grating reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 5 및 도 8을 참조하면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 모든 열 벡터에 대한 열 탐색을 수행하는 대신 이전에 탐색한 열 벡터와 리프값(L) 만큼 떨어진 열 벡터를 대상으로 탐색을 수행할 수 있다. 도 8은, 일 예시로서, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단이 리프값(L)으로서 ‘2’를 기준으로 하여 열 탐색을 수행하는 예시 및 리프값(L)으로서 ‘3’를 기준으로 하여 열 탐색을 수행하는 예시를 도시하고 있다. 5 and 8 , the receiving end of the multiple input/output communication system performs a search on a column vector separated by a leaf value (L) from a previously searched column vector instead of performing a column search on all column vectors. can 8 is an example in which the receiving end of the multiple input/output communication system performs column search based on '2' as the leaf value (L) and column search based on '3' as the leaf value (L). An example of performing the is shown.
리프값(L)이 ‘2’ 인 예시를 참조하면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 제2 열 벡터(h2)에 대해서 열 탐색을 수행한 후, 제4 열 벡터(h4)에 대해서 열 탐색을 수행할 수 있다. 그 후, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 열 벡터에 대해 두 개씩 도약해 가면서 열 탐색을 수행할 수 있다. 제T 열 벡터(hT)까지의 열 벡터에 대한 탐색이 끝나면, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 종료 여부를 확인할 수 있다(Terminiation Check). 종료 여부를 확인하는 방법에 대해서는 도 5 및 도 6에서 상술한 바 생략한다. 미리 결정된 기준에 합치하는 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 격자 감소 방법을 종료할 수 있다. 미리 결정된 기준에 합치하지 않는 경우, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 다시 처음으로 돌아가 제2 열 벡터(h2)부터의 열 탐색을 반복할 수 있다. 이 때, 다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 반복 횟수(iter)에 1을 더할 수 있다. Referring to the example in which the leaf value L is '2', the receiving end of the multiple input/output communication system performs column search on the second column vector (h2) and then column searches on the fourth column vector (h 4 ). can be performed. Thereafter, the receiving end of the multiple input/output communication system may perform a column search while jumping two by two for a column vector. When the search for the column vector up to the T- th column vector (h T ) is finished, the receiving end of the multi-input/output communication system may check whether or not it is terminated (Termination Check). A method of checking whether or not the end is completed will be omitted as described above with reference to FIGS. 5 and 6 . If the predetermined criterion is met, the receiving end of the multiple input/output communication system may end the grid reduction method. If the predetermined criterion is not met, the receiving end of the multiple input/output communication system may return to the beginning and repeat the column search from the second column vector h 2 . In this case, the receiving end of the multiple input/output communication system may add 1 to the number of iterations (iter).
다중 입출력 통신 시스템의 수신단은 반복되는 열 탐색시에 리프값(L)을 유지하거나 변경할 수 있다. 일 예시로서, 종전 열 탐색시에 리프값(L)이 ‘2’로 설정되었다면, 반복되는 그 다음 열 탐색시에는 리프값(L)이 ‘3’으로 설정될 수 있다.The receiving end of the multiple input/output communication system may maintain or change the leaf value L during repeated column searches. As an example, if the leaf value L was set to '2' in the previous column search, the leaf value L may be set to '3' in the repeated column search.
본 개시의 격자 감소 방법에 따르면, 이전에 탐색한 열 벡터와 L 만큼 떨어진 열 벡터를 탐색하는 도약 탐색을 수행하기 때문에, 전역적으로 직교성이 높아지고 조건식이 빠르게 충족될 수 있고, 이에 따라, 격자 감소 방법 수행 시간이 감소되고 하드웨어 구현시 복잡도가 감소될 수 있다. According to the lattice reduction method of the present disclosure, since a hop search is performed to search a column vector spaced by L from a previously searched column vector, global orthogonality can be increased and the conditional expression can be quickly satisfied. The method execution time can be reduced and the complexity of hardware implementation can be reduced.
도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 격자 감소 방법의 성능을 평가한 결과를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing a result of evaluating the performance of a lattice reduction method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 9를 참조하면, 그래프의 가로축은 비트 에너지 대 잡음 전력비(Eb/N0)를 나타내고, 세로축은 비트 에러율(Bit Error Rate;BER)을 나타내며, 알고리즘의 각 iter는 열 탐색의 반복 횟수를 의미한다. 'CLLL'은 최대 반복 횟수에 제한을 두지 않는 최적의 성능을 갖는 격자 감소 방법의 경우를 나타낼 수 있다. 즉, 'CLLL'은 이상적인 격자 감소 방법의 경우를 나타낼 수 있다. 'fcLLL'은 기존의 소정의 반복 횟수(iter)에 따라 고정 복잡도 LLL을 수행한 경우를 나타내고, 'proposed'는 반복 횟수(iter) 및 리프값(L)을 고려하여 본 개시에 따라 수행한 경우를 나타낼 수 있다. 도 9에서는, CLLL의 그래프, 제1 반복 횟수(iter1)에 따른 fcLLL의 그래프, 제2 반복 횟수(iter2)에 따른 fcLLL의 그래프 및 제2 반복 횟수(iter2) 및 제1 리프값(L1)에 따른 본 개시의 그래프(Proposed)가 도시되어 있다.Referring to FIG. 9 , the horizontal axis of the graph represents the bit energy to noise power ratio (Eb/N0), the vertical axis represents the bit error rate (BER), and each iter of the algorithm means the number of repetitions of the column search. . 'CLLL' may represent the case of a lattice reduction method having an optimal performance that does not limit the maximum number of iterations. That is, 'CLLL' may represent the case of an ideal lattice reduction method. 'fcLLL' indicates a case in which a fixed complexity LLL is performed according to a predetermined number of iterations (iter), and 'proposed' indicates a case in which the iteration number (iter) and leaf value (L) are taken into consideration when performed according to the present disclosure. can represent 9, the graph of CLLL, the graph of fcLLL according to the first iteration number iter1, the graph of fcLLL according to the second iteration number iter2, and the second iteration number iter2 and the first leaf value L1 A graph of the present disclosure according to (Proposed) is shown.
fcLLL(iter1)과 proposed(iter2/L1)를 비교하면, CLLL에 근접하는 그래프를 얻기 위해 요구되는 반복 횟수(iter)는 fcLLL의 경우에는 제1 반복 횟수(iter1)이고, 본 개시(proposed)의 경우에는 제2 반복 횟수(iter2)인 것을 확인할 수 있다. 실험 결과에 따르면, 제1 반복 횟수(iter1)는 제2 반복 횟수(iter2)보다 클 수 있다. 일 예시로서, 제1 반복 횟수(iter1)는 ‘7’일 수 있고, 제2 반복 횟수(iter2)는 ‘5’일 수 있다. 즉, 본 개시의 격자 감소 방법은 기존 fcLLL 알고리즘과 비교하여 더 적은 반복 횟수 만으로 최적의 성능을 가질 수 있다. Comparing fcLLL(iter1) and proposed(iter2/L1), the number of iterations (iter) required to obtain a graph close to CLLL is the first number of iterations (iter1) in the case of fcLLL, In this case, it can be confirmed that it is the second iteration number iter2. According to the experimental result, the first iteration number iter1 may be greater than the second iteration number iter2. As an example, the first iteration number iter1 may be '7', and the second iteration number iter2 may be '5'. That is, the lattice reduction method of the present disclosure may have optimal performance with fewer iterations compared to the existing fcLLL algorithm.
또한, fcLLL(iter2)과 proposed(iter2/L1)를 비교하면, 반복 횟수(iter)가 제2 반복 횟수(iter2)로 동일한 경우에 fcLLL에 비해 본 개시의 경우(proposed)가 더 CLLL에 근접하는 것을 확인할 수 있다. In addition, comparing fcLLL(iter2) and proposed(iter2/L1), when the number of iterations (iter) is the same as the second number of iterations (iter2), the case of the present disclosure (proposed) is closer to CLLL compared to fcLLL that can be checked
본 개시의 격자 감소 방법은 반복 횟수의 감소로 인해 더 적은 복잡도만으로 높은 호의도를 얻을 수 있다. 그 결과로서, 하드웨어 구현 시 파이프 라인의 수가 감소되어 하드웨어의 구현 복잡도가 감소될 수 있다. The lattice reduction method of the present disclosure can obtain a high degree of favorability with less complexity due to a reduction in the number of iterations. As a result, the number of pipelines in hardware implementation can be reduced, so that implementation complexity of hardware can be reduced.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.10 is a block diagram illustrating a multiple input/output communication system according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 10을 참조하면, 송신기는 부호기(encoder)(400), 변조기(modulator)(402), 프리코더(precoder)(404), 복수의 안테나들(408-1 내지 408-T)을 포함할 수 있고, 수신기는 복수의 안테나들(410-1 내지 410-R), MIMO 검출기(412), 복호기(414), 채널추정기(416) 및 코드북 선택기(418)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the transmitter may include an
부호기(400)는 송신데이터를 부호화하여 부호심볼들을 출력할 수 있다. 예를 들면, 부호기(400)는 CC(Convolutional Code), TC(Turbo Code), CTC(Convolutional Turbo Code), LDPC(Low Density Parity Check)코드 등을 이용해서 부호화를 수행할 수 있다. 변조기(402)는 상기 부호기(400)로부터의 부호심볼들을 변조하여 변조심볼들을 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 변조기(402)는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 32QAM, 64QAM 등으로 변조를 수행할 수 있다. 상기 부호기(400)와 상기 변조기(402) 사이에는 인터리버 등이 추가될 수도 있다. The
광대역 무선접속 시스템일 경우 프리코더(404)로부터 발생되는 복수의 안테나 신호들은 각각 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)변조되고, 상기 OFDM변조된 신호들 각각은 RF(Radio Frequency)처리되어 대응되는 안테나를 통해 송신될 수 있다.In the case of a broadband wireless access system, a plurality of antenna signals generated from the
복수의 안테나들(410-1 내지 410-R)을 통해 수신되는 신호는 MIMO검출기(412)로 입력될 수 있다. 광대역 무선접속 시스템일 경우, 복수의 수신신호들 각각은 기저대역 신호로 처리되고, 기저대역 신호들 각각은 OFDM복조되어 상기 MIMO검출기(412)로 제공될 수 있다. MIMO검출기(412)는 입력되는 수신벡터를 채널 행렬(H)을 고려하여 소정 MIMO검출방식에 따라 디코딩하여 송신기가 송신한 송신벡터를 추정하여 출력한다. 이때, MIMO검출기(412)는 도 1 내지 도 9에서 상술한 격자 감소 방법을 통해 송신 벡터를 추정할 수 있다. 복호기(414)는 상기 MIMO검출기(412)로부터의 데이터를 복호하여 원래의 정보데이터로 복원한다.A signal received through the plurality of antennas 410 - 1 to 410 -R may be input to the
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and specification as described above. Although the embodiments have been described using specific terms in the present specification, these are used only for the purpose of explaining the technical spirit of the present disclosure and are not used to limit the meaning or the scope of the present disclosure described in the claims. . Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present disclosure should be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (10)
트리-검색(tree-search) 기반으로 배열된 제1 내지 제N 열 벡터(N은 2 이상의 정수)를 순차적으로 포함하는 채널 행렬에 에 대한 QR 분해를 수행하는 단계;
상기 채널 행렬에 포함되는 제k 열 벡터(k는 2 이상 N 이하의 정수)에 대한 스왑(Swap) 또는 유지를 판단하는 단계; 및
상기 판단하는 단계에서 상기 제k 열 벡터의 스왑이 판단된 경우 상기 제k 열 벡터와 제k-1 열 벡터를 스왑하는 단계;를 포함하고,
상기 판단하는 단계는 상기 제2 내지 제N 열 벡터 중 SE(Single Expansion) 스테이지의 열 벡터에 대해서만 수행되는 것을 특징으로 하는 격자 감소 방법.In a multiple input multiple output (MIMO) communication system, a method for reducing a grid of a receiving end having a plurality of receiving antennas, the method comprising:
performing a QR decomposition on a channel matrix sequentially including first to N-th column vectors (N is an integer of 2 or more) arranged on a tree-search basis;
determining swap or maintenance for a k-th column vector (k is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to N) included in the channel matrix; and
and swapping the k-th column vector and the k-1th column vector when it is determined that the k-th column vector is to be swapped in the determining step;
The lattice reduction method, characterized in that the determining is performed only with respect to a column vector of a single expansion (SE) stage among the second to Nth column vectors.
FE(Full Expansion) 스테이지의 열 벡터와 SE(Single Expansion) 스테이지의 열 벡터가 스왑된 상기 채널 행렬을 입력 받는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격자 감소 방법.According to claim 1,
The method further comprising: receiving the channel matrix in which a column vector of a Full Expansion (FE) stage and a column vector of a Single Expansion (SE) stage are swapped.
트리-검색 기반으로 배열된 원 행렬 중 FE(Full Expansion) 스테이지의 열 벡터와 SE(Single Expansion) 스테이지의 열 벡터를 스왑하여 상기 채널 행렬을 생성하는 단계;를 더 포함하는 격자 감소 방법.According to claim 1,
The method further comprising: generating the channel matrix by swapping a column vector of a Full Expansion (FE) stage and a column vector of a Single Expansion (SE) stage among the original matrix arranged on a tree-search basis.
상기 판단하는 단계는 상기 제k 열 벡터가 기저 감소(Size Reduction) 조건식을 만족시키지 않는 경우 상기 제k 열 벡터에 대해 스왑으로 판단하는 단계를 포함하고,
상기 수행하는 단계의 결과로 생성되는 상기 채널 행렬에 대한 R 행렬에 대해, 상기 기저 감소 조건식은
|R(k,l)|2≤1/2*|R(l,l)|2 (R(m,n)은 R 행렬의 m행 n열 성분, k는 판단 값, l은 k보다 작은 자연수)
인 것을 특징으로 하는 격자 감소 방법.According to claim 1,
The determining includes determining the k-th column vector as a swap when the k-th column vector does not satisfy a size reduction conditional expression,
For the R matrix for the channel matrix generated as a result of the performing step, the basis reduction condition is
|R(k,l)| 2 ≤ 1/2*|R(l,l)| 2 (R(m,n) is the component of m rows and n columns of the R matrix, k is the judgment value, and l is a natural number less than k)
A lattice reduction method, characterized in that
상기 판단하는 단계는 상기 제k 열 벡터가 로바츠(Lovasz) 조건식을 만족시키지 않는 경우 상기 제k 열 벡터에 대해 스왑으로 판단하는 단계를 포함하고,
상기 수행하는 단계의 결과로 생성되는 상기 채널 행렬에 대한 R 행렬에 대해, 상기 로바츠 조건식은
δ|R(k-1,k-1)|2≤|R(k,k-1)|2+|R(k,k)|2 (R(m,n)은 R 행렬의 m행 n열 성분, k는 판단 값, δ는 로바츠 변수로서 0.5 이상 1 이하의 실수)
인 것을 특징으로 하는 격자 감소 방법.According to claim 1,
The determining includes determining as a swap with respect to the k-th column vector when the k-th column vector does not satisfy a Lovasz conditional expression,
For the R matrix for the channel matrix generated as a result of the performing step, the Lobartz condition is
δ|R(k-1,k-1)| 2 ≤|R(k,k-1)| 2 +|R(k,k)| 2 (R(m,n) is the component of m rows and n columns of the R matrix, k is the judgment value, and δ is the Lobartz variable, a real number between 0.5 and 1)
A lattice reduction method, characterized in that
상기 판단하는 단계에서 상기 제k 열 벡터에 대해 스왑으로 판단된 경우, 상기 스왑하는 단계를 수행한 후에 제k-1 열 벡터에 대한 스왑 또는 유지를 판단하는 단계;를 더 포함하는 격자 감소 방법.According to claim 1,
When it is determined that the k-th column vector is swapped in the determining step, after performing the swapping step, determining whether to swap or maintain the k-1th column vector.
상기 판단하는 단계에서 상기 제k 열 벡터에 대해 유지로 판단된 경우, 상기 스왑하는 단계를 수행한 후에 제k+1 열 벡터에 대한 스왑 또는 유지를 판단하는 단계;를 더 포함하는 격자 감소 방법.According to claim 1,
and determining whether to swap or maintain the k+1th column vector after performing the swap if it is determined that the k-th column vector is maintained in the determining step.
상기 QR 분해를 수행하는 단계는,
상기 제1 내지 제N 열 벡터 중 SE(Single Expansion) 스테이지의 열 벡터들로 구성된 행렬에 대한 QR 분해를 수행하는 것을 특징으로 하는 격자 감소 방법.According to claim 1,
The step of performing the QR decomposition,
A lattice reduction method, characterized in that the QR decomposition is performed on a matrix composed of column vectors of a single expansion (SE) stage among the first to Nth column vectors.
상기 제1 내지 제N 열 벡터 중 SE(Single Expansion) 스테이지의 열 벡터에대한 부분 연속 간섭 제거(Partial Successive Interference Cancellation; Partial SIC)를 수행한 결과와 미리 결정된 기준 값을 비교하여 격자 감소의 종료 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 격자 감소 방법.According to claim 1,
Whether the lattice reduction is terminated by comparing the result of performing Partial Successive Interference Cancellation (Partial SIC) on the column vector of the SE (Single Expansion) stage among the first to N-th column vectors and a predetermined reference value Lattice reduction method further comprising the step of determining.
제1 내지 제N 열 벡터(N은 2 이상의 정수)를 순차적으로 포함하는 채널 행렬에서 제2 내지 제N 열 벡터에 대한 스왑(Swap) 또는 유지를 판단하는 단계; 및
상기 판단하는 단계가 종료되면, 상기 채널 행렬에 대한 호의도(favorability) 및 기준 호의도를 비교하여 격자 감소 종료 또는 반복을 판단하는 단계;를 포함하고,
상기 스왑 또는 유지를 판단하는 단계는 상기 제2 내지 제N 열 벡터 중 서로 인접하지 아니한 열 벡터들에 대하여 순차적으로 스왑 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 격자 감소 방법.In a lattice reduction method based on a fixed-complexity Lenstra-Lenstra-Lovasz (fcLLL) algorithm of a receiving end having a plurality of receiving antennas in a multiple input multiple output (MIMO) communication system, the method comprising:
determining swap or maintenance with respect to second to Nth column vectors in a channel matrix sequentially including first to Nth column vectors (N is an integer of 2 or more); and
When the determining step is completed, determining whether the grid reduction is terminated or repeated by comparing favorability and reference favorability for the channel matrix;
The determining of the swap or the maintenance comprises sequentially determining whether to swap the non-adjacent column vectors among the second to N-th column vectors.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |